JPWO2020196340A1 - 滅菌用包装材用不織布 - Google Patents

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Abstract

滅菌包装材料として想定されうる様々な環境の中でも破袋することなく、あらゆる滅菌処理方法に対応でき、内部の無菌状態を保持できる滅菌用包装材用不織布、及び破袋なく容易な取り扱いが可能なイージーピール性と、包装材内を無菌状態に保つバリア性を両立することができる滅菌用包装材用不織布を提供する。本発明に係る滅菌用包装材用不織布は、表層ヒートシール面として、空隙率が30%以上60%以下である繊維層(I)を有し、バリア層として、繊維の比表面積が1.0m2/g以上10m2/g以下であり、1mg当たり1cm相当糸本数が800本以上1,000,000本以下である繊維層(II)を有し、繊維層(I)と繊維層(II)が積層されていることを特徴とする滅菌用包装材用不織布、及び重量平均繊維径が3μm以上30μm以下であり、地合係数が1.0以上5.0以下であることを特徴とする滅菌用包装材用不織布である。

Description

本発明は、医療器具の滅菌に用いられる滅菌用包装材用不織布に関する。
医療器具は、感染症防止のため、滅菌処理を施して使用することが既に知られており、同処理を施す器具として、具体的には、メス、ピンセット、ハサミ、等が挙げられる。滅菌処理の方法としては、高温高圧蒸気法、エチレンオキサイドガス法等が用いられ、これらの方法に適した滅菌用包装材が使用されている。滅菌用包装材には、滅菌処理のため通気性が良好であること、無菌保持のため高いバリア性を有することに加え、開封する際に適度な強度で剥がせるイージーピール性が必要とされる。特にイージーピール性に関しては重要であり、なぜならピール時の強度が高いと包装材の破袋や、紙粉・糸屑の発生による医療器具の汚染の可能性があるからである。
加えて、近年、高度な医療技術発展とともに、世界中の各国で医療環境の整備が着実に行われており、同包装材料に要求される性能もこれまで以上に高度化しており、多岐に渡り、例えば、強度が挙げられる。医療器具としては鋭利な器具が多く、また、物によっては大型で重い器具もある。これらの包装材料として使用直前まで破袋しないことが要求されており、引裂強度、突刺強度等の不織布強度が必要である。
一般に、滅菌用包装材としては、パルプ系、ポリエチレンをはじめとする合成繊維樹脂を原料とした不織布やフィルムが使用されているが、近年、内部が見えるように不織布と透明な樹脂フィルム等を組み合わせて袋状体になるように貼り合わせたものも使用されている。
例えば、以下の特許文献1には、医療分野で使用される繊維質シートとしてポリエチレン樹脂を使用したフラッシュ紡糸法で製造された不織布が報告されている。フラッシュ紡糸では、糸径が均一ではなく、平均繊維径が2μm以下である領域は製造することはできず、得られる不織布の目付分散性も良好ではなく、また、溶剤等を使用する必要があるため、安全性の面からも、実用的でない。
また、以下の特許文献2には、パルプ系の滅菌紙が報告され、滅菌紙と合成樹脂フィルムをラミネーションすることで、ヒートシール性が得られることが記載されている。しかしながら、滅菌用包装材としてパルプ系の滅菌紙を用いた場合には、長繊維系不織布と比べ、繊維1本1本が連続しておらず、加工時に紙粉が飛散し、医療器具として致命的な問題となる。また、パルプ系の滅菌紙は、アルコール、水等が頻繁に使用される環境下では非常にもろく、包装材料として不適格である。
また、以下に特許文献3には、メルトブロウン不織布を用いた積層不織布が報告され、熱可塑性樹脂で構成されることでヒートシール性を得ていることが記載されている。また、良好なピール性を得るための手法の一つとしてカレンダー加工による繊維同士の結合を挙げている。しかしながら、ヒートシール強力(ピール強力)とバリア性の両立については言及されていない。
強度については、例えば、以下の特許文献4には、一般的に使用されている滅菌紙に関して、特徴的な原料を用いることで強力を改善した例を挙げている。針葉樹パルプ(N材)と広葉樹パルプ(L材)との比率が質量比で5/5〜7/3で、ショッパーフリーネスでの叩解度が25°SR〜40であるパルプからなる原紙に樹脂を含浸し、その一方の面にヒートシール剤層を形成することにより、ガス透過性を高く保ちつつ、滅菌処理後の突刺強度を備えた滅菌紙を得ることができることが報告されているが、未だ十分な突刺強度が得られていないため、使用範囲が限定されてしまうことが想定される。
特開2014−237478号公報 特開平7−238449号公報 国際公開第2017/146050号 特開2004−29304号公報
前記した従来技術の問題点に鑑み、本発明が解決しようとする課題は、破袋なく容易な取り扱いが可能なイージーピール性と、包装材内を無菌状態に保つバリア性を両立することができる滅菌用包装材用不織布を提供することであり、また、滅菌用包装材料として想定されうる様々な環境の中でも破袋することなく、あらゆる滅菌処理方法に対応でき、内部の無菌状態を保持できる滅菌用包装材用不織布を提供することである。
本発明者らは、前記課題を解決すべく鋭意研究し実験を重ねた結果、不織布のイージーピール性を担う表層の空隙率を低くし、バリア性を担う層の糸本数を多くすることでイージーピール性とバリア性の両立が可能となり、また、特定の繊維構造を有し、かつ、地合指数が特定範囲にあることで、高強度な不織布が得られることを見出し、本発明を完成するに至ったものである。
すなわち、本発明は以下の通りのものである。
[1]表層ヒートシール面として、空隙率が30%以上60%以下である繊維層(I)を有し、バリア層として、繊維の比表面積が1.0m2/g以上10m2/g以下であり、かつ、1mg当たり1cm相当糸本数が800本以上1,000,000本以下である繊維層(II)を有し、かつ、繊維層(I)と繊維層(II)が積層されていることを特徴とする滅菌用包装材用不織布。
[2]前記繊維層(I)のヒートシール強力が5N/25mm以上25N/25mm以下である、前記[1]に記載の滅菌用包装材用不織布。
[3]前記繊維層(II)を構成する繊維がポリプロピレン繊維である、前記[1]又は[2]に記載の滅菌用包装材用不織布。
[4]繊維層(I)を構成する繊維の繊維径が5μm以上30μm以下であり、かつ、繊維層(II)を構成する繊維の繊維径が0.05μm以上5μm以下である、前記[1]〜[3]のいずれかに記載の滅菌用包装材用不織布。
[5]繊維層(I)を構成する繊維の繊維径が5μm以上20μm以下である、前記[1]〜[4]のいずれかに記載の滅菌用包装材用不織布。
[6]前記繊維層(I)を少なくとも一層、及び前記繊維層(II)を少なくとも二層含む、前記[1]〜[5]のいずれかに記載の滅菌用包装材用不織布。
[7]重量平均繊維径が3μm以上30μm以下であり、かつ、地合係数が1.0以上5.0以下であることを特徴とする、滅菌用包装材用不織布。
[8]長繊維から構成される、前記[7]に記載の滅菌用包装材用不織布。
[9]突刺強度が50N以上500N以下である、前記[7]又は[8]に記載の滅菌用包装材用不織布。
[10]MD方向とCD方向の両者において、引裂強度が0.5N以上20N以下である、前記[7]〜[9]のいずれかに記載の滅菌用包装材用不織布。
[11]MD方向とCD方向の両者において、引張強度が30N/25mm以上300N/25mm以下であり、MD方向の引張強度/CD方向の引張強度の比率が1.2以上5.0以下である、前記[7]〜[10]のいずれかに記載の滅菌用包装材用不織布。
[12]表層ヒートシール面として、平均繊維径5μm以上30μm以下である連続長繊維で構成される繊維層(A)を有し、バリア層として、平均繊維径0.1μm以上4μm以下である極細繊維で構成される繊維層(B)を有し、かつ、繊維層(A)と繊維層(B)が積層されている、前記[7]〜[11]のいずれかに記載の滅菌用包装材用不織布。
[13]2層の前記繊維層(A)の間の中間層として、前記繊維層(B)が存在する、前記[12]に記載の滅菌用包装用材不織布。
[14]前記繊維層(B)がメルトブロウン不織布で構成されている、前記[12]又は[13]のいずれかに記載の滅菌用包装材用不織布。
[15]ポリエステル繊維で構成されている、前記[7]〜[14]のいずれかに記載の滅菌用包装材用不織布。
[16]耐水圧が10cmH2O以上である、前記[7]〜[15]のいずれかに記載の滅菌用包装材用不織布。
[17]平均流量孔径が0.5μm以上20μm以下である、前記[7]〜[16]のいずれかに記載の滅菌用包装材用不織布。
[18]大気塵捕集効率が90%以上である、前記[7]〜[17]のいずれかに記載の滅菌用包装材用不織布。
[19]総目付が20g/m2以上100g/m2以下である、前記[1]〜[18]のいずれかに記載の滅菌用包装材用不織布。
[20]ガーレ型通気度試験による透通気度が0.1秒/100mL以上100秒/100mL以下である、前記[1]〜[19]のいずれかに記載の滅菌用包装材用不織布。
[21]ガーレ型通気度試験による通気度が0.1秒/100mL以上20秒/100mL以下である、前記[1]〜[20]のいずれかに記載の滅菌用包装材用不織布。
[22]総厚みが50μm以上300μm以下である、前記[1]〜[21]のいずれかに記載の滅菌用包装材用不織布。
[23]表面被覆率が40%以上99%以下である、前記[1]〜[22]のいずれかに記載の滅菌用包装材用不織布。
本発明の第一の態様では、低空隙率の繊維層と、比表面積が高く糸本数の多い繊維層を積層することにより、イージーピール性とバリア性の両方を兼ね備えた滅菌用包装材用不織布を提供することができる。また、本発明の第二の態様では、特定の繊維構造を有し、高強度を有するため、あらゆる滅菌処理方法に対応でき、包装材料内部の無菌状態を高い水準で維持することができる。
以下、本発明の実施形態について詳細に説明する。
本発明の第一の実施形態の滅菌用包装材用不織布は、表層ヒートシール面として、空隙率が30%以上60%以下である繊維層(I)を有し、バリア層として、繊維の比表面積が1.0m2/g以上10m2/g以下であり、かつ、1mg当たり1cm相当糸本数が800本以上である繊維層(II)を有し、かつ、繊維層(I)と繊維層(II)が積層されていることを特徴とする。
本明細書中、用語「繊維層」とは、略同一繊維径の繊維から構成される層を、そして用語「不織布」とは、かかる繊維層が1つの布状物、又はかかる繊維層が少なくとも2つ以上積層されて複合化された布状物を意味する。
本発明の第一の実施形態の滅菌用包装材用不織布では、ヒートシールを行う表層の繊維層(I)の空隙率を低くすることが重要であり、30%以上60%以下であり、好ましくは45%以上55%以下、より好ましくは40%以上50%以下である。空隙率を60%以下とすることで、糸同士の隙間を小さくすることができ、ヒートシールした際のフィルム等の融着成分を表層でせき止め深く入り込むことが抑制され、適度な強度で剥がせるイージーピール性を担保することができる。イージーピール性の指標としてはフィルム等を剥がす際のピール強力が挙げられ、ピール強力は、イージーピール性の観点からは低ければ低いほど好ましいが、ピール強力が27cN/25mm以下であれば人力により容易に剥がすことができ、イージーピール性があると言え、25cN/25mm以下であることがより好ましい。また、空隙率を30%以上とすることで、不織布の通気性を担保し、滅菌処理時に内部まで効率よく滅菌することができる。
本発明の第一の実施形態の滅菌用包装材用不織布の繊維層(II)では、高いバリア性を発現するため、繊維の比表面積が1.0m2/g以上10m2/g以下であり、好ましくは1.2m2/g以上8m2/g以下、より好ましくは1.5m2/g以上5m2/g以下である。比表面積が1.0m2/g以上であれば、バクテリアを捕集する糸表面を十分に確保することができる。他方、比表面積が10m2/g以下であれば、通気性を保つことができ、高い滅菌処理効率が担保される。
本発明の第一の実施形態の滅菌用包装材用不織布の繊維層(II)では、1mg当たり1cm相当糸本数が800本以上1,000,000本以下であり、好ましくは1,000本以上800,000本以下、より好ましくは10,000本以上500,000本以下である。800本以上であれば、バクテリアと糸の接触頻度が増大し、捕集効率の向上に繋がる。他方、1,000,000本以下であれば、一定以上の通気性が発現し、捕集効率と通気性の両立が可能となる。
本発明の第一の実施形態の滅菌用包装材用不織布の繊維層(I)は、ヒートシール面として表層に配置され、ヒートシール強力は5N/25mm以上25N/25mm以下であり、好ましくは8N/25mm以上23N/25mm以下、より好ましくは10N/25mm以上20N/25mm以下である。ヒートシール強力が5N/25mm以上であれば、取り扱い時の不意の破袋を防ぐことができ、無菌状態の信頼性が確保される。他方、25N/25mm以下であれば、糸屑や紙粉が発生することなく開封することができ、医療器具の汚染を避けることができる。
本発明の第一の実施形態の滅菌用包装材用不織布の繊維層(II)を構成する繊維は、ポリプロピレン繊維であることが好ましい。ポリプロピレンは蒸気滅菌への耐熱性を有しながら、低密度の樹脂であるため1mg当たり1cm相当糸本数が多くなり、高バリア性を発現しやすい。また、ポリプロピレンは低密度樹脂の中では耐熱性が高く、これにより蒸気滅菌等の熱をかける滅菌手法においても、熱収縮することなく滅菌処理をすることができる。そのため、低密度と耐熱性を両立できるポリプロピレンが好ましい素材となる。
本発明の第一と第二の実施形態の滅菌用包装材用不織布の総目付は、20g/m2以上100g/m2以下であり、好ましくは30g/m2以上90g/m2以下、より好ましくは40g/m2以上80g/m2以下である。総目付が20g/m2以上であれば、十分な強度を有することができ、取り扱い時の破袋を防ぐことができる。他方、100g/m2以下であれば、滅菌処理に必要な十分な通気性を得ることができる。
本発明の第一と第二の実施形態の滅菌用包装材用不織布の透気度は、ガーレ型透気度試験で100mLの空気積層不織布を通過する時間が0.1秒以上100秒/100mL以下であることが好ましい。0.1秒/100mL以上であれば、微小平均流量孔径が得られ、バクテリアバリア性を確保でき、滅菌包材として使用できる。他方、100秒/100mL以下であれば、ガスや蒸気の透過性を確保でき、内部医療器具の滅菌処理が可能となる。この意味で、透気度は、より好ましくは0.2秒/100mL以上80秒/100mL以下、さらに好ましく0.5秒/100mL以上20秒/100mL以下である。
本発明の第一の実施形態の滅菌用包装材用不織布の繊維層(I)を構成する繊維の繊維径は、5μm以上20μm以下であることが好ましく、より好ましくは8μm以上18μm以下、さらに好ましくは10μm以上15μm以下である。5μm以上であれば、十分な単糸強度を得ることが可能となる。他方、20μm以下であれば、表層の空隙を減らし、フィルム等の融着成分の染み込みを抑制しイージーピールを達成することができる。
本発明の第一と第二の実施形態の滅菌用包装材用不織布の総厚みは50μm以上500μm以下であることが好ましく、より好ましくは70μm以上400μm以下、さらに好ましくは100μm以上300μm以下である。総厚みが50μm以上であれば、不織布の十分な機械強度を得ることが可能となる。他方、500μm以下であれば、不織布の通気性を損なうことを防ぐことができる。
前記した各繊維層の製造方法は限定されないが、繊維層(I)の製法は、好ましくはスパンボンド法、乾式法、湿式法等であり、より好ましくは、生産性の良さからスパンボンド法である。繊維層(II)の製法は、好ましくは極細繊維を用いた乾式法、湿式法等の製法、エレクトロスピニング法、メルトブロウン法等であることができる。より好ましくは、極細不織布を容易に緻密に形成できることから、メルトブロウン法である。
繊維層(I)と繊維層(II)の積層・一体化の方法としては、熱ボンディングによるものが好ましい。熱ボンディングによる熱的接合方法としては、カレンダー加工、高温の熱風による一体化(エアースルー方式)を挙げることができる。特に繊維層(I)を低空隙率にしつつ繊維層(II)を高空隙率に保つためには熱カレンダー加工が好ましい。
本実施形態の滅菌用包装材用不織布は、低空隙率の繊維層(I)と1mg当たり1cm相当糸本数の多い繊維層(II)を積層させることにより、イージーピール性とバリア性の両方を満足することができる。
繊維層(I)と繊維層(II)の積層・一体化の方法として、熱ボンディングによるものを用いる場合、繊維層(I)のイージーピール性を発現させるためには、繊維間を強固に接着し、空隙の少ない密な表面構造が必要であり、高温及び/又は高圧条件での加工が望ましい。他方、繊維層(II)の高バリア性を発現するためには、不織布内部の繊維構造を維持して糸同士の融着を防ぎ、糸表面積を大きくすることが好ましく、低温及び/又は低圧条件での加工が望ましい。このため、イージーピール性とバリア性の両方を満足するためには、一般的な熱ボンディング加工ではなく、温度・圧力・加熱時間を制御することが好ましい。例えば熱カレンダー加工であれば、低硬度のロールを用いることで、繊維層(II)に加わる圧着のエネルギーを低減しつつ、それでいて繊維層(I)を均一かつ十分に圧着することができる。ロール硬度はタイプAデューロメータ硬さにて50〜90、圧力は線圧にて5kg/cm以上30kg/cm以下が望ましい。タイプAデューロメータ硬さとは、JISK2653−3により測定される値のことである。これにより繊維層(I)は均一に空隙の少ない密な構造で、かつ繊維層(II)は熱カレンダーによる構造破壊を十分に低減し糸同士の融着のない構造となり、イージーピール性とバリア性の両方が可能となる。
本発明の第二の実施形態の滅菌用包装材用不織布は、重量平均繊維径が3μm以上30μm以下であり、かつ、地合係数が1.0以上5.0以下であることを特徴とする。
重量平均繊維径は、不織布材料内部に存在する繊維のネットワーク構造を表すパラメーターである。具体的には、不織布全体でみたときの繊維のネットワーク構造を、平均繊維径という観点から表している。
重量平均繊維径が細ければ細いほど、繊維同士の交絡点が増え、繊維間の結着点数が増える。また、不織布材料の基布強度(引張強度、突刺強度、引裂強度)においては、ネットワーク構造内の繊維結着点数(交絡点数)と一つ一つの結着点の強力が支配的であり、繊維間の結着点数が多くなるほど、連続的な繊維構造体が補強され、破壊されにくい。その意味で、重量平均繊維径が30μm以下であれば、繊維交絡点数が増え、不織布内部構造において高度なネットワーク構造が可能になり、各交絡点の接着力によって発現する不織布としての基布強度が高くなり、滅菌用包装材料として、メス、ハサミ等の鋭利医療器具に対しても破袋することなく使用できる。他方、重量平均繊維径が3μm以上であれば、最低限の通気性を保持することが可能となり、蒸気やガスの透過性に優れ、内容物の滅菌処理が可能となる。重量平均繊維径としては、好ましくは4μm以上25μm以下、より好ましくは5μm以上20μm以下である。重量平均繊維径を制御するには、不織布を構成する繊維径、及び目付量でコントロールすることができる。また、繊維径の制御には、吐出条件、牽引条件、冷却条件等を適正な範囲に設定する必要があるが限定されない。例えば、単孔吐出量は0.01g/(min・hole)〜1.50g/(min・hole)が好ましく、牽引エアー速度は、500Nm3/hr/m〜2000Nm3/hr/mが好ましい。尚、繊維径や目付量は、滅菌用包装材料としてのバクテリア捕集性、透過性等の強度以外の要求特性とバランスさせることが好ましい。
本発明の第二の実施形態の滅菌用包装材用不織布は、不織布の地合係数が1.0以上5.0以下である。地合係数は、不織布の目付斑を表すパラメーターである。目付斑は一般的に強度のバラつきに直結する因子であり、目付斑が小さい(地合係数が低い)不織布ほど、強度斑が少ない。不織布が破れる場合、この強度が低い部分(つまり目付が小さい)から破壊されていくため、潜在的な強度を向上させる効果と同様高強度を達成するためには強度斑を抑制することが必要である。その意味で、地合係数が5.0以下であれば、不織布の目付斑による強度バラつきが抑制できる。また、バクテリアバリア性の観点でも、目付斑による大孔(いわゆるピンホール)を回避でき、高度な無菌状態保持を達成することができる。不織布の地合係数は、好ましくは4.5以下、より好ましくは4.0以下である。地合係数を制御する手段としては、単孔吐出量を適正な範囲でコントロールすることが挙げられる。
本発明の第二の実施形態の滅菌用包装材用不織布は、連続長繊維から構成されていることが好ましい。長繊維とは、繊維長が15mm以上であることをいう。連続長繊維は、短繊維と比べ糸が連続しているため、単糸強度が強く、結果として布強度し、生産工程の安定化を達成することができる。
本発明の第二の実施形態の滅菌用包装材用不織布では、突刺し強度が50N以上500N以下であることが好ましい。突刺し強度が500N以下であれば、カッター等切断器具に対して十分に対応でき、スリット等の加工適性が満足できる。他方、突刺し強度が50N以上であれば、メス、ハサミ等の鋭利医療器具に対しても破袋することがない。突刺し強度は、より好ましくは70N以上450N以下、さらに好ましくは100N以上400N以下である。
本発明の第二の実施形態の滅菌用包装材料では、MD方向(機械方向、不織布ウェブの製造方向)とCD方向(幅方向)のいずれにおいても、引裂き強度が0.5N以上20N以下あることが好ましい。引裂き強度が20N以下であれば、ハサミ使用時問題なく切断でき、実使用の観点より優れる。他方、0.5N以上であれば、鋭利物による外部衝撃に対して破袋することなく包装形態を維持することが可能となる。引裂き強度は、より好ましくは0.7N以上15N以下、さらに好ましくは0.9N以上10N以下である。
本発明の第二の実施形態の滅菌用包装材料では、MD方向とCD方向のいずれにおいても、引張強度が30N/25mm以上300N/25mm以下あることが好ましい。引張強度が30N/25mm以上であれば、生産工程において加工工程上の張力に耐えることができる。他方、300N/25mm以下であれば、シートが柔らかく、医療器具を包装しやすいため、ハンドリングの観点より容易に取り扱いできる。引張強度は、より好ましくは40N/25mm以上250N/25mm以下、さらに好ましくは50N/25mm以上200N/25mm以下である。
本発明の第一と第二の実施形態の滅菌用包装材用不織布では、表面強度を示す学振摩耗毛羽等級判定が3.0以上5.0級以下であることが望ましい。3.0級以上であれば、医療処置の際に使用される医療用手袋をしながら包装材料を取り扱うことが可能であり、表面を摩耗させても糸の起伏による毛羽がたたず、クリーン環境を維持できる。また、表面の糸同士の接着が強度であることから、パウチ品のピール時にも毛羽による紙粉飛散が回避できるため、クリーンピール性を達成できる。毛羽等級判定は、より好ましくは3.5級以上、さらに好ましくは4.0級以上である。
本発明の第二の実施形態の滅菌用包装材料は、不織布の積層構造を有することが望ましい。積層構造を呈することで、各要求特性を高い水準で満たす層を独自に設計することが可能となり、高性能となる。本発明の第二の実施形態の滅菌用包装材用不織布は、表層ヒートシール面として、平均繊維径5μm以上30μm以下である連続長繊維で構成される繊維層(A)を有し、バリア層として、平均繊維径0.1μm以上4μm以下である極細繊維で構成される繊維層(B)を有し、かつ、繊維層(A)と繊維層(B)が積層されていることが好ましい。
繊維層(A)の繊維径が30μm以下であれば、均一な繊維間距離を得ることができるため、緻密で均一な不織布積層体を得ることができ、繊維層(A)と繊維層(B)とを互いに接するように積層した場合に、繊維層(B)を構成する構成する極細繊維が、繊維層(A)を構成する繊維の間に入り込み、均一に繊維が配置される。これにより、積層不織布の孔径を均一にすることができ、最大孔径を意味するバブルポイントが小さくなるため、良好なバクテリアバリア性を達成できる。場合によっては、繊維層(B)は2層以上にしてもよい。他方、繊維層(A)を構成する繊維の繊維径が5μm以上であれば、単糸強度が強くなり、積層不織布が十分な引張、突刺強度を達成することができ、加工性も安定する。繊維層(A)を構成する繊維の繊維径は、より好ましくは7μm以上25μm以下、さらに好ましくは9μm以上20μm以下である。
また、繊維層(B)を構成する繊維の繊維径が4μm以下であれば、繊維間距離が緊密なため、微小孔径を達成することができ、良好なバクテリアバリア性を有することができる。通気性及びバクテリアバリア性の観点から、繊維層(B)を構成する繊維の繊維径は、より好ましくは0.3μm以上3μm以下、さらに好ましくは0.5μm以上2.5μm以下である。
本発明の第二の実施形態の滅菌用包装材用不織布をより安定に製造するためには、2層の繊維層(A)の間の中間層として繊維層(B)が存在する3層の積層不織布が好ましい。積層不織布の両面が繊維層(A)であれば、加工時に不織布表面に外力が加わった際に、毛羽立ち、糸くずの発生を抑えることができ、また、生産時には、表面毛羽要因の不良を抑制することができ、ピール性を良好にすることが期待でき、滅菌用包装材料として良質な不織布を得ることができる。
各不織布層の製造方法は限定されないが、繊維層(A)の製法としては、スパンボンド法、乾式法、湿式法等を挙げることができ、好ましくは、生産性の良さからスパンボンド法である。繊維層(B)の製法としては、極細繊維を用いた乾式法、湿式法等の製法、又はエレクトロスピニング法、メルトブロウン法等を挙げることができ、好ましくは、極細不織布を容易に緻密に形成できることから、メルトブロウン法である。
繊維層(A)と繊維層(B)の積層・一体化方法は特に限定されない。具体的には、熱的接合としては、カレンダーによる加工、及び高温の熱風による一体化(エアースルー方式)、化学的接合としては、ポリアクリレート又はポリウレタン樹脂などのエマルジョンされたものを塗布する方法などが挙げられる。特に、熱的接合は、不織布の引張強度、突刺し強度と曲げ柔軟性とを維持でき、バインダーを用いることなく、複数の不織布層を形成できるため、不純物の混入を防止するための医療用包装材料として非常に好ましい。特に好ましい熱的接合方法は、カレンダーによる加工である。カレンダー加工は、エンボスや梨地柄のような凹凸のある金属ロ−ル、また、平滑性を有するフラットロールを用いた熱ロールで圧着させる方法である。表面凹凸性のあるロールの表面柄は、繊維同士を結合できるものであれば特に限定しない。この工程によりイージーピール性を寄与させることもできる。熱接着工程は、熱可塑性樹脂(好ましくは、熱可塑性樹脂長繊維)の融点よりも50℃以上120℃以下低い温度で、かつ、線圧100N/cm以上1000N/cm以下で行うことができる。熱接着工程における線圧が100N/cm以上であれば、十分な繊維間の結着度を発現することができる。また、1000N/cm以下であれば、見掛け密度や平均流量孔径を適切な範囲で制御することが可能となり、ガスや蒸気等の必要な透過性を確保することができる。抄造法の場合には、公知の手法で作られた短繊維の、繊維径をコントロールすればよい。
本発明の第一と第二の実施形態の滅菌用包装材用不織布を構成する繊維は、熱可塑性合成樹脂により構成されていることが望ましい。例えば、ポリオレフィン系樹脂、ポリエステル系樹脂、ポリフェニレンサルファイド系樹脂で有ることができ、具体的には、エチレン、プロピレン、1−ブテン、1−ヘキサン、4−メチル−1−ペンテン、1−オクテン等のα−オレフィンの単独若しくは共重合体である高圧法低密度ポリエチレン、線状低密度ポリエチレン(LLDPE)、高密度ポリエチレン、ポリプロピレン(プロピレン単独重合体)、ポリプロピレンランダム共重合体、ポリ1−ブテン、ポリ4−メチル−1−ペンテン、エチレン・プロピレンランダム共重合体のポリオレフィン、ポリエステル(ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート)。また、これらの樹脂を主体とする共重合体又は混合物も好ましい。特に、融点が140℃以上の樹脂で構成された不織布を用いることで、蒸気滅菌などの高温条件を要する滅菌処理にも対応することができる。この意味で、好ましくはポリプロピレン系、より好ましくはポリエステル系ポリマーである。これらの合成樹脂を用いた場合は、特に耐熱性が高く、病院内で頻繁に使用されている高圧蒸気滅菌処理では、従来よりも高温処理が可能とため、処理時間が軽減でき、効率的な滅菌処理が可能となる。耐熱性が高いため、極細繊維で構成される緻密な孔構造を維持することができ、滅菌処理後も効果的にバクテリアの侵入を防ぐことが可能である。また、これらのポリマーであれば、電子線照射を受けても変性しづらいため、病院外で主流であるガス滅菌、電子線滅菌等への対応も可能で、あらゆる処理方法にも適応した滅菌用包装材料となる。
本発明の第二の実施形態の滅菌用包装材用不織布の耐水圧は、10cmH2O以上であることが好ましい。耐水圧が10cmH2O以上であれば、濡れ場の多い医療処置環境下で細菌入りの液体が包装物内部へ侵入することを阻止することができ、理想的に無菌状態を保持することが可能となる。この意味で、耐水圧は、より好ましくは15cmH2O以上、さらに好ましくは20cmH2O以上である。
本発明の第二の実施形態の滅菌用包装材用不織布の平均流量孔径は、0.5μm以上20μm以下であることが好ましい。平均流量孔径が0.5μm以上であれば、十分な繊維間隙が発現し、通気度を確保でき、滅菌処理が包装材料内部まで浸透させることができる。他方、20μm以下であれば、バクテリアの物理的捕集が可能となり、滅菌状態の維持が可能となる。その意味で、平均流量孔径は、より好ましくは0.8μm以上15μm以下、さらに好ましくは1.0μm以上10μm以下である。
本発明の第二の実施形態の滅菌用包装材用不織布の大気塵捕集効率は、90%以上であることが好ましい。大気塵捕集効率が90%以上であれば、バクテリアの包装物内部への侵入を阻止することができ、高度に無菌状態を維持することができる。この意味で、大気塵捕集効率は、より好ましくは92%以上、さらに好ましくは95%以上である。
滅菌用包装材料は、一般的に、不織布のような通気性のみで滅菌用包装材料にするものや、通気性基材と透明なフィルムなどの非通気性基材を組み合わせて使用するものがあり、そのため、基材としてヒートシール性が求められる場合がある。本実施形態の滅菌用包装材用不織布は、熱可塑性樹脂で構成されており、ヒートシール性を得ることは容易である。特に、融点の低い樹脂材料等を片面に採用することで、優れたヒートシール強度が発現される。ヒートシール性を有していると積層不織布を用いて滅菌包材だけでなく、手術用ガウンなどを縫製する際に熱圧着縫製を採用することもできる。
本発明の第一と第二の実施形態の滅菌用包装材用不織布は、撥水・撥アルコール処理を施すことが好ましい。撥水・撥アルコール処理の方法は限定されない。例えば、撥水性を有する材料を塗工するコーテイング方法や、撥水・撥アルコール性を有するガス等により繊維表面を活性化させて、表面処理を施すガス処理方法を用いてもよい。撥水・撥アルコール性を有する材料やガスの種類は限定されないが、フッ素系、シリコン系等が挙げられる。
本発明の第一及び第二の実施形態の滅菌用包装材用不織布の表面被覆率は40%以上99%以下が好ましい。ここで「表面被覆率」とは、不織布の表面を繊維が覆っている割合であり、詳細な測定方法は後述する。表面被覆率が40%以上であることで、フィルム等を不織布にヒートシールする際に不織布表面の間隙から融着成分のしみ込みを防ぐことができ、シールの過圧着を防ぎ、フィルム等を剥がし開封する際の糸屑の発生を抑制できる。これにより、良好なイージーピール及びクリーンピール性が達成できる。ここで、イージーピール性はピール強力を指標とし、27cN/25mm以下であればイージーピール性を有すると言え、25cN/25mm以下であることがより好ましい。また、クリーンピール性はピール時の不織布等基材の屑やリントの発生、毛羽立ち、破れ等が無いことを指す。加えて、製品情報や滅菌処理確認用インジケーター等を印刷時にインクの裏抜けを抑制し、良好な印刷性を達成することができる。また、99%以下にすることで不織布の通気性を確保することができる。表面被覆率は、より好ましくは50%以上95%以下である。
前記表面被覆率の範囲とするための手段は限定されず、糸断面を扁平形状のような異形糸とすることや、糸の分散の均一性を向上させることが挙げられるが、糸の分散の均一性を向上させることが特に効果的である。糸の分散の均一性を向上させる手法としては、紡糸温度、吐出量、繊維径、繊維形状、紡口形状、冷却条件、帯電状態等の繊維を形成する製造条件の最適化が挙げられる。特に繊維形状については円形が好ましい。円形にすることで異形糸と比較し紡口から吐出され布を形成するまでの工程で空気の流れによる揺れが発生しにくく、糸接触等による糸の分散性のムラを抑制し、分散の均一性を向上することができる。また、単孔吐出量は0.1g/(min・hole)以上1.8g/(min・hole)以下とすることが好ましい。0.1g/(min・hole)以上とすることで吐出が安定化し、繊維の連続的なムラを抑制できる。また、1.8g/(min・hole)以下とすることで繊維同士の接触を防ぎ、融着によるムラを抑制できる。その他の条件としては、例えばカレンダー条件の最適化が挙げられる。
以下、実施例を挙げて本発明を具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。
(1)空隙率
繊維層の空隙率a(%)は当該層の目付をW(g/m2)、当該層の厚みをh(μm)、樹脂密度をρ(g/cm3)として、以下の式:
a={1−(W/h)/ρ}×100
により算出した。
繊維層の厚みhについては、不織布断面を、SEM装置(日本電子株式会社製 JSM−6510)を用いて加速度電圧15kV、ワーキングディスタンス21mmの条件で撮影し、実測した繊維層一か所の値を用いた。
繊維層の見分け方は、各層の平均繊維径を比較し、平均繊維径が2μm以上変化する部分を繊維層の境とした。
各層の目付Wは、積層不織布の総目付をWt(g/m2)、繊維層断面観察時の繊維層(I)の断面積をA(μm2)、積層不織布の総断面積をAt(μm2)として、以下の式:
W=Wt×A/At
により算出した。
(2)比表面積
自動比表面積測定装置(株式会社島津製作所製 Gemini2360)を用い測定した。不織布は円筒状に丸め比表面積測定用セルに詰めた。この際に投入するサンプル重量は0.20〜0.60g程度が好ましい。サンプルを投入したセルを60℃の条件下で30分間乾燥した後に、10分間冷却を行った。その後、上記の比表面積測定装置にセルをセットし、サンプル表面への窒素ガス吸着により、下記BETの式:
P/{V(P0−P)}=1/(Vm×C)+{(C−1)/(Vm×C)}(P/P0)
{式中、P0:飽和水蒸気圧(Pa)、V:窒素吸着量(mg/g)、Vm:単分子層吸着量(mg/g)、C:吸着熱等に関するパラメーター(−)<0である。}
を用いて比表面積を算出した。
上記手法により測定された積層不織布全体の比表面積St(m2/g)は、繊維層(I)の比表面積SI(m2/g)、及び繊維層(II)の比表面積SII(m2/g)を用いて以下の式:
St=SI×WI/Wt+SII×WII/Wt
{式中、Wtは積層不織布の総目付(m2/g)、WIとWIIは、それぞれ、繊維層(I)と繊維層(II)の目付(m2/g)である。}
で表される。
比表面積SI、IIは、それぞれ、繊維径dI、dIIに反比例する。そのためdIがdIIに対して十分に大きい場合は、SIはSIIより十分小さいと見なせ、以下の式:
St≒SII×WII/Wt
に簡略化できる。
そこで、SIIを、以下の式:
II=St×Wt/WII
により算出した。
(3)ヒートシール強力(ピール強力)
適切な温度でヒートシールした際のヒートシール強力は、JIS L 1086に準じ、以下の方法により測定した。長さ10cm、幅2.5cmの試料片を、同一の寸法のシーラント成分がポリプロピレンのフィルムを、繊維層(I)に張り合わせ、端部より2cmの部分を試料片の幅方向に平行にヒートシールしたもの5個を試料として用意する。ヒートシールは上下一対の圧接バー(幅1cm、長さ30cm)を有する熱プレス機にて圧力0.5MPa、1秒間でヒートシールする。次いで卓上型精密万能機(島津製作所社製 AGS−1000D型)を用い、つかみ間隔7cmでチャック間に接着部が中央になるようにサンプルをセットし引張速度10cm/分として剥離させ、剥離する時に示すピーク強力をピール強力とした。このとき、ピール強力が27cN/25mm以下であればイージーピール性を有すると言える。また、ピール時に屑やリントの発生、毛羽立ち、破れ等が無ければクリーンピール性を有すると言える。
(4)1mg当たりの1cm相当糸本数
1mg当たりの1cm相当糸本数n(cm/mg)は樹脂密度をρ(g/cm3)、繊維径をd(μm)として以下の式:
n=1/{ρ×π×(d/2×10-42
により算出した。
繊維径dはSEM装置(日本電子株式会社製 JSM−6510)を用いて加速度電圧15kV、ワーキングディスタンス21mmの条件で撮影し、100本の平均値を用いた。
(5)大気塵捕集効率
測定面積78.5cm2(直径10cm)、風速23.0L/minとして、不織布を通過する前後の大気を捕集し、捕集大気中の粒径(粒子を球形と仮定した場合の有効直径)1μm以上の粒子(塵埃)をパーティクルカウンター(リオン製 KC−01D1、ポリスチレン粒子で校正)で測定し、以下の式:
大気塵捕集効率(%)={1−(下流粒子数/上流粒子数)}×100
により求めた。尚、粒径は、上記パーティクルカウンターにより自動で算出される。また、大気塵捕集効率は高ければ高いほど好ましい。
(6)ガーレ型通気度(s/100mL)
ガーレ式デンソメータ(株式会社安田精機製作所製、“B”type)を用いて100mLの空気の透過時間(単位:s/100mL)を室温で測定した。一つの不織布サンプルに対して種々の異なる位置について5点の測定を行い、その平均値を通気度とした。
(7)目付(g/m2
JIS L−1906に規定の方法に従い、縦20cm×横25cmの試験片を試料の幅方向に均等に3箇所、流れ方向に均等に3箇所、計9箇所採取して質量を測定し、その平均値を単位面積当たりの質量に換算して求めた。
(8)総厚み(μm)
JIS L−1906に規定の方法に従い、幅方向等間隔に10箇所の厚みを測定し、その平均値を求めた。
(9)平均繊維径及び重量平均繊維径(μm)の測定
試料(不織布)の各端部10cmを除いて、試料の幅20cm毎の区域から、それぞれ1cm角の試験片を切り取った。各試験片について、マイクロスコープで繊維の直径を30点測定して、測定値の平均値(小数点第2位を四捨五入)を算出し、試料を構成する繊維の平均繊維径とした。単層の場合、この平均繊維径を重量平均繊維径とした。積層構造を有する場合、各層における平均繊維径を測定し、それを重量比率換算で(以下の式を用いて)算出した繊維径を重量平均繊維径とした。
Dw=ΣWi・Di=Σ{(Ni・Di2)/(Ni・Di)}
{式中、Wi=繊維径Diの重量分率=Ni・Di/ΣNi・Diであり、Niは、繊維径Diである繊維の数である。}
(10)地合係数
フォーメーションテスター(FMT−MIII)により測定する。20×30cmの試験片を採取し、拡散板上に置かれた資料の下から直流低電圧(6V30W)のタングステン電流で光を照射する。CCDカメラにより18×25cmの範囲を撮影した透過像を128×128の画素に分解し、各々の画素の受ける光の強さを測定し、透過率を算出する。地合の変動係数は、測定サンプルの各微小部位(5mm×5mm)の透過率の標準偏差(σ)を平均透過率(E)で除した値(下式)であり、微小単位目付のバラツキを最も端的に評しており、値が小さいほど均一性が高いといえる。
地合の変動係数=σ/E×100
(11)引張強度(N/25mm)
JIS 8113に規定の方法に従い、不織布の各端部10cmを除き、幅25mm×長さ200mmの試験片をつかみ具間の距離が100mmになるように固定し、クロスヘッドスピードを20mm/分で測定を行う。不織布の幅方向1mにつきそれぞれ5箇所採取した。試験片が破断するまで荷重を加え、機械方向(MD)及び幅方向(CD)の試験片の最大荷重時の強さの平均値を求めた。
(12)突刺強度(N)
卓上型精密万能機(島津製作所社製のAGS−1000D型に、直径φ25mm、先端の半径12.5mmの針を装着し、温度23±2℃、針の移動速度50mm/分で突刺し試験を行った。一つの不織布サンプルに対して種々の異なる位置について5点の測定を行い、その平均値を突刺し強度とした。
(13)引裂強度(N)
JIS L1085 5・5C法、ペンジュラム法に準じて、不織布試料の両端10cmを除いて、幅20cm当たり、縦65mm×横100mmの大きさの試験片をMD方向、CD方向の各1枚を採取して、エレメンドルフ型引裂試験機を用いて測定した。測定値の平均値を算出(小数点1位を4捨5入)した。尚、MD方向の測定データとは不織布をMD方向に引裂いた値を指す。
(14)平均流量孔径とバブルポイント(μm)
測定装置として、PMI社製のパームポロメーター(型式:CFP−1200AEX)を用いた。本測定装置は、不織布を試料として、予め表面張力が既知の浸液に不織布を浸し、不織布の全ての細孔を浸液の膜で覆った状態から不織布に圧力をかけ、浸液の液膜が破壊される圧力と浸液の表面張力とから計算される細孔の孔径を測定するものである。浸液としてPMI社製のシルウィックを用い、不織布を浸液に浸して充分に脱気した後、以下の式:
d=C・r/P
{式中、d(単位:μm)はフィルターの孔径であり、r(単位:N/m)は浸液の表面張力であり、P(単位:Pa)はその孔径の液膜が破壊される圧力であり、Cは浸液の濡れ張力、接触角などにより定まる定数である。}を用いて孔径を求めた。浸液に浸したフィルターにかける圧力Pを低圧から高圧へと連続的に変化させたときの流量(濡れ流量、単位L/min)を測定した。この測定方法では、ある圧力Pにおける濡れ流量を、同圧力での乾き流量で除した値を累積フィルター流量(単位%)と呼ぶ。累積フィルター流量が50%となる圧力で破壊される液膜の流量を平均流量孔径とした。また、初期の圧力は最も大きな細孔の液膜でも破壊されないので、流量は0である。圧力を上げていくと、最も大きな細孔の液膜が破壊され、流量が発生する、この細孔径をバブルポイントという。
(15)耐水圧(cmH2O)
15cm角の試験片をサンプルリングし、JIS L 1092に準じて測定して、その測定値の平均値から耐水圧を算出した。
(16)大気塵捕集効率(%)
測定面積78.5cm2(直径10cm)、風速23.0L/minとして、測定機を通過する前後の大気を捕集し、捕集大気中の1μmの粒子(塵埃)をパーテクルカウンター(リオン製)で測定し、下記式により求めた。
大気塵捕集効率(%)=[1−(下流粒子数/上流粒子数)]×100
(17)表面被覆率(%)
試料から1cm角の試験片を切り取り、倍率500倍で観察をし、表面の凹凸構造の測定行った。そして、最表面位置から深さ方向に対し0μm以上dμm以下となる位置に存在する面積S1を測定し、視野全体の面積S2に対する割合を被覆率Pとして算出した。ここで、dは表層の平均繊維径である。測定装置としてはキーエンス製 ワンショット3D測定マクロスコープVR−3000を用いて表面の凹凸構造の測定を行い、日本電子株式会社製 JSM−6510を用いて、繊維の直径を30点測定して、測定値の平均値(小数点第2位を四捨五入)を算出し、試料を構成する繊維の平均繊維径dの測定を行った。算出には下記の式を用いた。
被覆率P(%)=S1/S2×100
[実施例1〜8]
ポリプロピレン樹脂を用い、スパンボンド法により、紡糸温度230℃でフィラメントの長繊維群を、移動する捕集ネット上に向けて押し出し、紡糸速度4500m/分で紡糸し、熱可塑性樹脂長繊維ウェブを捕集ネット上で、不織布を作製した。前記で作製したスパンボンド不織布の上に以下のメルトブロウン法によりウェブを吹き付けた。繊維素材としてPP樹脂用い、紡口ノズル径0.22mmの紡口ノズルから、押出機で溶融されたPP樹脂を押し出した。押出機におけるPP樹脂の溶融温度、紡糸ガス温度、溶融樹脂の単孔吐出量などを適宜選択し、熱可塑性樹脂を牽引細化させた。さらにそのMB不織布の上に前記したものと同じSB紡糸繊維を吹き付けることでSB−MB−SB積層不織布を作製した。その後、得られたウェブを線圧10kg/cm、タイプAデューロメータ硬さが70の低硬度ロールを用いてカレンダー加工して、所望の空隙率に調整し滅菌用包装材料を得た。
[実施例9〜14]
ポリエステル樹脂を用い、スパンボンド法で作製した連続長繊維不織布上に直接、メルトブロウン法によりウェブを積層させ、さらにその上にスパンボンド法で作製した連続長繊維不織布を積層して、SB−MB−SB積層不織布を作製した。各層の繊維量に関しては、単孔吐出量、及びライン速度にて調整した。各層の繊維径調整は牽引エアー速度を500〜2000Nm3/hr/mの範囲で変えることにより行った。さらに、カレンダーフラットロールにて一体化するとともに、所望の厚みとなるように厚み及び見掛け密度を調整し、各不織布を得た。但し、スパンボンド法で適宜吐出条件(単孔吐出量)や設備条件(特殊分散装置や紡口設計)を調整することで所望の地合になるように分散性を変動させた。
[実施例15〜20]
ポリプロピレン樹脂を用い、スパンボンド法により、紡糸温度230℃でフィラメントの長繊維群を、移動する捕集ネット上に向けて押し出し、紡糸速度4500m/分で紡糸し、熱可塑性樹脂長繊維ウェブを捕集ネット上で、不織布を作製した。前記で作製したスパンボンド不織布の上に以下のメルトブロウン法によりウェブを吹き付けた。繊維素材としてPP樹脂用い、押出機で溶融されたPP樹脂を押し出した。押出機におけるPP樹脂の溶融温度、紡糸ガス温度、溶融樹脂の単孔吐出量などを適宜選択し、熱可塑性樹脂を牽引細化させた。また、紡口のホールピッチ及び延伸や冷却エアーの流れを調整することで、糸同士の接触による融着を抑制し、繊維の分散の均一化を図った。さらにそのMB不織布の上に前記したものと同じSB紡糸繊維を吹き付けることでSB−MB−SB積層不織布を作製した。その後、得られたウェブを線圧10kg/cmにて、タイプAデューロメータ硬さが70の低硬度ロールと、金属製の高硬度ロールを組み合わせてフラットカレンダー加工し、ロール温度と加工速度を最適化することで所望の表面被覆率に調整し滅菌用包装材料を得た。
[実施例21]
ポリエチレン樹脂を用い、スパンボンド法により、紡糸温度160℃でフィラメントの長繊維群を、移動する捕集ネット上に向けて押し出し、紡糸速度4500m/分で紡糸し、熱可塑性樹脂長繊維ウェブを捕集ネット上で、不織布を作製した。前記で作製したスパンボンド不織布の上に以下のメルトブロウン法によりウェブを吹き付けた。繊維素材としてPP樹脂用い、押出機で溶融されたPE樹脂を押し出した。押出機におけるPE樹脂の溶融温度、紡糸ガス温度、溶融樹脂の単孔吐出量などを適宜選択し、熱可塑性樹脂を牽引細化させた。さらにそのMB不織布の上に前記したものと同じSB紡糸繊維を吹き付けることでSB−MB−SB積層不織布を作製した。その後、得られたウェブを線圧10kg/cm、タイプAデューロメータ硬さが70の低硬度ロールと、高硬度のロールを組み合わせてカレンダー加工して、所望の空隙率に調整し滅菌用包装材料を得た。
[実施例22]
ポリプロピレン樹脂を用い、スパンボンド法により、紡糸温度230℃でフィラメントの長繊維群を、移動する捕集ネット上に向けて押し出し、紡糸速度4500m/分で紡糸し、熱可塑性樹脂長繊維ウェブを捕集ネット上で、不織布を作製した。前記で作製したスパンボンド不織布の上に以下のメルトブロウン法によりウェブを吹き付けた。繊維素材としてPP樹脂用い、押出機で溶融されたPP樹脂を押し出した。押出機におけるPP樹脂の溶融温度、紡糸ガス温度、溶融樹脂の単孔吐出量などを適宜選択し、熱可塑性樹脂を牽引細化させた。また、紡口のホールピッチ及び延伸や冷却エアーの流れを調整することで、糸同士の接触による融着を抑制し、繊維の分散の均一化を図った。さらにそのMB不織布の上に前記したものと同じSB紡糸繊維を吹き付けることでSB−MB−SB積層不織布を作製した。また、SB紡口には扁平状の異形紡口を用いた。その後、得られたウェブを線圧10kg/cmにて、タイプAデューロメータ硬さが70の低硬度ロールと、金属製の高硬度ロールを組み合わせてフラットカレンダー加工し、ロール温度と加工速度を最適化することで所望の表面被覆率に調整し滅菌用包装材料を得た。
[比較例1、2]
ポリプロピレン樹脂を用い、スパンボンド法により、紡糸温度230℃でフィラメントの長繊維群を、移動する捕集ネット上に向けて押し出し、紡糸速度4500m/分で紡糸し、熱可塑性樹脂長繊維ウェブを捕集ネット上で、不織布を作製した。前記で作製したスパンボンド不織布の上に以下のメルトブロウン法によりウェブを吹き付けた。繊維素材としてPP樹脂用い、紡口ノズル径0.22mmの紡口ノズルから、押出機で溶融されたPP樹脂を押し出した。押出機におけるPP樹脂の溶融温度、紡糸ガス温度、溶融樹脂の単孔吐出量などを適宜選択し、熱可塑性樹脂を牽引細化させた。さらにそのMB不織布の上に前記したものと同じSB紡糸繊維を吹き付けることでSB−MB−SB積層不織布を作製した。その後、得られたウェブを線圧40kg/cm、タイプAデューロメータ硬さが100のロールを用いてカレンダー加工して、滅菌用包装材料を得た。
[比較例3、4]
ポリプロピレン樹脂を用い、スパンボンド法により、紡糸温度230℃でフィラメントの長繊維群を、移動する捕集ネット上に向けて押し出し、紡糸速度4500m/分で紡糸し、熱可塑性樹脂長繊維ウェブを捕集ネット上で、不織布を作製した。前記で作製したスパンボンド不織布の上に以下のメルトブロウン法によりウェブを吹き付けた。繊維素材としてPP樹脂用い、紡口ノズル径0.22mmの紡口ノズルから、押出機で溶融されたPP樹脂を押し出した。押出機におけるPP樹脂の溶融温度、紡糸ガス温度、溶融樹脂の単孔吐出量などを適宜選択し、熱可塑性樹脂を牽引細化させた。さらにそのMB不織布の上に前記したものと同じSB紡糸繊維を吹き付けることでSB−MB−SB積層不織布を作製した。その後、得られたウェブを線圧10kg/cm、タイプAデューロメータ硬さが100のロールを用いてカレンダー加工して、滅菌用包装材料を得た。
[比較例5、6]
ポリエステル樹脂を用い、スパンボンド法により、紡糸温度300℃でフィラメントの長繊維群を、移動する捕集ネット上に向けて押し出し、紡糸速度4500m/分で紡糸し、熱可塑性樹脂長繊維ウェブを捕集ネット上で、不織布を作製した。前記で作製したスパンボンド不織布の上に以下のメルトブロウン法によりウェブを吹き付けた。繊維素材としてPP樹脂用い、紡口ノズル径0.22mmの紡口ノズルから、押出機で溶融されたPP樹脂を押し出した。押出機におけるPP樹脂の溶融温度、紡糸ガス温度、溶融樹脂の単孔吐出量などを適宜選択し、熱可塑性樹脂を牽引細化させた。さらにそのMB不織布の上に前記したものと同じSB紡糸繊維を吹き付けることでSB−MB−SB積層不織布を作製した。その後、得られたウェブを線圧10kg/cm、ゴムロールを用いてカレンダー加工して、所望の空隙率に調整し滅菌用包装材料を得た。
[比較例7]
単孔吐出量2.0g/(min・hole)の条件で、実施例1と同様にスパンボンド法により長繊維ウェブを得た。尚、繊維径は、牽引エアー400m3/hr/mの範囲とすることにより調整した。さらに、カレンダーフラットロールにて一体化するとともに、所望の厚みとなるように厚み及び見掛け密度を調整することで、不織布を得た。
実施例1〜22、比較例1〜7の不織布構造、及び得られた不織布の各種特性を以下の表1−1〜1−4に示す。
Figure 2020196340
Figure 2020196340
Figure 2020196340
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本発明に係る第一の実施形態の滅菌用包装材用不織布は、低空隙率の繊維層と、比表面積が高く糸本数の多い繊維層を積層することにより、イージーピール性とバリア性の両方を兼ね備えたものであるため、また、本発明の第二の実施形態の滅菌用包装材用不織布は、特定の繊維構造を有し、高度に孔径制御された不織布であり、歩留まりがよく、低コストで作製することができ、さらに高強度、適度な孔径を有するため、あらゆる滅菌処理方法に対応でき、包装材料内部の無菌状態を高い水準で維持することができるため、感染症防止のための医療器具の滅菌用包装材として好適に利用可能である。

Claims (23)

  1. 表層ヒートシール面として、空隙率が30%以上60%以下である繊維層(I)を有し、バリア層として、繊維の比表面積が1.0m2/g以上10m2/g以下であり、かつ、1mg当たり1cm相当糸本数が800本以上1,000,000本以下である繊維層(II)を有し、かつ、繊維層(I)と繊維層(II)が積層されていることを特徴とする滅菌用包装材用不織布。
  2. 前記繊維層(I)のヒートシール強力が5N/25mm以上25N/25mm以下である、請求項1に記載の滅菌用包装材用不織布。
  3. 前記繊維層(II)を構成する繊維がポリプロピレン繊維である、請求項1又は2に記載の滅菌用包装材用不織布。
  4. 繊維層(I)を構成する繊維の繊維径が5μm以上30μm以下であり、かつ、繊維層(II)を構成する繊維の繊維径が0.05μm以上5μm以下である、請求項1〜3のいずれか1項に記載の滅菌用包装材用不織布。
  5. 繊維層(I)を構成する繊維の繊維径が5μm以上20μm以下である、請求項1〜4のいずれか1項に記載の滅菌用包装材用不織布。
  6. 前記繊維層(I)を少なくとも一層、及び前記繊維層(II)を少なくとも二層含む、請求項1〜5のいずれか1項に記載の滅菌用包装材用不織布。
  7. 重量平均繊維径が3μm以上30μm以下であり、かつ、地合係数が1.0以上5.0以下であることを特徴とする滅菌用包装材用不織布。
  8. 長繊維から構成される、請求項7に記載の滅菌用包装材用不織布。
  9. 突刺強度が50N以上500N以下である、請求項7又は8に記載の滅菌用包装材用不織布。
  10. MD方向とCD方向の両者において、引裂強度が0.5N以上20N以下である、請求項7〜9のいずれか1項に記載の滅菌用包装材用不織布。
  11. MD方向とCD方向の両者において、引張強度が30N/25m以上300N/25mm以下であり、MD方向の引張強度/CD方向の引張強度の比率が1.2以上5.0以下である、請求項7〜10のいずれか1項に記載の滅菌用包装材用不織布。
  12. 表層ヒートシール面として、平均繊維径5μm以上30μm以下である連続長繊維で構成される繊維層(A)を有し、バリア層として、平均繊維径0.1μm以上4μm以下である極細繊維で構成される繊維層(B)を有し、かつ、繊維層(A)と繊維層(B)が積層されている、請求項7〜11のいずれか1項に記載の滅菌用包装材用不織布。
  13. 2層の前記繊維層(A)の間の中間層として、前記繊維層(B)が存在する、請求項12に記載の滅菌用包装用材不織布。
  14. 前記繊維層(B)がメルトブロウン不織布で構成されている、請求項12又は13に記載の滅菌用包装材用不織布。
  15. ポリエステル繊維で構成されている、請求項7〜14のいずれか1項に記載の滅菌用包装材用不織布。
  16. 耐水圧が10cmH2O以上である、請求項7〜15のいずれか1項に記載の滅菌用包装材用不織布。
  17. 平均流量孔径が0.5μm以上20μm以下である、請求項7〜16のいずれか1項に記載の滅菌用包装材用不織布。
  18. 大気塵捕集効率が90%以上である、請求項7〜17のいずれか1項に記載の滅菌用包装材用不織布。
  19. 総目付が20g/m2以上100g/m2以下である、請求項1〜18のいずれか1項に記載の滅菌用包装材用不織布。
  20. ガーレ型通気度試験による透通気度が0.1秒/100mL以上100秒/100mL以下である、請求項1〜19のいずれか1項に記載の滅菌用包装材用不織布。
  21. ガーレ型通気度試験による通気度が0.1秒/100mL以上20秒/100mL以下である、請求項1〜20のいずれか1項に記載の滅菌用包装材用不織布。
  22. 総厚みが50μm以上300μm以下である、請求項1〜21のいずれか1項に記載の滅菌用包装材用不織布。
  23. 表面被覆率が40%以上99%以下である、請求項1〜22のいずれか1項に記載の滅菌用包装材用不織布。
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