(57)【要約】  耐水性を保持しながら高ＭＶＴＲの領域を有する耐水性衣服。衣服は、布帛層に対面する関係で結合されたナノ繊維層を有する。任意で、ナノ繊維層に隣接して対面する関係で、そしてナノ繊維層の第１の布帛層とは反対側に第２の布帛層が結合される。衣服は、約２５ｃｆｍ／ｆｔ2以下のＦｒａｚｉｅｒ空気透過率と、約５００ｇ／ｍ2／日よりも大きいＭＶＴＲ（ＡＳＴＭ  Ｅ−９６Ｂ法による）と、少なくとも約５０ｃｍｗｃの水頭とを有する領域を有する。【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の外側布帛層がナノ繊維層に隣接して対面する関係にある複合布帛を含み、着用者を水から保護しながら水蒸気を通過させる能力を有する防水性で通気性の衣服であって、前記ナノ繊維層が、約５０ｎｍ〜約１０００ｎｍの間の数平均直径と、約１ｇ／ｍ2〜約１００ｇ／ｍ2の間の坪量とを有する高分子ナノ繊維の少なくとも１つの多孔質層を含み、そして前記複合布帛が、約１．２ｍ3／ｍ2／分〜約７．６ｍ3／ｍ2／分の間のＦｒａｚｉｅｒ空気透過率と、約５００ｇ／ｍ2／日よりも大きいＭＶＴＲと、少なくとも約５０ｃｍの水の静水頭とを有する衣服。
【請求項２】
前記ナノ繊維層および前記第１の布帛層が、これらの表面の少しの部分で互いに結合される請求項１に記載の衣服。
【請求項３】
前記層を結合するために溶媒系接着剤が使用される請求項２に記載の衣服。
【請求項４】
前記ナノ繊維層が、前記第１の布帛層の表面に直接電界紡糸され、そして電界紡糸法からの残留溶媒が前記層を結合するために使用される請求項２に記載の衣服。
【請求項５】
前記ナノ繊維層が、ポリアセタール、ポリアミド、ポリエステル、セルロースエーテル、セルロースエステル、ポリアルキレンスルフィド、ポリアリーレンオキシド、ポリスルホン、変性ポリスルホンポリマー、およびこれらの組み合わせからなる群から選択されるポリマーのナノ繊維を含む請求項１に記載の衣服。
【請求項６】
前記ナノ繊維層が、架橋および非架橋形態のポリ（塩化ビニル）、ポリメタクリル酸メチル、ポリスチレン、およびそのコポリマー、ポリ（フッ化ビニリデン）、ポリ（塩化ビニリデン）、ポリビニルアルコールからなる群から選択されるポリマーのナノ繊維を含む請求項１に記載の衣服。
【請求項７】
前記ポリマーが、ナイロン−６、ナイロン−６，６、およびナイロン６，６−６，１０からなる群から選択される請求項５に記載の衣服。
【請求項８】
前記ナノ繊維層が、カレンダー加工される請求項１に記載の衣服。
【請求項９】
前記ナノ繊維層が、前記第１の布帛層と接触しながらカレンダー加工される請求項８に記載の衣服。
【請求項１０】
前記ナノ繊維層が、フッ素化界面活性剤で処理される請求項１に記載の衣服。
【請求項１１】
前記第１の布帛層が、ナイロン、綿、羊毛、絹、ポリエステル、ポリアクリル酸、ポリオレフィン、および組み合わせからなる群から選択される材料から織られる請求項１に記載の衣服。
【請求項１２】
前記第１の布帛層が、約８ｇ／デニール（ｇｐｄ）未満の引張強度を有する繊維から織られる請求項１に記載の衣服。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、制御された水蒸気および水の管理能力を有する衣服に関する。特許請求および開示される本発明は、アウターウェアにおいて特定の用途を有する。
【背景技術】
【０００２】
雨および他の湿潤状態で着用するための防護衣服は、水が衣服内に漏れるのを防止し、汗を着用者から大気中に蒸発させることによって、着用者を乾いた状態に保持しなければならない。汗の蒸発を可能にする「通気性」材料は雨でびしょ濡れになり易く、これらは真に防水性ではない。油布、ポリウレタン被覆布、ポリ塩化ビニルフィルムおよび他の材料は防水性であるが、満足できる汗の蒸発が得られない。
【０００３】
シリコーン、フルオロカーボン、および他の撥水剤で処理した布帛は通常は汗の蒸発を可能にするが防水性はほんのわずかであり、これらは非常に低い圧力下で水を漏出させ、通常、擦られたり機械的に屈曲されたりすると水が自然に漏出し得る。雨着は、降り注ぐ雨や風に吹き飛ばされる雨の衝突圧力、そして衣服の折り目およびしわに生じる圧力に耐えなければならない。
【０００４】
衣服が快適であるためには「通気性」でなければならないことは広く認識されている。衣服の快適性のレベルに寄与する２つの因子としては、衣服を通過するまたは通過しない空気の量と、下着が湿らないように、そして自然の蒸発冷却効果が達成されるように内側から外側に伝達される汗の量とがある。しかしながら、微細多孔質膜を用いる通気性布帛品における最近の開発でも、空気透過性を制御すべき場合には水蒸気の透過が制限される傾向がある。
【０００５】
現在利用可能な多くの防水構造体は、疎水性コーティングの使用を採用する多層布帛構造体を含む。この布帛構造体は、通常、織布層、ナノウェブ型の微細多孔質層、およびもう１つの織布または編物層で作られる。微細多孔質層は、目標とする用途に必要とされる適切な空気透過率および水蒸気透過率を提供する構成の機能層である。このような構造体の例としては、米国特許第５，２１７，７８２号明細書、米国特許第４，５３５，００８号明細書、米国特許第４，５６０，６１１号明細書および米国特許第５，２０４，１５６号明細書が参照される。
【０００６】
疎水性コーティングが布帛構造体に適用され得る場合、市場において現在利用可能な技術はこの用途のために過剰設計される。より低いコストおよびより高い生産性で許容レベルの液体水に対する耐性および高い水蒸気透過性を提供する布帛が必要とされている。
【０００７】
衣服が快適であるためには、熱調節のための身体の生理的要求を調整しなければならないことが分かっている。暖かい環境では、熱エネルギーは身体から放出されなければならない。これは主に、皮膚表面における布帛および空気層を通した身体から外への熱の直接熱伝導、空気流による身体から外への熱の伝達と、皮膚の表面からの汗の蒸発の冷却効果との組み合わせによって行われる。熱伝達を認めうるほどに抑制する衣類は熱および水分を蓄積させることができ、この結果、暖かく、べとべとして、湿っぽく、そして、あるいは汗ばんだ感覚のために不快さをもたらし得る。例えば、暖かく湿った環境での活動中に防護服が適切な熱調節を妨げるような極端な場合には、このような衣類の制限は不快さを導くだけでなく、生命にかかわる熱応力をもたらし得る。このため、熱応力の結果を回避するために、衣類の制限が活動に制限を課することが多い。
【０００８】
暖かく湿った環境で身体的な活動に対する制限が最も少ない最も快適な衣服は、環境との空気交換メカニズムを介して最もよく通気できるものであることが、研究によって示されている（Ｂｅｒｎａｒｄ，Ｔ．Ｅ．、Ｎ．Ｗ．Ｇｏｎｚａｌｅｓ、Ｎ．Ｌ．Ｃａｒｒｏｌｌ、Ｍ．Ａ．ＢｒｙｎｅｒおよびＪ．Ｐ．Ｚｅｉｇｌｅｒ、「Ｓｕｓｔａｉｎｅｄ  ｗｏｒｋ  ｒａｔｅ  ｆｏｒ  ｆｉｖｅ  ｃｌｏｔｈｉｎｇ  ｅｎｓｅｍｂｌｅｓ  ａｎｄ  ｔｈｅ  ｒｅｌａｔｉｏｎｓｈｉｐ  ｔｏ  ａｉｒ  ｐｅｒｍｅａｂｉｌｉｔｙ  ａｎｄ  ｍｏｉｓｔｕｒｅ  ｖａｐｏｒ  ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ  ｒａｔｅ」Ａｍｅｒｉｃａｎ  Ｉｎｄｕｓｔｒｉａｌ  Ｈｙｇｉｅｎｅ  Ｃｏｎｆｅｒｅｎｃｅ、Ｔｏｒｏｎｔｏ、１９９９年６月、Ｎ．Ｗ．Ｇｏｎｚａｌｅｓ、「Ｍａｘｉｍｕｍ  Ｓｕｓｔａｉｎａｂｌｅ  Ｗｏｒｋ  ｆｏｒ  Ｆｉｖｅ  Ｐｒｏｔｅｃｔｉｖｅ  Ｃｌｏｔｈｉｎｇ  Ｅｎｓｅｍｂｌｅｓ  ａｎｄ  ｔｈｅ  Ｅｆｆｅｃｔｓ  ｏｆ  Ｍｏｉｓｔｕｒｅ  Ｖａｐｏｒ  Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ  Ｒａｔｅｓ  ａｎｄ  Ａｉｒ  Ｐｅｒｍｅａｂｉｌｉｔｙ」Ｍａｓｔｅｒ’ｓ  Ｔｈｅｓｉｓ、Ｃｏｌｌｅｇｅ  ｏｆ  Ｐｕｂｌｉｃ  Ｈｅａｌｔｈ、Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ  ｏｆ  Ｓｏｕｔｈ  Ｆｌｏｒｉｄａ、１９９８年１２月）。
【０００９】
身体的な活動は布帛および衣服を屈曲させる。布帛が空気流に対して十分に低い抵抗を有すれば、この屈曲は、布帛を通して空気を前後に押したり引いたりするポンプ作用を生じる。このメカニズムによって、衣服内の暖かい水分でいっぱいの空気と周囲空気との交換が著しい冷却効果を提供する。同じカットで製造されるが暖かく湿った条件（３２℃、６０％ＲＨ）下で大きく異なる空気流抵抗を有する防護衣服の試験によって、最低の空気流抵抗を有する布帛で製造した衣服は、繰り返して、熱応力を受けることなく被験者に、より高いレベルの活動を達成させることが示された。反対に、最高の空気流抵抗を有する布帛で製造した衣服は、同じ被験者の身体的な活動を、熱応力を回避するために最低レベルまで制限した。中間の空気流抵抗を有する布帛で製造した衣服は、熱応力なしに被験者に中間レベルの活動を達成させた。中間の活動レベルは、布帛の空気流抵抗と非常によく相関した。
【００１０】
明らかに、快適性の保持または熱応力の回避のために身体が熱および水分を伝達しなければならない条件下では、衣服は低い空気流抵抗を有する布帛で製造されることが望ましい。
【００１１】
衣類は、環境における危険からの保護を提供する。衣類が与える保護の程度は、衣類のバリア特性の有効性に依存する。バリアの機能が、環境粒子または流体が衣服に浸透して着用者に到達しないようにすることである場合には、バリアは布帛の細孔サイズと容易に相関する。一般に、最も有効なバリアは最小の細孔サイズを有する。
【００１２】
残念ながら、一般に、より小さい細孔サイズは、結果としてより高い空気流抵抗ももたらす。上記の研究では、最高のバリア特性を有する衣服は最低の空気流透過性を有し、そして逆の場合もそうであった。従って、衣類における有効なバリア保護を提供する能力と、同じ衣服における低い空気流抵抗、すなわち高い空気流透過性を提供する能力とは逆相関する。
【００１３】
微細多孔質膜は極めて高い静水頭（ｈｙｄｒｏｓｔａｔｉｃ  ｈｅａｄ）の液体バリア特性を達成するためにバリア材料において使用されているが、通気性を犠牲にしているのでその空気透過性は受け入れ難いほど低く、このような膜を含有する布帛を着用者にとって不快なものにしている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
本発明は、高い蒸気透過の存在下で制御された液体水への耐性を提供する衣服のための層状材料に関する。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
第１の実施形態において、本発明は、第１の外側布帛層がナノ繊維層に隣接して対面する関係にある複合布帛を含み、着用者を水から保護しながら水蒸気を通過させる能力を有する防水性で通気性の衣服に関し、ナノ繊維層は、約５０ｎｍ〜約１０００ｎｍの間の数平均直径と、約１ｇ／ｍ2〜約１００ｇ／ｍ2の間の坪量とを有する高分子ナノ繊維の少なくとも１つの多孔質層を含み、そして複合布帛は、約１．２ｍ3／ｍ2／分〜約７．６ｍ3／ｍ2／分の間のＦｒａｚｉｅｒ空気透過率と、約５００ｇ／ｍ2／日よりも大きいＭＶＴＲと、少なくとも約５０ｃｍの水の静水頭とを有する。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
「ナノ繊維層」および「ナノウェブ」という用語は本明細書では同義的に使用され、ナノ繊維の不織ウェブを指す。
【００１７】
本明細書で使用される「ナノ繊維」という用語は、約１０００ｎｍ未満、さらには約８００ｎｍ未満、さらには約５０ｎｍ〜５００ｎｍの間、そしてさらには約１００〜４００ｎｍの間の数平均直径または断面を有する繊維を指す。本明細書で使用される直径という用語は、非円形形状の最大断面を含む。
【００１８】
「不織布」という用語は、ランダムに分布した多数の繊維を含むウェブを意味する。通常、繊維は互いに結合させてもよく、あるいは結合させなくてもよい。繊維は、ステープル繊維または連続繊維であり得る。繊維は、単一の材料または多数の材料（異なる繊維の組み合わせとして、あるいはそれぞれが異なる材料で構成された類似の繊維の組み合わせとして）を含むことができる。
【００１９】
「メルトブローン繊維」は、溶融した熱可塑性材料を複数の微細な（通常は円形の）ダイキャピラリーを通して、収束する通常高温の高速ガス（例えば、空気）流中に溶融した糸またはフィラメントとして押し出し、溶融熱可塑性材料のフィラメントを細くして繊維を形成することによって形成された繊維である。メルトブローイングの過程で、空気を吸引することによって溶融フィラメントの直径は所望のサイズまで小さくされる。その後、メルトブローン繊維は高速ガス流によって搬送され、捕集表面上に堆積されて、ランダムに分配されたメルトブローン繊維のウェブを形成する。このような方法は、例えば、米国特許第３，８４９，２４１号明細書（Ｂｕｎｔｉｎら）、米国特許第４，５２６，７３３号明細書（Ｌａｕ）、および米国特許第５，１６０，７４６号明細書（Ｄｏｄｇｅ，ＩＩら）に開示されており、これらは全て、この参照によって本明細書に援用される。メルトブローン繊維は連続でも不連続でもよい。
【００２０】
「カレンダー加工」は、２つのロール間のニップ内にウェブを通過させる方法である。ロールは互いに接触していてもよいし、ロール表面の間に固定または可変の間隙が存在してもよい。ニップは、ソフトロールとハードロールの間に形成されるのが有利である。「ソフトロール」は、カレンダー内で２つのロールを一緒に保持するために印加される圧力下で変形するロールである。「ハードロール」は、この方法の圧力下で本方法または製品に対して著しい影響を有する変形が生じない表面を有するロールである。「無地（ｕｎｐａｔｔｅｒｎｅｄ）」ロールは、これらを製造するために使用される方法の能力内で滑らかな表面を有するロールである。ポイントボンディングロールとは違って、ウェブがニップを通過する際にウェブ上に意図的にパターンを生じるようなポイントまたはパターンは存在しない。
【００２１】
「衣服」とは、身体の外側の環境における天気または他の因子から使用者の身体の一部を保護するために使用者によって着用される品目を意味する。この定義において、例えば、コート、ジャケット、帽子、手袋、靴、靴下、およびシャツは全て衣服であると考えられるであろう。
【００２２】
一実施形態では、本発明は、液体水の浸透を制御しながら高ＭＶＴＲを保持する能力を有する防水性の衣服に関する。衣服はナノ繊維層を含み、これは次に、約１ｇ／ｍ2〜約１００ｇ／ｍ2の間の坪量を有する高分子ナノ繊維の少なくとも１つの多孔質層を含む。
【００２３】
本発明はさらに、第１の布帛層がナノ繊維層に隣接して対面する関係にあり、任意で第２の布帛層がナノ繊維層に隣接して対面する関係にあり、そしてナノ繊維層の第１の布帛層とは反対側にある複合体を含む衣服を含む。
【００２４】
本発明の衣服はさらに、約７．６ｍ3／ｍ2／分以下のＦｒａｚｉｅｒ空気透過率と、約５００ｇ／ｍ2／日よりも大きいＭＶＴＲ（ＡＳＴＭ  Ｅ−９６Ｂ法による）と、少なくとも約５０センチメートルの水柱（ｃｍｗｃ）の静水頭とを有する。
【００２５】
不織ウェブは、主としてまたは排他的に、標準的な電界紡糸またはエレクトロブローイングなどの電界紡糸によって、そして特定の状況ではメルトブローイング法によって製造されたナノ繊維を含むことができる。標準的な電界紡糸は、本明細書にその全体が援用される米国特許第４，１２７，７０６号明細書において説明される技術であり、ナノ繊維および不織マットを作るために、溶液中のポリマーに高電圧が印加される。不織ウェブは、メルトブローン繊維を含むこともできる。
【００２６】
ナノウェブを製造するための「エレクトロブローイング」法は、参照によってその全体が本明細書に援用される国際公開第０３／０８０９０５号パンフレットに開示されている。ポリマーおよび溶媒を含む高分子溶液の流れは貯蔵タンクから紡糸口金内の一連の紡糸ノズルに供給され、紡糸ノズルには高電圧が印加されて、紡糸ノズルから高分子溶液が排出される。その間、任意で加熱された圧縮空気が、紡糸ノズルの側面または周囲に配設された空気ノズルから放出される。空気は、新たに放出される高分子溶を包囲し送り出して繊維ウェブの形成を促進する噴出ガス流としてほぼ下方に向けられ、繊維ウェブは真空チャンバの上側の接地した多孔質捕集ベルト上に捕集される。エレクトロブローイング法によって、比較的短い時間の間に、約１ｇｓｍを超える、さらには約４０ｇｓｍまたはそれ以上もの坪量で商業的なサイズおよび量のナノウェブを形成することが可能になる。
【００２７】
本発明の布帛層はコレクタ上に配置されて、布帛上に紡糸されるナノウェブを捕集および結合させることができ、複合体は本発明の布帛として使用される。
【００２８】
本発明のナノウェブの形成において使用することができるポリマー材料は特に限定されず、ポリアセタール、ポリアミド、ポリエステル、ポリオレフィン、セルロースエーテルおよびエステル、ポリアルキレンスルフィド、ポリアリーレンオキシド、ポリスルホン、変性ポリスルホンポリマーならびにこれらの混合物などの付加重合体および縮合重合体材料の両方が含まれる。これらの一般分類の範囲内である好ましい材料には、ポリ（塩化ビニル）、ポリメタクリル酸メチル（および他のアクリル樹脂）、ポリスチレン、およびそのコポリマー（ＡＢＡ型ブロックコポリマーを含む）、ポリ（フッ化ビニリデン）、ポリ（塩化ビニリデン）、ポリビニルアルコール（種々の加水分解度（８７％〜９９．５％）、架橋および非架橋形態）が含まれる。好ましい付加重合体はガラス状である傾向がある（室温よりも高いＴg）。これは、ポリ塩化ビニルおよびポリメタクリル酸メチル、ポリスチレンポリマー組成物またはアロイの場合、あるいはポリフッ化ビニリデンおよびポリビニルアルコール材料の結晶化度が低い場合である。ポリアミド縮合重合体の１つの好ましい種類は、ナイロン−６、ナイロン−６，６、ナイロン６，６−６，１０などのナイロン材料である。本発明のポリマーナノウェブがメルトブローイングによって形成される場合、ポリ（エチレンテレフタレート）などのポリエステルおよび上記のナイロンポリマーなどのポリアミドを含む、ナノ繊維にメルトブローイングすることができる熱可塑性ポリマーはどれも使用することができる。
【００２９】
本発明の紡糸したままの状態（ａｓ−ｓｐｕｎ）のナノウェブは、本発明の布帛に所望の物理特性を付与するためにカレンダー加工することができる。本発明の一実施形態では、紡糸したままの状態のナノウェブは２つの無地ロール（１つのロールが無地ソフトロールであり、１つのロールが無地ハードロールである）の間のニップ内に供給され、ハードロールの温度は、ナノウェブのナノ繊維がカレンダーニップを通過する際に可塑化状態であるように、Ｔg（本明細書では、ポリマーがガラス状態からゴム状態への転移を受ける温度と定義される）と、Ｔom（本明細書では、ポリマーの融解が開始する温度と定義される）との間の温度に保持される。ロールの組成および硬度は、布帛の所望の最終使用の特性を得るために変更することができる。本発明の一実施形態では、一方のロールはステンレス鋼などの硬質金属であり、他方のロールは、ロックウェルＢ７０よりも低い硬度を有する軟質金属またはポリマー被覆ロールもしくは複合ロールである。２つのロール間のニップ内でのウェブの滞留時間はウェブのライン速度（好ましくは、約１ｍ／分〜約５０ｍ／分の間）によって制御され、２つのロール間のフットプリントは、ウェブが同時に両方のロールと接触して移動するＭＤ距離である。フットプリントは２つのロール間のニップにかけられる圧力によって制御され、一般にロールの直線ＣＤ寸法あたりの力で測定され、好ましくは約１ｍｍ〜約３０ｍｍの間である。
【００３０】
さらに、ナノウェブは、ナノ繊維ポリマーのＴgと最低Ｔomとの間の温度まで任意で加熱されている間に延伸することができる。延伸は、ウェブがカレンダーロールに送られる前および／または後に、そして機械方向またはクロス方向のいずれかまたは両方で行うことができる。
【００３１】
ナノ繊維を含有する疎水性不織シートは、本発明に従って、従来の親水性ポリマーナノ繊維のナノウェブを捕集／支持ウェブ上に堆積させ、フルオロカーボン材料などの疎水性処理剤でウェブのナノ繊維を処理することによって製造することができる。コーティング材料が極めて薄い層で施される場合、例えば、２００２年６月２６日に出願された同時係属中の米国仮特許出願第６０／３９１，８６４号明細書に記載されるように、下側にあるウェブの空気透過特性の変化はほとんど生じない。あるいは、形成されたナノウェブは、コーティング材料、例えばフルオロ界面活性剤（ｆｌｕｏｒｏｓｕｒｆａｃｔａｎｔ）の溶液中に浸漬させ、次に乾燥させることができる。
【００３２】
本発明の好ましい実施形態では、フッ素化界面活性剤は、ＤｕＰｏｎｔ社によって製造される界面活性剤のＺｏｎｙｌ（登録商標）系の１つである。
【００３３】
例えば、スポーツウェア、頑丈な（ｒｕｇｇｅｄ）アウターウェアおよびアウトドア用品、防護服などの衣服（例えば、手袋、エプロン、革ズボン、ズボン、ブーツ、ゲートル（ｇａｔｏｒｓ）、シャツ、ジャケット、コート、靴下、靴、下着、ベスト、ウェーダー、帽子、長手袋、寝袋、テントなど）を構成するために、様々な種類の天然および合成布帛が知られており、本発明において布帛層としてとして使用することができる。通常、頑丈なアウターウェアとして使用するために設計された服装は、比較的低い強さすなわち引張強度（ｔｅｎａｃｉｔｙ）を有する天然および／または合成繊維（例えば、ナイロン、綿、羊毛、絹、ポリエステル、ポリアクリル酸、ポリオレフィンなど）から製造された比較的ゆるく織られた布帛で構成されている。それぞれの繊維は、約８ｇ／デニール（ｇｐｄ）未満、より一般的には約５ｇｐｄ未満、そして場合によっては約３ｇｐｄ未満の引張強さすなわち引張強度を有することができる。このような材料は、例えば、可染性、通気性、明度、快適性、そして場合によっては耐摩耗性などの様々な有益な特性を有することができる。
【００３４】
異なる織り構造および異なる織り密度を用いて、本発明の構成要素としていくつかの代替となる複合織布を提供することができる。平織構造、強化平織構造（二重または多重の経糸および／または緯糸を有する）、斜文織構造、強化斜文織構造（二重または多重の経糸および／または緯糸を有する）、サテン織構造、強化サテン織構造（二重または多重の経糸および／または緯糸を有する）、ニット、フェルト、フリースおよびニードルパンチ構造などの織り構造を使用することができる。伸縮性織物構造、リップストップ、ドビー織、およびジャカード織も本発明で使用するために適切である。
【００３５】
ナノウェブはその表面の少しの部分で布帛層に結合され、当業者に既知の手段によって、例えば、接着剤で、熱的に、超音波場を用いて、あるいは溶媒結合によって布帛層に結合され得る。一実施形態では、ナノウェブはポリウレタンなどの高分子接着剤の溶液を用い、溶媒を蒸発させて接着結合される。さらなる実施形態では、ナノウェブが布帛層上に直接電界紡糸される場合、残留する電界紡糸溶媒は溶媒結合を達成するために使用される。
【実施例】
【００３６】
静水頭または「水頭（ｈｙｄｒｏｈｅａｄ）」（ＩＳＯ８１１）は、布帛が水の浸透を防止する能力の便利な尺度である。これは、布帛を通して液体水を押し出すために必要とされる水柱のセンチメートル（ｃｍｗｃ）の圧力として与えられる。水頭は細孔サイズに逆に依存することが分かっている。より小さい細孔サイズはより高い水頭を生じ、そしてより大きい細孔サイズはより低い水頭を生じる。以下の測定では、１分あたり６０ｃｍｗｃのランプ速度を使用した。
【００３７】
布帛の空気流透過率は、一般に、Ｆｒａｚｉｅｒ測定（ＡＳＴＭ  Ｄ７３７）を用いて測定される。この測定では、適切に固定された布帛サンプルに１２４．５Ｎ／ｍ2（水柱０．５インチ）の圧力差がかけられ、得られる空気流速がＦｒａｚｉｅｒ透過率として、あるいはより簡単には「Ｆｒａｚｉｅｒ」として測定される。本明細書では、Ｆｒａｚｉｅｒ透過率は、ｍ3／ｍ2／分の単位で報告される。高いＦｒａｚｉｅｒは高い空気流透過率に相当し、低いＦｒａｚｉｅｒは低い空気流透過率に相当する。
【００３８】
衣服におけるもう１つの重要なパラメータは、布帛がジャケットの内側から水蒸気を放出する能力である。このパラメータは水蒸気透過率（ＭＶＴＲ）と呼ばれる。ＡＳＴＭ  Ｅ９６Ｂ法を用いてナノウェブをＭＶＴＲについて試験し、ｇ／ｍ2／日の単位で報告した。
【００３９】
サンプルがカレンダー加工される場合には、カレンダー加工は、１．５ポンド／直線インチ（ｐｌｉ）の圧力および１２５℃で行った。
【００４０】
他に規定されない限り、フルオロ界面活性剤処理は、ナノウェブの両面が完全に浴中に沈められる４００ｇの水浴中で湿潤剤として０．６％のヘキサノールを用いる浸漬および圧搾法によって行った。次に、１３９℃のオーブンでナノウェブを３分間乾燥させた。
【００４１】
実施例１
１７０ｇｓｍの伸縮性ナイロン平織布（オレゴン州ポートランドのＲｏｓｅ  Ｃｉｔｙ  Ｔｅｘｔｉｌｅｓから入手可能）と、１０ｇｓｍ（グラム／平方メートル）の坪量を有するナイロン６，６製のナノウェブとから作られた２層布帛構造物を製造した。２層布帛構造物は、６０ｐｓｉの圧力で「２８８−パターン」グラビアロールを適用させ、溶媒系ウレタン接着剤を用いてナイロン織布をナノウェブに積層することによって製造した。次に、最終の２層布帛構造物を、水浴中、８％固形分のテロマーフッ素化界面活性剤（Ｚｏｎｙｌ（登録商標）７０４０、デラウェア州ウィルミントンのＤｕ  Ｐｏｎｔ）（入手したままの状態）で処理した。構造物の両面が完全に浴中に沈められる浸漬および圧搾法を用いて、Ｚｏｎｙｌ（登録商標）（Ｅ．Ｉ．ｄｕ  Ｐｏｎｔ  ｄｅ  Ｎｅｍｏｕｒｓ  ａｎｄ  Ｃｏｍｐａｎｙから市販されている）を適用した。次に、２層構造物を、２分４５秒間の滞留時間で１４０℃の温度の電気加熱オーブンを通過させた。
【００４２】
２層布帛構造物は、１９０ｃｍｗｃの水頭および１３９７ｇ／ｍ2／日のＭＶＴＲを有した。
【００４３】
比較例１
平織伸縮性ナイロンの単層を上記と同じ方法でＺｏｎｙｌ（登録商標）７０４０で処理し、水頭について試験した。不織ナノウェブを有さない織ナイロンの単層は、わずか３３ｃｍｗｃの水頭および１９１６ｇ／ｍ2／日のＭＶＴＲを有した。
【００４４】
実施例１および比較例１から分かるように、ナノウェブは、耐久性の撥水コーティングと併用されたときに、布帛構造物の水頭を著しく増大させることができる。加えて、必要に応じて、混成ナノウェブ構造の後処理によって水頭をさらに増大させることができる。
【００４５】
実施例２
２５ｇｓｍの坪量を有するナイロン６，６で製造されたナノウェブの単層をカレンダー加工し、次に８％固形分のＺｏｎｙｌ（登録商標）７０４０（入手したままの状態）で処理した。次に、この処理済ナノウェブを水頭について試験した。第１のトライアルは、ナノウェブのためにどのタイプの支持システムも使用せず、得られた水頭は４８ｃｍｗｃであった。第２のトライアルでは、縁部の両側に２つのガスケットを有する粗メッシュ支持スクリーンを、試験クランプ内のナノウェブの上に配置した。このスクリーンは、静水圧をかけている間にナノウェブが膨らまないようにするために使用した。この粗メッシュ支持スクリーンを用いて得られた水頭は１６６ｃｍｗｃであった。第３および第４のトライアルでは、はるかにより細かいメッシュの支持スクリーンを使用して、試験の間、ナノウェブの膨らみを制御した。この細メッシュの支持スクリーンを使用して得られた水頭はそれぞれ２４４ｃｍｗｃおよび２６９ｃｍｗｃであった。
【００４６】
実施例３
２５ｇｓｍの坪量を有するナイロン６，６で製造されたナノウェブの単層を８％固形分のＺｏｎｙｌ（登録商標）７０４０（入手したままの状態）で処理した。第１のトライアルは、ナノウェブのためにどのタイプの支持システムも使用せず、得られた水頭は４０ｃｍｗｃであった。第２、第３、および第４のトライアルでは、試験中にナノウェブが膨らまないようにするために試験クランプ内のナノウェブの上に細メッシュ支持スクリーンを配置した。得られた水はそれぞれ２０２ｃｍｗｃ、２１４ｃｍｗｃ、および２０２ｃｍｗｃであった。ＭＶＴＲは１７３０ｇ／ｍ2／日であった。
【００４７】
実施例４
２５ｇｓｍの坪量を有するナイロン６，６で製造されたナノウェブの単層をカレンダー加工し、次に１６％固形分のＺｏｎｙｌ（登録商標）７０４０（入手したままの状態）で処理した。第１のトライアルは、ナノウェブのためにどのタイプの支持システムも使用せず、得られた水頭は４６．５ｃｍｗｃであった。第２および第３のトライアルでは、ナノウェブが膨らまないようにするために試験クランプ内のナノウェブの上に細メッシュ支持スクリーンを配置した。得られた水頭はそれぞれ２９２ｃｍｗｃおよび３２６ｃｍｗｃであった。第４のトライアルでは、ナノウェブが膨らまないようにするために試験クランプ内のナノウェブの上に、１７０ｇｓｍの伸縮性ナイロン平織布（オレゴン州ポートランドのＲｏｓｅ  Ｃｉｔｙ  Ｔｅｘｔｉｌｅｓから入手可能）を配置した。得られた水頭は１７３ｃｍｗｃであった。第５のトライアルでは、２片のカレンダー加工されたナノウェブを互いに積み重ねて層状にし、次に試験クランプ内で細メッシュ支持スクリーンにより被覆した。得られた水頭は５５０ｃｍｗｃであった。ＭＶＴＲは１５８６ｇ／ｍ2／日であった。
【００４８】
実施例５
２５ｇｓｍの坪量を有するナイロン６，６で製造されたナノウェブの単層を１６％固形分のＺｏｎｙｌ（登録商標）７０４０（入手したままの状態）で処理した。第１および第２のトライアルはいずれも、試験クランプ内でナノウェブが膨らまないようにするために細メッシュ支持スクリーンを使用した。得られた水頭はそれぞれ２６６ｃｍｗｃおよび２８２ｃｍｗｃであった。第３のトライアルでは、ナノウェブを戻すことによってナノウェブを浸漬および圧搾法により２回目に処理し、次に１３９℃のオーブンで３分間、２回目に乾燥させた。次に、ＦＸ３０００Ｈｙｄｒｏｓｔａｔｉｃ  Ｔｅｓｔｅｒを用いて、２回処理したナノウェブを水頭について試験した。試験中にナノウェブが膨らまないようにするために試験クランプ内で細メッシュ支持スクリーンを使用した。得られた水頭は２９０ｃｍｗｃであった。ＭＶＴＲは１７０８ｇ／ｍ2／日であった。
【００４９】
実施例６
２５ｇｓｍの坪量を有するナイロン６，６で製造されたナノウェブの単層をカレンダー加工し、次に、１６％固形分のＺｏｎｙｌ（登録商標）７０４０（入手したままの状態）で処理した。３つ全てのトライアルで、試験中にナノウェブが膨らまないようにするために試験クランプ内で細メッシュ支持スクリーンを使用した。得られた水頭は水柱４９０センチメートル（ｃｍｗｃ）、４５４ｃｍｗｃ、および５８６ｃｍｗｃであった。ＭＶＴＲは１７０１ｇ／ｍ2／日であった。
【００５０】
実施例７
２５ｇｓｍの坪量を有するナイロン６，６で製造されたナノウェブの単層をカレンダー加工し、次に、２００ｇの水浴中で湿潤剤として０．６％のヘキサノールを用いて２８％固形分のＺｏｎｙｌ（登録商標）７０４０（入手したままの状態）で処理した。第１、第２、および第３のトライアルにおいて、試験中にナノウェブが膨らまないようにするために試験クランプ内のナノウェブの上に細メッシュ支持スクリーンを使用した。得られた水頭はそれぞれ３７２ｃｍｗｃ、３００ｃｍｗｃ、および３１８ｃｍｗｃであった。第４および第５のトライアルでは、２片の処理済ナノウェブを試験クランプで互いに積み重ねて層状にし、次に細メッシュ支持スクリーンで被覆した。得られた水頭はそれぞれ３６０ｃｍｗｃおよび５０９ｃｍｗｃであった。平均ＭＶＴＲは１６６０ｇ／ｍ2／日であった。
【００５１】
実施例８
２５ｇｓｍの坪量を有するナイロン６，６で製造されたナノウェブの単層をカレンダー加工し、次に、２００ｇの水浴中で湿潤剤として０．６％のヘキサノールを用いて２８％固形分のＺｏｎｙｌ（登録商標）７０４０（入手したままの状態）で処理した。第１のトライアルでは、試験中にナノウェブの膨らみを制御するために試験クランプ内で細メッシュ支持スクリーンを使用した。得られた水頭は６００ｃｍｗｃであった。第２のトライアルでは、２片のナノウェブを互いに積み重ね、細メッシュ支持スクリーンを用いて試験した。得られた水頭は７５０ｃｍｗｃであった。
【００５２】
上記サンプルのＭＶＴＲデータは業界標準よりもはるかに高く、ＭＶＴＲを許容できないレベルにまで低下させることなく耐久性の撥水剤処理を不織ナノウェブに適用できることが実証される。
【国際調査報告】
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