JP7046369B2 - 複合体繊維 - Google Patents
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Description
[0013]本発明の第2の形態においては、本発明の第1の形態による複数の繊維を含むウエブが提供される。
ポリウレタンの7.5~12.5重量%、しばしば9~11重量%、又は10重量%の溶液を与えること;
ポリウレタン溶液と微粒子を混合すること;そして
電界紡糸技術を適用すること;
を含む。
ポリウレタンと微粒子を混合すること;そして
メルトブロー技術を適用すること;
を含む。
[0020]本発明をより容易に理解することができるように、以下において図面及び具体例を参照して本発明を更に記載する。
[0031]Selectophore(商標)ポリウレタン、Tecoflex(商標)ポリウレタン、ジメチルホルムアミド(DMF)、銀微細粒子(5.0~8.0μm)及び(2.0~3.5μm)、Celite(登録商標)545(粒子分布=0.02~0.10mm、メジアン径=36μm)を、Sigma Aldrichから購入した。テトラヒドロフラン(THF)をVWRから購入した。銀微細粒子(0.7~1.3μm)及び(4.0~7.0μm)を、Alfa Aesarから購入した。種々の粉末顔料は、全てL. Cornelissen & Sonからオンラインで購入した。純綿オプティックホワイト150cm、CD12(100%綿)を、Whaleys Bradford Ltd.から購入した。ブタの腹部からのブタ皮膚を、肉屋(Crawshaw肉店, Leeds)から入手した。メルトブローポリウレタンTPU Estane 58237を、velox.comから購入した。
[0032]ポリウレタン(Selectophore(商標)、所望の重量%)を、DMF:THF(15mL、60:40(v:v))中に撹拌しながら24時間かけて溶解した。下表1に示す微粒子を撹拌しながらゆっくりと加え、1時間かけて分散させた。
[0033]60:40のDMF:THF溶媒比を用いて、Selectophore(商標)ポリウレタンの10重量%溶液を調製した。Selectophore(商標)ポリウレタン(1.5g)を、15mLの溶媒混合物に撹拌しながら加え、一晩放置して溶解させた。溶解したら、次に粒子/顔料添加剤を、(表1にしたがって)10分間連続的に撹拌しながら溶液に加え、次に溶液を10mLのシリンジに加え、約4時間電界紡糸した。アルミニウム箔の回収プレートを周期的に90°回転させて、より均一な繊維の被覆率を得た。ティッシュを用いてシリンジ及び針を拭って清浄にし、次にアセトン、次に蒸留水で洗浄した。
[0034]それぞれ25g(5重量%)及び50g(10重量%)の銀、又は50g(10重量%)及び100g(20重量%)のCeliteを加えることによって、ハイブリッドポリウレタンペレットの500gのバッチを調製した。パイロットスケールのメルトブロー機を用いてメルトブロー実験を行った。試験全体にわたって径250μmの43孔の紡糸口金を用いた。75g・m-2(繊維径範囲=11.25~18.50μm;平均=14.69μm)、及び94g・m-2(繊維径範囲=6.69~14.88μm;平均=11.11μm)のポリウレタンウエブが製造された。
[0035]摩擦試験:摩擦係数は、ヨーロッパ標準規格EN-ISO-8295:2004にしたがって求めた。80gのそりを介して1.96Nの力(Fp)を印加し、200gの合計重量に対して120gの重量を用いた。速度は100mm/分であった。試料の寸法は90×755mmであった。静止摩擦係数は、式:
[0038]抗菌試験:これらはAATCC-100にしたがった。ウエブの径3mmの試料を、37℃において24時間インキュベーションすることによってE. Coli(MacConkey寒天平板)及びS. Aureus(血液寒天平板)に対して試験した。平板に、3mLのPBS又は食塩水溶液中で希釈した30μLの0.5MaFarland標準E. Coli及びS. Aureusを接種した。嫌気試験は上記の方法を用いたが、選択したモデルバクテリアはC. difficile(CCEYL平板)であり、インキュベーション時間は嫌気性インキュベーター内37℃において48時間であった。全ての試験は3回繰り返した。
にあてはめることによって計算することができる。
[0044]ポリウレタン膜及びポリエステル参照布帛に関してこの計算を行った後、次に下式をあてはめてそれぞれの試料に関するWVP指数を与える。WVP指数は、試験試料を参照布帛と比較する通気度の比である。
[0045]皮膚の代用品として中程度の厚みの綿織布(100%純綿オプティックホワイト、150cm、CD12)に摩擦試験を適用した。皮膚に付着する布帛に関しては、少なくとも2.0の静的力(N)及び少なくとも1.1の摩擦係数(μS)が観察されることが知られている。試験結果を下表2に示し、図3にまとめる。
実施例2:ブタの皮膚を用いた摩擦試験:
[0048]ヒトの皮膚とブタの皮膚は両方とも、真皮血管の同等の寸法、分布、及び交通と同時に、少ない被毛、厚い高分化した表皮、高分化した乳頭体を有する皮層、及び高含量の弾性組織を有するので、豚(ブタ)の皮膚モデルはヒトの化合物との相互作用と予測するために有用なツールである。また、2つの生命体の間には、免疫組織化学的及び生化学的類似点も存在する。ブタ及びヒトの皮膚は、大多数で存在する汗腺のタイプ(アポクリンとエクリン)において相違する。ヒトにおいては、アポクリン汗腺は、主として腋窩、生殖器部、及び乳頭の周りに位置し、ブタの皮膚試料中のアポクリン汗腺の数により、ブタの皮膚はこれらの領域においてヒトの皮膚の優れたモデルである。これらの試験の結果を下記の表4~6及び図5a~cにおいて示す。
[0050]複合体繊維から形成されたウエブの水着或いは高いレベルの汗又は湿分が起こりうる他の運動着における使用可能性を求めるために、湿潤状態のブタ試料を用いて更なる試験を行った。摩擦試験法は従前の試験と同一であり、唯一の変更はそれぞれの試料を実験にかける前に皮膚表面上に1mLの蒸留水を噴霧した(皮膚面積=184cm2、0.005mL・cm-2)ことであった。それぞれの試料を測定した後、折り畳んだティッシュを皮膚の上に置いて過剰の水を除去し、それぞれの試料の間でこの方法を繰り返した。結果を下記の表7及び図6aに示す。このデータは、表4及び図5aに関するデータと同じブタ皮膚試料から得た。
[0053]ウエブ中に多峰性粒子を含めることの効果を求めるために、更なる試験を行った。摩擦試験法は従前の試験と同一であり、唯一の変更は選択した粒子であった。試料は下記のように示された。
[0056]図8に示すように、このウエブはバクテリアとの接触に対して抗菌効果を有する。ウエブの周囲には抑止区域は存在せず、これはウエブから粒子が浸出していないことを示している。
[0057]図9のテンプレートパターンを用いて寸法安定性を求めた。結果を表10に示す。
[0060]電界紡糸繊維ポリウレタンウエブは、単一の工程で同時に生成物中に色を導入しながら製造することができ、これにより公知の多工程方法と比べて製造における大きな経済的有利性が与えられる。
[0062]表11はWVP試験の結果を示す。
[0064]本発明の方法及び装置は種々の方法で実施することができ、そのほんの一部のみを上記に示し且つ記載したことを認識すべきである。
Claims (12)
- 0.1~20μmの範囲の平均径を有する複合体繊維であって、
ポリウレタン、及び0.5~50μmの範囲の平均粒径を有する微粒子を含み、
微粒子は、銀、銅、金、チタン、亜鉛、鉄、アルミニウム、又はこれらの組合せから選択される金属を含み、
平均繊維径に対する微粒子の粒径の比率が0.05:1~2:5の範囲である
複合体繊維。 - 複合体繊維の平均径が0.2~15μmの範囲であり、微粒子は平均粒径が0.7~10μmの範囲にある粒子を含む、請求項1に記載の繊維。
- 微粒子が、顔料微粒子、無機化合物、ポリマー、又はこれらの組合せから選択される粒子をさらに含む、請求項1又は請求項2に記載の繊維。
- 0.1~25重量%の範囲の微粒子を含む、請求項1~3のいずれかに記載の繊維。
- 微粒子が0.7~1.5μmの平均粒径の粒子を含む、請求項1~4のいずれかに記載の繊維。
- 微粒子が多峰性粒径分布の粒子を含む、請求項1~5のいずれかに記載の繊維。
- 請求項1~6のいずれかに記載の複数の繊維を含むウエブ。
- 微粒子がさらに顔料微粒子を含む、請求項7に記載のウエブ。
- ノンスリップ用途のための請求項7又は請求項8に記載のウエブの使用。
- 水の存在下でのノンスリップ用途のための請求項9に記載のウエブの使用。
- 抗菌用途のための請求項7に記載のウエブの使用。
- 電界紡糸又はメルトブローから選択される技術を用いてポリウレタンと微粒子の複合体繊維を形成することを含む、請求項1~6のいずれかに記載の繊維の製造方法。
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