JP2013530315A - 高熱、耐磨耗および水分管理特性をもった衣服のための混合繊維 - Google Patents
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Abstract
Description
モダクリリック、フルオロポリマー、ポリベンゾイミダソール(PBI)、およびそれらのコポリマー、およびそれらの組み合わせからなるグループから選択された少なくとも1つのポリマーを含む、混合繊維の総重量に基づいておよそ30−70重量%の、疎水性繊維成分と、
セルロース、セルロース誘導体、ウール、およびそれらのコポリマー、およびそれらの組み合わせからなるグループから選択された少なくとも1つのポリマーを含む、混合繊維の総重量に基づいておよそ15−45重量%の、親水性繊維成分と、
アラミド繊維、メラミン繊維、ナイロン繊維、構造性炭素繊維、およびそれらの組み合わせからなるグループから選択された少なくとも1つのポリマーを含む、混合繊維の総重量に基づいておよそ10−30重量%の、少なくとも1つの構造性繊維成分であって、前記アラミド繊維が、混合繊維の総重量に基づいて少なくともおよそ10重量%のレベルで存在するものと、
オプションで、混合繊維の総重量に基づいておよそ0.1−3重量%の、少なくとも1つの帯電防止繊維と、
からなる混合繊維に向けられている。
モダクリリック、フルオロポリマー、ポリベンゾイミダソール(PBI)、およびそれらのコポリマー、およびそれらの組み合わせからなるグループから選択された少なくとも1つのポリマーを含む、混合繊維の総重量に基づいておよそ30−70重量%の、疎水性繊維成分と、
セルロース、セルロース誘導体、ウール、およびそれらのコポリマー、およびそれらの組み合わせからなるグループから選択された少なくとも1つのポリマーを含む、混合繊維の総重量に基づいておよそ15−45重量%の、親水性繊維成分と、
アラミド繊維、メラミン繊維、ナイロン繊維、構造性炭素繊維、およびそれらの組み合わせからなるグループから選択された少なくとも1つのポリマーを含む、混合繊維の総重量に基づいておよそ10−30重量%の、少なくとも1つの構造性繊維成分であって、前記アラミド繊維が、混合繊維の総重量に基づいて少なくともおよそ10重量%のレベルで存在するものと、
オプションで、混合繊維の総重量に基づいておよそ0.1−3重量%の、少なくとも1つの帯電防止繊維と、
からなる混合繊維に向けられている。
疎水性繊維成分は、混合繊維の総重量に基づいておよそ40−60重量%で存在する。 或るその他の実施形態では、疎水性繊維成分は、混合繊維の総重量に基づいておよそ40−50重量%で存在する。混合繊維の或る実施形態では、疎水性繊維成分は、モダクリリックまたはそのコポリマーである。その他の実施形態では、フルオロポリマーは、ポリテトラフルオロエチレン(PTFE)、ペルフルオロアルコキシポリマー(PFA)、フッ化エチレン−プロピレン(FEP)、およびそれらの混合物からなるグループから選択される。
疎水性繊維成分が、モダクリリックまたはそのコポリマーであり、
親水性繊維成分が、セルロースまたはセルロース誘導体、またはそれらの組み合わせであり、
構造性繊維成分が、アラミド繊維、ナイロン繊維、またはそれらの組み合わせである。
混合繊維の総重量に基づいておよそ30−41重量%の、モダクリリックおよびそのコポリマーと、
混合繊維の総重量に基づいておよそ30−41重量%の、コットンと、
混合繊維の総重量に基づいておよそ27−30重量%の、パラ−アラミド繊維と、
混合繊維の総重量に基づいておよそ2重量%の、帯電防止炭素繊維と、
である。
混合繊維の総重量に基づいておよそ50重量%の、モダクリリックおよびそのコポリマーと、
混合繊維の総重量に基づいておよそ30重量%の、コットンと、
混合繊維の総重量に基づいておよそ10重量%の、ナイロン繊維と、
混合繊維の総重量に基づいておよそ10重量%の、パラ−アラミド繊維と、
である。
試験方法
そうではないと記されない限り、以下の試験方法が例では使われた。
この試験は、500°Fにおけるオーブン中で熱に晒された時の織物の性能を決定する。各標本について、点火、溶融、滴下、または分離の観察が記録され報告される。標本の幅および長さ方向における変化のパーセントが計算される。結果は、3つの標本の平均として記録され報告される。
この試験方法は、標準的点火ソースに対する織物材料の応答を決定し、残炎時間、残光時間、および炭化長についての測定値を導き出す。この試験方法によって決定された通りの垂直難燃性は、指定された炎の露出および印加時間のみに関係する。この試験方法は、標本を、静的で、気流の無い、垂直な位置に維持し、露出から結果として起こるものを除いて動きが関与しない。試験方法D6413は、連邦試験標準No.191A方法5903.1から採用されており、それは受け入れ試験で長年の間使われている。
乾燥時間試験方法
1.織物サンプルと吸い取り紙が、試験前の最低4時間の間65±2%の相対的湿度と21±1℃(70±2°F)において条件付けされるべきである。
500mlのエルレンマイヤーフラスコが、200mlの色付き水で満たされる。試験されるべき織物から6インチ×1インチの帯がカットされる。帯の頂部エッジが、長く真っ直ぐなペンで突き刺される。帯は、200mlの色付き水で満たされたフラスコ中に、ペンから懸架される。標準的間隔で、帯がフラスコから取り出され、帯上の水レベルが測定されて記録される。
装置と試薬
0.0001グラムまで正確な分析用秤。4つの秤の各バンクは、試験データを収集するためのLabViewデータ取得ソフトウェアを利用するコンピューターとインターフェースされる。秤上の内蔵気流シールドが、乾燥を許容するように頂部のみが開けられて、気流を最小化するために使われる。垂直標本スタンドは、3インチの幅と6インチの高さである。
典型的な試験のために、4つの2.5×2.5平方インチの標本が使われる。標本の2つは「コントロール」(参照)織物であり、2つは関心のある「試験」織物からのものである。試験の正確さを増加するために、より多くの標本が使われることができる。
サンプルは、試験の前の少なくとも4時間の間70°Fの温度と55%の相対的湿度にある条件付けルーム中で条件付けされる。
オプションB:飽和された。(注意:これは本質的にNatick sample preparation protocolである)。
総乾燥時間は、標本が停止重量に達するまでにかかる時間である。
総WRR=(ウェット標本重量−終了標本重量)/(総乾燥時間)
ΔWRRtotal(%)が、以下の通りそれぞれの総WRR値から計算される:
ΔWRRtotal=100×(WRRtest−WRRcontrol)/WRRcontrol
「快適ゾーン」乾燥時間(分)は、標本の水分含有量が15%から0.5%まで(ポリエステル)かまたは20%から1−1.5%まで(コットン)減少するのにかかる時間である。
アクティブWRR=(ウェット標本重量−終了標本重量)/(アクティブ乾燥時間)
ΔWRR(快適ゾーン)が、テストおよびコントロールWRR(快適ゾーン)値を使うことを除いてΔWRR(total)についてと同じやり方で計算される。
ASTME96が、透湿性を測定するために使われる。4”×4”の織物標本が準備される。カップが蒸留水で満たされ、標本と水の間に小さなギャップ(0.75”から0.25”)の空気スペースを残す。カップはそれから、試験サンプルを通してのものを除いて蒸気損失を防止するために密封される。装置の初期重量が量られ、それから結果が線形になるまで時間に渡って周期的に重量が量られる。
空軍タイガーストライププリントベース織物は、50%のProtex(登録商標)Mモダクリリック繊維と、30%のPimaコットンと、10%のナイロンと、10%のTwaron(登録商標)パラ−アラミドの緊密な混合繊維の織り糸から準備された対角線織りをもった綾織り織物(7.6oz./sq.yd.)である。
6つの織物標本(受け取れられた通りの3つのサンプルと、3回の洗濯サイクル後の3つのサンプル)が、5分間の試験露出時間の間500°Fで行われた、耐熱および熱収縮性を測定するためのNFPA1971(それはNFPA2112およびNFPA1975に述べられた標準と等価である)に従って試験された。
全ての標本が熱に晒された後に炭化されなかった。
幅の%損失(2.5、2.5、2.5)
3回の洗濯後のもの: 長さの%損失(2.0、2.0、2.0)
幅の%損失(2.0、2.0、2.0)
織物材料の難燃性(垂直)
5つの織物標本が、受け取られた通りで、難燃性を測定するためのASTMD6413に従って試験された。試験結果は、以下の表に示されている。
空軍タイガーストライププリントベース織物、対角線織りをもった綾織り織物(7.58oz./sq.yd.)が、50%のProtex(登録商標)Cモダクリリック繊維と、30%のPimaコットンと、10%のナイロンと、10%のTwaron(登録商標)パラ−アラミドの緊密な混合繊維の織り糸から準備された。
6つの織物標本(受け取れられた通りの3つのサンプルと、3回の洗濯サイクル後の3つのサンプル)が、5分間の試験露出時間の間500°Fで行われた、耐熱および熱収縮性を測定するためのNFPA1971に従って試験された。
全ての標本が熱に晒された後に炭化されなかった。
幅の%損失(2.5、2.5、2.5)
3回の洗濯後のもの: 長さの%損失(2.0、2.0、2.0)
幅の%損失(2.0、2.0、2.0)
通気性
サンプルが、ASTM−D737に従って通気性について試験された。結果として得られた測定された通気性は、20.1フィート3/分/フィート2である。
サンプルが、ASTME96手順B(水方法、74.5°F、48%相対的湿度;空気ギャップ11/16”)に従って透湿性について試験された。結果として得られた測定された透過レートは、1255.0g/m2/24時間平均であった。
3つの2”×2”のサンプルが試験織物からカットされ、一定の質量に達するまで条件付けされた。使われた条件付けキャビネットは、強制された空気循環(0.4m/s平均)をもち、70°F±1°Fの一定の温度と湿度65%±3%に設定されたESPECであった。サンプルは、脱イオン化水で約65%の水ピックアップまで湿らされた。サンプルはそれから、約1%までで元の質量に達するまで一定の条件下で5分毎に重量が量られた。キャビネット中の溜まり水のベースライン蒸発が、平均で0.043g/5分であると測定された。結果は、以下の表に示されている。
ISO11092に従った定常的条件のガードされたホットプレート試験下での耐熱および水蒸気性が測定された。測定された内在的絶縁は、0.13cloであった。
リップストップで織られた織物(5.75oz./sq.yd.)が、41%のモダクリリックと、30%のコットンと、27%のパラ−アラミドと、2%の帯電防止炭素繊維の緊密な混合繊維の織り糸から準備された。織られた織物が試験され、結果は、以下の表に示されている。
織られた綾織り織物(7.6oz./sq.yd.)が、50%のモダクリリックと、30%のコットンと、10%のナイロンと、10%のパラ−アラミドの緊密な混合繊維の織り糸から準備された。織られた綾織り織物が試験され、結果は、以下の表に示されている。
83%のモダクリリックと、15%のコットンと、2%のTWARON(登録商標)パラ−アラミドの混合繊維から形成されたネイビー色の編まれた織物が、NFPA1975(NFPA1971およびNFPA2112と等価)(消防および救急サービスのための署内/作業ユニフォームについての耐熱および熱収縮性)(試験温度:500°F;試験露出時間:5分)に従って試験された。3つのサンプルが試験された。指定された露出の直後、標本は取り出されて、炭化、脆化、点火(即ち、ASTMD6413繊維材料の難燃性に述べられた通りの燃焼の開始)、溶融および滴下または分離の証拠について検査された。編まれた織物は、合格または失格を決定するために、元の寸法にまで引っ張られ、測定の前の5分間の間緩むことが許容された。
80%のPROTEX(登録商標)モダクリリックと、15%のコットンと、5%のTWARON(登録商標)パラ−アラミドの混合繊維から形成された緑色の編まれた織物が、NFPA1975(消防および救急サービスのための署内/作業ユニフォームについての耐熱および熱収縮性)(試験温度:500°F;試験露出時間:5分)に従って試験された。3つのサンプルが試験された。指定された露出の直後、標本は取り出されて、炭化、脆化、点火(即ち、ASTMD6413繊維材料の難燃性に述べられた通りの燃焼の開始)、溶融および滴下または分離の証拠について検査された。編まれた織物は、合格または失格を決定するために、元の寸法にまで引っ張られ、測定の前の5分間の間緩むことが許容された。
75%のPROTEX C(登録商標)モダクリリックと、15%のPimaコットンと、10%のBASOFIL(登録商標)メラミン繊維の混合繊維から形成された緑色の編まれた織物が、NFPA1975(消防および救急サービスのための署内/作業ユニフォームについての耐熱および熱収縮性)(試験温度:500°F;試験露出時間:5分)に従って試験された。3つのサンプルが試験された。指定された露出の直後、標本は取り出されて、炭化、脆化、点火(即ち、ASTMD6413繊維材料の難燃性に述べられた通りの燃焼の開始)、溶融および滴下または分離の証拠について検査された。編まれた織物は、合格または失格を決定するために、元の寸法にまで引っ張られ、測定の前の5分間の間緩むことが許容された。
80%のPROTEX C(登録商標)モダクリリックと、15%のPimaコットンと、5%のBASOFIL(登録商標)メラミン繊維の混合繊維から形成された緑色の編まれた織物が、NFPA1975(消防および救急サービスのための署内/作業ユニフォームについての耐熱および熱収縮性)(試験温度:500°F;試験露出時間:5分)に従って試験された。3つのサンプルが試験された。指定された露出の直後、標本は取り出されて、炭化、脆化、点火(即ち、ASTMD6413繊維材料の難燃性に述べられた通りの燃焼の開始)、溶融および滴下または分離の証拠について検査された。編まれた織物は、合格または失格を決定するために、元の寸法にまで引っ張られ、測定の前の5分間の間緩むことが許容された。
85%のPROTEX C(登録商標)モダクリリックと、15%のコットンの混合繊維から形成された緑色の編まれた織物が、NFPA1975(消防および救急サービスのための署内/作業ユニフォームについての耐熱および熱収縮性)(試験温度:500°F;試験露出時間:5分)に従って試験された。3つのサンプルが試験された。指定された露出の直後、標本は取り出されて、炭化、脆化、点火(即ち、ASTMD6413繊維材料の難燃性に述べられた通りの燃焼の開始)、溶融および滴下または分離の証拠について検査された。編まれた織物は、合格または失格を決定するために、元の寸法にまで引っ張られ、測定の前の5分間の間緩むことが許容された。
75%のPROTEX(登録商標)モダクリリックと、25%のコットンの混合繊維から形成された編まれた織物が、NFPA1971−07(耐熱および熱収縮性試験;5インチのベンチマークで7インチの標本を使用するように変更された)に従って試験された。3つのサンプルが受け取られた通りに試験された。指定された露出の直後、標本は取り出されて、溶融、滴下または分離、または点火(即ち、ASTMD6413繊維材料の難燃性に述べられた通りの燃焼の開始)の証拠について検査された。
発明の2つの例が発明外の比較混合と比較された時、AATCC MM TS-05 Gravimetric Drying Test Modifiedに従って試験された時には、より早い全体的な乾燥の恩恵は明らかである。結果は、以下の表に示されている。
カーキ色の無地の織られた織物(5.75oz./sq.yd.)が、40%のモダクリリックと、31%のコットンと、27%のパラ−アラミドと、2%の帯電防止の緊密な混合繊維の織り糸から準備された。無地の織られた織物が試験され、結果は、以下の表に示されている。
Claims (39)
- モダクリリック、フルオロポリマー、ポリベンゾイミダソール(PBI)、およびそれらのコポリマー、およびそれらの組み合わせからなるグループから選択された少なくとも1つのポリマーを含む、混合繊維の総重量に基づいておよそ30−70重量%の、疎水性繊維成分と、
セルロース、セルロース誘導体、ウール、およびそれらのコポリマー、およびそれらの組み合わせからなるグループから選択された少なくとも1つのポリマーを含む、混合繊維の総重量に基づいておよそ15−45重量%の、親水性繊維成分と、
アラミド繊維、メラミン繊維、ナイロン繊維、構造性炭素繊維、およびそれらの組み合わせからなるグループから選択された少なくとも1つのポリマーを含む、混合繊維の総重量に基づいておよそ10−30重量%の、少なくとも1つの構造性繊維成分であって、前記アラミド繊維が、混合繊維の総重量に基づいて少なくともおよそ10重量%のレベルで存在するものと、
オプションで、混合繊維の総重量に基づいておよそ0.1−3重量%の、少なくとも1つの帯電防止繊維と、
を含む混合繊維。 - 前記混合繊維が実質的に前記混合繊維で形成された織物に形成される時には、前記織物は、米国材料試験協会の標準試験ASTMF1930−2000に従って試験された時に、およそ35%より少ない装着者に第2度および第3度熱傷に対する保護を提供する、請求項1の混合繊維。
- 前記混合繊維が実質的に前記混合繊維で形成された織物に形成される時には、前記織物は、米国材料試験協会の標準試験ASTM6413に従って試験された時に、およそ5インチより少ない炭化長を有する、請求項1の混合繊維。
- 前記混合繊維が実質的に前記混合繊維で形成された織物に形成される時には、前記織物は、米国材料試験協会の透湿性のための標準試験ASTME96に従って試験された時に、少なくともおよそ1100の透湿性を有し、Natick Internal Method No. 4に従って試験された時に、少なくともおよそ6cm/5分の垂直ウィッキングを有する、請求項1の混合繊維。
- 前記混合繊維が実質的に前記混合繊維で形成された織物に形成される時には、前記織物は、米国材料試験協会の標準試験ASTMD1424(条件1ドライ;条件2ウェット)に従って試験された時に、少なくとも対応するドライ引き裂き値以上のウェット引き裂き値を有する、請求項1の混合繊維。
- 前記混合繊維が実質的に前記混合繊維で形成された織物に形成される時には、前記織物は、米国材料試験協会の標準試験ASTMD4966織物材料の耐磨耗性−マーチンデール磨耗試験法に従って試験された時に、9KPa負荷でおよそ4000ランダム磨耗サイクルより大きく、実地使用をシミュレートするためにウェット/ドライ600グリッド超微細サンドペーパーを使って9KPa負荷でおよそ5000ドライランダム磨耗サイクルより大きいウェット耐磨耗性を有する、請求項1の混合繊維。
- 前記混合繊維が実質的に前記混合繊維で形成された織物に形成される時には、前記織物は、全米防火協会NFPA1971に従って試験された時に、およそ5%より少ない耐熱および熱収縮値を有し、全米防火協会NFPA1971(スペーサー無し)に従って試験された時に、少なくともおよそ5の熱防護性能値を有する、請求項1の混合繊維。
- 前記疎水性繊維成分が、混合繊維の総重量に基づいておよそ40−60重量%で存在する、請求項1の混合繊維。
- 前記疎水性繊維成分が、混合繊維の総重量に基づいておよそ40−50重量%で存在する、請求項1の混合繊維。
- 前記親水性繊維成分が、混合繊維の総重量に基づいておよそ25−35重量%で存在する、請求項1の混合繊維。
- 前記親水性繊維成分が、混合繊維の総重量に基づいておよそ25−30重量%で存在する、請求項1の混合繊維。
- 前記構造性繊維成分が、混合繊維の総重量に基づいておよそ20−30重量%で存在する、請求項1の混合繊維。
- 前記構造性繊維成分が、混合繊維の総重量に基づいておよそ25−30重量%で存在する、請求項1の混合繊維。
- 前記疎水性繊維成分が、モダクリリックまたはそのコポリマーである、請求項1の混合繊維。
- 前記フルオロポリマーが、ポリテトラフルオロエチレン(PTFE)、ペルフルオロアルコキシポリマー(PFA)、またはフッ化エチレン−プロピレン(FEP)である、請求項1の混合繊維。
- 前記セルロース誘導体が、コットン、ビスコース、リネン、レーヨン、またはそれらの組み合わせである、請求項1の混合繊維。
- 前記親水性繊維成分がコットンである、請求項1の混合繊維。
- 前記構造性繊維成分がアラミド繊維である、請求項1の混合繊維。
- 前記アラミド繊維がm−アラミドポリマーまたはp−アラミドポリマーである、請求項18の混合繊維。
- 前記疎水性繊維成分が、モダクリリックまたはそのコポリマーであり、
前記親水性繊維成分が、セルロースまたはセルロース誘導体、またはそれらの組み合わせであり、
前記構造性繊維成分が、アラミド繊維、ナイロン繊維、またはそれらの組み合わせである、
請求項1の混合繊維。 - 混合繊維の総重量に基づいておよそ30−41重量%の、モダクリリックおよびそのコポリマーと、
混合繊維の総重量に基づいておよそ30−41重量%の、コットンと、
混合繊維の総重量に基づいておよそ27−30重量%の、パラ−アラミド繊維と、
混合繊維の総重量に基づいておよそ2重量%の、帯電防止炭素繊維と、
を含む混合繊維。 - 混合繊維の総重量に基づいておよそ50重量%の、モダクリリックおよびそのコポリマーと、
混合繊維の総重量に基づいておよそ30重量%の、コットンと、
混合繊維の総重量に基づいておよそ10重量%の、ナイロン繊維と、
混合繊維の総重量に基づいておよそ10重量%の、パラ−アラミド繊維と、
を含む混合繊維。 - 前記疎水性繊維成分と、前記親水性繊維成分と、前記構造性繊維成分と、前記オプションの帯電防止繊維が、緊密に混合されている、
請求項1、21または22の混合繊維からなる織り糸。 - 請求項23の織り糸からなる織物。
- 前記織物が実質的に前記混合繊維で形成されており、前記織物は、米国材料試験協会の標準試験ASTMF1930−2000に従って試験された時に、およそ35%より少ない装着者に第2度および第3度熱傷に対する保護を提供する、請求項24の織物。
- 前記織物が実質的に前記混合繊維で形成されており、前記織物は、米国材料試験協会の標準試験ASTM6413に従って試験された時に、およそ5インチより少ない炭化長を有する、請求項24の織物。
- 前記織物は、米国材料試験協会の透湿性のための標準試験ASTME96に従って試験された時に、少なくともおよそ1100の透湿性を有し、Natick Internal Method No. 4に従って試験された時に、少なくともおよそ6cm/5分の垂直ウィッキングを有する、請求項24の織物。
- 前記織物が実質的に前記混合繊維で形成されており、前記織物は、米国材料試験協会の標準試験ASTMD1424(条件1ドライ;条件2ウェット)に従って試験された時に、少なくとも対応するドライ引き裂き値以上のウェット引き裂き値を有する、請求項24の織物。
- 前記織物が実質的に前記混合繊維で形成されており、前記織物は、米国材料試験協会の標準試験ASTMD4966織物材料の耐磨耗性−マーチンデール磨耗試験法に従って試験された時に、9KPa負荷でおよそ4000ランダム磨耗サイクルより大きく、実地使用をシミュレートするためにウェット/ドライ600グリッド超微細サンドペーパーを使って9KPa負荷でおよそ5000ドライランダム磨耗サイクルより大きいウェット耐磨耗性を有する、請求項24の織物。
- 前記織物は、全米防火協会NFPA1971に従って試験された時に、およそ5%より少ない耐熱および熱収縮値を有し、全米防火協会NFPA1971(スペーサー無し)に従って試験された時に、少なくともおよそ5の熱防護性能値を有する、請求項24の織物。
- 前記織物は、およそ8.0オンス/平方ヤード(OPSY)より少ない坪量を有する、請求項24の織物。
- 前記織物は、およそ6.0オンス/平方ヤード(OPSY)より少ない坪量を有する、請求項24の織物。
- 前記織物は織られている、請求項24の織物。
- 前記織物は編まれている、請求項24の織物。
- 請求項24の織物からなる衣服。
- 前記織物が、前記衣服の少なくとも1つの外側部分を形成する、請求項35の衣服。
- 前記衣服は上着である、請求項35の衣服。
- 前記上着は、コート、カバーオール、オーバーオール、シャツまたはズボンである、請求項37の衣服。
- 前記上着は消防士防護服である、請求項38の衣服。
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