JP2024117303A

JP2024117303A - 耐熱性防護服

Info

Publication number: JP2024117303A
Application number: JP2023023331A
Authority: JP
Inventors: 篤士北村
Original assignee: Teijin Ltd
Current assignee: Teijin Ltd
Priority date: 2023-02-17
Filing date: 2023-02-17
Publication date: 2024-08-29

Abstract

【課題】洗濯前後に優れた遮熱性を有するだけでなく、洗濯後の中間層の厚みの変化率が小さいため洗濯後にも優れた快適性を有する耐熱性防護服を提供する。【解決手段】表地層、中間層、および遮熱層を含む耐熱性防護服であって、前記中間層においてＪＩＳＬ１０９６－２０１０８．４に規定する厚みが０．５～３．０ｍｍ、かつＪＩＳＬ１０９６－２０１０８．３Ａ法に規定する目付けが１００～２５０ｇ／ｍ２であり、防護服のＩＳＯ６３３０６Ｎ－Ｆに基づく洗濯５回後の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ＲＨＴＩ２４が２０秒以上であることを特徴とする耐熱性防護服。【選択図】なし

Description

本発明は、洗濯前後の高遮熱性と快適性を有する耐熱性防護服に関する。

消防隊用防護服の遮熱性は非常に重要な特性である。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、例えば特許文献１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、遮熱性能の点でまだ満足とは言えなかった。

また、特許文献２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提案されているが、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ほどに遮熱性が向上せず、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低下するおそれがあった。
また、特許文献３には、３層構造の遮熱層を規定した防護服によって効率よく空気層を確保して熱伝導を遅延することが提案されているが、まだ満足とは言えなかった。

特許第３８８８８６１号公報特許第３７６８３５９号公報特許第５４００４５９号公報

本発明は上記の背景に鑑みなされたものであり、その目的は、洗濯前後に優れた遮熱性を有するだけでなく、洗濯後の中間層の厚みの変化率が小さいため洗濯後にも優れた快適性を有する耐熱性防護服を提供することにある。

本発明者は上記の課題を達成するため鋭意検討した結果、防護服を構成する布帛の構造を巧みに工夫することにより、洗濯前後に優れた遮熱性を有するだけでなく、洗濯後の中間層の厚みの変化率が小さいため洗濯後にも優れた快適性を有する耐熱性防護服を提供できることを見出し、さらに鋭意検討を重ねることにより本発明を完成するに至った。かくして、以下の発明が提供される。

１．表地層、中間層、および遮熱層を含む耐熱性防護服であって、前記中間層が下記（１）および（２）の要件を同時に満足し、かつ防護服のＩＳＯ６３３０６Ｎ－Ｆに基づく洗濯５回後の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ＲＨＴＩ２４が２０秒以上であることを特徴とする耐熱性防護服。
（１）ＪＩＳＬ１０９６－２０１０８．４Ａ法に規定する厚みが０．５～３．０ｍｍである。
（２）ＪＩＳＬ１０９６－２０１０８．３Ａ法に規定する目付けが１００～２５０ｇ／ｍ^２である。
２．防護服のＩＳＯ６３３０６Ｎ－Ｆに基づく洗濯５回後のＩＳＯ９１５１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ＨＴＩ２４が１５秒以上である、上記１に記載の耐熱性防護服。
３．防護服のＩＳＯ６３３０６Ｎ－Ｆに基づく洗濯５回後のＩＳＯ１１０９２：２０１４に基づき測定した水蒸気耐性の変化率が±２０％以内である、上記１または２に記載の耐熱性防護服。
４．前記中間層のＩＳＯ６３３０６Ｎ－Ｆに基づく洗濯５回後の厚みの変化率が±４０％以内である、上記１～３のいずれかに記載の耐熱性防護服。
５．前記中間層が不織布を含む、上記１～４のいずれかに記載の耐熱性防護服。
６．前記中間層が織物を含む、上記１～５のいずれかに記載の耐熱性防護服。
７．前記の表地層、中間層、および遮熱層のうちいずれかの層が透湿防水膜を有する層に透湿防水膜を有する、上記１～６のいずれかに記載の耐熱性防護服。
８．前記中間層の目付けを中間層の厚みで除した値が１７０ｇ／ｍ^２／ｍｍ以下である、上記１～７のいずれかに記載の耐熱性防護服。

本発明によれば、表地層、中間層、および遮熱層からなる３層構造の耐熱性防護服において、洗濯前後に優れた遮熱性を有するだけでなく、洗濯後の中間層の厚みの変化率が小さいため洗濯後にも優れた快適性を有する防護服が得られる。

以下、本発明の実施の形態について詳細に説明する。本発明の耐熱防護服用布帛は、表地層、中間層、および遮熱層の３層をこの順序に重ね合わせた構造からなる。耐熱防護服用布帛は、表地層、中間層、および遮熱層の３層のみからなることが好ましいが、さらに別の層を積層してもよい。

前記表地層、中間層、および遮熱層において、各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。

本発明の表地層は、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る。布帛の種類としては、織物、編物、不織布などが使用されるが、実用的には強度の点で織物が好ましい。

また、前記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（長繊維）、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おそれがある。

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、また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、より高い撥水性能、耐水性能、耐薬品性能など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、ＪＩＳＬ１０９６－２０１０８．４Ａ法に規定する厚みが０．５～３．０ｍｍであることが重要である。厚みが０．５ｍｍ未満である場合は遮熱性が不十分であり、また、洗濯時の寸法変化が大きくなるおそれがある。厚みが３．０ｍｍより大きい場合は快適性が低下するおそれがある。また、ＪＩＳＬ１０９６－２０１０８．３Ａ法に規定する目付けが１００～２５０ｇ／ｍ^２であることが重要である。目付が１００ｇ／ｍ^２未満の場合は遮熱性が不十分であり、洗濯時の寸法変化が大きくなるおそれがある。また、目付けが２５０ｇ／ｍ^２より大きい場合は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おそれがある。また、中間層の目付け／厚みの値が、４０～１００ｇ／ｍ^２／ｍｍであることが好ましい。

該中間層は織編物または不織布が好ましく使用されるが、洗濯時の厚みの変化率を抑える点で織物とすることが好ましい。かかる織物の組織としては平織などの三原組織以外が好ましく、二重織などが好ましい。特に、蜂巣織や膨れ織などの組織を有する織物が好ましい。

また、該中間層は透湿防水性を有するものであることが好ましく、ポリテトラフルオロエチレン等からなる薄膜フィルムをラミネート加工したものや、フッ素系などの透湿防水樹脂をコーティングしたものなどが例示される。また、中間層の目付けを中間層の厚みで除した値が１７０ｇ／ｍ^２／ｍｍ以下（より好ましくは３０～１５０ｇ／ｍ^２／ｍｍ）であることが好ましい。本値が１７０ｇ／ｍ^２／ｍｍを越える場合は、洗濯時の寸法変化が大きくなるおそれがある。

本発明の遮熱層は、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、織編物や不織布が使用される。
本発明の耐熱性防護服は、洗濯前後において優れた遮熱性を有するだけでなく、洗濯後の中間層の厚みの変化率が小さいため洗濯後にも優れた快適性を有する。

ここで、防護服のＩＳＯ６３３０６Ｎ－Ｆに基づく洗濯５回後の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ＲＨＴＩ２４が２０秒以上（より好ましくは２０～４０秒）であることが重要である。また、防護服のＩＳＯ６３３０６Ｎ－Ｆに基づく洗濯５回後のＩＳＯ９１５１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ＨＴＩ２４が１５秒以上（より好ましくは１５～３０秒）であることが好ましい。また、防護服のＩＳＯ６３３０６Ｎ－Ｆに基づく洗濯５回後のＩＳＯ１１０９２：２０１４に基づき測定した水蒸気耐性の変化率が±２０％以内（より好ましくは±１０％以内）であることが好ましい。ただし、該変化率は洗濯前後の値を洗濯前の値除し１００を掛けるものとする。また、前記中間層のＩＳＯ６３３０６Ｎ－Ｆに基づく洗濯５回後の厚みの変化率が±４０％以内（より好ましくは±３０％以内、特に好ましくは±２０％以内）であることが好ましい。ただし、該変化率は洗濯前後の値を洗濯前の値除し１００を掛けるものとする。

次に本発明の実施例および比較例を詳述するが、本発明はこれらによって限定されるものではない。なお、実施例中の各測定項目は下記の方法で測定した。

（１）目付け
ＪＩＳＬ１０９６－２０１０８．３Ａ法に基づいて測定した。

（２）厚み
ＪＩＳＬ１０９６－２０１０８．４Ａ法に基づき３ｇ／ｃｍ^２の荷重をかけ測定を行った。また、ＩＳＯ６３３０６Ｎ－Ｆに基づく洗濯前後の変化率は下記式により算出した。
変化率（％）＝（（洗濯後の厚み）－（洗濯前の厚み））／（洗濯前の厚み）×１００

（３）耐輻射熱試験
ＩＳＯ６９４２：２００２に基づき熱流束４０ｋＷ／ｍ^２において、輻射熱暴露開始から銅製のセンサーが２４℃上昇するまでの時間ＲＨＴＩ２４を求めた。

（４）耐対流熱試験
ＩＳＯ９１５１：１９９５に基づき熱流束８０ｋＷ／ｍ^２において、対流熱暴露開始から銅製のセンサーが２４℃上昇するまでの時間ＨＴＩ２４を求めた。

（５）水蒸気耐性試験
ＩＳＯ１１０９２：２０１４に基づき測定した。また、ＩＳＯ６３３０６Ｎ－Ｆに基づく洗濯前後の変化率は下記式により算出した。
変化率（％）＝（（洗濯後の水蒸気耐性）－（洗濯前の水蒸気耐性））／（洗濯前の水蒸気耐性）×１００

［実施例１］
表地層には、メタ系アラミド繊維であるポリメタフェニレンイソフタルアミド繊維（帝人社製、商標名：コーネックス）と、パラ系アラミド繊維であるコパラフェニレン・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：２０／２）を用いて２／１の綾織に織成した布帛（目付：２４０ｇ／ｍ^２）を用いた。

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不織布（目付け１１０ｇ／ｍ^２、厚み２．０ｍｍ）に市中のポリテトラフルオロエチレン製の透湿防水性フィルムをラミネートした。

最内層（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、総繊度３３ｄｔｅｘ／１２本のセミダルポリエチレンテレフタレート繊維（帝人フロンティア社製）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とを特許第５４００４５９号公報の図１と同じ組織図に従って、織り密度を経１１３本／２．５４ｃｍ、緯８０本／２．５４ｃｍ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、最内層の３層を重ね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、中間層として、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、総繊度３３ｄｔｅｘ／１２本のセミダルポリエチレンテレフタレート繊維（帝人フロンティア社製）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とを特許第５４００４５９号公報の図１と同じ組織図に従って、織り密度を経１１３本／２．５４ｃｍ、緯８０本／２．５４ｃｍ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分間実施した織布（目付１４０ｇ／ｍ^２、厚み２．２ｍｍ）に市中のポリテトラフルオロエチレン製の透湿防水性フィルムをラミネートしたものを用いた。それ以外は実施例１と同様に実施した。

［比較例１］
実施例１において、中間層として、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（帝人株式会社製、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／－）を用いて平織を製織し、織布（目付は６５ｇ／ｍ^２）に市中のポリテトラフルオロエチレン製の透湿防水性フィルムをラミネートしたものを用いた。それ以外は実施例１と同様に実施した。

本発明によれば、本発明によれば、表地層、中間層、および遮熱層からなる３層構造の耐熱性防護服において、洗濯前後に優れた遮熱性を有するだけでなく、洗濯後の中間層の厚みの変化率が小さいため洗濯後にも優れた快適性を有する耐熱性防護服が提供され、その工業的価値は極めて大である。

Claims

表地層、中間層、および遮熱層を含む耐熱性防護服であって、前記中間層が下記（１）および（２）の要件を同時に満足し、かつ防護服のＩＳＯ６３３０６Ｎ－Ｆに基づく洗濯５回後の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ＲＨＴＩ２４が２０秒以上であることを特徴とする耐熱性防護服。
（１）ＪＩＳＬ１０９６－２０１０８．４Ａ法に規定する厚みが０．５～３．０ｍｍである。
（２）ＪＩＳＬ１０９６－２０１０８．３Ａ法に規定する目付けが１００～２５０ｇ／ｍ^２である。
防護服のＩＳＯ６３３０６Ｎ－Ｆに基づく洗濯５回後のＩＳＯ９１５１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ＨＴＩ２４が１５秒以上である、請求項１に記載の耐熱性防護服。
防護服のＩＳＯ６３３０６Ｎ－Ｆに基づく洗濯５回後のＩＳＯ１１０９２：２０１４に基づき測定した水蒸気耐性の変化率が±２０％以内である、請求項１に記載の耐熱性防護服。
前記中間層のＩＳＯ６３３０６Ｎ－Ｆに基づく洗濯５回後の厚みの変化率が±４０％以内である、請求項１に記載の耐熱性防護服。
前記中間層が不織布を含む、請求項１に記載の耐熱性防護服。
前記中間層が織物を含む、請求項１に記載の耐熱性防護服。
前記の表地層、中間層、および遮熱層のうちいずれかの層が透湿防水膜を有する、請求項１に記載の耐熱性防護服。
前記中間層の目付けを中間層の厚みで除した値が１７０ｇ／ｍ^２／ｍｍ以下である、請求項１～７のいずれかに記載の耐熱性防護服。