JP4325932B2 - 防護服 - Google Patents

Description

本発明は、少なくとも１種の耐突刺性材料を含んでなる耐突刺性服に関する。

銃刀による攻撃から身を守る被服が知られている。ＷＯ００／０８４１１には、ポリマーフィルムによって互いに接合された少なくとも２枚の織物を含んでなる耐突刺性材料が記載されている。前記織物は少なくとも９００ＭＰａの強度を有するヤーンで構成されており、そして前記織物同士を接合させているポリマーフィルムは、少なくとも１０ＭＰａの強度と、１，５００〜４，５００ＭＰａの曲げ弾性率とを有する。

ＷＯ００／０８４１１に開示されている前記材料は良好な耐突刺性を提供するが、同じ面積重量に対して防護力がさらに高い耐突刺性材料からなる耐突刺性服が必要とされている。この種の耐突刺性服には、従来よりも低い面積重量で、ある程度の防護を実現できるので着用者の感じる快適さの度合いが従来よりも高い、という利点もある。

従って、本発明の目的は、従来と同じ面積重量に対して従来よりも防護力が高い、または、従来よりも低い面積重量に対して従来と同じ防護力を示す耐突刺性材料からなる耐突刺性服を提供することである。

前記目的は、少なくとも１種の耐突刺性材料を含んでなる耐突刺性服であって、
前記耐突刺性材料は１層以上の重ね合わされた織物層を含んでなり、
各織物層は可撓性を有し、かつ、少なくとも１種のポリマーフィルムと接合された少なくとも１種の織物で構成されており、
前記織物は、少なくとも９００ＭＰａの強度を有するヤーンからなり、
前記耐突刺性材料は、攻撃側に面する外面と、攻撃側の反対側に面する内面とを有し、そして前記耐突刺性材料は、常に前記織物層のうちの１層の上に配置される少なくとも１層のフェルト層をさらに有する、
ことを特徴とする前記耐突刺性服によって達成される。

驚くべきことに、前記耐突刺性材料が常に前記織物層のうちの１層の上に配置されるフェルト層を少なくともさらにもう１層有することにより、耐突刺性服は、従来と同じ面積重量に対して従来よりも向上した防護力を発揮するので、従来と同じ防護力を確保しながらも従来よりも低い面積重量、すなわち、従来よりも良好な着心地を実現できることが分かった。

本発明の耐突刺性服の耐突刺性材料が前記織物層のうちの１層の上に常に配置されるフェルト層を少なくともさらにもう１層有するということは、前記少なくとも１層のフェルト層が前記織物層に離散点で縫い付けられているかまたは貼り付けられているかまたは単に重ね合わされていることを意味する。なかでも、最後の実施態様が実施し易いという点で好ましい。

特に効果的な防護力を発揮するので本発明において好ましいとされる耐突刺性服は、少なくとも１層のフェルト層が耐突刺性材料の外面および／または内面上に配置されている耐突刺性服である。

特に効果的な防護力を発揮するので好ましいとされる本発明の耐突刺性服の別の実施態様は、少なくとも３層の織物層を含んでなる耐突刺性服であって、前記織物層同士の間に少なくとも１層のフェルト層が配置されており、そして前記外面に面する織物層の数が前記内面に面する織物層の数よりも少ない、ことを特徴とする前記耐突刺性服である。

本発明の耐突刺性服において、前記少なくとも１層のフェルト層が芳香族ポリアミド、すなわちアラミド、とりわけｐ−アラミドからなることが有利である。

前記フェルト層は、例えば熱的に、または水もしくは空気の流動によって、または穿刺によって接合されたフェルト層が得られる任意の公知のフェルト製造法によって製造することができる。前記フェルト層は穿刺されたフェルトであることが好ましい。この種のフェルトは、例えばＪｏｂ社（Ｋｉｎｎａ，スウェーデン）から入手することができる。

さらに、本発明の耐突刺性服の場合、各織物層の各織物は、強度が９００〜８，０００ＭＰａ、さらに好ましくは１，５００〜６，０００ＭＰａ、最も好ましくは３，０００〜６，０００ＭＰａであるヤーンから成ることが好ましい。防弾に好適に用いられるヤーン、例えばポリオレフィン、とりわけポリエチレンのヤーン、またはポリアミド、ポリイミド、ポリエステルもしくはポリ（ｐ−フェニレン−２，６−ベンゾビスオキサゾール）のヤーンを含むすべてのヤーンがこの範囲の強度を有する。アラミドヤーン、とりわけｐ−アラミドヤーンが特に好ましいことが分かっている。

本発明の耐突刺性服において、各織物層の各織物の織り方が平織であることが最も好ましいことが分かっている。

さらに、本発明の耐突刺性服において、各織物層の各織物の、ワルツ式によって算出した織物密度が１５％〜８０％、好ましくは１５％〜６０％であることが最も好ましいことが分かっている。

ワルツ織物密度は下記式によって算出される。

ＤＧ ＝ （ｄ_k＋ｄ_s）²・ｆ_k・ｆ_s

式中、
ｄ_k ＝ 縦糸の実質的な直径（ｍｍ）
ｄ_s ＝ 横糸の実質的な直径（ｍｍ）
ｆ_k ＝ １ｃｍ当たりの縦糸の本数
ｆ_s ＝ １ｃｍ当たりの横糸の本数
ヤーンの実質的な直径ｄ_kまたはｄ_sは次のようにして算出される。

ｄ ＝ （力価（ｔｉｔｒｅ））^1/2／［８８．５・（密度）^1/2］

式中、
ｄはｄ_kまたはｄ_sであり、対応するヤーンの力価（ｔｉｔｒｅ）の単位はｄｔｅｘであり、そしてヤーンの密度の単位はｇ／ｃｍ³である。

前記値は、特に平織物に当てはまる。平織以外の織り方の場合、織補正係数を計算に含めなければならない。以下に、特定の織り方による織物についての織補正係数として用いられる値の例を示す。

前記ワルツ式によって算出される織物密度ＤＧは、これらの補正係数で乗じられる。ワルツによる織物密度ＤＧは百分率で表される。高密度な織物の場合、織物密度の値が１００％を超える場合がある。

本発明の耐突刺性服の各織物層が少なくとも１種のポリマーフィルムと接合した少なくとも１種の織物から成るという事実は、例えば、１種の織物が１種のポリマーフィルムと接合していることを意味する。前記織物または前記ポリマーフィルムは、攻撃側に面する耐突刺性材料の外面に近い方に位置していてもよい。

本発明の耐突刺性服の好ましい実施態様では、各織物層は、両面にポリマーフィルムが貼り合わされた織物から成る。

本発明の耐突刺性服の別の好ましい実施態様では、各織物層は、ポリマーフィルムを介して貼り合わされた２枚の織物から成る。各織物層がポリマーフィルムによって互いにラミネートされた２枚の織物から成ることが特に有利であることが分かっている。

前記層の２枚の織物を接合しているポリマーフィルムの破断時の伸び率が、少なくとも８０％、例えば１００％または１２０％であることが有利である。

ＷＯ００／０８４１１のように、本発明についても、曲げ弾性率をＡＳＴＭ Ｄ−７９０に従って求め、フィルムの強度をＡＳＴＭ Ｄ−６３８に従って求め、破断時の伸び率をＡＳＴＭ Ｄ−６３８に従って求め、そしてヤーンの強度をＡＳＴＭ Ｄ−８８５に従って求めるべきである。

本発明の耐突刺性服に含まれるポリマーフィルムは、好ましくは少なくとも１０ＭＰａの強度と、１，５００〜４，５００ＭＰａの曲げ弾性率とを有する。２，０００〜３，０００ＭＰａの曲げ弾性率が特に好ましいことが分かっている。好適なポリマーは、３，５００〜４，０００ＭＰａの曲げ弾性率を有する硬質ＰＶＣまたは４，０００〜４，５００ＭＰａの曲げ弾性率を有するポリウレタンである。

ポリカーボネートから得られるポリマーフィルムは、織物同士を貼り合わせて織物層にするのに特に好適であることが分かっている。この種のポリカーボネートは、例えば、（ドイツのフランケンタールにある）Ｃｏｌｏｒ Ｐｒｉｎｔ社によってＰＯＫＡＬＯＮ Ｎ ３８の名称で販売されている。好適なポリカーボネートの別の例として、ＧＥ Ｐｌａｓｔｉｃｓ社によってＬＥＸＡＮ １０３の名称で販売されているものが挙げられる。ＬＥＸＡＮ １０３の曲げ弾性率は２，５００ＭＰａであり、強度は７０ＭＰａであり、
そして破断時の伸び率は１２０％である。

特に良好な防護力は、重ね合わされた複数の織物層から成る耐突刺性材料を含んでなる本発明の耐突刺性服において、その外面および内面の上にフェルト層が配置されることを特徴とする前記耐突刺性服によって得られることが分かった。従って、本実施態様は、特に、耐突刺性材料が重ね合わされた６〜３０層の織物層から成る場合に好ましいとされる。防護効率および着心地の点から、耐突刺性材料が重ね合わされた６〜２５層の織物層から成ることが最も好ましい。

本発明のさらに好ましい実施態様は、前記耐突刺性材料を少なくとも２種含んでなる耐突刺性服である。

本発明の耐突刺性服の場合、扱い易さの点から、１種または複数またはすべての耐突刺性材料が繊維材料の鞘に納められることが好ましい。

以下、本発明を下記実施例を用いてさらに詳しく説明する。防護効率は、本発明の耐突刺性服の耐突刺性材料によって示される耐突刺性を用いて説明する。耐突刺性は、ＮＩＪ（Ｎａｔｉｏｎａｌ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ ｏｆ Ｊｕｓｔｉｃｅ）基準０１１５．００、防護レベルＫＲ２に従ってテストした。前記テストでは、落下試験機を用いて耐突刺性材料の上に釘を落とす。耐突刺性材料は、テンションストラップを用いて、前記基準において定義されている各種発泡体で構成される下地材料に貼付する。前記釘は、前記耐突刺性材料の上に落下し、前記耐突刺性材料を貫通し、そして前記下地材料の特定の深さまで貫入する。前記下地材料への貫入度をｍｍ単位で測定し、数回の落下について算術平均を求める。前記基準とは違い、この平均値を耐突刺性に指定する。

実施例１〜６
力価（ｔｉｔｒｅ）が９３０ｄｔｅｘおよび破断強度が３，３８０ＭＰａであるアラミドヤーンから複数の平織物を作製した。前記織物は、ほぼ同じ本数の縦糸と横糸とを有していた。ワルツ織物密度は１８．５％であり、そして織物重量は１４０ｇ／ｃｍ²であった。７５ｇ／ｍ²の面積重量を有するポリカーボネートポリマーフィルム（ドイツ、フランケンタール、Ｃｏｌｏｒ Ｐｒｉｎｔ社製のＰＯＫＡＬＯＮ Ｎ ３８）を、予洗した２枚の織物の間に配置した。２２０〜２３０℃の温度および約１００バールの圧力において、前記ポリマーフィルムに前記２枚の織物を貼り合わせることによって織物層を得た。

実施例１では、前記織物層を１６層重ね合わせた後、それらをテンションストラップを用いて下地材料へと固定し、前述のようにして耐突刺性を測定した。

実施例２では、１６層のフェルトを重ね合わせた後、それらをテンションストラップを用いて下地材料へと固定し、前述のようにして耐突刺性を測定した。各フェルト層は１００％ｐ−アラミドフェルトで構成されており、前記フェルトの繊維は、力価（ｔｉｔｒｅ）が１．７ｄｔｅｘおよび長さが６０ｍｍであるＴｗａｒｏｎ（登録商標）繊維で構成されている。これらの繊維はＴｅｉｊｉｎ Ｔｗａｒｏｎ社から入手できる。前記フェルトは、３５０ｇ／ｍ²の面積重量を有し、穿刺およびカレンダー掛けされており、そして２．３ｍｍの厚みを有する。この種のフェルトはＪｏｂ社（Ｋｉｎｎａ，スウェーデン）から入手できる。

実施例３では、２層の実施例２の層の上に、前記織物層を１４層積層した。このように形成された本発明の耐突刺性材料を、前記フェルト層が下地材料に面するようにして、テンションストラップを用いて下地材料へと固定し、前述のようにして耐突刺性を測定した。

実施例４では、１４層の前記織物層の上に、前記フェルト層を２層積層した。このように形成された本発明の耐突刺性材料を、前記織物層が下地材料に面するようにして、テンションストラップを用いて下地材料へと固定し、前述のようにして耐突刺性を測定した。

実施例５では、１５層の前記織物層の上に、前記フェルト層を１層積層した。このように形成された本発明の耐突刺性材料を、前記織物層が下地材料に面するようにして、テンションストラップを用いて下地材料へと固定し、前述のようにして耐突刺性を測定した。

実施例６では、１層の前記フェルト層の上に、前記織物層を１４層積層し、そして前記１４層の織物層の上に、前記フェルト層を１層積層した。このように形成された本発明の耐突刺性材料を、テンションストラップを用いて下地材料へと固定し、前述のようにして耐突刺性を測定した。試験材料の構成および面積重量、各貫入値、および、前述のように、前記基準とは異なり、耐突刺性に指定される前記貫入値の算術平均を下記表に示す。最後の列に示される値が低ければ低いほど、耐突刺性は良好である。

前記表は、（実施例１と実施例５の比較から分かるように）織物層を１層でもフェルト層で置き換えることによって耐突刺性が著しく改善されることを示している。

一般に、（実施例３と実施例４の比較から分かるように）落下してくる釘に面する外面上にフェルト層が配置された耐突刺性材料の耐突刺性は、下地材料に面する内面上にフェルト層が配置された耐突刺性材料の耐突刺性よりも良好である。

実施例６の耐突刺性材料の耐突刺性が最良であった。０ｍｍの貫入値が得られた２つの試験においては、釘が曲がっていたことが分かった。この結果を実生活における身を脅かす状況、すなわち、釘に似た刃物で襲われた場合に当てはめてみると、従来技術の１６層の織物層を用いた場合、釘は約２８ｍｍの深さまで体に貫入する（実施例１を参照）のに対し、本発明の実施例６の耐突刺性材料を用いた場合、釘は、１６ｍｍの深さにも満たないわずか約１２ｍｍほどの深さまでしか体に貫入しない。さらに、本発明の前記耐突刺性材料の面積重
量は５，６７０ｇ／ｍ²であり、従来技術の前記１６層の織物層の面積重量（５，６８０ｇ／ｍ²）よりも若干低い。従って、耐突刺性が２８ｍｍである場合、すなわち、耐突刺性が従来技術の１６層の織物層の耐突刺性と同じ場合には、５，６８０ｇ／ｍ²よりもかなり低い面積重量を有し、それ故に従来よりもかなり良い着心地を与える本発明の耐突刺性材料を提供することができる。

実施例７
前記ＮＩＪ基準で規定されている釘を試験機のハンドルに固定し、そしてこの釘を手で下記各材料に３回思い切り突き刺した。
ａ）実施例１〜６の第１段落において説明したようにして作製された、重ね合わされた１５層の織物層、および
ｂ）実施例１〜６の第１段落のようにして作製された、重ね合わされた９層の織物層と、攻撃側に面する外面上に配置された、実施例２のようにして作製されたフェルト層とを含んでなる本発明の耐突刺性材料
この場合の試験材料を、前記ＮＩＪ基準で規定されているものと同じ下地材料の上に配置したが、前記下地材料に対して固定はしなかった。

ａ）では、釘が１５層の織物層を完全に貫通したのに対し、ｂ）では、貫通は全く見られず、釘が曲がってしまった。

Claims (20)

1. 少なくとも１種の耐突刺性材料を含んでなる耐突刺性服であって、
   前記耐突刺性材料は１層以上の重ね合わされた織物層を含んでなり、
   各織物層は可撓性を有し、かつ、少なくとも１種のポリマーフィルムと接合された少なくとも１種の織物で構成されており、
   前記織物は、少なくとも９００ＭＰａの強度を有するヤーンからなり、
   前記耐突刺性材料は、攻撃側に面する外面と、攻撃側の反対側に面する内面とを有し、そして
   前記耐突刺性材料は、常に前記織物層のうちの１層の上に配置される少なくとも１層のフェルト層をさらに有することを特徴とする、前記耐突刺性服。
2. 前記耐突刺性材料は、常に前記織物層のうちの１層の上に配置されるフェルト層を少なくともさらにもう１層有することを特徴とする、請求項１に記載の耐突刺性服。
3. 前記耐突刺性材料の外面および／または内面の上に、少なくとも１層のフェルト層が配置されることを特徴とする、請求項１または２のいずれか１つに記載の耐突刺性服。
4. 少なくとも３層の織物層を含んでなり、
   前記織物層同士の間に少なくとも１層のフェルト層が配置されており、そして前記外面に面する織物層の数が前記内面に面する織物層の数よりも少ない、
   ことを特徴とする、請求項１〜３の１つ以上に記載の耐突刺性服。
5. 前記少なくとも１層のフェルト層が芳香族ポリアミドからなることを特徴とする、請求項１〜４の１つ以上に記載の耐突刺性服。
6. 前記フェルト層が穿刺されたフェルトであることを特徴とする、請求項１〜５の１つ以上に記載の耐突刺性服。
7. 各織物層の各織物が、強度が９００〜８，０００ＭＰａであるヤーンからなることを特徴とする、請求項１〜６の１つ以上に記載の耐突刺性服。
8. 各織物層の各織物の織り方が平織であることを特徴とする、請求項１〜７の１つ以上に記載の耐突刺性服。
9. 各織物層の各織物の、ワルツ式によって算出した織物密度が１５％〜８０％であることを特徴とする、請求項１〜８の１つ以上に記載の耐突刺性服。
10. 各織物層が、両面にポリマーフィルムが貼り合わされた織物からなることを特徴とする、請求項１〜９の１つ以上に記載の耐突刺性服。
11. 各織物層が、ポリマーフィルムを介して貼り合わされた２枚の織物からなることを特徴とする、請求項１〜９の１つ以上に記載の耐突刺性服。
12. 各織物層が、ポリマーフィルムによって互いにラミネートされた２枚の織物からなることを特徴とする、請求項１１に記載の耐突刺性服。
13. 前記ポリマーフィルムが、少なくとも１０ＭＰａの強度と、１，５００〜４，５００ＭＰａの曲げ弾性率とを有することを特徴とする、請求項１〜１３の１つ以上に記載の耐突刺性服。
14. 前記ポリマーフィルムが、２，０００〜３，０００ＭＰａの曲げ弾性率を有することを特徴とする、請求項１３に記載の耐突刺性服。
15. 前記織物同士を接合させて織物層にするポリマーフィルムはポリカーボネートからなることを特徴とする、請求項１〜１４の１つ以上に記載の耐突刺性服。
16. 前記耐突刺性材料が重ね合わされた複数の織物層からなり、そして前記外面の上および前記内面の上にフェルト層が配置されることを特徴とする、請求項１〜１５の１つ以上に記載の耐突刺性服。
17. 前記耐突刺性材料が重ね合わされた６〜３０層の織物層からなることを特徴とする、請求項１６に記載の耐突刺性服。
18. 前記耐突刺性材料が重ね合わされた６〜２５層の織物層からなることを特徴とする、請求項１６に記載の耐突刺性服。
19. 請求項１〜１８の１つ以上に記載の耐突刺性材料を少なくとも２種含んでなる耐突刺性服。
20. １種または複数またはすべての耐突刺性材料が繊維材料の鞘に納められることを特徴とする、請求項１〜１８の１つ以上に記載の耐突刺性服。