JP6579742B2 - 防護服用素材および防護服 - Google Patents

Description

本発明は、防護服用素材および防護服に関する。さらに詳しくは、防塵性、耐水性、強度、通気度を有するとともに、風合いが良好な防護服用素材および防護服に関するものである。

原子力発電所等関連施設等においては、放射能汚染防止の観点から身体汚染防護服が使用されている。なお、身体汚染防護服については、防塵性・耐水性・強度等が要求されている。

現在、防護服としては例えば、フラッシュ紡糸によるポリオレフィン系不織布を用いた防護服や多孔質ポリエチレンとポリオレフィン系不織布とを貼り合わせた素材を用いた防護服が、使い捨て防護服として採用されている。しかしながら、防塵性・耐水性に優れているが、通気度が低く、夏場の作業環境下ではむれが著しく、熱中症になりやすい欠点を有している。

一方、耐水性や透湿度を向上させた不織布として、ポリオレフィン系のスパンボンド（以下、ＳＢと表記することがある。）不織布／メルトブロー（以下、ＭＢと表記することがある）不織布／スパンボンド不織布の複合体、いわゆるＳＭＳ構造に代表される複合不織布が公知であり、当該複合不織布は簡易衣料等として利用されることも知られている（例えば、特許文献１）。特許文献１の複合不織布は、先述したものに比べ通気度や透湿度が高く蒸れにくいが、目付が高いため風合いが硬くなり、このために作業時の着心地が悪く、全身を覆う形態である防護服としては不適切であった。

最外層にスパンボンド不織布層、内層の少なくとも１層にメルトブロー不織布層を有し、かつ、スパンボンド不織布層を形成する樹脂として特定の融解吸熱量を有する樹脂を用いた不織布が公知である（特許文献２）。特許文献２の発明は、高い強度と高い耐水圧を有する多層不織布を得ることを目的としており、前記の構成の不織布を用いることで、多層不織布の製造において低温での融着を可能とし、メルトブロー不織布層の穴あきを防止して層間の接合強度を確保したものである。しかしながら特許文献２の発明は、特定のポリプロピレン樹脂を用いて目付の小さい（実施例では８〜３５ｇ／ｍ^２）不織布を得るものであって、防護服として必要な防塵性、強度、耐水性を適切なコストで実現しうるものではなかった。

柔軟性を向上し、防塵衣等に利用される不織布として、特許文献３が提案されている。しかしながら、特許文献３の不織布は、熱可塑性エラストマー樹脂を主成分とするため、優れた伸縮性、柔軟性を得ることが出来るが、熱可塑性エラストマー単体の強度が弱く、また、得られる不織布の繊維の極細化が困難なため要求される強度および耐水性を満足できないという問題があった。

特開平６−１１４９９１号公報 ＷＯ２０１４／０４２２５３号公報 特開２００３−１２９３６３号公報

本発明は、上述した問題を解決するものであり、防護服として必要な防塵性、耐水性、強度を有するとともに、風合いに優れ、通気度をも有する防護服用素材の提供を目的とするものである。

本発明者は、前記の性能を有する防護服用素材を開発すべく鋭意研究を重ねた結果、スパンボンド不織布とメルトブロー不織布とを積層してなる素材において、最外層をスパンボンド不織布層とし、総目付を特定範囲とすることが好ましく、さらに、スパンボンド不織布に対するメルトブロー不織布の重量比率が性能に決定的な影響を表すことを見出した。そして、スパンボンド不織布とメルトブロー不織布の重量比率が特定の範囲であるときに前記の性能をすべて満たし、防護服用素材として好適な多層不織布が得られることを見出して、本発明を完成した。

すなわち、本発明は、（１）スパンボンド不織布とメルトブロー不織布とを積層してなる防護服用素材であって、当該防護服用素材は最外層がスパンボンド不織布である少なくとも３層の多層不織布であり、前記多層不織布におけるスパンボンド不織布に対するメルトブロー不織布の重量比率が０．１７〜０．３６の範囲であり、前記多層不織布の総目付が４５〜５５ｇ／ｍ^２の範囲である、防護服用素材に関する。

（２）前記防護服用素材は、前記多層不織布のＪＩＳ−Ｌ１０９６．８．２１．４Ｄ法に準拠して測定される剛軟度の値が、５５ｍｍ以上であることが好ましい。

（３）前記防護服用素材は、メルトブロー不織布の目付合計が８〜１２ｇ／ｍ^２であることが好ましい。

（４）前記防護服用素材は、最外層のスパンボンド不織布の間に２層のメルトブロー不織布が積層されていることが好ましい。

（５）前記防護服用素材は、ＪＩＳ−Ｌ１９１３に準拠して測定した引張強度がタテ９０Ｎ以上、ヨコ５０Ｎ以上、引裂強度がタテ１３Ｎ以上、ヨコ１３Ｎ以上、ＪＩＳ−Ｌ１０９２−７．１Ａ法に準拠して測定した耐水圧が６００ｍｍＨ_２Ｏ以上であることが好ましい。

（６）前記防護服用素材は、前記多層不織布を構成する樹脂がポリプロピレンであることが好ましい。

（７）前記防護服用素材は、前記多層不織布において、スパンボンド不織布とメルトブロー不織布とが、互いに同じポリプロピレン樹脂から構成されていることが好ましい。

また本発明は、
（８）（１）〜（７）の防護服用素材で構成されている防護服に関する。

本発明によれば、防護服として必要な防塵性、耐水性、強度を有するとともに、風合いに優れ、通気度をも有する防護服用素材を提供することができる。また本発明によれば、前記の特性を有し、風合い、着心地に優れた防護服を提供することができる。

本発明の防護服用素材は、スパンボンド不織布とメルトブロー不織布とを積層してなる多層不織布からなり、多層不織布の最外層がスパンボンド不織布であり、スパンボンド不織布に対するメルトブロー不織布の重量比率が０．１７〜０．３６の範囲であり、総目付が４５〜５５ｇ／ｍ^２の範囲である。

多層不織布を構成する樹脂について説明する。多層不織布に用いる熱可塑性樹脂は、本発明の目的を達成しうる限りいかなるものでもよく、ポリプロピレン、ポリエチレン等のポリオレフィン、ポリエチレンテレフタラート、ポリブチレンテレフタラート等のポリエステル、ナイロン６、ナイロン６６等のポリアミドまたはこれらの共重合体、ポリ塩化ビニル、アクリル系またはアクリル系共重合体、ポリスチレン、ポリスルホン、ポリトリフロロクロロエチレン、ポリカーボネート、ポリウレタンなどが挙げられるが、紡糸の安定性や低コストなどからポリプロピレンを用いることが好ましい。

ポリプロピレンを用いる場合、ポリプロピレンの融点は、強度の面から１４０℃以上が好ましい。なお、本発明において融点は、示差走査型熱量計（ＤＳＣ）を用いて、−１０℃から１０℃／ｍｉｎで２００℃まで昇温させることにより得られた吸熱カーブの最も高温側に観測されるピークのピークトップとして定義される。また、ＡＳＴＭ Ｄ１２３８（測定温度２３０℃、荷重２.１６ｋｇ）に準拠して測定されるメルトフローレイトが、１０〜１００ｇ／１０ｍｉｎの範囲であることが紡糸性の面から好ましい。

多層不織布はスパンボンド不織布層（ＳＢ層）とメルトブロー不織布層（ＭＢ層）とを有するが、ＳＢ層を構成する樹脂とＭＢ層を構成する樹脂とは、互いに同じ樹脂であっても、異なっていてもよい。多層不織布の製造工程において、ＳＢ層とＭＢ層を容易かつ／又は安価に接着する手法として熱融着や熱エンボス工程が挙げられるところ、その際に同一の融点を有する同じ樹脂であると接着性が高いという理由により、同一の樹脂を用いることがより好ましい。さらに、コスト面からオレフィン系樹脂を用いることが好ましい。なお、互いに同じ樹脂であるとは、重合単位、平均分子量、融点、溶融粘度等の樹脂を規定する一般的なパラメータが互いに略一致する樹脂であることを意味しており、意図しない生産上の要因又は原料に由来する微差を有するものも含む。

本発明の防護服用素材は、スパンボンド不織布とメルトブロー不織布とを用い、最外層の２層（積層構造の両端の層である２層）がスパンボンド不織布となるよう積層されている。例えば、スパンボンド不織布／メルトブロー不織布／スパンボンド不織布の様に配置されている最外層の２層がスパンボンド不織布の積層構造である。

積層構造は、最外層がスパンボンド不織布であり、かつ、少なくとも３層であればよく、特に制限されないが、例えば、スパンボンド不織布／メルトブロー不織布／スパンボンド不織布の順に積層された多層不織布（以下、当該多層不織布の構造を「ＳＭＳ構造」ともいう）、スパンボンド不織布／メルトブロー不織布／メルトブロー不織布／スパンボンド不織布（以下、当該多層不織布の構造を「ＳＭＭＳ構造」ともいう）、スパンボンド不織布／メルトブロー不織布／メルトブロー不織布／メルトブロー不織布／スパンボンド不織布（以下、当該多層不織布の構造を「ＳＭＭＭＳ構造」ともいう）、スパンボンド不織布／スパンボンド不織布／メルトブロー不織布／スパンボンド不織布（以下、当該多層不織布の構造を「ＳＳＭＳ構造」ともいう）、スパンボンド不織布／スパンボンド不織布／メルトブロー不織布／メルトブロー不織布／スパンボンド不織布（以下、当該多層不織布の構造を「ＳＳＭＭＳ構造」ともいう）が挙げられる。なかでも、ＳＭＭＳ構造であると、耐水性および製造コストの面で好ましい。

本発明に用いられるスパンボンド不織布は、スパンボンド法で作製されたものであればよい。すなわち、ノズルより出た繊維化が可能な温度に下がった溶融ポリマーを、高速吸引ガスにより吸引延伸し、その後、開繊装置を用いて開繊し、コンベア状のネットに衝突捕集して作製される。

スパンボンド不織布の平均繊維径が２５μｍ以下であれば、引張強度と風合いの面で好ましい。
また、スパンボンド不織布の目付合計は３３〜４７ｇ／ｍ^２の範囲が好ましい。３３ｇ／ｍ^２以上であれば引張強度を向上でき、４７ｇ／ｍ^２以下であれば、風合い面で優れる。

本発明に用いられるメルトブロー不織布は、メルトブロー法により作製されたものであればよい。すなわち、溶融ポリマーの細流に対して加熱高速ガス体を噴き当て、そのガス流によって溶融ポリマーを引き伸ばして極細繊維化し、捕集して作製される。
メルトブロー不織布の平均繊維径が３μｍ以下であれば、防塵性および耐水性の面で好ましい。
メルトブロー不織布の目付合計は８〜１２ｇ／ｍ^２の範囲が好ましい。８ｇ／ｍ^２以上あれば優れた防塵性を発揮することができ、１２ｇ／ｍ^２以下であれば風合い面で優れる。

さらに、メルトブロー不織布のスパンボンド不織布に対する重量比率が、０．１７〜０．３６の範囲であることが肝要であり、比率が０．１７より低いと耐水性を発揮することができない。また、０．３６を超えると耐水圧は充分に発揮するも、強度を保持することができない。なお、防護服用素材に使用されるメルトブロー不織布の重量合計とスパンボンド不織布の重量合計から、重量比率を求める。すなわち、メルトブロー不織布の目付合計とスパンボンド不織布の目付合計からも重量比率を求めることができる。

本発明の防護服用素材は、多層不織布の総目付が４５〜５５ｇ／ｍ^２の範囲であることが肝要であり、目付が４５ｇ／ｍ^２未満では、求める強度を発揮することができない。また、目付が５５ｇ／ｍ^２を超えると、強度が向上するも風合いが硬くなり着心地を損なう。

また、ＪＩＳ−Ｌ１０９６．８．２１．４Ｄ法（ハートループ法）に準拠して測定される剛軟度の値が５５ｍｍ以上であることが肝要である。この範囲であると風合いを満足することができる。好ましくは、６０ｍｍ以上である。

剛軟度が５５ｍｍ以上になるように、柔軟剤を練り込んだ不織布、表面に柔軟剤を塗布した不織布を用いることができる。柔軟剤としては、炭化水素系ワックス、脂肪酸アミド化合物、シリコーン系化合物、高級アルコール、界面活性剤あるいはこれらの混合物が挙げられる。

防護服用素材の厚さが２００〜３００μｍであると好ましい。２００μｍ以上であると使用時の強度の面で優れており、３００μｍ以下であると風合いの面で優れる。

防護服用素材の引張強度がタテ９０Ｎ以上、ヨコ５０Ｎ以上であり、引裂強度がタテ１３Ｎ以上、ヨコ１３Ｎ以上であると、長時間着用の場合でも破れにくく、好ましい。なお、引張強度はＪＩＳ−Ｌ１９１３−６．３引張強さに、引裂強度はＪＩＳ−Ｌ１９１３−６．４引裂強さシングルタング法に準拠して測定する。
防護服用素材の耐水圧が６００ｍｍＨ_２Ｏ以上であると防護服として好適な耐水性が得られるため、好ましい。耐水圧は、ＪＩＳ−Ｌ１０９２−７．１Ａ法（低水圧法）に準拠して測定する。

本発明の多層不織布は、防護服用素材として好適である。防護服用素材を所定の形状に裁断して防護服用部材を作製し、各部材を縫製、溶接、圧着、接着等の公知の方法で結合することによって防護服を製造することができる。防護服としては、全身つなぎ型になったカバーオールタイプの全身防護型防護服、ガウン、カッパなど形態は制限されないが、全身防護型の防護服であることが好ましい。また、防護服用素材と組み合わせて、ファスナー、テープ、縫い糸、ゴムなどの任意の部材を用いることができる。

防護服において、本発明の素材は１重の布帛として用いてもよいし、２枚以上を重ねて用いることもできる。例えば、関節部分や結合部分など、素材の消耗が多い部分のみ複数枚を重ねて用いてもよい。また必要に応じて他の補強用布帛等を併用してもよい。

以下、本発明を実施例によりさらに詳細に説明するが、本発明はこれらの例によって何ら限定されるものではない。
なお、実施例と比較例における諸物性は、以下の測定方法により測定した。

［測定方法］
（１）剛軟度
ＪＩＳ−Ｌ１０９６の８．２１．４剛軟性Ｄ法（ハートループ法）に準拠し、以下の方法で測定した。長さ２５０ｍｍ×幅２０ｍｍの試験片をタテ方向にて１０点測定し、その平均値の小数点第一位を四捨五入した値を剛軟度とした。

（２）引張強度
ＪＩＳ−Ｌ１９１３の６．３引張強さに準拠し、以下の方法で測定した。長さ３００ｍｍ×幅５０ｍｍの試験片を定速伸張型引張試験器にて、つかみ間隔２００ｍｍ、引張速度２００±１０ｍｍ／ｍｉｎで引張試験を実施し、破断するまでの最大荷重時の強さ（Ｎ）を０．１Ｎの位まで求め、これを引張強度（Ｎ／５ｃｍ）とした。引張強度がタテ９０Ｎ以上、ヨコ５０Ｎ以上であると、防護服として好ましい強度が得られる。

（３）引裂強度
ＪＩＳ−Ｌ１９０６の６．４引裂強さシングルタング法に準拠して測定した。引裂強度がタテ１３Ｎ以上、ヨコ１３Ｎ以上であると、防護服として好ましい強度が得られる。

（４）耐水圧
ＪＩＳ−Ｌ１０９２の７．１Ａ法（低水圧法）に準拠して測定した。耐水圧が６００ｍｍＨ_２Ｏ以上であると、防護服として好ましい耐水性が得られる。

（５）風合い
得られた不織布を手触りにより評価した。評価基準は以下のとおりである。
○ コシがなく柔らかな風合い
△ コシが少しあり若干硬い風合い
× コシがあり硬い風合い

（６）防塵性
得られた不織布において、１０ヶ所測定サンプルを半径１２．５ｃｍの円状にカットし試験布とした。それぞれの試験布を捕集性能測定装置で測定した。この捕集性能測定装置は、測定サンプルをセットするオーリング状のサンプルホルダーの上流側に塵発生装置を連結し、下流側にパーティクルカウンタ（メットワン社製、２３７Ｂ）、流量計、流量調整バルブ、ブロワを連結している。防塵性の測定にあたっては、綿繊維布帛を塵発生装置に入れ、塵発生装置を回転させることで、繊維粉塵を発生させた。この塵発生装置による粉塵は、０．３〜０．５μｍの粉塵量を１万〜４万個／２．８３×１０^−４ｍ^３（０．０１ｆｔ^３）で調整した。また、試験布をサンプルホルダーにセットする前後にて、吸引量２．８３Ｌ／ｍｉｎで粉塵量を測定した。なお、防塵性の値は次式で求め、１０サンプルの平均値を算出した。
防塵性（％）＝（（試料セット前の塵数−試料セット後の塵数））÷試料セット前の塵数×１００
粒径０．３〜０．５μｍの防塵性が９５％以上であると、防護服として好ましい防塵性が得られる。

（７）通気度
ＪＩＳ−Ｌ１０９６の８．２６通気性Ａ法（フラジール形法）に準拠して測定した。通気度が１０ｃｍ^３／ｃｍ^２・ｓｅｃ以上であると、防護服として好ましい通気性が得られる。

［参考例１］ＳＭＳ構造
ポリプロピレンホモポリマー樹脂（メルトフローレイト３６ｇ／１０ｍｉｎ（ＡＳＴＭ Ｄ１２３８に準拠し温度２３０℃、荷重２．１６ｋｇで測定）、密度０．９ｇ／ｃｍ^３、融点１６８℃）を用いて、スパンボンド法により、スパンボンド不織布（柔軟剤練り込み）を成形し、さらにそのスパンボンド不織布の上に、メルトブロー法によりポリプロピレン極細繊維を吹き付け、その直後にさらにその上にスパンボンド不織布層を吹き付け、エンボス加工により一体化させた目付４５ｇ／ｍ^２、厚さ２１０μｍのＳＭＳ構造不織布を得た。なお、スパンボンド不織布は平均繊維径が２０μｍ、目付が１７．５ｇ／ｍ^２、メルトブロー不織布は平均繊維径が２．０μｍ、目付が１０ｇ／ｍ^２となるよう製造した。得られた不織布の物性および評価結果を表１に示す。

［実施例２］ＳＭＭＳ構造
参考例１のメルトブロー不織布の吹き付け方法を２回に変更し、各メルトブロー不織布層の目付を５ｇ／ｍ^２にし、メルトブロー不織布を２層に変更した以外は、参考例１と同様に作製した。得られた不織布の物性および評価結果を表１に示す。

［実施例３］ＳＭＭＳ構造
実施例２のスパンボンド不織布の目付を２２．５ｇ／ｍ^２に変更した以外は、実施例２と同様に作製した。得られた不織布の物性および評価結果を表１に示す。

［参考例２］ＳＭＳ構造
参考例１のスパンボンド不織布の目付を１９ｇ／ｍ^２、メルトブロー不織布の目付を７ｇ／ｍ^２に変更した以外は、参考例１と同様に作製した。得られた不織布の物性および評価結果を表１に示す。

［参考例３］ＳＭＳ構造
参考例１のスパンボンド不織布の目付を１８．５ｇ／ｍ^２、メルトブロー不織布の目付を１３ｇ／ｍ^２に変更した以外は、参考例１と同様に作製した。得られた不織布の物性および評価結果を表１に示す。

［比較例１］ＳＭＳ構造
参考例１のスパンボンド不織布の目付を１５ｇ／ｍ^２に変更した以外は、参考例１と同様に作製した。得られた不織布の物性および評価結果を表１に示す。

［比較例２］ＳＭＳ構造
参考例１のスパンボンド不織布の目付を２５ｇ／ｍ^２に変更した以外は、参考例１と同様に作製した。得られた不織布の物性および評価結果を表１に示す。

［比較例３］ＳＭＳ構造
参考例１のスパンボンド不織布の目付を２２．５ｇ／ｍ^２に変更し、さらに、メルトブロー不織布の目付を５ｇ／ｍ^２に変更した以外は、参考例１と同様に作製した。得られた不織布の物性および評価結果を表１に示す。

［比較例４］ＳＭＳ構造
参考例１のメルトブロー不織布の目付を１５ｇ／ｍ^２に変更した以外は、参考例１と同様に作製した。得られた不織布の物性および評価結果を表１に示す。

表１に示されるとおり、参考例１〜３、実施例２，３の不織布はいずれも、剛軟度、引張強度、引裂強度、耐水圧、風合い、防塵性、通気度ともに基準値を上回り、防護服用素材として好適な性能を有することが示された。一方、総目付が過小である比較例１は引張強度、引裂強度、耐水圧が不十分であり、総目付が過大である比較例２は剛軟度が低く、風合いが不良であった。また、ＭＢ／ＳＢ重量比率が過小である比較例３は耐水性が不足であり、ＭＢ／ＳＢ重量比率が過大である比較例４は剛軟度と通気度が低く、強度も不足していた。

Claims (6)

1. スパンボンド不織布とメルトブロー不織布とを積層してなる防護服用素材であって、
   当該防護服用素材は最外層がスパンボンド不織布である少なくとも３層の多層不織布であり、前記多層不織布におけるスパンボンド不織布に対するメルトブロー不織布の重量比率が０．１７〜０．３６の範囲であり、
   前記スパンボンド不織布の目付合計が３３〜４７ｇ／ｍ ^２ の範囲であり、
   前記メルトブロー不織布の目付合計が８〜１２ｇ／ｍ ^２ の範囲であり、
   前記多層不織布の総目付が４５〜５５ｇ／ｍ^２の範囲であり、
   前記最外層のスパンボンド不織布の間に２層のメルトブロー不織布が積層されており、
   前記スパンボンド不織布の平均繊維径が２５μｍ以下、
   前記メルトブロー不織布の平均繊維径が３μｍ以下である、防護服用素材。
2. 前記多層不織布のＪＩＳ−Ｌ１０９６．８．２１．４Ｄ法に準拠して測定される剛軟度の値が、５５ｍｍ以上である、請求項１に記載の防護服用素材。
3. ＪＩＳ−Ｌ１９１３に準拠して測定した引張強度がタテ９０Ｎ以上、ヨコ５０Ｎ以上、引裂強度がタテ１３Ｎ以上、ヨコ１３Ｎ以上、ＪＩＳ−Ｌ１０９２−７．１Ａ法に準拠して測定した耐水圧が６００ｍｍＨ _２ Ｏ以上である、請求項１又は２に記載の防護服用素材。
4. 前記多層不織布を構成する樹脂がポリプロピレンである、請求項１〜３のいずれか１項に記載の防護服用素材。
5. 前記多層不織布において、スパンボンド不織布とメルトブロー不織布とが、互いに同じポリプロピレン樹脂から構成されている、請求項１〜４のいずれか１項に記載の防護服用素材。
6. 請求項１〜５のいずれか１項に記載の防護服用素材で構成されていることを特徴とする防護服。