JP2021162333A

JP2021162333A - 含水布帛の密着性測定方法

Info

Publication number: JP2021162333A
Application number: JP2020061074A
Authority: JP
Inventors: 優花飛奈; Yuka Hina; 祥一秋田; Shoichi Akita
Original assignee: Asahi Kasei Corp
Current assignee: Asahi Kasei Corp
Priority date: 2020-03-30
Filing date: 2020-03-30
Publication date: 2021-10-11

Abstract

【課題】フェイスマスクを着用した際に実際に感じる密着感と相関性のある、物理量で定量的に評価できる含水布帛の密着性測定方法の提供。【解決手段】平板でない面を有する試料台の該面上に載置された含水布帛を、該含水布帛が該面から剥離するまで引張試験機で鉛直方向に引き上げることを特徴とする、含水布帛の密着性測定方法。前記試料台の面は、上向きの顔モデルであることができる。【選択図】図３

Description

本発明は、含水布帛の密着性測定方法に関する。

フェイスマスクに求められる機能として、一般的には密着性、取り扱い性、薬液浸透性、等が挙げられる。その中でも密着性という要素は着用時に最も感じる感覚であり、密着性が高いということはフェイスマスクとして重要で、優位な特性だといえる。しかしながら、これまで、アピールポイントとして密着性の高さを謳うフェイスマスクは多数みられたが、その根拠となるデータのほとんどが官能評価による非定量的な評価によるものであった。このため密着性を定量的に、また実際着用した際の官能評価の結果を確実に表すことのできる評価方法を確立することは重要である。

布帛と肌との密着性を評価する方法としては、べたつきの観点からみた肌離れ性の評価方法は種々提案されている。
例えば、以下の特許文献１には、水分が付与された状態の布帛を平板に載置し、垂直方法に引き上げた際の引っ張り荷重の最大値により、肌離れ性が良いか否かを評価することが記載されている。
また、以下の特許文献２には、浸漬した不織布を模擬皮膚に載せ、垂直方向に吊り上げた際の引っ張り荷重の最大値によりフェイスマスクの密着性を評価することが記載されている。
しかしながら、特許文献１、２に記載された測定方法はいずれも、フェイスマスクの密着性評価としては、実際の着用感と相関が必ずしも取れていない。

特開２０１６−１９９８２５号公報国際公開第２０１７／１２２６２５号

前記した従来技術の水準に鑑み、本発明が解決しようとする課題は、フェイスマスクを着用した際に実際に感じる密着感と相関性のある、物理量で定量的に評価できる含水布帛の密着性測定方法を提供することである。

本願発明者らは、かかる課題を解決すべく鋭意検討し実験を重ねた結果、以下の構成により該課題が解決しうることを予想外に見出し、本発明を完成するに至ったものである。
すなわち、本発明は以下のとおりのものである。

［１］平板でない面を有する試料台の該面上に載置された含水布帛を、該含水布帛が該面から剥離するまで引張試験機で鉛直方向に引き上げることを特徴とする、含水布帛の密着性測定方法。
［２］前記試料台の面が曲面である、前記［１］に記載の方法。
［３］前記試料台の面に凹凸がある、前記［１］又は［２］に記載の方法。
［４］前記試料台の面が、上向きの顔モデルである、前記［１］〜［３］のいずれかに記載の方法。
［５］前記含水布帛の形状が、フェイスマスク型である、前記［４］に記載の方法。
［６］前記含水布帛の面積が、前記試料台の面の面積に対して５０％〜９０％である、前記［１］〜［５］のいずれかに記載の方法。
［７］乾燥状態の布帛を試料台の面に載せた後に水分付与を行って、該試料台の該面上に載置された含水布帛を得、その後５分以上待機した後に測定を開始する、前記［１］〜［６］のいずれかに記載の方法。
［８］前記引張試験機で鉛直方向に引き上げ始めてから、最大荷重時までの、ひずみエネルギーを測定する、前記［１］〜［７］のいずれかに記載の方法。
［９］前記試料台の面が人工皮膚である、前記［１］〜［８］のいずれかに記載の方法。

本発明の含水布帛の密着性測定方法によれば、フェイスマスクを着用した際に実際に感じる密着感を、物理量で定量的に評価することができる。

本実施形態の試料台の一例である。本実施形態の試料台の一例である。本実施形態の引張試験の全体の模式図である。

以下、本発明の実施形態を詳細に説明する。
本発明の実施形態は、平板でない面を有する試料台の該面上に載置された含水布帛を、該含水布帛が該面から剥離するまで引張試験機で鉛直方向に引き上げることを特徴とする、含水布帛の密着性測定方法である。

［布帛］
本実施形態の測定方法の対象である（含水）布帛の種類は、特に限定はされず、フェイスマスクに用いられる全ての布帛を挙げることができるが、一般的には不織布である。不織布の材質は特には限定されず、例えば、キュプラ、レーヨン、リヨセル、綿等のセルロース繊維、ポリエステル、ポリプロピレン等の化学繊維等が挙げられる。また、布帛の厚み、目付等も限定されない。

布帛の形状は任意であり、正方形、円形を用いることできるが、特に試料台の前記布帛に接する面を顔モデルにする場合は、フェイスマスク型であることが好ましい。その場合、フェイスマスク型の形状は、厳密には限定されないが、そのサイズとしては、試料台である顔モデルの面積に対して、５０％〜９０％であることが好ましい。すなわち、前記含水布帛の面積は、前記試料台の面の面積に対して５０％〜９０％であることが好ましい。かかる面積率が５０％以上であれば、曲面への貼り付きの効果が十分に得られ、実際の着用感と相関性のある密着性を測定することができる。

［試料台］
試料台の布帛に接する面の形状は、平板でなければ特に限定はされず、凹凸を有してもよい。凹凸を有する場合、凹凸の大きさ、数、間隔は特には指定されない。例えば、半球の凹凸が規則的にあってもよいし、顔モデルのような不規則な凹凸がランダムにあってもよい。試料台の形状は、実際の着用感との相関性の高さの観点より、顔モデルが好ましい。

試料台の布帛と接する面の表面は、平滑であっても凹凸があってもよいが、肌と同じ微細な凹凸のある表面であることが、実際のフェイスマスク着用時に近づけることができるため、より好ましい。上記観点より、試料台の布帛と接する面の表面には模擬皮膚を用いることが好ましい。模擬皮膚としては、例えば、Ｂｅａｕｌａｘ社製バイオプレートが利用可能である。

［引張試験］
図３に例示するように、本実施形態の測定方法では、試料台５に載置された含水布帛４を、該含水布帛が試料台から剥離するまで引張試験機１で鉛直方向に荷重を掛ける。
引張試験機による引き上げ速度は任意であるが、一般的に５０ｍｍ／ｍｉｎ〜６００ｍｍ／ｍｉｎである。引張試験機としては、従来公知のものを任意に採用しうる。例えば、Ａ＆Ｄ社製のテンシロン万能試験機を用いることができる。

鉛直方向に荷重を掛けるにあたり、引張試験機のロードセル２と布帛とを何らかの接続手段で接続することが好ましく、紐３を介して接続することが特に好ましい。紐としては、非親水性であり、かつ、非伸縮性である素材を用いることが好ましい。非親水性素材を用いた場合、試料に付与した水分を吸水することなく、水分条件を厳密には揃えることができ、また、吸水による伸縮や、強度低下がなく、また、非伸縮性であることで、引張時に値がばらつきにくいため、ばらつきの少ない測定が可能である。例えば、非親水性であり非伸縮性である釣り糸のようなポリオレフィン（ポリエチレン、ポリプロピレン等）からなる糸を用いてもよい。
引張試験機と布帛とは、布帛のおよそ重心位置で接続することが好ましい。布帛が正方形や円形の場合は中心部、フェイスマスクの場合は鼻部分で接続するとよい。

［水分付与］
布帛に水分を付与する際、水のみを付与してもよく、化粧水のように水以外の成分を含んだ液を付与してもよい。
布帛に付与される水分量は任意であるが、布帛単位面積当たりの水分量として２５０ｍｌ／ｍ²〜５００ｍｌ／ｍ²が好ましい。ほとんどの材質で、２５０ｍｌ／ｍ²以上であれば試料台への貼り付けが容易となり、５００ｍｌ／ｍ²以下であれば、水分が流れ落ちてしまうことがない。
水分の付与は、布帛を試料台に載置する前に付与してもよく、乾燥状態の布帛を試料台に載置した後に付与してもよいが、載置後に水分を付与する方が、布帛の貼付が容易であり、測定値のばらつきが小さい。

布帛を試料台に載置した後に水分を付与する場合、水分付与後の待機時間は５分以上２０分未満であることが好ましい。すなわち、乾燥状態の布帛を試料台の面に載せた後に水分付与を行って、該試料台の該面上に載置された含水布帛を得、その後５分以上待機した後に測定を開始することが好ましい。５分以上待機することにより、布帛が十分に吸水し、同時に試料へ張り付き、また、２０分未満であることで布帛が含む水分量を、実際の着用時に想定される程度に保つことができるため、密着性を正確に評価することができる。

［載置方法］
布帛は、試料台との間に空気が入らないように試料台に密着させて貼り付けることが好ましい。布帛と試料台との間に空気が入っていないことにより、空気の部分を起点とした布帛の剥がれ等が起こりにくくなるため、本来の密着性を評価することができる。

［測定物性］
密着性評価の定量的な指標としては、最大荷重や、引張開始時〜最大荷重までのひずみエネルギーを用いることができるが、引張開始時〜最大荷重までのひずみエネルギーの方が実際の密着性と相関性が高いため、好ましい。すなわち、引張試験機で鉛直方向に引き上げ始めてから、最大荷重時までの、ひずみエネルギーを測定することが好ましい。

以下、本発明を実施例、比較例により具体的に説明する。
［官能試験との相関性の評価］
２種類のキュプラ長繊維不織布（旭化成製「ベンリーゼ」、品番ＳＥ３８４及びＳＥ６０Ｇ）、リヨセル不織布、綿不織布について、フェイスマスクとしての着用評価をｎ＝１０で行い、密着性の順位付けを行った。その結果、順位は密着性の高い順に、キュプラ長繊維不織布（品番ＳＥ３８４）＞キュプラ長繊維不織布（品番ＳＥ６０Ｇ）＞リヨセル不織布＞綿不織布であった。それぞれの布帛について、以下の実施例に記載する方法によりひずみエネルギーの測定を実施し、得られたひずみエネルギーの大きさの順位と官能評価結果の順位が合っていれば「相関性：○」、異なっていれば「相関性：×」とした。

［実施例１］
前記４種類の布帛をそれぞれ顔型（三栄プレス社製、面積５８ｃｍ²）で打ち抜き、フェイスマスク型布帛(面積３２．５ｃｍ²)を作製した。図２に示す顔モデル（Ｂｅａｕｌａｘ社製「バイオスキンドール」、ＮО．Ｆー９１０）を引張試験機（Ａ＆Ｄ社製「テンシロン」、ＲＴＧ−１２１０）の下部に、顔が上向きとなるよう、動かないように固定した。次に、釣り糸（ＰＲＯＭＡＲＩＮＥ製「スーパーコアファイター２号ＰＥ」）を５０ｃｍの長さにカットし、片側にはクリップ（コクヨ社製「ゼムクリップ」、クリー１−１０）、もう片側にはスイベル（ダイワ社製「ＤスイベルＳＳインタースナップ付ローリングスイベル」、１０号）を取り付けた。布帛つかみ具として、クリップ（コクヨ社製「目玉クリップ」、クリー１６）のチャック部内側にゴム板、サンドペーパー（日本研紙株式会社製「ＲＲＣＣ−Ｓ」、ＣＣ−４００Ｃｗ）を、サンドペーパーがチャック対象物に当たるように対称に貼り付け、また、目玉クリップの穴部分にアルミワイヤーを通し、ゼムクリップで引っ掛けられるようにアルミワイヤーをねじってループを作った。続いて顔モデル上に乾燥状態のフェイスマスク型布帛を載置し、該フェイスマスク型布帛の鼻部分を布帛つかみ具で挟んだ。テンシロンに１ｋｇロードセルを設置し、該ロードセルに釣り糸の一端に付けたスイベルを引っ掛け、もう一端のクリップを布帛つかみ具のアルミワイヤーのループに引っ掛け、固定した。水をピペットで布帛に付与し、ピンセットで空気が入らないよう貼り付けた。水分付与から5分間待機後、引張試験機にて５０ｍｍ／ｍｉｎで引き上げた。この方法で官能評価を実施した4種の布帛を評価した結果、ひずみエネルギーの大きさはキュプラ長繊維不織布（品番ＳＥ３８４）＞キュプラ長繊維不織布（品番ＳＥ６０Ｇ）＞リヨセル不織布＞綿不織布となったため、相関性は〇であった。

［実施例２］
試料台を表面が平滑な顔モデルに変更した他は、実施例１と同様に測定を行った。官能評価を実施した４種の布帛を評価した結果、ひずみエネルギーの大きさはキュプラ長繊維不織布（品番ＳＥ３８４）＞キュプラ長繊維不織布（品番ＳＥ６０Ｇ）＞リヨセル不織布＞綿不織布となったため、相関性は〇であった。

［実施例３］
水分付与のタイミングを試料台載置前に変更した他は、実施例１と同様に測定を行った。官能評価を実施した４種の布帛を評価した結果、ひずみエネルギーの大きさはキュプラ長繊維不織布（品番ＳＥ３８４）＞キュプラ長繊維不織布（品番ＳＥ６０Ｇ）＞リヨセル不織布＞綿不織布となったため、相関性は〇であった。

［実施例４］
布帛の面積を試料台の面の面積に対して４５％（２６ｃｍ²）の大きさに変更した他は、実施例１と同様に測定を行った。官能評価を実施した４種の布帛を評価した結果、ひずみエネルギーの大きさはキュプラ長繊維不織布（品番ＳＥ３８４）＞キュプラ長繊維不織布（品番ＳＥ６０Ｇ）＞リヨセル不織布＞綿不織布となったため、相関性は〇であった。

［実施例５］
布帛の形状を円状(４０ｃｍ²)に変更した他は実施例１と同様に測定を行った。官能評価を実施した４種の布帛を評価した結果、ひずみエネルギーの大きさはキュプラ長繊維不織布（品番ＳＥ３８４）＞キュプラ長繊維不織布（品番ＳＥ６０Ｇ）＞リヨセル不織布＞綿不織布となったため、相関性は〇であった。

［実施例６］
試料台を図１に示すもの（試料台面積：４０ｃｍ²）に、布帛の形状を正方形(２２．５ｃｍ²)に変更した他は、実施例１と同様に測定を行った。官能評価を実施した４種の布帛を評価した結果、ひずみエネルギーの大きさはキュプラ長繊維不織布（品番ＳＥ３８４）＞キュプラ長繊維不織布（品番ＳＥ６０Ｇ）＞リヨセル不織布＞綿不織布となったため、相関性は〇であった。

［比較例１］
試料台の面をアクリル平板（平滑）に変更した他は実施例１と同様に測定を行った。官能評価を実施した４種の布帛を評価した結果、ひずみエネルギーの大きさはリヨセル不織布＞キュプラ長繊維不織布（品番ＳＥ３８４）＞キュプラ長繊維不織布（品番ＳＥ６０Ｇ）＞綿不織布となり、ひずみエネルギーの大きさの順位と官能評価による順位が異なっていたため、相関性は×であった。
上記実施例１〜６、比較例１の評価結果等を以下の表１に示す。尚、表１において、４種類の布帛に下記の通り付番している：
Ａ：キュプラ長繊維不織布（品番ＳＥ３８４）
Ｂ：キュプラ長繊維不織布（品番ＳＥ６０Ｇ）
Ｃ：リヨセル不織布
Ｄ：綿不織布

本発明の含水布帛の密着性測定方法によれば、フェイスマスクを着用した際に実際に感じる密着感を物理量で定量的に評価できるため、フェイスマスクの品質評価等に好適に利用可能である。

１引張試験機
２ロードセル
３紐
４布帛
５試料台

Claims

平板でない面を有する試料台の該面上に載置された含水布帛を、該含水布帛が該面から剥離するまで引張試験機で鉛直方向に引き上げることを特徴とする、含水布帛の密着性測定方法。
前記試料台の面が曲面である、請求項１に記載の方法。
前記試料台の面に凹凸がある、請求項１又は２に記載の方法。
前記試料台の面が、上向きの顔モデルである、請求項１〜３のいずれか１項に記載の方法。
前記含水布帛の形状が、フェイスマスク型である、請求項４に記載の方法。
前記含水布帛の面積が、前記試料台の面の面積に対して５０％〜９０％である、請求項１〜５のいずれか１項に記載の方法。
乾燥状態の布帛を試料台の面に載せた後に水分付与を行って、該試料台の該面上に載置された含水布帛を得、その後５分以上待機した後に測定を開始する、請求項１〜６のいずれか１項に記載の方法。
前記引張試験機で鉛直方向に引き上げ始めてから、最大荷重時までの、ひずみエネルギーを測定する、請求項１〜７のいずれか１項に記載の方法。
前記試料台の面が人工皮膚である、請求項１〜８のいずれか１項に記載の方法。