KR20100015543A

KR20100015543A - 적층 포백

Info

Publication number: KR20100015543A
Application number: KR1020097021371A
Authority: KR
Inventors: 마사토시 다케노이리; 게이스케 다키시마; 준이치 스기노; 신야 이나다
Original assignee: 가부시키가이샤 구라레
Priority date: 2007-03-15
Filing date: 2008-03-06
Publication date: 2010-02-12
Also published as: JPWO2008111294A1; WO2008111294A1; CN101636263A; US20100024136A1; TW200911318A

Abstract

통기성 및 필터성을 갖는 적층 포백을 제공한다. 　상기 적층 포백은 유지층에 방호층이 부착되어 이루어지는 적층 포백으로서, 상기 방호층이 극세 섬유로 형성되어 있는 신축성 부직포를 포함함과 함께, 상기 적층 포백의 통기도가 2 cc/㎠/sec 이상이고, 또한 1 ㎛ 석영 분진의 포집 효율이 90 % 이상이다. 또, 적층 포백은 방호층을 개재하고, 추가로 내수층을 유지층의 반대측에 구비하고 있어도 된다.

Description

적층 포백{LAMINATED FABRIC}

관련 출원

본원은 2007년 3월 15일에 출원된 일본 특허출원 2007-066496호 의 우선권을 주장하는 것으로서, 그 전체를 참조에 의해 본 출원의 일부를 이루는 것으로서 인용한다.

기술 분야

본 발명은 강도, 통기성, 필터성을 겸비하는 적층 포백에 관한 것으로서, 나아가서는 저비용으로 용이하게 감용화 (減容化) 할 수 있는 적층 포백에 관한 것이다.

인체에 유해한 분진, 감염성 병원체, 바이러스 등의 유해 물질로부터 인체를 보호하기 위해서, 또는 이와 같은 유해 물질이 부착된 감염성 매체로부터의 2 차 감염을 방지하기 위해서, 각종 방호재가 사용되고 있다. 이와 같은 방호재에서는 상기 유해 물질을 유효하게 방호하기 위해서 필터성이 요구되는 한편으로, 인체에 직접 방호재가 접촉되어도 사용자가 불쾌해지지 않도록 통기성이 요구된다. 그러나, 필터성과 통기성은 상반되는 성질이기 때문에, 이들 쌍방을 양립시키는 것은 곤란하다.

예를 들어, 특허 문헌 1 에는, 투습·방수성 부직포와 다공질포와 그것들 사이에 개재시킨 열접착성 부직포가 복합 일체화된 방호 의료용 복합 부직포가 개시되어 있다. 그러나, 이 복합 부직포에서는 열접착성 부직포를 용융 연화시켜 필름화하여, 투습·방수성 부직포와 다공질포를 복합 일체화시키고 있기 때문에, 복합 부직포 전체로서의 통기성을 향상시킬 수 없다.

또한, 이들 인체에 유해한 물질에 의해 오염된 방호재를 폐기하는 것이 큰 문제가 되고 있다. 예를 들어, 상기한 바와 같은 방호재는 통상적으로 일회용 방호재로서 사용되고, 사용 후에는 특수 폐기물로서 폴리백에 모아, 처리 업자에 의해 처분되지만, 방호재 부피가 크면 수송 비용이나 폐기 비용이 매우 높아진다는 문제가 있기 때문에, 감용화에 의한 비용 저감이 최근 요구되고 있다.

감용화 방법으로서는, 백 내를 감압 또는 압축시키는 방법이나, 건열 내지 습열로 가열 감용하는 방법 등을 들 수 있는데, 감압 방법은 배출 공기 중에 오염 물질이 누출될 우려가 있어 바람직하지 않다.

압축 방법은 오염된 폐기물을 가열 용융하여 블록 형상으로 감용화하는 장치나 폐기물을 분쇄하여 감용화하는 장치가 제안, 시판되고 있는데, 장치가 매우 고가이고, 대규모가 되기 때문에 바람직하지 않다. 또 건열에 의한 감용 방법도 백 자체의 내열성이 요구되어 결과적으로 비용이 높아진다.

예를 들어, 열수에 의한 감염성 의료 폐기물의 감용 방법 및 장치가 제안되어 있다 (예를 들어, 특허 문헌 2 참조). 특허 문헌 2 는 50 ℃ 이하의 물에는 녹지 않는 친수성 수지로 이루어지는 감염성 의료 폐기물 (A) 과 물 (B) 를 포함하 며, 또한 (A)/(B) 의 중량비가 70/30 ∼ 20/80 인 혼합물을 70 ∼ 150 ℃ 의 온도에서 처리하여, 그 감염성 의료 폐기물 (A) 을 감용화된 고형물로 하는 것을 특징으로 하는 감염성 의료 폐기물의 처리 방법 및 그를 위한 장치에 관한 것으로서, 장치는 컴팩트하기는 하지만, 감용하기 위해서는 특수한 장치가 필요하였다.

특허 문헌 1 : 일본 공개특허공보 2003-336155호

특허 문헌 2 : 일본 공개특허공보 2003-073498호

발명의 개시

발명이 해결하고자 하는 과제

본 발명의 목적은 통기성과 필터성 (또는 포집성) 을 양립시킬 수 있는 적층 포백을 제공하는 것에 있다.

본 발명의 다른 목적은 통기성을 저해하지 않고 일체화할 수 있는 적층 포백을 제공하는 것에 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 부하를 가한 후에도, 필터성을 유지할 수 있는 적층 포백을 제공하는 것에 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 특수한 장치를 필요로 하지 않으며, 저비용으로 용이하게 감용화시킬 수 있는 적층 포백 및 그것으로 이루어지는 방호재를 제공하는 것이다.

과제를 해결하기 위한 수단

본 발명자 등은 상기 과제를 달성하기 위하여 예의 검토한 결과, 유지층에 대해, 신축성 부직포를 방호층으로서 부착하여 적층 포백으로 함으로써, 통기도와 필터성을 양립시킬 수 있는 점, 또한 적층 포백에 부하를 가해도 필터성을 유지할 수 있는 점을 알아냈다.

또한, 유지층으로서 적어도 1 층을 60 ℃ 이상의 온수에 침지시킴으로써 5 ∼ 90 % 수축되는 섬유로 이루어지는 감용성 유지층 (A 층) 을 사용함으로써 특수한 장치를 필요로 하지 않고, 저비용으로 용이하게 감용화시킬 수 있는 적층 포백 및 그것으로 이루어지는 방호재가 얻어지는 것을 알아냈다.

즉 본 발명은 유지층에 방호층이 부착되어 이루어지는 적층 포백으로서, 상기 방호층이 극세 섬유로 형성되어 있는 신축성 부직포를 함유함과 함께, 상기 적층 포백의 통기도가 2 cc/㎠/sec 이상이고, 또한 1 ㎛ 석영 분진의 포집 효율이 90 % 이상인 적층 포백이다.

상기 극세 섬유가 열가소성 엘라스토머로 구성되어 있어도 되고, 예를 들어, 내열성 열가소성 엘라스토머이어도 된다. 이와 같은 열가소성 엘라스토머는 예를 들어, SEPS, SEBS, 우레탄계 열가소성 엘라스토머, 폴리에스테르계 열가소성 엘라스토머, 및 폴리아미드계 열가소성 엘라스토머에서 선택되는 적어도 1 종의 열가소성 엘라스토머이어도 된다. 방호층을 구성하는 신축성 부직포는 예를 들어, 인장 파단 신도가 30 % 이상이어도 된다. 상기 신축성 부직포에 있어서, 극세 섬유는 특히, 섬유 직경 10 ∼ 1000 ㎚ 의 나노 화이버이고, 상기 나노 화이버가 겉보기 중량 0.01 ∼ 10 g/㎡ 로 부직포를 형성하고 있는 것이 바람직하다.

한편, 유지층에서는 유지층을 구성하는 섬유의 적어도 일부가 감용성 섬유이어도 된다. 예를 들어, 이와 같은 감용성 섬유는 폴리비닐알코올계 섬유로 구성되어 있어도 된다. 즉, 본 발명은 온수에 의해 감용되는 적층 포백을 포함하고, 예를 들어, 그러한 감용성 적층 포백은 60 ℃ 이상의 온수에 침지시킴으로써 5 ∼ 90 % 수축되어도 된다.

또한, 본 발명의 적층 포백은 방호층을 개재하고, 추가로 내수(耐水)층을 유지층의 반대측에 구비하고 있어도 된다. 이 경우, 적층 포백의 내수압은 300 ∼ 1500 mmH₂O 정도이어도 된다.

또, 본 발명은 상기 적층 포백으로 이루어지는 방호재, 특히 방호 의류를 포함한다. 또, 적층 포백이 감용성을 갖는 경우, 본 발명은 그러한 감용성 적층 포백을 용기에 넣고, 상기 적층 포백에 대해 60 ℃ 이상의 온수를 공급함으로써 적층 포백을 감용화하는 방법도 포함한다.

발명의 효과

본 발명의 적층 포백은 유지층과 특정 방호층으로 구성함으로써, 필터성과 통기성을 양립시킬 수 있다. 특히 방호층이 신축성을 갖기 때문에, 그 밖의 층 에 대한 추종성이 우수하고, 적층 포백 전체로서의 통기성을 저해하지 않고, 적층 포백의 일체성을 향상시킬 수 있을 뿐만 아니라, 일정한 부하를 가한 후에도, 적층 포백의 필터성을 유지할 수 있다.

특히, 방호층으로서 나노 화이버 부직포를 사용한 경우, 고도의 통기성 및 필터성을 실현할 수 있다.

또, 유지층으로서 감용성 소재를 사용한 경우, 본 발명의 적층 포백은 사용 후 온수를 사용하여 간편하게 감용화시켜 수송이나 폐기를 실시할 수 있기 때문에, 수송비나 폐기 비용을 삭감할 수 있다.

본 발명은 첨부 도면을 참고로 한 이하의 바람직한 실시예의 설명에서, 보다 명료하게 이해될 것이다. 그러나, 실시예 및 도면은 단순한 도시 및 설명을 위한 것으로서, 본 발명의 범위를 결정하기 위해서 이용되어야 하는 것은 아니다. 본 발명의 범위는 첨부의 청구의 범위에 의해 정해진다. 또, 도면은 반드시 일정한 축척으로 도시되어 있지 않으며, 본 발명의 원리를 나타내는 상에서 과장된 것으로 되어 있다. 또, 첨부 도면에 있어서, 복수의 도면에 있어서의 동일한 부품 번호는 동일 부분을 나타낸다.

도 1 은 본 발명의 적층 포백의 바람직한 형태의 일례인, 나노 화이버를 적층시킨 방호층을 제조하는 장치를 나타내는 모식도이다.

도 2 는 본 발명의 적층 포백 (적층체) 구조의 일례를 나타내는 단면도이다.

발명을 실시하기 위한 최선의 형태

본 발명의 적층 포백은 유지층에 방호층이 부착되어 이루어지는 적층 포백으로서, 상기 방호층이 극세 섬유로 형성되어 있는 신축성 부직포를 포함함과 함께, 상기 적층 포백의 통기도가 2 cc/㎠/sec 이상이고, 또한 1 ㎛ 석영 분진의 포집 효율이 90 % 이상이다.

[유지층]

유지층은 상기 방호층을 유지하기 위해 형성되고, 적층 포백 전체에서 특정 통기도를 확보할 수 있는 한 특별히 한정되지 않고, 직편물이어도 되고 부직포이어도 된다.

유지층은 용도에 따라, 동물 섬유나 식물 섬유 등의 천연 섬유 및 각종 합성 섬유 중 어느 것으로 형성해도 된다. 이들 섬유는 단독으로 또는 조합하여 사용해도 된다.

합성 섬유로서는, 폴리비닐알코올계 섬유, 에틸렌-비닐알코올계 섬유, 폴리아미드계 섬유 (예를 들어, 나일론 6, 나일론 66, 나일론 46, 나일론 610, 나일론 11, 나일론 12 등의 지방족 폴리아미드계 섬유, 지환족 폴리아미드계 섬유, 아라미드 등의 방향족 폴리아미드계 섬유, 방향족 디카르복실산과 지방족 알킬렌디아민으로 이루어지는 반 (半) 방향족 폴리아미드계 섬유), 폴리올레핀계 섬유 (예를 들어, 폴리에틸렌계 섬유, 폴리프로필렌계 섬유, 폴리프로필렌-폴리에틸렌 복합 섬유), 폴리에스테르계 섬유 (예를 들어, 폴리에틸렌테레프탈레이트계 섬유), 아크릴계 섬유 (예를 들어, 폴리아크릴로니트릴계 섬유, 폴리메타크릴산메틸계 섬유 등), 폴리우레탄계 섬유, 셀룰로오스계 섬유 (예를 들어, 레이온 섬유, 아세테이트 섬유), 할로겐 함유 수지 (예를 들어, 염화 비닐계 섬유, 염화 비닐리덴계 수지, 불화 비닐계 섬유, 폴리불화 비닐리덴, 폴리불화 비닐리덴-헥사플루오로프로필렌 공중합체), 폴리이미드계 섬유, 폴리벤즈이미다졸계 섬유, 폴리아릴레이트계 섬유, 폴리페닐렌 설파이드계 섬유 등을 예시할 수 있다.

이들 섬유 중, 폴리비닐알코올계 섬유, 에틸렌-비닐알코올계 섬유, 폴리아미드계 섬유 및 폴리에스테르계 섬유 등이 바람직하다.

유지층을 형성하는 섬유의 섬도는 적층 포백에 요구되는 질감 등에 따라 자유롭게 설정할 수 있고, 예를 들어, 0.1 ∼ 1000 dtex 정도, 바람직하게는 1 ∼ 400 dtex 정도이어도 된다. 또, 유지층이 직물인 경우, 경사 및 위사의 섬도는 동일해도 되고, 상이해도 되지만, 경사의 섬도/위사의 섬도 = 10/1 ∼ 1/10 정도, 바람직하게는 5/1 ∼ 1/5 정도이어도 된다.

유지층의 겉보기 중량은 유지층의 형태 등에 따라 자유롭게 설정할 수 있고 본 발명에서 규정하는 통기도 및 포집성을 확보하는 한 특별히 한정되지 않지만, 예를 들어, 5 ∼ 100 g/㎡ 정도, 바람직하게는 10 ∼ 90 g/㎡ 정도이어도 된다.

유지층의 형태는 직포, 부직포, 편포 (編布) 혹은 합성지 등을 들 수 있고, 적층 포백 전체로서 소정의 통기성 및 포집성을 갖는 한 특별히 한정되지 않는다. 직포, 부직포, 편포 혹은 합성지는 공지 또는 관용된 수법으로 형성할 수 있다.

이들 유지층의 형태 중, 포집성 및 통기성의 관점에서, 유지층이 부직포인 것이 바람직하다.

부직포로 유지층을 제조할 때의 제조 방법은 특별히 제한되지 않고, 스판 본드법, 멜트 블로운법, 스판 레이스법, 서멀 본드법, 케미컬 본드법, 에어레이드법, 니들 펀치법 등 어느 것에도 적응할 수 있다.

(감용성 유지층)

또한, 본 발명에서는 감용성의 관점에서, 유지층이 60 ℃ 이상의 온수에 침 지시킴으로써 5 ∼ 90 % 수축되는 섬유로 이루어지는 감용성 유지층 (A 층) 이어도 된다. 즉, 50 ℃ 이하의 작업 환경에 있어서 사용할 때, 땀 등의 수분에서는 수축되지 않고 분진, 감염성 병원체나 바이러스에 대한 방호 기능을 발휘하고, 폐기시에 60 ℃ 이상의 온수에 침지시킴으로써, 포백을 구성하고 있는 섬유의 일부가 수축되어, 포백 전체가 감용되는 것이다.

이와 같은 특징을 갖는 경우, 60 ℃ 이상의 온수에 침지시킴으로써 5 ∼ 90 % 수축되는 섬유를 사용하여 이루어지는 층 (A 층) 에, 50 ℃ 이하의 수중에서 수축되지 않는 층 (B 층) 이 부착되어 이루어지는 적층체로 함으로써, 후술하겠지만, 얻어지는 방호용 포백 및 그것으로 이루어지는 방호 의류는 감용성이 우수한 것이 된다.

본 발명에 있어서, 방호 의류용 포백 전체를 감용시키기 위해서는, 유지층을 구성하는 섬유의 적어도 일부가 온수에 침지시킴으로써 수축되는 감용성 섬유이어도 된다.

이와 같은 감용성 섬유로서는 친수성 섬유가 바람직하고, 보다 구체적으로는 수용성 합성 고분자가 바람직하고, 특히 PVA 계 섬유인 것이 바람직하다. PVA 계 섬유는 생분해성을 갖기 때문에, 매설시의 환경에 대한 영향이라는 점에서도 우수하다.

본 발명의 A 층에 바람직하게 사용되는 PVA 계 섬유를 구성하는 비닐알코올계 폴리머는 특별히 한정되지 않지만, 실용적인 기계적 성능의 면에서, 점도 평균 중합도 1000 이상, 특히 1500 이상으로 하는 것이 바람직하고, 방사성 (紡絲性), 비용의 면에서 5000 이하로 하는 것이 바람직하다. 또 동일한 이유에서 비누화도가 50 몰% 이상인 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 65 몰% 이상, 더욱 바람직하게는 80 몰% 이상이다.

비닐알코올계 폴리머에는 다른 모노머가 공중합되어 있어도 되고, 공중합 성분으로서는 예를 들어 에틸렌, 아세트산비닐, 이타콘산, 비닐아민, 아크릴아미드, 피발산 비닐, 무수 말레산, 술폰산 함유 비닐 화합물 등을 들 수 있다.

실용적인 기계적 성능의 면에서는 비닐알코올 유닛을 전체 구성 유닛의 70 몰% 이상 함유하는 폴리머로 하는 것이 바람직하다. 또, 본 발명의 효과를 저해하지 않는 범위이면, 섬유에 비닐알코올계 폴리머 이외의 폴리머나 다른 첨가제를 함유하고 있어도 상관없다. 섬유 성능 등의 면에서는 비닐알코올계 폴리머의 함유량을 30 질량%/섬유로 하는 것이 바람직하고, 특히 50 질량%/섬유로 하는 것이 바람직하다.

다음으로 본 발명의 A 층에 바람직하게 사용되는 PVA 계 섬유의 제조 방법 에 대해 설명한다. 수용성 PVA 계 폴리머를 물 혹은 유기 용제에 용해한 방사 원액을 사용하여 후술하는 방법으로 섬유를 제조함으로써, 기계적 특성이 우수한 섬유를 효율적으로 얻을 수 있다. 물론, 본 발명의 효과를 저해하지 않는 범위이면, 방사 원액 중에 첨가제나 다른 폴리머가 함유되어 있어도 상관없다. 방사 원액을 구성하는 용매로서는, 예를 들어 물, 디메틸술폭사이드 (DMSO), 디메틸아세트아미드, 디메틸포름아미드, N-메틸피롤리돈 등의 극성 용매, 글리세린, 에틸렌글리콜 등의 다가 알코올류, 및 이들 용매와 로단염, 염화 리튬, 염화 칼슘, 염 화 아연 등의 팽윤성 금속염의 혼합물, 또한 이들 용매끼리의 혼합물, 혹은 이들 용매와 물의 혼합물 등을 들 수 있는데, 이 중에서는 물이나 DMSO 가 저온 용해성, 저독성, 저부식성 등의 점에서 가장 바람직하다.

방사 원액 중의 폴리머 농도는 조성, 중합도, 용매에 따라 상이하지만, 8 ∼ 40 질량% 의 범위인 것이 바람직하다. 방사 원액의 토출시의 액온은 방사 원액이 겔화되거나 분해·착색되지 않는 범위로서, 구체적으로는 50 ∼ 150 ℃ 의 범위로 하는 것이 바람직하다.

이러한 방사 원액을 노즐로부터 토출하여 습식 방사, 건식 방사, 혹은 건습식 방사를 실시하면 되고, PVA 폴리머에 대해 고화능을 갖는 고화액으로 토출하면 된다. 특히 다 (多) 홀로부터 방사 원액을 토출하는 경우에는, 토출시의 섬유끼리의 교착을 방지하는 점에서 건습식 방사법보다 습식 방사법이 바람직하다. 또한, 습식 방사법이란, 방사 구금으로부터 직접 고화욕에 방사 원액을 토출하는 방법을 말하고, 한편 건습식 방사법이란, 방사 구금으로부터 일단, 공기나 불활성 가스 중에 방사 원액을 토출하고, 그리고 나서 고화욕에 도입하는 방법을 말한다.

사용하는 고화액은 원액 용매가 유기 용매인 경우와 물인 경우에는 상이하다. 유기 용매를 사용한 원액의 경우에는, 얻어지는 섬유 강도 등의 점에서 고화액과 원액 용매로 이루어지는 혼합액이 바람직하고, 고화액으로서는 메탄올, 에탄올 등의 알코올류나, 아세톤, 메틸에틸케톤 등의 케톤류 등의 PVA 계 폴리머에 대해 고화능을 갖는 유기 용매, 특히 메탄올과 DMSO 로 이루어지는 유기 용매가 바람직하고, 공정성 및 용제 회수의 점에서 그들의 혼합 비율은 55/45 ∼ 80/20 인 것이 보다 바람직하다. 또 고화액의 온도는 30 ℃ 이하가 바람직하고, 특히 균일한 냉각 겔화를 위해서는 20 ℃ 이하, 나아가서는 15 ℃ 이하인 것이 바람직하다. 한편, 방사 원액이 수용액인 경우에는, 고화액을 구성하는 고화 용매로서는, 황산나트륨, 염화 나트륨, 탄산소다 등의, PVA 계 폴리머에 대해 고화능을 갖는 무기염류의 수용액을 바람직하게 들 수 있다. 그 고화액은 당연히 산성, 알칼리성이어도 상관없다.

다음으로 고화된 필라멘트로부터 방사 원액의 용매를 추출 제거한다. 추출시에 필라멘트를 습연신하는 것이 건조시의 섬유간 교착을 억제하는 데에도, 또한 얻어지는 섬유의 강도를 높이는 데에도 바람직하다. 습연신 배율로서는 1.5 ∼ 6 배인 것이 바람직하다. 추출은 통상적으로는 복수의 추출욕을 통과시킴으로써 실시된다. 추출욕으로서는, 고화액 단독 혹은 고화액과 원액 용매의 혼합액이 사용되며, 또 추출욕의 온도는 0 ∼ 80 ℃ 의 범위가 채용된다.

이어서, 필라멘트를 건조시켜 PVA 계 섬유를 제조한다. 이 때, 필요에 따라 유제 등을 부여하여 건조시키면 된다. 건조 온도는 210 ℃ 이하로 하는 것이 바람직하고, 특히 건조 초기의 단계에서는 160 ℃ 이하의 저온에서 건조시키고, 건조 후반은 고온에서 건조시키는 다단 건조가 바람직하다. 또한 건열연신 및 필요에 따라 건열 수축을 실시하여, PVA 분자 사슬을 배향·결정화시켜, 섬유의 강도를 높이는 것이 바람직하다. 이것은 섬유의 강도가 너무 낮으면, 예를 들어 부직포 등의 구조체로 가공하는 경우, 공정 통과성이 현저하게 악화되는 것이 용이하게 예상되기 때문이다. 섬유의 기계적 성능을 높이기 위해서는, 120 ∼ 280 ℃ 의 온도 조건 하에서 건열연신을 실시하는 것이 바람직하다.

상기한 제조 방법으로 얻어지는 PVA 계 섬유의 섬도는 특별히 한정되지 않고, 예를 들어 0.1 ∼ 1000 dtex, 바람직하게는 1 ∼ 400 dtex 의 섬유를 널리 사용할 수 있다. 섬유의 섬도는 노즐 직경이나 연신 배율에 의해 적절히 조정하면 된다. 또 섬유 길이에 대해서도 특별히 제한되지 않고, 사용 목적에 따라 임의로 선택할 수 있다.

또한, 60 ℃ 이상의 온수 중에서 5 ∼ 90 % 수축되는 섬유는 A 층의 전체가 아니라 일부로서 사용해도 된다. 60 ℃ 이상의 온수 중에서 5 ∼ 90 % 수축되는 섬유를 A 층의 일부로서 사용하는 경우, A 층 전체를 60 ℃ 의 온수 중에서 5 ∼ 90 % 수축되는 섬유로 제조하는 경우보다 수축률은 저하되지만, 소재나 구성비를 선택함으로써 적층체 전체를 5 ∼ 90 % 수축시킬 수 있다.

[방호층]

방호층은 미립자 포집성 등의 관점에서 극세 섬유로 형성되어 있는 신축성 부직포를 포함한다. 상기 신축성 부직포는 통기성을 확보하는 관점에서 적층 포백에 있어서 필름화되지 않고, 실질적으로 부직포로서의 섬유 형상을 유지하고 있다. 그 때문에, 1 ㎛ 석영 분진의 포집 효율이 90 % 이상으로 높은 필터 성능을 유지하면서, 통기도가 2 cc/㎠/sec 로 높은 통기성을 양립시킬 수 있다. 또, 방호층이 신축성을 갖기 때문에, 유지층이나 후술하는 내수층과의 추종성이 양호하고, 예를 들어, 방호복으로서 착용했을 때 신축 등에 의한 일정한 부하가 적층 포백에 가해졌다 하더라도, 방호층이 파단되기 어렵기 때문에, 적층 포백 전체의 필터 성능의 저하를 억제할 수 있다.

극세 섬유는 부직포에 신축성을 부여할 수 있는 한 특별히 한정되지 않지만, 통상적으로 탄성 및 섬유 형성성의 관점에서, 열가소성 엘라스토머를 사용하는 경우가 많다.

열가소성 엘라스토머로서는, 스티렌계 열가소성 엘라스토머, 우레탄계 열가소성 엘라스토머, 올레핀계 열가소성 엘라스토머, 염화 비닐계 열가소성 엘라스토머, 폴리에스테르계 열가소성 엘라스토머, 폴리아미드계 열가소성 엘라스토머 등을 예시할 수 있다. 이들 열가소성 엘라스토머는 단독으로 또는 조합하여 사용해도 된다. 또, 상기 엘라스토머는 유지층의 항에서 기재한 합성 섬유를 구성하는 수지 (예를 들어, 올레핀계 수지 등) 등을 블렌드한 폴리머 블렌드형 열가소성 엘라스토머이어도 된다. 또한, 필요에 따라 상기 엘라스토머에 대해, 유기 혹은 무기 분체를 1 종류 이상 혼합하여 사용해도 된다.

우레탄계 열가소성 엘라스토머는 저분자 글리콜과 디이소시아네이트류로 구성되는 하드 세그먼트, 및 고분자 디올과 디이소시아네이트로 구성되는 소프트 세그먼트로 구성된다.

상기 저분자 글리콜로서는, 예를 들어, 에틸렌글리콜, 1,4-부탄디올, 1,6-헥산디올 등의 C_1-10 디올 등을 들 수 있고, 상기 고분자 디올로서는, 폴리(1,4-부틸렌아디페이트), 폴리(1,6-헥산아디페이트), 폴리카프로락톤, 폴리에틸렌글리콜, 폴리프로필렌글리콜, 폴리옥시테트라메틸렌글리콜 등을 들 수 있고, 디이소시아네이트 로서는, 예를 들어 톨릴렌디이소시아네이트, 4,4-디페닐메탄디이소시아네이트, 헥사메틸렌디이소시아네이트, 이소포론디이소시아네이트 등을 들 수 있다.

스티렌계 열가소성 엘라스토머로서는, SBS (스티렌/부타디엔/스티렌 블록 공중합체), SIS (스티렌/이소프렌/스티렌 블록 공중합체), SEBS (스티렌/에틸렌/부타디엔/스티렌 블록 공중합체), SEPS (스티렌/에틸렌/프로필렌/스티렌 블록 공중합체) 등을 들 수 있다.

올레핀계 열가소성 엘라스토머는 폴리에틸렌 또는 폴리프로필렌을 하드 세그먼트로 하고, SEBS 나 에틸렌/프로필렌 공중합체를 소프트 세그먼트로 하여 구성된다.

염화 비닐계 열가소성 엘라스토머는 결정 폴리염화 비닐을 하드 세그먼트로 하고, 비결정 폴리염화 비닐이나 아크릴로니트릴을 소프트 세그먼트로 하여 구성된다.

폴리에스테르계 열가소성 엘라스토머는 포화 폴리에스테르를 하드 세그먼트로 하고, 지방족 폴리에테르 또는 지방족 폴리에스테르를 소프트 세그먼트로 하여 구성된다.

폴리아미드계 열가소성 엘라스토머는 폴리아미드를 하드 세그먼트로 하고, 비결정성에서 유리 전이 온도가 낮은 폴리에테르나 폴리에스테르를 소프트 세그먼트로 하여 구성된다.

이들 열가소성 엘라스토머 중, 내열성의 관점에서, SEPS, SEBS, 우레탄계 열가소성 엘라스토머, 폴리에스테르계 열가소성 엘라스토머 및 폴리아미드계 열가소 성 엘라스토머가 바람직하다.

이와 같은 내열성 신축성 부직포에서는, 방호층과 유지층을 열압착에 의해 일체화하여 적층 포백하는 경우이어도, 신축성 부직포가 실질적으로 필름화되지 않기 때문에, 적층 포백에 대해 소정의 통기성을 확보할 수 있다.

또한, 유지층이 온수에서 수축되는 감용성 유지층 (A 층) 인 경우, 방호층을 50 ℃ 이하의 수중에서 수축되지 않는 층 (B 층) 으로 하고, 양자를 부착하여 적층체로 함으로써, 60 ℃ 이상의 온수에 의해 수축되는 감용성 적층 포백이어도 된다.

이 경우, B 층은 소재, 겉보기 중량, 두께 등 특별히 제한되지 않고, 방호 대상물에 맞추어 임의로 선택할 수 있는데, 50 ℃ 이하의 작업 환경에 있어서 사용할 때, 땀 등의 수분으로 실질적으로 수축되지 않을 정도의 내수성을 갖는 것이 바람직하다.

신축성 부직포를 구성하는 극세 섬유의 평균 섬유 직경은 통기성과 필터성을 양립시키는 관점에서, 예를 들어, 10㎛ 이하 (예를 들어, 10 ㎚ ∼ 8 ㎛ 정도) 인 것이 바람직하고, 5 ㎛ 이하인 것이 보다 바람직하다. 이와 같은 극세 섬유는 멜트 블로운법 등의 공지된 방법으로 제조할 수 있다.

특히, 통기성 및 방호성을 향상시키는 관점에서, 극세 섬유는 평균 섬유 직경이 10 ∼ 1000 ㎚ (바람직하게는 15 ∼ 800 ㎚ 정도, 더욱 바람직하게는 25 ∼ 600 ㎚ 정도) 인 나노 화이버이어도 된다.

상기한 바와 같은 방호성과 통기도의 밸런스 면에서는, 얼마나 압력 손실이 적고 또한 유해한 미립자 등을 포착할 수 있는지가 포인트인데, 나노 화이버는 Slip Flow 효과로 여과에 있어서의 압손이 낮으며, 통기성이 높은 것이 특징이고, 방호성과 통기성을 양립시키는 것으로서 바람직하다〔카와구치 타케유키,「나노 화이버 테크놀로지를 사용한 고도 산업 발굴 전략」(모토미야 타츠야 감수), 제 10 장, p373〕.

또한, 본 발명에 있어서의 섬유 직경이란, 5000 배로 촬영한 섬유 집합체의 전자 현미경 사진으로부터 얻어지는 섬유의 횡단면에 있어서의 직경을 의미하며, 무작위로 50 개 추출하여 그 섬유 직경을 측정한 평균값이다.

신축성 부직포의 겉보기 중량은 본 발명에서 규정하는 통기성 및 포집성을 충족하는 한 특별히 제한되지 않지만, 극세 섬유의 평균 섬유 직경의 대소에 따라, 부직포의 겉보기 중량은 변화해도 된다.

예를 들어, 극세 섬유의 평균 섬유 직경이 1 ㎛ 를 초과하는 경우, 부직포의 겉보기 중량은 1 ∼ 20 g/㎡ 정도가 바람직하고, 5 ∼ 15 g/㎡ 정도가 보다 바람직하다.

또, 예를 들어, 극세 섬유의 평균 섬유 직경이 1 ㎛ 이하인 경우, 부직포의 겉보기 중량은 0.01 ∼ 10 g/㎡ 정도가 바람직하고, 보다 바람직하게는 0.03 ∼ 8 g/㎡ 정도이고, 나아가서는 0.05 ∼ 6 g/㎡ 정도가 바람직하다.

평균 섬유 직경에 따른 겉보기 중량의 양이 너무 많으면, 아스베스토 등 인체에 유해한 미세 분진의 통과를 방호하는 성능은 향상되지만, 상기한 통기도가 2 cc/㎠/sec 을 밑도는 경우가 있다. 특히, 나노 화이버의 경우, 나노 화이버의 비율이 증가하는 만큼 비용 상승으로 이어져 바람직하지 않다. 한편으로 겉보 기 중량의 양이 너무 적으면, 통기성은 양호해지지만, 유지층 전체에 균일하게 분포되는 것이 곤란하고, 그 결과 1 ㎛ 석영 분진의 포집 효율이 90 % 를 밑도는 경우가 있기 때문에 바람직하지 않다.

방호층은 신축성 부직포로 구성되기 때문에 비신축성 부직포보다 인장 파단 신도를 향상시킬 수 있다. 예를 들어, 신축성 부직포의 인장 파단 신도는 폭 15 mm 의 직사각 형상 시험편을 JIS P8113 에 준거하여 측정한 경우, 예를 들어, 30 % 이상 (예를 들어, 30 ∼ 200 % 정도), 바람직하게는 35 ∼ 180 % 정도이어도 된다.

신축성 부직포는 극세 섬유를 사용하여 상기 유지층의 항에서 기재한 부직포의 제조 방법으로 제조할 수 있다. 또, 특히 극세 섬유가 나노 화이버인 경우, 나노 화이버로 형성된 부직포는 이하와 같은 방법을 사용하여 제조해도 된다.

먼저, 상기 나노 화이버는 예를 들어, 이하의 방법을 사용하여 제조해도 된다. 폴리머 원액으로서는, 폴리머를 용해시킬 수 있는 용매에 용해시킨 용해액, 혹은 가열에 의해 용융된 용융 원액 등 모두 바람직하게 선정할 수 있다. 다음으로, 이들 방사 원액을 사용하여 정전 방사법에 의해 나노 화이버를 상기 B 층으로서 적층 내지는 복합시킨다. 정전 방사의 방법으로서는, 방사 원액을 공급할 수 있는 도전성 부재에 고전압을 인가함으로써, 접지한 카운터 전극 측에 나노 화이버를 퇴적시키는 방법을 들 수 있다. 이 방법에 의해, 원액 공급부로부터 토출된 방사 원액이 대전 분열되고, 이어서 전장 (電場) 에 의해 액적의 1 점에서 화이버가 연속적으로 인출되고, 분할된 섬유가 다수 확산되어, 원액 공급부로부 터 수 ㎝ ∼ 수십 ㎝ 떨어진 설치된 포집 벨트 혹은 시트에 퇴적된다. 퇴적과 함께 미세 교착하여 섬유간의 이동을 방지하고, 더욱 새로운 미세 섬유가 순서대로 퇴적됨으로써 치밀한 시트가 얻어진다.

즉, 도 1 에 있어서, 폴리머를 용해한 방사 원액은 정량 펌프 (1) 에 의해 계량 송액되고, 분배 정류 블록 (2) 에 의해 균일한 압력과 액량이 되도록 분배되어 구금부 (3) 으로 보내진다. 구금부 (3) 에는 중공 (中空) 침 형상의 1 홀마다 돌출시킨 구금 (4) 가 장착되고, 전기 절연부 (5) 에 의해 전기가 구금부 (3) 전체로 누전되는 것을 방지하고 있다. 도전 재료로 만들어진 돌출된 구금 (4) 는 무단 (無端) 컨베이어로 이루어지는 형성 시트 인취 장치 (7) 의 진행 방향에 직각 방향으로 다수 병렬로 수직 하방향에 장착되고, 직류 고전압 발생 전원의 일방의 출력 단자를 그 돌출된 구금 (4) 에 장착하고, 각 돌출 구금 (4) 는 도선에 의해 인가를 가능하게 하고 있다. 형성 시트 인취 장치 (7) 의 무단 컨베이어에는 어스를 취한 도전성 부재 (8) 이 장착되고, 인가된 전위를 중화시킬 수 있게 되어 있다. 구금부 (3) 으로부터 돌출 구금 (4) 에 압송된 방사 원액은 대전 분열되고, 이어서 전장에 의해 액적의 1 점에서 화이버가 연속적으로 인출되고 분할된 섬유가 다수 확산되고, 형성 시트 인취 장치 (7) 에 장착된 도전성 부재 상에 퇴적되고, 미 교착이 진행되어, 시트와 인취 장치에 의해 이동되고, 그 이동과 함께 다음의 돌출 구금의 미세 섬유의 퇴적을 받아, 차례차례로 퇴적을 반복하면서 치밀 또한 균일한 시트 형상물이 형성된다.

[적층 포백]

적층 포백은 유지층에 방호층이 부착되어 구성된다. 유지층과 방호층을 부착하여 적층체로 하는 방법은 특별히 제한되지 않는다. 예를 들어, 부직포를 사용하는 경우에는 서멀 본드, 케미컬 본드, 니들 펀치, 수류 (水流) 낙합 등 어느 방법도 바람직하게 적응할 수 있다. 또, 스판 본드, 멜트 블로우, 일렉트로 스피닝 등의 방법에 의해 유지층에 방호층을 코팅하는 것도 전혀 문제없이 바람직하게 사용할 수 있다.

또, 유지층과 방호층 사이에 친화성이 없는 경우에는, 층간에 양 성분에 대해 친화성이 있는 접착층 (예를 들어, 바인더에 의한 접착이나 열융착에 의한 접착을 위한 층) 을 삽입해도 된다. 예를 들어, 열융착성 접착층을 형성하는 경우, 신축성 부직포 (방호층) 를 형성하는 섬유의 연화점 (T_B) 과 열융착성 접착층의 연화점 (T_H) 의 관계는 T_H<T_B 이어도 되고, 바람직하게는 T_H+5≤T_B 정도, 보다 바람직하게는 T_H+10≤T_B 정도이어도 된다.

또, 본 발명에서는, 적층 포백의 내수성을 향상시키기 위해, 방호층을 중간층으로 하고, 유지층의 반대측에 내수층을 추가로 적층해도 된다. 내수층을 적층함으로써, 비록 고습도 하나, 수분이 부착되기 쉬운 환경 하에서 적층 포백을 사용해도, 수분의 부착에 의해 발생되는 방호층의 통기성 및 포집성의 저하를 보호할 수 있다.

예를 들어, 내수층으로서 투습 방수성 부직포를 사용해도 된다. 투습 방수성 부직포는 유지층의 항에서 기재한 각종 섬유로 형성한 부직포에 대해, 발수성 또는 방수성 코팅을 실시함으로써 형성할 수도 있지만, 방호층의 통기성을 확보하는 관점에서, 소수성 섬유로 형성되는 것이 바람직하다. 소수성 섬유로서는, 예를 들어, 유지층의 항에서 기재한 폴리올레핀계 섬유, 폴리에스테르계 섬유를 들 수 있고, 폴리올레핀계 섬유가 바람직하다. 내수층의 적층 방법으로서는, 유지층과 방호층의 적층 방법에 기재한 방법 중 어느 것을 사용할 수 있다. 내수층의 겉보기 중량은 내수성을 부여하는 관점에서 예를 들어, 5 ∼ 50 g/㎡ 정도, 바람직하게는 10 ∼ 45 g/㎡ 정도이어도 된다.

또, 적층 포백에 있어서, 유지층, 방호층 (및 필요에 따라 형성되는 내수층) 의 총 겉보기 중량은 유지층 및/또는 방호층의 특성에 따라 자유롭게 설정해도 되고, 예를 들어, 30 ∼ 100 g/㎡ 정도, 바람직하게는 40 ∼ 90 g/㎡ 정도이어도 된다.

특히, 유지층이 감용성을 갖는 경우, 적층 포백 전체를 수축시키는 관점에서, 유지층 두께에 대한 방호층 (및 필요에 따라 형성되는 내수층) 의 두께는 유지층의 두께의 2 배 이하, 바람직하게는 1.5 배 이하 정도이어도 된다.

또한, 필요에 따라, 유지층의 일부에 필름을 부착하여 사용해도 된다. 이 경우에도, 섬유와 필름의 부착 방법은 특별히 한정되는 것이 아니며, 바인더에 의한 접착이나 열융착에 의한 접착을 적용할 수 있다.

또, 필요에 따라, 상기 얻어진 시트 형상물이 각종 용도에 적합하도록, 각종 후처리를 실시할 수 있다. 예를 들어, 치밀화하기 위한 캘린더 처리나 친수 처리, 발수 처리, 계면활성제 부착 처리 등을 실시할 수 있다.

또, 본 발명의 방호 의류용 포백은 일렉트렉트 가공되어 있는 것이 더욱 바람직하다. 일렉트렉트란 외부에 전계가 존재하지 않아도 반영구적으로 전기 분극을 유지하여, 주위에 대해 전계를 형성하는 물질을 말하며, 폴리프로필렌 등의 대전하기 쉬운 소재로 얻어진다.

일렉트렉트 가공함으로써, 정전기력에 의한 포집 기능이 부가되기 때문에, 통기도는 변화되지 않은 채 미립자의 포집 효율을 비약적으로 높일 수 있기 때문이다. 일렉트렉트 가공 방법에 대해서는, 열 일렉트렉트, 일렉트로 일렉트렉트, 포토 일렉트렉트, 라디오 일렉트렉트, 마그넷 일렉트렉트, 메카노 일렉트렉트로 여러 방면에 걸친 방식이 있는데, 특별히 제한되지 않으며, 모두 바람직하게 사용할 수 있다.

이와 같이 얻어지는 적층 포백은 방호 면에서는 1 ㎛ 석영 분진의 포집 효율이 90 % 이상인 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 93% 이상, 더욱 바람직하게는 96% 이상이다.

인체에 유해한 분진, 감염성 병원체, 바이러스는 여러가지 입자직경을 갖고 있지만, 대표적인 유해 분진인 아스베스토는 길이가 수 ㎛ 내지 수십 ㎛ 의 섬유의 집합체로 이루어진 것, 또 감염성 병원체를 이루는 박테리아나 균류의 상당수는 2 ∼ 3 ㎛ 인 점, 또한 바이러스 단독으로는 0.01 ∼ 0.1 ㎛ 이지만, 실제의 감염 경로는 환자의 기침 등에 의한 비말 (飛沫) 감염인 경우가 많고, 이와 같은 비말은 대부분이 2㎛ 이상인 점 등에서, 1 ㎛ 석영 분진의 포집 효율이 90 % 이상 포집되면, 실질적으로 이들의 분진, 감염성 병원체, 바이러스 등으로부터 거의 완전하게 방호할 수 있는 것으로 생각된다.

한편, 1 ㎛ 석영 분진의 포집 효율이 90 % 미만이면 상기한 바와 같은 방호성 면에서 바람직하지 않다.

본 발명의 적층 포백은 인체에 대한 쾌적성을 확보하는 점에서 통기도가 2 cc/㎠/sec 이상이다. 통기도가 2 cc/㎠/sec 을 밑돌면 물크러져서 바람직하지 않다. 바람직하게는 3 cc/㎠/sec 이상, 더욱 바람직하게는 3.5 cc/㎠/sec 이상 10 cc/㎠/sec 이하이다. 상기 1 ㎛ 석영 분진의 포집 효율과 통기도의 관계는 일반적으로 방호성을 향상시키면 통기성이 저하되고, 물크러짐이 나빠져, 결과적으로 사용 특성 즉 착용감의 저하를 초래하기 때문에, 방호성과 통기성이 상기한 성능의 범위에서 양립되는 것이 바람직하다.

본 발명에서는, 방호층으로서 신축성 부직포를 사용하기 때문에 방호층과 다른 층, 즉 유지층 또는 방호층과의 추종성이 양호하다. 따라서, 일정한 부하를 가한 후에도, 적층 포백 전체의 일체성을 유지할 수 있고, 필터 성능의 저하를 방지할 수 있다. 본 발명의 적층 포백에서는, 예를 들어, JIS L1096 B.23.1 A 법에 준거하여 5 회 세탁하여, 건조시킨 적층 포백의 1 ㎛ 석영 분진의 포집 효율이 90 % 이상 (바람직하게는 93% 이상, 더욱 바람직하게는 95 % 이상) 이어도 된다.

적층 포백이 내수성을 갖는 경우, 적층 포백에서는, 예를 들어, JIS L1092 에 준거하여 측정한 저수압법에 의한 내수압이 300 ∼ 1500 mmH₂O 정도, 400 ∼ 1000 mmH₂O 정도이어도 된다. 내수압이 너무 낮으면, 방호층을 수분으로부터 보 호하는 역활을 하기 어려워지고, 내수압이 너무 높으면, 적층 포백 전체의 통기성이 소정의 값을 만족시키지 못하게 될 우려가 있다.

또, 적층 포백이 감용성을 갖는 경우, 감용성 적층 포백은 60 ℃ 이상 (예를 들어, 60 ℃ 이상 70 ℃ 미만) 의 온수 중에서 5 ∼ 90 % 정도 수축되어도 되고, 폐기 스페이스 면에서는 10 ∼ 92 % 정도, 나아가 20 ∼ 94 % 정도 수축되는 것이 바람직하다. 특히, 수축성을 높이는 관점에서는, 70 ℃ 이상 (예를 들어, 70 ℃ 이상 80 ℃ 미만) 의 온수 중에서, 적층 포백은 30 ∼ 95 %, 바람직하게는 40 ∼ 90 % 정도 수축되어도 된다.

또한, 여기에서 말하는 수축률이란, 후술하는 [온수 중에서의 포백의 수축률 %] 에 관한 방법으로 산출한 것을 나타낸다.

[감용성 적층 포백의 감용화 방법]

본 발명의 적층 포백이 감용성을 갖는 경우, 특수한 장치를 필요로 하지 않고 저비용으로 용이하게 감용화할 수 있다.

예를 들어, 감용성 적층 포백 (및 그 포백으로 구성되는 방호재) 을 각종 용기 (예를 들어, 플라스틱 용기, 폴리백) 에 넣고 상기 적층 포백에 대해 60 ℃ 이상의 온수를 공급함으로써, 적층 포백의 감용화를 도모할 수 있다. 온수의 공급 방법으로서는 특별히 한정되지 않고, 용기에 미리 온수를 부어도 되고, 밀폐 용기에 물을 부은 후, 그 물을 가열함으로써 소정의 온도로 해도 된다.

예를 들어, 가열 방법은 용기 내의 수온이 60 ℃ 이상이 되도록 가열할 수 있으면 어떤 방법이어도 되고, 용기 외부로부터 열풍을 주는 방법, 용기 자체를 열 수에 침지시키는 방법, 혹은 전자렌지 등의 유전 가열 장치로 용기 내부의 물을 가열하는 방법 등 바람직하게 실시할 수 있다.

적층 포백에 대한 온수의 비율은 적층 포백을 감용할 수 있는 한 특별히 한정 되지 않지만, 예를 들어, 적층 포백 100 질량부에 대해, 온수 200 질량부 이상 (예를 들어 250 ∼ 500 질량부 정도), 바람직하게는 온수 300 질량부 이상 (예를 들어 350 ∼ 450 질량부 정도) 이어도 된다.

감용화하는 용기로서 폴리백을 사용한 경우, 적층 포백 100 질량부에 대해 200 질량부 이상의 물과 동시에 폴리백에 넣은 후 밀폐하고, 백 외부로부터 가열 내지는 전자렌지 등의 유전 가열 장치로 백 내부로부터 가열을 실시함으로써, 방호 의류를 감용화시킬 수 있다. 여기에서 말하는 폴리백이란, 물이 누출되지 않는 방수성, 방습성이 확보되어 있고, 사용 온도에서 용융·분해되지 않는 것이면 특별히 한정되지 않고 사용할 수 있다.

또한, 밀폐 방법으로서도 특별히 제한되지 않고, 백 자체로 단단히 묶는 방법이나, 고정구를 이용하여 백의 개구부를 폐색하는 방법, 또 히트 시일 등, 바람직하게 실시할 수 있다.

감용성 적층 포백을 사용한 방호 의류는 사용 후 감용화시키며 수송이나 폐기를 실시할 수 있기 때문에, 수송비나 폐기 비용을 삭감할 수 있다.

이하에 본 발명을 실시예 및 비교예에서 더욱 상세하게 설명하는데, 본 발명은 이들에 전혀 한정되는 것이 아니다.

[온수 중에서의 포백의 수축률 %]

포백을 10 ㎝×10 ㎝ 잘라내어, 이것을 프리한 상태에서 온수 중에 2 분간 침지시킨다. 침지 후, 포백을 꺼내어 가볍게 탈수하고, 포백의 세로 방향 (X), 가로 방향 (Y) 의 치수 (㎝) 를 측정하여 수축률을 하기 식에 의해 산출한다.

수축률 (%) = {[(10-X)/10] + [(10-Y)/10]}/2×100

[분진 포집 효율 %]

JIS T8151 방진 마스크 시험법에 준거하여, 시바타 과학 제조「마스크 테스터 AP-6310 FP 형」로 분진 포집 효율을 측정하였다. 분진은 1 ㎛ 석영 분진을 사용하여, 측정 풍속 8.6 ㎝/분의 조건에서 측정하였다.

또, JIS L1096 B.23.1A 법에 준거하여 5 회 세탁한 후에, 건조시킨 샘플에 대해서도, 상기와 동일하게 하여 분진 포집 효율을 측정하였다.

[통기도 cc/㎠/초]

프레이져 통기도 시험기 (도요 정기 제작소 제조) 로 측정하였다.

[방호층의 인장 파단 신도 %]

폭 1.5 ㎝ 의 직사각 형상 시험편에 대해, JIS P8113 시험법에 준거하여 측정하였다.

[인장 강력 N/5㎝]

폭 5 ㎝ 의 직사각 형상 시험편에 대해, JIS L1906 시험법에 준거하여 측정하였다.

[실시예 1]

(1) 폴리머 중합도 1750, 비누화도 98.5 몰%, 단사 (單絲) 섬도 2.2 dtex, 섬유 길이 51 mm, 강도 5 cN/dtex 의 권축을 부여한 PVA 섬유 (주식회사 쿠라레 제조「WN7」; 60 ℃ 온수 중에서의 수축률 6 %, 70 ℃ 온수 중의 수축률 65 %, 용해 온도 75 ℃) 를 사용하여, 그 섬유가 100 질량부로 이루어지는 겉보기 중량 35 g/㎡ 의 랜덤 웹을 제조하였다.

(2) 또한, 폴리머 중합도 1750, 비누화도 98.5 몰% 의 PVA 로 이루어지는 10 % 수용액을 준비하여, 시판되는 기포 생성기로 기포를 생성한 폼을 제조하고, 이 폼을 상기 (1) 에서 얻어진 웹 상에 올려, 망글로 착액 (搾液) 함으로써 PVA 수지를 웹에 균일하게 부여시킨 후, 건조에 의해 부직포화하는, 소위 폼 본드 처리에 의해 부직포를 제조하였다. 이와 같이 하여 얻어진 부직포를 유지층으로 하였다. 또한 그 유지층의 수축률은 60 ℃ 온수 중에서 15 %, 70 ℃ 온수 중에서 70 % 이었다.

(3) 한편, 방호층 및 내수층은 이하와 같이 제조하였다.

셉톤 (주식회사 쿠라레 제조「SEPTON 2002」) 과 폴리프로필렌 (닛폰 폴리켐사 제조「노바텍 PP」) 을 각각 60/40 (질량비) 의 비율로 용융 혼련하여 멜트 블로우법으로 적층한 겉보기 중량 10 g/㎡ 의 셉톤/폴리프로필렌 블렌드 부직포를 방호층으로서 제조하였다.

또, 폴리프로필렌 (닛폰 폴리켐사 제조「노바텍 PP」) 을 멜트 블로우법으로 제조한 겉보기 중량 20 g/㎡ 의 부직포를 내수층으로서 제조하였다.

(4) 이어서, 상기 유지층과 방호층과 내수층을, 이 순서로 중첩하고, 중첩한 것을 캘린더 처리 (캘린더 조건 ; 온도 130 ℃, 접압 0.1 MPa, 처리 속도 5 m/분) 로 부착하여, 도 2 에 나타내는 단면 구조를 갖는 적층체를 제조하였다. 또한, 도 2 에 있어서, A 는 유지층을 나타내고, B 는 방호층을 나타내고, C 는 내수층을 나타내고 있다.

(5) 상기 (4) 방법에 의해 제조한 적층체로 이루어지는 포백의 성능을 표 1 에 나타낸다. 이와 같이 하여 얻어진 포백은 겉보기 중량 65 g/㎡, 인장 강력 120 N/5㎝×100 N/5㎝ (MD 방향×CD 방향), 통기도 2.1 cc/㎠/초, 1 ㎛ 석영 분진 포집 효율 97.3%, 5 회 세탁 후의 1 ㎛ 석영 분진 포집 효율 97.1 % 로, 적층 포백으로서 통기성과 필터성을 겸비할 뿐만 아니라, 일체성이 우수하며, 세탁이라는 부하를 가한 후에도 필터성을 유지하였다 그 때문에, 이 적층 포백은 방호 의류용 포백으로서 충분한 성능을 구비하고 있는 것이었다. 또, 그 포백을 60 ℃ 의 온수에 침지시킨 바 12 % 수축되고, 70 ℃ 온수 중에서는 61 % 수축되었다.

[실시예 2]

(1) 폴리머 중합도 1750, 비누화도 98.5 몰%, 단사 섬도 2.2 dtex, 섬유 길이 51 mm, 강도 5 cN/dtex 의 권축을 부여한 PVA 섬유 (주식회사 쿠라레 제조「WN7」) 를 사용하여, 그 섬유가 100 질량부로 이루어지는 겉보기 중량 35 g/㎡ 의 랜덤 웹을 제조 후, 엠보스 처리를 실시하여 엠보스 부직포를 얻었다. 엠보스 조건은 접착 면적률 12 %, 온도 180 ℃, 선압 40 kgf/㎝, 처리 속도 15 m/분이었다. 이 부직포를 유지층으로 하였다.

(2) 한편, 방호층 및 내수층은 이하와 같이 제조하였다.

폴리우레탄 (주식회사 쿠라레 제조「쿠라미론 1190-000」) 을 10 질량% 가 되도록 디메틸포름아미드 (DMF) 에 투입 후, 90 ℃ 에서 교반 용해하여, 완전 용해된 것을 상온까지 냉각시켜 방사 원액을 얻었다. 얻어진 방사 원액을 사용하여 도 1 의 방사 장치로 정전 방사를 실시하였다. 구금 (4) 로서 내경이 0.9 mm 인 니들을 사용하였다. 또, 구금 (4) 와 형성 시트 인취 장치 (7) 사이 거리는 12 ㎝ 로 하였다. 또한, 형성 시트 인취 장치 (7) 에는 실시예 1 과 동일한 폴리프로필렌 (닛폰 폴리켐사 제조「노바텍 PP」) 을 멜트 블로우법으로 제조한 겉보기 중량 20 g/㎡ 의 폴리프로필렌 부직포 (내수층) 를 미리 감아 두었다.

이어서, 컨베이어 속도 0.1 m/분 하, 원액을 소정의 공급량으로 구금으로부터 압출하고, 구금에 25 kV 인가 전압을 부여하여, 형성 시트 인취 장치 (7) 에 감은 내수층 상에 폴리우레탄 나노 화이버를 1.0 g/㎡ 적층시켰다.

(3) 상기 (1) 의 유지층과, 상기 (2) 의 방호층 및 내수층을 방호층이 중간층이 되도록 중첩시키고, 실시예 1 과 동일한 방법으로 캘린더 처리를 실시하여, 적층체를 제조하였다.

(4) 이 적층체로 이루어지는 포백은 표 1 에 나타내는 바와 같이 겉보기 중량 56 g/㎡, 인장 강력 64 N/5㎝×54 N/5㎝ (MD 방향×CD 방향), 통기도 5.7 cc/㎠/초, 1 ㎛ 석영 분진 포집 효율 99.9%, 5 회 세탁 후의 1 ㎛ 석영 분진 포집 효율 99.8% 로, 적층 포백으로서 통기성과 필터성을 겸비할 뿐만 아니라, 일체성이 우수하며, 세탁이라는 부하를 가한 후에도 필터성을 유지하였다. 그 때문에, 이 적층 포백은, 방호 의류용 포백으로서 충분한 성능을 구비하고 있는 것이었다. 또, 그 포백을 60 ℃ 의 온수에 침지시킨 바 11 % 수축되고, 70 ℃ 온수 중에서는 58% 수축되었다.

[실시예 3]

(1) 폴리머 중합도 1750, 비누화도 98.5 몰%, 단사 섬도 2.2 dtex, 섬유 길이 51 mm, 강도 5 cN/dtex 의 권축을 부여한 PVA 섬유 (주식회사 쿠라레 제조「WN7」; 60 ℃ 온수 중에서의 수축률 6%, 70 ℃ 온수 중의 수축률 65 %, 용해 온도 75 ℃) 를 사용하여, 그 섬유가 100 질량부로 이루어지는 겉보기 중량 35 g/㎡ 의 랜덤 웹을 제조하였다.

(2) 또한, 폴리머 중합도 1750, 비누화도 98.5 몰% 의 PVA 로 이루어지는 10 % 수용액을 준비하여, 시판되는 기포 생성기로 기포를 생성한 폼을 제조하고, 이 폼을 상기 (1) 에서 얻어진 웹 상에 올려, 망글로 착액함으로써 PVA 수지를 웹에 균일하게 부여시킨 후, 건조에 의해 부직포화하는, 소위 폼 본드 처리에 의해 부직포를 제조하였다. 이와 같이 하여 얻어진 부직포를 유지층으로 하였다. 또한 그 유지층의 수축률은 60 ℃ 온수 중에서 15 %, 70 ℃ 온수 중에서 70 % 이었다.

(3) 내수층으로서는, 실시예 1 과 동일한 폴리프로필렌 (닛폰 폴리켐사 제조「노바텍 PP」) 을 멜트 블로우법으로 제조한 겉보기 중량 20 g/㎡ 의 폴리프로필렌 부직포 (내수층) 를 제조하였다.

(4) 이어서, 상기 유지층을 컨베이어 속도 50 m/분으로 이동시키면서, 핫멜트 수지 (닛폰 NSC (주) 제조「인스턴트로크 MP801」; 연화점 약 140 ℃) 를, 노즐 온도 190 ℃, 핫 에어 온도 205 ℃ 에서, 도포량이 2 g/㎡ 가 되도록 유지층에 균 일하게 도포하고, 그 후, 일단 냉각시킨 후에 꺼냄 롤에 의해 감았다. 또, 상기 내수층에 대해서도, 유지층과 동일하게 하여, 상기 핫멜트 수지를 도포량이 2 g/㎡ 로 도포하였다.

(5) 한편, 방호층을 이하와 같이 제조하였다.

셉톤 (주식회사 쿠라레 제조「SEPTON 2002」; 연화점 약 150 ℃) 을 10 질량% 가 되도록 DMF 에 투입 후, 90 ℃ 에서 교반 용해하여, 완전 용해된 것을 상온까지 냉각시켜 방사 원액을 얻었다. 얻어진 방사 원액을 사용하여, 도 1 의 방사 장치로 정전 방사를 실시하였다. 구금 (4) 로서 내경이 0.9 mm 인 니들을 사용하였다. 또, 구금 (4) 와 형성 시트 인취 장치 (7) 사이 거리는 10 ㎝ 로 하였다. 또한, 형성 시트 인취 장치 (7) 에는 상기 (4) 에서 얻은 핫멜트 수지를 도포한 유지층을 화이버의 분사면이 핫멜트 수지측이 되도록 감았다.

이어서, 컨베이어 속도 0.1 m/분, 원액을 소정의 공급량으로 구금으로부터 압출하고, 구금에 20 kV 인가 전압을 부여하여, 그 부직포층 상에 셉톤 나노 화이버를 1.0 g/㎡ 적층시켰다.

(6) 또한 셉톤 나노 화이버층을 적층한 유지층과, 상기 (4) 의 핫멜트 수지를 도포한 내수층을, 내수층의 핫멜트 수지측과 셉톤 나노 화이버층이 접하도록 중첩시키고, 이어서, 캘린더 처리 (캘린더 조건 ; 온도 140 ℃, 접압 0.1 MPa, 처리 속도 5 m/s) 로 부착하여 적층체를 제조하였다. 이 적층체로 이루어지는 포백은 표 1 에 나타내는 바와 같이 겉보기 중량 60 g/㎡, 인장 강력 93 N/5㎝×49 N/5㎝ (MD 방향×CD 방향), 통기도 8.1 cc/㎠/초, 1 ㎛ 석영 분진 포집 효율 99.7%, 5 회 세탁 후의 1 ㎛ 석영 분진 포집 효율 99.7% 이고, 적층 포백으로서 통기성과 필터성을 겸비할 뿐만 아니라, 일체성이 우수하며, 세탁이라는 부하를 가한 후에도 필터성을 유지하였다. 그 때문에, 이 적층 포백은 방호 의류용 포백으로서 충분한 성능을 구비하고 있는 것이었다. 또, 그 포백을 60 ℃ 의 온수에 침지시킨 바 12 % 수축, 70 ℃ 온수 중에서는 64 % 수축되었다.

[실시예 4]

(1) 겉보기 중량 30 g/㎡ 의 나일론 스판 본드 부직포 (아사히 카세이 (주) 제조「엘타스 N01030」) 를 유지층으로 하였다.

(2) 실시예 1 과 동일한 폴리프로필렌 (닛폰 폴리켐사 제조「노바텍 PP」) 을 멜트 블로우법으로 제조한 겉보기 중량 20 g/㎡ 의 폴리프로필렌 부직포를 내수층으로 하였다.

(3) 이어서, 상기 유지층을 컨베이어의 라인 속도 50 m/분으로 이동시키면서, 용융 핫멜트 수지 (닛폰 NSC (주) 제조「인스턴트로크 MP801」) 를, 노즐 온도 190 ℃, 핫 에어 온도 205 ℃ 에 있어서, 도포량이 2 g/㎡ 가 되도록 균일하게 도포하고, 그 후, 일단 냉각시킨 후에 꺼냄 롤에 의해 감았다. 또, 상기 내수층에 대해서도 유지층과 동일하게 하여 핫멜트 수지를 도포하였다.

(4) 한편, 방호층을 이하와 같이 제조하였다.

폴리우레탄 (주식회사 쿠라레 제조「쿠라미론 1190-000」) 을 10 질량% 가 되도록 디메틸포름아미드 (DMF) 에 투입 후, 90 ℃ 에서 교반 용해하여, 완전 용해된 것을 상온까지 냉각시켜 방사 원액을 얻었다. 얻어진 방사 원액을 사용하여 도 1 의 방사 장치로 정전 방사를 실시하였다. 구금 (4) 로서 내경이 0.9 mm 인 니들을 사용하였다. 또, 구금 (4) 와 형성 시트 인취 장치 (7) 사이 거리는 12 ㎝ 로 하였다. 또한, 형성 시트 인취 장치 (7) 에는, 상기 (3) 에서 얻은 핫멜트 수지를 도포한 유지층을 화이버의 분사면이 핫멜트 수지측이 되도록하여 감았다.

이어서, 컨베이어 속도 0.1 m/분, 원액을 소정의 공급량으로 구금으로부터 압출하고, 구금에 25 kV 인가 전압을 부여하여, 그 부직포층 상에 폴리우레탄 나노 화이버를 1.0 g/㎡ 적층시켰다.

(5) 또한, 폴리우레탄 나노 화이버층을 적층한 유지층과, 상기 (3) 의 핫멜트 수지를 도포한 내수층을, 내수층의 핫멜트 수지측과 폴리우레탄 나노 화이버층이 접하도록 중첩시키고, 이어서, 캘린더 처리 (캘린더 조건 ; 온도 140 ℃, 접압 0.1 MPa, 처리 속도 5 m/s) 로 부착하여 적층체를 제조하였다. 이 적층체로 이루어지는 포백은 표 1 에 나타내는 바와 같이 겉보기 중량 55 g/㎡, 인장 강력 105 N/5㎝×71 N/5㎝ (MD 방향×CD 방향), 통기도 8.4 cc/㎠/초, 1 ㎛ 석영 분진 포집 효율 99.9%, 5 회 세탁 후의 1 ㎛ 석영 분진 포집 효율 99.8% 로, 적층 포백으로서 통기성과 필터성을 겸비할 뿐만 아니라, 일체성이 우수하며, 세탁이라는 부하를 가한 후에도 필터성을 유지하였다. 그 때문에, 이 적층 포백은 방호 의류용 포백으로서 충분한 성능을 구비하고 있는 것이었다.

[실시예 5]

실시예 3 의 유지층에서 사용한 폼 본드 처리한 PVA 부직포 대신에, 겉보기 중량 30 g/㎡ 의 폴리에틸렌테레프탈레이트 스판 본드 부직포 (아사히 카세이 (주) 제조「엘타스 E01030」) 를 유지층으로서 사용하는 것 이외에는, 실시예 3 과 동일하게 하여 포백을 제조하였다. 표 1 에 나타내는 바와 같이 그 포백은 겉보기 중량 55 g/㎡, 인장 강력 124 N/5㎝×77 N/5㎝ (MD 방향×CD 방향), 통기도 9.1 cc/㎠/초, 1 ㎛ 석영 분진 포집 효율 99.6%, 5 회 세탁 후의 1 ㎛ 석영 분진 포집 효율 99.5 % 로, 적층 포백으로서 통기성과 필터성을 겸비할 뿐만 아니라, 일체성이 우수하며, 세탁이라는 부하를 가한 후에도 필터성을 유지하였다.

[비교예 1]

실시예 4 의 (3) 에서 얻은, 핫멜트 수지를 도포한 나일론 부직포 (유지층) 및 폴리프로필렌 부직포 (내수층) 를 방호층을 개재하지 않고, 각각의 핫멜트 수지측을 직접 중첩시킨 후, 실시예 4 와 동일하게 캘린더 처리하여 부착하여 포백을 제조하였다. 표 1 에 나타내는 바와 같이 그 포백은 겉보기 중량 54 g/㎡, 인장 강력 101 N/5㎝×70 N/5㎝ (MD 방향×CD 방향), 통기도 21 cc/㎠/초, 1 ㎛ 석영 분진 포집 효율 33.1 %, 5 회 세탁 후의 1 ㎛ 석영 분진 포집 효율 32.8% 로, 필터성이 떨어졌다.

[비교예 2]

(2) 실시예 1 과 동일한 폴리프로필렌 (닛폰 폴리켐사 제조「노바텍 PP」) 을 멜트 블로우법으로 제조한 겉보기 중량 20 g/㎡ 의 부직포 (내수층) 를 내수층 으로 하였다.

(3) 이어서, 상기 유지층을, 컨베이어의 라인 속도 50 m/분으로 이동시키면서, 용융 핫멜트 수지 (닛폰 NSC (주) 제조「인스턴트로크 MP801」) 를, 노즐 온도 190 ℃, 핫 에어 온도 205 ℃ 에 있어서, 도포량이 2 g/㎡ 가 되도록 균일하게 도포하고, 그 후, 일단 냉각시킨 후에 꺼냄 롤에 의해 감았다. 또, 상기 내수층에 대해서도 유지층과 동일하게 하여 핫멜트 수지를 도포하였다.

(4) 한편, 방호층을 이하와 같이 제조하였다.

폴리아크릴로니트릴 (시그마 알드리치 재팬 (주) 제조, 중량 평균 분자량 15 만) 을 11 질량% 가 되도록 디메틸포름아미드 (DMF) 에 투입 후, 90 ℃ 에서 교반 용해하여, 완전 용해된 것을 상온까지 냉각시켜 방사 원액을 얻었다. 얻어진 방사 원액을 사용하여 도 1 의 방사 장치로 정전 방사를 실시하였다. 구금 (4) 로서 내경이 0.9 mm 인 니들을 사용하였다. 또, 구금 (4) 와 형성 시트 인취 장치 (7) 사이 거리는 10 ㎝ 로 하였다. 또한, 형성 시트 인취 장치 (7) 에는, 상기 (3) 에서 얻은 핫멜트 수지를 도포한 유지층을 화이버의 분사면이 핫멜트 수지측이 되도록 하여 감았다.

이어서, 컨베이어 속도 0.1 m/분, 원액을 소정의 공급량으로 구금으로부터 압출하고, 구금에 18 kV 인가 전압을 부여하여, 그 부직포층 상에 폴리아크릴로니트릴 나노 화이버를 1.0 g/㎡ 적층시켰다.

(5) 또한 폴리아크릴로니트릴 나노 화이버층을 적층한 유지층과, 상기 (3) 의 핫멜트 수지를 도포한 내수층을 내수층의 핫멜트 수지측과 아크릴로니트릴 나노 화이버층이 접하도록 중첩시키고, 이어서, 캘린더 처리 (캘린더 조건 ; 온도 140 ℃, 접압 0.1 MPa, 처리 속도 5 m/s) 로 부착하여, 적층체를 제조하였다. 이 적층체로 이루어지는 포백은 표 1 에 나타내는 바와 같이 겉보기 중량 55 g/㎡, 인장 강력 104 N/5㎝×70 N/5㎝ (MD 방향×CD 방향), 통기도 7.5 cc/㎠/초, 1 ㎛ 석영 분진 포집 효율 99.6%, 5 회 세탁 후의 1 ㎛ 석영 분진 포집 효율 84.1 % 이고, 세탁 후, 부직포로서의 일체성을 잃어 필터성을 유지할 수 없었다.

[비교예 3]

대조로서, 종래 방호용 기재로서 사용된 듀퐁사 제조「타이백 소프트」(겉보기 중량 41 g/㎡) 의 성능을 평가한 바, 표 1 에 나타내는 바와 같이 인장 강력 80 N/5㎝×94 N/5㎝ (MD 방향×CD 방향) 이고, 1 ㎛ 석영 분진의 포집 효율은 98.5 % 로 높은 것이었지만, 통기도는 0.4 cc/㎠/초로 매우 낮고, 또 60 ℃ 및 70 ℃ 의 온수 중에서는 전혀 수축되지 않는 것이었다.

본 발명의 적층 포백은 인체에 유해한 분진, 감염성 병원체, 바이러스 등의 유해 물질이나, 여러가지 대기중 부유 물질로부터 인체를 방호하는 방호재로서 바람직하게 사용할 수 있다. 이와 같은 방호재는 방호 의류 (예를 들어, 방호복, 마스크, 장갑, 모자 등) 뿐만 아니라, 상기 유해 물질이 부착되는 환경하에서 사용되고, 유해 물질의 2 차 감염으로부터 인체를 방호할 목적에서 사용되는 시트, 프로텍터, 필터 등을 포함한다.

또한, 적층 포백이 감용성을 갖는 경우, 적층 포백 (또는 방호재) 을 사용 후, 감용화시켜 수송이나 폐기를 실시할 수 있기 때문에, 수송비나 폐기 비용을 삭감할 수 있다.

Claims

유지층에 방호층이 부착되어 이루어지는 적층 포백으로서, 상기 방호층이 극세 섬유로 형성되어 있는 신축성 부직포를 포함함과 함께, 상기 적층 포백의 통기도가 2 cc/㎠/sec 이상이며, 또한 1 ㎛ 석영 분진의 포집 효율이 90 % 이상인 적층 포백.
제 1 항에 있어서,

상기 극세 섬유가 열가소성 엘라스토머로 구성되어 있는 적층 포백.
제 2 항에 있어서,

상기 열가소성 엘라스토머가 SEPS, SEBS, 우레탄계 열가소성 엘라스토머, 폴리에스테르계 열가소성 엘라스토머 및 폴리아미드계 열가소성 엘라스토머에서 선택되는 적어도 1 종의 열가소성 엘라스토머로 구성되는 적층 포백.
제 1 항에 있어서,

신축성 부직포의 인장 파단 신도가 30 % 이상인 적층 포백.
제 1 항에 있어서,

상기 신축성 부직포에 있어서, 상기 극세 섬유가 섬유 직경 10 ∼ 1000 ㎚ 의 나노 화이버이고, 상기 나노 화이버가 겉보기 중량 0.01 ∼ 10 g/㎡ 로 부직포를 형성하고 있는 적층 포백.
제 1 항에 있어서,

유지층을 구성하는 섬유의 적어도 일부가 감용성(減容性) 섬유인 적층 포백.
제 6 항에 있어서,

상기 감용성 섬유가 폴리비닐알코올계 섬유로 구성되는 적층 포백.
제 1 항에 있어서,

방호층을 개재하고, 추가로 내수(耐水)층을 유지층의 반대측에 구비하는 적층 포백.
제 8 항에 있어서,

내수압이 300 ∼ 1500 mmH₂O 인 적층 포백.
제 1 항에 있어서,

60 ℃ 이상의 온수에 침지시킴으로써 5 ∼ 90 % 수축되는 것을 특징으로 하는 적층 포백.
적어도 일부가 제 1 항에 기재된 적층 포백으로 이루어지는 방호재.
제 1 항에 기재된 적층 포백을 밀폐 용기에 넣고, 상기 적층 포백에 대해 60 ℃ 이상의 온수를 공급함으로써 적층 포백을 감용화하는 방법.