JP4304071B2 - 保護服、特に消防士用の保護服を製造するために使用可能なシート状多層複合材 - Google Patents

Description

本発明は、保護服、特に、極限状況とりわけ火災に晒される虞のある人々のための作業着を製造するためのシート状布地に関する。

本発明は、とりわけ、消防士用の衣服を製造するのに使用可能な新規な材料に関する。但し、その他の用途も除外されるものではない。

以下の記載では、本発明は、特定の用途、即ち、消防士用の作業着の製造に用いる場合に関して記載される。

この用途が限定的なものではなく、そのような材料が、極限状況が存在するその他のあらゆる用途にも利用可能であることは勿論である。

現在、作業着を製造するために、多層構造が使用され、これらは、概して、又、添付の図１から理解されるように、一般に４つの要素から構成されている。即ち、
・外側組織（Ａ）；
・一般に基材と結合された防水／通気性の膜（Ｂ）；
・一般にニードルフェルトによって構成された熱バリア（Ｃ）；及び
・仕上げ裏地（Ｄ）。

極限状況下で使用可能なそのような複合材の製造は当業者にとって周知であり、例えば、フランス特許第１２１３４１５号公報に見ることができる。

その後、これらの構造は、特に、芳香族ポリアミド又はポリアミドイミドをベースにした熱と火災に耐えるテキスタイル材料を利用しながら進化してきた。

この種の最も良く知られている合成材料のなかでも、芳香族ポリアミド系のうちで、Ｄｕ Ｐｏｎｔ Ｄｅ Ｎｅｍｏｕｒｓ社によって“Ｋｅｖｌａｒ”の品名で販売されているものや、テイジン社によって“Ｔｗａｒｏｎ”及び“Ｔｅｃｈｎｏｒａ”の商標名で販売されているもののような、パラ−アラミド糸又は繊維を挙げることができる。繊維、糸、又はその他の構造の形態を取ることの可能なこれらのポリマーは、多数の刊行物の課題となっており、それらの刊行物のなかでも特に米国特許第３０６３９６６号公報を挙げることができる。

同様に、耐熱材料の中で、メタ−アラミド系の一部を構成するものとしては、Ｋｅｒｍｅｌ社によって同一の品名で販売されているポリマーや、Ｄｕ Ｐｏｎｔ Ｄｅ Ｎｅｍｏｕｒｓ社によって“Ｎｏｍｅｘ”の商標名で販売されている繊維、そして、テイジン社によって“Ｃｏｎｅｘ”の商標名で販売されているものを挙げることができる。

フランス特許第１２１３４１５号公報 米国特許第３０６３９６６号公報

上述したように、本発明は、図１に図示されるような多層材料の製造分野に関する。
このような材料においては、一般にニードルフェルトから構成される熱バリアと、着用者側に位置する仕上げ裏地とに問題が生じる。
これまで提案された複合材は、実質的に、実現された衣服が肉体的にも生理学的にも快適性に欠けるという不都合を有する。
加えて、ある種の状況下では、それらは有効性に欠ける。

アメリカ合衆国における消防士の死亡原因の約５０％は、当該分野において「熱ストレス」という用語によって周知の現象の結果であることが報告されており、これは、身体が３９℃以下の温度をもはや維持することができず、それによって、身体能力の損失に加えて、気絶、卒倒、更には心拍停止さえも含む種々の障害がもたらされる状態である。
そのようなストレス状態は、特に、２０キログラムを超えうる装備品の重量、及び、消防士が着用する保護服の時として断熱性が過剰な能力によって起こる。

この問題の解決は、これこそが本発明の課題であるが、図１に示されたタイプの従来の複合構造用の材料に対して、熱バリアの機能と、好ましくは、更に仕上げ裏地の機能とを付加可能な新規なタイプの材料を製造することによって可能となることが判明した。

「熱バリア」と称すことの可能なこの新型の複合材は、厚みが小さく、熱負荷が小さいために、通常の状況下において適度の断熱性を提供可能であることよって、快適性を改善し、更に、温度の上昇に応じて断熱性を増大させることが可能であり、また、この断熱性の増大を、着用者が火災によって緊急状況に直面した時に熱が最大となる領域に局在化させることも可能である。

汎用的な方法としては、上記のような能力は、本発明の材料によって、すなわち、「ポケット」状組織の織成又は接合された二重布地の織成という呼び方で知られた技術としての、織布の製造技術を利用することによって、熱バリアの機能と仕上げ裏地の機能とを同時に奏する複合材を作ることにより獲得できる。
前記技術は、互いに別々で且つ重ね合わされた２枚（又は２枚を超える）の布地を一回の操作で製造するものであり、これらの布地どうしは、予め決められた選択方法に従って、重ね合わされた２枚の組織の織り（ａｒｍｕｒｅ）の一方と他方とを交互に結び付ける糸（経糸又は緯糸）の選択によって互いに接続されている。

その一例として、上面の経糸を、所定のシーケンスで、下面の横糸（ｔｒａｍｅまたはｄｕｉｔｅ）と連結させることができる。この連結は、どのようなパターンで実行してもよく、従来は菱形模様又は筒状模様を形成するために使用されたものである。
一般に、現状の技術水準においては、装飾効果を得るために、色の異なる裏面と表面を反転させるが、これは、各面が固有の機能を有する必要がある本発明の範囲内においては望ましくない。

場合によって、上記の二重面構造は、同様に、摘み網目技術または掛け網目技術を使用することによって、より具体的には、たて編み機（ｔｒｉｃｏｔ ｃｈａｉｎｅ）型又はラッシェル型編み機上でも作り出すことができる。

汎用的な方法で、且つ、特に消防士の衣服における保護の事例において熱バリアを形成するという問題を考慮し、そのような衣服の肉体的及び生理学的な面での快適性を改善することを目的とすると、本発明に拠れば、第１層と第２層とを備え、熱バリアを形成可能なシート状多層複合材であって、この材料が、ポケットを形成するように互いに断続的に相互接続された二つの重ね合わされた二重面（１，２）構造体を形成するように、織成又は編成によって形成され、
・前記層の一方は熱の作用下で収縮を示し、
・前記両層間の連結は、前記ポケットを形成するように選択された糸の断続的な連結によって行われる、ことを特徴とする材料が着想された。

好適には、熱作用下で収縮する前記層は、全体的又は部分的に、前記熱作用下で収縮する糸で構成される。

一つの好適実施例では、前記ポケットは通路（チャンネル）を構成し、前記通路に対して垂直な糸群のみが、全体的又は部分的に、前記熱作用下での収縮を示す。

本発明の範囲を逸脱することなく、熱バリアの層の収縮作用は、前記層に固定された膜の存在、又はコーティングの結果として生じるものとすることができる。

本発明及びそれが提供する利点は、本発明による積層材の具体例に関する以下の説明と添付の図面からより良く理解されるであろう。
これら図面において、
図１は、上述したように、危険な状況下で作業する人々用の衣服、特に消防士用の衣服の製造に現在使用されている従来の多層複合材を示しており、
図２は、前述した複合材中に存在する熱バリアと仕上げ裏地とを同時に形成することを可能にする複合材の構造の一例を示す概略斜視図であり、
図３は、着用者が通常の作業条件にある時の本発明による材料の概略断面図であり、
図４及び図５は、着用者が作業条件の急激な変化、具体的には熱の突然の増大に直面した時における本発明の複合材の変化を概略的に示す断面図と斜視図であり、
図６は、従来の図法によって、一方では、本発明による両面布地を左側に示し、他方では、表面（裏地面）に得られる布地を右側に示す、
図７は、両面が所定のシーケンスで互いに連結された、ポケット型の両面布地を構成するための、経糸の面（ラップ、ｎａｐｐｅｓ）の緯糸に対する作用を経糸方向の断面にて示す従来の図法による図である。

添付された図２及び図３を参照すると、本発明による基本構造は、概括的な参照番号１によって示された内側層と、概括的な参照番号２によって示された外側層とからなる、ポケット状組織によって構成されており、これら二つの層は、互いに並置され、且つ、前記内側層を構成する糸から選択される選択された経糸３によって、互いに断続的に連結されている。

換言すると、そのような構造では、連結線３は連結線３どうしの間に、前記内側層１と前記外側層２との間に構成された平坦なポケットを形成する。

我々の実施例では、図２がより具体的に示すように、裏地側の内側層１を形成するための経糸Ｃ１は緯糸Ｔ１と同様に、強い熱の作用下で実質的に収縮する能力を少しも示さない糸、より具体的には、繊維のヤーンによって構成されている。

外側層２を構成する経糸Ｃ２は、糸Ｃ１と比較して僅かに収縮する能力を示す糸によって構成されている。他方、外側層を構成する緯糸Ｔ２は、同様に、収縮する能力を示さないヤーンをベースとしている。

図２に示されている実施例では、経糸Ｃ２と緯糸Ｔ２の密度は、反対側の面の経糸Ｃ１と緯糸Ｔ１の密度の半分である。

そのような構造、すなわち、僅かに熱収縮可能な糸を外側層に使用しているという事実により、図４に示されるような、熱による反応を得ることが可能となる。

実際、外側層２によって達せられる温度が高い場合、例えば、経糸を形成するのに、例えばイソスタルアミドとポリアラミド等のメタアラミド糸を使用している場合、約３００℃の温度において、外側経糸Ｃ２が収縮し、これによって、連結領域の母線３が互いに引き付けられる。層１は熱に対して寸法的に安定しており、かつ、外側層によって部分的に保護されているので、これによって内側の弛緩を作り出し、従って、緩和状態でポケットが形成される。

尚、たとえＣ１及び／又はＴ１が収縮する能力を示す材料で構成されたとしても、それらが面２によって部分的に保護されていることによって、二つの面の間に温度差が、従って収縮差が生じ、これによって緩和状態でポケットが作り出されることを銘記せねばならない。

本発明による、図２に示すタイプの複合材を図６に示されている織りパターンで作製した。

着用者側を向く面を形成する経糸Ｃ１と、同様に前記面を形成するように意図された緯糸Ｔ１は、ポリアミドイミド繊維（Ｋｅｒｍｅｌ）とビスコースＦＲ繊維（防火剤を含有）とを７０／３０の混合率で含む混合繊維のヤーンから作製し、これらのヤーンの番手はＮｍ７０／２に等しい。

この布地面は、２６糸／ｃｍ及び２４ピック（ｄｕｉｔｅｓ）／ｃｍである。

前述した熱収縮性を有し、断熱層を構成する経糸Ｃ２はその１００％が、Ｋｅｒｍｅｌ Ｔｅｃｈの名称で販売されている、ポリアミドイミド繊維から成る繊維のヤーンによって構成され、これらの糸の番手はＮｍ６０／２である。

経糸Ｃ２の密度は、１３糸／ｃｍである。

緯糸Ｔ２は、内側緯糸と同じで、その密度は１２ピック（ｄｕｉｔｅｓ）／ｃｍである。

織機からの取り外し時、この複合布地の単位表面積当たりの重量（目付け）は約２３０ｇ／ｍ^２である。

内側面１は最も大きな構造であり、従って裏地の役目を果たし、これが着用者に面した面となる。その経糸に熱収縮性の糸で構成された面２は、熱バリアの役目を果たす。

勿論、本発明による多層複合材の以上に説明し図示した形態は、限定的なものとして解釈されるべきではない。本発明は、ポケットを作る要領で、断続的に相互接続された、重ね合わされた二重面を形成することによって、第１層と第２層とで構成された熱バリアを形成することを目的とする全てのシート状多層複合材に関係している。両層間の連結は、糸の選択による断続的連結によって得られる。
両層の一方は熱の作用下で収縮を示す。この収縮は、図示された例を見る限り、ポケットを構成する連結糸の全部又は一部において得られる。

両層の一方が収縮するというこの作用は、同様に、対象とされる層上における固定された膜の存在によっても得ることができる。例えば、この膜は、微孔性ポリウレタン、親水性ポリウレタン、親水性ポリエステル...等、熱の作用下で収縮を示すあらゆるする材料から形成することができる。

場合によっては、熱の作用下での所望の収縮作用を得るために、複合材の問題となる層に対して、例えば、ポリウレタン、ＰＶＣ、シリコーン、等をベースとしたコーティング操作を施すことができる。

そのような複合材を、規格ＥＮ３６６に基づく輻射熱に対する保護の試験と、規格ＥＮ３６７に基づく対流熱に対する保護の試験に供したところ、その保護の能力値が高いことがわかった。更に、火傷の理論的な時間（ｔ２又はＨＴＩ ２４）と苦痛の理論的な時間（ｔ１又はＨＴＩ １２）との間の差が改善されている。

実際に、これらの値は、従来技術の複合材において一般的に観察される平均値よりも大きい。

更に、この結果は、遥かに柔軟で、通常の使用において遥かに熱負荷の少ない材料を使用して得られるものである。

以上の説明から種々の利点が明白に理解される。従来技術による複合材と比較して、遥かに柔軟で、肉体的かつ生理学的に快適な材料が得られる。

同様に、この種の複合材は熱的な危険度に応じて断熱のレベルを段階的に適合させるので、危険を感知する能力も改善される。

この複合材は、従来のニードルフェルトにおけるエージングの問題（繊維の移動、萎縮、．．．）や、永久的な緩和を提供する熱バリアによって受ける又は生成される磨耗の問題が無い、ということを付言することができる。

更に、この新規な熱バリアは、複合材の劣化状態を視覚化することを可能にする。実際のところ、前記反応は極限状況下においてのみ起こるので、劣化は、外側の布地、とりわけ、このタイプの衣服に概して伴われる膜の有効性の損失に対応したものとなる。

二重布地内の通路の形態を取ったポケットが本発明に適応される場合、垂直方向での僅かな収縮が上着の下端部と袖口を持ち上げるのを回避するために、これらの通路は衣服内で垂直方向に配設されるのが好ましい。問題となる層の、着用者の身体上におけるこの僅かな収縮は問題ではない。何故ならば、実際は衣服内部に含まれる保護空気の再分布が起き、その時に熱が最も高くなっている箇所に対して自動的に有利に作用するからである。

勿論、本発明による多層複合材は、外側布地と、一般に基材と結合された内側の通気膜とを同様に備え、図１に示された一般的配置に従った構造と有利に組み合わせることが可能である。

危険な状況下で作業する人々用の衣服、特に消防士用の衣服の製造に現在使用されている従来の多層複合材 前述した複合材中に存在する熱バリアと仕上げ裏地とを同時に形成することを可能にする複合材の構造の一例を示す概略斜視図 着用者が通常の作業条件にある時の本発明による材料の概略断面図 着用者が作業条件の急激な変化、具体的には熱の突然の増大に直面した時における本発明の複合材の変化を概略的に示す断面図 着用者が作業条件の急激な変化、具体的には熱の突然の増大に直面した時における本発明の複合材の変化を概略的に示す斜視図 一方では、本発明による両面布地を左側に示し、他方では、表面（裏地面）に得られる布地を右側に示す、従来の図法による図 両面が所定のシーケンスで互いに連結された、ポケット型の両面布地を構成するための、経糸の面（ラップ、ｎａｐｐｅｓ）の、緯糸に対する作用を経糸方向の断面にて示す従来の図法による図

Claims (7)

1. 保護服、特に消防士用の保護服を製造するために使用可能であり、そのような服の製造に際して第１層と第２層で構成された熱バリアを形成可能なシート状多層複合材であって、前記材料は、ポケットを形成するように、互いに断続的に相互接続された二つの重ね合わされた二重面（１，２）の構造体を形成するように、織成又は編成によって形成され、
   ・前記層の一方は熱の作用下で収縮を示し、
   ・前記両層間の連結は、前記ポケットを形成するように選択された糸の断続的な連結によって行われる、ことを特徴とするシート状多層複合材。
2. 熱作用下で収縮を示す前記層は、全体的に又は部分的に、前記熱作用下で収縮を示す糸で構成されることを特徴とする請求項１による複合材。
3. 前記ポケットは通路を構成しており、前記通路に対して垂直な糸群のみが、全体的に又は部分的に、前記熱作用下での収縮を示すことを特徴とする請求項１による複合材。
4. 問題となる前記層の収縮作用は、前記層上に固定された膜の存在によって生じ、前記膜は、熱作用下での収縮を与えるのに適した材料から成ることを特徴とする請求項１による複合材。
5. 問題となる前記層の収縮作用は、熱作用下での収縮を与えるのに適した材料による前記層上へのコーティングの存在によって生じることを特徴とする請求項１による複合材。
6. 前記二つの層の間の構造比率は、１対１から１対１０の範囲であることを特徴とする請求項１による複合材。
7. 前記材料は、外側布地と、基材に結合された通気性膜と組み合わされていることを特徴とする請求項１から６のいずれか一項による複合材。

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