JP2013540915A - Arc-resistant garment containing multilayer fabric laminate and method of making the same - Google Patents

Arc-resistant garment containing multilayer fabric laminate and method of making the same Download PDF

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Abstract

本発明は、防護衣服と、このような衣服を作製する方法とに関し、その衣服は、電気アークの可能性のある環境での用途を有し、その衣服は、耐炎性織布の第一層(衣服の外面を形成する、かつハロゲンを含んでなる合成ポリマーから作製される第一難燃性繊維を含んでなる)と、耐炎性織布の第二層(合成ポリマーから作製される第二難燃性繊維を含んでなる)とを備える耐アーク性多層の布積層体を有し、第一難燃性繊維は、第二難燃性繊維よりも少なくとも70℃低い熱分解温度を有し、かつ第一層と第二層における布帛は、異なり、第一層は、第二層よりも電気アークの可能性のある環境により近くなるように衣服に位置付される。  The present invention relates to a protective garment and a method of making such a garment, the garment having use in an environment where electric arcing is possible, the garment comprising a first layer of flame resistant woven fabric. (Comprising a first flame retardant fiber that forms the outer surface of the garment and made from a synthetic polymer comprising halogen) and a second layer of flame resistant woven fabric (a second made from a synthetic polymer). The first flame retardant fiber has a pyrolysis temperature that is at least 70 ° C. lower than the second flame retardant fiber. And the fabrics in the first and second layers are different, and the first layer is positioned on the garment so that it is closer to the potential electric arc environment than the second layer.

Description

本発明は、向上したアーク性能を有する多層の布積層体と多層の布積層体を含有する防護衣服に関する。   The present invention relates to a multilayer fabric laminate having improved arc performance and a protective garment containing the multilayer fabric laminate.

米国特許第7,065,950号明細書および米国特許第7,348,059号明細書(Zhuらに付与)は、アークおよび火炎防護用布帛および衣服に使用するモダクリル/アラミド繊維のブレンド体を開示する。耐アーク性の衣服は、生命が危機にさらされる可能性のある状況で使用される。従って、向上したアーク防護を供与できるいかなる衣服構造も、負傷する可能性を低減させ、また命を潜在的に救うことができる。   US Pat. No. 7,065,950 and US Pat. No. 7,348,059 (assigned to Zhu et al.) Describe a blend of modacrylic / aramid fibers for use in arc and flame protection fabrics and garments. Disclose. Arc resistant garments are used in situations where life can be at risk. Thus, any garment structure that can provide improved arc protection can reduce the chance of injury and potentially save lives.

本発明は、電気アークの可能性のある環境での用途を有する防護衣服に関し、その衣服は、耐炎性織布の第一層(衣服の外面を形成する、かつハロゲンを含んでなる合成ポリマーから作製される第一難燃性繊維を含んでなる)と、耐炎性織布の第二層(合成ポリマーから作製される第二難燃性繊維を含んでなる)とを備える耐アーク性の多層の布積層体を有し、第一難燃性繊維が、第二難燃性繊維よりも少なくとも70℃低い熱分解温度を有し、第一層と第二層における布帛は、異なり、第一層は、第二層よりも電気アークの可能性のある環境に近くなるように、衣服に位置付される。   The present invention relates to a protective garment having use in an environment where electric arc is possible, the garment comprising a first layer of flame resistant woven fabric (from a synthetic polymer which forms the outer surface of the garment and comprises halogen). Arc-resistant multilayer comprising a first flame-retardant fiber made) and a second layer of flame-resistant woven fabric (comprising a second flame-retardant fiber made from a synthetic polymer) The first flame retardant fiber has a pyrolysis temperature that is at least 70 ° C. lower than the second flame retardant fiber, and the fabrics in the first layer and the second layer are different from each other. The layer is positioned on the garment so that it is closer to a potential electric arc environment than the second layer.

本発明は、また、電気アークの可能性のある環境での用途を有する防護衣服を作製する方法にも関し、
i)ハロゲンを含んでなる合成ポリマーから作製される第一難燃性繊維を含んでなる第一耐炎性織布を提供する工程と、
ii)合成ポリマーから作製される第二難燃性繊維を含んでなる第二耐炎性織布を提供する工程であって、第一難燃性繊維が、第二難燃性繊維よりも少なくとも70℃低い熱分解温度を有し、第一耐炎性織布と第二耐炎性織布は異なる工程と、
iii)第一耐炎性織布と第二耐炎性織布を組み合わせて耐アーク性の多層の布積層体を形成する工程であって、第一耐炎性織布と第二耐炎性織布が、共有する横布糸も縦布糸もない別個の布帛層である工程と、
iv)耐アーク性の多層の布積層体から耐アーク性の衣服を形成する工程であって、第一耐炎性織布が、衣服の外面を形成し、第二層よりも電気アークの可能性のある環境により近くに衣服に位置付される工程と
を備える。
The present invention also relates to a method of making a protective garment having use in an environment where electric arc is possible,
i) providing a first flame resistant woven fabric comprising a first flame retardant fiber made from a synthetic polymer comprising a halogen;
ii) providing a second flame resistant woven fabric comprising a second flame retardant fiber made from a synthetic polymer, wherein the first flame retardant fiber is at least 70 than the second flame retardant fiber. The first flame resistant woven fabric and the second flame resistant woven fabric have different pyrolysis temperatures, and different processes;
iii) a step of combining the first flame resistant woven fabric and the second flame resistant woven fabric to form an arc resistant multilayer fabric laminate, wherein the first flame resistant woven fabric and the second flame resistant woven fabric are: A separate fabric layer with no shared weft or warp yarns, and
iv) A process for forming an arc resistant garment from an arc resistant multi-layer fabric laminate, wherein the first flame resistant woven fabric forms the outer surface of the garment and is more likely to be an electric arc than the second layer. Positioning the garment closer to a certain environment.

繊維の熱分解温度をどのように測定できるかを例示する、大気中での熱重量測定走査である。2 is an atmospheric thermogravimetric scan illustrating how the pyrolysis temperature of a fiber can be measured. 繊維の熱分解温度をどのように測定できるかを例示する、大気中での熱重量測定走査である。2 is an atmospheric thermogravimetric scan illustrating how the pyrolysis temperature of a fiber can be measured.

本発明は、電気アークの可能性のある環境での用途を有する防護衣服に関する。電気アークの可能性のある環境とは、作業者が、負傷もしくは死亡の原因となりうる電気アークに曝されうるいかなる状況をも意味する。   The present invention relates to protective garments having use in environments where electrical arcing is possible. A potential electric arc environment means any situation in which an operator may be exposed to an electric arc that can cause injury or death.

本発明は、異なる組成物を有する少なくとも2層の耐炎性布帛層を含んでなる耐アーク性の多層の布積層体を有する防護衣服に関する。第一耐炎性布帛層は、衣服の外面を形成し、およびハロゲンを含んでなる合成ポリマーを含有する第一難燃性繊維を含んでなる。第二耐炎性布帛層は、合成ポリマーを含有する第二難燃性繊維を含んでなる。さらに、第一難燃性繊維と第二難燃性繊維は、異なる組成物を有し、第一難燃性繊維は、第二難燃性繊維の熱分解温度よりも少なくとも70℃低い熱分解温度を有する。   The present invention relates to a protective garment having an arc-resistant multilayer fabric laminate comprising at least two flame-resistant fabric layers having different compositions. The first flame resistant fabric layer comprises a first flame retardant fiber that forms the outer surface of the garment and contains a synthetic polymer comprising a halogen. The second flame resistant fabric layer comprises a second flame retardant fiber containing a synthetic polymer. Further, the first flame retardant fiber and the second flame retardant fiber have different compositions, and the first flame retardant fiber is pyrolyzed at least 70 ° C. lower than the pyrolysis temperature of the second flame retardant fiber. Have temperature.

異なる布帛組成物は、方向性を有する多層の布積層体を提供し、多層の布積層体は、第一耐炎性布帛層が第二耐炎性布帛層よりも電気アークの可能性のある環境に近くなるように、衣服中に位置付される。   The different fabric compositions provide a directional multi-layer fabric laminate, wherein the multi-layer fabric laminate is in an environment where the first flame resistant fabric layer is more likely to be an electric arc than the second flame resistant fabric layer. It is positioned in the clothing so that it is close.

このタイプの防護衣服として、業務作業者(例、電気技術者やプロセス制御の専門家および電気アークの可能性のある環境で作業しうる他の専門家等)が使用する防護コート、ジャケット、ジャンプスーツ、カバーオール、フード等が挙げられる。好適な実施形態において、防護衣服は、コートまたはジャケット(通例衣服の上に使用される七分丈コートおよび電気パネルもしくは変電所での作業で必要な他の防護用品を含む)である。   This type of protective clothing includes protective coats, jackets, jumps used by professional workers (eg, electricians, process control professionals, and other professionals who may work in an electric arcing environment). Suits, coveralls, hoods and the like. In a preferred embodiment, the protective garment is a coat or jacket (including a three-quarter-length coat typically used on the garment and other protective equipment required for electrical panel or substation work).

好適な実施形態において、防護衣服は、アーク等級に慣用されている2種類のカテゴリー等級付け体系のいずれかによって測定されると、少なくともカテゴリー2以上のアーク等級を有する。全国防火協会(The National Fire Protection Association:NFPA)は、4つの異なるカテゴリーを有し、カテゴリー1が最も低い性能を有し、カテゴリー4が最も高い性能を有する。NFPA 70E体系に基づいて、カテゴリー1、2、3、および4は、布帛を通る熱流束がそれぞれ4、8、25、および40カロリー/平方センチメートルであることに対応する。電気安全規則(The National Electric Safety Code:NESC)も、3つの異なるカテゴリーに等級付けする体系を有し、カテゴリー1が最も低い性能を有し、カテゴリー3が最も高い性能を有する。NESC体系に基づいて、カテゴリー1、2、および3は、布帛を通る熱流束がそれぞれ4、8、および12カロリー/平方センチメートルであることに対応する。従って、カテゴリー2のアーク等級を有する布帛または衣服は、一連の標準的方法ASTM F1959もしくはNFPA 70E毎に測定すると、8カロリー/平方センチメートルの熱流束に耐えることができる。   In a preferred embodiment, the protective garment has an arc rating of at least category 2 or greater as measured by either of two types of category grading systems commonly used for arc ratings. The National Fire Protection Association (NFPA) has four different categories, with category 1 having the lowest performance and category 4 having the highest performance. Based on the NFPA 70E system, categories 1, 2, 3, and 4 correspond to heat fluxes through the fabric of 4, 8, 25, and 40 calories / square centimeter, respectively. The National Electric Safety Code (NESC) also has a system that ranks into three different categories, with Category 1 having the lowest performance and Category 3 having the highest performance. Based on the NESC scheme, categories 1, 2, and 3 correspond to heat fluxes through the fabric of 4, 8, and 12 calories / square centimeter, respectively. Thus, a fabric or garment having a category 2 arc rating can withstand a heat flux of 8 calories / square centimeter as measured by a series of standard methods ASTM F1959 or NFPA 70E.

電気アークは、典型的には、数千ボルト、数千アンペアの電流を伴い、衣服を強力な入射エネルギーに曝す。着用者を防護するために、衣服は、この入射エネルギーが着用者に移動するのを抑えるものでなければならない。これが最も適切に起こるのは、外郭の布帛が所謂「破断開放」を抑える一方、入射エネルギーの一部を吸収する場合であると考えられている。「破断開放」中に、布帛に穴が形成する。従って、アーク防護用の衣服は、衣服中のいかなる布帛層の破断開放をも回避するように、もしくは最小限に抑えるように、デザインされている。   An electric arc typically involves a current of thousands of volts and thousands of amperes, exposing the garment to strong incident energy. In order to protect the wearer, the garment must prevent this incident energy from being transferred to the wearer. This is most likely to occur when the outer fabric suppresses so-called “break open” while absorbing some of the incident energy. Holes are formed in the fabric during "break open". Accordingly, arc protective garments are designed to avoid or minimize the breaking open of any fabric layer in the garment.

少なくとも2層の耐炎性布帛層を有する多層の布積層体を使用することにより、向上したアーク性能を達成できることが現在判明されており、アークに曝された際に、電気アークにより近い布帛層は、実際に犠牲材料として働き、破断開口する。外側布帛の分解が、多層の布積層体を介してのエネルギー移動を抑えるエネルギーシンクを提供すると考えられている。   It has now been found that improved arc performance can be achieved by using a multilayer fabric laminate having at least two flame resistant fabric layers, and when exposed to an arc, a fabric layer that is closer to an electric arc It actually acts as a sacrificial material and opens a break. It is believed that disassembly of the outer fabric provides an energy sink that reduces energy transfer through the multilayer fabric laminate.

多層の布積層体は、少なくとも1層の第一耐炎性布帛と少なくとも1層の第二耐炎性布帛とを含む。幾つかの実施形態において、第一耐炎性布帛層は、約5〜9オンス/平方ヤードの坪量を有し、第二耐炎性布帛層は、約4〜8オンス/平方ヤードの坪量を有する。幾つかの実施形態において、第一耐炎性布帛層は、約6.5〜9オンス/平方ヤードの坪量を有する。幾つかの実施形態において、第二耐炎性布帛層は、約4.5〜7.5オンス/平方ヤードの坪量を有する。幾つかの実施形態において、多層の布積層体は、隣接する2層の第一耐炎性布帛と1層の第二耐炎性布帛とを含むことが可能である。幾つかの実施形態において、多層の布積層体は、1層の第一耐炎性布帛と隣接する2層の第二耐炎性布帛とを含むことが可能である。幾つかの他の実施形態において、多層の布積層体は、隣接する2層の第一耐炎性布帛と隣接する2層の第二耐炎性布帛を含むことが可能である。   The multilayer fabric laminate includes at least one layer of a first flame resistant fabric and at least one layer of a second flame resistant fabric. In some embodiments, the first flame resistant fabric layer has a basis weight of about 5-9 ounces / square yard and the second flame resistant fabric layer has a basis weight of about 4-8 ounces / square yard. Have. In some embodiments, the first flame resistant fabric layer has a basis weight of about 6.5 to 9 ounces per square yard. In some embodiments, the second flame resistant fabric layer has a basis weight of about 4.5 to 7.5 ounces per square yard. In some embodiments, a multi-layer fabric laminate can include two adjacent layers of a first flame resistant fabric and a layer of a second flame resistant fabric. In some embodiments, the multi-layer fabric laminate can include a layer of a first flame resistant fabric and an adjacent two layers of a second flame resistant fabric. In some other embodiments, a multilayer fabric laminate can include two adjacent first flame resistant fabrics and two adjacent second flame resistant fabrics.

耐炎性布帛とは、試験時に、布帛の1層が6インチ以上の縦方向の炭化長を有することを意味する。炭化長は、紡織繊維の耐炎性の尺度である。炭化は、熱分解または不完全燃焼の結果として形成される炭素質の残渣として定義される。ASTM 6413−99の試験条件下での布帛の炭化長は、火炎に直接暴露された布帛の端部から規定の引裂力を加えた後に視認できる布帛の損傷の最も遠い点までの距離として定義される。   A flame resistant fabric means that one layer of the fabric has a longitudinal carbonization length of 6 inches or more during testing. Carbonization length is a measure of the flame resistance of a textile fiber. Carbonization is defined as a carbonaceous residue formed as a result of pyrolysis or incomplete combustion. The char length of a fabric under ASTM 6413-99 test conditions is defined as the distance from the end of the fabric directly exposed to the flame to the furthest point of fabric damage visible after applying a specified tear force. The

難燃性繊維とは、難燃性繊維のみから作製される繊維または布帛が、火炎を支持しないだろうことを意味し、その繊維または布帛は、ASTM G−125−00によって測定されると、大気中の酸素濃度よりも大きい限界酸素指数(LOI)(つまり、21より大きく、好ましくは25より大きい)を有することを意味する。   Flame retardant fiber means that a fiber or fabric made solely from flame retardant fiber will not support a flame, and that fiber or fabric, as measured by ASTM G-125-00, It means having a limiting oxygen index (LOI) greater than the atmospheric oxygen concentration (ie greater than 21 and preferably greater than 25).

用語「布帛」は、織布機で縦糸を横糸と従来のように製織することにより組み立てられる単層構造を指す。好適な一実施形態は、綾織であるが、平織もしくは朱子織を用いてもよい。「糸」とは、製織、または製編、もしくは繊維材料または布帛に作製されるそれ以外において使用することができる連続した撚り線を形成するための、一緒に精紡または撚糸した繊維の集合体を意味する。糸は、ステープル繊維糸でありうる。ステープル繊維糸は、糸精紡技術(例、リング精紡、コア精紡、および空気を用いてステープル繊維を撚糸する村田(Murata)空気精紡などの空気精紡技術を含む空気精紡等、これらに限定されない)によって製造されることができる。単糸が製造されるならば、次いで、これを布帛に変える前に、好ましくはこれらを合撚して少なくとも2本の単糸を含んでなる合撚糸を形成する。別の方法として、マルチフィラメントの連続フィラメント糸を用いて布帛を作製することができ、或いはマルチフィラメントとステープル繊維糸との組み合わせを用いることができる。   The term “fabric” refers to a single layer structure that is assembled by weaving warp yarn and weft yarn in a conventional manner on a weaving machine. One preferred embodiment is twill, but plain or satin weave may be used. “Yarn” refers to a collection of fibers spun or twisted together to form a continuous strand that can be used in weaving, knitting, or otherwise made into fiber materials or fabrics. Means. The yarn can be a staple fiber yarn. Staple fiber yarns include yarn spinning techniques (e.g., ring spinning, core spinning, and air spinning including air spinning techniques such as Murata air spinning, which uses air to twist staple fibers) But not limited to these). If single yarns are produced, then they are preferably twisted to form a twisted yarn comprising at least two single yarns before being converted to a fabric. Alternatively, fabrics can be made using multifilament continuous filament yarns, or a combination of multifilament and staple fiber yarns can be used.

第一難燃性繊維は、第一耐炎性布帛層の織布中に少なくとも20重量%の量で存在し、通常にその布帛の糸の中に存在する。第一難燃性繊維は、ハロゲンを含んでなる合成ポリマーを含有し、好ましくはハロゲンを含んでなる合成ポリマーから専ら作られる。有用なハロゲンの1種は、塩素であるが、他のハロゲンも使用することができる。   The first flame retardant fiber is present in the woven fabric of the first flame resistant fabric layer in an amount of at least 20% by weight and is usually present in the yarn of the fabric. The first flame retardant fiber contains a synthetic polymer comprising halogen, and is preferably made exclusively from a synthetic polymer comprising halogen. One useful halogen is chlorine, although other halogens can be used.

幾つかの実施形態において、第一耐炎性布帛は、糸のブレンド体を含有し、或いは糸は、モダクリル繊維、メタ−アラミド繊維、およびパラ−アラミド繊維を含んでなる繊維のブレンド体を含有し、また少量の帯電防止繊維を含有してもよい。一実施形態のこの糸ブレンド体もしくは繊維ブレンド体は、20〜70重量%のモダクリル繊維、11〜64重量%のメタ−アラミド繊維、5〜15重量%のパラ−アラミド繊維を含んでなり、また0.5〜4重量%の帯電防止繊維を含んでもよい。所望ならば、少なくとも20%のハロゲン含有繊維が第一耐炎性布帛中に残っている限り、FRレーヨン、綿、またはウールをモダクリル繊維の一部の代わりにしてもよい。一般的に、これは、所望ならば、これらの代用した繊維がブレンド体の約50%までの量で存在できることを意味する。   In some embodiments, the first flame resistant fabric contains a blend of yarns, or the yarns contain a blend of fibers comprising modacrylic, meta-aramid, and para-aramid fibers. Further, a small amount of antistatic fiber may be contained. In one embodiment, the yarn blend or fiber blend comprises 20-70 wt% modacrylic fiber, 11-64 wt% meta-aramid fiber, 5-15 wt% para-aramid fiber, and 0.5 to 4% by weight of antistatic fibers may be included. If desired, FR rayon, cotton, or wool may be substituted for part of the modacrylic fiber as long as at least 20% of the halogen-containing fiber remains in the first flame resistant fabric. In general, this means that, if desired, these substituted fibers can be present in an amount up to about 50% of the blend.

好適な一実施形態において、第一耐炎性布帛は、糸のブレンド体を含有し、或いは糸は、40〜70重量%のモダクリル繊維、15〜55重量%のメタ−アラミド繊維、および5〜15重量%のパラ−アラミド繊維を含んでなる繊維の均質ブレンド体を含有し、また0.5〜3重量%の帯電防止繊維を含有してもよい。幾つかの実施形態において、糸のブレンド体もしくは繊維の均質ブレンド体は、55〜70重量%のモダクリル繊維、20〜40重量%のメタ−アラミド繊維(メタ−アラミドは、ポリ(メタフェニレンイソフタルアミド)である)、5〜10重量%のパラ−アラミド繊維(パラ−アラミドは、ポリ(パラフェニレンテレフタルアミド)である)、および2〜3重量%のカーボン芯/ポリアミド鞘帯電防止繊維を含んでなる。幾つかの実施形態において、第一耐炎性布帛は、糸のブレンド体を含有し、或いは糸は、モダクリル繊維と、メタ−アラミド繊維と、パラ−アラミド繊維とから本質的になる繊維のブレンド体を含有し、また上述の量の少量の帯電防止繊維を含有してもよい。本明細書に記載する全ての百分率は、明記した成分に基づき、つまり糸または繊維のブレンド体中の明記した成分の総重量である。   In one preferred embodiment, the first flame resistant fabric contains a blend of yarns, or the yarns are 40-70% by weight modacrylic fiber, 15-55% by weight meta-aramid fiber, and 5-15. It contains a homogeneous blend of fibers comprising weight percent para-aramid fibers and may contain 0.5 to 3 weight percent antistatic fibers. In some embodiments, a blend of yarns or a homogenous blend of fibers comprises 55-70% by weight modacrylic fiber, 20-40% by weight meta-aramid fiber (meta-aramid is poly (metaphenylene isophthalamide). 5) -10% by weight of para-aramid fiber (para-aramid is poly (paraphenylene terephthalamide)), and 2-3% by weight of carbon core / polyamide sheath antistatic fiber Become. In some embodiments, the first flame resistant fabric contains a blend of yarns, or the yarns are fiber blends consisting essentially of modacrylic fibers, meta-aramid fibers, and para-aramid fibers. And may contain a small amount of antistatic fiber in the amount described above. All percentages described herein are based on the specified ingredients, ie, the total weight of the specified ingredients in the yarn or fiber blend.

第二難燃性繊維は、第二耐炎性布帛層の織布中に存在し、通常はその布帛の糸に存在する。有用な難燃性繊維として、アラミド繊維、ポリビベンズイミジアゾール繊維、またはポリベンゾアゾール繊維、或いはこれらの任意の繊維のブレンド体が挙げられる。好適な一実施形態において、第二耐炎性布帛層は、少なくとも70重量%の上記の繊維を含有し、好適な繊維は、メタ−アラミド繊維である。幾つかの好適な実施形態において、糸は、少なくとも75重量%のメタ−アラミド繊維を有する。幾つかの実施形態において、メタ−アラミド繊維の好適な最大量は、93重量%以下であるが、100重量%もの高い量を使用できる。   The second flame retardant fiber is present in the woven fabric of the second flame resistant fabric layer and is usually present in the yarn of the fabric. Useful flame retardant fibers include aramid fibers, polybibenzimidazole fibers, or polybenzoazole fibers, or blends of any of these fibers. In a preferred embodiment, the second flame resistant fabric layer contains at least 70% by weight of the above fibers, and the preferred fibers are meta-aramid fibers. In some preferred embodiments, the yarn has at least 75% by weight of meta-aramid fibers. In some embodiments, a suitable maximum amount of meta-aramid fibers is 93 wt% or less, but amounts as high as 100 wt% can be used.

幾つかの実施形態において、第二耐炎性布帛は、糸のブレンド体を含有し、或いは糸は、メタ−アラミド繊維とパラ−アラミド繊維とを含んでなる繊維のブレンド体を含有し、また少量の帯電防止繊維を含有してもよい。この糸ブレンド体もしくは繊維ブレンド体の一実施形態は、70〜93重量%のメタ−アラミド繊維と7〜30重量%のパラ−アラミド繊維とを含んでなる。糸ブレンド体または繊維ブレンド体は、0.5〜3重量%の帯電防止繊維も含有できる。幾つかの好適な実施形態において、糸ブレンド体または繊維ブレンド体は、85〜93重量%のメタ−アラミド繊維(メタ−アラミドはポリ(メタフェニレンイソフタルアミド)である)、および7〜15重量%のパラ−アラミド繊維(パラ−アラミドはポリ(パラフェニレンテレフタルアミド)である)を含んでなり、また2〜3重量%のカーボン芯/ポリアミド鞘帯電防止繊維を含んでもよい。糸に少量の剛体ロッド(rigid rod)もしくはパラ−アラミド繊維を添加することにより、高含量のメタ−アラミド繊維を有する布帛にもしくは受容できない火炎による収縮を有する他の布帛に、火炎による収縮に対して幾らかのさらなる抵抗を提供することができる。   In some embodiments, the second flame resistant fabric contains a blend of yarns, or the yarn contains a blend of fibers comprising meta-aramid fibers and para-aramid fibers, and a small amount. The antistatic fiber may be contained. One embodiment of this yarn or fiber blend comprises 70-93 wt% meta-aramid fibers and 7-30 wt% para-aramid fibers. The yarn blend or fiber blend may also contain 0.5 to 3% by weight of antistatic fibers. In some preferred embodiments, the yarn blend or fiber blend is 85 to 93 wt% meta-aramid fiber (meta-aramid is poly (metaphenyleneisophthalamide)), and 7 to 15 wt% Of para-aramid fibers (para-aramid is poly (paraphenylene terephthalamide)) and may contain 2-3 wt% carbon core / polyamide sheath antistatic fibers. By adding a small amount of rigid rod or para-aramid fibers to the yarn, the fabric with high content of meta-aramid fibers or other fabrics that have unacceptable flame shrinkage will be resistant to flame shrinkage. Can provide some additional resistance.

好適な一実施形態において、第二耐炎性布帛は、糸のブレンド体を含有し、或いは糸は、メタ−アラミド繊維とパラ−アラミド繊維を含んでなる均質ブレンド体を含有し、また少量の帯電防止繊維を含有してもよい。幾つかの実施形態において、第二耐炎性布帛は、糸のブレンド体を含有し、或いは糸は、パラ−アラミド繊維とメタ−アラミド繊維とから本質的になる繊維の密接なブレンド体を含有し、また上述の量の少量の帯電防止繊維を含有してもよい。本明細書に記載する全ての百分率は、明記した成分に基づき、つまり糸または繊維のブレンド体中の明記した成分の総重量である。   In a preferred embodiment, the second flame resistant fabric contains a blend of yarns, or the yarn contains a homogeneous blend comprising meta-aramid and para-aramid fibers, and a small amount of charge. You may contain prevention fiber. In some embodiments, the second flame resistant fabric contains a blend of yarns, or the yarn contains an intimate blend of fibers consisting essentially of para-aramid and meta-aramid fibers. In addition, a small amount of the antistatic fiber in the amount described above may be contained. All percentages described herein are based on the specified ingredients, ie, the total weight of the specified ingredients in the yarn or fiber blend.

帯電防止成分は、衣服中の任意の成分であり、静電気放電が損傷を受けやすい電気機器で作業するまたは可燃性蒸気の近くで作業する場合等の作業者にとって危険でありうるこれらの状況で使用されることができる。一実施形態において、帯電防止成分は、衣服用布帛中で少なくともいくらかの糸に繊維として存在する。具体例としては、スチール繊維、炭素繊維、または既存の繊維に炭素を組み込んだものがあり、衣服用布帛中に0.5〜5重量%の量で存在できる。幾つかの実施形態において、帯電防止成分は、衣服用布帛中に僅か2〜3重量%の量で存在する。米国特許第4,612,150号明細書(De Howittに付与)および米国特許第3,803453号明細書(Hullに付与)は、特に有用な導電繊維を記載しており、カーボンブラックが熱可塑性繊維内に分散されて、繊維に帯電防止するコンダクタンスが提供される。好適な帯電防止繊維は、カーボン芯/ナイロン鞘繊維である。帯電防止繊維の使用は、帯電性を低減させた糸、布帛、および衣服を提供し、従って、見かけの電界強度および煩わしい静電気が低減される。   An antistatic ingredient is an optional ingredient in clothing and is used in these situations that can be dangerous for workers, such as when working with electrical equipment where electrostatic discharge is susceptible to damage or when working near flammable vapors. Can be done. In one embodiment, the antistatic component is present as a fiber in at least some of the yarns in the garment fabric. Specific examples include steel fibers, carbon fibers, or existing fibers incorporating carbon, and can be present in the garment fabric in an amount of 0.5-5% by weight. In some embodiments, the antistatic component is present in the garment fabric in an amount of only 2-3% by weight. US Pat. No. 4,612,150 (assigned to De Howitt) and US Pat. No. 3,803,453 (assigned to Hull) describe particularly useful conductive fibers, where carbon black is thermoplastic. Conductance is provided that is dispersed within the fibers to prevent the fibers from being antistatic. A suitable antistatic fiber is a carbon core / nylon sheath fiber. The use of antistatic fibers provides yarns, fabrics and garments with reduced chargeability, thus reducing the apparent field strength and annoying static electricity.

幾つかの実施形態において、上述の比率の第一難燃性繊維、第二難燃性繊維および任意の他の繊維および/または帯電防止繊維を有する糸のみが、布帛中に存在する。織布の場合において、これらの糸は、布帛の縦糸と横糸の両方に使用されるのが好ましい。所望ならば、上述の第一難燃性繊維と第二難燃性繊維、およびの帯電防止繊維の相対量は、両方の糸の組成が上述の範囲内である限り、各々縦糸と横糸で変えることも可能である。   In some embodiments, only yarns having the above ratio of the first flame retardant fiber, the second flame retardant fiber and any other fibers and / or antistatic fibers are present in the fabric. In the case of woven fabrics, these yarns are preferably used for both warp and weft yarns of the fabric. If desired, the relative amounts of the first flame retardant fiber and the second flame retardant fiber, and the antistatic fiber described above, vary between the warp and the weft as long as the composition of both yarns is within the above range. It is also possible.

一実施形態において、両方の多層の布積層体、第一および第二耐炎性布帛の作製に使用される糸、および布帛自体は、記載された比率で上述の繊維から本質的になり、上述の少量の帯電防止繊維を除いて、他の追加の熱可塑性または可燃性繊維または材料のどれも含まない。他の材料および繊維(例、ポリアミドまたはポリエステル繊維等)は、糸、布帛、および衣服に可燃性材料を提供し、衣服の防護性能に影響を及ぼすと考えられている。   In one embodiment, both multi-layer fabric laminates, the yarns used to make the first and second flame resistant fabrics, and the fabric itself consist essentially of the fibers described above in the stated proportions. Except for a small amount of antistatic fiber, it does not contain any other additional thermoplastic or flammable fibers or materials. Other materials and fibers (eg, polyamide or polyester fibers, etc.) are believed to provide flammable materials for yarns, fabrics, and garments and affect the protective performance of the garments.

さらなる熱防護が望まれる環境において、1〜4層の薄い耐炎性の断熱布帛は、第一耐炎性布帛と第二耐炎性布帛の間に挟まれ、本明細書に定義する多層の布積層体の部分となることが可能である。このような断熱性不織布として、軽量(0.5〜3.0oz/yd2)のニードルパンチ不織布、水流絡合不織布、或いは別の方法でカード処理、エアーレイド、または湿式レイドカット繊維ウェブから形成された圧密化不織布を挙げることができる。このような布帛が、1〜2oz/yd2の坪量を有するのが好ましい。難燃性繊維を含む布帛が、特に好適である。適切な耐炎性布帛は、Nomex(登録商標)E89、メタ−アラミドステープル繊維とパラ−アラミドステープル繊維とのブレンド体から製造されるスパンレース不織材料であり、Wilimington,Delaware所在のE.I.du Pont de Nemours&Company社より入手可能である。E89布帛は、19ミル(0.48mm)の公称厚みと、1.5oz/yd2(50.5g/m2)の坪量を有する。好適な一実施形態において、多層の布積層体内の布帛の全ての層は、多層の布積層体内に布帛の層の最大ゆとり(flexibility)を見込んで、端のみで縫合されるおよび/または衣服に継ぎ合わせる。 In an environment where additional thermal protection is desired, 1-4 layers of a thin flame resistant insulation fabric is sandwiched between a first flame resistant fabric and a second flame resistant fabric, and a multilayer fabric laminate as defined herein. It can be part of As such a heat insulating nonwoven fabric, it is formed from a lightweight (0.5 to 3.0 oz / yd 2 ) needle punched nonwoven fabric, a hydroentangled nonwoven fabric, or a card processing, air raid, or wet laid cut fiber web by another method. The consolidated non-woven fabric can be mentioned. Such a fabric preferably has a basis weight of 1-2 oz / yd 2 . A fabric containing flame retardant fibers is particularly suitable. A suitable flame resistant fabric is Nomex® E89, a spunlace nonwoven material made from a blend of meta-aramid staple fibers and para-aramid staple fibers, and E.I., Wilmington, Delaware. I. Available from du Pont de Nemours & Company. The E89 fabric has a nominal thickness of 19 mils (0.48 mm) and a basis weight of 1.5 oz / yd 2 (50.5 g / m 2 ). In one preferred embodiment, all layers of the fabric within the multilayer fabric laminate are stitched only at the edges and / or on the garment, allowing for maximum flexibility of the fabric layers within the multilayer fabric laminate. Join together.

幾つかの実施形態において、多層の布積層体は、11〜25オンス/平方ヤードの総坪量を有する。幾つかの好適な実施形態において、多層の布積層体の総坪量は、11〜20オンス/平方ヤードである。   In some embodiments, the multi-layer fabric laminate has a total basis weight of 11 to 25 ounces per square yard. In some preferred embodiments, the total basis weight of the multilayer fabric laminate is 11 to 20 ounces per square yard.

幾つかの好適な実施形態において、多層の布積層体は、少なくとも2.0カロリー/平方センチメートル/オンス/平方ヤード(0.247ジュール/平方センチメートル/グラム/平方メートル)の、坪量に対して正規化されたアーク抵抗を有する。幾つかの実施形態において、坪量に対して正規化されたアーク抵抗は、好ましくは少なくとも2.2カロリー/平方センチメートル/オンス/平方ヤード(0.272ジュール/平方センチメートル/グラム/平方メートル)である。   In some preferred embodiments, the multilayer fabric laminate is normalized to basis weight of at least 2.0 calories / square centimeter / ounce / square yard (0.247 joules / square centimeter / gram / square meter). Has an arc resistance. In some embodiments, the arc resistance normalized to basis weight is preferably at least 2.2 calories / square centimeter / ounce / square yard (0.272 joules / square centimeter / gram / square meter).

第一難燃性繊維として有用な繊維の1つは、モダクリル繊維である。モダクリル繊維とは、主としてアクリロニトリルを含んでなるポリマーから作製されたアクリル系合成繊維を意味する。このポリマーは、アクリロニトリルを30〜70重量%とハロゲン含有ビニルモノマーを70〜30重量%含んでなるコポリマーであるのが好ましい。ハロゲン含有ビニルモノマーは、例えば、塩化ビニル、塩化ビニリデン、臭化ビニル、臭化ビニリデン等から選択される少なくとも1種のモノマーである。共重合可能なビニルモノマーの例は、アクリル酸、メタクリル酸、このような酸の塩またはエステル、アクリルアミド、メチルアクリルアミド、ビニルアセテート等である。   One fiber useful as the first flame retardant fiber is modacrylic fiber. Modacrylic fiber means an acrylic synthetic fiber made mainly from a polymer comprising acrylonitrile. This polymer is preferably a copolymer comprising 30 to 70% by weight of acrylonitrile and 70 to 30% by weight of a halogen-containing vinyl monomer. The halogen-containing vinyl monomer is, for example, at least one monomer selected from vinyl chloride, vinylidene chloride, vinyl bromide, vinylidene bromide and the like. Examples of copolymerizable vinyl monomers are acrylic acid, methacrylic acid, salts or esters of such acids, acrylamide, methyl acrylamide, vinyl acetate and the like.

好適なモダクリル繊維は、アクリロニトリルと塩化ビニリデンとを組み合わせたコポリマーであり、そのコポリマーは、難燃性を向上させるための1種または複数種の酸化アンチモンをさらに有する。このような有用なモダクリル繊維として、2重量%の三酸化アンチモンを有する、米国特許第3,193,602号明細書に開示されている繊維、少なくとも2重量%、好ましくは8重量%以下の量で存在する様々な酸化アンチモンと一緒に作製された、米国特許第3,748,302号明細書に開示されている繊維、および8〜40重量%のアンチモン化合物を有する、米国特許第5,208,105号明細書および米国特許第5,506,042号明細書に開示されている繊維が挙げられる(これらに限定されない)。糸の中で、モダクリル繊維は、アンチモン誘導体の添加量に応じて、LOIが典型的には少なくとも28を有する難燃性の炭化性繊維を提供する。   A suitable modacrylic fiber is a copolymer of acrylonitrile and vinylidene chloride, the copolymer further having one or more antimony oxides to improve flame retardancy. As such useful modacrylic fibers, the fibers disclosed in U.S. Pat. No. 3,193,602 having 2 wt% antimony trioxide, an amount of at least 2 wt%, preferably no more than 8 wt% US Pat. No. 5,208, having fibers disclosed in US Pat. No. 3,748,302, and 8-40 wt% antimony compound, made with various antimony oxides present in , 105 and U.S. Pat. No. 5,506,042 (but not limited to). Among the yarns, modacrylic fibers provide flame retardant carbonized fibers with a LOI typically at least 28, depending on the amount of antimony derivative added.

さらに、他の繊維が、第一難燃性布帛層内に存在することが可能であり、これらとして、アラミド繊維、難燃性レーヨン繊維、綿繊維、ウール繊維、およびこれらの繊維の混合体が挙げられる。これらも、例えばモダクリル繊維との混合体の形態、もしくは1種の繊維だけを有する別々の糸としての形態、或いは様々な繊維の混合体を有する別々の糸としての形態のいずれかで、通常は布帛の糸の中に存在する。   In addition, other fibers can be present in the first flame retardant fabric layer, including aramid fibers, flame retardant rayon fibers, cotton fibers, wool fibers, and mixtures of these fibers. Can be mentioned. These are usually either in the form of a mixture with, for example, modacrylic fibers, or as separate threads with only one fiber, or as separate threads with a mixture of various fibers, usually Present in the yarn of the fabric.

本明細書に用いられる「アラミド」は、アミド(−CONH−)結合の少なくとも85%が、2個の芳香族環に直接結合しているポリアミドを意味する。アラミドと共に添加剤を使用することができ、実際、最大10重量%までもの他の高分子材料をアラミドとブレンドすることができ、またはアラミドのジアミンの代わりに10%もの他のジアミンを有するコポリマーか、もしくはアラミドの二酸クロリドの代わりに10%もの他の二酸クロリドを有するコポリマーを使用することができることが見出されている。適切なアラミド繊維は、「Man−Made Fibers−−Science and Technology」、第2巻、「Fiber−Forming Aromatic Polyamides」と題した項、p.297、W.Blackら、Interscience Publishers、1968年に記載されている。アラミド繊維は、米国特許第4,172,938号明細書、米国特許第3,869,429号明細書、米国特許第3,819,587号明細書、米国特許第3,673,143号明細書、米国特許第3,354,127号明細書、および米国特許第3,094,511号明細書にも開示されている。メタ−アラミドは、アミド結合が互いに対してメタ位にあるアラミドであり、パラ−アラミドは、アミド結合が互いに対してパラ位にあるアラミドである。メタ−アラミドとして、ポリ(メタフェニレンイソフタルアミド)が挙げられ、パラ−アラミドとして、ポリ(パラフェニレンテレフタルアミド)が挙げられる。糸の中で、メタ−アラミド繊維は、典型的には少なくとも約25のLOIを有する難燃性繊維に、少なくとも約27のLOIを有するパラ−アラミド繊維を提供する。   As used herein, “aramid” refers to a polyamide in which at least 85% of the amide (—CONH—) linkages are directly attached to two aromatic rings. Additives can be used with aramids, in fact up to 10% by weight of other polymeric materials can be blended with aramids, or copolymers with as many as 10% other diamines instead of aramid diamines Alternatively, it has been found that copolymers having as many as 10% other diacid chlorides can be used in place of the aramid diacid chloride. Suitable aramid fibers are described in “Man-Made Fibers--Science and Technology”, Volume 2, entitled “Fiber-Forming Aromatic Polymers”, p. 297, W.H. Black et al., Interscience Publishers, 1968. Aramid fibers are disclosed in U.S. Pat. No. 4,172,938, U.S. Pat. No. 3,869,429, U.S. Pat. No. 3,819,587, U.S. Pat. No. 3,673,143. , U.S. Pat. No. 3,354,127, and U.S. Pat. No. 3,094,511. Meta-aramid is an aramid in which the amide bonds are in the meta position relative to each other, and para-aramid is an aramid in which the amide bonds are in the para position relative to each other. Examples of meta-aramid include poly (metaphenylene isophthalamide), and examples of para-aramid include poly (paraphenylene terephthalamide). Among the yarns, meta-aramid fibers typically provide para-aramid fibers having a LOI of at least about 27 to flame retardant fibers having a LOI of at least about 25.

幾つかの実施形態において、メタ−アラミド繊維は、少なくとも20%、さらに好ましくは少なくとも25%の最小限の結晶化度を有する。最終繊維の形成を容易にするために例示的目的で、結晶化度の実用上の上限は、50%である(しかしながら、より高い百分率が適切とみなされている)。一般的に、結晶化度は、25〜40%の範囲内であろう。この結晶化度を有する市販のメタ−アラミド繊維の例は、Wilimington,Delaware所在のE.I.du Pont de Nemours&Company社より入手可能なNomex(登録商標)T450である。   In some embodiments, the meta-aramid fiber has a minimum crystallinity of at least 20%, more preferably at least 25%. For illustrative purposes to facilitate final fiber formation, a practical upper limit of crystallinity is 50% (however, a higher percentage is considered appropriate). Generally, the crystallinity will be in the range of 25-40%. Examples of commercially available meta-aramid fibers having this degree of crystallinity include E.I., Wilmington, Delaware. I. Nomex® T450 available from du Pont de Nemours & Company.

メタ−アラミド繊維の結晶化度は、2つの方法のうちの1つの方法で測定されうる。第一の方法は、空隙が全くない繊維に用いられ、第二の方法は、完全に空隙がないわけではない繊維に用いられる。   The crystallinity of the meta-aramid fiber can be measured by one of two methods. The first method is used for fibers that are completely free of voids, and the second method is used for fibers that are not completely free of voids.

第一の方法におけるメタ−アラミドの結晶化度(%)は、まず、良好な本質的に空隙のない試料を用いて、結晶化度に関する直線の検量線を生成することによって決定される。このような空隙の全くない試料では、2相モデルを用いて比体積(1/密度)を結晶化度に直接関連付けることができる。試料の密度は、密度勾配管で測定される。x線回折法によって非晶質であると確定されたメタ−アラミドフィルムを測定して、平均密度1.3356g/cm3を有することが判明した。次に、完全結晶性のメタ−アラミド試料の密度をx線単位格子の寸法から求め、1.4699g/cm3であると決定した。これらの0%および100%結晶化度の端点が確定されたら、密度がわかっている空隙の全くない実験試料の結晶化度をこの線形の関係から求めることができる。

Figure 2013540915
The crystallinity (%) of meta-aramid in the first method is determined by first generating a linear calibration curve for crystallinity using a good essentially void-free sample. For samples with no such voids, the specific volume (1 / density) can be directly related to crystallinity using a two-phase model. The density of the sample is measured with a density gradient tube. A meta-aramid film determined to be amorphous by x-ray diffraction was measured and found to have an average density of 1.3356 g / cm 3 . The density of the fully crystalline meta-aramid sample was then determined from the x-ray unit cell dimensions and determined to be 1.4699 g / cm 3 . Once these 0% and 100% crystallinity endpoints have been established, the crystallinity of an experimental sample with no voids of known density can be determined from this linear relationship.
Figure 2013540915

多くの繊維試料は、空隙が全くないというわけではないので、ラマン分光法は、結晶化度を決定するのに好適な方法である。ラマン測定は、空隙量の影響を受けないので、空隙の有無に係らず、1650−1cmでのカルボニル基の伸縮の相対強度を用いて、任意の形態のメタ−アラミドの結晶化度を測定することができる。これを達成するために、結晶化度と、1650cm−1でのカルボニル基の伸縮強度(1002cm−1での環の伸縮モードの強度まで正規化した)との線形の関係を、空隙が最小の試料(その試料の結晶化度は、上述の密度測定から予め決定されてわかっている)を用いて構築した。Nicoletモデル 910 FT−ラマン分光計(Raman Spectrometer)を用いて、結晶化度(%)に関して、密度検量線に依存している以下の経験的関係を構築した。

Figure 2013540915
式中、l(1650cm-1)は、その点でのメタ−アラミド試料のラマン強度である。この強度を用いて、実験試料の結晶化度(%)を式から計算する。 Many fiber samples are not free of voids at all, so Raman spectroscopy is a preferred method for determining crystallinity. Since the Raman measurement is not affected by the amount of voids, the crystallinity of any form of meta-aramid is measured using the relative strength of carbonyl group stretching at 1650-1 cm, regardless of the presence or absence of voids. be able to. To achieve this, the linear relationship between crystallinity and the stretching strength of the carbonyl group at 1650 cm −1 (normalized to the strength of the ring stretching mode at 1002 cm −1) It was constructed using a sample (the crystallinity of the sample is predetermined and known from the above density measurements). Using the Nicolet model 910 FT-Raman spectrometer (Raman Spectrometer), the following empirical relationship depending on the density calibration curve was constructed in terms of crystallinity (%).
Figure 2013540915
Where l (1650 cm −1 ) is the Raman intensity of the meta-aramid sample at that point. Using this intensity, the crystallinity (%) of the experimental sample is calculated from the equation.

メタ−アラミド繊維は、溶液から紡糸され、冷却され、追加の加熱も化学処理もしないで、ガラス転移温度よりも低い温度を用いて乾燥される場合、ごく低い結晶化度を構築するに過ぎない。このような繊維は、ラマン散乱法を用いて繊維の結晶化度を測定する場合、15%未満の結晶化度(%)を有する。低い結晶化度を有するこれらの繊維は、加熱または化学的手段を介して結晶化されることができる無定形のメタ−アラミド繊維と見なされる。結晶化度は、ポリマーのガラス転移温度またはそれ以上の温度で熱処理することにより増大させることができる。このような熱は、典型的には、所望量の結晶化度を繊維に付与するのに十分な時間、張力下で、繊維を加熱ロールと接触させることにより、加えられる。   Meta-aramid fibers are only spun out of solution, cooled, built with very low crystallinity when dried using temperatures below the glass transition temperature without additional heating or chemical treatment. . Such fibers have a crystallinity (%) of less than 15% when the fiber crystallinity is measured using the Raman scattering method. These fibers with low crystallinity are considered amorphous meta-aramid fibers that can be crystallized through heating or chemical means. Crystallinity can be increased by heat treatment at or above the glass transition temperature of the polymer. Such heat is typically applied by contacting the fiber with a heated roll under tension for a time sufficient to impart the desired amount of crystallinity to the fiber.

m−アラミド繊維の結晶化度は、化学処理によって増大させることができ、幾つかの実施形態において、これは、布帛に組み込まれる前に、繊維を着色、染色、または予備染色する方法を含む。幾つかの方法が、例えば、米国特許第4,668,234号明細書、米国特許第4,755,335号明細書、米国特許第4,883,496号明細書、および米国特許第5,096,459号明細書に開示されている。染料キャリアとして知られる染色助剤を用いて、アラミド繊維の染料染着を増大させてもよい。有用な染料キャリアとして、アリールエーテル、ベンジルアルコール、またはアセトフェノンが挙げられる。   The crystallinity of m-aramid fibers can be increased by chemical treatment, and in some embodiments this includes methods of coloring, dyeing, or pre-dying the fibers prior to incorporation into the fabric. Several methods are described, for example, in US Pat. No. 4,668,234, US Pat. No. 4,755,335, US Pat. No. 4,883,496, and US Pat. No. 096,459. Dyeing aids known as dye carriers may be used to increase dyeing of aramid fibers. Useful dye carriers include aryl ethers, benzyl alcohol, or acetophenone.

難燃性レーヨン繊維とは、1種もしくは複数種の難燃剤を有し、少なくとも2グラム/デニールの繊維引張強度を有するレーヨン繊維を意味する。ポリケイ酸の形態で難燃剤として二酸化ケイ素を含有するセルロースまたはレーヨン繊維は、低い繊維引張強度を有するので、このような繊維は、特定して除去される。また、このような繊維は、良好な炭化形成体である一方、相対的に見ると、それらの垂直燃焼の性能は、リン化合物もしくは他の難燃剤を含有する繊維よりも劣る。   By flame retardant rayon fiber is meant rayon fiber having one or more flame retardants and having a fiber tensile strength of at least 2 grams / denier. Cellulose or rayon fibers containing silicon dioxide as a flame retardant in the form of polysilicic acid have a low fiber tensile strength, so such fibers are specifically removed. In addition, while such fibers are good carbon formers, relative to their performance, their vertical combustion performance is inferior to fibers containing phosphorus compounds or other flame retardants.

レーヨン繊維は、当業界において公知であり、一般的に再生セルロースからなる人造繊維であり、さらに、置換基がヒドロキシル基の水素の15%以下を置換している再生セルロースを有する。それらには、ビスコース法、銅アンモニア法、そして今や廃れたニトロセルロースおよび鹸化アセテート法によって作製された糸が含まれるが、好適な実施形態において、ビスコース法が用いられる。一般的に、レーヨンは、ビスコース紡糸溶液に溶解された、木材パルプ、コットンリンター、または他の植物質から得られる。その溶液を酸−塩の凝固浴内に押出して、連続フィラメントに延伸する。これらのフィラメントの群を糸に形成するかもしくはステープルに切断して、そしてさらにステープル紡績糸に加工してもよい。本明細書で用いられるレーヨン繊維として、リヨセル繊維として公知である繊維が挙げられる。   Rayon fibers are known in the art and are generally man-made fibers made of regenerated cellulose and further have regenerated cellulose where the substituents are substituted for up to 15% of the hydroxyl group hydrogens. They include yarns made by the viscose method, the copper ammonia method, and the now obsolete nitrocellulose and saponified acetate methods, but in a preferred embodiment, the viscose method is used. Generally, rayon is obtained from wood pulp, cotton linter, or other plant matter dissolved in a viscose spinning solution. The solution is extruded into an acid-salt coagulation bath and drawn into continuous filaments. These groups of filaments may be formed into yarns or cut into staples and further processed into staple spun yarns. Examples of the rayon fibers used in the present specification include fibers known as lyocell fibers.

難燃性化学物質を紡糸溶液に加えて、その難燃性物質をレーヨン繊維に紡糸して、レーヨン繊維を難燃性物質で被覆して、レーヨン繊維を難燃性物質に接触させ、レーヨン繊維に難燃性物質を吸収させることにより、或いは、難燃剤をレーヨン繊維に組み込むもしくはレーヨン繊維と混合する任意の他の方法により、難燃剤は、レーヨン繊維に組み込まれることができる。総体的に、1種もしくは複数種の難燃剤を含有するレーヨン繊維は、難燃剤を意味する名称「FR」が付与されている。好適な実施形態において、FRレーヨンは、紡糸で組み込まれた難燃剤を有する。   A flame retardant chemical substance is added to the spinning solution, the flame retardant substance is spun into rayon fiber, the rayon fiber is coated with the flame retardant substance, and the rayon fiber is brought into contact with the flame retardant substance. The flame retardant can be incorporated into the rayon fiber by absorbing the flame retardant material or by any other method of incorporating the flame retardant into or mixing with the rayon fiber. In general, rayon fibers containing one or more flame retardants are given the name “FR” meaning flame retardants. In a preferred embodiment, the FR rayon has a flame retardant incorporated by spinning.

FRレーヨンは、高い水分率を有し、それが快適性要素を布帛に供与する。感知できる向上した快適性を布帛に供与するために、糸が少なくとも10重量%のFRレーヨンを有するべきであると確信されている。さらに、FRレーヨンの割合が高いほどさらにより快適性を供与するかもしれないが、FRレーヨンの量が糸の中で約30%を超えると、布帛は、いかなる快適性の改善をも打ち消すかもしれない、性能に悪影響を与える問題を有するおそれがある。幾つかの好適な実施形態において、FRレーヨン繊維は、15〜25重量%の量で糸の中に存在する。   FR rayon has a high moisture content, which provides a comfort element to the fabric. It is believed that the yarn should have at least 10% by weight FR rayon to provide the fabric with appreciable comfort. In addition, higher FR rayon proportions may provide even more comfort, but if the amount of FR rayon exceeds about 30% in the yarn, the fabric may negate any comfort improvement. There is a possibility of having a problem that adversely affects performance. In some preferred embodiments, the FR rayon fibers are present in the yarn in an amount of 15-25% by weight.

FRレーヨン繊維は、例えば、Sandoz社から入手可能なSandolast 9000(登録商標)等のような特定のリン化合物を含む1種もしくは複数種の様々な市販の難燃剤を含有することができる。様々な化合物を難燃剤として使用できるが、好適な実施形態において、難燃剤は、リン化合物に基づく。有用なFRレーヨン繊維は、日本のダイワボウレーヨン株式会社からDFG「難燃ビスコースレーヨン」という名称のものが入手可能である。別の有用なFRレーヨン繊維は、Lenzing AG社からViscose FRという名称のものが入手可能である(オーストリアのLenzing Fibers社から入手可能なLenzing FR(登録商標)としても知られている)。   The FR rayon fibers can contain one or more various commercially available flame retardants including specific phosphorus compounds such as, for example, Sandolast 9000® available from Sandoz. Although various compounds can be used as a flame retardant, in a preferred embodiment, the flame retardant is based on a phosphorus compound. Useful FR rayon fibers are available from Daiwabo Rayon Co., Ltd., Japan, under the name DFG “Flame-retardant viscose rayon”. Another useful FR rayon fiber is available from Lenzing AG under the name Viscose FR (also known as Lenzing FR® available from Lenzing Fibers, Austria).

綿繊維は、ほぼ純天然セルロースからなる周知の天然繊維である。植物から得られるので、綿繊維は、約0.375〜2インチの繊維長を有する。ウール繊維は、通常は羊、子羊、またはAngoraもしくはCashmireヤギのフリースである周知の天然繊維をさす。ラクダ、アルパカ、ラマおよび/またはビクーニャからの毛にもその呼び名を用いることができる。   Cotton fiber is a well-known natural fiber made of almost pure natural cellulose. As obtained from plants, cotton fibers have a fiber length of about 0.375 to 2 inches. Wool fiber refers to the well-known natural fiber, usually sheep, lamb, or Angora or Cashmere goat fleece. The name can also be used for hair from camels, alpaca, llamas and / or vicuna.

ポリビベンズイミジアゾール繊維(PBI)とは、米国特許第2,895,948号明細書および米国再発行特許第26,065号明細書に開示される方法で作製されるようなポリビベンゾイミダゾールポリマーを含んでなる繊維を意味する。ポリビベンゾイミダゾール繊維は、米国特許第3,441,640号明細書および米国特許第4,263,245号明細書に開示されるような公知の方法により作製されることができる。有用なポリビベンゾイミダゾールポリマーの1つに、ポリ(2,2’−(m−フェニレン)−5,5’−ビベンゾイミダゾール)ポリマーがある。市販のPBIポリマーの1種は、テトラ−アミノビフェニルとジフェニルイソフタレートから調製される。   Polybibenzimidizole fiber (PBI) is polybibenzimidazole as made by the methods disclosed in US Pat. No. 2,895,948 and US Reissue Pat. No. 26,065. It means a fiber comprising a polymer. Polybibenzimidazole fibers can be made by known methods such as those disclosed in US Pat. No. 3,441,640 and US Pat. No. 4,263,245. One useful polybibenzimidazole polymer is a poly (2,2 '-(m-phenylene) -5,5'-bibenzimidazole) polymer. One commercially available PBI polymer is prepared from tetra-aminobiphenyl and diphenylisophthalate.

ポリベンゾアゾール繊維とは、21より大きいLOIを有する、ポリベンゾオキサゾール(PBO)、ポリベンゾチアゾール(PBT)、およびポリベンゾイミダゾールのホモポリマーおよびコポリマーを含有する繊維を意味する。適切なポリベンゾアゾールのホモポリマーおよびコポリマーは、米国特許第4,533,693号明細書(1985年8月6日にWolfeらに付与)、米国特許第4,703,103号明細書(1987年10月27日にWolfeらに付与)、米国特許第5,089,591号明細書(1992年2月18日にGregoryらに付与)、米国特許第4,772,678号明細書(1988年9月20日にSybertらに付与)、米国特許第4,847,350号明細書(1992年8月11日にHarrisらに付与)、および米国特許第5,276,128号明細書(1994年1月4日にRosenbergらに付与)に記載されている手順等の公知の手順で作製されることが可能である。ポリベンゾイミダゾールには、ポリベンゾビスイミダゾールも含まれ、ポリベンゾチアゾールには、ポリベンゾビスチアゾールも含まれ、ポリベンゾオキサゾールには、ポリベンゾビスオキサゾールも含まれる。   By polybenzoazole fiber is meant a fiber containing homopolymers and copolymers of polybenzoxazole (PBO), polybenzothiazole (PBT), and polybenzimidazole having a LOI greater than 21. Suitable polybenzoazole homopolymers and copolymers are described in US Pat. No. 4,533,693 (to Wolfe et al., Aug. 6, 1985), US Pat. No. 4,703,103 (1987). Granted to Wolfe et al. On Oct. 27, 1992, U.S. Pat. No. 5,089,591 (granted to Gregory et al. On Feb. 18, 1992), U.S. Pat. No. 4,772,678 (1988). Granted to Sybert et al. On Sep. 20, 1992), U.S. Pat. No. 4,847,350 (granted to Harris et al. On Aug. 11, 1992), and U.S. Pat. No. 5,276,128 ( It can be prepared by a known procedure such as the procedure described in Rosenberg et al. On Jan. 4, 1994). Polybenzoimidazole also includes polybenzobisimidazole, polybenzothiazole also includes polybenzobisthiazole, and polybenzoxazole includes polybenzobisoxazole.

第一耐炎性布帛の第一難燃性繊維は、第二耐炎性布帛の第二難燃性繊維の熱分解温度よりも少なくとも70℃低い熱分解温度を有する。本明細書で使用される繊維の「熱分解温度」は、熱重量分析(ThermoGravimetric Analysis:TGA)によって大気中で測定される最初の主要な分解温度であり、TGA分析の修正重量減少(modified weight loss)(%重量減少/℃)走査を用いて測定された開始点での温度として定義される。開始点は、TAシステムズ Universal Analysisソフトウェアプログラムを用いて測定される。開始点は、データ解析により決定された任意の転移の外挿開始点として定義される。別の方法として、これを図式的に示すことができる。開始点は、図1(一実施形態のモダクリル繊維を表す走査を有する)に示されるように、微分重量走査での最初の大きな微分ピークもしくはショルダー1を用い、修正された重量走査での上記のピークに対応して接線2および3を引くことにより判明される。これらの2本の接線の交差は、点4を提供し、その点が本明細書で定義する最初の主要な熱分解温度である。同様に、本明細書で定義するように、Nomex(登録商標)メタ−アラミド繊維の一実施形態の最初の主要な熱分解温度は、図2に表示する走査によって、示される。微分重量走査において最初の大きな微分ピークもしくはショルダー5を用いて、上記のピークに対応する接線6および7を修正された重量走査上に引き、これらの2本の接線の交差が点8において最初の主要な熱分解温度を提供する。デフォルトHi Res条件(感度1.0/解像度4.0)下でTAシステムズ Q500TGAにおいて、TGA測定を行った。分析において水分の影響を排除するために、100%Y軸を150℃に設定する。この方法で測定した通り、モダクリルは、モダクリルが約225〜275℃で、一方メタフェニレンイソプタタルアミド(metaphenylene isopthathalamide)が約400〜475℃である熱分解温度を有する。最初の大きな微分ピークもしくはショルダーは、少なくとも20%の0.0基線からの微分重量の偏差である。   The first flame retardant fiber of the first flame resistant fabric has a thermal decomposition temperature that is at least 70 ° C. lower than the thermal decomposition temperature of the second flame resistant fabric of the second flame resistant fabric. As used herein, the “pyrolysis temperature” of a fiber is the first major decomposition temperature measured in the atmosphere by Thermogravimetric Analysis (TGA) and is a modified weight loss of TGA analysis. loss) (% weight loss / ° C.) defined as the temperature at the starting point measured using a scan. The starting point is measured using the TA Systems Universal Analysis software program. The start point is defined as the extrapolation start point of any transition determined by data analysis. Alternatively, this can be shown schematically. The starting point is the first large differential peak or shoulder 1 in the differential weight scan, as shown in FIG. 1 (with a scan representing the modacrylic fiber of one embodiment) and the above in the modified weight scan. It is determined by drawing tangent lines 2 and 3 corresponding to the peaks. The intersection of these two tangents provides point 4, which is the first major pyrolysis temperature as defined herein. Similarly, as defined herein, the initial major pyrolysis temperature of one embodiment of Nomex® meta-aramid fiber is shown by the scan displayed in FIG. Using the first large differential peak or shoulder 5 in the differential weight scan, tangents 6 and 7 corresponding to the above peaks are drawn on the modified weight scan, and the intersection of these two tangents is the first at point 8. Provides the main pyrolysis temperature. TGA measurements were performed on a TA Systems Q500 TGA under default Hi Res conditions (sensitivity 1.0 / resolution 4.0). In order to eliminate the influence of moisture in the analysis, the 100% Y axis is set at 150 ° C. As measured by this method, modacrylic has a pyrolysis temperature where modacrylic is about 225-275 ° C., while metaphenylene isopthalamide is about 400-475 ° C. The first large differential peak or shoulder is the differential weight deviation from the 0.0 baseline of at least 20%.

一実施形態において、本発明は、電気アークの可能性のある環境での用途を有する防護衣服を作製する方法にも関し、
i)ハロゲンを含んでなる合成ポリマーから作製される第一難燃性繊維を含んでなる第一耐炎性織布を提供する工程と、
ii)合成ポリマーから作製される第二難燃性繊維を含んでなる第二耐炎性織布を提供する工程で、第一難燃性繊維が、第二難燃性繊維よりも少なくとも70℃低い熱分解温度を有し、第一耐炎性織布と第二耐炎性織布は異なる工程と、
iii)第一耐炎性織布と第二耐炎性織布を組み合わせて耐アーク性の多層の布積層体を形成する工程であって、第一耐炎性織布と第二耐炎性織布が、共有する横布糸も縦布糸も全くない別個の布帛層である工程と、
iv)耐アーク性の多層の布積層体から耐アーク性の衣服を形成する工程であって、第一耐炎性織布が、衣服の外面を形成し、第二層よりも電気アークの可能性のある環境により近くに衣服に位置付される工程と
を備える。
In one embodiment, the present invention also relates to a method of making a protective garment having use in an environment where electric arc is possible,
i) providing a first flame resistant woven fabric comprising a first flame retardant fiber made from a synthetic polymer comprising a halogen;
ii) providing a second flame resistant woven fabric comprising a second flame retardant fiber made from a synthetic polymer, wherein the first flame retardant fiber is at least 70 ° C lower than the second flame retardant fiber Having a pyrolysis temperature, the first flame resistant woven fabric and the second flame resistant woven fabric are different steps;
iii) a step of combining the first flame resistant woven fabric and the second flame resistant woven fabric to form an arc resistant multilayer fabric laminate, wherein the first flame resistant woven fabric and the second flame resistant woven fabric are: A separate fabric layer having no shared weft or warp yarns, and
iv) A process for forming an arc resistant garment from an arc resistant multi-layer fabric laminate, wherein the first flame resistant woven fabric forms the outer surface of the garment and is more likely to be an electric arc than the second layer. Positioning the garment closer to a certain environment.

第一織布と第二織布は、上述の繊維を上述の様々な比率で用いて、個々の糸を実際に製造することから、その後これらの糸から上述の布帛を製織することを含む、様々な異なる方法で提供されることが可能である。   The first woven fabric and the second woven fabric include actually manufacturing individual yarns using the above-described fibers in various ratios described above, and then weaving the above-described fabrics from these yarns. It can be provided in a variety of different ways.

好適な一実施形態において、個々の糸は、ステープル繊維の均質ブレンド体から作製される。「均質ブレンド体」とは、組成物中の様々なステープル繊維が、比較的に均一な混合体を形成することを意味する。所望ならば、他のステープル繊維を、ステープル繊維のこの比較的に均一な混合体中に組み込むことができる。ブレンドは、当業界で公知の多くの方法によって、達成されることが可能であり、その方法には、連続フィラメントの多数のボビンをクリールに入れて、同時に2種以上のタイプのフィラメントを切断して、切断されたステープル繊維のブレンド体を形成する方法、或いは、異なるステープル繊維のベールを開梱した後、オープナー、ブレンダー、およびカードで様々な繊維を開繊してブレンドすることを伴う方法、または様々なステープル繊維の混合体のスライバを形成した後、繊維の混合体のスライバを形成するカード内等で、それをさらに加工して混合体を形成する方法が含まれる。均質な繊維ブレンド体を作製する他の方法は、様々なタイプの異なる繊維が比較的に均一にブレンド体の全体にわたって分配させる限り、可能である。ブレンド体から形成された糸は、ステープル繊維の比較的に均一な混合を同様に有する。一般的に、最も好適な実施形態において、個々のステープル繊維は、ステープル繊維の不良な開繊による繊維の結節またはスラブおよび他の大きな欠陥が最終布帛の品質を損なうような量で存在しないように、有用な布帛を作製するための繊維加工において標準的な程度まで、開繊または分離される。本明細書に既に記載したように、糸を組み合わせ、従来の織布機で一緒に製織して、好適な実施形態において第一もしくは第二織布の単層の織構造を形成する。グレイジ布帛を所望の通りに完成することができる。   In a preferred embodiment, the individual yarns are made from a homogeneous blend of staple fibers. “Homogeneous blend” means that the various staple fibers in the composition form a relatively uniform mixture. If desired, other staple fibers can be incorporated into this relatively uniform mixture of staple fibers. Blending can be accomplished by a number of methods known in the art, in which multiple bobbins of continuous filaments are creeled and simultaneously cut two or more types of filaments. A method of forming a blend of chopped staple fibers, or a method involving opening and blending various fibers with an opener, blender, and card after unpacking a bale of different staple fibers, Alternatively, a method of forming a sliver of a mixture of various staple fibers and then further processing it to form a mixture, such as in a card forming a sliver of a mixture of fibers, is included. Other methods of making a homogeneous fiber blend are possible as long as the various types of different fibers are distributed relatively uniformly throughout the blend. Yarns formed from blends have a relatively uniform mixing of staple fibers as well. In general, in the most preferred embodiment, the individual staple fibers are not present in an amount such that fiber knots or slabs and other large defects due to poor fiber opening of the staple fibers impair the quality of the final fabric. It is opened or separated to a standard degree in fiber processing to make useful fabrics. As previously described herein, the yarns are combined and woven together on a conventional weaving machine to form a single layer woven structure of the first or second woven fabric in a preferred embodiment. The glige fabric can be completed as desired.

第一耐炎性織布と第二耐炎性織布を組み合わせて、耐アーク性の多層の布積層体を形成することができる。多層の布積層体を形成する1つの好都合な方法は、切断テーブルのような平面上に一方の布帛の層を供与した後、その布帛を他方の布帛の層で覆うことである。所望ならば、第一耐炎性織布もしくは第二耐炎性織布のどちらか一方の多層を多層の布積層体に用いることができ、或いは耐炎性断熱布帛の1層または複数層の層(例、本明細書に既に記載の耐炎性断熱布帛の層等)は、それらが最終衣服もしくはその衣服の所望の特性を損なわない限り、第一耐炎性布帛と第二耐炎性布帛の間に敷かれるまたは挿入されることができる。   The first flame resistant woven fabric and the second flame resistant woven fabric can be combined to form an arc resistant multilayer fabric laminate. One convenient way of forming a multilayer fabric laminate is to provide a layer of one fabric on a flat surface such as a cutting table and then cover the fabric with a layer of the other fabric. If desired, multiple layers of either the first flame resistant woven fabric or the second flame resistant woven fabric can be used in the multilayer fabric laminate, or one or more layers of flame resistant thermal insulation fabric (eg, A layer of flame resistant insulation fabric, etc. already described herein) is laid between the first flame resistant fabric and the second flame resistant fabric as long as they do not impair the final garment or the desired properties of the garment. Or can be inserted.

第一耐炎性織布は、最終的に最終衣服の外面を形成するだろうから、第一耐炎性織布を組み合わせて多層の布積層体を形成して、第一耐炎性織布が多層の布積層体の外面を形成する場合配慮すべきである。幾つかの実施形態において、第二耐炎性織布は、多層の布積層体の反対側の外面を形成する。しかしながら、幾つかの他の実施形態において、多層の布積層体の反対側の外面は、別の布帛であってよい。例えば、反対側の外面は、最終的に防護衣服の内側の裏地なるだろう柔らかい布帛でよい。なぜならば、この多層の布積層体の表面は、衣服の内側で着用者により近くなるからである。   Since the first flame resistant woven fabric will ultimately form the outer surface of the final garment, the first flame resistant woven fabric is combined to form a multilayer fabric laminate, the first flame resistant woven fabric being a multilayer Care should be taken when forming the outer surface of the fabric laminate. In some embodiments, the second flame resistant woven fabric forms the opposite outer surface of the multilayer fabric laminate. However, in some other embodiments, the opposite outer surface of the multilayer fabric laminate may be another fabric. For example, the opposite outer surface may be a soft fabric that will eventually become the inner lining of the protective garment. This is because the surface of this multilayer fabric laminate is closer to the wearer inside the garment.

第一耐炎性布帛と第二耐炎性布帛を別々の異なる布帛層(つまり、どちらかの層を弱める可能性のある共有する縦糸も横糸も全くない)として、組み合わせる。これにより、第一耐炎性織布は完全に犠牲層になり、第二耐炎性織布は完全に熱防護層となる。さらに、これにより、所望ならば、第一耐炎性布帛と第二耐炎性布帛の間に追加の布帛層を供与するゆとりが提供される。   The first flame resistant fabric and the second flame resistant fabric are combined as separate and distinct fabric layers (ie, there are no shared warp or weft yarns that can weaken either layer). Thereby, the first flame resistant woven fabric is completely a sacrificial layer and the second flame resistant woven fabric is completely a thermal protection layer. In addition, this provides a space to provide an additional fabric layer between the first flame resistant fabric and the second flame resistant fabric, if desired.

耐アーク性の衣服は、耐アーク性の多層の布積層体から作製される。第一耐炎性織布は、衣服の外面を形成し、着用時に第二耐炎性織布層よりも電気アークの可能性のある環境により近い衣服内に位置付される。   Arc resistant garments are made from arc resistant multilayer fabric laminates. The first flame resistant woven fabric forms the outer surface of the garment and is positioned within the garment that is closer to an environment that may have an electric arc than the second flame resistant woven fabric layer when worn.

衣服は、幾つもの方法で形成されることが可能である。例えば、上述の多層の布積層体を切断テーブル上で形成した後、その積層体を所定のパターン毎に、防護衣服(例、コート、ジャケット、カバーオール、ジャンプスーツ、フード等)を作製するのに適切な布帛の形状に切断することができる。別の方法として、このような布帛形状は、個々に切断された布帛形状から多層の布積層体を形成し、上述の布帛の各層をレイアップすることにより、獲得される。多層の布積層体の形状は、所望の衣服を形成するように、最終衣服の外面を形成する多層の布積層体の第一耐炎性布帛(使用において衣服の外面である)と縫い合わされる。そのようにすることで、第一耐炎性織布は、第二耐炎性織層よりも電気アークの可能性のある環境により近い衣服内に位置付される。   The garment can be formed in a number of ways. For example, after forming the above-mentioned multi-layered cloth laminate on a cutting table, the laminate is produced in protective patterns (eg, coats, jackets, coveralls, jumpsuits, hoods, etc.) for each predetermined pattern. It can be cut into a suitable fabric shape. Alternatively, such fabric shapes are obtained by forming a multilayer fabric laminate from individually cut fabric shapes and laying up each layer of the fabric described above. The shape of the multilayer fabric laminate is stitched with the first flame resistant fabric of the multilayer fabric laminate (which is the outer surface of the garment in use) that forms the outer surface of the final garment to form the desired garment. By doing so, the first flame resistant woven fabric is positioned in the garment closer to the potential electric arc environment than the second flame resistant woven layer.

試験方法
TA Instrument Q500 TGAにおいて、大気中40〜1000℃、TAシステムズ Hi−Res(登録商標)の下、平衡ガスパージ流60ml/分および試料のガスパージ流40ml/分でのデフォルト条件(感度1/解像度4)で、ASTM E1131−08を用いて、熱重量測定(ThermGravimetric Analysis:TGA)を大気中で実施した。
Test Method Default conditions (sensitivity 1 / resolution) at an equilibrium gas purge flow of 60 ml / min and a sample gas purge flow of 40 ml / min under TA Systems Hi-Res® in the atmosphere of TA Instrument Q500 TGA at 40-1000 ° C. In 4), thermogravimetric analysis (TGA) was performed in the atmosphere using ASTM E1131-08.

ASTM F−1959−99「Standard Test Method for Determining the Arc Thermal Performance Value of Materials for Clothing」に準拠して、布帛のアーク抵抗を測定する。各布帛のアーク熱性能値(Arc Thermal Performance Value:ATPV)は、その布帛を着用している人が、50%の時間のこのような暴露で2度の火傷に相当するとされる暴露を受けうるエネルギー量の測定値である。   The arc resistance of the fabric is measured according to ASTM F-1959-99 “Standard Test Method for Determining the Arc Thermal Performance Value of Materials for Closing”. The Arc Thermal Performance Value (ATPV) of each fabric can be subject to exposure that a person wearing the fabric is equivalent to two burns at such exposure for 50% of the time. It is a measure of energy.

ASTM G−125−00「Standard Test Method for Measuring Liquid and Solid Material Fire Limits in Gaseous Oxidants」に準拠して、布帛の限界酸素指数(LOI)を室温で測定する。   The fabric's limiting oxygen index (LOI) is measured at room temperature according to ASTM G-125-00 “Standard Test Method for Measuring Liquid and Solid Material Fire Limits in Gas Oxidants”.

ASTM D−6413−99「Standard Test Method for Flame Resistance of Textiles(Vertical Method)」に準拠して、布帛の炭化長を測定する。   The carbonization length of the fabric is measured according to ASTM D-6413-99 “Standard Test Method for Flame Resistance of Textiles” (Vertical Methods).

FTMS 191A;5041に準拠して、坪量を得た。   Basis weight was obtained based on FTMS 191A; 5041.

以下の実施例に使用した布帛を以下のように作製した。Nomex(登録商標)type455繊維、Kevlar(登録商標)29繊維、およびP140繊維の均質ブレンド体から作製した空気紡績糸で、布帛1を製織した。Nomex(登録商標)type455繊維は、非結晶化ポリ(m−フェニレンイソフタルアミド)(MPD−I)ステープル繊維であり、Kevlar(登録商標)29繊維は、ポリ(p−フェニレンテレフタルアミド)(PPD−T)ステープル繊維であり、そしてP140繊維は、カーボン芯とナイロン鞘を有する帯電防止ステープル繊維である。   Fabrics used in the following examples were prepared as follows. Fabric 1 was woven with air spun yarns made from a homogeneous blend of Nomex® type 455 fiber, Kevlar® 29 fiber, and P140 fiber. Nomex® type 455 fiber is non-crystallized poly (m-phenylene isophthalamide) (MPD-I) staple fiber, and Kevlar® 29 fiber is poly (p-phenylene terephthalamide) (PPD- T) Staple fibers and P140 fibers are antistatic staple fibers having a carbon core and a nylon sheath.

93重量パーセントのNomex(登録商標)type455繊維、5重量パーセントのKevlar(登録商標)29繊維、および2重量パーセントのP140繊維の打綿機で混打綿したスライバを調製した後、従来の綿紡方式加工および空気精紡機を用いて紡績糸に加工した。そのように作製された紡績糸は、15.5tex(38綿番手)の単糸であった。その後、2本のこれらの単糸を合撚機で合撚して、撚り数12回/インチを有する双糸を作製した。   After preparing a sliver blended with a cotton machine with 93 weight percent Nomex® type 455 fiber, 5 weight percent Kevlar® 29 fiber, and 2 weight percent P140 fiber, conventional cotton spinning It was processed into a spun yarn using a system processing and an air spinning machine. The spun yarn so produced was a 15.5 tex (38 cotton count) single yarn. Thereafter, these two single yarns were twisted with a twisting machine to produce a double yarn having a twist number of 12 times / inch.

双糸をシャトル織機で縦糸と横糸の両方に用い、平織布を形成した。グレイジ布帛は、136g/m2(4.0oz/yd2)の坪量を有した。グレイジ布帛を熱水で洗い上げた後、塩基性染料を用いて液流染色した。出来あがった布帛の坪量は、公称153g/m2(4.5oz/yd2)であった。 Double yarn was used for both warp and weft on a shuttle loom to form a plain weave fabric. The gray fabric had a basis weight of 136 g / m 2 (4.0 oz / yd 2 ). The glige fabric was washed with hot water and then liquid dyed with a basic dye. The basis weight of the finished fabric was nominally 153 g / m 2 (4.5 oz / yd 2 ).

紡績糸が12.2tex(30綿番手)単糸であることを除いて、布帛1と同様な方法で布帛2を作製した。次に、布帛1と同じように、2本のこれらの単糸を合撚機で合撚して撚り数12回/インチを有する双糸を作製した。結果として作製されたグレイジ布帛は、186g/m2(5.5oz/yd2)の坪量を有した。グレイジ布帛を熱水で洗い上げた後、塩基性染料を用いて液流染色した。出来あがった布帛の坪量は、公称203g/m2(6.0oz/yd2)であった。 Fabric 2 was produced in the same manner as Fabric 1, except that the spun yarn was 12.2 tex (30 cotton count) single yarn. Next, as in the case of the fabric 1, two single yarns were twisted with a twisting machine to produce a double yarn having a twist number of 12 times / inch. The resulting gray fabric had a basis weight of 186 g / m 2 (5.5 oz / yd 2 ). The glige fabric was washed with hot water and then liquid dyed with a basic dye. The basis weight of the finished fabric was nominally 203 g / m 2 (6.0 oz / yd 2 ).

Protex(登録商標)C繊維、Nomex(登録商標)type450繊維、Kevlar(登録商標)29繊維、およびP140繊維の均質ブレンド体から作製した空気紡績糸で、布帛3を製織した。Protex(登録商標)C繊維は、10%までのアンチモンを有するACN/ポリ塩化ビニリデンコポリマーのモダクリルステープル繊維であり、Nomex(登録商標)type450繊維は、結晶化ポリ(m−フェニレンイソフタルアミド)(MPD−I)ステープル繊維であり、そしてKevlar(登録商標)29繊維とP140繊維は、布帛1および2と同様である。65重量%のProtex(登録商標)C繊維、23重量%のNomex(登録商標)type450繊維、10重量%のKevlar(登録商標)29繊維、および2重量%の帯電防止繊維の打綿機で混打綿したスライバを調製した後、布帛1と同様な方法で紡績糸に加工した。そのように作製された紡績糸は、21tex(28綿番手)の単糸であった。その後、2本のこれらの単糸を合撚機で合撚して撚り数10回/インチを有する双糸を作製した。次に、双糸をシャトル織機で縦糸と横糸の両方に用い、縦31本×横16本/cm(縦77本×横47本/インチ)の構造を有する2x1の綾織物を形成した。綾織物の生地は、203.4g/m2(6.0oz/yd2)の坪量を有した。グレイジ布帛を熱水で洗い上げた後、塩基性染料を用いて液流染色した。出来あがった綾織物の坪量は、公称220.3g/m2(6.5oz/yd2)であった。 Fabric 3 was woven with air spun yarn made from a homogeneous blend of Protex® C fiber, Nomex® type 450 fiber, Kevlar® 29 fiber, and P140 fiber. Protex® C fiber is a modacrylic staple fiber of ACN / polyvinylidene chloride copolymer with up to 10% antimony, and Nomex® type 450 fiber is crystallized poly (m-phenyleneisophthalamide) ( MPD-I) staple fibers, and Kevlar® 29 fibers and P140 fibers are similar to fabrics 1 and 2. Blended in a cotton machine with 65% by weight Protex® C fiber, 23% by weight Nomex® type 450 fiber, 10% by weight Kevlar® 29 fiber, and 2% by weight antistatic fiber After the sliver was struck, it was processed into a spun yarn by the same method as for Fabric 1. The spun yarn so produced was a 21 tex (28 cotton count) single yarn. Thereafter, these two single yarns were twisted with a twisting machine to produce a double yarn having a twist number of 10 times / inch. Next, a twin yarn was used for both warp and weft on a shuttle loom to form a 2 × 1 twill fabric having a structure of length 31 × width 16 / cm (length 77 × width 47 / inch). The twill fabric had a basis weight of 203.4 g / m 2 (6.0 oz / yd 2 ). The glige fabric was washed with hot water and then liquid dyed with a basic dye. The basis weight of the finished twill fabric was nominally 220.3 g / m 2 (6.5 oz / yd 2 ).

綾織物が縦31本×横28本/cm(縦77本×横70本/インチ)の構造を有することを除いて、布帛3と同様な方法で布帛4を作製した。そのグレイジ布帛は、254g/m2(7.5oz/yd2)の坪量を有した。洗い上げおよび染色後、布帛は、271g/m2(8.0oz/yd2)の公称坪量を有した。 Fabric 4 was produced in the same manner as Fabric 3, except that the twill fabric had a structure of length 31 × width 28 / cm (length 77 × width 70 / inch). The gray fabric had a basis weight of 254 g / m 2 (7.5 oz / yd 2 ). After washing and dyeing, the fabric had a nominal basis weight of 271 g / m 2 (8.0 oz / yd 2 ).

比較例A
布帛3の上に布帛1を重ねて、多層の布積層体を形成した。この積層体を含有する衣服の電気アーク性能をシミュレートするために、布帛1をアーク発生地点の近くに位置付し、布帛3を衣服の仮想着用者の近くに位置付して、積層体をアーク試験機内に位置付した。これは、外層として布帛1、内層として布帛3を有する衣服をシミュレートする。この多層の布積層体のアーク等級を測定し、表に示す。
Comparative Example A
The fabric 1 was overlapped on the fabric 3 to form a multilayer fabric laminate. In order to simulate the electric arc performance of the garment containing the laminate, the fabric 1 is positioned near the arcing point and the fabric 3 is positioned near the virtual wearer of the garment. Positioned in the arc testing machine. This simulates a garment having fabric 1 as the outer layer and fabric 3 as the inner layer. The arc rating of this multilayer fabric laminate was measured and shown in the table.

実施例1
布帛3をアーク発生地点の近くに位置付し、布帛1を衣服の仮想着用者の近くに位置付けして、アーク試験機内で比較例Aの多層の布積層体の位置を反対にした。これは、外層として布帛3、内層として布帛1を有する衣服をシミュレートする。この積層体のアーク等級を測定し、表に示す。
Example 1
Fabric 3 was positioned near the point of arc occurrence and fabric 1 was positioned near the virtual wearer of the garment, and the position of the multilayer fabric laminate of Comparative Example A was reversed in the arc tester. This simulates a garment having fabric 3 as the outer layer and fabric 1 as the inner layer. The arc rating of this laminate was measured and shown in the table.

比較例B
布帛3をより重い布帛4と取り替えたことを除いて、比較例Aを繰り返した。この積層体のアーク等級を測定し、表に示す。
Comparative Example B
Comparative Example A was repeated except that fabric 3 was replaced with heavier fabric 4. The arc rating of this laminate was measured and shown in the table.

比較例C
布帛2を布帛1の代わりにしたことを除いて、比較例Aを繰り返した。この積層体のアーク等級を測定し、表に示す。
Comparative Example C
Comparative Example A was repeated except that fabric 2 was replaced with fabric 1. The arc rating of this laminate was measured and shown in the table.

実施例2
布帛2を布帛1の代わりにしたことを除いて、実施例1を繰り返した。この積層体のアーク等級を測定し、表に示す。
Example 2
Example 1 was repeated except that fabric 2 was replaced with fabric 1. The arc rating of this laminate was measured and shown in the table.

Figure 2013540915
Figure 2013540915

実施例3
布帛2の上にE−89として公知の1.5osyNomex(登録商標)/Kevlar(登録商標)スパンレース布の3層を重ね、布帛4で覆うことにより、高いアーク性能の多層の布積層体を形成する。これにより、外層として布帛4、内層として布帛2を有する多層の布積層体を形成する。布帛4の層をアーク発生地点の近くに位置付し、布帛1を衣服の仮想着用者の近くに位置付して衣服に使用する場合、この多層の布積層体は、優れたアーク性能を提供するだろう。
Example 3
Three layers of 1.5 osyNomex (registered trademark) / Kevlar (registered trademark) spunlace fabric, known as E-89, are overlaid on fabric 2 and covered with fabric 4 to form a multilayer fabric laminate with high arc performance. Form. As a result, a multilayer fabric laminate having the fabric 4 as the outer layer and the fabric 2 as the inner layer is formed. When the layer of fabric 4 is positioned near the arcing point and the fabric 1 is positioned near the virtual wearer of the garment and used for garments, this multilayer fabric laminate provides excellent arc performance will do.

実施例4
多層の布積層体をパターン毎に布帛形状に切断して、その形状を一緒に縫い合わせて七分丈コートを形成することにより、実施例1の多層の布積層体をコートの形態で防護衣服に作製した。布帛3がコートの外面層を形成し、布帛1が着用者により近い層を形成するように、実施例1の多層の布積層体をコートに縫った。
Example 4
The multilayer fabric laminate is cut into a fabric shape for each pattern, and the shapes are stitched together to form a three-quarter-length coat, whereby the multilayer fabric laminate of Example 1 is applied to protective clothing in the form of a coat. Produced. The multilayer fabric laminate of Example 1 was sewn to the coat so that fabric 3 formed the outer layer of the coat and fabric 1 formed a layer closer to the wearer.

実施例5
実施例4を繰り返すが、実施例3の多層の布積層体を用い、布帛4がコートの外面層を形成し、布帛1が着用者により近い層を形成するように、その層をコートに位置付する。さらに、軽量の綿裏地を用いて、コートの内側を裏打ちし、着用者と布帛1の間に位置付する。
Example 5
Example 4 is repeated, but using the multilayer fabric laminate of Example 3, with the layer positioned on the coat so that fabric 4 forms the outer layer of the coat and fabric 1 forms a layer closer to the wearer. Attached. In addition, a lightweight cotton lining is used to line the inside of the coat and position it between the wearer and the fabric 1.

実施例6
実施例1、2、および3の多層の布積層体を用いて、カバーオール、ジャンプスーツ、およびフードを含む様々な防護衣服を作製する。各衣服において、上述の多層の布積層体の外層(それぞれ布帛3、3、および4)が、衣服の外面層を形成する。
Example 6
The multi-layer fabric laminate of Examples 1, 2, and 3 is used to make a variety of protective garments including coveralls, jumpsuits, and hoods. In each garment, the outer layers of the multi-layer fabric laminate described above (fabrics 3, 3, and 4 respectively) form the outer surface layer of the garment.

Claims (12)

電気アークの可能性のある環境での用途を有する防護衣服であって、耐アーク性の多層の布積層体を含んでなる前記衣服は、
i)前記衣服の外面を形成し、かつハロゲンを含んでなる合成ポリマーから作製される第一難燃性繊維を含んでなる耐炎性織布の第一層と、
ii)合成ポリマーから作製される第二難燃性繊維を含んでなる耐炎性織布の第二層と
を備え、
前記第一難燃性繊維が、前記第二難燃性繊維よりも少なくとも70℃低い熱分解温度を有し、かつ
前記第一層の布帛と前記第二層の布帛とが異なり、前記第一層が、前記第二層よりも前記電気アークの可能性のある環境により近くに前記衣服に位置付される防護衣服。
A protective garment having use in an environment where electric arc is possible, the garment comprising an arc-resistant multi-layer fabric laminate,
i) a first layer of a flame resistant woven fabric comprising a first flame retardant fiber that forms the outer surface of the garment and is made from a synthetic polymer comprising a halogen;
ii) a second layer of flame resistant woven fabric comprising a second flame retardant fiber made from a synthetic polymer;
The first flame retardant fiber has a pyrolysis temperature that is at least 70 ° C. lower than the second flame retardant fiber, and the first layer fabric and the second layer fabric are different from each other; A protective garment in which a layer is positioned on the garment closer to the potential environment of the electric arc than the second layer.
前記第一難燃性繊維が、少なくとも20重量%の量で前記第一層の前記織布に存在する請求項1に記載の防護衣服。   The protective garment according to claim 1, wherein the first flame retardant fiber is present in the woven fabric of the first layer in an amount of at least 20% by weight. 前記ハロゲンが、塩素である請求項2に記載の防護衣服。   The protective garment according to claim 2, wherein the halogen is chlorine. 前記第一難燃性繊維が、モダクリルである請求項3に記載の防護衣服。   The protective garment according to claim 3, wherein the first flame-retardant fiber is modacrylic. 前記第二層の前記耐炎性織布が、アラミド繊維、ポリビベンズイミジアゾール繊維、もしくはポリベンゾアゾール繊維、または任意の前記繊維のブレンド体を含んでなる請求項1に記載の防護衣服。   The protective garment according to claim 1, wherein the flame resistant woven fabric of the second layer comprises an aramid fiber, a polybibenzimidazole fiber, or a polybenzoazole fiber, or a blend of any of the fibers. 前記第一層が、前記第二層と直接接触している請求項1に記載の防護衣服。   The protective garment of claim 1, wherein the first layer is in direct contact with the second layer. 前記第一層の前記耐炎性織布と前記第二層の前記耐炎性織布が、共有する縦布糸も横布糸も全くない別個の布帛層である請求項1に記載の防護衣服。   The protective garment according to claim 1, wherein the flame-resistant woven fabric of the first layer and the flame-resistant woven fabric of the second layer are separate fabric layers having no shared vertical or horizontal fabric yarn. 1〜4層の、前記第一耐炎性布帛と前記第二耐炎性布帛の間に位置する0.5〜3.0oz/yd2の断熱布帛をさらに含んでなる請求項1に記載の防護衣服。 The protective garment according to claim 1, further comprising 1 to 4 layers of a heat insulating fabric of 0.5 to 3.0 oz / yd 2 located between the first flame resistant fabric and the second flame resistant fabric. . 電気アークの可能性のある環境での用途を有する防護衣服を作製する方法であって、
i)ハロゲンを含んでなる合成ポリマーから作製される第一難燃性繊維を含んでなる第一耐炎性織布を提供する工程と、
ii)合成ポリマーから作製される第二難燃性繊維を含んでなる第二耐炎性織布を提供する工程であって、
前記第一難燃性繊維が、前記第二難燃性繊維よりも少なくとも70℃低い熱分解温度を有し、前記第一耐炎性織布と前記第二耐炎性織布とが異なる工程と、
iii)耐アーク性多層の布積層体を形成するために前記第一耐炎性織布と前記第二耐炎性織布とを組み合わせる工程あって、
前記第一耐炎性織布と前記第二耐炎性織布が、共有する縦布糸も横布糸も全くない別個の布帛層である工程と、
iv)前記第一耐炎性織布が、前記第二層よりも電気アークの可能性のある環境に近くに衣服中に位置付される、前記耐アーク性多層の布積層体からの耐アーク性の衣服を形成する工程と
を備える方法。
A method of making a protective garment having use in an environment where electric arc is possible,
i) providing a first flame resistant woven fabric comprising a first flame retardant fiber made from a synthetic polymer comprising a halogen;
ii) providing a second flame resistant woven fabric comprising a second flame retardant fiber made from a synthetic polymer,
The first flame retardant fiber has a pyrolysis temperature that is at least 70 ° C. lower than the second flame retardant fiber, and the first flame resistant woven fabric and the second flame resistant woven fabric are different from each other;
iii) combining the first flame resistant woven fabric and the second flame resistant woven fabric to form an arc resistant multilayer fabric laminate,
The first flame resistant woven fabric and the second flame resistant woven fabric are separate fabric layers having no shared vertical or horizontal fabric yarn;
iv) Arc resistance from the arc-resistant multi-layer fabric laminate, wherein the first flame-resistant woven fabric is positioned in the garment closer to a more likely electric arc environment than the second layer. Forming a garment.
前記第一難燃性繊維が、モダクリルである請求項9に記載の耐アーク性の衣服を作製する方法。   The method for producing an arc-resistant garment according to claim 9, wherein the first flame-retardant fiber is modacrylic. 前記第二耐炎性織布が、アラミド繊維、ポリビベンズイミジアゾール繊維、もしくはポリベンゾアゾール繊維、または任意のこれらの繊維のブレンド体を含んでなる請求項9に記載の耐アーク性の衣服を作製する方法。   10. The arc resistant garment according to claim 9, wherein the second flame resistant woven fabric comprises aramid fibers, polybibenzimidazole fibers, or polybenzoazole fibers, or any blend of these fibers. How to make. 工程iii)において、前記第一耐炎性織布層と前記第二耐炎性織布層の間に1〜4層の0.5〜3.0oz/yd2の断熱布帛を位置付する工程をさらに含んでなる請求項9に記載の耐アーク性の衣服を作製する方法。 In step iii), further comprising the step of positioning 1-4 layers of 0.5-3.0 oz / yd 2 heat insulating fabric between the first flame resistant woven fabric layer and the second flame resistant woven fabric layer. A method of making an arc-resistant garment according to claim 9 comprising.
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