説明

抗菌剤を有する耐炎性布帛およびそれらを製造する方法

臭気に対処するおよび/または有害な微生物に抵抗する、抗菌特性を有する耐炎性布帛。布帛は、特に衣類での、より詳しくは火災および極端な温度ならびに有害物質にさらされる危険性のある軍隊要員および緊急救援要員などの個人によって着用されるようデザインされた防護服での使用に適する。布帛は、抗菌繊維を耐炎性布帛ヤーンに組み込むことで、または予備成形された耐炎性ヤーンまたは布帛を染色または仕上げ工程において抗菌剤で処理することを含むが、これに限定されるものではない、多様な方法で形成してもよい。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は抗菌剤を有する耐炎性布帛に関する。
【背景技術】
【0002】
航空機操縦士および地上要員などの軍隊要員、および消防士などの救急要員、および緊急現場に到着するその他の緊急救援隊員は、火災および/または極端な温度を含む多様な有害環境に曝露する危険にさらされる。その結果、彼らには従来、耐炎性特性(例えば自己消火性)を有して、極端な熱および火災から着用者を保護する防護服が供給される。このような要員は、極端な条件にさらされる間、自身の防護服を長期間にわたり着用せねばならないことが多い。当然のことながら、衣類はそのうち臭うようになる。今までこれらの特殊な耐炎性布帛には、それによって臭気に対処するまたはそれを制御するいかなる手段も欠けていた。
【0003】
また、異なる有害な環境では異なる衣類が提供されており、軍隊および救急要員を保護する。上で説明したように、火災または極端な温度の場合は耐炎性衣類が提供される。しかし、緊急事態が化学剤、放射線剤、または生物剤などの有害物質に関与する場合、別個の有害物質スーツを着用せねばならない。
【0004】
NFPA(National Fire Protection Association(米国防火協会))は、「NFPA 1971建築物消火基準(Standard for Structural Firefighting)」の今度の改訂に、化学的、生物学的、核物質防護基準を組み込んだ。この基準を満たすために、消防士用被服は、従来の耐炎性消防士衣類(出動装具と称される)が提供してこなかった防護である、化学的、生物学的、および核物質微粒子防護を組み込まなくてはならないかもしれない。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
したがって臭気を制御できるおよび/または有害微生物に抵抗できる耐炎性布帛を提供する必要性がある。
【課題を解決するための手段】
【0006】
本発明は、臭気に対処するおよび/また有害微生物に抵抗する抗菌剤を有する耐炎性布帛を提供する。布帛は特に衣類での、より詳しくは火災および極端な温度ならびに有害物質にさらされる危険性のある軍隊要員および緊急救援要員などの個人によって着用されるようにデザインされた防護服での使用に適する。
【0007】
本発明の耐炎性抗菌布帛は、多様な方法で形成してもよい。一実施形態では、抗菌繊維をヤーンに形成し、それを引き続いて布帛に織るかまたは編む。予備成形されたポリマー繊維を抗菌添加剤で被覆して、抗菌繊維を作り出してもよい。あるいは、抗菌添加剤が最終抗菌繊維中に少なくとも部分的に埋め込まれるように、繊維形成工程中に抗菌添加剤を添加してもよい。次に得られた抗菌繊維をヤーンに形成してもよい。抗菌繊維を耐炎繊維と混合して、形成された繊維混合物を耐炎性抗菌ヤーンに形成でき、それを引き続いて織るかまたは編んで、所望の耐炎性抗菌布帛を形成する。
【0008】
代替の実施形態では、抗菌繊維は、引き続いて布帛に形成されるヤーンに直接組み込まれない。むしろ抗菌剤は、染色工程または仕上げ工程などにおいて、予備成形されたヤーンまたは予備成形された布帛に塗布されて、所望の抗菌特性を与える。
【0009】
本発明の布帛は、織物または編物の布帛に限定されるものではない。むしろ抗菌繊維は、例えばニードルパンチングなどを通じて不織耐炎性布帛に組み込まれてもよい。
【0010】
したがって本発明の目的は、耐炎性抗菌布帛を提供することである。
【0011】
本発明の別の目的は、防護服のための耐炎性抗菌布帛を提供することである。
【0012】
本発明のさらに別の目的は、耐炎性抗菌布帛を製造する方法を提供することである。
【0013】
本発明のなおも別の目的は、防護服のための耐炎性抗菌布帛を製造する方法を提供することである。
【0014】
本発明のその他の目的、特徴、および利点は、本明細書の残りの文章と図面を参照すれば当業者には明らかであろう。
【発明を実施するための最良の形態】
【0015】
本発明は、抗菌特性を有する耐炎性布帛に関する。ここで開示される布帛は特に衣類での、より詳しくは着用者が、極端な温度および/または有害物質にさらされるかもしれない、緊急対応被服および軍服などの衣類での使用に良く適している。
【0016】
図1は、本発明の布帛が特に良く適している防護服100の例を示す。被服100は、消防士出動服(図1に示す)、またはシャツ、パンツ、ジャケット、つなぎ服、ベスト、Tシャツ、下着、手袋、帽子、およびヘルメット、そして手袋、帽子、ヘルメット、ブーツのライナーなどを含むが、これに限定されるものではない、本明細書に記載される布帛の耐炎性および抗細菌特性から着用者が恩恵を被ることができる、あらゆるその他の被服または被服層であることができる。本発明は被服に限定されるものではないが、それらの用途に関わりなく、耐炎性抗菌布帛のその他の使用を含むことができる。
【0017】
図1に示す被服100は、被服100の外面を形成するアウターシェル102、被服の中間層を形成するバリア層104、および被服100の内面を形成するサーマルライナー106を含む。概略的な参照では、外面またはアウターシェル102は使用者または着用者が働く環境に直接露出され得、内面またはサーマルライナー106は使用者または着用者に接触、または使用者または着用者が着用しているかもしれない衣服の表面に接触する。本発明の実施形態に従って、被服100を形成する層102、104、106のいくつかまたは全てが、本発明の耐炎性抗菌布帛を含むことができる。
【0018】
本発明の耐炎性抗菌布帛は、多様な方法で形成してもよい。一実施形態では、抗菌繊維をヤーンに形成し、それを引き続いて布帛に織るかまたは編む。竹および麻などの本質的に抗菌性の繊維を使用してもよい一方、ポリマー繊維(例えばナイロン、ポリエステル、アクリル、ポリオレフィン、ポリプロピレン、ポリエチレン、ポリウレタンなど)に抗菌添加剤を添加して、抗菌繊維を形成してもよい。適切な抗菌添加剤としては、銀、銅、およびトリクロサンが挙げられるが、これに限定されるものではない。
【0019】
予備成形されたポリマー繊維を(部分的にまたは完全に)抗菌添加剤で被覆して、抗菌繊維を作り出してもよい(「被覆抗菌繊維」)。あるいは、抗菌添加剤が少なくとも部分的に最終抗菌繊維中に埋め込まれるように、繊維形成工程(例えば押出し工程)中に抗菌添加剤を添加してもよい(「埋め込み抗菌繊維」)。
【0020】
適切な抗菌繊維は市販され、ペンシルベニア州クラークス・サミットのノーブル・ファイバー・テクノロジーズ・インコーポレーテッド(Noble Fiber Technologies,Inc.)(www.x−static.com)によって流通されるX−STATIC(登録商標)、A.R.C.テクノロジーズ(A.R.C.Technologies)(www.e47nano.com)によって流通されるE47(登録商標)、クプロン(Cupron)(登録商標)繊維(www.cupron.com)、ヒョースン(Hyosung)(http://www.mipan.co.kr/eng/products/magic_silver.html)によって流通されるMIPAN(登録商標)ナノ・マジック・シルバー(Nano Magic Silver)(登録商標)、フォス・マニュファクチャリングCo.,LLC(Foss Manufacturing Co.,LLC)(http://www.fossmfg.com/bu_fosshield.cfm)によって流通されるフォスシールド(Fossshield)(登録商標)、スタテック(Statex)(登録商標)プロダクション・アンド・マニュファクチャリング・カンパニー、スイコ・フィルAGテクスタイル・サービス(Production and Manufacturing Company,Swico Fil Ag Textile Services)(http://www.swicofil.com/statexshieldex.html)によって流通されるシールデックス(Shieldex)(登録商標)が挙げられるが、これに限定されるものではない。
【0021】
次に得られた抗菌繊維をヤーンに形成する。一実施形態では、抗菌繊維を(単独でまたは非耐炎性非抗菌繊維と混合して)抗菌ヤーンに形成してもよく、次にそれを耐炎性ヤーン(耐炎繊維で作られたものなど)と共に織って、耐炎性抗菌布帛を形成する。代替のおよび好ましい実施形態では、抗菌繊維を耐炎繊維と混合して、繊維混合物を耐炎性抗菌ヤーンに形成する。次にこのヤーンを織るかまたは編んで、所望の耐炎性抗菌布帛を形成する。本発明の布帛の一実施形態は、平方ヤードあたり2〜20オンス、より好ましくは平方ヤードあたり3〜7.5オンスの範囲内の重量を有する。
【0022】
適切な耐炎繊維としては、パラ−アラミド繊維と、メタ−アラミド繊維と、FRレーヨン、ポリベンゾオキサゾール(PBO)、ポリベンゾイミダゾール(PBI)、メラミン、ポリアミド、ポリイミド、ポリイミドアミド、モダクリル、およびポリピリドビスイミダゾール(PIPD)を含むが、これに限定されるものではないその他の本質的に耐炎性の繊維とが挙げられるが、これに限定されるものではない。
【0023】
適切なパラ−アラミド繊維の例としては、デュポン(DuPont)からのケブラー(KEVLAR)(登録商標)、帝人からのテクノーラ(TECHNORA)(登録商標)およびトワロン(TWARON)(登録商標)の商品名の下に入手できる繊維が挙げられるが、これに限定されるものではない。適切なメタ−アラミド繊維の例としては、いずれもデュポン・コーポレーション(DuPont Corporation)によって生産される、ノーメックス(NOMEX)T−450(登録商標)(100%メタ−アラミド)、ノーメックス(NOMEX)−455(登録商標)(95%ノーメックス(NOMEX)(登録商標)および5%ケブラー(KEVLAR)(登録商標)の配合物)、およびノーメックス(NOMEX)T−462(登録商標)(93%ノーメックス(NOMEX)(登録商標)、5%ケブラー(KEVLAR)(登録商標)、および2%帯電防止炭素/ナイロンの配合物)の商品名の下に入手できる繊維が挙げられるが、これに限定されるものではない。メタ−アラミド繊維の例としてはまた、帝人グループによって生産される商品名コネックス(CONEX)(登録商標)の下に入手できる繊維が挙げられる。PBO繊維の例は、東洋紡(登録商標)からのザイロン(ZYLON)(登録商標)である。適切なポリピリドビスイミダゾール(PIPD)繊維の一例は、マゼラン・システムズ・インターナショナル(Magellan Systems International)から入手できるM5(登録商標)である。
【0024】
本質的に耐炎性の繊維を使用するのに加えて、またはその代替として、レーヨン、綿、アセテート、トリアセテート、およびリヨセルのようなセルロース繊維を含むがこれに限定されるものではない、本質的に非耐炎性の繊維を適切な難燃剤で処理することで、耐炎性にすることができる。したがって必ずしもそうである必要はないが、本質的に耐炎性でない耐炎繊維が本発明の布帛を作製するのに使用できる。
【0025】
任意の比率の抗菌繊維と耐炎繊維を使用して、耐炎性抗菌布帛を形成してもよい。しかし特に必要ではないが、抗菌繊維が完成布帛の3〜30重量%を構成することが好ましい。一実施形態では、被覆された抗菌繊維が完成布帛の5〜10重量%を構成する。代替の実施形態では、埋め込まれた抗菌繊維が、完成布帛の約20重量%を構成する。しかしいくつかの抗菌繊維は、燃える傾向を有することに留意すべきである。したがって布帛が10重量%を超える抗菌繊維を含む場合、布帛を追加的耐炎剤で処理する(またはヤーン中にモダクリルなどの追加的耐炎繊維を含める)ことが、必須ではないが望ましいかもしれない。
【0026】
代替の実施形態では、引き続いて布帛に形成されるヤーン中に、抗菌繊維を直接組み込まない。むしろ、抗菌剤を予備成形されたヤーンまたは予備成形された布帛に塗布して、所望の抗菌特性を与えることができる。このような一実施形態では、ヤーンまたは布帛染色工程中に抗菌剤を添加してもよく、布帛中で消費される活性剤の量は、必ずしもそうである必要はないが、好ましくは布帛の0.1重量%〜30重量%である。
【0027】
別の実施形態では、抗菌剤は仕上げ工程で布帛に塗布してもよい。当然ながら、唯一の利用できる方法ではないが、このような一方法では、パディング、吹付け、フォーム(foam)塗布、ナイフオーバーロール、グラビアロール、キスロールなどの既知の仕上げまたはコーティング塗布装置を使用して、抗菌剤、適切なバインダー(例えばアクリルポリマーおよび共重合体、ポリウレタン、SBR(スチレンブタジエン樹脂)、メラミン、またはポリ塩化ビニリデンまたはそれらの組み合わせ)、およびその他の従来の添加剤(すなわちFR添加剤、軟化剤、耐久性プレス樹脂、湿潤剤、ウイッキング(wicking)剤など)が布帛に塗布される。このような塗布後、得られた布帛を適切な条件下(例えば212°F〜430°Fで5秒間〜4分間)で乾燥させ硬化させて、布帛に抗菌剤を固定した。必ずしもそうである必要はないが、布帛に固定される活性抗菌剤の量は、好ましくは布帛の0.1重量%〜30重量%である。
【0028】
これらの実施形態では、抗菌剤を耐炎性ヤーンおよび布帛に添加してもよい一方、染色または仕上げ工程で(抗菌特性に加えて)耐炎特性を同様に与えてもよいことに留意されたい。
【0029】
染色および/または仕上げ工程で使用するのに適した抗菌剤としては、(1)トリクロサン(ユタ州ソルト・レーク・シティのハンツマン・コーポレーション(Huntsman Corporation)からチノサン(TINOSAN)(登録商標)AM110として入手できるジフェニルエーテル誘導体)、(2)例えばトムソン・リサーチ・アソシエーツ(Thomson Research Assoicates)から入手できるウルトラフレッシュ・シルピュア(Ultra−Fresh Silpure)FBR−5混合物などの銀(ポリマーバインダーを有する銀を含む)、または例えばペンシルベニア州ステートカレッジのナノホライズンズ(NanoHorizons)から入手できるスマートシルバー(SMARTSILVER)(登録商標)などのナノ銀、(3)PHMB(アーチ・バイオサイド・リミテッド(Arch Biocides Limited)から商品名レピュテックス(Reputex)(登録商標)の下に販売されるポリヘキサメチレンビグアニド塩酸塩)、(4)イージス・エンバイロンメント(Aegis Environments)からのAEM 5700などの四級シリコーン、(5)ワシントン州レッドモンドのハロソース・コーポレーション(Halosource Corporation)から入手できるハロシールド(Haloshield)(登録商標)などのN−ハラミン、および(6)例えばPEGグリコール、2−メチル−1,3プロパンジオール、プロピレングリコール、ジプロピレングリコール、トリプロピレングリコール、1,3ブチレングリコールなどの架橋ポリエチレングリコールが挙げられるが、これに限定されるものではない。
【0030】
ここまで、本発明の耐炎性抗菌布帛を織物または編物の布帛として説明したが、本発明は決してこのような布帛に限定されない。むしろ、抗菌繊維を例えばニードルパンチングなどを通じて、不織耐炎性布帛中に組み込んでもよい。
【0031】
本発明の布帛は、好ましくは妥当な基準および試験法によって奨励されるレベルで機能する。例えば布帛は、好ましくはASTM D6413に従って試験した際に、妥当な軍隊基準(例えばMIL−C−83429B)および防火基準(例えば少なくともNFPA2112、1971、1951、および1977)に従った耐炎特性を示す。布帛は、好ましくは6インチ以下、より好ましくは4インチ以下の炭化長を有する。ASTM E2180およびAATCC TM100、およびTM147を使用して、本発明の布帛の抗菌特性を測定してもよい。
【0032】
上記は、本発明の例示的実施形態および特定の利点を例示し、説明し、記載する目的で提供される。例示され記載される実施形態への変更と適応は当業者には明らかであり、本発明の範囲と趣旨を逸脱することなく実施できる。
【図面の簡単な説明】
【0033】
【図1】本発明の実施形態に係る耐炎性抗菌布帛を含む防護服の一部切り欠き図である。

【特許請求の範囲】
【請求項1】
抗菌剤を含む、耐炎性布帛。
【請求項2】
耐炎繊維を含む、請求項1に記載の布帛。
【請求項3】
前記耐炎繊維が、パラ−アラミド繊維、メタ−アラミド繊維、レーヨン、ポリベンゾオキサゾール(PBO)、ポリベンゾイミダゾール(PBI)、メラミン、ポリアミド、ポリイミド、ポリイミドアミド、モダクリル、またはポリピリドビスイミダゾール(PIPD)の少なくとも1つを含む、請求項2に記載の布帛。
【請求項4】
前記抗菌剤が抗菌添加剤を有する抗菌繊維を含む、請求項1に記載の布帛。
【請求項5】
前記抗菌添加剤が銀または銅またはトリクロサンを含む、請求項4に記載の布帛。
【請求項6】
前記抗菌繊維が前記布帛の3重量%〜30重量%を構成する、請求項4に記載の布帛。
【請求項7】
前記抗菌繊維が前記抗菌添加剤で少なくとも部分的に被覆されたポリマー繊維を含む、請求項4に記載の布帛。
【請求項8】
前記抗菌添加剤がポリマー繊維中に少なくとも部分的に埋め込まれて、前記抗菌繊維を形成する、請求項4に記載の布帛。
【請求項9】
前記布帛が織られるかまたは編まれる、請求項1に記載の布帛。
【請求項10】
前記布帛が耐炎繊維および抗菌繊維を含むヤーンを含む、請求項9に記載の布帛。
【請求項11】
前記布帛が不織布である、請求項1に記載の布帛。
【請求項12】
抗菌添加剤が染色工程または仕上げ工程中に前記布帛に塗布される、請求項1に記載の布帛。
【請求項13】
前記抗菌添加剤が、トリクロサン、銀、ポリヘキサメチレンビグアニド塩酸塩、四級シリコーン、N−ハラミン、または架橋ポリエチレングリコールの少なくとも1つを含む、請求項12に記載の布帛。
【請求項14】
請求項1に記載の布帛を含む、被服。
【請求項15】
a.耐炎繊維および抗菌繊維を組み合わせて繊維混合物を形成するステップと、
b.前記繊維混合物からヤーンを形成するステップと、
c.前記ヤーンを織りおよび編んで布帛を形成するステップと
を含む、耐炎性抗菌布帛を形成する方法。
【請求項16】
前記耐炎繊維が、パラ−アラミド繊維、メタ−アラミド繊維、レーヨン、ポリベンゾオキサゾール(PBO)、ポリベンゾイミダゾール(PBI)、メラミン、ポリアミド、ポリイミド、ポリイミドアミド、モダクリル、またはポリピリドビスイミダゾール(PIPD)の少なくとも1つを含む、請求項15に記載の方法。
【請求項17】
前記抗菌繊維が抗菌添加剤で少なくとも部分的に被覆されたポリマー繊維を含む、請求項15に記載の方法。
【請求項18】
前記抗菌添加剤がポリマー繊維中に少なくとも部分的に埋め込まれて、前記抗菌繊維を形成する、請求項15に記載の方法。
【請求項19】
耐炎性布帛を、抗菌添加剤を含む混合物中に少なくとも部分的に浸漬するステップ、または耐炎性布帛を前記混合物で少なくとも部分的に被覆するステップを含む、耐炎性抗菌布帛を形成する方法。
【請求項20】
前記抗菌添加剤が、トリクロサン、銀、ポリヘキサメチレンビグアニド塩酸塩、四級シリコーン、N−ハラミン、および架橋ポリエチレングリコールの少なくとも1つを含む、請求項19に記載の方法。
【請求項21】
パラ−アラミド繊維、メタ−アラミド繊維、レーヨン、ポリベンゾオキサゾール(PBO)、ポリベンゾイミダゾール(PBI)、メラミン、ポリアミド、ポリイミド、ポリイミドアミド、モダクリル、またはポリピリドビスイミダゾール(PIPD)の少なくとも1つを含む耐炎繊維と、銀または銅またはトリクロサンを含む抗菌添加剤とを含む布帛。

【図1】
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【公表番号】特表2009−519383(P2009−519383A)
【公表日】平成21年5月14日(2009.5.14)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2008−545691(P2008−545691)
【出願日】平成18年12月12日(2006.12.12)
【国際出願番号】PCT/US2006/046997
【国際公開番号】WO2008/048308
【国際公開日】平成20年4月24日(2008.4.24)
【出願人】(505451040)サザンミルズ インコーポレイテッド (11)
【氏名又は名称原語表記】Southern Mills,Inc.
【Fターム(参考)】