JP2005529250A - 耐引裂性、耐切断性、および耐摩耗性が改善された難燃性布 - Google Patents

Abstract

本体布糸成分と、本体布糸成分よりも少なくとも２０％大きい引張強度を有する合成リップストップ糸成分と、合成ステープルファイバー・シースおよび無機コアを有する糸を含んでなる耐切断性糸成分とを含んでなる糸成分から製造された防護服に有用な織布であって、本体布糸成分、リップストップ糸成分、および耐切断性糸成分がすべて少なくとも１つの糸よりなり、かつ、各糸成分が直交する糸成分を織り込むことによって隣接する糸成分から区別される織布。

Description

本発明は、防護服で、特に消防士にとって有用である出動服として知られている衣類に有用な布に関するが、かかる布および衣類はまた、作業者が摩耗と、火災および火炎防護が必要とされる機械的に厳しい環境とに曝されるかもしれない産業用途でも使用される。コート、カバーオール、ジャケット、および／またはパンツをはじめとする衣類は、火災、火炎、および熱からの保護を提供することができる。

米国で消防士によって一般に使用されているほとんどの出動服は、それぞれが異なった機能を果たす３層を含んでなる。ポリ（メタ−フェニレンイソフタルアミド）（ＭＰＤ−Ｉ）もしくはポリ（パラ−フェニレンテレフタルアミド）（ＰＰＤ−Ｔ）またはそれらの繊維とポリベンゾイミダゾール（ＰＢＩ）のような難燃性繊維とのブレンドのような難燃性アラミド繊維から多くの場合製造された外表布がある。外表布に隣接して防湿材があり、普通の防湿材には、織られたＭＰＤ−Ｉ／ＰＰＤ−Ｔ基材上のクロステック（Ｃｒｏｓｓｔｅｃｈ）（登録商標）ＰＴＦＥ膜の積層品、または織られたポリエステル／綿基材上のネオプレンの積層品が含まれる。防湿材に隣接して、耐熱性繊維の芯を一般に含んでなる断熱サーマルライナーがある。

外表は初期火炎防護として役立つが、サーマルライナーおよび防湿材は熱応力から防護する。

外表は主要な防御を提供するので、この表は耐久性があり、研磨に耐えることができ、かつ、厳しい環境で裂け得ないまたは切断され得ないことが望ましい。本発明は、難燃性であり、かつ、改善された引裂、切断、および摩耗特性を有するような布を提供する。

第１に武装布のような、裸のスチール線およびコードを利用する先行技術で記載された多数の布がある。例えば、特許文献１（ボアゴイス（Ｂｏｕｒｇｏｉｓ）ら）は、一緒に撚られた複数のスチール・コードを含んでなる防護編織布を開示している。特許文献２（バナッシェ（Ｖａｎａｓｓｃｈｅ）ら）は、防護テキスタイルに耐切断性または増強を提供するために使用されたスチール・エレメントを含んでなる布を開示している。スチール・エレメントは単一スチール線、撚られていないスチール線の束、または撚られたスチール繊維のコードのどれかである。特許文献３（ソアー（Ｓｏａｒ））は、ケブラー（Ｋｅｖｌａｒ）（登録商標）の１つもしくはそれ以上の層に縫い合わされて単一材料を形成してもよい撚られたマルチストランド・ケーブルから製造された防護材料を開示している。裸の金属線の使用は、加工難関および衣類美的価値観（着心地の良さおよび感触）問題を提起し、望ましくない。

特許文献４（ベッチャー（Ｂｅｔｔｃｈｅｒ））は、ステンレススチール線およびアラミドのような高強度合成繊維のストランドのコアの周りにナイロンおよびアラミドのような多数の合成繊維糸を巻き付けることによって製造された耐切断性糸と、該巻き付け糸から製造された安全服とを開示している。

特許文献５（ダンバー（Ｄｕｎｂａｒ）ら）は、少なくとも１つは柔軟であり、かつ、本質的に耐切断性であり、他方は硬度計で３モース（Ｍｏｈｓ）よりも上の硬度レベルを有する、２つの異なる非金属繊維を含んでなる耐切断性糸から製造された保護布を開示している。

国際公開第９７／２７７６９号パンフレット 国際公開第２００１／８６０４６号パンフレット ＧＢ第２３２４１００号明細書 米国特許第４，４７０，２５１号明細書 米国特許第５，１１９，５１２号明細書

本発明は、本体布糸成分と、本体布糸成分よりも少なくとも２０％大きい引張強度を有する合成リップストップ糸成分と、合成ステープルファイバー・シースおよび無機コアを有する糸を含んでなる耐切断性糸成分とを含んでなる糸成分から製造された防護服に有用な織布であって、本体布糸成分、リップストップ糸成分、および耐切断性糸成分がすべて少なくとも１つの糸よりなり、かつ、各糸成分が直交する糸成分を織り込むことによって隣接する糸成分から区別される織布に関する。好ましくは、リップストップ糸成分はけん縮加工または嵩高加工された連続フィラメント糸を含んでなることができる。リップストップ糸は好ましくは難燃性繊維から製造された糸から製造され、好ましい難燃性繊維はポリ（ｐ−フェニレンテレフタルアミド）から製造される。リップストップ糸成分はまた、難燃性繊維から製造された糸に加えて、リップストップ糸成分の２０重量％までの量でナイロン繊維を含むことができる。好ましくは、耐切断性糸成分中のシース／コア糸のステープルファイバー・シースは、ポリ（ｐ−フェニレンテレフタルアミド）から製造されたステープルファイバーを含んでなり、無機コアは金属繊維を含んでなる。この耐切断性糸成分糸のステープルファイバー・シースは、耐切断性ステープルファイバーを含むことができ、そしてまた、耐切断性ステープルファイバーに加えて、耐切断性糸成分糸の２０重量％までの量でナイロン繊維を含むことができる。本体布成分は、難燃性繊維の糸を含んでなり、好ましくは、難燃性繊維に加えて、本体布糸の２０重量％までの量でナイロン繊維を含む。

本発明の一実施形態は、本体布糸成分と、本体布糸成分よりも少なくとも２０％大きい引張強度を有する合成リップストップ糸成分と、合成繊維シースおよび無機コアを有する糸を含んでなる耐切断性糸とを含んでなる直交するたて糸およびよこ糸成分から製造された防護服に有用な織布であって、本体布糸成分、リップストップ糸成分、および耐切断性糸成分がすべて布において個々のまたは諸撚りされたたて糸およびよこ糸よりなり、かつ、５〜９つごとの直交するたて糸およびよこ糸成分がリップストップ糸成分である織布に関する。好ましくは、耐切断性糸成分はたて糸およびよこ糸の両方中であらゆるリップストップ糸成分の間に配置されている。リップストップ糸成分は、けん縮加工または嵩高加工された連続フィラメント糸を含むことができる。

本発明の別の実施形態は、本体布糸成分と、本体布糸成分よりも少なくとも２０％大きい引張強度を有する合成リップストップ糸成分と、合成ステープルファイバー・シースおよび無機コアを有する糸を含んでなる耐切断性糸成分とを含んでなる直交する糸成分から製造された防護服に有用な織布であって、本体布糸成分、リップストップ糸成分、および耐切断性糸成分がすべて少なくとも１つの糸よりなり、かつ、各糸成分が直交する糸成分を織り込むことによって隣接する糸成分から区別され、該リップストップ糸成分が耐切断性糸成分に直交している織布に関する。リップストップ糸成分は、けん縮加工または嵩高加工された連続フィラメント糸を含むことができる。

本発明はまた、本体布糸成分と、合成ステープルファイバー・シースおよび無機コアを有する糸を含んでなる耐切断性糸成分とから布を織る工程と、本体布糸成分よりも少なくとも２０％大きい引張強度を有する合成リップストップ糸成分を５〜９つごとのたて糸およびよこ糸成分のところで織物中へ挿入する工程とを含んでなる、たて糸およびよこ糸成分から製造された、防護服に有用な織布の製造方法に関する。

別の実施形態では、本発明は、本体布糸成分から布を織る工程と、各成分が本体布糸成分よりも少なくとも２０％大きい引張強度を有するリップストップ糸成分を５〜９つごとの糸成分のところで織物中へ挿入して合成リップストップ糸成分の平行アレイを生み出す工程と、平行のリップストップ糸成分のアレイに直交して、各耐切断性糸成分が合成ステープルファイバー・シースおよび無機コアを有する糸を含んでなる耐切断性糸成分の平行アレイを織物中へ挿入する工程とを含んでなる、直交する糸成分から製造された防護服に有用な織布の製造方法に関する。

本発明の布は、先行技術布よりも改善された耐切断性と改善された耐引裂性とを相まって有し、かつ、好ましくは改善された耐摩耗性を有する。布は、布を織るための公知機械を用いて織られ、防護服および様々なタイプの衣類中へ組み入れることができる。これらの布は典型的には平方ヤード当たり４〜１２オンスの範囲の重さがあり、任意の直交織であり得るが、平織および２×１綾織が好ましい織り方である。

本発明は、３タイプの糸成分（本体布糸成分、リップストップ糸成分および耐切断性糸成分）を含んでなる。本明細書に述べられるところでは、糸成分は糸、撚り糸、または糸の組合せもしくは撚糸の組合せであり得る。一般に、織布の一方向に置かれている各糸成分は、直交する糸成分を織り込むことによって当該同じ方向にある隣接する糸成分から区別される。例えば、平織では、たて糸およびよこ糸成分が織り込まれ、ここで、たて糸成分はよこ糸成分の上方および下方に行き、各よこ糸成分を線引きし、隣接するよこ糸成分からそれを区別する。同様に、隣接するたて糸成分は、よこ糸との織り込みの方向を互い違いにする、すなわち、第１番目のたて糸成分はよこ糸成分の上方へ行き、第２番目の隣接するたて糸成分は当該同じよこ糸成分の下方へ行くであろう。この交互織り込み行動は、布全体にわたって繰り返されて古典的平織構造を生み出す。それ故、よこ糸成分はまた、各たて糸成分を隣接するたて糸成分から線引きする。綾織では、たとえたて糸およびよこ糸成分の実際の織り込みが少なくても、たて糸およびよこ糸成分は同じものと解釈される。２×１綾織では、当該織物のずれた捩れ形織り込み構造は、たて糸成分が２つ以上のよこ糸成分を通り過ぎ、布中で周期的に別のたて糸成分に直接隣接して置かれていることを意味する。しかしながら、たて糸およびよこ糸成分は、たとえそれらが布中でずれていてもまたは捩れていても、それでもなお互いに線引きされ、糸成分は検査によって明確に識別することができる。

典型的には、布の主要部分は本体布糸成分から製造され、これらの成分は通常、難燃性繊維を含む糸を含んでなる。用語「難燃性繊維」は、本明細書で用いるところでは、炭素および水素の両方を含み、酸素および窒素のような他の元素をまた含んでもよい、かつ、２５以上のＬＯＩを有するポリマーのステープルファイバーまたはフィラメント繊維を意味する。

好適な難燃性繊維には、ポリ（メタ−フェニレンイソフタルアミド）（ＭＰＤ−Ｉ）、ポリ（パラ−フェニレンテレフタルアミド）（ＰＰＤ−Ｔ）、ポリベンゾイミダゾール（ＰＢＩ）、ポリ−フェニレンベンゾビスオキサゾ−ル（ＰＢＯ）、および／またはそれらの繊維のブレンドもしくは混合物が含まれる。改善された耐摩耗性のために、本体布糸成分は、難燃性繊維に加えて、２０重量パーセントまで、好ましくは１０重量パーセント未満のナイロン繊維を有することができる。本体布糸成分は好ましくは６０重量パーセントＰＰＤ−Ｔ繊維および４０重量パーセントＰＢＩ繊維を含むスフ糸である。本体布糸成分の好ましい形およびサイズは、１６／２〜２１／２の範囲の綿番手を有する上の組成物の諸撚り糸である。

布のリップストップ糸成分は、布に引裂強度を与える点で有用であり、本体布糸成分の引張強度よりも少なくとも２０％大きい引張強度を有する。リップストップ糸成分は、同様に難燃性である少なくとも１つの連続マルチフィラメント糸を典型的には含む。好適な難燃性繊維には、ポリ（パラ−フェニレンテレフタルアミド）（ＰＰＤ−Ｔ）、ポリ（メタ−フェニレンイソフタルアミド）（ＭＰＤ−Ｉ）のようなアラミドおよびポリ−フェニレンベンゾビスオキサゾ−ル（ＰＢＯ）のような他の高強度ポリマーおよび／またはそれらの繊維のブレンドもしくは混合物から製造されたものが含まれる。リップストップ糸成分は好ましくは１〜３つの糸を含む。１つの糸がリップストップ糸成分に使用される場合、当該１つの糸は本体布糸成分の引張強度よりも少なくとも２０％大きい引張強度を持たなければならず、３つの糸がリップストップ糸成分に使用される場合、その時には組み合わされた３つの糸は本体布糸成分のそれよりも少なくとも２０％以上大きい引張強度を持たなければならない。２以上の糸がリップストップ糸成分として使用される場合、糸は一緒に諸撚りされてもよいし、または諸撚りしないで使用されてもよい。リップストップ糸成分の総デニールは、２００デニール〜１５００デニールの範囲にあり、リップストップ糸成分での使用に好適な糸のデニールは２００〜１０００デニールの範囲にある。リップストップ糸成分はまた、難燃性糸と組み合わせて、またはそれに加えて、改善された耐研磨性のために２０パーセントまでのナイロン繊維を有することができる。

好ましくは、けん縮加工された連続フィラメント６００デニールＰＰＤ−Ｔ糸が本発明のリップストップ糸成分として使用される。リップストップ糸成分に使用される連続マルチフィラメント糸は、フィラメントを混ぜ合わせて糸中に無作為の絡み合ったループ構造を生み出すためにけん縮加工または嵩高加工されることもまた好ましい。これを成し遂げる当該技術において公知の一方法は、エアジェット・けん縮加工と呼ばれ、その方法では加圧空気または幾つかの他の流体を用いてフィラメント束を再配置して糸の長さに沿ってループおよび湾曲を生み出す。典型的な方法では、嵩高加工されるべきマルチフィラメント糸は、それがノズルから取り去られるよりも大きい速度でけん縮加工ノズルに供給される。加圧空気はフィラメント束に激突して、ループを生み出し、無作為にフィラメントを絡み合わせる。本発明の目的のためには、ほぼ５〜３０％程度の使用可能範囲で１４〜２５％の供給過剰速度を有することが望ましい。この供給過剰速度での嵩高加工方法を用いると、けん縮加工ノズルに供給された糸よりも高い単位長さ当たりの重量、すなわちデニールを有する、混ぜ合わされた糸を生み出す。単位長さ当たりの重量の増加は３〜２５重量％の範囲にあるべきで、１０〜１８重量％の増加が好ましいことが分かった。本発明での布の製造に最も有用である嵩高加工糸は好ましくは２００〜１０００デニール、より好ましくは３００〜６００デニールの範囲にあることが分かった。ループおよび絡み合いは、紡績スフ糸に類似した幾つかの表面特性を有する連続フィラメント糸を生み出す。

本発明の布の耐切断性糸成分は、シースが合成繊維を含んでなり、コアが無機繊維を含んでなるシース／コア構造を有する少なくとも１つの糸を含む。シース中の繊維は合成ステープルファイバーよりなる。なぜかというとそれらがより着心地の良い糸を生み出すからである。好ましくは、シース中の合成繊維は、ポリ（パラ−フェニレンテレフタルアミド）（ＰＰＤ−Ｔ）およびポリ−フェニレンベンゾビスオキサゾ−ル（ＰＢＯ）のような他の高強度ポリマーならびにそれらの混合物またはブレンドから製造された任意の数の繊維を含むことができる耐切断性繊維を含んでなる。耐切断性繊維はまた難燃性であることが好ましく、好ましい難燃性および耐切断性繊維はＰＰＤ−Ｔ繊維である。シースはまた、他の材料の幾つかの繊維を、当該他の材料のために低下した耐切断性が許容され得る程度まで含むことができる。耐切断性糸成分はまた、耐切断性繊維と組み合わせてまたはそれに加えて、改善された耐摩耗性のために２０重量パーセントまでのナイロン繊維を有することができる。

糸のコアは少なくとも１種の無機繊維を含む。コアに有用な無機繊維には、ガラス繊維または金属もしくは金属合金から製造された繊維が含まれる。金属繊維コアは、特定の状況に必要とされるまたは望まれるように、単一金属繊維または幾つかの金属繊維であり得る。好ましいコア繊維は、ステンレススチールから製造された金属繊維である。金属繊維とは、ステンレススチール、銅、アルミニウム、ブロンズなどのような延性のある金属から製造された繊維または線を意味する。金属繊維は一般には連続線であり、直径が１０〜１５０マイクロメートルであり、好ましくは直径が２５〜７５マイクロメートルである。

シースを構成するステープルファイバーは、金属繊維コアの周りにラップまたは紡糸され得る。ラップされる場合、ステープルファイバーは、リング精紡、ラップ精紡、エアジェット精紡、オープンエンド精紡などのような公知方法によってゆるくまとめられたまたは紡績されたステープルファイバーの形にあり、次に、コアを実質的に覆うのに十分な密度で金属コアの周りに巻き付けられる。紡糸される場合、ステープルファイバー・シースは、ＤＲＥＦ紡糸またはいわゆるムラタ（Ｍｕｒａｔａ）ジェット紡糸または別のコア紡糸方法のような任意の適切なシース／コア紡糸方法によって金属繊維コア一面に直接形成される。シース中に存在する難燃性ＰＰＤ−Ｔステープルファイバーは、５〜２５マイクロメートルの直径を有し、２〜２０センチメートル、好ましくは４〜６センチメートルの長さを有してもよい。いったんステープルファイバーがコアの周りにラップまたは紡糸されると、好ましい金属繊維コアを有するこれらのシース／コア糸は一般には１００〜５０００デシテックスの総線密度で、１〜５０重量パーセント金属である。

図２は、本発明の耐切断性糸成分で使用されてもよい耐切断性糸７の説明図である。糸は、無機コア繊維８の周りに配置されているステープルファイバー・シース９を有する。諸撚り糸のこの組合せ中の糸の１つだけがシース／コア構造を有することを必要とされるが、本発明の布の耐切断性糸成分は諸撚り糸の組合せから製造することができる。例えば、耐切断性糸成分が３つの糸を有することになっている場合、これら３つの糸は互いに撚られてまたは諸撚りされて諸撚り糸を形成することができる。しかしながら、３つの糸の１つだけがシース／コア構造を有することを必要とされる。同様に、例えば、耐切断性糸成分が４つの糸を有することになっている場合、これら４つの糸は対にされ、次に互いに撚られてまたは諸撚りされて２つの諸撚り糸を形成することができる。しかしながら、４つの糸の１つだけがシース／コア構造を有することを必要とされる。諸撚り糸は、少量の撚り、通常インチ当たり５〜１０の回転または撚りの範囲で一緒にされている糸である。この少量の撚りは、１つの糸を他の糸で全体的に覆うまたはラップすることなく、まとめられたおよびバランスのとれた糸を提供する。

耐切断性糸成分中の残りの糸は、ほとんど任意の構造を有することができるが、衣類の難燃性を維持するために、それらは主に難燃性材料よりなることが望ましい。具体的には、これらの残りの糸は、アラミド・ステープルファイバーまたは連続アラミド・フィラメントから製造され得るし、他の繊維および材料を含んでもよい。しかしながら、布の難燃性および／または耐切断性がかかる他の材料の存在によって低下するかもしれないことは認められなければならない。典型的には、これらの残りの糸は、２００〜２０００デシテックスの範囲の線密度を有することができ、個々のフィラメントまたは繊維は０．５〜７デシテックス、好ましくは１．５〜３デシテックスの線密度を有する。

耐切断性糸成分の好ましい構造は、各糸についてシースが１．８９ｃｍの切断長さを有するステープルファイバーＰＰＤ−Ｔであり、コアが１．５ミル直径ステンレススチールである２つのシース／コア糸から製造された諸撚り糸である。好ましい糸は、１６／２〜２１／２（６６４〜４６５デニール）の綿番手サイズを有する。場合により、シース／コア糸は、改善された耐摩耗性を与えるために、シース中に難燃性の耐切断性繊維に加えてシース繊維の重量を基準にして１０重量パーセントまで、そして２０重量パーセントほどのナイロンを有してもよい。

図１は、直交するたて糸成分を織り込むことによって分離された可能なよこ糸成分の幾つかを例示する。例えば、スフ糸の合集から製造された本体糸成分１は、たて糸成分６を織り込むことによって他の本体糸成分１、リップストップ糸成分３、および耐切断性糸成分２のようなものから分離して示されている。耐切断性糸成分２は、無機コアがそれらの糸において実物大に示されずに例示目的のために拡大されて、２つのステープル・シース／無機コア耐切断性糸から製造された諸撚り糸として示されている。様々な他のタイプの糸成分もまた図１に示されている。例えば、耐切断性糸成分４は、２つのステープル・シース／コア耐切断性糸から製造された諸撚り糸と２つのステープルファイバー糸から製造され得る別の諸撚り糸との組合せとして示されている。それぞれが２つのスフ糸から製造された、単糸と２つの諸撚り糸との組合せから構成された本体布糸成分５もまた示されている。同様なタイプの糸成分がたて糸方向に存在することができる。

本発明の織布は、布の意図された使用で布を機能させるのに十分なリップストップ糸成分および耐切断性成分があるのみで典型的には本体布糸成分が優勢である。ほとんどの織布は一般に直交するたて糸およびよこ糸成分を有するので、リップストップ糸成分および耐切断性糸成分をたて糸およびよこ糸の両方向に有することが好ましい。さらに、リップストップ糸成分によって与えられる耐久性が布の端から端まで一様であるように、リップストップ糸成分をたて糸およびよこ糸の両方向に布の全体にわたって分配することが望ましい。さらに、リップストップ糸成分が布中の５〜９つごとの直交するたて糸およびよこ糸成分として布中に分配される時に最も有用な布が製造されると考えられ、好ましい間隔は７つのたて糸およびよこ糸成分ごとに耐切断性リップストップ糸成分を有する。高割合の本体布糸成分がスフ糸から製造される場合、たて糸およびよこ糸中に分配されるリップストップ糸を嵩高加工またはけん縮加工することは望ましいであろう。

耐切断性糸成分が布の直交するたて糸およびよこ糸の両方向に適切に分配されることもまた望ましい。便宜のため耐切断性糸成分はたて糸およびよこ糸の両方中であらゆるリップストップ糸成分の間に配置することができる。図３は、例示目的のためにたて糸およびよこ糸成分がおおざっぱに分離しておよび単純化して示された本発明の布の一実施形態の説明図である。リップストップ糸成分１０は、たて糸およびよこ糸の両方に示され、布中に８つごとの成分として存在する。本体布糸成分１１はたて糸およびよこ糸の両方にリップストップ糸成分の間に示され、耐切断性糸成分１２はたて糸およびよこ糸の両方にリップストップ糸成分の間に示されている。

本発明の別の実施形態では、本発明の織布は、本体布糸成分と、合成リップストップ糸成分と、耐切断性糸成分とを含んでなり、ここで、リップストップ糸成分は本体布糸成分よりも少なくとも２０％大きい引張強度を有し、耐切断性糸成分は合成ステープルファイバー・シースおよび無機コアを有する糸を含んでなり、かつ、リップストップ糸成分は耐切断性糸成分に直交している。リップストップ糸成分はけん縮加工または嵩高加工された連続フィラメント糸を含むことができる。図４は、このタイプの布の説明図である。リップストップ糸成分１０は、たて糸方向にのみ示されており、すべての他のたて糸は本体布糸成分１１である。耐切断性糸成分１２は、より多い本体布糸成分１１と一緒によこ糸方向に示されている。

本発明の布の製造方法は、本体布糸成分と、合成ステープルファイバー・シースおよび無機コアを有する糸を含んでなる耐切断性糸成分とから布を織る工程と、本体布糸成分よりも少なくとも２０％大きい引張強度を有する合成リップストップ糸成分を５〜９つごとのたて糸およびよこ糸成分のところで織物中へ挿入する工程とを含んでなる。

直交する糸成分を有する本発明の織布の製造方法の別の実施形態は、本体布糸成分から布を織る工程と、合成リップストップ糸成分を５〜９つごとの糸成分のところで織物中へ挿入する工程と、各成分が本体布糸成分よりも少なくとも２０％大きい引張強度を有する合成リップストップ糸成分の平行アレイを布中に生み出す工程と、平行のリップストップ糸成分のアレイに直交して、各耐切断性糸成分が合成ステープルファイバー・シースおよび無機コアを有する糸を含んでなる耐切断性糸成分の平行アレイを織物中へ挿入する工程とを含む。

本発明の布は、防護服、特に、消防士にとって有用である出動服として知られる衣類に有用であり、それらの中へ組み入れることができ、衣類はまた、作業者が摩耗と火災および火炎防護が必要とされる機械的に厳しい環境とに曝されるかもしれない産業用途でも使用される。衣類には、コート、カバーオール、ジャケット、パンツ、スリーブ、エプロン、および火災、火炎、および熱からの保護が必要とされる他のタイプの衣服が含まれるかもしれない。

試験方法
断熱性能試験（ＴＰＰ）
熱および火炎中での布の予測される保護性能は「断熱性能試験（Ｔｈｅｒｍａｌ Ｐｒｏｔｅｃｔｉｖｅ Ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ Ｔｅｓｔ）」ＮＦＰＡ２１１２を用いて測定した。火炎を、規定熱流束（典型的には８４ｋＷ／ｍ^２）で水平位置に取り付けた布のセクションに向けた。試験は、布と熱源との間にスペースなしで銅スラグ熱量計を用いて検体を通って熱源から伝えられた熱エネルギーを測定する。試験終点は、ストール（Ｓｔｏｌｌ）およびチアンタ（Ｃｈｉａｎｔａ）によって開発された単純化モデル、「ニューヨーク・アカデミー科学報告書（Ｔｒａｎｓａｃｔｉｏｎｓ Ｎｅｗ Ｙｏｒｋ Ａｃａｄｅｍｙ Ｓｃｉｅｎｃｅ）」、１９７１年、３３、６４９ページを用いて、予測第２級皮膚火傷を達成するのに必要とされる時間によって特徴付けられる。ＴＰＰ値と表示される、この試験で検体に割り当てられる値は、終点を達成するのに必要とされる全熱エネルギー、すなわち入射熱流束を乗じた予測火傷までの直接熱源暴露時間である。より高いＴＰＰ値はより良好な断熱性能を示す。外表布（本発明）、防湿材およびサーマルライナーよりなる３層試験試料を調製する。防湿材は、２．７オンス／ヤード^２（９２グラム／平方メートル）ノメックス（Ｎｏｍｅｘ）（登録商標）／ケブラー（Ｋｅｖｌａｒ）（登録商標）繊維基材に付けられたクロステック（Ｃｒｏｓｓｔｅｃｈ）（登録商標）膜であり、サーマルライナーは、３．２オンス／ヤード^２（１０８グラム／平方メートル）ノメックス（登録商標）ステープルファイバー・スクリムにキルティングされた３つの紡糸レース付き（ｓｐｕｎｌａｃｅｄ）１．５オンス／ヤード^２（５１グラム／平方メートル）シートよりなった。

耐摩耗性試験
耐摩耗性は、１４１２０ ニューヨーク州、ノース・トナワンダ、４５５ブライアント通りのテレダイン・テイバー（Ｔｅｌｅｄｙｎｅ Ｔａｂｅｒ，４５５ Ｂｒｙａｎｔ Ｓｔ．，Ｎｏｒｔｈ Ｔｏｎａｗａｎｄａ，Ｎ．Ｙ．１４１２０）から入手可能なテイバー耐摩耗性試験機でＨ−１８ホイール、５００グラム荷重で、米国材料試験協会（ＡＳＴＭ）方法Ｄ３８８４−８０を用いて測定した。テイバー耐摩耗性は破損までのサイクルとして報告される。

耐切断性試験
耐切断性は「防護服に使用される材料の耐切断性を測定するための標準試験方法（Ｓｔａｎｄａｒｄ Ｔｅｓｔ Ｍｅｔｈｏｄ ｆｏｒ Ｍｅａｓｕｒｉｎｇ Ｃｕｔ Ｒｅｓｉｓｔａｎｃｅ ｏｆ Ｍａｔｅｒｉａｌｓ Ｕｓｅｄ ｉｎ Ｐｒｏｔｅｃｔｉｖｅ Ｃｌｏｔｈｉｎｇ）」、ＡＳＴＭ標準Ｆ１７９０−９７を用いて測定した。試験の実施では、規定力下の刃先を、マンドレル上に取り付けた試料を横切って１回引いた。幾つかの異なる力で、最初の接触から切抜きまでに引かれた距離を記録し、切抜きまでの距離の関数としての力についてグラフを作図した。グラフから、２５ミリメートルの距離での切抜きのための力を求め、刃供給物の一貫性を正当化するために標準化した。標準化した力を切断抵抗力として報告した。刃先は７０ミリメートル長さの鋭い刃を有するステンレススチール・ナイフ刃であった。試験の開始および終了時にネオプレン校正材料上に４００ｇの荷重を用いることによって刃供給物を校正した。新しい刃先を各切断試験に使用した。試料は、たて糸およびよこ糸方向から４５度の斜線で５０×１００ミリメートルに切断した布の長方形小片であった。マンドレルは半径３８ミリメートルの丸い導電性の棒であり、それに両面テープを用いて試料を取り付けた。マンドレルの縦軸に直角にマンドレル上の布を横切って刃先を引いた。刃先がマンドレルと電気的接触をした時に切抜きを記録した。

引裂強度
引裂強度測定はＡＳＴＭ Ｄ５５８７−９６に準拠する。この試験方法は、記録一定速度伸張型（ＣＲＥ）引張試験機を用いる台形手順による編織布の引裂強度の測定をカバーする。この試験方法で測定されるところでは、引裂強度は、引裂が試験前に開始されることを必要とする。検体を台形の最小ベースの中心で裂いて引裂を開始した。マークした台形の非平行サイドを引張試験機の平行ジョーにクランプで固定した。ジョーの分離を連続的に増やして力をかけ、検体を横切って引裂を広めた。同時に、徐々に大きくなる力を記録した。引裂を継続するための力を自動チャート記録計またはマイクロプロセッサー・データ収集システムから計算した。台形引裂強度について２つの計算値（単一ピーク力および５つの最高ピーク力の平均）が提供された。本特許の実施例については、単一ピーク力を用いる。

定着強度試験
布または他のシート材の破壊強度および伸びの測定である定着強度はＡＳＴＭ Ｄ５０３４に準拠する。１００ｍｍ（４．０インチ）幅の検体を引張試験機のクランプの中心に取り付け、検体が破壊するまで力を加える。試験検体の破壊力および伸びについての値を、機械目盛または試験機と連動するコンピューターから入手する。

実施例１
本発明の高度に耐切断性で耐久性の布を次の通り調製した。本体布糸成分を諸撚り１６／２ｓスフ糸から製造した。各スフ糸は、イー・アイ・デュポン・ドゥ・ヌムール・アンド・カンパニー・インコーポレーテッド（Ｅ．Ｉ．ｄｕ Ｐｏｎｔ ｄｅ Ｎｅｍｏｕｒｓ ＆ Ｃｏ．，Ｉｎｃ．）製の１．５ｄｐｆ、４８ｍｍ（１．８９インチ）ステープルファイバーとしての５０重量パーセントＰＰＤ−Ｔ（ケブラー（登録商標））繊維と、１．５ｄｐｆ、５１ｍｍ（２インチ）ステープルファイバーとしての４０重量パーセントＰＢＩ繊維と、イー・アイ・デュポン・ドゥ・ヌムール・アンド・カンパニー・インコーポレーテッド製のＴ２００、１．１ｄｐｆおよび３８ｍｍ（１．５インチ）ステープルファイバーとして入手可能な１０重量パーセント・ナイロン・ステープルファイバーとよりなった。通常の綿システム加工によりステープルファイバーをブレンドし、糸へと紡績することによって糸を製造した。

各糸においてシースが上にリストアップしたものと同じ繊維の５０重量％／４０重量％／１０重量％ブレンド比でのＰＰＤ−Ｔ／ＰＢＩ／ナイロン・ステープルファイバー・ブレンドであり、コアが単一１．５ミル・ステンレススチール線であるシース・コア糸から耐切断性糸成分を製造した。短ステープル・リング精紡糸の加工で用いられる標準カード機を通してＰＰＤ−Ｔ、ＰＢＩ、およびナイロン繊維を供給してカードスライバを製造した。カードスライバを、２パス延伸（ブレーカ／フィニッシャ延伸）を用いて延伸スライバへと加工し、粗紡機で加工して一かせ粗糸を製造した。次に粗糸をスチール線と共に精紡機へ供給してシース／コア糸構造を形成した。粗糸の２端をリング精紡し、撚りの直前にスチール・コアを挿入することによってシース−コア・ストランドを製造した。粗糸は約５９００デシテックス（１かせ番手）であった。この実施例では、最終ドラフト・ローラーの直前にスチール・コアを２つの延伸粗糸端の間の中心に置いた。各アイテムについて３．５撚り係数を用いて１６／１ｃｃストランドを製造した。次に１６／１ｃｃの単一ストランドを１６／２ｃｃへ諸撚りして、さらなる機織向けのスフ糸および耐切断性糸成分を形成した。リップストップ糸成分は、８００デニールＭＰＤ−Ｉ（イー・アイ・デュポン・ドゥ・ヌムール・アンド・カンパニー・インコーポレーテッドから入手可能なノメックス（登録商標）繊維）けん縮加工マルチフィラメント糸よりなった。これらの糸成分を用いて２×１綾織布を製造した。スチール−コアＰＰＤ−Ｔ／ＰＢＩ／ナイロン糸を含む耐切断性糸成分からたて糸成分を製造した。よこ糸成分はＰＰＤ−Ｔ／ＰＢＩ／ナイロン糸であったが、よこ糸中の８つごとの糸成分を、８００デニールＭＰＤ−Ｉけん縮加工フィラメント糸の２つの糸であるリップストップ糸成分で置き換えた。試験した時にこの布は、何の耐切断性糸成分またはリップストップ糸成分も持たない布の４倍の耐切断性および２倍の耐摩耗性を示した。よこ糸方向の引裂強度は、ＭＰＤ−Ｉけん縮加工フィラメントのために２倍であった。

実施例２
リップストップ成分中の２つのＭＰＤ−Ｉけん縮加工フィラメント糸を２６００デニールＰＰＤ−Ｔフィラメント糸で置き換えたことを除いて、布構造において実施例２と同じであった。これは、さらにより高い耐引裂性の布を製造した。試験データは、引裂強度がリップストップ成分なしの製品のそれよりも３倍高いことを示した。

実施例３
本発明の布を例示する７×２リップストップ平織構造を有する布を製造した。１６／２ｓの総合綿番手と９０重量パーセントＰＰＤ−Ｔおよび１０重量パーセントナイロンのシースと１．５ミルのステンレススチール線コアとを有する諸撚りスチール強化ＰＰＤ−Ｔ／ナイロン糸を耐切断性糸成分（ＣＲＹＣ）での使用のために製造した。これらの糸の２つはこの布用の耐切断性糸成分になった。リップストップ糸成分（ＲＹＣ）は、けん縮加工６００デニールＰＰＤ−Ｔ連続フィラメントの２つの糸から製造された組合せ糸であった。ＰＰＤ−Ｔがブレンドの６０重量パーセントであり、残りがＰＢＩである、２つのＰＰＤ−Ｔ/ＰＢＩブレンドスフ糸を諸撚りすることによって１６／２の総合綿番手を有する本体布糸を製造した。これらの諸撚り本体布糸の２つが本体布糸成分（ＢＦＹＣ）になった。

次の順にたて糸およびよこ糸成分中に織ることによって７×２リップストップ布（７は各リップストップ糸成分の間の糸成分の数を意味し、２はリップストップ糸成分中の糸の数を意味する）を構築した。ＲＹＣ／ＣＲＹＣ／ＢＦＹＣ／ＢＦＹＣ／ＣＲＹＣ／ＢＦＹＣ／ＢＦＹＣ／ＣＲＹＣ／ＲＹＣ。

生じた布は良好な耐切断性と耐摩耗性と高い引裂強度とを有した。２６５℃で５分間の熱処理は、ナイロン収縮および高弾性率ＰＰＤ−Ｔ繊維の固定のために耐摩耗性をさらに改善した。すべての３実施例はまた、より嵩高い布構造のために同じ基本重量でより高いＴＰＰを有する。

本発明の布において直交するたて糸成分を織り込むことによって分離されたよこ糸方向の可能な糸成分の幾つかの説明図である。 ステープルファイバー・シース／および無機コア構造を有する耐切断性糸の説明図である。 本発明の布の一実施形態の説明図である。 本発明の布の別の実施形態の説明図である。

Claims (17)

1. ａ）本体布糸成分と、
   ｂ）本体布糸成分よりも少なくとも２０％大きい引張強度を有する合成リップストップ糸成分と、
   ｃ）合成ステープルファイバー・シースおよび無機コアを有する糸を含んでなる耐切断性糸成分と
   を含んでなる糸成分から製造された防護服に有用な織布であって、
   本体布糸成分、リップストップ糸成分、および耐切断性糸成分がすべて少なくとも１つの糸よりなり、かつ、各糸成分が直交する糸成分を織り込むことによって隣接する糸成分から区別される織布。
2. リップストップ糸成分がけん縮加工または嵩高加工された連続フィラメント糸を含んでなる請求項１に記載の織布。
3. リップストップ糸成分がポリ（ｐ−フェニレンテレフタルアミド）繊維を含んでなる糸から製造される請求項１に記載の織布。
4. リップストップ糸成分が難燃性繊維から製造された糸を含んでなる請求項１に記載の織布。
5. リップストップ糸成分が、難燃性繊維から製造された糸に加えて、リップストップ糸成分の２０重量％までの量でナイロン繊維を含んでなる請求項４に記載の織布。
6. 耐切断性糸成分糸のステープルファイバー・シースがポリ（ｐ−フェニレンテレフタルアミド）から製造されたステープルファイバーを含んでなり、かつ、無機コアが金属繊維を含んでなる請求項１に記載の織布。
7. 耐切断性糸成分糸のステープルファイバー・シースが耐切断性ステープルファイバーを含んでなる請求項１に記載の織布。
8. 耐切断性糸成分糸が、耐切断性ステープルファイバーに加えて、耐切断性糸成分糸の２０重量％までの量でナイロン繊維を含んでなる請求項７に記載の織布。
9. 本体布成分が難燃性繊維の糸を含んでなる請求項１に記載の布。
10. 本体布糸成分糸が、難燃性繊維に加えて、本体布糸の２０重量％までの量でナイロン繊維を含んでなる請求項９に記載の織布。
11. ａ）本体布糸成分と、
    ｂ）本体布糸成分よりも少なくとも２０％大きい引張強度を有する合成リップストップ糸成分と、
    ｃ）合成繊維シースおよび無機コアを有する糸を含んでなる耐切断性糸成分と
    を含んでなる直交するたて糸およびよこ糸成分から製造された防護服に有用な織布であって、
    本体布糸成分、リップストップ糸成分、および耐切断性糸成分がすべて布において個々のまたは諸撚りされたたて糸およびよこ糸よりなり、かつ、
    ５〜９つごとの直交するたて糸およびよこ糸成分がリップストップ糸成分である織布。
12. 耐切断性糸成分がたて糸およびよこ糸の両方中であらゆるリップストップ糸成分の間に配置されている請求項１１に記載の織布。
13. リップストップ糸成分がけん縮加工または嵩高加工された連続フィラメント糸を含んでなる請求項１１に記載の織布。
14. ａ）本体布糸成分と、
    ｂ）本体布糸成分よりも少なくとも２０％大きい引張強度を有する合成リップストップ糸成分と、
    ｃ）合成ステープルファイバー・シースおよび無機コアを有する糸を含んでなる耐切断性糸成分と
    を含んでなる直交する糸成分から製造された防護服に有用な織布であって、
    本体布糸成分、リップストップ糸成分、および耐切断性糸成分がすべて少なくとも１つの糸よりなり、かつ、各糸成分が直交する糸成分を織り込むことによって隣接する糸成分から区別され、該リップストップ糸成分が該耐切断性糸成分に直交している織布。
15. リップストップ糸成分がけん縮加工または嵩高加工された連続フィラメント糸を含んでなる請求項１４に記載の織布。
16. ａ）本体布糸成分と、合成ステープルファイバー・シースおよび無機コアを有する糸を含んでなる耐切断性糸成分とから布を織る工程と、
    ｂ）本体布糸成分よりも少なくとも２０％大きい引張強度を有する合成リップストップ糸成分を５〜９つごとのたて糸およびよこ糸成分のところで織物中へ挿入する工程と
    を含んでなるたて糸およびよこ糸成分から製造された防護服に有用な織布の製造方法。
17. ａ）本体布糸成分から布を織る工程と、
    ｂ）各成分が本体布糸成分よりも少なくとも２０％大きい引張強度を有する合成リップストップ糸成分を５〜９つごとの糸成分のところで織物中へ挿入してリップストップ糸成分の平行アレイを生み出す工程と、
    ｃ）平行のリップストップ糸成分のアレイに直交して、各耐切断性糸成分が合成ステープルファイバー・シースおよび無機コアを有する糸を含んでなる耐切断性糸成分の平行アレイを織物中へ挿入する工程と
    を含んでなる直交する糸成分から製造された防護服に有用な織布の製造方法。
    
    

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