JP4130122B2 - Heat resistant fabric, method for producing the same, and heat resistant protective clothing comprising the same - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、耐熱性布帛及びその製造方法、並びに、該耐熱性布帛を用いて製造された耐熱性防護服に関し、さらに詳しくは、新規な糸形態を有する耐熱性繊維を使用した軽量かつ柔軟で優れた耐熱特性を示す耐熱性布帛及びその製造方法、並びに、該耐熱性布帛を用いて製造された耐熱性防護服に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、消防士が消火作業時に着用する耐熱性防護服としては、不燃性のアスベスト繊維やガラス繊維等からなる防護服が使われていたが、環境問題(健康問題)や作業容易性（動き易さ）などの観点から近年では、アラミド、ポリフェニレンスルフィド、ポリイミド、ポリベンズイミダゾールなどの難燃性の有機繊維が使用され、さらに、火災により発生する輻射熱を防止する目的から、これらの難燃性繊維からなる布帛に金属アルミニウム等をコーティング法あるいは蒸着法により表面加工を施したものが多く使われている。
【０００３】
一方、近年、遮熱性の評価方法の国際標準化が行われ、輻射熱はもとより、伝導熱に注目した評価方法が確立された（試験法番号：ＩＳＯ９１５１）。この評価方法をクリアするにあたっては、熱の伝導を遅延させるために、防護服内に大量の空気層を形成することが有用になると考えられている。しかしながら前記に述べたようなアルミニウム加工された有機繊維からなる布帛を防護服として用いる場合、その重量が非常に重くなる欠点があり、さらに、空気層を作るという観点からは積層構造にすることが最も有用であるが、この積層構造により重量が一層増加するという欠点がある。このためにこの種の積層構造の防護服を使用することは実用上不可能であった。
【０００４】
かかる問題解決のために、遮熱性に富んだ空気層が得られる嵩高性の不織布が提案されている（特開２０００−２１２８１０号公報）。しかしながら、このような不織布を用いた防護服では、遮熱層が得られるものの、他方では、透湿性や通気性が極端に低減し、暑熱感や蒸れ感を引き起こす原因となるため、消火作業時のような非常に苛酷な環境では、着用感が悪いものとなり、更なる改良が求められている。
【０００５】
一方、着用性向上のため、膨張剤を用いて衣服内の空気量を増やす試み（特開２０００−２１４３１８号公報）や、特殊な織物構造を利用して衣服内の空気量を増やす試み（特開２００２−１１５１０６号公報）がなされてきた。しかしながら、これらの改良はいずれも耐熱性繊維の糸構造に起因する空気量を増加させるものではなく、防護服の重量が大幅に増加するのを抑えることは非常に難しかった。
【０００６】
【特許文献１】
特開２０００−２１２８１０号公報
【０００７】
【特許文献２】
特開２０００−２１４３１８号公報
【０００８】
【特許文献３】
特開２００２−１１５１０６号公報
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、前記の問題点を解決し、軽量かつ柔軟で優れた耐熱特性を示す耐熱性布帛及びその製造方法、並びに、該耐熱性布帛を用いて製造された耐熱性防護服を提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
前記の課題は、糸軸方向に沿ってらせん状に、且つ、異なる方向に旋回する二本以上の耐熱性繊維からなる糸により形成される旋回糸を用いてなる布帛であって、該旋回糸の旋回数が８００回／ｍ以上であり、且つ、該旋回糸の芯部には空洞部が形成されていることを特徴とする耐熱性布帛により解決され、かかる耐熱性布帛は、芯糸に溶解性糸を用い、鞘糸に耐熱性繊維からなる糸を用い、該芯糸の周りに二本以上の鞘糸が８００回／ｍ以上の旋回数でらせん状に且つ異なる方向に旋回してなるカバリングヤーンを作成し、該カバリングヤーンを用いて布帛を形成した後、芯糸を溶解除去する方法により得られる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を詳細に説明する。
本発明の耐熱性布帛は、耐熱性繊維からなる旋回糸を用いて形成される布帛であって、該旋回糸の芯部には空洞部が形成されている特殊な構造を有する糸(中空旋回糸ということもある)を用いて形成される布帛である。
【００１２】
本発明に使用する耐熱性繊維としては、アラミド繊維、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、難燃ウール繊維などが使用可能であり、これらの耐熱性繊維を一定量以上混在させることにより耐熱性能が基準値を超えるので、非耐熱性繊維を共に用いることも可能である。
【００１３】
耐熱性繊維の中でも優れたＬＯＩ値を示し、なおかつ繊維そのものが白色であるポリメタフェニレンイソフタルアミドは防護衣料を作成するにあたり非常に有用である。更に、織物強度を向上させる目的でパラ系のアラミド繊維、すなわち、ポリパラフェニレンテレフタルアミドや、あるいは、これに第三成分を共重合した繊維を混合させることが好ましい。ポリパラフェニレンテレフタルアミド共重合体の一例として、下記式に示すコポリパラフェニレン・３．４’オキシジフェニレンテレフタルアミドを使用するものが好ましく例示される。
【００１４】
【化１】
（ここで、ｍ及びｎは正の整数を表す。）
該パラ系のアラミド繊維の混合比率としては、表地を構成する全繊維に対して５重量％以上が好ましいが、パラ系のアラミド繊維は、フィブリル化を起こしやすいため、混合比率を６０重量％以下に抑えることが好ましい。
【００１６】
本発明の耐熱性布帛は、芯部に空洞部が形成された旋回糸(中空旋回糸)により構成されていることが重要である。すなわち、本発明に使用する旋回糸は、前記のような耐熱性繊維からなる糸が旋回糸の糸軸方向に沿ってらせん状に旋回糸の外周部分を旋回し、旋回糸の中心部（芯部）には繊維が殆ど存在しない空洞部分が形成されている特殊な形態をしたものである。該空洞部の形態を維持するためには、該耐熱性繊維からなる糸は、二本以上が使用され、且つ、らせん状に旋回する方向も異なる方向に旋回しているものが好ましい。
【００１７】
さらに、該耐熱性繊維からなる糸は、該空洞部分の形態を維持するために８００回／ｍ以上の旋回数、即ち８００回／ｍ以上の撚を付与されて旋回していることが必要である。該旋回数が８００回／ｍ未満では、十分ならせん構造による空洞部分の形成ができないか、若しくは、耐熱性布帛を使用中に空洞部分がへたり、空洞部分の形態を維持出来ない恐れがあり好ましくない。また、該旋回数は、かなり大きくても使用できるが、２重らせんが形成されない程度にすべきである。２重らせんの発生は、旋回糸の取扱性が低下したり、得られる布帛の外観や風合いを損ねるので好ましくない。実用的な旋回数は使用する耐熱性繊維の種類や糸の太さによっても異なるが、３０００回／ｍ以下の範囲で使用するものがよい。
【００１８】
かかる旋回糸の製造方法の一例として、カバリングヤーン法が挙げられる。すなわち、溶解性繊維からなる糸を芯糸に用い、耐熱性繊維からなる糸を鞘糸に用いて、公知の方法によりカバリングヤーンを作成する際に、該鞘糸が芯糸の周りに８００回／ｍ以上旋回するようにしてカバリングヤーンを作成する。しかる後、該カバリングヤーンの芯糸を溶解除去することによって鞘糸のみが残された中空旋回糸が得られる。しかし、このような中空旋回糸はカバリングヤーンと異なり後次加工の取扱性が低下するので、これを用いて布帛を作成するには細心の注意が必要である。
【００１９】
このため実用的には、前記のカバリングヤーンを用いて布帛を形成した後に、該布帛中の芯糸を溶解除去することにより、旋回糸の芯部に空洞部分が形成された中空旋回糸からなる布帛を製造するほうがよい。
【００２０】
次に、本発明に使用する溶解性繊維からなる糸とは、アルカリ溶液または酸性溶液、あるいは単に沸水などにより溶解するポリマーからなる糸であれば特に限定するものではない。例えば、アルカリ溶解性糸の一例としては、アルカリ溶解性アクリル糸やポリエステル糸などが挙げられる。特にポリエステル糸に関しては、通常のポリエチレンテレフタレート構造のポリマーに溶解促進を目的としてイソフタル酸、又は、スルホン化されたフタル酸を共重合したポリエステルが特に好ましく使用される。
【００２１】
さらに、上記芯糸には高収縮性の繊維を用いるものが好ましい。高収縮性繊維からなる芯糸を使用してカバリングヤーンを作成し、該カバリングヤーンを用いて布帛とした後に、該芯糸を収縮させることにより鞘糸の旋回密度をアップさせ、しかる後に該芯糸を溶解除去すれば、旋回糸の嵩高性を向上させるのみならず、芯部に形成される空洞部分の形態維持にも役立つものである。該高収縮性繊維の収縮率としては、沸水収縮率で測定して、２０〜６０％の範囲にあるものが好ましく例示される。該沸水収縮率が２０％未満では、高収縮性繊維を使用する効果が少ないし、また、該仏水収縮率が６０％を超えるものは、２重らせんの発生の恐れがあり好ましくない。
【００２２】
このような高収縮性繊維は、公知の方法により得られるが、例えば、前記のポリエステル繊維では、前記のイソフタル酸、又は、スルホン化されたフタル酸を共重合したポリエステル繊維を製造する際に、冷延伸したものは高収縮性を示すので、これを芯糸に用いればよい。
【００２３】
また、沸水溶解性の繊維としては、水溶性ビニロン糸が好ましく例示される。該水溶性ビニロン糸は、溶解速度が速く布帛中で中空旋回糸を形成し易く、また、カバリングヤーンとしての加工性もよいので特に有用である。
【００２４】
また、該カバリングヤーンを作成するにあたり、二本以上の耐熱性繊維からなる糸により芯糸の周りに逆方向の撚り(旋回)を持たせつつ、ダブルカバリング法により作成することができる。一本の糸によるシングルカバリング法では、芯糸を溶解して、芯部に空洞部（中空部）を作成する際に、糸の撚り戻しが起こりやすく、中空部を適切に保持することが困難となり好ましくない。二本の糸を使用して異なった方向の撚り(旋回)を付与するダブルカバリング法により、芯糸を溶解して中空部を適切な形で形成・維持することができる。
【００２５】
本発明に使用する中空旋回糸の断面写真を図１、２に示す。図１は、芯糸溶解前のカバリングヤーンを糸軸に直交する断面において示したものであり、図２は、芯糸溶解後のカバリングヤーンを糸軸に直交する断面において示したものである。
【００２６】
図１において、前記に述べたようにカバリングヤーン法により、芯糸１には溶解性糸を用い、鞘糸２には耐熱性繊維からなる糸を用いて、カバリングヤーンを製造し、該芯糸１を溶解除去することによって鞘糸２のみが残された中空旋回糸を得ることができる。３は旋回糸の芯部に形成された空洞部（中空部）を示す。
【００２７】
図３は、該中空旋回糸（らせん状に旋回する鞘糸）における繊維の旋回状態を示す側面写真である。図２において、４はＺ方向に、５はＳ方向にそれぞれらせん状に旋回する鞘糸を示している。
【００２８】
このようにして旋回中空糸からなる耐熱性布帛は、編物や織物として形成されるが、消防服などの耐熱性防護服には、適当な強度を必要とするために織物が好ましく使用され、織物の場合にはその目付けが１５０〜３５０ｇ／ｍ2の範囲にあるものを使用することが実用的である。該目付けが、１５０ｇ／ｍ2未満の場合には、充分な耐熱性能が得られない恐れがあり、また、該目付けが、３５０ｇ／ｍ2を超える場合には、防護服にした場合の着用感が阻害されるので好ましくない。
【００２９】
さらに、該耐熱性布帛の性能をアップするために、表地面(耐熱性防護服の表側面)に対して予め撥水性加工を施して耐水性の高い布帛とすることができる。該撥水加工は、フッ素系の撥水性樹脂を用いて公知の方法に従って、コーティング法、スプレー法、あるいは、浸漬法などの加工方法により行うことができる。このように撥水性加工を施した耐熱性布帛を用いて作成した防護服では、消火作業の際に空洞部に水が浸入してくるのを防止することができるので、防護服の着用性能を向上させることができる。
【００３０】
また、防火衣などの高い性能を要求される分野では特に、中間層として透湿防水性のある薄膜フィルムを耐熱性繊維からなる布帛にラミネート加工したものを用いることが効果的である。この中間層を挿入することにより、透湿防水性が向上し防水性能は勿論のこと、着用者の汗の蒸散を促進してヒートストレスを減少させることが出来る。ここで用いる薄膜フィルムとしては、透湿防水性を有するものであれば使用可能であるが、耐薬品性を兼ね備えたポリテトラフルオロエチレン製のものを用いることが特に好ましい。
【００３１】
【発明の作用】
本発明は、耐熱性繊維を主要な構成要素とする耐熱性布帛であって、異なる方向にらせん状に旋回する二本以上の耐熱性繊維により形成される中空旋回糸により構成されている布帛であり、さらに、該布帛を使用してなる耐熱性防護服である。このように本発明に使用する中空旋回糸は、芯部に空洞部を形成した特殊構造を有しているので、軽量かつ柔軟性に富み、空気層を増大させて遮熱性に優れた耐熱性布帛を提供することが出来たものである。さらに、旋回数が８００回／ｍ以上の旋回糸の構造を形成することにより布帛に伸縮性を発現し、これを用いて作成した耐熱性防護服においては、機能上の要求からかなりの厚手になるにもかかわらず着用感を向上させることができる。
【００３２】
【実施例】
以下、本発明を実施例により更に詳細に説明する。なお、実施例において行った評価については以下の方法（規格）により実施した。
【００３３】
（１）遮熱性：
ＩＳＯ９１５１に準拠して、２４℃温度上昇試験を行う。すなわち、遮熱性試験に供する試験布を用いて外衣を作成する。また、遮熱性測定の際に使用する内衣は、中間層として用いる透湿防水性のポリテトラフルオロエチレン製フィルム（日本ゴアテックス(株)製）を貼り合わせたポリメタフェニレンイソフタルアミド製織布（目付：１０５ｇ／ｍ2）を用い、遮熱層として用いるウォーターニードル法にて作成したポリメタフェニレンイソフタルアミド製不織布（目付：３５ｇ／ｍ2）の２枚をポリメタフェニレンイソフタルアミド製織布からなる裏地にキルティング加工したものを用いて作成する。該内衣の上に外衣を重ねて作成した試験用衣服を規定の火炎に曝露して該内衣の温度上昇が２４℃に達する時間を測定する。
【００３４】
（２）耐熱性：
温度：１２００℃の火炎に中空旋回糸からなる織布を曝露し、火炎により穴があくまでの時間を測定する。
【００３５】
［実施例１］
芯糸として、イソフタル酸共重合ポリエチレンテレフタレート（１４０ｄｔｅｘ／１２フィラメント）を常温にて延伸して得た冷延伸糸（８３ｄｔｅｘ／１２フィラメント、沸水収縮率：４７％）を用い、鞘糸として、ポリメタフェニレンイソフタルアミド（商標名：コーネックス、帝人（株）製）からなる短繊維とコポリパラフェニレン・３．４’オキシジフェニレンテレフタルアミド（商標名：テクノーラ、帝人（株）製）とからなる短繊維を９０：１０の割合でほぼ均一に混合した耐熱性繊維を用いてなる紡績糸（綿番手４０番）２本を用いて、ダブルカバリング法により下撚りをＺ撚方向に２２００回／メートル、上撚りをＳ撚方向に２０００回／メートルとする条件にてカバリング加工を施しカバリングヤーンを得た。
【００３６】
該カバリングヤーンを用いて綾織組織に織成し、該綾織物を温度：９８℃のアルカリ水溶液にて処理し、織物中の芯糸を完全に溶解除去して中空旋回糸からなる耐熱性布帛(目付：２８０ｇ／ｍ2)を得た。なお、該耐熱性布帛を構成する中空旋回糸の太さは７００ｄｔｅｘであった。
【００３７】
この耐熱性布帛を使用して耐熱性防護服（外衣）を作成し、前記の方法により遮熱性の試験を行った。得られた試験結果を表１に示す。
【００３８】
［実施例２］
実施例１において、耐熱性布帛の目付けを２００ｇ／ｍ2とする以外は実施例１と同様に行って耐熱性布帛を作成し、この耐熱性布帛を使用して耐熱性防護服（外衣）を作成し、前記の方法により遮熱性の試験を行った。得られた試験結果を表１に併せて示す。
【００３９】
［実施例３］
芯糸として、水溶性ビニロン糸（商標名：ソルブロン、（株）ニチビ製）、１１０ｄｔｅｘ／３０フィラメント）を用い、鞘糸として、ポリメタフェニレンイソフタルアミド（商標名：コーネックス、帝人（株）製）からなる短繊維とコポリパラフェニレン・３．４’オキシジフェニレンテレフタルアミド（商標名：テクノーラ、帝人（株）製）からなる短繊維を９０：１０の割合でほぼ均一に混合した耐熱性繊維を用いてなる紡績糸（綿番手４０番）２本を用いて、ダブルカバリング法により下撚りをＺ撚方向に２２００回／メートル、上撚りをＳ撚方向に２０００回／メートルとする条件にてカバリング加工を施しカバリングヤーンを得た。
【００４０】
該カバリングヤーンを用いて綾織組織に織成し、該綾織物を温度：９８℃の沸騰水にて処理し、織物中の芯糸を完全に溶解除去して中空旋回糸からなる耐熱性布帛(目付：２８０ｇ／ｍ2)を得た。なお、該耐熱性布帛を構成する中空旋回糸の太さは７００ｄｔｅｘであった。
【００４１】
この耐熱性布帛を使用して耐熱性防護服（外衣）を作成し、前記の方法により遮熱性の試験を行った。得られた試験結果を表１に併せて示す。
【００４２】
［比較例１］
芯糸として、実施例１で使用した冷延伸糸を用い、鞘糸として、実施例１で使用した耐熱性繊維からなる紡績糸２本を用いて、ダブルカバリング法により下撚りをＺ撚方向に４４０回／メートル、上撚りをＳ撚方向に４００回／メートルとする条件にてカバリング加工を施しカバリングヤーンを得た。
【００４３】
該カバリングヤーンを用いて綾織組織に織成し、該綾織物を温度：９８℃のアルカリ水溶液にて処理し、織物中の芯糸を完全に溶解除去して中空旋回糸からなる耐熱性布帛(目付：２４０ｇ／ｍ2)を得た。なお、該耐熱性布帛を構成する中空旋回糸の太さは３５０ｄｔｅｘであった。
【００４４】
該中空旋回糸は、芯部に形成されるべき空洞部が部分的に形成されてはいるが、多くの部分で空洞部の形成が出来なかった。この耐熱性布帛を使用して耐熱性防護服（外衣）を作成し、前記の方法により遮熱性の試験を行った。得られた試験結果を表１に併せて示す。
【００４５】
［比較例２］
ポリメタフェニレンイソフタルアミド（商標名：コーネックス、帝人（株）製）からなる短繊維とコポリパラフェニレン・３．４’オキシジフェニレンテレフタルアミド（商標名：テクノーラ、帝人（株）製）からなる短繊維を９０：１０の割合でほぼ均一に混合した耐熱性繊維よりなる紡績糸（綿番手２０番、中空構造ではない）を２本合せて、５００回／メートルの撚数で合撚した撚糸を得た。
【００４６】
該撚糸を用いて、綾織組織に織成して耐熱性繊維布帛(目付：２８０ｇ／ｍ2)を得た。この耐熱性布帛を使用して耐熱性防護服（外衣）を作成し、前記の方法により遮熱性の試験を行った。得られた試験結果を表１に併せて示す。
【００４７】
［比較例３］
ポリメタフェニレンイソフタルアミド（商標名：コーネックス、帝人（株）製）からなる短繊維とコポリパラフェニレン・３．４’オキシジフェニレンテレフタルアミド（商標名：テクノーラ、帝人（株）製）からなる短繊維を９０：１０の割合でほぼ均一に混合した耐熱性繊維よりなる紡績糸（綿番手２０番、中空構造ではない）を２本合せて、５００回／メートルの撚数で合撚した撚糸を得た。
【００４８】
該撚糸を用いて、綾織組織に織成して耐熱性繊維布帛(目付：２００ｇ／ｍ2)を得た。この耐熱性布帛を使用して耐熱性防護服（外衣）を作成し、前記の方法により遮熱性の試験を行った。得られた試験結果を表１に併せて示す。
【００４９】
【表１】
【図面の簡単な説明】
【図１】芯糸溶解前のカバリングヤーンの断面写真。
【図２】芯糸溶解後のカバリングヤーンの断面写真。
【図３】本発明で使用する中空旋回糸における繊維の旋回状態を示す側面写真。
【符号の説明】
１ 芯糸
２ 鞘糸
３ 空洞部（中空部）
４ Ｚ方向に旋回する鞘糸
５ Ｓ方向に旋回する鞘糸[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a heat-resistant fabric, a method for producing the same, and a heat-resistant protective clothing manufactured using the heat-resistant fabric. More specifically, the present invention is lightweight and flexible using heat-resistant fibers having a novel yarn form. The present invention relates to a heat resistant fabric exhibiting excellent heat resistance characteristics, a method for producing the same, and a heat resistant protective clothing manufactured using the heat resistant fabric.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, as heat-resistant protective clothing worn by firefighters during firefighting work, protective clothing made of non-combustible asbestos fiber or glass fiber has been used, but environmental problems (health problems) and ease of work (easy to move) In recent years, flame retardant organic fibers such as aramid, polyphenylene sulfide, polyimide and polybenzimidazole have been used, and these flame retardant fibers are used for the purpose of preventing radiant heat generated by fire. Many fabrics made of a material such as metal aluminum or the like subjected to surface processing by a coating method or a vapor deposition method are used.
[0003]
On the other hand, in recent years, an international standardization of an evaluation method for heat shielding properties has been performed, and an evaluation method focusing on conduction heat as well as radiant heat has been established (test method number: ISO 9151). In clearing this evaluation method, it is considered useful to form a large amount of air layer in the protective clothing in order to delay the conduction of heat. However, when using a fabric made of aluminum-processed organic fibers as described above as a protective garment, there is a disadvantage that its weight becomes very heavy, and from the viewpoint of creating an air layer, a laminated structure can be used. Although most useful, this laminate structure has the disadvantage that the weight is further increased. For this reason, it was impossible in practice to use this type of laminated protective clothing.
[0004]
In order to solve such a problem, a bulky nonwoven fabric capable of obtaining an air layer rich in heat shielding properties has been proposed (Japanese Patent Laid-Open No. 2000-212810). However, in such protective clothing using non-woven fabric, a heat-insulating layer can be obtained, but on the other hand, moisture permeability and breathability are extremely reduced, causing a feeling of heat and stuffiness. In such a severe environment, the feeling of wearing is poor, and further improvements are required.
[0005]
On the other hand, in order to improve wearability, an attempt to increase the amount of air in the garment using an expanding agent (Japanese Patent Laid-Open No. 2000-214318) or an attempt to increase the amount of air in the garment using a special fabric structure (special feature) No. 2002-115106). However, none of these improvements increases the amount of air resulting from the yarn structure of the heat-resistant fiber, and it has been very difficult to prevent the weight of the protective clothing from significantly increasing.
[0006]
[Patent Document 1]
Japanese Patent Laid-Open No. 2000-212810
[Patent Document 2]
JP 2000-214318 A
[Patent Document 3]
Japanese Patent Laid-Open No. 2002-115106
[Problems to be solved by the invention]
An object of the present invention is to provide a heat-resistant fabric that solves the above-mentioned problems, is lightweight, flexible, and has excellent heat-resistant properties, a method for producing the same, and a heat-resistant protective clothing manufactured using the heat-resistant fabric. There is to do.
[0010]
[Means for Solving the Problems]
The above-mentioned problem is a fabric using a swirling yarn formed by yarns made of two or more heat-resistant fibers spiraling along the yarn axis direction and swirling in different directions, the swirling yarn Is solved by a heat-resistant fabric characterized in that the swirling number is 800 times / m or more and a hollow portion is formed in the core portion of the swirling yarn. A soluble yarn is used, and a sheath yarn is made of a heat-resistant fiber. Around the core yarn, two or more sheath yarns are spirally swirled in different directions in a number of revolutions of 800 times / m or more. The covering yarn is prepared, a fabric is formed using the covering yarn, and then the core yarn is dissolved and removed.
[0011]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, the present invention will be described in detail.
The heat-resistant fabric of the present invention is a fabric formed using a swirl yarn made of heat-resistant fibers, and has a special structure in which a hollow portion is formed in the core of the swirl yarn (hollow swirl). It is a fabric formed by using a thread).
[0012]
Examples of the heat-resistant fiber used in the present invention include aramid fiber, polybenzimidazole fiber, polyimide fiber, polyamideimide fiber, polyetherimide fiber, polyarylate fiber, polyparaphenylenebenzobisoxazole fiber, novoloid fiber, and flame-retardant acrylic fiber. Polyclar fiber, flame retardant polyester fiber, flame retardant cotton fiber, flame retardant wool fiber, etc. can be used, and the heat resistance exceeds the standard value by mixing these heat resistant fibers more than a certain amount, so non heat resistant fibers Can also be used together.
[0013]
Polymetaphenylene isophthalamide, which exhibits an excellent LOI value among heat-resistant fibers and has a white fiber itself, is very useful in preparing protective clothing. Furthermore, it is preferable to mix para-aramid fibers, that is, polyparaphenylene terephthalamide, or fibers obtained by copolymerizing the third component with it for the purpose of improving fabric strength. As an example of the polyparaphenylene terephthalamide copolymer, those using copolyparaphenylene 3.4′oxydiphenylene terephthalamide represented by the following formula are preferably exemplified.
[0014]
[Chemical 1]
(Here, m and n represent positive integers.)
The mixing ratio of the para-based aramid fibers is preferably 5% by weight or more with respect to the total fibers constituting the outer material. However, the para-based aramid fibers easily cause fibrillation, and therefore the mixing ratio is 60% by weight or less. It is preferable to suppress to.
[0016]
It is important that the heat-resistant fabric of the present invention is composed of a swirl yarn (hollow swirl yarn) having a hollow portion formed in the core portion. That is, the swirling yarn used in the present invention has a thread made of heat-resistant fiber as described above that spirals around the outer periphery of the swirling thread along the thread axis direction of the swirling thread, and the center portion (core of the swirling yarn) Part) has a special form in which a hollow portion in which almost no fiber is present is formed. In order to maintain the shape of the hollow portion, it is preferable that two or more yarns made of the heat-resistant fiber are used and the spiral direction is also different.
[0017]
Furthermore, in order to maintain the shape of the hollow portion, the yarn made of the heat resistant fiber needs to be swung with a twisting speed of 800 times / m or more, that is, with a twist of 800 times / m or more. is there. If the number of turns is less than 800 times / m, there is a possibility that the hollow portion cannot be sufficiently formed by the helical structure, or the hollow portion may sag while the heat resistant fabric is used, and the shape of the hollow portion may not be maintained. It is not preferable. Further, the number of turns can be used even if it is considerably large, but it should be such that a double helix is not formed. The generation of the double helix is not preferable because the handleability of the swirl yarn is reduced and the appearance and texture of the resulting fabric are impaired. The practical number of turns depends on the type of heat-resistant fiber used and the thickness of the yarn, but those that are used within a range of 3000 turns / m or less are preferable.
[0018]
An example of a method for producing such a swirl yarn is a covering yarn method. That is, when a covering yarn is produced by a known method using a yarn made of a soluble fiber as a core yarn and a yarn made of a heat-resistant fiber as a sheath yarn, the sheath yarn is wrapped around the core yarn 800 times. A covering yarn is made so as to turn more than / m. Thereafter, a hollow swirl yarn in which only the sheath yarn remains is obtained by dissolving and removing the core yarn of the covering yarn. However, such a hollow swirl yarn is different from the covering yarn in that the handling property of the subsequent processing is lowered, and therefore, it is necessary to pay close attention to producing a fabric using this.
[0019]
Therefore, practically, after forming a fabric using the above covering yarn, the core yarn in the fabric is dissolved and removed to form a hollow swirl yarn in which a hollow portion is formed in the core portion of the swirl yarn. It is better to manufacture the fabric.
[0020]
Next, the yarn made of the soluble fiber used in the present invention is not particularly limited as long as it is a yarn made of a polymer that dissolves in an alkaline solution, an acidic solution, or simply boiling water. For example, examples of the alkali-soluble yarn include alkali-soluble acrylic yarn and polyester yarn. Particularly for polyester yarns, polyesters obtained by copolymerizing isophthalic acid or sulfonated phthalic acid for the purpose of promoting dissolution in ordinary polyethylene terephthalate-structured polymers are particularly preferably used.
[0021]
Furthermore, it is preferable that the core yarn uses a highly shrinkable fiber. A covering yarn is prepared using a core yarn made of highly shrinkable fibers, and the covering yarn is used to form a fabric, and then the core yarn is contracted to increase the swirl density of the sheath yarn, and then the core Dissolving and removing the yarn not only improves the bulkiness of the swirl yarn, but also helps maintain the shape of the hollow portion formed in the core portion. The shrinkage ratio of the highly shrinkable fiber is preferably exemplified by those in the range of 20 to 60% as measured by boiling water shrinkage ratio. If the boiling water shrinkage rate is less than 20%, the effect of using highly shrinkable fibers is small, and if the French water shrinkage rate exceeds 60%, a double helix may be generated, which is not preferable.
[0022]
Such a highly shrinkable fiber can be obtained by a known method. For example, in the case of the polyester fiber, when producing the polyester fiber copolymerized with the isophthalic acid or sulfonated phthalic acid, What is cold-drawn exhibits high shrinkage, so this may be used for the core yarn.
[0023]
In addition, water-soluble vinylon yarn is preferably exemplified as the boiling water-soluble fiber. The water-soluble vinylon yarn is particularly useful because it has a high dissolution rate and can easily form a hollow swirl yarn in a fabric, and has good processability as a covering yarn.
[0024]
Further, in producing the covering yarn, it can be produced by a double covering method while twisting (turning) in the opposite direction around the core yarn with a yarn composed of two or more heat-resistant fibers. In the single covering method using a single yarn, when the core yarn is melted to create a hollow portion (hollow portion) in the core portion, the yarn tends to untwist and it is difficult to properly hold the hollow portion. It is not preferable. The hollow portion can be formed and maintained in an appropriate shape by dissolving the core yarn by a double covering method using two yarns to impart twists (swivels) in different directions.
[0025]
1 and 2 show cross-sectional photographs of the hollow swirl yarn used in the present invention. FIG. 1 shows the covering yarn before melting the core yarn in a cross section orthogonal to the yarn axis, and FIG. 2 shows the covering yarn after melting the core yarn in a cross section orthogonal to the yarn axis.
[0026]
In FIG. 1, as described above, the covering yarn is manufactured by using the soluble yarn as the
[0027]
FIG. 3 is a side photograph showing the swirling state of the fiber in the hollow swirl yarn (sheath swirl sheath yarn). In FIG. 2, 4 indicates a sheath thread that spirally spirals in the Z direction and 5 indicates a spiral in the S direction.
[0028]
Thus, the heat-resistant fabric made of the swirling hollow fiber is formed as a knitted fabric or a woven fabric. However, a woven fabric is preferably used for the heat-resistant protective clothing such as fire fighting clothing because it requires appropriate strength. In this case, it is practical to use those having a basis weight in the range of 150 to 350 g / m 2 . If the basis weight is less than 150 g / m 2 , sufficient heat resistance may not be obtained, and if the basis weight exceeds 350 g / m 2 , the feeling of wearing in a protective garment Is not preferred because it is inhibited.
[0029]
Furthermore, in order to improve the performance of the heat-resistant fabric, it is possible to obtain a water-resistant fabric by applying a water-repellent finish to the outer surface (front surface of the heat-resistant protective clothing) in advance. The water-repellent processing can be performed by a processing method such as a coating method, a spray method, or an immersion method in accordance with a known method using a fluorine-based water-repellent resin. In the protective clothing created using the heat-resistant fabric that has been subjected to water-repellent finishing in this way, it is possible to prevent water from entering the cavity during fire extinguishing work. Can be improved.
[0030]
Further, particularly in fields requiring high performance such as fire protection clothing, it is effective to use a laminate of a moisture permeable and waterproof thin film on a fabric made of heat resistant fibers as an intermediate layer. By inserting this intermediate layer, moisture permeability and waterproofness are improved, and not only the waterproof performance but also the sweating of the wearer can be promoted to reduce heat stress. As the thin film used here, any film having moisture permeability and waterproofness can be used, but it is particularly preferable to use a film made of polytetrafluoroethylene having chemical resistance.
[0031]
[Effects of the Invention]
The present invention is a heat-resistant fabric having a heat-resistant fiber as a main component, and a fabric composed of hollow swirl yarns formed by two or more heat-resistant fibers that spirally spiral in different directions. Furthermore, it is a heat-resistant protective clothing using the fabric. As described above, the hollow swirl yarn used in the present invention has a special structure in which a hollow portion is formed in the core portion, so that it is lightweight and flexible, and has an air layer and heat resistance that is excellent in heat shielding properties. The fabric was able to be provided. Furthermore, by forming a swirl yarn structure with a swirling speed of 800 turns / m or more, the fabric exhibits stretchability, and in heat-resistant protective clothing made using this, it is considerably thick due to functional requirements. In spite of this, the feeling of wearing can be improved.
[0032]
【Example】
Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to examples. In addition, about the evaluation performed in the Example, it implemented by the following method (standard).
[0033]
(1) Thermal insulation:
A 24 ° C. temperature rise test is performed in accordance with ISO 9151. That is, an outer garment is created using a test cloth for a heat shielding test. In addition, the inner garment used for the thermal insulation measurement is a woven fabric made of polymetaphenylene isophthalamide bonded with a moisture-permeable and waterproof polytetrafluoroethylene film (manufactured by Nippon Gore-Tex Co., Ltd.) used as an intermediate layer. Using a polymetaphenylene isophthalamide nonwoven fabric (weight per unit: 35 g / m 2 ) prepared by the water needle method used as a heat-shielding layer using a basis weight of 105 g / m 2 ) Created with quilted lining. A test garment made by overlaying an outer garment on the inner garment is exposed to a prescribed flame, and the time for the temperature rise of the inner garment to reach 24 ° C. is measured.
[0034]
(2) Heat resistance:
Temperature: A woven fabric made of hollow swirl yarn is exposed to a flame of 1200 ° C., and the time when the hole is left is measured by the flame.
[0035]
[Example 1]
A cold-drawn yarn (83 dtex / 12 filament, boiling water shrinkage: 47%) obtained by drawing isophthalic acid-copolymerized polyethylene terephthalate (140 dtex / 12 filament) at room temperature is used as the core yarn, and polymethacrylate is used as the sheath yarn. Short fiber made of phenylene isophthalamide (trade name: Conex, manufactured by Teijin Limited) and copolyparaphenylene 3.4 'oxydiphenylene terephthalamide (trade name: Technora, manufactured by Teijin Limited) Using two spun yarns (cotton count No. 40) made of heat-resistant fibers in which the fibers are mixed almost uniformly at a ratio of 90:10, the lower twist is 2200 times / meter in the Z-twist direction by the double covering method, Covering was performed under the condition that the upper twist was 2000 times / meter in the S twist direction to obtain a covering yarn.
[0036]
The covering yarn is woven into a twill structure, the twill fabric is treated with an alkaline aqueous solution at a temperature of 98 ° C., and the core yarn in the fabric is completely dissolved and removed to form a heat-resistant fabric comprising a hollow swirl yarn (weight per unit: 280 g / m 2 ) was obtained. In addition, the thickness of the hollow swirl constituting the heat resistant fabric was 700 dtex.
[0037]
A heat-resistant protective clothing (outer garment) was prepared using this heat-resistant fabric, and a heat shielding test was conducted by the above-described method. The test results obtained are shown in Table 1.
[0038]
[Example 2]
In Example 1, a heat resistant fabric was prepared in the same manner as in Example 1 except that the basis weight of the heat resistant fabric was 200 g / m 2, and a heat resistant protective clothing (outer garment) was prepared using this heat resistant fabric. The heat shielding property was tested by the method described above. The obtained test results are also shown in Table 1.
[0039]
[Example 3]
Water-soluble vinylon yarn (trade name: Solvron, manufactured by Nichibi Co., Ltd., 110 dtex / 30 filament) is used as the core yarn, and polymetaphenylene isophthalamide (trade name: Conex, manufactured by Teijin Ltd.) as the sheath yarn. ) And copolyparaphenylene 3.4 'oxydiphenylene terephthalamide (trade name: Technora, manufactured by Teijin Ltd.) are mixed almost uniformly at a ratio of 90:10 heat resistant fiber Using two spun yarns (cotton count No. 40) made of yarn, under the condition that the lower twist is 2200 times / meter in the Z twist direction and the upper twist is 2000 times / meter in the S twist direction by the double covering method Covering processing was performed to obtain a covering yarn.
[0040]
The covering yarn is woven into a twill structure, the twill fabric is treated with boiling water at a temperature of 98 ° C., and the core yarn in the fabric is completely dissolved and removed to form a heat-resistant fabric comprising a hollow swirl yarn (weight per unit: 280 g / m 2 ) was obtained. In addition, the thickness of the hollow swirl constituting the heat resistant fabric was 700 dtex.
[0041]
A heat-resistant protective clothing (outer garment) was prepared using this heat-resistant fabric, and a heat shielding test was conducted by the above-described method. The obtained test results are also shown in Table 1.
[0042]
[Comparative Example 1]
Using the cold-drawn yarn used in Example 1 as the core yarn and using two spun yarns made of the heat-resistant fiber used in Example 1 as the sheath yarn, the lower twist is made in the Z twist direction by the double covering method. A covering yarn was obtained by performing a covering process under the conditions of 440 times / meter and an upper twist of 400 times / meter in the S twist direction.
[0043]
The covering yarn is woven into a twill structure, the twill fabric is treated with an alkaline aqueous solution at a temperature of 98 ° C., and the core yarn in the fabric is completely dissolved and removed to form a heat-resistant fabric comprising a hollow swirl yarn (weight per unit: 240 g / m 2 ) was obtained. In addition, the thickness of the hollow swirl constituting the heat resistant fabric was 350 dtex.
[0044]
In the hollow swirl yarn, although the hollow portion to be formed in the core portion is partially formed, the hollow portion could not be formed in many portions. A heat-resistant protective clothing (outer garment) was prepared using this heat-resistant fabric, and a heat shielding test was conducted by the above-described method. The obtained test results are also shown in Table 1.
[0045]
[Comparative Example 2]
It consists of short fibers made of polymetaphenylene isophthalamide (trade name: Conex, manufactured by Teijin Limited) and copolyparaphenylene 3.4'oxydiphenylene terephthalamide (trade name: Technora, manufactured by Teijin Limited). Twisted yarn in which two spun yarns (cotton count, not hollow structure) made of heat-resistant fibers in which short fibers are mixed almost uniformly at a ratio of 90:10 are combined and twisted at a twist rate of 500 times / meter. Got.
[0046]
The twisted yarn was used to weave into a twill weave to obtain a heat resistant fiber fabric (weight per unit: 280 g / m 2 ). A heat-resistant protective clothing (outer garment) was prepared using this heat-resistant fabric, and a heat shielding test was conducted by the above-described method. The obtained test results are also shown in Table 1.
[0047]
[Comparative Example 3]
It consists of short fibers made of polymetaphenylene isophthalamide (trade name: Conex, manufactured by Teijin Limited) and copolyparaphenylene 3.4'oxydiphenylene terephthalamide (trade name: Technora, manufactured by Teijin Limited). Twisted yarn in which two spun yarns (cotton count, not hollow structure) made of heat-resistant fibers in which short fibers are mixed almost uniformly at a ratio of 90:10 are combined and twisted at a twist rate of 500 times / meter. Got.
[0048]
The twisted yarn was used to weave into a twill structure to obtain a heat resistant fiber fabric (weight per unit: 200 g / m 2 ). A heat-resistant protective clothing (outer garment) was prepared using this heat-resistant fabric, and a heat shielding test was conducted by the above-described method. The obtained test results are also shown in Table 1.
[0049]
[Table 1]
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a cross-sectional photograph of a covering yarn before dissolution of a core yarn.
FIG. 2 is a cross-sectional photograph of a covering yarn after dissolving a core yarn.
FIG. 3 is a side view showing a swirling state of fibers in a hollow swirl yarn used in the present invention.
[Explanation of symbols]
1
4 Scabbard thread swirling in the
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