JP6119420B2

JP6119420B2 - 防護材

Info

Publication number: JP6119420B2
Application number: JP2013107938A
Authority: JP
Inventors: 吉田　知弘; 知弘吉田; 木山　幸大; 幸大木山; 河合　泰功; 泰功河合; 福井　弘生; 弘生福井
Original assignee: Toyobo Co Ltd
Current assignee: Toyobo Co Ltd
Priority date: 2013-05-22
Filing date: 2013-05-22
Publication date: 2017-04-26
Anticipated expiration: 2033-05-22
Also published as: JP2014227624A

Description

本発明は、有機リン系化合物のような皮膚から吸収されて人体に悪影響を及ぼす液状有機化学物質、さらには粒子状物質から作業者を有効に防護できるとともに、軽量で通気性を有することで、快適性にも優れる防護材に関する。本発明の防護材は、特にシェルター、防護衣、手袋、靴、カバー等に好適に使用されるものである。

有害化学物質などから人体を保護する防護材としては、従来から様々なものが提案されている。例えば、活性炭の脱落、飛散抑制の為に、織物や不織布等により活性炭を挟みこんだり、包み込んだ吸着シートが提案されているが、特に、液状および粒子状の有機化学物質に対する浸透抑制能を向上させ、さらに、軽量でかつ通気性を保持させることで、快適性に優れる材料は未だ提案されていない。また、繰り返し使用を考慮した材料設計についても詳細には検討されていない。

例えば、特許文献１には、サポートウェブと、１．０マイクロメートル未満の直径、少なくとも１４５ｃｍの水頭および少なくとも０．３ｍ^３／ｍ^２−分のフラジール通気度を有する繊維の疎水性バリアウェブとを含んでなる不織布材料が提案されている。この不織布材料は、非常に高い水頭を有することから、耐液防護性能には優れるが、通気性、柔軟性が低いことが懸念される。

特許文献２には、液状有毒化学物質防護層、ガス状有毒化学物質吸着層、吸着材保護層の３層から構成され、液状およびガス状の有毒化学物質の浸透、特に加圧下での液滴の浸透を防ぎ、かつ通気性、透湿性に優れ着用時においても暑熱感、蒸れ感の少ない防護衣用材が提案されている。この防護衣用材は、液滴の浸透抑制、通気性、透湿性に優れるが、粒子状物質に対する浸透抑制能が低いといった問題が懸念される。

特許文献３には、スパンボンド／メルトブロー／スパンボンド（ＳＭＳ）ラミネートから構成され、液体浸透の予防、微生物の侵入に対する抵抗、通気性等に優れるフェースマスクが提案されている。このフェースマスク用の材料については、加圧下における液滴の浸透抑制、さらには、エレクトレット材料を含むものであり、油、溶剤等の使用した際の性能維持性については考慮されていないものである。

特許文献４には、合成繊維層と親水性繊維層の２層以上からなり、該不織布の少なくとも一部に単繊維繊度０．５ｄｔeｘ以下の極細繊維を５０重量％以上含む不織布層が存在する不織布材料が提案されているが、こちらの文献においても、加圧下における液滴の浸透抑制については考慮されておらず、耐水圧係数による指標のみで示されているものである。

特許文献５には、ポリアクリロニトリル系樹脂、エチレン・ビニルアルコール共重合体等の酸素透過係数が５００ｃｍ^３／ｍ^２・２４ｈｒ・ａｔｍ以下である合成樹脂シートの少なくとも片面に、開孔率１０％以上の補助シートが１層以上積層されてなる防護服用材料が提案されている。この合成樹脂シートを使用した防護服用材料については、液滴の浸透抑制、粒子状物質に対する防護性能は高いが、通気性、透湿性に劣り、着用感について懸念される。

特表２００５−５３９１５７号公報特開平０８−３０８９４５号公報特表２００５−５３１３６１号公報特開２００３−２０５５４号公報特開２００３−１６６１０６号公報

本発明は、かかる従来技術の問題に鑑み創案されたものであり、その目的は、液状化学物質及び粒子状物質の防護性能に優れ、特に加圧下において優れた液浸透抑制能を有する材料であり、さらには、通気性を有し、軽量で快適性に優れた防護材を提供することにある。また、上記の防護材を用い、外層付加層及び内層付加層を具備した防護衣服における繰り返し使用を考慮し、外層付加層へのフッ素樹脂系のはっ水加工剤による再加工を行った場合についても、内層へ配置される防護材の特性を変化させないことにある。

本発明者等は、かかる目的を達成するために防護材について鋭意検討した結果、本発明の完成に到った。すなわち、本発明は以下の通りである。
１．上層、平均単繊維直径１０ｎｍ以上２０００ｎｍ以下の不織布からなる中間層、および下層の少なくとも３層のシート材料が積層された防護材であって、防護材の上層がフッ素樹脂系以外の撥水加工剤によりコーティングされており、防護材の中間層および下層がフッ素樹脂系の撥水加工剤によりコーティングされており、のＡＡＴＣＣＴｅｓｔＭｅｔｈｏｄ１１８−２００２の撥油度が３級以上である防護材。
２．フッ素樹脂系以外の撥水加工剤が、シリコン系、ワックス系または天然系の撥水加工剤から選ばれる少なくとも１の撥水加工剤である上記１に記載の防護材。
３．上記１または２に記載の防護材を用いた防護衣服。

本発明の防護材は、液状の有機化学物質及び粒子状物質に対して高い浸透抑制能を有し、しかも、通気性を有し、軽量で快適性に優れた材料であり、防護衣服に使用するのに極めて好適である。また、外層付加層及び内層付加層を具備した防護衣服における繰り返し使用を考慮したものである。

本発明の防護材の断面構造の概略図である。加圧耐液浸透性試験方法を示した概略図である。耐粒子透過性試験方法を示した概略図である。

以下、本発明の防護材を詳細に説明する。

本発明の防護材は、図１に示すように、上層、中間層、下層からなる少なくとも３層以上のシート材料から構成されるもので、少なくとも中間層については、平均単繊維直径１０ｎｍ以上２０００ｎｍ以下の不織布から構成されるものである。

本発明の防護材の中間層に使用する不織布の素材としては、特に限定されるものではなく、レーヨン、ポリノジック、キュプラ、リヨセル、アセテート、トリアセテート、ナイロン、アラミド、ビニロン、ビニリデン、ポリ塩化ビニル、ポリエステル、アクリル、アクリル系、ポリエチレン、ポリウレタン、ポリクラール、ポリアリレート、ポリイミド、ポリアミドイミド、ポリフェニレンスルフィド、ポリアクリロニトリル、ポリスルホン、ポリカーボネート、ポリパラフェニレンベンズオキサゾール、ポリベンゾイミダゾール、ポリビニルアルコール、セルロース、ポリエチレンオキサイド、ポリプロピレンオキサイド、ポリ酢酸ビニル、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、ポリ乳酸、ポリプロピレン、ＰＶＤＦ、ＰＰＳ等が挙げられる。

中間層に使用する不織布の素材としては、衣服に使用することを想定すると、着心地、柔軟性、伸度等の観点からすると、ポリウレタン、ナイロン、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等が好ましい。

本発明の防護材に用いる中間層は、不織布である。不織布であれば、優れた粒子除去性能を付与できると共に、柔軟性・伸びのバランスに優れ、例えば、防護衣服とした場合、作業性も良く、ストレスを軽減することができるからである。また、これらの材料を単独、混合、あるいは、順次他の補強材と積層して皮膜を形成するのも好ましい形態の１つである。

中間層の製法としては、特に限定されるものではなく、公知の湿式法、乾式法、メルトブローン法、スパンボンド法、フラッシュ紡糸法、エレクトロスピニング法、複合繊維分割法等が挙げられるが、微細な繊維径で荷電を行わなくても、高い粒子除去性能の得られる点からメルトブロー法、エレクトロスピング法等が好ましい。ここでいう、エレクトロスピニング法とは、溶液紡糸の一種であり、ポリマー溶液にプラスの高電圧を与え、それがアースやマイナスに帯電した表面にスプレーされる過程で繊維化を起こさせる手法である。

本発明の中間層に用いる不織布の平均単繊維直径は、１０ｎｍ以上２０００ｎｍ以下である。好ましくは、５０ｎｍ以上１５００ｎｍ以下である。平均単繊維直径が、１０ｎｍ未満であると、機械的な強度が持たず、さらには、繊維化が困難となり、フィルム状に近い物性となり通気性が低下する上、実用可能な強度を得ることが困難となる。一方、平均単繊維直径が、２０００ｎｍを超える場合には、求められる粒子除去性能及び液に対する防護性能を満足させるために、大きな重量が必要となり、高いレベルでの防護性と着用者の快適性を両立することが困難となる。なお、求められる粒子除去性能については、６０％以上、さらに好ましくは７０％以上である。

本発明の中間層に用いる不織布の質量は、０．１ｇ/ｍ^２以上１００ｇ/ｍ^２以下であることが好ましい。より好ましくは、０．３ｇ/ｍ^２以上８０ｇ/ｍ^２以下である。質量が０．１ｇ/ｍ^２未満であると、求められる粒子除去性能及び液に対する防護性能を満足できず、さらには、機械的強度が不足し、均一な材料とならず、強度、粒子除去性能に問題が生じやすい。一方、１００ｇ/ｍ^２を越えると、通気性が低下するといった原因となる。

本発明の中間層に用いる不織布における平均単繊維径（Ｄ）を質量（Ｍ）で除した値（Ａ）の範囲については、１０以上５００以下であることが好ましい。より好ましくは、３０以上４００以下である。かかる範囲とすることにより、粒子除去性能、加圧時における耐液性能、さらには、通気性、質量のバランスに優れた、防護材が得られる。

本発明の防護材の上層、下層へ使用するシート材料としては、特に限定されるものではないが、不織布であることが好ましい。また、上層側へ長繊維不織布を用いることで、機械的な強度を与え、さらには、液状物質に対する防護性能も向上する。長繊維不織布とは、公知のスパンボンド方式やメルトブロー方式により形成されているもので良いが、より機械的強度の高いスパンボンド方式で形成されていることがより好ましい。また、スパンレース不織布、サーマルボンド不織布等の短繊維不織布を用いることも柔軟性を考慮した場合には好適なものとなる。

下層には、通気性を妨げず、柔軟性の高い不織布により上層および中間層を保護することが好ましい。下層についても、不織布であれば特に限定されるものではないが、スパンレース不織布、サーマルボンド不織布等の柔軟性の高い不織布材料を配置することが好ましい。
なお、上層、下層それぞれの層数については、強度保持の面で、最適な数を適宜選定することが出来る。

本発明に用いられる上層、下層のシート材料は、綿、毛、麻（リネン、ラミー）類等の天然繊維、レーヨン、キュプラ、ポリノジック、精製セルロース等の再生セルロース繊維、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、カチオン可染ポリエチレンテレフタレート、ポリトリメチレンテレフタレート等のポリエステル類、その他合成繊維（ポリアミド、ポリアクリルニトリル、ポリウレタン、アセテート、ポリ塩化ビニル、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリイミド、フッ素、ポリベンザゾール、ポリ乳酸等）が挙げられる。単独、２種類以上の混合（混繊、混紡）、多層構造からなる不織布であっても構わない。

本発明における上層に使用するシート材料は、後述する近赤外波長領域における偽装迷彩性（波長コントロール）された外層付加層を使用した偽装迷彩性能を有する防護衣服に使用される場合には、赤外線吸収剤の練り込みが可能である樹脂からなることが好ましい。カーボンブラック等の赤外線吸収剤が練り込み可能な樹脂としては、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、ポリアミド、ポリアミドイミド、ポリウレタン、シリコン、ポリアクリレート、ポリアクリロニトリル、ポリオレフィン、エチレン-ビニルアルコール系共重合体、ポリビニルアルコール、セルロース、セルロース誘導体樹脂等が挙げられる。このような赤外線吸収剤が練り込まれた樹脂を用いることにより、偽装迷彩性についても性能を満足させることができる。赤外線吸収剤の練り込みの無い樹脂からなるシート材料を使用する場合、上層生地からの光の反射が生じ、偽装迷彩性を損なうことが懸念される。

また、赤外線吸収剤を練り込む量としては、通常０．２〜１０重量％含まれていることが好ましい。赤外線吸収剤の含有量が、０．２重量％未満である場合には、十分な赤外線吸収性能が発現せず、逆に１０重量％を超える場合にはシート材料の製造が困難になる。

赤外線吸収剤の練り込みが不可能な素材としては、綿、麻、羊毛、絹等の天然繊維等が挙げられる。当該素材をシート材料に成形した後、バインダー樹脂等を介して、赤外線吸収剤を固着させることにより、赤外線吸収剤が練り込まれたシート材料が得られる。なお、赤外線吸収剤が練り込み可能な素材についても、バインダーを介して赤外線吸収剤を固着させても良い。

赤外線吸収剤のシート材料への練りこみは当該分野で公知の手段により行うことが出来る。例えば、赤外線吸収剤をシート材料の１つである不織布に練り込む方法としては、赤外線吸収剤を公知の手段で練りこんだマスターバッチを作成後、乾式紡糸する方法、または、湿式紡糸等により加工する方法が挙げられる。

赤外線吸収剤を固着させる場合には、接着方法、接着剤の種類等、特に限定されないが、固着させる接着剤には、例えば、ポリウレタン系架橋型樹脂、アクリル系架橋型樹脂（例えば、自己架橋型アクリル酸エステル系バインダー樹脂等、シリコン系架橋型樹脂、エポキシ系架橋型樹脂、ポリアミド系架橋型樹脂、ポリエステル系架橋型樹脂、ポリビニルアルコール樹脂等が挙げられ、これらは、単独で使用しても２種類以上組み合わせて使用しても良い。これらの中でも、洗濯耐久性の固着効果を有するもの、特に耐熱性および洗濯耐久性の両方を兼ね備えている点から、シリコン系架橋型樹脂、もしくは自己架橋型アクリル酸エステル系樹脂が好ましい。

赤外線吸収剤を固着させる方法としては、赤外線吸収剤を保有する加工液を、パディング法、含浸法、スプレー法、コーティング法当の方法により付与し、次いで乾燥、キュアリングする方法が挙げられる。乾燥は、約８０℃以上２００℃以下で３０秒以上６０秒以下、特に約９５℃以上１２０℃以下で、１分以上３０分以下で実施することが望ましい。また、乾燥後には、強固に固着させるためにキュアリングを実施することが望ましい。キュアリングは、約１３０℃以上１８０℃以下で３０秒以上１０分以下で実施することが好ましい。

上記加工樹脂中には、柔軟剤、風合い調整剤、触媒、ｐＨ調整剤、機能加工剤、増粘剤等を配合してもよく、これらはそれぞれの用途に応じて単独で使用しても２種類以上併用してもよい。

本発明に用いる上層、下層のそれぞれの質量は、１０ｇ/ｍ^２以上１５０ｇ/ｍ^２以下であること好ましい。より好ましくは、２０ｇ/ｍ^２以上１２０ｇ/ｍ^２以下である。質量が１０ｇ/ｍ^２未満であると、中間層の保護層としては十分に機能しない。一方、１５０ｇ/ｍ^２を越えると、材料自体が固くなり柔軟性に劣る。

本発明に用いる上層、下層のそれぞれの厚さは、０．０５ｍｍ以上０．８ｍｍ以下であることが好ましい。かかる範囲とすることにより、中間層の保護層としての機能を満たし、さらには、通気性、使用感のバランスに優れた、防護材が得られる。

本発明に用いる上層、下層それぞれの通気性は、ＪＩＳＬ１０９６（２０１０）８．２６．１Ａ法（フラジール形法）に記載の方法による通気性試験で、１００ｃｍ^３/ｃｍ^２・ｓｅｃ以上５００ｃｍ^３/ｃｍ^２・ｓｅｃ以下であることが好ましい。より好ましくは、１５０ｃｍ^３/ｃｍ^２・ｓｅｃ以上４００ｃｍ^３/ｃｍ^２・ｓｅｃ以下である。通気性が１００ｃｍ^３/ｃｍ^２・ｓｅｃ未満であると、中間層を含めた防護材を使用した防護衣を着用した場合に、着用時の蒸れ感につながり、使用感を満足出来ない原因となる。一方、５００ｃｍ^３/ｃｍ^２・ｓｅｃを超える場合には、十分な保護層とはならない問題が生じる。

本発明の防護材における上層、中間層、下層の積層の目的は、中間層の補強、保護、さらには、加圧下おける耐液防護性能の向上を目的とするものである。その積層手段としては、以下の方法が挙げられる。第１の方法としては、上層、下層ともに中間層と接着剤により接着する。第２の方法は、予め作製した上層もしくは下層のいずれかにエレクトロスピニング法等により中間層を直接塗布したのち、もう一方を接着剤により積層する方法がある。さらには、第３の方法としては、ニードルパンチ、水流交絡、超音波等により３層を積層させる方法等があり、特に限定されるものではないが、耐液浸透性能を考慮すると、物理的に材料を破壊することなく積層が可能な、第１、第２の接着剤を使用した積層方法が好ましい方法である。なお、上層、下層それぞれの積層数については、強度保持の面、防護性能等から最適な数を適宜選定することが出来る。材料の積層による破壊や使用耐久性等を考慮すると第１の接着剤により接着させる方法が好ましい。

本発明の防護材に使用する接着剤としては、ウレタン系、ビニルアルコール系、エステル系、エポキシ系、塩化ビニル系、オレフィン系、アミド系等が挙げられるが、積層後の柔軟性、風合い、耐久性等を考慮すると、ウレタン系、エステル系、アミド系が好ましい。なお、接着剤は、無溶剤型の接着剤とすることが好ましいが、特に限定されるものではない。また、樹脂状の接着剤以外にも、不織布状の接着剤を使用し積層することは、コストや加工性において有用な手段である。

使用する接着剤は、洗濯加工性を考慮すると上記に記載のウレタン系の接着剤の中でも湿気硬化型のポリウレタン接着剤を使用することが好ましい。また、防護衣素材とした際に通気性を確保するためにも、接着剤を全面に塗布する方式ではなく、部分的に接着剤を塗布し積層した部分接着を適用することが好ましい。

部分接着の方法としては、特に限定されないが、柔軟性、通気性等を考慮すると、グラビア方式やスクリーン方式、スプレー方式等により非全面のドット状、格子状、スパイラル状、棒状に接着剤を塗布して接着する方法が好ましい。

使用する接着剤の塗布量としては、３ｇ/ｍ^２以上３０ｇ/ｍ^２以下であることが好ましい。より好ましくは、５ｇ/ｍ^２以上２０ｇ/ｍ^２以下である。塗布量が３ｇ/ｍ^２未満であると、中間層との接着性が悪く、洗濯、乾燥等を行った際に浮き等が生じることが懸念される。一方、３０ｇ/ｍ^２を超える場合には、積層時の風合いが硬くなり、通気性も低下することが懸念される。

使用する接着剤のメルトフローレート（ＭＦＲ値）としては、好ましくは１５０ｇ／１０ｍｉｎ以下であり、より好ましくは１００ｇ／１０ｍｉｎ以下である。ＭＦＲ値を１５０ｇ／１０ｍｉｎ以下とすることで、コア層の表面を接着剤により被覆される面積が小さくなり、積層による通気性の低下を抑制することが出来る。

上層は、非フッ素樹脂系の撥水加工剤によってコーティングされている。本発明において、非フッ素樹脂系の撥水加工剤とは、フッ素樹脂系以外の撥水加工剤を言い、例えば、シリコン樹脂系、ワックス樹脂系、天然ヤシ油系の水分散系樹脂撥水加工剤等が挙げられるが、特に限定されるものではなく、公知の加工法により加工できるものであり、スプレーによる噴霧や含浸加工などが挙げられる。なお、上層の撥水度としては、ＪＩＳＬ１０９２（２００９）７．２に記載のスプレー試験で撥水度が２以上が好ましく、３以上がより好ましい。また、上層の撥油度としては、ＡＡＴＣＣＴｅｓｔＭｅｔｈｏｄ１１８−２００２による撥油度が２級以下が好ましく、１級以下がより好ましい。

中間層及び下層は、フッ素樹脂系の撥水加工剤によりコーティングされている。加工方法については、公知の加工法により加工できるものである。なお、中間層及び下層の撥水度としては、ＪＩＳＬ１０９２（２００９）７．２に記載のスプレー試験で撥水度が３以上が好ましく、４以上がより好ましい。また、撥油度としては、ＡＡＴＣＣＴｅｓｔＭｅｔｈｏｄ１１８−２００２による撥油度が３級以上が好ましく、４級以上がより好ましい。

本発明の防護材の質量は、３０ｇ/ｍ^２以上２００ｇ/ｍ^２以下であること好ましい。より好ましくは、５０ｇ/ｍ^２以上１７０ｇ/ｍ^２以下である。質量が３０ｇ/ｍ^２未満であると、機械的強度が不足する。一方で、２００ｇ/ｍ^２を越えると、通気性が低下し、さらには、防護衣服とした場合に、着用性、運動追従性、使用感を満足出来ないといった原因となる。

本発明の防護材の厚さは、０．１ｍｍ以上１．０ｍｍ以下であること好ましい。かかる範囲とすることにより、粒子除去性能、加圧時における耐液性能、さらには、通気性、使用感のバランスに優れた、防護材が得られる。

本発明の防護材の通気性は、ＪＩＳＬ１０９６（２０１０）８．２６．１（フラジール形法）に記載の方法による通気性試験で、５ｃｍ^３/ｃｍ^２・ｓｅｃ以上８０ｃｍ^３/ｃｍ^２・ｓｅｃ以下であることが好ましい。より好ましくは、７ｃｍ^３/ｃｍ^２・ｓｅｃ以上５０ｃｍ^３/ｃｍ^２・ｓｅｃ以下である。通気性が５ｃｍ^３/ｃｍ^２・ｓｅｃ未満であると、防護衣着用時の蒸れ感につながり、使用感を満足出来ない原因となる。一方、８０ｃｍ^３/ｃｍ^２・ｓｅｃを超えると、粒子除去性能、さらには加圧時における耐液性能が悪くなる。

本発明の防護材の防水性は、ＪＩＳＬ１０９２（２００９）７．１（静水圧法）に記載の方法による耐水圧試験で、７０ｍｍ以上１３００ｍｍ水頭以下であることが好ましい。より好ましくは、８０ｍｍ以上１２００ｍｍ水頭以下である。水頭が７０ｍｍ水頭未満であると、加圧時の耐液性能、粒子除去性能を満足出来ない原因となり、一方、１３００ｃｍ水頭を越えると、防護性能は高くなるが、通気性が低く、防護衣とした場合の着用間、使用感の優れたものとはならない。

本発明の防護材の上層もしくは下層の一方、もしくは、両側にガス吸着層を積層することで、ガスに対する防護性も付与できるものとなる。ガス吸着層とは、活性炭やカーボンブラックなどの炭素系吸着材、あるいは、シリカゲル、ゼオライト系吸着材、炭化ケイ素、活性アルミナなどの無機系吸着材等からなるガス吸着材が挙げられるが、対象とする被吸着物質に応じて適宜選択されることができる。その中でも広範囲なガスに対応できる活性炭が好ましく、特に吸着速度や吸着容量が大きく少量の使用で効果的なガス透過抑制能が得られる繊維状活性炭がより好ましい。

また、防護材にガス吸着層、さらには、防護材の最も外側に外層付加層、最も内側に内層付加層を少なくともそれぞれ１層以上必要に応じて設けても良い。外層付加層の目的としては、外部から与えられる機械的な力から防護材、ガス吸着層を保護することと、撥水性と撥油性が付与されている織物、編物あるいは不織布を適用することで、耐液浸透性をさらに向上させることが可能となる。

外層付加層としては、ＪＩＳＬ１０９２（２００９）７．２に記載のスプレー試験を実施した場合の撥水度が２以上、ＡＡＴＣＣＴｅｓｔＭｅｔｈｏｄ１１８−２００２による撥油度が３級以上である織物、編物、あるいは、不織布などが好適に用いることができるが、柔軟性を考慮したものの使用が推奨される。防護材とガス吸着層からなる防護材料と外層付加層とは、あらかじめ接着剤により接着されている形態でもよいし、柔軟性を考慮し、接着せずに重ね合わせた状態で縫製加工し、防護衣服を作製してもよい。

また、内層付加層としては、織物、編物、不織布、開孔フィルム等の材料があげられるが、通気性、柔軟性等の観点から粗い密度で製織あるいは製編された織物あるいは編物が好ましい。内層付加層の目的は、外部から与えられる機械的な力から防護材及びガス吸着層を保護する役割と防護衣着用者の汗によるべたつき感を抑制する役割である。防護材とガス吸着層からなる防護材料と内層付加層とは、あらかじめ接着剤により接着されている形態でもよいし、柔軟性を考慮し、接着せずに重ね合わせた状態で縫製加工し、もしくは、あらかじめガス吸着層とキルティング加工した後、防護材と積層を行っても良い。キルティング加工は、従来公知の方法を採用することができ、ポリエステル、ナイロン、綿等のミシン糸が好ましく使用される。液状物質に対する防護性を考慮すると、撥油性ミシン糸を使用することが特に好ましい。

外層付加層および／または内層付加層を付与した防護衣材料の積層体の質量としては、７００ｇ／ｍ^２以下が好ましく、より好ましくは６００ｇ／ｍ^２以下である。質量が７００ｇ／ｍ^２を超えると防護衣服の重量が大きくなり熱ストレスの原因となる。

次に、実施例および比較例を用いて本発明の効果を具体的に説明するが、本発明はこれらによって限定されるものではない。なお、実施例に記載の評価方法は以下の通りである。

（１）加圧耐液浸透性試験：この試験の説明図を図２に示す。スライドガラス１０上にろ紙９を置き、その上に、内層付加層、防護材、外層付加層７の順に配置し、試験液６（赤色染料を溶解したフタル酸ジプロピル）５μＬを外層付加層へ滴下し、その試験液上へおもり(１ｋｇ／ｃｍ^２)を乗せ加圧し、２４時間経過後にろ紙の呈色の程度により液の浸透性を判定した。呈色無しは○、呈色有りは×で表示した。

（２）耐粒子透過性試験：この試験の説明図を図３に示す。外層付加層、防護材、内層付加層をダクト１１内に設置し、空気濾過速度が５ｃｍ／ｓｅｃになるように大気を通気させ、防護シート上流、下流の０．３〜０．５μｍ粒子の個数濃度を粒子計測器（パーティクルカウンタ）１６にて計測し、次式にて捕集効率を算出した。
０．３μｍ粒子捕集効率（％）＝｛１−（下流側濃度／上流側濃度）｝×１００

（３）平均単繊維直径：走査型電子顕微鏡写真を適当な倍率でとり、繊維側面を１００本以上測定して、その平均値から求めた。

（４）質量：ＪＩＳＬ１０９６（２０１０）８．３で測定した。

（５）厚み：ＪＩＳＬ１０９６（２０１０）８．４で測定した。

（６）通気性：ＪＩＳＬ１０９６（２０１０）８．２６．１Ａ法（フラジール形法）で測定した。

（７）撥水度：ＪＩＳＬ１０９２（２００９）７．２スプレー試験による。

（８）撥油度：ＡＡＴＣＣＴｅｓｔＭｅｔｈｏｄ１１８−２００２による。

（９）着用性試験：着用モニター試験としては、外層付加層、防護材、内層付加層からなる防護材料で上衣、下衣、フードが連結したつなぎ形状の防護衣服を作製した後、環境温湿度２０℃６５％ＲＨの人工気候室で、送風機により体幹前部に３ｍ／ｓｅｃとなるように送風を行いながら、３０分間トレッドミル上を５ｋｍ／ｈｒで駆け足し、３０分間での鼓膜温上昇、最大心拍数及び主観申告により温熱快適感から着用性を判定した。なお、被験者数は１０名とした。

（１０）洗濯再加工性試験：洗濯再加工試験としては、外層付加層、防護材、内層付加層からなる防護材料を作製した後、フッ素樹脂系はっ水加工剤（旭硝子株式会社製アサヒガードＡＧ７１０５）１％溶液にパッド、電気洗濯機法に準拠し脱水させ、１００℃で乾燥、１８０℃でキュアした後の防護材料における加圧耐液浸透性試験、防護材（上層）のはつ油性試験を実施し、洗濯再加工性を判定した。

外層付加層を以下の方法で作製した。綿糸４０番手を使用した平織物に、フッ素系はっ水はつ油加工剤（旭硝子株式会社製アサヒガードＡＧ７１０５）溶液にパッド乾燥後、１８０℃でキュアし、樹脂固形分で２．０重量％固着させた。得られた織物は、厚さ０．２ｍｍ、質量１２０ｇ／ｍ^２、通気性は水位計１．２７ｃｍの圧力差で６０ｃｍ^３/ｃｍ^２・ｓｅｃ、撥水度５、撥油度６級であった。

内層付加層を以下の方法で作製した。２８ゲージ２枚筬トリコット機により、フロント筬にポリエステルフィラメント（８２．５ｄｔeｘ、３６フィラメント）を、またバック筬にポリエステルフィラメント（２２ｄｔeｘ、モノフィラメント）を各々セットして、フロント１−２／１−０、バック１−０／２−３の組織で経編地を編成後、定法により精錬し、更に分散染料により染色した。このようにして得られた編地は、厚さ０．２８ｍｍ、質量５０ｇ／ｍ^２、通気性は水位計１．２７ｃｍの圧力差で７００ｃｍ^３/ｃｍ^２・ｓｅｃ、撥水度５、撥油度６級であった。

（実施例１）
防護材の作製としては、下層に質量４０ｇ／ｍ^２のＰＥＴスパンレース不織布（ユウホウ株式会社製）を使用し、そのスパンレース不織布へ、質量１５ｇ／ｍ^２のポリエステル系不織布状熱可塑性接着剤（呉羽テック株式会社製ダイナックＬＮＳ００１５）を予め重ね合わせ、その接着剤面へ、エレクトロスピニング方式により、平均単繊維直径１００ｎｍ、質量０．５ｇ／ｍ^２となるように、ポリウレタン製ナノファイバー不織布を作製した。その後、接着層を含む３層を加熱ローラにより圧着した後、３ｗｔ％のフッ素系撥水剤（明成化学工業株式会社製アサヒガードＡＧ７１０５）の加工浴に浸漬して乾燥し、１００℃で乾燥処理し、１５０℃まで上げてキュアを施した。スパンレース不織布側及びナノファイバー不織布側ともに撥水度４、撥油度５級であった。
さらに、上層として、質量３０ｇ／ｍ^２のスパンボンド不織布（東洋紡株式会社製エクーレ３３０１ＡＤ）へ３ｗｔ％のシリコン系撥水剤（日華化学株式会社製ドライポン６００Ｅ）の加工浴に浸漬して、１００℃で乾燥処理し、１５０℃まで上げてキュアを施した。この材料の撥水度は４級、撥油度０級であり、この層をナノファイバー上に上記と同様の接着剤により接着させることで防護材を作製した。
さらに、防護材のスパンボンド不織布側へ外層付加層、スパンレース不織布側へ内層付加層を重ね合わせた防護材料の加圧耐液浸透性試験結果、耐粒子透過性試験結果、着用性試験結果、洗濯再加工性結果および防護材の物性値をそれぞれ表１から表４に示す。

（実施例２）
中間層において平均単繊維直径５００ｎｍ、質量１ｇ／ｍ^２のポリウレタン製ナノファイバー不織布を中間層に使用した以外は、実施例１と同様の方法により防護材料を作製した。得られた防護材料の加圧耐液浸透性試験結果、耐粒子透過性試験結果、着用性試験結果、洗濯再加工性結果および防護材の物性値をそれぞれ表１から表４に示す。

（実施例３）
中間層において平均単繊維直径７００ｎｍ、質量２ｇ／ｍ^２のポリウレタン製ナノファイバー不織布を中間層に使用した以外は、実施例１と同様の方法により防護衣材料を作製した。得られた防護材料の加圧耐液浸透性試験結果、耐粒子透過性試験結果、着用性試験結果、洗濯再加工性結果および防護材の物性値をそれぞれ表１から表４に示す。

（実施例４）
質量１５ｇ／ｍ^２のＰＰ製メルトブローン不織布（三井化学株式会社製ＳＹＮＴＥＸ（登録商標）ｎaｎo６；平均単繊維直径６００ｎｍ）を中間層に使用し、質量１５ｇ／ｍ^２のポリエステル系不織布状熱可塑性接着剤（呉羽テック株式会社製ダイナックＬＮＳ００１５）で下層の質量４０ｇ／ｍ^２ＰＥＴスパンレース不織布（ユウホウ株式会社製）を接着した以外は、実施例１と同様の方法により防護材料を作製した。得られた防護材料の加圧耐液浸透性試験結果、耐粒子透過性試験結果、着用性試験結、洗濯再加工性結果および防護材の物性値をそれぞれ表１から表４に示す。

（実施例５）
質量１８ｇ／ｍ^２のＰＰ製メルトブローン不織布（三井化学株式会社製ＳＹＮＴＥＸ（登録商標）ｎaｎo１０；平均単繊維直径９００ｎｍ）を中間層に使用した以外は、実施例１と同様の方法により防護材料を作製した。得られた防護材料の加圧耐液浸透性試験結果、耐粒子透過性試験結果、着用性試験結果、洗濯再加工性結果および防護材の物性値をそれぞれ表１から表４に示す。

（実施例６）
実施例１で使用した中間層の質量を２０ｇ／ｍ^２とした以外は、実施例１と同様の方法により防護材料を作製した。得られた防護材料の加圧耐液浸透性試験結果、耐粒子透過性試験結果、着用性試験結果、洗濯再加工性結果および防護材の物性値をそれぞれ表１から表４に示す。

（比較例１）
平均単繊維直径２５００ｎｍ、質量３０ｇ／ｍ^２のＰＥＴ製スパンレース不織布（ユウホウ株式会社製）を中間層に使用した以外は、実施例１と同様の方法により防護材料を作製した。得られた防護材料の加圧耐液浸透性試験結果、耐粒子透過性試験結果、着用性試験結果、洗濯再加工性結果および防護材の物性値をそれぞれ表１から表４に示す。

（比較例２）
実施例１と同様の中間層と下層シートへ撥水撥油加工を施さない材料とした以外は、実施例１と同様の方法により防護材料を作製した。得られた防護材料の加圧耐液浸透性試験結果、耐粒子透過性試験結果、着用性試験結果、洗濯再加工性結果および防護材の物性値をそれぞれ表１から表４に示す。

（比較例３）
中間層を積層しない以外は、実施例１と同様の方法により防護材料を作製した。得られた防護材料の加圧耐液浸透性試験結果、耐粒子透過性試験結果、着用性試験結果、洗濯再加工性結果および防護材の物性値をそれぞれ表１から表４に示す。

（比較例４）
ポリウレタン樹脂をナイロン織物へコーティングした防水透湿布帛（東洋クロス株式会社製ジオバイザー）を中間層に使用した以外は、実施例４と同様の方法により防護材料を作製した。得られた防護材料の加圧耐液浸透性試験結果、耐粒子透過性試験結果、着用性試験結果、洗濯再加工性結果および防護材の物性値をそれぞれ表１から表４に示す。

（比較例５）
実施例１と同様の上層へ撥水加工を施さない材料とした以外は、実施例１と同様の方法により防護材料を作製した。得られた防護材料の加圧耐液浸透性試験結果、耐粒子透過性試験結果、着用性試験結果、洗濯再加工性結果および防護材の物性値をそれぞれ表１から表４に示す。

表１〜表４の結果から明らかなように、実施例１〜６の防護材を用いた防護材料は、耐粒子性、耐液浸透性、着用性および洗濯再加工性の全てにおいて良好であるのに対して、比較例１と３の防護材料は、耐液浸透性、耐粒子性が低く、比較例２の防護材料は、耐液浸透性が低く、比較例４の防護材料は、通気性が低いため着用性が劣り、比較例６の防護材料は、洗濯再加工性が低く、比較例１〜５の防護材は、いずれかの評価項目で実施例よりも劣るものであった。

本発明の防護材は、液状化学物質及び粒子状物質の防護性能に優れ、特に加圧下において優れた液浸透抑制能を有する材料であり、さらには、通気性を有し、軽量で快適性に優れた防護材を提供することにある。また、上記の防護材を用い、外層付加層および内層付加層を具備した防護衣服における長期使用を考慮し、外層付加層へのフッ素樹脂系の撥水加工剤による再加工を行った場合についても、内層へ配置される防護材の特性を変化させないことにあり、長期に使用できる防護材料を提供することで、業界に寄与することが大である。

１：上層
２：中間層
３：下層
４：防護材
５：おもり（１ｋｇ/ｃｍ^２）
６：試験液
７：外層付加層
８：防護材＋内層付加層
９：ろ紙
１０：スライドガラス
１１：ダクト
１２：外層付加層＋防護材＋内層付加層
１３：流量計
１４：バルブ
１５：ブロア
１６：粒子計測器
１７：サンプリング管

Claims

上層、平均単繊維直径１０ｎｍ以上２０００ｎｍ以下の不織布からなる中間層、および下層の少なくとも３層のシート材料が積層された防護材であって、防護材の上層が非フッ素樹脂系の撥水加工剤によりコーティングされており、防護材の中間層および下層がフッ素樹脂系の撥水加工剤によりコーティングされており、ＡＡＴＣＣＴｅｓｔＭｅｔｈｏｄ１１８−２００２の撥油度が３級以上である防護材。
前記非フッ素樹脂系の撥水加工剤が、シリコン系、またはワックス系から選ばれる少なくとも１の撥水加工剤である請求項１に記載の防護材。
請求項１または２に記載の防護材を用いた防護衣服。