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軽量で耐久性のあるエンクロージャと、それを製造するためのラミネート
説明

軽量で耐久性のあるエンクロージャと、それを製造するためのラミネート

外側フィルム面を有する軽量エンクロージャが記載されている。この軽量エンクロージャは、多孔性外側フィルムを有するラミネートを含んでいる。このラミネートは外側フィルム面が透湿性かつ難燃性(CPAI-84に合格する)であって、しかも耐摩耗性であるため、長期にわたって防液性が維持される。この軽量エンクロージャは単一壁テントにすることができ、エンクロージャの開口部が閉じられているときに生命を維持するのに十分な酸素透過性を有するラミネートから形成される。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
この明細書には、布帛でない外側面を有する軽量で空気透過性のエンクロージャが記載されている。そのエンクロージャを製造するための軽量ラミネートも記載されている。
【背景技術】
【0002】
環境条件から何らかの形で保護してくれる軽量エンクロージャとして、テント、ビビー・バッグ、ビビー・サックなどが知られている。軽量エンクロージャを構成するのに用いられるポリエステル材料とナイロン材料が被覆されて耐水性または防水性を提供する。これらの材料に印刷して望む美観を実現することができる。
【0003】
軽量テント構造体は、典型的には、独立した屋幕とテント本体を有する二重壁構造を持つか、例えばラミネート材料からなるテント本体だけを備えていて独立した屋幕は持たない単一壁構造を持つと考えられる。二重壁型テントは、防水性をテント本体の上方に配置した屋幕に頼っているが、その点を除いてテント本体は非常に空気透過性が大きくて透水性のメッシュ状壁布帛で構成されている。しかし屋幕が付加されることで構造体全体がより重くてよりかさばるようになる。また、軽量の屋幕材料(例えばナイロン)を有する二重壁型テント製品では、一般に、防水のためにポリウレタン被覆またはシリコーン被覆が利用されている。困ったことに、被覆された材料は長期にわたる防水耐久性を提供することはできない。単一壁テントに用いられる典型的なラミネートは、長期にわたる耐水性を保証するため多くの層を有するが、その結果として重くなり、しかも降雨時には水が載って非常に重くなるため、用途によっては不適切である。さらに、単一壁テントのラミネートは空気透過性ではないため、一般に、テントを閉じたときに占有者の生命を維持するのに十分な酸素透過性がなく、しかも十分な難燃性が欠けていることがしばしばある。
【0004】
被覆物をエンクロージャ材料に付着させて難燃性とUV安定性を実現することがしばしばある。しかし被覆物は冷涼な気候で割れやすいだけでなく、摩耗その他の力学的チャレンジによって破損につながる可能性がある。あるいは難燃性を実現するため、難燃性材料(例えば商品名Nomex(登録商標)で販売されているもの)がしばしば用いられる。残念なことに、これらのメタ-アラミド布帛は、野外における一般的なチャレンジであるUV照射に曝露された後に引っ張り強度が顕著に低下する。
【0005】
単一壁構造体として形成されたテントは、防水性屋幕を除去することで、二重壁型テントよりも軽く、よりかさばらないようにすることができる。しかし被覆された軽量材料(例えば被覆されたナイロン)を用いた現在の軽量単一壁構造体は長期にわたる耐液性を持たず、テントの一部ユーザーにとって重要ないくつかの難燃性条件を信頼性よくパスすることがない。より高レベルの難燃性を実現できる単一壁テントでは、より重い布帛からなる多数の層が用いられているため、構造体がよりかさばるとともにより重くなる。
【0006】
エンクロージャのための防水性複合布帛が以前から報告されている。例えばアメリカ合衆国特許第4,302,496号には、軽量で難燃性または耐火性であると称するテント壁部用複合体が記載されている。この複合体は少なくとも3つの層を有する。すなわち外側織布層と、内側織布層と、ポリテトラフルオロエチレンからなる中間層である。内側織布層によってこの複合体に引っ張り強さと引き裂き耐性が与えられる一方で、外側織布層によってこの複合体に耐摩耗性が与えられ、中間層によって耐水性と風圧抵抗性が与えられると述べられている。この複合体は軽量であると記載されているにもかかわらず、残念なことに記載されている複合布帛の実施態様の質量は5.4オンス/ヤード2を超えているため、用途によっては重過ぎるしかさばりすぎる。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【0007】
外側フィルム面を有する軽量エンクロージャを記載する。この軽量エンクロージャは、耐摩耗性などの特性を有する外側フィルム面を備えているため、耐久性のある防液性が維持される。この軽量エンクロージャは、エンクロージャの開口部を閉じているときに生命を維持するのに十分な酸素透過性を有するラミネートから形成される。外側フィルム面を備える軽量で空気透過性のラミネートも記載されている。このラミネートは、耐久性のある防液性や難燃性(CPAI-84に合格する)といった特性を持つように形成することができ、着色することもできる。
【0008】
一実施態様として、二重壁型テントの望ましい属性である空気透過性の壁と防液性を屋幕を必要とすることなく実現する一方で、以前は単一壁テント構造体に付随していた軽量性と梱包可能性という属性をさらに実現する単一壁テントが記載されている。好ましいことに、この明細書に記載した単一壁テントは、長期にわたって防液性となる外側フィルム面を持っていて、閉じたときに補助装置なしに生命を維持するのに十分な酸素透過性を有する。エンクロージャを製造するためのラミネートは、長期にわたって防液性であるとともに、外側フィルム面を有する構造体では実現不能であると以前は考えられていた性能レベルの大きな引き裂き強度と耐摩耗性を持つ。
【0009】
好ましいことに、一実施態様では、質量が8オンス/ヤード2未満の軽量ラミネートは難燃性(CPAI-84に合格する)であり、摩耗試験の後に3分間にわたって0.7psiまで長期にわたって耐液体性であると同時に、閉じたシェルターとして用いるときに生命を維持するのに十分に大きな酸素(O2)透過率(O2透過率が2m3/m2バール時よりも大きい)を有する。
【0010】
本発明の作用は、添付の図面を考慮した以下の説明から明らかになるはずである。
【図面の簡単な説明】
【0011】
【図1】テントの形態になったエンクロージャの一実施態様の斜視図である。
【図2】エンクロージャで使用するラミネートの一実施態様の断面図である。
【図3】エンクロージャで使用するラミネートの一実施態様の断面図である。
【図4】エンクロージャで使用するラミネートの一実施態様の断面図である。
【図5a】ビビー・バッグの形態になったエンクロージャの一実施態様の正面図である。
【図5b】ビビー・バッグの形態になったエンクロージャの一実施態様の側面図である。
【図6a】テントの形態になったエンクロージャの一実施態様の斜視図である。
【図6b】テントの形態になったエンクロージャの一実施態様の上面図である。
【発明を実施するための形態】
【0012】
高性能のエンクロージャ(例えば単一壁テント、ビビー・バッグ、カバーなど)を製造する際に使用できる外側フィルム面を有するラミネートを記載する。ラミネートの外側フィルム面は外側の環境に向かうように設計されていて、外側フィルム面を有するエンクロージャを形成している。外側フィルム面を有するラミネートは、多数の特性(例えば着色した外側フィルム面、耐久性のある防液性、酸素透過性、空気透過性、難燃性、少ない吸水、大きな透湿性)を持つように設計することができる。それに加え、外側フィルム層を有するラミネートは、疎油性にすること、大きな引き裂き強度を持たせること、耐摩耗性にすることができる。諸特性(例えば軽量、少ない吸水、耐摩耗性、耐久性のある防液性、難燃性、空気透過性、着色した外側面)を有する外側フィルム面を有する単一壁エンクロージャ(例えばテント)も記載されている。一実施態様には、閉じたとき生命を維持するのに十分なO2透過率を有する単一壁テントが記載されている。
【0013】
図面を参照するとエンクロージャが図1に例示されており、この図面には、テント上部(2)とテント下部(3)を有する単一壁テント(1)の斜視図が示されている。利用者がテントに出入りするため、ドア(5)を備える開口部(4)が設けられている。この開口部(4)は、環境から保護するため密封することができる。一実施態様では、テント上部(2)がテントの面積の70%超であり、テント下部(3)がテントの面積の約30%未満である軽量のテントが設計される。いくつかの実施態様では、テント下部がテント底部(6)からテント壁部(7)へと約6インチ上方に延びているため、継ぎ目(30)が地面よりも上にある。これは“バスタブ”底部としても知られている。
【0014】
テント上部は、布帛でないテント外側面(8)と、テント内側面(9)を備えている。テント上部は、ラミネートから形成される。ラミネートの例を図2、図3、図4の断面図に示してある。テント(1)の上部(2)を構成するのに役立つラミネート(20)は、少なくとも1つの追加層(22)に付着した多孔性外側フィルム(21)を備えている。この追加層(22)は、例えばラミネートに寸法安定性を与える。多孔性フィルム(21)と少なくとも1つの追加層(22)は、ラミネートの空気透過性を維持するため不連続な付着物(23)によって取り付けられる。ラミネート(20)は、外側フィルム面(24)と内側面(25)を有する。ラミネートの内側面(25)は少なくとも1つの追加層(22)の最外面であり、多孔性フィルム(21)に最も近い面の反対側にある。
【0015】
図1と図2を参照すると、テント上部(2)の布帛でない外側面(8)は、ラミネート(20)の外側多孔性フィルム(21)層の外側フィルム面(24)からなる。テントの内側面(9)は、ラミネート内側面(25)からなる。ラミネート内側面(25)は、この実施態様では、少なくとも1つの追加層(22)の面のうちで外側多孔性フィルム(21)に付着した面とは反対側の面である。したがって多孔性フィルム(21)に付着した少なくとも1つの追加層(22)が布帛である場合には、テントの内側面(9)は布帛である。
【0016】
一実施態様では、図3に示してあるように、ラミネート(20)の少なくとも1つの追加層は、不連続な付着物(23)によって外側多孔性フィルム(21)に付着させた第2の多孔性フィルム(26)にすることができる。図4に示したように少なくとも1つの追加層(22)が布帛層であるさらに別の一実施態様では、ラミネートは、不連続な付着物(23)を用いて布帛層(22)に付着させた第2の多孔性フィルムである多孔性内側フィルム(27)も備えることができる。したがってエンクロージャの内側面(9)がラミネートの面のうちで外側フィルム面(24)とは反対側の面である場合には、エンクロージャの内側面(9)は、多孔性内側フィルム(27)面も備えることができる。
【0017】
この明細書に記載したエンクロージャは、長期にわたって防液性のあるラミネートで製造される。このラミネートは最初に漏れがなく(3分間にわたって0.7psiで試験したとき)、この明細書に記載した防液性試験に従って外側フィルム面を試験したとき1000回のマーチンデール摩耗サイクルの後にも漏れがない。
【0018】
別の実施態様では、この明細書に記載したエンクロージャは、この明細書に記載した静水圧抵抗試験に従って試験したときに初期静水圧抵抗が40psiよりも大きなラミネート、または60psiよりも大きなラミネート、または80psiよりも大きなラミネート、または90psiよりも大きなラミネート、または100psiよりも大きなラミネートから製造される。ラミネートは、摩耗や汚染物質による汚染といったチャレンジの後に優れた静水圧抵抗を持つように形成することができる。いくつかの実施態様では、耐久性のあるラミネートは、この明細書に記載した摩耗チャレンジ後静水圧抵抗試験に従って試験したとき、外側フィルム面に対する1000回の摩耗サイクルの後に静水圧抵抗が40psi以上、または60psi以上、または80psi以上、または90psi以上であるように形成される。別の一実施態様では、耐久性のあるラミネートは、この明細書に記載したデート汚染試験後静水圧抵抗試験に従って試験したとき、ジエチルトルアミド(DEET)などの化学物質で汚染させる前と後の両方で静水圧抵抗が30psiよりも大きくなるように形成される。
【0019】
テントやビビー・バッグなどのエンクロージャ用として説明しているラミネートは酸素透過性であり、エンクロージャ(例えばテント)の単位面積当たりのO2拡散速度は、エンクロージャを閉じたときに占有者の生命を維持するためそのエンクロージャの中に十分な酸素が拡散するだけの値を持つ。いくつかの実施態様では、ラミネートは酸素透過率が約2m3/m2バール時以上であるものが提供されるため、この明細書に記載したようなエンクロージャにしたときに生命を維持するのに十分な酸素透過性を提供する。“酸素の十分な拡散”とは、この明細書に記載したテント上部ラミネートによってエンクロージャの中に十分な空気が入って酸素が約16%以上のレベルに維持されるため、時間経過に伴って占有者が消費する酸素が再補充されていることを意味する。別の実施態様では、ラミネートは、この明細書に記載した酸素透過性試験に従って試験したときにO2透過率が約4m3/m2バール時以上、または約6m3/m2バール時以上、または約8m3/m2バール時以上であるようにされる。
【0020】
一例として、空気透過性であり、ガーレー数が約400秒未満であり、ラミネートの一方の面から他方の面まで(したがってラミネートの厚さ全体に)連続した多孔性通路を有するラミネートは、エンクロージャの中で使用するのに十分なだけ酸素を拡散させることができる。別の実施態様では、ラミネートは、この明細書に記載したガーレー空気流試験に従って試験したときにガーレー数が300秒未満、または200秒未満、または100秒未満にすることができる。したがってガーレー数が約400秒よりも大きくなるモノリシックな被覆または層を備えるラミネートは、閉じたエンクロージャでの用途で生命を維持するのに十分な酸素透過性を提供するのに適していない。
【0021】
ラミネートに耐液体性を与えるため、多孔性フィルムは、ラミネートの形態で防液性を維持するのに十分なほど小さい空孔を持つ一方で、閉じたエンクロージャにしたときに生命を維持するためラミネートを通してO2が十分に拡散するだけの空孔度を維持している。例えば一実施態様では、防液性で空気透過性のテント上部の約70%超がこの明細書に記載したラミネートからなる防液性の単一壁テントが形成される。この実施態様のラミネートは、ガーレー数が10秒よりも大きいフィルムと、ガーレー数が15秒よりも大きいラミネートとを備えているため、望むレベルの防液性を実現するのに十分に密な空孔度の構造が実現されると同時に、このラミネートはガーレー数が400秒未満であるため、閉じたときに生命を維持するためラミネートを通ってO2が十分に拡散する。
【0022】
例えば冷涼な気候で使用するときにエンクロージャの内側面にできるだけ結露しないようにするため、透湿性または通気性が必要とされる。この明細書に記載したラミネートは通気性であり、記載した方法に従って試験したとき、透湿度(MVTR)が5000g/m2/24時間よりも大きい、または10000g/m2/24時間よりも大きい、または15000g/m2/24時間よりも大きい。
【0023】
いくつかの実施態様では、外側フィルム面を有するラミネートは難燃性であり、CPAI-84(国際キャンバス製品協会)が指定しているこの明細書に記載した垂直燃焼試験に合格する。
【0024】
この明細書に記載した軽量ラミネートは、質量を約8オンス/ヤード2未満、または約6オンス/ヤード2未満、または約4オンス/ヤード2未満、または約2オンス/ヤード2未満にすることができる。質量が約8オンス/ヤード2未満の軽量ラミネートは、この明細書に記載した試験法に従って試験したとき、経糸方向と緯糸方向の穿孔伝播引き裂き(PPT)抵抗を1質量ポンド(lbf)よりも大きくすることができる。軽量ラミネートは、経糸方向と緯糸方向のPPT抵抗を2lbfよりも大きくすること、または経糸方向と緯糸方向のPPT抵抗を2.5lbfよりも大きくすることもできる。質量が約8オンス/ヤード2未満の軽量ラミネートは、この明細書に記載したグラブ破断強度試験に従って試験したときの経糸方向と緯糸方向の破断強度を約50lbfよりも大きくすること、または60 lbfよりも大きくすることができる。
【0025】
テントやビビー・バッグなどのエンクロージャのためのラミネートを形成する際に使用するとき、生命を維持するのに十分な酸素を透過させる多孔性フィルムを製造することが望ましい。それに加え、最初と摩耗チャレンジ後の両方で防液性であるラミネートが望ましい場合には、耐摩耗性フィルムを使用せねばならない。多孔性の空気透過性フィルムは容易に摩耗して材料が水を通すようになる可能性がある。摩耗チャレンジ後に長期にわたって防液性であるといった特性を提供するため、この明細書に記載したいくつかのラミネートは、この明細書に記載したボール破裂試験に従って測定したときのボール破裂負荷が17 lbfよりも大きな膜、またはボール破裂負荷が約19lbfよりも大きな膜を備えている。この明細書に記載した試験法に従って試験したときの平均弾性率が40MPaよりも大きな膜、または平均弾性率が約60MPaよりも大きな膜、または平均弾性率が約80MPaよりも大きな膜も、この明細書に記載したラミネートを形成するのに使用されてきた。この明細書に記載した試験法に従って試験したときの平均最大負荷が10Nよりも大きな膜も、耐久性のあるラミネートを形成するのに役立つ。
【0026】
外側多孔性フィルム(21)は、例えばフルオロポリマーから製造したポリマー・フィルムを含んでいる。適切なフルオロポリマーとして、例えば処理して多孔性または微孔性の膜構造を形成できる延伸フルオロポリマー(例えばポリテトラフルオロエチレン(PTFE))が挙げられる。例えばPTFEは、例えばアメリカ合衆国特許第3,953,566号または第7,306,729号などの特許に教示されている方法に従って延伸させたとき、フィブリルによって互いに接続されたノードを特徴とする微孔性膜構造を形成することができる。一実施態様では、ポリフルオロブチルエチレン(PFBE)のコモノマー単位を有する延伸PTFEフルオロポリマー・フィルムが、アメリカ合衆国特許第6,541,589号に従って製造される。延伸PTFE(ePTFE)フルオロポリマーは、ポリマーの全質量を基準にしてPFBEのコモノマー単位が約0.05質量%〜約0.5質量%であるポリテトラフルオロエチレン(PTFE)を含むことができる。
【0027】
一実施態様では、外側多孔性フィルム(21)は、フィブリルによって互いに接続されたノードを特徴とする微細構造を有する延伸ポリテトラフルオロエチレン(PTFE)である。この多孔性フィルムの空孔は十分に密であるため防液性であり、しかも十分に開放されているためフィルムを通って空気が拡散することができる。一実施態様では、これは、ガーレー数が10秒超かつ400秒未満のePTFE膜を用意することによって実現される。一実施態様では、最初に、引き伸ばしたときにノードとフィブリルからなる微細構造を作り出すのに適したポリテトラフルオロエチレン(PTFE)樹脂を混合することによって多孔性フィルムが製造される。この樹脂を、脂肪族炭化水素からなる潤滑押し出し助剤(例えばミネラル・スピリット)と混合する。この混合された樹脂は、公知の手続きによって円筒形ペレットに成形され、ペースト押し出しされて望む押し出し形状(テープまたは膜が好ましい)になる。この製品は、カレンダにかけられてロールの間で望みの厚さにされた後、熱で乾燥させて潤滑剤を除去される。乾燥した製品は、例えばアメリカ合衆国特許第3,953,566号または第7,306,729号の教示内容に従って機械の中で引き伸ばすこと、および/または横断方向に引き伸ばすことによって延伸され、フィブリルによって互いに接続されたノードを特徴とする延伸PTFE構造が生じる。次に、このePTFE製品をPTFEの結晶の融点よりも高温(例えば約343℃〜375℃)に加熱することによってアモルファス状態に固定する。
【0028】
延伸フルオロポリマー膜のノードとフィブリルからなる多孔性構造により、被覆材料および/または印刷材料をこの多孔性基板に接着することが可能になる。フルオロポリマー膜(例えばePTFE)は表面エネルギーが低いためにたいていの表面処理をはじくことが知られている。そのため耐久性被覆物(例えば着色剤を含むもの)を付着させるのは難しい。しかし一実施態様では、被覆組成物は、結合剤と、ラミネートの外側フィルム面として用いられるフィルム面を着色する着色剤とを含んでいる。この被覆組成物は、延伸フルオロポリマー構造のノードおよび/またはフィブリルを被覆または封止して耐久性のある美的外観を形成する。
【0029】
外側フィルム面として用いるのに適したフィルムは、印刷されたときに耐久性のある美観を提供する面を有する。美観を伴った耐久性は、いくつかの実施態様では、多孔性基板の空孔に嵌まるほど粒径が小さい顔料を含む着色用被覆組成物を用いて実現できる。多孔性または微孔性の膜に関しては、直径の平均値が約250nm未満の顔料粒子が、耐久性のある色を形成するのに有用である。この被覆組成物はさらに、多孔性基板を湿らせて顔料を空孔の壁に結合させることのできる結合剤系を含んでいる。一実施態様では、フィルムの面を着色剤で着色して単色またはパターン(デザイン)にすることができる。多数の顔料を用いることによって、または1種類以上の顔料の濃度を変えることによって、またはその両方の技術によって、多数の色を付着させることができる。一実施態様では、テント上部は、印刷その他の付着技術によって着色された外側フィルム面が90%を超える一方で、ラミネートの一方の面から他方の面へと貫通する空孔度が維持されている着色外側フィルム面を備えているため、閉じたエンクロージャとして使用するときに適度なO2透過性が維持される。
【0030】
着色剤を含む被覆組成物は、多彩な色とデザイン(例えば無地、カムフラージュ・パターン、印刷パターン)になるように付着させることができる。被覆組成物は、カムフラージュ・パターン(例えば森林や砂漠のパターン)を印刷する際に使用するのに適した1種類以上の着色剤を含むことができる。一実施態様では、多孔性フィルムの表面に森林カムフラージュ・パターンを印刷する際に使用するのに適した被覆組成物は、黒色と、茶色と、緑色と、明るい緑色の着色剤を含んでいる。別の一実施態様では、被覆組成物は、茶色と、カーキ色と、褐色の着色剤を含んでいて、砂漠カムフラージュ・パターンを印刷するのに適している。他の実施態様は、これら2つの例の中での濃淡のバリエーションを持つ着色剤を含有する組成物を含んでいる。
【0031】
被覆組成物は、いくつかの方法で膜に付着させることができ、その結果として着色外側フィルム面が形成される。多孔性フィルムを着色するための付着法として、転写被覆法、スクリーン印刷法、グラビア印刷法、インク-ジェット印刷法、ナイフ・コーティング法などがあるが、方法がこれだけに限られるわけではない。空気透過性が維持されるよう、ラミネート全体に十分な空孔が残されるという条件で、ラミネートの外側フィルム面またはエンクロージャの外側フィルム面を形成する多孔性フィルムに対して追加の局所的な処理を適用することができる。追加の処理によって機能性(例えば疎油性)を与えることができる。疎油性被覆の例として、例えばフルオロポリマー(例えばフルオロアクリレート)や、アメリカ合衆国特許出願第11/440,870号に教示されている他の材料が挙げられる。
【0032】
少なくとも1つの追加層(22)がラミネート(20)の外側多孔性フィルム(21)の内側面に接合されてラミネートに寸法安定性を与える。この少なくとも1つの追加層は、閉じたエンクロージャの中で使用するラミネートで用いられる場合に生命を維持するのに十分なレベルの酸素透過性を実現するように選択せねばならない。フィルムに接合されるこの少なくとも1つの追加層は、布帛であるか、布帛でない。この複合体に寸法安定性を与える布帛として、例えば寸法安定な織布、ニット、不織布などがある。難燃性(FR)が必要とされる場合には、FR繊維(例えばNomex(登録商標)やKevlar(登録商標)という商品名で売られているアラミド繊維、ポリベンゾイミダゾール(PBI)、その混合物、アクリル系繊維(例えばアクリル系繊維で包んだファイバーグラス))などの材料を含む元々難燃性の軽量布帛を用いることができる。使用可能な他の難燃性材料として、難燃性(FR)ワタ、FRレーヨン、FRナイロン、FRポリエステルなどがある。
【0033】
少なくとも1つの追加層(22)が布帛でない層(例えば多孔性内側フィルム(図3の26))である場合には、その多孔性フィルムは、外側フィルム層と同じでも異なっていてもよい。多孔性内側フィルム(26)が外側フィルム層(21)と異なっている場合には、寸法安定性、防液性などの特性を提供するものを選択することができる。一実施態様では、例えば耐久性のある印刷された面を提供するためにより大きな平均流細孔径を持つよう選択されていて、例えば長手方向と横断方向に大きなラミネート引き裂き強度を与えるために不連続な付着物(23)によってより強い第2の多孔性内側フィルム(26)に付着された外側フィルム層(21)を備えるラミネート(20)が提供される。別の実施態様では、多孔性内側フィルムは、ラミネートに長手方向と横断方向の大きな破断強度を与えるように選択される。
【0034】
被覆物を少なくとも1つの追加層に設けてラミネートに多彩な特性を与えることもできる。例えば結合剤と着色剤を含む被覆組成物を少なくとも1つの追加層(22)に付着させ、その層を単色で着色すること、または2色以上のパターンで着色することができる。布帛またはフィルムの形態になった少なくとも1つの追加層は、外側フィルムと同じ技術または異なる技術により、同じか異なる色またはパターンに着色することができる。一実施態様では、多孔性内側フィルム(26)は光を阻止する特性を提供することが望ましいため、黒などの暗い色に着色することができる。ラミネートの多孔性内側層を着色することにより、光を阻止するため追加の層を付加するといった従来法の代わりに、ラミネートを実質的に重くせずに光を阻止することができる。光を阻止する内側面を有するラミネートは、例えばエンクロージャの内側で発生する光がそのエンクロージャの外から見えないようにすることが望ましいテントの用途で役に立つ。いくつかの実施態様では、ラミネートは、この明細書に記載した透過光学密度試験に従って測定したときに光透過率が10%未満であるように構成される。
【0035】
外側多孔性フィルム層(21)と少なくとも1つの追加層(22)は、ラミネートの一方の面から他方の面まで連続した空孔の通路または経路が維持されるようにして互いに接合される。不連続な付着物(23)が、互いに貼り合わされて複合体となったときに層の空気透過性が維持されるように取り付けられる。不連続な付着物は、接着性付着物(例えば不連続な接着層)の形態が可能である。接着性組成物として、ポリウレタン、難燃性ポリウレタン、シリコーンなどの熱硬化性接着剤がある。熱可塑性接着剤として、熱可塑性ポリウレタン、熱可塑性難燃性ポリウレタンなどがある。多孔性膜層と少なくとも1つの追加層は、ラミネーション・プロセス(例えばグラビア・ラミネーション、スプレー接着性結合、熱可塑性スクリムを用いた溶融結合)を通じて接着剤によって付着される。空気透過性を最大にするため、不連続な接着層を用いて層を互いに接合する。
【0036】
一実施態様では、透湿度が5,000g/m2/24時間超で(CPAI-84による)難燃性試験に合格すること、(ASTM D 3776に従って測定したときに)質量が4.0オンス/ヤード2以下であること、(ASTM D 1424に従って測定したときに)経方向と緯方向の引き裂き強度が1.5 lbf以上であること、(ASTM D 5035に従って測定したときに)経方向と緯糸方向の両方で破断強度が20 lbf以上であること、(摩耗防液性試験によって測定したときに)摩耗試験後に防液性であること、摩耗試験後に静水圧抵抗が35psi以上であることの中から選択した1つ以上の特性を持つラミネートが形成される。
【0037】
上記のラミネートを用いて製造した構造体として、テントなどの軽量エンクロージャがあり、その中には単一壁テント、ビビー・バッグ(図5aと図5b)などがある。形成された軽量の単一壁テント(1)は、図1、図6a,図6bに例示してあるように、標準的な支柱(28)を備えている。図1、図6a,図6bでは、テント開口部(4)をドア(5)で閉じることができる。ドア(5)は、テント上部(2)、またはテント下部(3)、またはテント上部とテント下部の両方に位置していて、ジッパーや面ファスナー(29)などの閉鎖手段で閉じることができる。ドア(5)がテント上部(2)に位置している場合には、ドア(5)は上部(2)を形成する材料で構成してもよいし、異なる材料で構成してもよい。ドア(5)がテント上部(2)に位置していて、ドア(5)がテント上部(2)の残部とは異なる材料でできている場合には、その材料は、テント上部(2)の残部の材料によって与えられる望む空気透過性、および/または望む防液性、および/または望む難燃性、および/または望む軽量性という特徴が維持されるように選択せねばならない。閉鎖手段(29)は、水が侵入しないように選択することができる。継ぎ目(30)を利用し、縫合、または接着、または他の物理的接合法によってテント上部(2)とテント下部(3)を接合する。防液性を有する継ぎ目を利用することができる。すると例えば少なくとも3分間にわたって少なくとも0.7psiの圧力の試験流体でチャレンジしたときに漏れや滲出しない継ぎ目が提供される。
【0038】
一実施態様では、質量が標準的なテント用支柱を含めて約8ポンド未満の二人用単一壁テントを構成することができる。別の一実施態様では、外側フィルム面を有する図6bに示したような一人用の軽量単一壁テントは、質量が4ポンド未満、梱包体積が500インチ3未満、O2透過率が3m3/m2バール時以上である。このテントは床領域(32)に加えて玄関(31)を備えているため、例えば耐摩耗性であることで長期にわたって防液性である難燃性ラミネートから形成された寝袋(33)を十分に収容できる。
【0039】
図5aと図5bに例示してあるような軽量かつ耐久性のある防液性のビビー・バッグの一実施態様を形成することができる。図5aからわかるように、ビビー・バッグは、外側フィルム面(33)と、エンクロージャに出入りするためのドア付き開口部(34)とを備える構成である。この軽量のビビー・バッグは、付着手段(36)によってエンクロージャに取り付けることのできる支柱(35)を持つ構成である。このビビー・バッグは、難燃性、耐久性のある防液性、閉じたときに生命を維持するのに十分な酸素透過性といった特性を持つ構成にすることができる。
【0040】
さらに別の一実施態様では、外側フィルム面(24)を有するラミネート(20)を備えるエンクロージャを製造し、二重壁シェルターの屋幕の代わりにこのエンクロージャを用いることができる。例えば、外側フィルム面を持っていてこの明細書に記載したラミネートが含まれたエンクロージャを備える二重壁型テントまたはビビー・バッグを構成することができる。ここではエンクロージャは、既存の二重壁型テントの残部の上から使用する上部屋幕として設計される。このエンクロージャは、長期にわたる防液性、少ない吸水、耐摩耗性、大きな透湿度、難燃性の中から選択した1つ以上の特性を持つことが望ましい。
【0041】
試験法
【0042】
面積当たりの質量
【0043】
Mettler-Toledo社のモデル1060という質量計を用い、サンプルの面積当たりの質量をASTM D 3776(布帛の面積当たりの質量(質量)に関する標準的な試験法)試験法(オプションC)に従って計測する。この質量計は、サンプルを計量する前に再度較正する。質量はオンスを単位とし、最も近い半オンスの値に丸めて記録する。この明細書に記載してあるようにしてこの値をg/m2に変換した。
【0044】
膜の密度
【0045】
本発明による膜材料の実施例と比較例の密度を測定するため、サンプルについて物性データを回収した。上記のようにして165mm×15mmのサンプルを測定し、その質量(Mettler-Toledo社の化学天秤モデルAB104を使用)と厚さ(Kafer社のFZ1000/30挟みゲージを使用)を明らかにした。このデータを利用すると以下の式から密度を計算することができる。
【0046】
【数1】

【0047】
該式中、ρ=密度(g/cc)、
m=質量(g)、
w=幅(1.5cm)、
l=長さ(16.5cm)、
t=厚さ(cm)である。
【0048】
膜の厚さ
【0049】
本発明による膜材料の厚さを測定するため、挟みゲージ(Kafer社のFZ1000/30)を使用した。各サンプルの少なくとも4つの領域で測定を行なった。これら複数回の測定の平均値を各膜の厚さの値として報告する。
【0050】
ガーレー空気流
【0051】
FED-STD-191A法5452に従い、50ccの空気がサンプルを通過するのに必要な時間を基準にして各サンプルの空気透過率を測定したが、以下の点が異なっている。すなわち試験する前に試料を密封することで、よく密封されていて試験中に周囲からの漏れがないようにした点を除き、この試験法に従った。
【0052】
平均流細孔径試験
【0053】
多孔性膜の細孔の平均直径を平均流細孔径(MFP)として記録した。MFPを測定するため、直径25mmの膜サンプルを取得し、ペルフルオロポリエーテルで湿らせた。湿らせたこの膜サンプルをCoulter社のポロメータの中に配置し、最終製品の細孔の平均直径を決定した。
【0054】
靭性、最大負荷、MTS、弾性率の試験法
【0055】
ダイス・パンチを用いてePTFE製膜状ウェブから長さ165mm×幅15mmの長方形のサンプルを切り抜くことによってサンプルを用意した。膜状ウェブは、サンプルを切断する領域に皺がないようにして切断テーブルの上に配置した。次に165mm×15mmのダイスを膜(一般にウェブの中央部200mm)の上に、膜の長軸が試験することになる方向に平行になるようにして配置した。この明細書で測定する方向は、(処理中に移動する方向に平行な)長手方向と(処理中に移動する方向と垂直な)横断方向である。ダイスが配置されるとそのダイスに圧力を加えて膜状ウェブを切断する。この圧力を除去して試験用の長方形のサンプルを検査し、縁部に欠陥がないことを確認する。欠陥があると、引っ張り試験に影響する可能性がある。
【0056】
長手方向(L)と横断方向(T)で少なくとも3つのサンプルを切断して膜状ウェブの特徴を明らかにすべきである。サンプルの用意ができると測定を行ない、質量(Mettler-Toledo社のモデルAB104という化学天秤を使用)と厚さ(Kafer社のFZ1000/30挟みゲージを使用)を明らかにした。その後、Merlin社のシリーズIXソフトウエア(バージョン7.51)が走るInstron社の5500引っ張りテスターを利用して各サンプルを試験し、引っ張り特性を明らかにした。サンプルを引っ張りテスターの中に挿入し、グリップ・プレートとしてInstron社のカタログ番号2702-015(ゴムで被覆したフェース・プレート)と2702-016(縁に刻みのあるフェース・プレート)を用い、サンプルの各端部がゴムで被覆した1つのフェース・プレートと縁に刻みのある1つのフェース・プレートの間に保持されるようにして保持した。これらグリップ・プレートに加えた圧力は約50psiであった。グリップ間のゲージ長は50mmに設定し、クロスヘッドの速度(引っ張り速度)は508mm/分に設定した。0.1kNの負荷セルを用いてこれらの測定を行ない、データを50箇所/秒の速度で回収した。比較可能な結果が確実に得られるようにするため、実験室の温度は68°F〜72°Fにせねばならなかった。最後に、サンプルがグリップの界面で破損した場合には、データを破棄した。
【0057】
膜状ウェブの特徴を明らかにするには長手方向と横断方向の少なくとも3つのサンプルをうまく引っ張らねばならない(グリップの位置で滑って外れたり破損したりしない)。データの分析と計算は、Merlin社のソフトウエア、または他の任意のデータ分析パッケージを用いて行なった。最初に、L方向とT方向に関する引っ張り試験中にサンプルが耐えることのできる最大負荷を明らかにした。次に、以下の式によってL方向とT方向に関する最大負荷をサンプルの物性(厚さと密度)に合わせて規格化し、L方向とT方向の最大引っ張り強さを計算した。
【0058】
【数2】

【0059】
該式中、
MTS=最大引っ張り強さ(MTS)(単位はMPa)、
Fmax=試験中に測定された最大負荷(ニュートン)、
ρ0=PTFEの理論密度(2.2g/cc)、
l=サンプルの長さ(cm)、
m=サンプルの質量(g)である。
【0060】
次に、Lに関する最大負荷とTに関する最大負荷を平均することによって平均最大負荷を計算した。平均最大引っ張り強さは、Lに関する最大引っ張り強さとTに関する最大引っ張り強さを平均することによって計算した。
【0061】
各サンプルの靭性は、L方向とT方向のそれぞれに関してサンプルからの応力-歪み曲線でその曲線の下の面積を積分し、3回の測定値を平均することによって明らかにした。この数値はサンプルを破壊するのに必要なエネルギーを表わしており、サンプルの靭性として表示する。次に、L方向の靭性とT方向の靭性を平均することによって平均の靭性を計算した。
【0062】
各サンプルの弾性率は、応力-歪み曲線の線形な弾性部分から勾配を求めることによって決定する。最初に、長手方向(L)と横断方向(T)の弾性率を3回の測定の平均値として計算する。次に、Lの弾性率とTの弾性率を平均することによって平均の弾性率を求める。
【0063】
ボール破裂強度
【0064】
Chatillon社の試験スタンドで用いるための試験法とそれに関係するサンプル取り付け装置は、W.L. Gore & Associates社が開発した。この試験では、材料(例えば布帛(織布、ニット、不織布など)、多孔性または非多孔性のプラスチック・フィルム、膜、シートなど、これらのラミネート、平坦な形状の他の材料)の破裂強度を測定する。
【0065】
試料を、直径7.62cmの開口部を有する2つの環状締め付けプレートの間に、ぴんと張ってたるんでいない状態に取り付けた。研磨した直径2.54cmの鋼鉄製のボール状先端部を有する金属製ロッドを用いて試料の中心部に(X-Y平面の方向に垂直な)Z方向に負荷を加えた。このロッドは、他端を、Chatillon社のモデルTCD-200という材料試験スタンドに取り付けた適切なChatillon社の力測定器に接続した。負荷は、試料が破損するまで、25.4cm/分の速度で加えた。破損(引き裂き、破裂など)は、締め付けた領域内のどこかで起こる可能性がある。結果は、破損する前に加えた力の最大値の3回の測定値の平均として記録した。
【0066】
試験は室内の周囲温度と周囲湿度で実施した。それは、一般に、21℃〜24℃、相対湿度35%〜55%である。ボール破裂データは、サンプルの面積当たりの質量の関数としてのボール破裂強度として表現することができる。なおサンプルの面積当たりの質量は、サンプルの密度と厚さの積から決定することができる。
【0067】
透湿度試験(MVTR)
【0068】
サンプルの透湿度をISO 15496に従って決定したが、装置水蒸気透過度(WVPapp)に基づき、以下の変換式を利用してサンプルの水蒸気透過度(WVP)をMVTR透湿度(MVTR)に変換した点が異なっている。
【0069】
【数3】

【0070】
酸素透過率
【0071】
最初に、試験する材料層から適切なダイスを用いて直径11.2cmの円形サンプルを切り抜くことによって試験サンプルを用意した。試験ではサンプルを2つのチェンバーの間で密封状態にした。第1のチェンバーには固定濃度の酸素を当て、第2のチェンバーには窒素を満たす。試験中、酸素センサーを用いて第2のチェンバー内の濃度の上昇を時間の関数として測定する。報告する値は酸素透過率であり、その単位はm3/m2時間バールである。
【0072】
試験装置は、酸素センサーを取り付けた試験セルで構成した。タイプFY 9600-O2という範囲が0〜100%の酸素センサーをAhlborn Mess und Regelungstechnik社(ホルツキルヒェン、ドイツ国)から入手した。試験セルは円筒形であり、有意な酸素の侵入を完全に阻止するためすべてのポートを密封した。試験セルには循環ファンを取り付け、セル内がよく混合された環境に維持されるようにした。窒素を試験セルの中に供給した。試験手続きには、セル内から酸素センサーをデータ記録ユニットに接続し、次いで窒素供給ラインを測定セルに接続し、測定セルの中で送風機をオンにし、酸素センサーを12.8〜13.0mVに較正し(酸素が約20.9%)、試験サンプルを測定セルの上に配置する操作が含まれていた。サンプルが乾燥状態である間に測定を行なった。データ記録ユニットは、3秒ごとにデータ点1個の割合でサンプリングを行なった。10秒後、窒素供給ラインを開き、すべての酸素センサーが3.0mV(酸素が約5%)に低下するまで測定セルを窒素で満たした。次に窒素供給ラインを閉じ、酸素流を測定した。すべての酸素センサーが10.0mV(酸素が約15%)を超えるまでデータの回収を継続し、その後記録作業を停止した。
【0073】
酸素が5%〜15%の範囲内の結果の評価には、データ記録ユニットから個々の測定セルのデータを読み取って計算プログラムに入れ、布帛の幅に沿った3つの個別の結果の平均値を決定する操作が含まれていた。この方法によって決定した透過率Pは、単位がm3/m2時間バールであった。
【0074】
穿孔-伝播引き裂き抵抗(PPT)
【0075】
サンプルの穿孔-伝播引き裂き抵抗(PPT)を、“プラスチック・フィルムと薄いシートの穿孔-伝播引き裂き抵抗に関する標準的な試験法”という名称のASTM D 2582に従って明らかにした。この試験法からは、各サンプルについて偏差のないPPTのデータが生成した。
【0076】
静水圧抵抗
【0077】
各サンプルの初期静水圧抵抗を、被覆された布帛の標準的な試験法であるASTM D 751に従って明らかにした。サンプルは、ラミネートの外側フィルム面が水と向かい合う向きにした。サンプルが破断するまで圧力を増加させた。記録した静水圧抵抗は、サンプルが破断した静水圧抵抗の値であった。この値はポンド/平方インチ(psi)で記録した。
【0078】
デートによる汚染後の静水圧抵抗
【0079】
デート(ジエチル-メタ-トルアミド)による汚染後の静水圧抵抗を被覆された布帛の標準的な試験法であるASTM D 751に従って明らかにしたが、以下の点が異なっていた。試験するサンプルの3つの試料を、4インチ×4インチ×1/4インチのガラス製プレートの上に、ラミネートの外側フィルム面が上を向くようにして平らに置いた。75%のジエチル-メタ-トルアミドと25%のエタノールを含む3滴のジエチル-メタ-トルアミドを各試料の中央に付着させた。次に、同じサイズの第2のガラス製プレートを試料の上に載せ、そのガラス製プレートの上に4ポンドの錘を載せた。16時間後、試料をガラス製プレートの間から取り出してすぐに、ラミネートの外側フィルム面が水と向かい合う向きにして、ASTM D 751の静水圧抵抗試験法に従って静水圧抵抗を調べた。
【0080】
試験の間、サンプルが破断するまで圧力を増加させた。記録した静水圧抵抗は、サンプルが破断した静水圧抵抗の値であった。この値はポンド/平方インチ(psi)で記録した。
【0081】
摩耗チャレンジ後の静水圧抵抗
【0082】
摩耗チャレンジ後の静水圧抵抗を、被覆された布帛の標準的な試験法であるASTM D 751に従って明らかにしたが、以下の点が異なっていた。各試験試料の摩耗試験を、ASTMの標準的な試験法であるD4966-98(マーチンデール試験法)に従って実施した。選択した摩耗材は羊毛のフェルトであった。ラミネートは、その外側フィルム面を摩耗材としての羊毛を用いて1,000サイクルにわたって摩耗させる向きにした。次に各試料の静水圧抵抗を、外側フィルム面が水と向かい合う向きにして、ASTM D 751に従って明らかにした。
【0083】
垂直燃焼試験
【0084】
垂直燃焼抵抗を、布帛の難燃性に関する標準的な試験法(垂直試験)であるASTM D 6431に従って明らかにした。メタン・ガス(純度99%)と鉛直燃焼性テスター(United States Testing社、ホーボーケン、ニュージャージー州のモデル7635A)を使用した。試験試料のサイズは3インチ×12インチであった。サンプルは、試験前の少なくとも24時間にわたって70±2°F、65±2%RHの状態にした。
【0085】
試料は、残炎が2秒以内で試験中に融解や滴下が観察されないこと(融解-滴下なし)によって垂直燃焼試験に合格する場合に難燃性であるとした。
【0086】
グラブ破断強度試験
【0087】
各サンプルの破断強度を、織布の破断強度と伸張に関する標準的な試験法(グラブ試験)であるASTM D 5034に従い、“グラブ”タイプのサンプルと一定速度の伸張を利用して明らかにした。各締め具は、1インチ×1インチのサイズの前方顎部と1インチ×3インチのサイズの後方顎部を備えており、力を加える方向に垂直な方向のサイズがより大きくなっていた。サンプルは、試験前の少なくとも24時間にわたって70±2°F、65±2%RHの状態にした。1つのサンプルにつき3つの試料を試験し、これら3つの試料の平均値をグラブ破断強度の値として質量ポンド(lbf)を単位として記録した。
【0088】
撥油性試験
【0089】
この試験では、ラミネート・サンプルの最も外側のフィルムの側を試験するとき、AATCC試験法118-1983を利用して油等級を測定した。3滴の試験用油をサンプルの表面に載せる。ガラス製プレートを油滴の上に直接載せる。3分後、ガラス製プレートを除去し、過剰な油は表面からすべて取り除く。サンプルのフィルム側に試験用油の侵入や染みを示す外観の変化がないか、目視によって調べる。油等級は、試験しているサンプルのフィルム側に目に見える染みがない最大数の油に対応する。
【0090】
防液性(ズーター)試験前の摩耗(マーチンデール)
【0091】
摩耗に関して利用する試験は、布帛の耐摩耗性に関する標準的な試験法であるASTM D.4966-98(マーチンデール試験法)である。サンプルのラミネートを、摩耗材としての外側フィルム面を利用して同じ試験サンプル片に、または摩耗材としての羊毛フェルト片にこすりつける操作を以下のようにして1,000サイクル実施した。
【0092】
約5.5平方インチの摩耗材片の後、同じサイズの標準的なラミネート片を試験テーブルの上に置いた。機械に取り付ける錘をテーブルの上に置いてサンプルを平坦にした。取り付ける錘を所定の位置に配置してテーブルに摩耗材を固定した後、錘を取り除いて折り返しや皺がないか調べた。次に試料を、下を向けて試料ホルダの中に配置した。組み立てたホルダを正しい摩耗材とともに機械の上に配置した後、必要な錘を追加して各試料に圧力を加えた。圧力の大きさは1.31±0.03psiであった。望む操作数を記録するためにカウンタを設置し、機械を始動させた。1,000サイクル後、目視試験を実施した。
【0093】
美観に変化がないか、摩耗したサンプルを目視によって調べる。サンプルをあらかじめ処理した後、試験前の少なくとも4時間にわたって70±2°F、65±2%RHの状態にした部屋に置いた。
【0094】
防液性試験(ズーター)
【0095】
防液性試験を以下のようにして実施した。改変したズーター試験装置を用い、水を代表的な試験液体としてラミネートの防液性を調べた。2つのゴム製ガスケットによって締め付ける構成で密封した直径約4.25インチのサンプル領域に水を強制的に当てる。サンプルの外側フィルム面が水を強制的に当てる面となるような向きにしてサンプルを試験する。貯水槽に接続したポンプによってサンプル上の水圧を約0.7psiまで上昇させる。その値は適切な計器によって示され、直列な弁によって調節される。試験サンプルをある角度位置にし、水を循環させてサンプルの下面に空気ではなく水が接触するようにする。サンプルの外側フィルム面とは反対側の面を3分間にわたって観察し、サンプルを貫通した水が現われるかどうか調べる。その表面に見られる液体の水は漏れと解釈される。3分間以内にサンプルの表面に液体の水が見られない場合に合格(防液性)となる。この試験に合格することが、この明細書における“防液性”の定義である。(例えば滲出、ピンホール漏れなどの形態の)水が少しでも見られるサンプルは防液性ではなく、試験に不合格である。
【0096】
透過光学密度試験
【0097】
サンプルに関する室温での透過光学密度を、Tobias Associates 社(アイヴィーランド、ペンシルヴェニア州、アメリカ合衆国)が供給しているデスクトップ式密度計モデルTRX-N装置を用いて測定した。この装置は、光源と、475nm〜575nmでのスペクトル応答が20%超のシリコン製光検出器とからなる。この装置は、フィルムの光学密度を透過モードと反射モードの両方で測定することができる。すべての測定で透過モードを使用した。
【0098】
%透過率は、サンプルを透過した入射光の量を反映する1つの測定値である。透過率は以下の式によって定義される。
【0099】
【数4】

【0100】
該式中、ODは光学密度である。
【0101】
装置はウォーム・アップに約10分間必要である。試験領域は直径約3mmであり、測定する試料は試験領域を完全にカバーするのに十分な幅であった。試験手続きは以下のようであった。
【0102】
1.検出器のアームを光ポートまで下げて制御ボタンを押すことによってゼロに設定した。
2.ディジタルの読み取り値はゼロであった。そうでない場合にはゼロ・レバーを押してリセットした。
3.結果を記録した。
4.光ポートが覆われるようにして試験試料を光テーブルの上に置いた。
5.光ポートを覆っているサンプルまで検出器のアームを下げて制御ボタンを押した。
6.LEDディスプレイからの結果を記録した。
7.ステップ5〜8を残りの試料で繰り返した。
【0103】
光学密度の測定結果を、7区分発光ダイオード表示ユニット上に、1つの数字に1個のユニットを割り当てて表示した。この明細書では、材料は、475nm〜675nmでの%透過率が10%未満のときに不透明であると見なされる。
【0104】
吸水試験
【0105】
Mettler-Toledo社(コロンバス、オハイオ州)から入手できる製品番号AG104という較正した質量計を用いて8"×8"の正方形サンプルを計量した。この質量計は、0.1mgまで読み取れる。次にサンプルを、ASTM D751“被覆された布帛の標準的な試験法”のセクション41〜49“静水圧抵抗手続きB”に記載されているような静水圧テスターの中に配置する。この静水圧テスターは、直径4.25"の円形チャレンジ領域を有する。サンプルは、外側を向く面として設計されたラミネートの表面が5分間にわたって0.7psiで水のチャレンジを受けるように配置する。配置または取り出しの間にサンプルの裏面に残った水が付着したり吸収されたりすると読み取り値が変化するため、そうならないように注意せねばならない。サンプルを露出させた後にテスターから取り出し、上記の質量計で再度計量する。増加した全質量は、直径4.25"の円形チャレンジ領域で吸収された水によると考えられる。なぜならサンプルを所定の位置に保持するのに大きな締め付け圧を加えたからである。吸水はこの領域に基づいており、以下の計算式を利用してg/m2に変換する。
【0106】
【数5】

【0107】
以下の実施例は、本発明をいかにして実行し、利用できるかを示しているが、本発明の範囲をこれら実施例に制限する意図はない。
【0108】
実施例
実施例1
外側を向いた印刷された外側フィルム面と、着色されていない内側フィルム面と、これら2つのフィルム層に挟まれてラミネートにされた難燃性布帛とを備える3層ラミネートを形成した。
【0109】
難燃性布帛は、NOMEX(登録商標)シナジー・ライトという商品名の1.5オンス/ヤード2の織布であった(フィラメント1つにつき1.7デニールで繊維の長さを1.5"〜2"に切断したNOMEXタイプ462(93%NOMEX(登録商標)アラミド繊維、5%Kevlar(登録商標)アラミド繊維、2%P-140)Gore PN WCBZ000)。
【0110】
PTBEを含むPTFEからアメリカ合衆国特許第6,541,589号に従って延伸ポリテトラフルオロエチレン(PTFE)膜を製造し、アメリカ合衆国特許第3,953,566号に教示されている方法に従ってポリテトラフルオロエチレン(PTFE)を含む延伸膜にした。この微孔性延伸PTFE膜は水蒸気と空気を透過させ、表1に膜の実施例1(M1)として示した特性を持っていた。
【0111】
ラミネートは以下のようにして構成した。難燃性ポリウレタン・ホットメルト水分硬化性接着剤を用いて1つの膜を織布の一方の側に被覆率約35%の離散的ドット・グラビア・パターンで貼り合わせた。アメリカ合衆国特許第4,532,316号に従って最初に接着性樹脂を形成し、次いで反応装置の中にリンをベースとした接着剤を全ポリマー樹脂の質量の約20%の量で添加することでリン元素の含有量を接着樹脂混合物の全質量を基準にして約3質量%にした難燃性ポリウレタン接着剤を調製した。
【0112】
この接着剤を第1の微孔性延伸PTFE膜に付着させた。次に、つや出し用ニップ・ロールの中で布帛の第1の側を第1の微孔性延伸フィルムの接着剤処理した側に貼り合わせて2層ラミネートを形成した。周囲条件で約24時間にわたって硬化させた後、同じ接着剤を第2の微孔性延伸PTFE膜に付着させることによって第2の微孔性延伸PTFE膜を織布の第2の側(第1の膜とは反対側)に貼り合わせ、次いですでに製造してある2層ラミネートの布帛側に接着した。接着剤は、被覆率約35%の同じ離散的ドット・グラビア・パターンで付着させた。外側ラミネート面と内側ラミネート面の両方に微孔性延伸PTFE膜を有する3層ラミネートが得られた。
【0113】
溶媒をベースとしていてフルオロポリマー膜を湿らせることのできるインクを用いて3層ラミネートの1つの膜面に印刷し、ラミネートの印刷された外側フィルム面を形成した。この3層ラミネートの膜の表面に、多色で溶媒をベースとしていて顔料を含むインクと、Epson(登録商標)社の溶媒許容インク-ジェット・プリンタを用いてカムフラージュ・パターンに印刷した。溶媒インクは、表面エネルギーが低い微孔性フルオロポリマーの面を濡らすとともに、インク-ジェット印刷ヘッドに必要な液滴を形成できるようなものを選択した。使用した顔料は、平均粒径が約250nm未満であった。
【0114】
印刷された微孔性延伸PTFEフィルムは、フルオロカーボン・ポリマー結合材と湿潤剤を用いて疎油性にした。結合剤系は、約2.6gのWitcolate(登録商標)ES2(30%溶液)(Witco Chemicals/Crompton社、セントルイス、ミズーリ州)と、約1.2gの1-ヘキサノール(Sigma-Aldrich Chemical社、セントルイス、ミズーリ州)と、約3.0gのフルオロポリマー(AG8025、旭硝子社、日本国)を約13.2gの脱イオン水の中で混合することによって調製した。印刷された微孔性延伸PTFEフィルムには、ローラーを用いて手作業でその混合物を被覆し、被覆物の質量を約3g/m2にした。被覆物は190℃で2.5分間にわたって硬化させた。
【0115】
3層ラミネートで得られた疎油性の印刷された微孔性延伸PTFE外側フィルム面は、油等級が6であった。最終的な3層ラミネートのいくつかの特性と試験結果を表2と表3に示す。ラミネートの質量は約3.3オンス/ヤード2であった。
【0116】
【表1】

【0117】
【表2】

【0118】
【表3】

【0119】
実施例2
外側を向いた外側フィルム面と、多孔性内側フィルムと、これら2つのフィルム層に挟まれてラミネートになった難燃性布帛とを備える3層ラミネートを形成した。外側フィルム面と内側フィルム面の両方とも黒色の着色剤で着色した。
【0120】
フィルム層は、実施例1に記載した微孔性延伸PTFE膜から製造した。実施例1に記載した難燃性布帛を用いてラミネートにする前に、W.L.Gore & Associates社から入手した分枝ペルフルオロアルキル側鎖を有する有機ポリマーの水性ラテックスを用いて多孔性膜を処理することにより、それら多孔性膜の面を疎油性にした。このラテックスは、アメリカ合衆国特許第5,539,072号の実施例1Bに基づいて調製したものであり、約0.7質量%のカーボン・ブラック(Vulcan(登録商標)XC72、Cabot社、ボストン、マサチューセッツ州)を含んでいる。得られたカーボン被覆された膜を200℃で乾燥させた。乾燥後、この被覆されたフィルムは油等級が6であった。各サンプルのガーレー数は、疎油性被覆物を膜に付着させた後も実質的に変化しなかった。これは、空孔がまだ開いていたことを意味する。得られた被覆された延伸微孔性PTFE膜をこの明細書ではフィルム層と呼ぶ。
【0121】
実施例1に記載したのと同じ接着剤と接着処理を利用してフィルム層と難燃性布帛を実施例1に従ってラミネートにすることで、同じ外側フィルム面と内側フィルム面を有する3層ラミネートを形成した。
【0122】
最終的な3層ラミネート・パッケージは黒色の内側フィルム面と外側フィルム面を備えていて、質量が約3.3オンス/ヤード2であった。このラミネートの軽さまたは%透過率を試験した。%透過率は、この明細書に記載した透過率光学密度試験によって測定した。結果を表4に示す。
【0123】
【表4】

【0124】
実施例3
外側を向いた印刷された外側フィルム面と、黒色に着色された内側多孔性フィルムと、これら2つのフィルム層に挟まれてラミネートにされた難燃性布帛とを備える3層ラミネートを形成した。
【0125】
微孔性膜を実施例1に従って製造した。実施例2で利用した方法に従って1つの微孔性延伸PTFE膜層を黒色に着色し、着色フィルム層を形成した。この着色フィルムを実施例1に記載した難燃性布帛に貼り合わせて2層ラミネートを形成した。実施例1に従って製造した第2の微孔性膜を2層ラミネートの難燃性布帛層に貼り合わせて3層ラミネートを形成した。黒色に着色したフィルムがこのラミネートの多孔性内側フィルムを形成した。
【0126】
この3層ラミネートの黒色に着色したフィルム層とは反対側の膜面に砂漠カムフラージュ・パターンを印刷し、ラミネートの印刷された外側フィルム面を形成した。その外側多孔性フィルムには実施例1の方法に従って印刷した。最終的な3層ラミネート・パッケージは、着色内側層と、印刷された外側フィルム面とを備えており、質量は約3.3オンス/ヤード2、光透過率は約0.01%であった。
【0127】
実施例4
外側を向いた疎油性の印刷された外側フィルム面と、黒色に着色された多孔性内側フィルムと、これら2つの層に挟まれてラミネートにされた難燃性布帛とを備える3層ラミネートを形成した。
【0128】
実施例3の3層ラミネートのカムフラージュ印刷された外側フィルム面の上に疎油性被覆物を以下のようにして被覆した。印刷後、ラミネートの印刷された外側フィルム面を、その印刷された外側多孔性フィルムが完全に湿るようにして2-プロパノール(Sigma-Aldrich Chemical社、セントルイス、ミズーリ州)で被覆した。その直後、30秒以内にそのラミネートを、約6gのフルオロカーボン(AG8025、旭硝子社、日本国)を約14gの脱イオン水の中で混合することによって調製したフルオロポリマー溶液で被覆した。外側多孔性フィルム面には、ローラーを用いて手作業でその混合物を被覆し、被覆物の質量を約3g/m2にした。被覆されたラミネートは約180℃で2分間にわたって硬化させた。
【0129】
最終的な3層ラミネートは、着色内側フィルム面と、油等級が6の印刷された疎油性外側フィルム面を備えていて、質量が約3.3オンス/ヤード2であった。
【0130】
実施例5
外側を向いた外側フィルム面と、難燃性布帛とを備える2層ラミネートを形成した。
【0131】
難燃性布帛は、実施例1に記載したNOMEX(登録商標)シナジー・ライトという商品名の1.5オンス/ヤード2の織布であった(1.7デニール、Gore PN WCBZ000)。微孔性延伸PTFE膜は実施例1に従うものであり、実施例2に記載した方法に従って着色して着色外側フィルム面を形成した。
【0132】
ラミネート化の方法は以下の通りであった。実施例1に記載した難燃性ホット-メルト水分硬化性ポリウレタン接着剤を用い、実施例1に従って着色外側フィルム面を織布に貼り合わせた。この2層ラミネートは質量が約2.6オンス/ヤード2であり、光透過率が約0.01%であった。摩耗試験後のこの2層ラミネートの防液性を試験した。その結果を表5に示す。それ以外の結果は表2と表3に示してある。
【0133】
【表5】

【0134】
実施例6
外側を向いた外側フィルム面と、難燃性布帛とを備える2層ラミネートを形成した。
【0135】
表1に記載した特性を持つ、水蒸気と空気を透過させる微孔性ポリテトラフルオロエチレン(PTFE)膜(この膜を膜M3と呼ぶ)を用意した。実施例1の方法に従ってこの膜を(実施例1に記載した)難燃性布帛層に貼り合わせた。
【0136】
この明細書に記載した防液性試験を利用し、実施例5の2層ラミネートを実施例6の2層ラミネートと比較した。1000回のマーチンデール摩耗サイクルの後、膜M3で作ったラミネートは水漏れを示した。実施例5で製造したラミネートは長期にわたって防液性であり、同じ摩耗試験プロトコルの後に漏れがなかった。
【0137】
実施例7
2枚の微孔性延伸フルオロポリマー・フィルムを互いに貼り合わせた2層ラミネートを形成した。
【0138】
表1に示す特性を有する第1の微孔性延伸PTFE膜(膜M1と呼ぶ)を実施例1に従って製造した。この膜はラミネートの外側フィルム面を形成した。実施例2に従ってこの膜を黒色に着色した。実施例1に記載したPTFE樹脂を用いて製造した第2のPTFE膜を用意し、アメリカ合衆国特許第3,953,566号に教示されている方法で延伸させて表1に記載した特性を持つ微孔部を形成することで、2層ラミネートの多孔性内側フィルムを形成した。
【0139】
実施例1に記載した難燃性ホット-メルト水分硬化性ポリウレタン接着剤を用いて膜をラミネートにしたが、ラミネーション用接着剤が、実施例1で使用したリンをベースとした添加剤を20質量%ではなくて40質量%含んでいた点が異なっている。そのためリン元素のレベルは、ラミネーション用接着剤の全質量を基準にして約6質量%である。この接着剤を被覆率20%の離散的ドット・グラビア・パターンで付着させた。着色された外側フィルム面を持つラミネートが形成された。最終的な2層ラミネートは質量が約1.4オンス/ヤード2であり、光透過率が約5%であった。ラミネートの試験結果を表2と表3に示してある。
【0140】
実施例8
疎油性被覆物を有する外側フィルム面を持つラミネートの吸水を試験し、被覆された布帛外側層を備えるラミネートと比較した。
【0141】
実施例8のラミネートは、実施例1の膜と実施例1に記載した織布を利用して構成し、膜は以下のようにして疎油性被覆物で被覆した。ラミネートの膜側を、印刷されたフィルムが完全に湿るようにして2-プロパノール(Sigma-Aldrich Chemical社、セントルイス、ミズーリ州)で被覆した。その直後、30秒以内にそのラミネートを、約6gのフルオロカーボン(AG8025、旭硝子社、日本国)を約14gの脱イオン水の中で混合することによって調製したフルオロポリマー溶液で被覆した。フィルム面には、ローラーを用いて手作業でその混合物を被覆し、被覆物の質量を約3g/m2にした。被覆されたラミネートは約180℃で2分間にわたって硬化させた。
【0142】
比較サンプル1は、一方の側に微孔性ポリウレタンを、他方の側に耐久性のある撥水性(DWR)被覆物を有する(密に織られた)ナイロン製布帛を含む市販されている材料であった。
【0143】
比較サンプル1でCWR側の吸水を試験したところ、吸水量は約11g/m2であった。それを、フィルム側で試験して吸水量が約3g/m2であった実施例8と比較した。
【0144】
実施例9
外側フィルム面を有するテント上部と、テント下部とを備える、空気透過性で防液性の単一壁二人用テントを構成した。
【0145】
テント上部は、実施例3に従って製造したラミネートからなる。このラミネートは、印刷された外側フィルム面と、着色された疎油性内側面と、その両者に挟まれた難燃性布帛とを有する。テント上部は、縫い目を利用して下部と接合する。そのとき、ラミネートのカムフラージュ印刷された外側フィルム面が外側に向いてテントの外側フィルム面を形成するとともに、着色された疎油性内側フィルム面がテント内側面を形成するようにする。
【0146】
テント下部は、(実施例2に記載した)難燃性Nomex(登録商標)シナジー・ライト布帛を障壁膜の一方の側に接合して構成された3層ラミネートからなる。障壁膜の反対側は、織られたナイロン製布帛(1.5オンス/ヤード2のナイロン織布であるGore PN WMUX337B)に接合した。テント下部では、地面に接触する継ぎ目をできるだけ少なくするため“バスタブ”底部式の設計を利用した。縫い目を利用してテントの上部と下部を接合し、その縫い目をGore-Seam Tape(Gore PN 6GSAJ025BLKNM)で密封して防液性結合を形成した。
【0147】
テントは二人用テントとして設計し、最大高39インチ、床の長さ86インチ、床の幅46インチ、床面積28平方フィートであった。テントの床材料でテント壁部とテント底部の間に形成されるコーナーのまわりを包んだ。テント床材料はテント壁部へと上方に約6インチ延びてテント下部を形成した。この実施例のテントは、両端にある約2フィート×4フィートのドア開口部と、テント頂部のそれぞれの側に約6インチ×10インチの通気部とを持っていた。
【0148】
このフル-サイズの二人用テントは、梱包された円筒形サイズの直径が6インチ、梱包された円筒形の長さが20インチであった。円筒形に梱包されたこのテントの質量は、支柱を含めて6.25ポンドであった。
【0149】
実施例10
外側フィルム面を有するテント上部と、テント下部とを備える、図6aと図6bに示したような一人用の単一壁テントを構成した。
【0150】
上部は、実施例1に従って製造したラミネートからなる。テント上部は縫い目を利用して下部に接合した。テント上部は、着色外側フィルム面が外側を向いてテントの外側フィルム面を形成するように構成した。
【0151】
テント下部は、実施例9でテント下部として使用したのと同じ3層ラミネートからなる。テント下部では、地面に接触する継ぎ目をできるだけ少なくするため“バスタブ”底部式の設計を利用した。縫い目をGore-Seam Tape(Gore PN 6GSAJ025BLKNM)で密封して防液性結合を形成した。縫い目にテープを貼ることで防液性を確実にした。このテントのサイズは表6に見ることができる。
【0152】
テントの床材料でテント壁部とテント底部の間に形成されるコーナーのまわりを包んだ。テント床部はテント壁部へと上方に約6インチ延びているため、テント下部の材料とテント上部の材料の間の継ぎ目は折り曲げ部に位置していなかった。この実施例のテントは、側部に約2フィート×4フィートのドア開口部を持っており、通気部はなかった。
【0153】
このフル-サイズの一人用テントは、梱包された円筒形サイズの直径が4インチ、梱包された円筒形の長さが14インチであった。円筒形に梱包されたこのテントの質量は、支柱を含めて2.2ポンドであった。この一人用テントの特性を、現在市販されている似た設計の二重壁型テント(Mountain Hardwear(登録商標)Sprite 1(この明細書ではMHWと呼ぶ))と比較した。
【0154】
【表6】

【0155】
実施例10の単一壁テントは、空気透過性と防液性であることに加え、市販されているテントよりも軽量であり、梱包時の体積がより小さい。
【0156】
この明細書では本発明の特別な実施態様を図示して説明してきたが、本発明がそのような図と説明に限定されてはならない。以下の請求項の範囲内での変更や改変を本発明の一部として組み込んで実現できることは明らかであろう。

【特許請求の範囲】
【請求項1】
外側フィルム面を有する単一壁テントであって、
外側フィルム面を有する単一壁テント上部と、
該テント上部に固定されたテント下部を備え、
該テント上部がラミネートを含み、
該ラミネートが、
i)延伸フルオロポリマー膜を含んでいて、該テント上部の外側フィルム面を形成する外側多孔性フィルムと、
ii)該外側フィルム面とは反対側で不連続な接着層を用いて該外側多孔性フィルムに接合される少なくとも1つの追加層とを備え、
該ラミネートが防液性であって、該ラミネートのO2透過率が20m3/(m2MPa-時)(2m3/(m2bar-時))よりも大きい、単一壁テント。
【請求項2】
前記少なくとも1つの追加層が第2の多孔性フィルムである、請求項1に記載の単一壁テント。
【請求項3】
前記少なくとも1つの追加層が布帛層である、請求項1に記載の単一壁テント。
【請求項4】
前記ラミネートが、実質的に、前記外側多孔性フィルムと、1つの布帛層と、前記不連続な接着層とからなる、請求項3に記載の単一壁テント。
【請求項5】
前記外側フィルム面とは反対側で前記布帛層に貼り合わされた多孔性内側フィルムをさらに備える、請求項3に記載の単一壁テント。
【請求項6】
前記第2の多孔性フィルムからなる内側フィルム面を有する、請求項2に記載の単一壁テント。
【請求項7】
前記外側多孔性フィルムが延伸微孔性ポリテトラフルオロエチレン(ePTFE)膜を含む、請求項1に記載の単一壁テント。
【請求項8】
前記外側多孔性フィルムが延伸ポリテトラフルオロエチレン(PTFE)を含む、請求項1に記載の単一壁テント。
【請求項9】
前記外側多孔性フィルムが、ペルフルオロブチルエチレン(PFBE)コモノマーを含有するPTFEを含む、請求項1に記載の単一壁テント。
【請求項10】
質量が約1.4kg(約3lbs)未満の一人用テントである、請求項1に記載の単一壁テント。
【請求項11】
梱包時の体積が8.19×10-3m3(500in3)未満の一人用テントである、請求項1に記載の単一壁テント。
【請求項12】
前記外側多孔性フィルムが、前記外側フィルム面に対応する側に被覆物を備える、請求項1に記載の単一壁テント。
【請求項13】
前記外側多孔性フィルム上の被覆物が疎油性被覆組成物を含む、請求項12に記載の単一壁テント。
【請求項14】
前記テント上部の外側フィルム面が着色されたフィルム面である、請求項1に記載の単一壁テント。
【請求項15】
前記テント下部が前記テント上部に取外し可能に固定されている、請求項1に記載の単一壁テント。
【請求項16】
前記テント下部が前記テント上部に防液性継ぎ目を用いて固定されている、請求項1に記載の単一壁テント。
【請求項17】
外側フィルム面を有する空気透過性であって、かつ、長期にわたって防液性であるラミネートであって、
延伸フルオロポリマー膜を含んでいて、該外側フィルム面を形成する防液性の微孔性フルオロポリマーフィルムと、
該外側フィルム面とは反対側で不連続な接着層を用いて該防液性の微孔性フルオロポリマーフィルムに貼り合わされた少なくとも1つの追加層とを備え、
該ラミネートが、20m3/(m2MPa-時)(2m3/(m2bar-時))よりも大きいO2透過率を有し、該外側フィルム面で1000回の摩耗サイクルを実施した後に3分間にわたって4.8kPa(0.7psi)で防液性である、空気透過性であって、かつ、防液性である、ラミネート。
【請求項18】
質量が約0.27kg/m2(約8oz/yd2)未満である、請求項17に記載の空気透過性であって、かつ、防液性であるラミネート。
【請求項19】
質量が約0.20kg/m2(約6oz/yd2)未満である、請求項17に記載の空気透過性であって、かつ、防液性であるラミネート。
【請求項20】
難燃性である、請求項17に記載の空気透過性であって、かつ、防液性であるラミネート。
【請求項21】
前記少なくとも1つの追加層が布帛である、請求項17に記載の空気透過性であって、かつ、防液性であるラミネート。
【請求項22】
前記少なくとも1つの追加層が難燃性布帛である、請求項21に記載の空気透過性であって、かつ、防液性であるラミネート。
【請求項23】
前記少なくとも1つの追加層が難燃性の織布である、請求項22に記載の空気透過性であって、かつ、防液性であるラミネート。
【請求項24】
不連続な付着物によって前記難燃性布帛に接合された内側多孔性フィルムをさらに備える、請求項22に記載の空気透過性であって、かつ、防液性であるラミネート。
【請求項25】
前記少なくとも1つの追加層が、難燃性の多孔性フィルムを備える、請求項21に記載の空気透過性であって、かつ、防液性であるラミネート。
【請求項26】
前記少なくとも1つの追加層が微孔性フルオロポリマー膜を含む、請求項25に記載の空気透過性であって、かつ、防液性であるラミネート。
【請求項27】
前記外側フィルム面が着色されている、請求項17に記載の空気透過性であって、かつ、防液性であるラミネート。
【請求項28】
前記微孔性フルオロポリマー膜が延伸ポリテトラフルオロエチレン膜を含む、請求項17に記載のラミネート。
【請求項29】
前記不連続な接着層が難燃性である、請求項17に記載のラミネート。
【請求項30】
前記微孔性フィルムが表面にカーボン被覆物を備える、請求項17に記載のラミネート。
【請求項31】
前記ラミネートが、難燃性であってCPAI-84に合格する、請求項17に記載のラミネート。
【請求項32】
外側フィルム面とラミネートとを備えるエンクロージャであって、
該ラミネートが、
i)延伸フルオロポリマー膜を含んでいて、該エンクロージャの該外側フィルム面を形成する面を有する微孔性フルオロポリマーフィルムと、
ii)該外側フィルム面とは反対側で不連続な接着層を用いて該微孔性フルオロポリマーフィルムに接合される少なくとも1つの追加層とを備え、
該ラミネートが、該微孔性フルオロポリマーフィルムに対する摩耗試験の後に防液性であり、20m3/(m2MPa-時)(2m3/(m2bar-時))よりも大きなO2透過率を有する、
エンクロージャ。
【請求項33】
ビビー・バッグである、請求項32に記載のエンクロージャ。
【請求項34】
外側フィルム面を有する単一壁テントであって、
単一壁テント上部と、
該テント上部に固定されたテント下部を備え、
該テント上部は、
着色された微孔性フルオロポリマーからなる外側フィルム面と、内側面とを備えていて、該テント上部の表面積の少なくとも90%は、実質的に、
i)延伸フルオロポリマー膜を含む微孔性フルオロポリマーフィルムと、
ii)該外側フィルム面とは反対側で不連続な接着層を用いて、該微孔性フルオロポリマーフィルムに接合される布帛層とから成るラミネートであり、
該ラミネートが防液性であって、40m3/(m2MPa-時)(4m3/(m2bar-時))よりも大きいO2透過率を有する、単一壁テント。

【図1】
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【図2】
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【図3】
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【図4】
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【図5a】
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【図5b】
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【図6a】
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【図6b】
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【公表番号】特表2012−526937(P2012−526937A)
【公表日】平成24年11月1日(2012.11.1)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2012−510789(P2012−510789)
【出願日】平成22年4月16日(2010.4.16)
【国際出願番号】PCT/US2010/001144
【国際公開番号】WO2010/132082
【国際公開日】平成22年11月18日(2010.11.18)
【出願人】(598123677)ゴア エンタープライズ ホールディングス,インコーポレイティド (279)
【Fターム(参考)】