JP4582395B2

JP4582395B2 - 機能性を有する防護衣料

Info

Publication number: JP4582395B2
Application number: JP2004193379A
Authority: JP
Inventors: 茂雄阿比留; 清佐上山; 英二大西; 隆平岡田; 高司小町谷
Original assignee: Toyobo Co Ltd
Current assignee: Toyobo Co Ltd
Priority date: 2004-06-30
Filing date: 2004-06-30
Publication date: 2010-11-17
Anticipated expiration: 2024-06-30
Also published as: JP2006017332A

Description

本発明は、拳銃、小銃等の小火器類から発射される弾丸や、砲弾、榴弾等が炸裂した際に、その周囲に高速で飛散する破片等から人命を防護する機能を有し、脱着が片手で迅速に行え、且つ良好なる着用感を確保できる等、防護性のみならず、取り扱い性、着用性、脱着性などの利便性をも兼備する機能性に優れた防護衣料に関するものである。

防弾チョッキ等の装具類において、高強力繊維からなる布帛材料を積層し、対象脅威レベルによっては金属材料、セラミックス、またはこれらと高強力繊維を補強繊維とするFRP(繊維強化プラスチックス)を組み合わせた防弾プレートを主用臓器に応じた部位に付加する事は広く知られている（例えば、特許文献１）。しかしながらこれまでのものは、人体への着用時において以下の問題点を具備しており、着用時の行動様式や行動範囲が制限されるものであった。
（イ）脱着に時間がかかりすぎる。
（ロ）脱着の為には両手が必要であり、脱着時の安全確保が困難である。
（ハ）脱着の為には両手が必要であり、緊急時の安全確保が困難である。
特開昭６０−１７８２９６号公報

本発明は、前述の実情に鑑み、ワンアクションで軽易に、且つ迅速に脱着できるメカニカルな機能を有し、常に片手は脱着以外の行動をとる事ができる(例えば、梯子に掴まる、小銃を構える等の行動)、緊急時の安全確保のための行動が容易である（例えば、水没時等の緊急時において、溺れる事なく水没箇所からの脱出が容易である）など、防護性能のみならず、取り扱い性、着用性、脱着性などの利便性をも兼備する機能性を有する防護衣料を提供しようとするものである。

本発明者らは上記課題を解決するため、鋭意研究した結果、遂に本発明を完成するに到った。即ち本発明は、下記の構成からなる。
（１）高強度高弾性率繊維からなる布帛を多層枚積層してなる耐弾材料を使用した防護衣において、
防護衣は、前身頃と後身頃が、肩部及び腰部において接続具によって連結され、かつ、該接続具には線材またはテープ材が連結され、さらに、該線材またはテープ材がリング状物で一箇所に集約連結されてなり、着用者が着用後に当該リング状物に附帯するベルトを下方へ引き下げることにより、肩部及び腰部が開放され、瞬時に脱着が可能となり、
接続具が前身頃肩部に縫着されてなるテープ（４ａ）に設けられた長円形の鳩目孔（４ｃ）に、後身頃肩部に縫着されたテープ（４ａ’）に縫着された環状テープ（４ｄ）を挿入し、該環状テープ（４ｄ）の環に、テープ（４ａ）より幅の狭いテープ（４ｂ）に固着されたテープ状固定用ピン（４ｅ）を挿入することで前身頃と後身頃の連結固定を行なう構成からなることを特徴とする機能性を有する防護衣料である。

本発明の機能性を有する防護衣料は、ワンアクションで、軽易で迅速に脱着できるメカニカルな機能を有する防護衣料である。無理な姿勢を取る事無く、片手で脱着を行なう事ができ、常に片手は脱着以外の行動（例えば、梯子に掴まる、小銃を構える等の行動)をとる事が可能である。また、例えば水没時等の緊急時においても、溺れる事なく水没箇所からの脱出が容易である。

以下、本発明を詳細に説明する。
本発明における高強度高弾性率繊維としては、全芳香族ポリアミド繊維(パラ・アラミド)、超高分子量ポリエチレン繊維、ポリパラフェニレンベンゾビスオキサゾール繊維(PBO)、ポリパラフェニレンベンゾジアゾール繊維(PBT)、高強力ポリプロピレン、ポリ(フッ化)ビニリデン繊維(UHMw-PE)、高強力ＰＶＡ繊維、全芳香族ポリエステル繊維などが挙げられ、これらの繊維は単独であっても混合して使用してもよい。

これらの中では重量平均分子量が５０万以上、極限粘度ηが５dl/g以上である超高分子量ポリエチレン繊維が最も好適である。
超高分子量ポリエチレン繊維は、比重が０．９７で前記高強度高弾性率繊維の中では最も小さく、且つ引張強度等の力学的特性も卓越しているので、繊維の比表面積も他の繊維に比して大きく、特に単糸繊度を、１１dtex以下、好ましくは５．５dtex以下となるように繊維化する事で、不織布において必要とされる絡合点の数を極大化する事ができ、布帛形態が不織布であっても結果的に繊維自身の持つ高い力学的な特性が高い効率で発現させる事が可能となるためである。

本発明における高強度高弾性率繊維は、引張強度が１８cN/dtex以上であることが好ましく、より好ましくは２５cN/dtex以上であり、初期引張弾性率が５００cN/dtex以上であることが好ましく、より好ましくは８００cN/dtex以上である。さらには、切断伸度は８%以下が好ましく、より好ましくは５%以下である。
これは、高速で飛翔する物体を停める事、言い換えるならばその運動エネルギーをゼロ(無)にするために、面方向及び厚み方向に一定の範囲に亘って、繊維が効率よく切断し、且つ相互に絡合する繊維が高速飛翔体に引き抜かれる現象を発現させ、繊維の切断及び引き抜きに要するエネルギーと高速飛翔体の運動エネルギーを相殺させるためには、前述の繊維の力学的特性は一定値以上必要であるためである。また、引き抜かれた繊維が飛翔体に絡みついて、その大きさ(断面積)を増加させることにより、飛翔体の運動エネルギーが面方向及び厚み方向により広範囲に伝播することとなり、更に好都合である。これらの力学的特性が満足されない場合、相殺させるに相当するエネルギーを得るために必要とする繊維量(質量及び厚み)が膨大なものとなり、軽量で且つ柔軟な防護衣を得ようとする本発明の目的を満足できないことは明白である。

本発明における布帛には、織物、編物、不織布など公知の布帛の形態を採用することができる。
織物の場合、それぞれの繊維が経緯一方向に配列するため繊維の性能が発揮されやすく、本発明の目的である高耐弾性能が達成されやすい。さらに、織組織が平織物であると、綾織物、朱子織物など浮き糸が存在する織物よりも織組織の形態を維持しやすく、織目が開き難くなる。したがって着弾によって繊維がずれず、繊維性能のロスが少なくなり高い耐弾性能を示すため好ましい。
不織布の場合、繊維の持つ力学的特性に相応する程度に、強固に三次元交絡された構造を有する事が望ましい。例えば、捲縮加工を施した高強度高弾性率繊維ステープルをカード機に投入し、ウェブを作成した後、所定の目付けとなる様に積層(クロスレイヤー)し、次いでニードルパンチ機にてパンチング加工を実施して所定の目付の不織布を得る方法がある。また、不織布の場合、多数枚積層しても、柔軟性が損なわれ難く、軽量で着用感に優れる防護衣が得やすくなる利点がある。

布帛における織物、編物、不織布（ウェブ）などの積層枚数は、製品に求められる重量、及び対象脅威のレベルに応じて任意に選択されるが、軽量であるということから積層物の単位面積あたりの重量が５.２ｋｇ／ｍ²以下であることが好ましい。
本発明では、一般に目付が１５０〜３００ｇ／ｍ²のポリベンザゾール繊維、超高分子量ポリエチレン繊維などの高強度高弾性率繊維布帛を使用することが好ましい。目付は、糸の繊度と織密度などに関係するものであるが、目付が３００ｇ／ｍ² を越えると、織物の場合、特に布帛の嵩が高くなり、繊維が織組織を構成するために一般にクリンプと呼ばれるうねりが大きくなり繊維の性能を発揮し難くなる。また、目付が１５０ｇ／ｍ² 未満の場合は、繊維の直線性が高くなる面ではよいが、織密度が粗くなって織組織の保持性が悪くなり、弾が織目を開く挙動を示すようになり好ましくない。

積層物は、層間ズレや、特定箇所への皺等の発生を回避するために、任意の箇所を通し縫い等によって固定される。これらの布帛は適宜組み合わせて使用することができる。
不織布の場合、適宜な柔軟性を有するために、２枚以上、好ましくは５枚以上となるように積層することが好ましい。単層の場合は、厚みが増すにつれて柔軟性が阻害されてしまうことがあるためである。積層された不織布が層間で著しいズレや、特定箇所への皺等の発生を回避するために、任意の箇所を通し縫い等によって固定することが望ましいが、その手法及び箇所等については特に規定するものではない。

本発明の防護衣においては、図１及び図２に示す様な前身頃と後身頃が、両肩部及び腰部において図３に示すような接続具によって連結されている。
本発明における接続具は、例えば、図３に示すように、前身頃肩部に縫着されてなるテープ(４ａ)に設けられた長円形の鳩目孔(４ｃ)に、後身頃肩部に縫着されたテープ(４ａ’)に縫着された環状テープ(４ｄ)を挿入し、該環状テープ(４ｄ)の環に、テープ(４ｂ)に固着された固定用ピン（４ｅ）を挿入する事で前身頃と後身頃の連結固定を行なうことができるものである。

接続具に使用されるテープ類に関して、前身頃肩部に縫着されるテープ(４ａ)、後身頃肩部に縫着されるテープ(４ａ’)としては、幅５０ｍｍのナイロン織テープなどが用いられる。
テープ(４ａ)にはテープ(４ｂ)が取り付けられ、テープ(４ｂ)には、長円形の鳩目孔(４ｃ)が設けられ、かつ固定用ピン（４ｅ）がカシメなどで固定され、さらに、鳩目孔などを介してステンレスワイヤー（線材）と連結される。該テープ(４ｂ)としては、幅２０ｍｍのナイロン織テープなどが用いられ、後身頃肩部のテープ(４ａ’) に縫着される環状テープ(４ｄ)としては、幅１０ｍｍのナイロン織テープなどが用いられる。
また、固定用ピン（４ｄ）としては、ジュラルミンなどの軽量な金属が用いられる。

また、これらの接続具には、樹脂被覆された金属ワイヤーや織テープ等の柔軟な線材またはテープ材が連結されるとともに、該連結された柔軟な線材またはテープ材は、リング状物で一箇所に集約連結され、さらに、当該リング状物には、接続具開放用テープが附帯されている。

これらの構成であることにより、本発明の防護衣は、着用者が自ら当該リング状物に附帯された接続具開放用テープを、下方へ引き下げると、腰部及び両肩部において、接続具の環状テープ(４ｄ)の環に挿入された固定用ピン（４ｅ）が、環状テープ(４ｄ)の環から引き抜かれ、続いて前身頃肩部に縫着されてなるテープ(４ａ)に設けられた長円形の鳩目孔(４ｃ)から該環状テープ(４ｄ)が引き抜かれることになり、両肩部及び腰部が開放されて、瞬時に脱着が可能となる。

本発明におけるリング状物は、ステンレス等の防食性に富む金属製が好ましいが特にその材質を規定するものではない。また、形状はナス型のカラビナが丈夫で且つ線材またはテープ材を集約連結する際の着脱が容易であるので最も好適であるが、これも特に形状等を規定するものではない。

さらに、本発明の防護衣の胴回りには、面ファスナ付きゴムテープが付設され、該付設された面ファスナ付きゴムテープによって適宜締め付けが可能なようになっていることが好ましい。

以下、本発明を具体化した防護衣の実施の形態の例を図によって示す。
図１は、本発明の防護衣の一例の外観と要部を示す図であり、(ａ)は前面図、(ｂ)は背面図である。
図２は、本発明の一例の防護衣を裏面から見た場合の展開平面図である。

図２において、着用者がリング状物８に附帯された接続具開放用テープ７を下方へ引き下げることにより、次の作用機構が発現し、その結果、肩部及び腰部が開放され、瞬時に脱着が可能となる。
即ち、後身頃の裏面の腰部中央の接続具において、環状テープ(４ｄ)の環に挿入された固定用ピン（４ｅ）が、環状テープ(４ｄ)の環から引き抜かれ、続いてテープ(４ａ)に設けられた長円形の鳩目孔(４ｃ)から該環状テープ(４ｄ)が引き抜かれることにより、腰部中央の接続具が開放され、また、前身頃肩部に縫着されてなるテープ(４ａ)に設けられた長円形の鳩目孔(４ｃ)から該環状テープ(４ｄ)が引き抜かれることにより、両肩部の接続具が開放される。さらに、胴周囲にゴムベルトを配しておき、該ゴムベルトが収縮すると、胴周囲の拘束が大きく緩和される。前身頃、後身頃それぞれの自重に加え、着用者が前身頃を両手で前方に押し出す等の動作により、前身頃、後身頃がそれぞれに容易に分断される。これら一連の動作は着用者に大きな負担を強いる事なく、ワンアクションで完了し、瞬時に脱衣できるのである。

本発明の防護衣料は、優れた防護性能のみならず、ワンアクションで軽易に、かつ迅速に脱着できるメカニカルな機能を有し、常に片手は脱着以外の行動をとる事ができ、防護性能のみならず、取り扱い性、着用性、脱着性などの利便性をも兼備する機能性に優れた防護衣料であり、防護衣の着用が必要な分野において非常に有用である。

本発明の防護衣の一例の外観と要部を示す図であり、(ａ)は前面図、(ｂ)は背面図である。本発明の一例の防護衣を裏面から見た場合の展開平面図である。本発明の防護衣における接続具の一例を示す概念図であり、(ａ)は結合状態、(ｂ)は開放状態を示す。

符号の説明

１：前身頃部
２：後身頃部
３：腰部
４：接続具
４ａ：接続具のテープ、４ａ’：接続具のテープ、４ｂ：接続具のテープ、
４ｃ：接続具の鳩目孔、４ｄ：接続具の環状テープ、４ｅ：接続具の固定用ピン
５：面ファスナ
６：腰部固定用フック
７：接続具開放用テープ
８：リング状物
９：ゴムテープ
１０：線材

Claims

高強度高弾性率繊維からなる布帛を多層枚積層してなる耐弾材料を使用した防護衣において、
防護衣は、前身頃と後身頃が、肩部及び腰部において接続具によって連結され、かつ、該接続具には線材またはテープ材が連結され、さらに、該線材またはテープ材がリング状物で一箇所に集約連結されてなり、着用者が着用後に当該リング状物に附帯するベルトを下方へ引き下げることにより、肩部及び腰部が開放され、瞬時に脱着が可能となり、
接続具が前身頃肩部に縫着されてなるテープ（４ａ）に設けられた長円形の鳩目孔（４ｃ）に、後身頃肩部に縫着されたテープ（４ａ’）に縫着された環状テープ（４ｄ）を挿入し、該環状テープ（４ｄ）の環に、テープ（４ａ）より幅の狭いテープ（４ｂ）に固着されたテープ状固定用ピン（４ｅ）を挿入することで前身頃と後身頃の連結固定を行なう構成からなることを特徴とする機能性を有する防護衣料。