JPH10505388A - 改良された不織布バリヤー及びこれを製造する方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 帯電、より詳細には静電帯電される酸化エチレン滅菌不織材料を提供する．不織材料は、１つか２つ以上の層が帯電される積層不織布を含む。不織材料は、帯電される前後に帯電防止材料で処理されてもよい。

Description

【発明の詳細な説明】 改良された不織布バリヤー及びこれを製造する方法 技術分野 本発明は、細菌バリヤー布に関する。より詳細には、本発明は、覆い用衣類等 のような、例えば、滅菌外衣、手術用滅菌布、手術衣、及び保護衣料として用い るための細菌バリヤー不織布に関する。背景技術 一般的に知られているような、手術衣、手術用滅菌布、手術用マスク、および 滅菌外衣（以下集合的に“手術用物品”とする）は、液体または空中による汚染 物が手術用物品を透過するのを防ぐことができないとしても、これをかなり減少 させるように設計されてきた。手術処置の環境において、このような液体源は衣 服着用者の汗、血液のような傷による液体、および血漿または塩水のような生命 を維持するための液体を含む。空中汚染物の例は、バクテリア、ウイルス及び菌 性胞子のような生物学的汚染物を含むが、これらに限定されない。このような汚 染物は、リント布、鉱物微粒、埃、皮膚の鱗屑、及び呼吸用小滴のような特定の 物質を含むが、これらに限定されない。このような空中物質の通過を防ぐ布の能 力の計測値は、“濾過効率”という用語で表されることがある。 これらの手術用物品の多くは、元来綿またはリネンから作られてきており、手 術室でこれらを用いる前に滅菌されていた。しかしながら、これらの材料から作 られたこのような手術用物品は、手術の処置において発生する様々な液体を透過 すなわち“しみ通し”ていた。これらの場合、液体内に存在していたか、または 後に手術用物品を通してこの液体に接触した、かのいずれかによる生物学的汚染 物を通すような通路が形成されていた。さらに多くの場合、綿またはリネンから 作られた手術用物品では、空中汚染物が通ることからバリヤーする機能が不十分 である。さらにこれらの物品は費用もかかり、もちろん再使用する前に、清浄し て滅菌するという手順が必要とされてきた。 使い捨て手術用物品がリネン手術用物品と大幅に取り変えられてきた。このよ うな使い棄て手術用物品における改良では、しみ通ることを防ぐ全体的に撥水性 のある布からこのような物品を生成することを含む。この方法では、液体に支持 されている生物学的汚染物が布を通らないようにする。しかしながら、ある場合 は、非孔性フィルムからなる手術用物品は液体及び空中汚染物を透過させず、体 を暖めて湿潤性を保持し、このためいくらか時間がたつと着心地が悪くなる。 ある場合には、不織ポリマーから形成された布のような撥水性布から形成され た手術用物品は、十分に液体をはじき、より呼吸可能であり、このために非孔性 材料の場合よりも着用者にとって着心地がよりよいものとなる。しかしながら、 このような不織布によって得られる、着心地さと呼吸可能性におけるこれらの改 善は、一般的にバリヤー機能または濾過効率を犠牲にして生じてきた。 手術用物品に注目がずっと向けられてきた一方で、設計者が布の心地良さと濾 過効率の双方を必要とする、日常保護用具の用途のような多くの他の衣類、ある いは外衣がある。別の日常保護用具の用途では、研究所での用途、半導体製造の ような清潔な部屋での用途、農業に関する用途、鉱山に関する用途及び環境的な 用途を含むが、これに限定されない。 このように、改良された呼吸性と心地良さとともに改良された濾過効率をもた らす衣類材料とこれを製造する方法が必要とされる。このような改良された材料 と方法が本発明によって提供されており、以下の明細書と請求の範囲を見直せば より明白になるであろう。発明の要約 本分野の当業者が直面する上述の問題に応えて、本発明は、例えば不織布のよ うな酸化エチレン滅菌ポリマーウェブを提供する。本発明のウェブは、これの一 部を帯電、より詳細には静電帯電し、次いでこのウェブを酸化エチレン滅菌する ことによって形成される。ウェブは、帯電に続いて酸化エチレン滅菌、または酸 化エチレン滅菌につづいて帯電されてもよい。ウェブは、このウェブが帯電され る前、またはその後に帯電防止材料で処理されてもよい。 上述のウェブは、第１のウェブと近接した関係で第２のウェブを含むこともで きる。第２のウェブはポリマー繊維から形成され、該繊維の一部は帯電されてい てもよい。また第２のウェブの所定部分のまわりに静電防止処理材を存在させて もよい。本発明の詳細な説明 本明細書において、ウェブの空中汚染物バリヤーと濾過効率の双方が改良され た組成物と、これを製造するための方法が開示されている。本発明のウェブは、 ポリマー繊維、フィルム、フォームまたはこれらの組合せから形成されていれば よい。フィルムとフォームは、有孔性でも非有孔性でもよい。 このような組成物と方法に関する用途の中には、高い空中汚染物バリヤー特性 を有する滅菌可能で呼吸可能材料を必要とする用途が含まれるが、これらに限定 されない。このような材料は、手術着、滅菌布、滅菌外衣、及び顔用マスクのよ うな手術用物品における用途とともに、農業用、鉱山用、清浄な部屋及び環境的 な用途のような手術用以外の用途を有する。 ポリマー、特に熱可塑性ポリマーは、本発明の実施において有益であるウェブ の生成に非常に適している。本発明に有効な不織ウェブは、乾式積層法、湿式積 層法、水流交絡法、スパンボンド法、メルトブロー法、ステープル繊維のカーデ ィング及び結合、溶媒紡糸を含むがこれに限定されない様々な方法から形成でき る。 本発明のウェブを形成するのに適する材料は、ポリエステル、ポリオレフィン 、ナイロンおよびコポリマー、ポリマーの混合物及びこれらの材料の２成分ポリ マーを含むがこれらに限定されない様々な誘電性材料を含む。繊維から形成され た不織ウェブにおいて、この繊維は比較的短い、ステープル長さで一般的に７． ６２センチメートル（３インチ）以下の繊維か、またはスパンボンド法によって 作られるようなより長い、連続した繊維であってもよい。 ポリオレフィンがベースの繊維から形成された不織ウェブは、とくに上述の用 途に適していることがわかった。このような不織布の例は、キンバリークラーク 社により製造されているポリプロピレン不織布がある。より詳細には、キンバリ ークラーク社により製造されている３層からなるスパンボンド―メルトブロー― スパンボンド加工された材料（ＳＭＳ）である。 このスパンボンド―メルトブロー―スパンボンド加工された材料は、互いに積 層された３つの分離層から形成されていればよい。この積層材料を製造する方法 は、ブロック他に付与され本件出願人に譲渡された米国特許第４、０４１、２０ ３号に記載されている。本明細書は、この特許を引用しこの特許明細書の記述を 本明細書の記述の一部とする。あるいは、スパンボンド―メルトブロー―スパン ボンド材料は第１にスパンボンド―メルトブロー層を形成することによって作ら れる。スパンボンド―メルトブロー層は、メルトブローされた層をスパンボンド 加工された層に形成することによって形成される。スパンボンド加工された第２ の層は、先に形成されたスパンボンド―メルトブロー積層のメルトブローされた 側に形成される。一般的に、２つの外側層が、強度を有する不織布を形成してお り、一方内側層はバリヤー特性を形成する。 適当なウェブは、単一の層または複数の層から形成されていればよい。複数層 の場合、これらの層は一般的に近接しているか、または重なり合った関係で配置 されており、層の全ての部分かまたは一部が隣合う層に結合されていればよい。 不織ウェブの場合において、不織ウェブは複数の分離した不織ウェブから形成さ れており、この分離した不織ウェブは単一または複数層から形成されていればよ い。ウェブが複合層を含む場合、ウェブの全体の厚さにわたって帯電されたり、 または個々の層が別個に帯電され、近接した関係に別の層と組み合わされて、最 終的な不織ウェブを形成してもよい。 材料を帯電、より詳細には静電帯電させる公知の方法が数多くある。これらの 公知の方法では、例えば、加熱、液体―接触、電子ビーム及びコロナ放電法を含 む。例１と２（以下に記載）に述べられている材料を静電帯電させるのに用いら れる方法は、テネシー州大学によって１９９２年１０月９日に出願された米国特 許出願番号第０７／９５８、９５８号に開示された技術である。本明細書は、こ の先行技術を引用し、この特許明細書の記述を本明細書の記述の一部とする。こ の技術では、材料を一対の電場におくことを含んでおり、電場は対の極性を有す る。 ウェブの滅菌は酸化エチレン滅菌によっても達成できる。酸化エチレンによっ て手術用器具を滅菌することが望まれる場合、手術用器具は不織ウェブでラップ される。次いで、全体のパッケージには酸化エチレン滅菌サイクルが施される。 酸化エチレン滅菌サイクルが終了すると、ラップされたままの器具が酸化エチレ ン滅菌器具から取り除かれて必要とされるまでラップ材料に収納される。必要と なると、ラップウェブが取り除かれて、用具を使えるようにする。 酸化エチレン滅菌サイクルは、滅菌の種類と、滅菌される物品の大きさ／量と によって変わる。以下に記載した例において、酸化エチレン滅菌は、イリノイ州 在住のヴァキュダインにより製造されているＲＳＳＡチャンバＪ８８−３９また はＪ８８―５９のいずれかを用いることによって達成された。一般的に、酸化エ チレン滅菌サイクルは、試験準備段階、滅菌段階およびガス抜き段階を含む。こ れらの段階の各々の処理パラメータは以下の通りである。 Ａ．試験準備 処理パラメータ 設定点 温度 １１５°Ｆ（４６°Ｃ） 相対湿度 ６３％ 保持時間 １８時間 Ｂ．滅菌 処理パラメータ 設定点 暴露中のチャンバ温度 ５４°Ｃ（１３０．０Ｆ） 別の時間のチャンバ温度 ５４°Ｃ（１３０．０Ｆ） 初期排気 絶対値３ｃｍ（１．２インチ） 漏れ試験 絶対値３ｃｍ（１．２インチ） 漏れ試験時間 ５分間 窒素希釈 絶対値８．１ｃｍ（３．２インチ） 排気 絶対値３ｃｍ（１．２インチ） 湿度注入増圧 絶対値７．３ｃｍ（２．９インチ） 給湿保持時間 ３０分間 ＥＴＣ注入圧 絶対値３８．１ｃｍ（１５インチ） ガス注入時間 ＮＡ 暴露サイクル ２時間 暴露圧 絶対値３８．１ｃｍ（１５インチ） 暴露温度 ５４°Ｃ（１３０．０Ｆ） 第１回排気 絶対値１５．２ｃｍ（６．０インチ） 第１回窒素供給 絶対値（５０．０インチ１２７ｃｍ） 第２回再排気 絶対値４ｃｍ（１．６インチ） 第２回窒素供給 絶対値１２７ｃｍ（５０．０インチ） 第３回再排気 絶対値４ｃｍ（１．６インチ） 第３回窒素供給 絶対値１２７ｃｍ（５０．０インチ） 第４回再排気 絶対値４ｃｍ（１．６インチ） 空気供給 大気圧まで Ｃ．脱ガスパラメータ 処理パラメータ 設定点 脱ガス時間 ２４時間 脱ガス温度 １３０．０Ｆ（５４°Ｃ） ウェブが引火性材料中またはそのまわりに用いられているか、静電帯電または 放電が問題となる場合には、ウェブが複数の帯電防止材料で処理されてもよい。 これらの場合、帯電防止材料を含む溶液にウェブを浸漬することを含む幾つかの 公知の技術によって、または帯電防止材を含む溶液でウェブをスプレーすること によって帯電防止材料をウェブに与えることができるが、これらの技術に限定さ れない。ある場合には、帯電防止材料がウェブの外面とウェブの本体の双方に加 えられてもよい。別の場合には、帯電防止材料が、ウェブの選択された面または これの表面のような所定部分に与えられる。 帯電防止材料として特定の有効なものの一つには、デュポン社から入手可能な ＺＥＬＥＣ（登録商標）として知られているアルコールフォスヘート塩製品であ る。ウェブを帯電する前か、後のいずれかに、ウェブに帯電防止材料で処理して もよい。さらに、材料層のいくつか、または全てを帯電防止材料で処理してもよ い。ある材料層のみが帯電防止材料で処理されている場合において、非処理層が 帯電防止処理層で組み合わされる前、あるいは後に、帯電されてもよい。 本発明の効果を示すために、以下の例を挙げる。 例１ キンバリークラーク社は、３層の繊維材料すなわちスパンボンド―メルトブロ ー―スパンボンド（ＳＭＳ）層から作られた一連の単一のシート積層不織ウェブ 材料を製造している。これらの材料は、様々な基本重量で利用可能である。これ らの例において用いられた２つの不織ウェブ材料は、キンバリークラーク社によ り販売されている単一のシート積層材料であった。各不織ウェブの基本重量は７ ４．６グラム／平方メートル（２．２ｏｚ／ｓｑ ｙｄ）である。スパンボンド 層の基本重量は１８．８グラム／平方メートル（０．８５ｏｚ／ｓｑ ｙｄ）で ありメルトブロー層の基本重量は１６．９グラム／平方メートル（０．５０ｏｚ ／ｓｑ ｙｄ）である。不織ウェブの１つはＺＥＬＥＣで処理された積層であり 登録商標ＫＩＭＧＵＡＲＤ重質滅菌ラップとしてでキンバリークラーク社により 販売されている。これは、表ＩでＫＩＭＧＵＡＲＤとして定義されている。 “ＲＳＲ”として表Ｉで定義されている別の不織ウェブの基本重量も、７４． ６グラム／平方メートル（２．２ｏｚ／ｓｑ ｙｄ）であったが、帯電防止材で 処理されていなかった。双方のスパンボンド層の基本重量は１８．８グラム／平 方メートル（０．８５ｏｚ／ｓｑ ｙｄ）でありメルトブロー層の基本重量は１ ６．９グラム／平方メートル（０．５０ｏｚ／ｓｑ ｙｄ）である。 これらのウェブに静電帯電（電気処理）を行なうのに用いられる方法は、上述 の引例米国特許出願第０７／９５８、９５８号に記載されている。 ＫＩＭＧＵＡＲＤおよびＲＳＲ布の双方の表面帯電が分析され、データが表Ｉ に記録された。これらの布の各側部の帯電データが、帯電前（“受け取ったもの として”）と帯電後（“エレクトレットされた（ｅｌｅｃｔｒｅｔｅｄ）”）に 関して記録された。最初に帯電されて、次いで酸化エチレン滅菌された（“ＥＯ 処理後”）酸化エチレン滅菌布サンプルに関する帯電データも記録された。例１ に述べるように、ＫＩＭＧＵＡＲＤサンプルはＺＥＬＥＣで処理され、ＲＳＲサ ンプルはＺＥＬＥＣで処理されなかった。帯電の計測は、各サンプルの３６個の 離れた表面場所で行なわれた。カテゴリーすなわち“受け取ったものとして”、 “エレクトレットされた”について、ＫＩＭＧＵＡＲＤとＲＳＲサンプルは、そ れぞれ単一の大型のシート材料であった。このようなシートのそれぞれは、いく つかのより小さいサンプルに分割された。例２に記録された滅菌および濾過デー タはこれらの小さいサンプルから得られた。 記録された帯電計測値は、正の電圧（＋）と負の電圧（−）／ｃｍ²の平均値 である。帯電を計測するのに用いられた器具は静電電圧計（ニューヨーク州メデ ィアンに在住のトレック社によるトレックモデル３４４）であった。 上述のデータによって示されているように、酸化エチレン滅菌法は、一般的に エレクトレット処理されたＫＩＭＧＵＡＲＤとＲＳＲ材料の双方に対して全体の 帯電を少なくする。 例２ 平均細菌濾過効率（ＢＦＥ）試験結果と標準分布（ＳＤ）の概要が、表１１に おいてＫＩＭＧＵＡＲＤについて調べられた２つのカテゴリーについて報告され ている。表１１に報告されている第１のカテゴリーは“Ｎｅｌｓｏｎ ＢＦＥ” である。“Ｎｅｌｓｏｎ ＢＦＥ”はネルソン研究所（ユタ州サルトレークシテ ィ在住）の細菌濾過効率試験を意味する。これらのＢＦＥを求めるのに用いられ る手順がＭＩＬ仕様書３６９５４Ｃ，４．４．１．１．および４．４．１．２． に従ったネルソン研究所のプロトコル第ＡＲＯ／００７Ｂに記載されている。こ のカテゴリーは、エレクトレット処理され次いで酸化エチレン滅菌処理された、 １１個のＫＩＭＧＵＡＲＤ布サンプル（“ＫＩＭＧＵＡＲＤ／ＥＬＥＣＴＲＥＴ ／ＥＯ”）と酸化エチレン滅菌された非エレクトレット処理の１１個のＫＩＭＧ ＵＲＡＤ布サンプル（“ＫＩＭＧＵＡＲＤ／ＥＯ”）の平均ＢＦＥを含む。 表Ｉに記録された第２のカテゴリーは、“微生物攻撃ＢＦＥ”である。このカ テゴリーはＫＩＭＧＵＡＲＤサンプルに関して平均ＢＦＥを含む。 微生物攻撃ＢＦＥの手順は、６個のポート暴露チャンバが用いられた。ポート のうち５個が５つの別個のサンプルに対応する。攻撃制御フィルタ材料が６番目 のポートに配置された。３つの状態が微生物攻撃試験において維持された。これ らの状態の第１は各ポートを通る２．８ＬＰＭ（２．８リットル／分）の流量、 第２は１５分の暴露時間に続き１５分のチャンバ排出、第３は、ポートごとに１ ×１０⁶ＣＦＵ（コロニ生成単位）となる微生物攻撃である。アムスコから購入 された細菌の希薄なグロビギ（ｇｌｏｂｉｇｉｉ）胞子（パート番号ＮＡ−０２ ６、Ｐ−７６４２７１−０２２）が用いられて、ポート回収毎に１×１０Ｅ⁶Ｃ ＦＵｓの作用胞子浮遊物を製造する。 記録された値はコロニー生成単位（ＣＦＵｓ）の減少を表しており、すなわち サンプルを通るバクテリアが攻撃制御フィルタ材料を通るＣＦＵｓの数に比較さ れた。この値は、攻撃制御濾過材料を通るＣＦＵｓの数から、サンプルを通るＣ ＦＵｓの数を引くことによって求められた。これらの材料を通るＣＦＵｓの数の 差が、攻撃濾過材料を通るＣＦＵｓの数で割られて、１００がかけられて百分率 に変換される。 表１１１は、ＲＳＲ不織材料に関する平均Ｎｅｌｓｏｎ ＢＦＥと微生物攻撃 ＢＦＥカテゴリーをまとめている。ＲＳＲ材料に関するＮｅｌｓｏｎ ＢＦＥと 微生物攻撃ＢＦＥの手順は、上述のＮｅｌｓｏｎ ＢＦＥと微生物攻撃ＢＦＥの 手順と同じであった。“ＲＳＲ／ＥＬＥＣＴＲＥＴ／ＥＯ”はＲＳＲエレクトレ ット処理され、次いで酸化エチレン処理されたサンプルを意味する。“ＲＳＲ／ ＥＬＥＣＴＲＥＴ”は、ＲＳＲエレクトレット処理されたサンプルを意味する。 “ＲＳＲ／ＥＯはＲＳＲ酸化エチレン滅菌されたサンプルを意味する。上述のＲ ＳＲ材料の各分類の１５個のサンプルが分析されて、その結果が平均された。 例２は、最初に材料を帯電、詳細には静電帯電し、次いで酸化エチレン滅菌し て、酸化エチレン滅菌される前に帯電されていない同じ材料と比較すると、酸化 エチレン滅菌材料のバリヤー特性が改善されていることを示している。酸化エチ レン滅菌（表Ｉ）後に発生した表面帯電における減少は、材料のバリヤー特性に 大きな影響をおよぼさなかったことが観察される。 本発明は詳細な実施例に関して述べてきたが、本分野の当業者であれば、この 前述の記述を理解する際に、これらの実施例の変更例、変形例および均等例を容 易に考え出すことができるであろう。従って、本発明の範囲は、請求の範囲とし て考えられる。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 ＦＩ Ｄ０４Ｈ 3/16 Ｄ０４Ｈ 3/16 Ｄ０６Ｍ 17/00 Ｄ０６Ｍ 17/00 Ｍ (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＤＥ， ＤＫ，ＥＳ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，ＩＴ，ＬＵ，Ｍ Ｃ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ，ＣＦ，ＣＧ ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＭＬ，ＭＲ，ＮＥ，ＳＮ， ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＫＥ，ＭＷ，ＳＤ，ＳＺ，ＵＧ)， ＡＭ，ＡＴ，ＡＵ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，ＣＡ，Ｃ Ｈ，ＣＮ，ＣＺ，ＤＥ，ＤＫ，ＥＥ，ＥＳ，ＦＩ，ＧＢ ，ＧＥ，ＨＵ，ＪＰ，ＫＥ，ＫＧ，ＫＰ，ＫＲ，ＫＺ， ＬＫ，ＬＲ，ＬＴ，ＬＵ，ＬＶ，ＭＤ，ＭＧ，ＭＮ，Ｍ Ｗ，ＭＸ，ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ，ＰＴ，ＲＯ，ＲＵ，ＳＤ ，ＳＥ，ＳＩ，ＳＫ，ＴＪ，ＴＴ，ＵＡ，ＵＺ，ＶＮ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．ウェブを帯電すること、 該ウェブを酸化エチレン滅菌すること、 からなるウェブを製造する方法。 ２．前記ウェブは不織ウェブであり、帯電される前に酸化エチレン滅菌されるこ とを特徴とする請求項１に記載の方法。 ３．前記不織ウェブは酸化エチレン滅菌される前に帯電されることを特徴とする 請求項２に記載の方法。 ４．前記帯電は静電帯電であることを特徴とする請求項２に記載の方法。 ５．前記ウェブを帯電防止材料で処理する段階を含むことを特徴とする請求項１ に記載の方法。 ６．前記ウェブは、近接した関係でともに結合された第１及び第２の不織ウェブ からなることを特徴とする請求項１に記載の方法。 ７．前記ウェブは、前記帯電段階後に結合されることを特徴とする請求項６に記 載の方法。 ８．前記第１のウェブは帯電されて、前記第２のウェブは帯電されないことを特 徴とする請求項７に記載の方法。 ９．前記第１のウェブは、帯電防止材料で処理されていることを特徴とする請求 項６に記載の方法。 10．前記第２のウェブは、帯電防止材料で処理されていることを特徴とする請求 ９に記載の方法。 11．ウェブの所定の部分が帯電されている酸化エチレン滅菌ウェブ。 12．前記ウェブは、近接した関係でともに結合された第１および第２の不織ウェ ブからなる不織材料から形成されていることを特徴とする請求項１１に記載のウ ェブ。 13．負の帯電を有する表面を有しており、該表面上の負の平均表面帯電が１００ ボルト／ｃｍ²未満であることを特徴とする請求項１１に記載のウェブ。 14．負の帯電を有する第１および第２表面を有し、前記第１表面上の負の平均表 面帯電が１００ボルト／ｃｍ²未満であり、前記第２表面上の負の平均表面帯電 が１００ボルト／ｃｍ²未満であることを特徴とする請求項１１に記載のウエブ 。 15．正の帯電を有する表面を有しており、該表面上の正の平均表面帯電が６０ボ ルト／ｃｍ²未満であることを特徴とする請求項１１に記載のウェブ。 16．前記ウェブの所定の部分のまわりに帯電防止材料が存在することを特徴とす る請求項１３に記載のウェブ。 17．メルトブロー層である中間層によって分離されている、スパンボンド不織層 である２つの外側層を備え、前記層の少なくとも一つは帯電されている酸化エチ レン滅菌不織ウェブ積層。 18．前記全ての３層は帯電されていることを特徴とする請求項１７に記載の不織 ウェブ。 19．前記層の少なくとも一つは、帯電防止材料で処理されていることを特徴とす る請求項１８に記載の不織ウェブ。