JP2010255124A

JP2010255124A - 耐熱性防護服

Info

Publication number: JP2010255124A
Application number: JP2009103004A
Authority: JP
Inventors: Noriko Wada; 典子和田
Original assignee: Teijin Techno Products Ltd
Current assignee: Teijin Ltd
Priority date: 2009-04-21
Filing date: 2009-04-21
Publication date: 2010-11-11

Abstract

【課題】高遮熱性と軽量性、また柔軟性を有すると共に、耐薬品性及び透湿防水性にも優れた耐熱性防護服を提供すること。
【解決手段】表地層、中間層、及び耐熱性繊維を含む遮熱層からなる防護服であって、該表地層、及び該遮熱層の厚みが下記式を満足し、且つ防護服の、ＩＳＯ６９４２に規定する耐輻射熱試験において、センサー温度が２４℃上昇するまでの時間ＲＨＴＩ_２４が１８秒以上、ＩＳＯ９１５１に規定する耐火炎試験において、センサー温度が２４℃上昇するまでの時間ＨＴＩ_２４が１３秒以上である。
５．０ｍｍ≧遮熱層厚み（ｍｍ）≧−２９．６×（表地層厚み（ｍｍ））＋１４．１（ｍｍ）
【選択図】なし

Description

本発明は、耐熱性防護服に関し、さらに詳しくは、耐薬品性及び透湿防水性に優れるだけでなく、高遮熱性と軽量性、また柔軟性を有する耐熱性防護服に関する。

消防士が消火作業中に着用する耐熱防護服を構成する繊維としては、アラミド繊維、ポリフェニレンスルフィド繊維、ポリイミド繊維、ポリベンズイミダゾール繊維などの難燃性の有機繊維からなる布帛に輻射熱を防止する目的から金属アルミニウム等をコーティングあるいは蒸着等により、表面加工したものが多く使用されている。近年この輻射熱の防止も非常に重要な特性となってきており、消防隊用防護服の最低性能要件を定めた国際基準ＩＳＯ１１６１３のアプローチＡには、耐火炎試験（ＩＳＯ９１５１）、耐輻射熱試験（ＩＳＯ６９４２）の要求性能がそれぞれ１３秒以上と１８秒以上と記載されている。

また、耐熱性だけでなく、夏場の作業でのヒートストレスによる熱射病等を予防するため、近年では、内層にアイスパックを使用したり、縫製にて通気性を確保するという手段が用いられている。中でも、軽量化はヒートストレスを軽減する一手段であり、従来より種々の検討がなされてきた。

このような耐熱防護服として、例えば特許第３８８８８６１号公報には、アラミド繊維からなる表地層と裏地層から構成される防護服が開示されており、該防護服が耐火炎試験（ＩＳＯ９１５１）の要求性能を満たしていることも示されているが、該防護服は２層構造であり、しかも裏地層が表地層に比べて薄い構造を有しているため、耐輻射熱試験（ＩＳＯ６９４２）の要求性能を充分に満たすことができないという問題があった。

また、特許第３７６８３５９号公報には、遮熱性とヒートストレスを改善するため、３層構造の遮熱層に、熱により膨張する有機ポリマーで形成された中空子からなる膨張剤を含ませた防護服が開示されているが、該防護服も裏地層が表地層に比べて薄い構造を有しているため、防護服全体の厚さが増加する割には耐輻射熱試験（ＩＳＯ６９４２）の要求性能が向上せず、しかもコーティングや浸漬法により膨張剤を坦持させているので、洗濯による耐久性が懸念されるという問題があった。

特許第３８８８８６１号公報特許第３７６８３５９号公報

本発明は上記従来技術を背景になされたもので、その目的は、高遮熱性と軽量性、また柔軟性を有すると共に、耐薬品性及び透湿防水性にも優れた耐熱性防護服を提供することにある。

本発明者らは上記課題を解決すべく鋭意検討を重ねた結果、表地層、中間層、及びアラミド繊維を含む遮熱層からなる防護服において、該表地層、及び該遮熱層の厚みを特定の範囲に制御するとき、所望の耐熱性防護服が得られることを究明した。

かくして本発明によれば、表地層、中間層、及び耐熱性繊維を含む遮熱層からなる防護服であって、該表地層、及び該遮熱層の厚みが下記式を満足し、且つ防護服の、ＩＳＯ６９４２に規定する耐輻射熱試験において、センサー温度が２４℃上昇するまでの時間ＲＨＴＩ_２４が１８秒以上、ＩＳＯ９１５１に規定する耐火炎試験において、センサー温度が２４℃上昇するまでの時間ＨＴＩ_２４が１３秒以上であることを特徴とする耐熱性防護服
５．０ｍｍ≧遮熱層厚み（ｍｍ）≧−２９．６×（表地層厚み（ｍｍ））＋１４．１（ｍｍ）
が提供される。

本発明によれば、表地層、中間層、遮熱層からなる３層構造の複合布帛で構成された耐熱性防護服の各層において、効率よく空気層を確保して熱伝導を遅延することができるので、耐火炎試験だけでなく、耐輻射熱試験においても、消防隊用防護服の最低性能要件を定めた国際基準ＩＳＯ１１６１３のアプローチＡを満足できる防護服が得られる。

本発明の耐熱性防護服の、織構造の一例を示す組織図である。

以下、本発明を詳細に説明する。
本発明の耐熱防護服用布帛は、表地層、中間層、遮熱層の３層をこの順序に重ね合わせた構造からなり、これらの層のうち、遮熱層はアラミド繊維などの耐熱性繊維を主たる構成繊維とする耐熱性布帛から構成されている。この耐熱性繊維としては、パラ系のアラミド繊維、メタ系アラミド繊維などを単独、もしくは混合使用して用いるが、他に使用できる耐熱性繊維として、ポリベンゾイミダゾール繊維、ポリイミド繊維、ポリアミドイミド繊維、ポリエーテルイミド繊維、ポリアリレート繊維、ポリパラフェニレンベンゾビスオキサゾール繊維、ノボロイド繊維、難燃アクリル繊維、ポリクラール繊維、難燃ポリエステル繊維、難燃綿繊維、難燃レーヨン繊維、難燃ビニロン繊維、難燃ウール繊維が挙げられる。
また、表地層、中間層も上記耐熱性繊維を主たる構成繊維とする耐熱性布帛から構成されていることが好ましい。

まず表地層について説明する。表地層は、好ましくはメタ系アラミド繊維とパラ系アラミド繊維からなる布帛により構成され、布帛の種類としては、織編物、及び、不織布が使用されるが、実用的には強度の点で布帛とすることが好ましい。

また、該メタ系アラミド繊維とパラ系アラミド繊維は、フィラメント、混繊糸、紡績糸等の形で使用できるが、混紡して紡績糸の形態で使用するものが好ましい。該パラ系アラミド繊維の混合比率としては、表地層を構成する全繊維重量に対して、１〜７０重量％であることが好ましい。該パラ系アラミド繊維の混合比率が、１重量％未満では、火炎に暴露された際に布帛が破壊、つまり穴があくおそれがあり、また、７０重量％を超えると、該パラ系アラミド繊維がフィブリル化して耐摩耗性が低下するので好ましくない。

該表地層はシングルプライ、ダブルプライであってもよい。
該表地層に対しては、コーティング法、スプレー法、又は、浸漬法などの加工法により、フッ素系の撥水樹脂を付与して加工することが、より高い耐水性能や耐薬品性能を有する防護服を得るためには好ましい。

本発明の中間層は４００℃で５分間乾熱処理した際の収縮率が１５〜２５％の布帛であることが好ましい。乾熱収縮が１５％よりも小さい場合は十分な遮熱性能は発揮できず、また２５％よりも大きい場合は火炎暴露時に肌が露出する可能性が高いことから好ましくない。

収縮率が１５%〜２５%である布帛を製造する方法には特に限定はなく、メタ系アラミド繊維、パラ系アラミド繊維、メタ系アラミド繊維とパラ系アラミド繊維の組合せなどなど、融点、もしくは分解温度が３００℃以上、４００℃での収縮率が１５〜２５％の耐熱性繊維を使用して、平織り、ツイル、経二重織りなどの組織に製織すれば良い。この際、布帛の目付は５０〜２００ｇ／ｍ^２が好ましい。耐熱性繊維の収縮率や布帛の目付けがこの範囲を外れる場合は、収縮率を１５%〜２５%にすることが困難になる。また、布帛の目付が５０ｇ／ｍ^２よりも小さい場合には、特に紡績糸の場合、製織、精錬、セットなど製織工程において布帛に張力がかかった場合、巣抜ける可能性があり好ましくない。また、布帛の目付が２００ｇ／ｍ^２よりも大きい場合は着用時に不快を感じる可能性があることから好ましくない。また、該布帛を構成する繊維は紡績糸、フィラメントであってもよく、形態としては織物、ニット、不織布であってもよい。

中間層には、更にポリテトラフルオロエチレン等の透湿防水層膜フィルムをラミネート加工したものを用いることにより、優れた耐水性及び耐薬品性も付与することができる。
遮熱層はメタ系アラミド繊維及びパラ系アラミド繊維のうち少なくとも１種類が含まれる織物、不織布、またはニットであることが好ましい。

上記表地層の厚みと遮熱層の厚みは、下記式を満足することが必要である。
５．０ｍｍ≧遮熱層厚み（ｍｍ）≧−２９．６×（表地層厚み（ｍｍ））＋１４．１（ｍｍ）

表地層の厚みと遮熱層の厚みが上記式を満足しない場合は、目付けが４２０〜５２０ｇ／ｍ^２の防護服において、表地層表面にアルミコーティングすることなしに、ＩＳＯ１１６１３のアプローチＡのうち、特に耐輻射熱試験（ＩＳＯ６９４２）の要求性能を満たすことが困難となる。

尚、上記式を導く根拠としては、先ず中間層の厚みを固定し、厚みの異なる表地層及び遮熱層を用いた３層構造の複合布帛において、ＩＳＯ６９４２の耐輻射熱試験のＲＨＴＩ_２４を測定したところ、遮熱層厚みに比例して遮熱性が高くなること、及び、その効果が、遮熱層が表地層に比べて充分に厚い構造を有する場合に顕著に発現することを見出した上で、遮熱層厚みとＲＨＴＩ_２４の比例式よりＲＨＴＩ_２４が１８秒以上を満たす遮熱層厚みを算出し、同様の試験を厚みの異なる表地層においても実施した結果から、ＲＨＴＩ_２４が１８秒以上を満たす表地層、遮熱層の関係式を算出したものである。

遮熱層の厚みが上記式を満たす場合、遮熱性能はＩＳＯ１１６１３のアプローチＡの要求性能を満たすことが可能となるが、遮熱層の厚みは５．０ｍｍ以下であることが好ましい。好ましくは１．３ｍｍ〜４．０ｍｍ、更に好ましくは１．７ｍｍ〜３．０ｍｍである。遮熱層の厚みが５．０ｍｍを越えると、防護服を着用した際の活動性が悪くなる上、表地層の厚みを薄くするために製織、製編の際、経緯密度を減少させなければならず、織目や網目のスリップが発生する懸念がある。

また、防護服の目付けは４２０〜５２０ｇ／ｍ^２が好ましく、目付けが４２０ｇ／ｍ^２より軽量であると、ＩＳＯ１１６１３のアプローチＡの要求性能を満たすことが困難となる。また目付けが５２０ｇ／ｍ^２以上である場合、防護服の重量が増加し、着用者の動きが阻害されるようになる。

以下、実施例を挙げて本発明を更に詳しく説明する。なお、実施例に用いた評価項目の測定は下記の方法で行った。
（１）耐輻射熱試験
ＩＳＯ６９４２（２００２）に基づき熱流束４０ｋＷ／において、輻射熱暴露開始から銅製のセンサが２４℃上昇するまでの時間、ＲＨＴＩ_２４を求めた。
（２）耐火炎試験
ＩＳＯ９１５１に基づき、対流熱暴露開始からの銅製のセンサーが２４℃上昇するまでの時間、ＨＴＩ_２４を求めた。
（３）厚み
ＪＩＳＬ１０１８（有毛編物）に準拠し、３ｇ／ｃｍ^２の荷重をかけ測定を行った。

［実施例１］
表地層として二重構造布帛を使用し、外側には、ポリメタフェニレンイソフタルアミド繊維（帝人テクノプロダクツ社製、商標名：コーネックス）とコパラフェニレン・３、４’オキシジフェニレンテレフタルアミド繊維（帝人テクノプロダクツ会社製、商標名：テクノーラ）とを混合比率が９０：１０となる割合で混合した耐熱繊維からなる紡績糸（番手：４０／２）を用いた平織を配し、また、内側にはコパラフェニレン・３、４’オキシジフェニレンテレフタルアミド繊維（帝人テクノプロダクツ会社製、商標名：テクノーラ）１００％の紡績糸（番手：４０／−）を用いた平織を配して製織した。外側、内側織物は、内側のテクノーラにて格子状に結接されており、その格子間隔は２０ｍｍであった。該表地層の目付けは２００ｇ／ｍ^２であった。

中間層には、ポリメタフェニレンイソフタルアミド繊維（帝人テクノプロダクツ社製、商標名：コーネックス）とコパラフェニレン・３、４’オキシジフェニレンテレフタルアミド繊維（帝人テクノプロダクツ会社製、商標名：テクノーラ）とを混合比率が９５：５となる割合で混合した耐熱繊維からなる紡績糸（番手：４０／−）を用いて平織に織成した織布（目付：８０ｇ／ｍ^２）にポリテトラフルオロエチレン製の透湿防水性フィルム（ジャパンゴアテックス社製）をラミネートしたものを使用した。

遮熱層には、ポリメタフェニレンイソフタルアミド繊維（帝人テクノプロダクツ社製、商標名：コーネックス）とコパラフェニレン・３、４’オキシジフェニレンテレフタルアミド繊維（帝人テクノプロダクツ会社製、商標名：テクノーラ）とを混合比率が９５：５となる割合で混合した耐熱繊維からなる紡績糸（番手：４０／−）１と、５６ｄｔｅｘ／１２フィラメントのポリエチレンテレフタレート繊維（THY N800S SDC；帝人ファイバー社製）１本と上記１とを合糸し、Ｓ方向に500回撚りを掛けた糸条２とを図１に示す組織図に従って、織り密度を経１１３本／ｉｎｃｈ、緯８０本／ｉｎｃｈとして製織した織物を、８０℃１分間糊抜きを実施、また最終セットを１８０℃にて１分間実施して使用した。
上記表地層、中間層、遮熱層の３層を重ねて用い縫製して耐熱性防護服を得た。得られた耐熱性防護服の評価結果を表１に示す。

［実施例２］
実施例１において、糸条２に用いるポリエチレンテレフタレート繊維を、３３ｄｔｅｘ／１２フィラメントのポリエチレンテレフタレート繊維（TFY N301S SDC；帝人ファイバー社製）４本に変更する以外は実施例１と同様に実施した。結果を表１に示す。

［比較例１］
実施例１において、遮熱層として、ポリメタフェニレンイソフタルアミド繊維（帝人テクノプロダクツ社製、商標名：コーネックス）とコパラフェニレン・３、４’オキシジフェニレンテレフタルアミド繊維（帝人テクノプロダクツ会社製、商標名：テクノーラ）とを混合比率が９５：５となる割合で混合した耐熱繊維からなる紡績糸（番手：４０／−）のみを用いた織物を使用した以外は実施例１と同様に実施した。結果を表１に示す。

［比較例２］
実施例１において、遮熱層として、５６ｄｔｅｘ／１２フィラメントのポリエチレンテレフタレート繊維（THY N800S SDC；帝人ファイバー社製）を４本合糸し、Ｓ方向に500回撚りを掛けた糸条のみを用いた織物を使用した以外は実施例１と同様に実施した。結果を表１に示す。

本発明によれば、消防隊用防護服の最低性能要件を定めた国際基準ＩＳＯ１１６１３のアプローチＡを満足できる、表地層、中間層、遮熱層からなる３層構造の耐熱性防護服が得られる。

Claims

表地層、中間層、及び耐熱性繊維を含む遮熱層からなる防護服であって、該表地層、及び該遮熱層の厚みが下記式を満足し、且つ防護服の、ＩＳＯ６９４２に規定する耐輻射熱試験において、センサー温度が２４℃上昇するまでの時間ＲＨＴＩ_２４が１８秒以上、ＩＳＯ９１５１に規定する耐火炎試験において、センサー温度が２４℃上昇するまでの時間ＨＴＩ_２４が１３秒以上であることを特徴とする耐熱性防護服。
５．０ｍｍ≧遮熱層厚み（ｍｍ）≧−２９．６×（表地層厚み（ｍｍ））＋１４．１（ｍｍ）
防護服の目付けが４２０〜５２０ｇ／ｍ^２である請求項１記載の耐熱性防護服。
表地層が多重構造布帛である請求項１記載の耐熱性防護服。
遮熱層が織物、不織布、または編物である請求項１記載の耐熱性防護服。
表地層が、パラ系アラミド繊維を、該表地を構成する繊維の全重量に対し２〜６０重量％含む請求項１記載の耐熱性防護服。
中間層が、透湿防水層を有する請求項１記載の耐熱性防護服。