JP3927009B2 - 防火服生地 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、基布に特殊シリコーンゴム加工を施し、防水、防火、透湿、通気性を有する防火服生地に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
１９９９年に国際基準 ＩＳＯ11613「消防隊用防護服−実験室での試験法と要求特性」が決定された。それまで我が国には、防火服の安全要求特性についての統一規格はなく、各組織、各自治体、各メーカー等が独自に決めたものを採用していた。
上記ＩＳＯ規格の防火服は、通常外衣と内衣（透湿防水層＋断熱層）の組み合わせで成り立ち、従来の防火服に比べて非常に高い耐炎性、熱伝達（炎暴露、放射熱暴露）性能を要求している。
【０００３】
この規格によって防火服の断熱性能が飛躍的に向上した結果、火炎現場において強い放射熱（輻射熱）を受けても気付かぬ場合がある。火炎現場において防火服に薬剤の付着、油汚れ等があった場合には発火の恐れがあるため、充分に洗濯し、清潔を保つようにと商品説明している。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
外衣に織物生地を使用する場合、通常は、汚れ防止、含水による重量増加等を防止するために、撥水，撥油加工を施すのが普通である、しかし、前述のとおり、洗濯回数が増加すれば撥水，撥油加工の機能が劣化するために、更に強力な撥水，撥油加工を施すようになる。
その結果、生地にくい込んだ汚れは、強力な撥水，撥油加工によって出口を阻まれ、落ち難くなってしまう。撥水加工は、摩擦等で撥水性が著しく低下したり汚れが落ちるまで洗濯を行うと、撥水，撥油加工の機能が低下し、含水して裏面へ染みとおることとなる。そこで、消防管理現場では、外衣を洗濯後、撥水，撥油処理剤に浸してから乾燥することにより、撥水，撥油機能を維持しているのが現状である。
【０００５】
このように、生地表の防火服は維持管理に手間と費用がかかるため、本発明はこの負担を軽減することを目的とするものである。
前記目的を達成するには、防火服の透湿性を損なわずに、基布（外衣）裏面への液体浸透を防止するのが最適である。消防活動現場での防火服の汚れは、通常の衣服とは異なり、炎、煙、炭、水、油、薬剤、埃等の物質が接触汚染するので、通常の洗濯方法では汚れが落ちない。特に、一般に行われている洗濯方法は、防火服を水槽に浸け、引き上げた後、コンクリート等の上に広げ、洗剤を塗布し、デッキブラシでこするという方法を取っているので、このような洗濯方法においては、いかに優れた撥水，撥油処理加工布でも、撥水，撥油機能を維持し続けるのは困難である。撥水度が４級以下になれば、基布（外衣）に水滴が付着し、裏面への浸透が始まる。裏面への浸透が多ければ多いほど、含水量が増え、その結果、防火服の重量増加につながる。
もし水滴が表面に付着しても裏面に浸透しないならば、大した重量増加につながらないのであるから、それならば、撥水，撥油性能を犠牲にしても、裏面への浸透を防ぐ方法を取るほうが得策で、洗濯しても汚れが落ち易く、そのまま自然乾燥する方が遥かに維持管理の負担が軽い。
【０００６】
シリコーンゴム加工布は、洗濯回数が多くても、防水、透湿、通気性の機能が低下しにくい素材として、広く、スポーツウェア、おむつカバー、よだれ掛け等に使用されているのは公知の事実である。しかしながら、これらに配合されているシリコーンゴムでは、防火服には不適である。基布にアラミド繊維織物を用いて従来のシリコーンゴム加工を施した試験片に耐炎性試験ＪＩＳ−Ｌ−1091 Ａ−４法（垂直法）を行ったところ、シリコーンゴムに着火して、燃え広まってしまったのである。そこで、本発明においては、防火服生地の使用に耐えられる特殊シリコーンゴムを開発した。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明は、基布に特殊シリコーンゴム加工を施し、防火服の透湿性を損なわずに基布（外衣）裏面への液体浸透を防止し、防水、防火、透湿、通気性を有する防火服生地を提供する。基布としては、耐熱性繊維織物、例えばアラミド繊維織物を用いることができる。特殊シリコーンゴム加工には、通常のコーティングに用いられるシリコーン樹脂に高分子アクリル樹脂と難燃剤を併用した、以下の組成を有するコーティング剤組成物を用いる。
（Ａ）一般式
で表される水酸基または水素基を有する反応性オルガノポリシロキサン 100重量部、
（Ｂ）水酸基またはカルボキシル基、アミノ基を有する高分子アクリル共重合物 １〜50重量部、望ましくは10〜30重量部、および
（Ｃ）難燃剤 10〜200重量部、望ましくは50〜100重量部、
からなる。
前記各化合物を配合し、これに（Ｄ）有機錫化合物と（Ｅ）ポリイソシアネートおよび（Ｆ）シラン化合物を加え、基布に塗布し硬化被膜を形成させる。これを防火服生地として加工する。
【０００８】
【発明の実施の形態】
（Ｂ）の高分子アクリル共重合物としては、アクリル酸アルキルエステルモノマー（アルキル基の炭素数１〜8個）またはメタクリル酸アルキルエステルモノマー（アルキル基の炭素数１〜8個）100重量部に対して官能基含有共重合モノマー0.1〜10重量部を共重合させてなる高分子共重合物が挙げられ、上記モノマーと共重合可能なビニル系モノマー、例えばスチレン、酢酸ビニル、アクリロニトリル等を適量使用できる。
【０００９】
水酸基含有共重合モノマーとしては、アクリル酸２−ヒドロキシエチル、アクリル酸２−ヒドロキシプロピル、メタクリル酸２−ヒドロキシエチル、メタクリル酸２−ヒドロキシプロピル等が挙げられる。カルボキシル基含有共重合モノマーとしてはアクリル酸、メタクリル酸、無水マレイン酸、イタコン酸等が挙げられる。アミノ基含有共重合モノマーとしては、アクリル酸Ｎ，Ｎジメチルアミノエチル、メタクリル酸Ｎ，Ｎジメチルアミノエチル等が挙げられる。
【００１０】
高分子アクリル共重合物は重量平均分子量が50万〜150万、ガラス転移温度が０〜50℃である。
（Ｃ）の難燃剤としてはリン系難燃剤（ポリリン酸アンモニウム）、水酸化アルミニウム等が用いられる。
前記（Ａ）から（Ｆ）の物質には、以下に例示する市販の商品を用いることができる。
（Ａ）ＴＢＳ−３０ （（株）トウベ、商品名） 80〜100 重量部
（Ｂ）ＸＥ−３４３７ （（株）トウベ、商品名） 20〜50 重量部
（Ｃ）ＮＦ−４ （（株）トウベ、商品名） 35〜70 重量部
（Ｄ）Ｃａｔ ＴＭ （（株）トウベ、商品名） 0.5〜3 重量部
（Ｅ）コロネート ＨＬ （ 日本ポリウレタン、商品名） １〜3 重量部
（Ｆ）Ｃａｔ ＴＤ （（株）トウベ、商品名） 0.5〜3 重量部
【００１１】
これらをトリクロロエチレン等の有機溶剤と混合し、粘度1,000〜50,000cpsの範囲内に調整し、コーティング剤として用意し、ポリエステル、ポリアミド、アラミド等の布の両面または片面にナイフコーターやロールコーター等の塗布装置を使用して直接塗布する。塗布量は50〜350ｇ/ｍ2 程度とする。コーティング剤の粘度と塗布量は、使用する布の種類・材質・性能等により適宜調整する。
【００１２】
コーティング剤を塗布した布を 60〜100℃の温度で３０秒〜５分間乾燥させ、有機溶剤を蒸発させ、乾燥した樹脂被膜を形成させる。乾燥後、更に120〜180℃の温度で３０秒〜５分間加熱処理を行い、反応性オルガノポリシロキサンと高分子アクリル共重合物の付加、架橋反応を完結する。架橋後のシリコーン被膜は蒸気透過性にも優れている。アラミド繊維の場合には、アラミド繊維とシリコーンゴムの密着性を、アクリルゴムをブレンドすることにより向上させることができる。
このような処理により、撥水加工のみを施した場合に比べ、防水性と難燃性が同時に付与されると共に、耐洗濯性，耐スレ摩擦性が強く、これらの性能が長期に維持される防火服生地が得られるものである。
【００１３】
以下、実施例により本発明をさらに詳細に説明する。
（実施例１）
（Ａ）ＴＢＳ−３０（（株）トウベ、商品名）80重量部、（Ｂ）ＸＥ−３４３７（（株）トウベ、商品名）20重量部、（Ｃ）ＮＦ−４（（株）トウベ、商品名）35重量部、（Ｄ）Ｃａｔ ＴＭ（（株）トウベ、商品名）0.56重量部、（Ｅ）コロネート ＨＬ（日本ポリウレタン、商品名）0.4重量部、（Ｆ）Ｃａｔ ＴＤ（（株）トウベ、商品名）0.56重量部を、有機溶剤のトリクロロエチレンと混合し、粘度18,000cpsに調整し、コーティング剤として用意した。
メタ系アラミド繊維40％、パラ系アラミド繊維60％、静電性繊維0.7％の混紡糸からなる30／２S×30／２Sの綾織生地を基布にし、布の片面にロールコーターを使用してコーティング剤を直接、塗布量233ｇ/ｍ2塗布した。
コーティング剤による特殊シリコーンゴム加工前と加工後の耐炎性、質量、厚さ、引張強さ、引裂強さ、撥水度、耐水圧、裏面への浸透を各々試験し、次表にまとめた。
【００１４】
【表１】
【００１５】
【発明の効果】
前記表の結果から分かるように、試験に使用した基布（外衣）は、元々優れた耐炎性があるけれども、前記のようにして加工した防火服生地は、着火することないばかりか、寧ろ耐炎性能が上がった。
また、表面に撥水機能がなくても着色は認められず、当初の目的である液体の裏面への浸透防止は達成された。
また、加工重量は、１ｍ2当り約25ｇと非常に軽量で、防火服の重量増を最低限に抑えることに成功した。
また、この特殊シリコーンゴム加工を施すことにより、次のような利点も生じる。
１．引裂強さは、通常、ゴム引き加工を行うと織物の糸が固定され、１本１本切断されるので、強度が落ちるのが普通であるが、特殊シリコーンゴム加工は風合いが非常に柔らかいので、お互いの糸が補完し合い、切裂き強度が増す。
２．アラミド繊維は、メタ系、パラ系とも耐光劣化により、引張り強さ，引裂き強さが低下するが、特殊シリコーンゴムによって保護され、劣化速度を遅れさせる。
３．切創抵抗も柔らかい特殊シリコーンゴムの抵抗によって増すために、切創し難くなる。
【発明の属する技術分野】
本発明は、基布に特殊シリコーンゴム加工を施し、防水、防火、透湿、通気性を有する防火服生地に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
１９９９年に国際基準 ＩＳＯ11613「消防隊用防護服−実験室での試験法と要求特性」が決定された。それまで我が国には、防火服の安全要求特性についての統一規格はなく、各組織、各自治体、各メーカー等が独自に決めたものを採用していた。
上記ＩＳＯ規格の防火服は、通常外衣と内衣（透湿防水層＋断熱層）の組み合わせで成り立ち、従来の防火服に比べて非常に高い耐炎性、熱伝達（炎暴露、放射熱暴露）性能を要求している。
【０００３】
この規格によって防火服の断熱性能が飛躍的に向上した結果、火炎現場において強い放射熱（輻射熱）を受けても気付かぬ場合がある。火炎現場において防火服に薬剤の付着、油汚れ等があった場合には発火の恐れがあるため、充分に洗濯し、清潔を保つようにと商品説明している。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
外衣に織物生地を使用する場合、通常は、汚れ防止、含水による重量増加等を防止するために、撥水，撥油加工を施すのが普通である、しかし、前述のとおり、洗濯回数が増加すれば撥水，撥油加工の機能が劣化するために、更に強力な撥水，撥油加工を施すようになる。
その結果、生地にくい込んだ汚れは、強力な撥水，撥油加工によって出口を阻まれ、落ち難くなってしまう。撥水加工は、摩擦等で撥水性が著しく低下したり汚れが落ちるまで洗濯を行うと、撥水，撥油加工の機能が低下し、含水して裏面へ染みとおることとなる。そこで、消防管理現場では、外衣を洗濯後、撥水，撥油処理剤に浸してから乾燥することにより、撥水，撥油機能を維持しているのが現状である。
【０００５】
このように、生地表の防火服は維持管理に手間と費用がかかるため、本発明はこの負担を軽減することを目的とするものである。
前記目的を達成するには、防火服の透湿性を損なわずに、基布（外衣）裏面への液体浸透を防止するのが最適である。消防活動現場での防火服の汚れは、通常の衣服とは異なり、炎、煙、炭、水、油、薬剤、埃等の物質が接触汚染するので、通常の洗濯方法では汚れが落ちない。特に、一般に行われている洗濯方法は、防火服を水槽に浸け、引き上げた後、コンクリート等の上に広げ、洗剤を塗布し、デッキブラシでこするという方法を取っているので、このような洗濯方法においては、いかに優れた撥水，撥油処理加工布でも、撥水，撥油機能を維持し続けるのは困難である。撥水度が４級以下になれば、基布（外衣）に水滴が付着し、裏面への浸透が始まる。裏面への浸透が多ければ多いほど、含水量が増え、その結果、防火服の重量増加につながる。
もし水滴が表面に付着しても裏面に浸透しないならば、大した重量増加につながらないのであるから、それならば、撥水，撥油性能を犠牲にしても、裏面への浸透を防ぐ方法を取るほうが得策で、洗濯しても汚れが落ち易く、そのまま自然乾燥する方が遥かに維持管理の負担が軽い。
【０００６】
シリコーンゴム加工布は、洗濯回数が多くても、防水、透湿、通気性の機能が低下しにくい素材として、広く、スポーツウェア、おむつカバー、よだれ掛け等に使用されているのは公知の事実である。しかしながら、これらに配合されているシリコーンゴムでは、防火服には不適である。基布にアラミド繊維織物を用いて従来のシリコーンゴム加工を施した試験片に耐炎性試験ＪＩＳ−Ｌ−1091 Ａ−４法（垂直法）を行ったところ、シリコーンゴムに着火して、燃え広まってしまったのである。そこで、本発明においては、防火服生地の使用に耐えられる特殊シリコーンゴムを開発した。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明は、基布に特殊シリコーンゴム加工を施し、防火服の透湿性を損なわずに基布（外衣）裏面への液体浸透を防止し、防水、防火、透湿、通気性を有する防火服生地を提供する。基布としては、耐熱性繊維織物、例えばアラミド繊維織物を用いることができる。特殊シリコーンゴム加工には、通常のコーティングに用いられるシリコーン樹脂に高分子アクリル樹脂と難燃剤を併用した、以下の組成を有するコーティング剤組成物を用いる。
（Ａ）一般式
（Ｂ）水酸基またはカルボキシル基、アミノ基を有する高分子アクリル共重合物 １〜50重量部、望ましくは10〜30重量部、および
（Ｃ）難燃剤 10〜200重量部、望ましくは50〜100重量部、
からなる。
前記各化合物を配合し、これに（Ｄ）有機錫化合物と（Ｅ）ポリイソシアネートおよび（Ｆ）シラン化合物を加え、基布に塗布し硬化被膜を形成させる。これを防火服生地として加工する。
【０００８】
【発明の実施の形態】
（Ｂ）の高分子アクリル共重合物としては、アクリル酸アルキルエステルモノマー（アルキル基の炭素数１〜8個）またはメタクリル酸アルキルエステルモノマー（アルキル基の炭素数１〜8個）100重量部に対して官能基含有共重合モノマー0.1〜10重量部を共重合させてなる高分子共重合物が挙げられ、上記モノマーと共重合可能なビニル系モノマー、例えばスチレン、酢酸ビニル、アクリロニトリル等を適量使用できる。
【０００９】
水酸基含有共重合モノマーとしては、アクリル酸２−ヒドロキシエチル、アクリル酸２−ヒドロキシプロピル、メタクリル酸２−ヒドロキシエチル、メタクリル酸２−ヒドロキシプロピル等が挙げられる。カルボキシル基含有共重合モノマーとしてはアクリル酸、メタクリル酸、無水マレイン酸、イタコン酸等が挙げられる。アミノ基含有共重合モノマーとしては、アクリル酸Ｎ，Ｎジメチルアミノエチル、メタクリル酸Ｎ，Ｎジメチルアミノエチル等が挙げられる。
【００１０】
高分子アクリル共重合物は重量平均分子量が50万〜150万、ガラス転移温度が０〜50℃である。
（Ｃ）の難燃剤としてはリン系難燃剤（ポリリン酸アンモニウム）、水酸化アルミニウム等が用いられる。
前記（Ａ）から（Ｆ）の物質には、以下に例示する市販の商品を用いることができる。
（Ａ）ＴＢＳ−３０ （（株）トウベ、商品名） 80〜100 重量部
（Ｂ）ＸＥ−３４３７ （（株）トウベ、商品名） 20〜50 重量部
（Ｃ）ＮＦ−４ （（株）トウベ、商品名） 35〜70 重量部
（Ｄ）Ｃａｔ ＴＭ （（株）トウベ、商品名） 0.5〜3 重量部
（Ｅ）コロネート ＨＬ （ 日本ポリウレタン、商品名） １〜3 重量部
（Ｆ）Ｃａｔ ＴＤ （（株）トウベ、商品名） 0.5〜3 重量部
【００１１】
これらをトリクロロエチレン等の有機溶剤と混合し、粘度1,000〜50,000cpsの範囲内に調整し、コーティング剤として用意し、ポリエステル、ポリアミド、アラミド等の布の両面または片面にナイフコーターやロールコーター等の塗布装置を使用して直接塗布する。塗布量は50〜350ｇ/ｍ2 程度とする。コーティング剤の粘度と塗布量は、使用する布の種類・材質・性能等により適宜調整する。
【００１２】
コーティング剤を塗布した布を 60〜100℃の温度で３０秒〜５分間乾燥させ、有機溶剤を蒸発させ、乾燥した樹脂被膜を形成させる。乾燥後、更に120〜180℃の温度で３０秒〜５分間加熱処理を行い、反応性オルガノポリシロキサンと高分子アクリル共重合物の付加、架橋反応を完結する。架橋後のシリコーン被膜は蒸気透過性にも優れている。アラミド繊維の場合には、アラミド繊維とシリコーンゴムの密着性を、アクリルゴムをブレンドすることにより向上させることができる。
このような処理により、撥水加工のみを施した場合に比べ、防水性と難燃性が同時に付与されると共に、耐洗濯性，耐スレ摩擦性が強く、これらの性能が長期に維持される防火服生地が得られるものである。
【００１３】
以下、実施例により本発明をさらに詳細に説明する。
（実施例１）
（Ａ）ＴＢＳ−３０（（株）トウベ、商品名）80重量部、（Ｂ）ＸＥ−３４３７（（株）トウベ、商品名）20重量部、（Ｃ）ＮＦ−４（（株）トウベ、商品名）35重量部、（Ｄ）Ｃａｔ ＴＭ（（株）トウベ、商品名）0.56重量部、（Ｅ）コロネート ＨＬ（日本ポリウレタン、商品名）0.4重量部、（Ｆ）Ｃａｔ ＴＤ（（株）トウベ、商品名）0.56重量部を、有機溶剤のトリクロロエチレンと混合し、粘度18,000cpsに調整し、コーティング剤として用意した。
メタ系アラミド繊維40％、パラ系アラミド繊維60％、静電性繊維0.7％の混紡糸からなる30／２S×30／２Sの綾織生地を基布にし、布の片面にロールコーターを使用してコーティング剤を直接、塗布量233ｇ/ｍ2塗布した。
コーティング剤による特殊シリコーンゴム加工前と加工後の耐炎性、質量、厚さ、引張強さ、引裂強さ、撥水度、耐水圧、裏面への浸透を各々試験し、次表にまとめた。
【００１４】
【表１】
【発明の効果】
前記表の結果から分かるように、試験に使用した基布（外衣）は、元々優れた耐炎性があるけれども、前記のようにして加工した防火服生地は、着火することないばかりか、寧ろ耐炎性能が上がった。
また、表面に撥水機能がなくても着色は認められず、当初の目的である液体の裏面への浸透防止は達成された。
また、加工重量は、１ｍ2当り約25ｇと非常に軽量で、防火服の重量増を最低限に抑えることに成功した。
また、この特殊シリコーンゴム加工を施すことにより、次のような利点も生じる。
１．引裂強さは、通常、ゴム引き加工を行うと織物の糸が固定され、１本１本切断されるので、強度が落ちるのが普通であるが、特殊シリコーンゴム加工は風合いが非常に柔らかいので、お互いの糸が補完し合い、切裂き強度が増す。
２．アラミド繊維は、メタ系、パラ系とも耐光劣化により、引張り強さ，引裂き強さが低下するが、特殊シリコーンゴムによって保護され、劣化速度を遅れさせる。
３．切創抵抗も柔らかい特殊シリコーンゴムの抵抗によって増すために、切創し難くなる。
Claims (7)
- 基布に
（Ａ）一般式
で表される水酸基または水素基を有する反応性オルガノポリシロキサン 100重量部、
（Ｂ）水酸基またはカルボキシル基、アミノ基を有する高分子アクリル共重合物 １〜50重量部、望ましくは10〜30重量部、および
（Ｃ）難燃剤 10〜200重量部、望ましくは50〜100重量部
からなる各化合物を配合し、これに（Ｄ）有機錫化合物と（Ｅ）ポリイソシアネートおよび（Ｅ）シラン化合物を加えて得られる特殊シリコーンゴムにより加工処理した防火服生地。 - （Ｂ）の高分子アクリル共重合物は、アクリル酸アルキルエステルモノマー（アルキル基の炭素数１〜8個）またはメタクリル酸アルキルエステルモノマー（アルキル基の炭素数１〜8個）100重量部に対して官能基含有共重合モノマー 0.1〜10重量部を共重合させてなる高分子共重合物を用いる請求項１記載の防火服生地。
- （Ｂ）の水酸基含有共重合モノマーは、アクリル酸２−ヒドロキシエチル、アクリル酸２−ヒドロキシプロピル、メタクリル酸２−ヒドロキシエチル、メタクリル酸２−ヒドロキシプロピルから選ばれる請求項１記載の防火服生地。
- カルボキシル基含有共重合モノマーは、アクリル酸、メタクリル酸、無水マレイン酸、イタコン酸から選ばれる請求項１記載の防火服生地。
- アミノ基含有共重合モノマーは、アクリル酸Ｎ，Ｎジメチルアミノエチル、メタクリル酸Ｎ，Ｎジメチルアミノエチルから選ばれる請求項１記載の防火服生地。
- 高分子アクリル共重合物は重量平均分子量が 50万〜150万、ガラス転移温度が０〜50℃である請求項１または２記載の防火服生地。
- 特殊シリコーンゴムは粘度1,000〜50,000cpsの範囲内に調整し、塗布量は50〜350ｇ/ｍ2とする請求項１ないし６のいずれか1項記載の防火服生地。
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