JP4590656B2 - 防護衣料 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は高強度繊維からなる防護材と衝撃衝撃吸収材を用いた防弾チョッキや防刃チョッキなどの防護衣料に関するものである。
【０００２】
【従来技術】
防弾チョッキや防刃チョッキなどの防護衣料は高強度繊維の開発により従来に比べ大幅な軽量化が達成できている。たとえば、米国ＮＩＪ規格に示される脅威レベル２Ａに規定された銃弾に対して最近の報告ではＰＢＯからなるザイロンRを用いたものでは旧来のアラミドを用いた防弾チョッキに比べてほぼ半分の重量になっている。この軽量化に伴ってチョッキの厚みが薄くなり非常に着用感の良い防弾チョッキが提供されている。しかしながら、この軽量化、肉薄化が逆に銃弾を受けた際に人体に伝えられる衝撃を大きくなるという問題を発生させている。このため最近では防弾チョッキの内側にフェルトやフォーム材などのクッション材を挿入してこの衝撃を吸収する工夫がなされている。このようにクッション材を用いることで緩衝効果は得られるが十分な効果を得るために厚みを大きくする必要があり、このため着用性が悪化する問題がある。また、これらのクッション材は必ずしもず通気性が良いとは言えず、通気性を改良した貫通気泡からなるフォーム材も開発されているが未だ十分な通気性を得ることができず蒸れなどの不快感を解消するには至っていない。
【０００３】
さらに高い衝撃吸収性能を実現するためフォーム材が用いられるが、たしかに常温では衝撃の伝達は大幅に軽減され高い緩衝効果が得られるが、これらのフォーム材にはゲル系の素材が使用されるため、氷点下を下回る環境では材料が硬くなり十分な衝撃吸収性能が得られないという問題が指摘されている。また、特開昭６１−１８０９００公報には３次元面成形体を使用する提案がなされている。この発明は上記フォーム材の欠点を解決する手段としては非常に優れたものではあるがワッフル模様のために当たる部位による性能の差が大きく十分な緩衝効果を得られないことが発生する可能性が高く、安全を目的とする製品に使用するには難しいものであった。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は優れた衝撃吸収材に用いることによって環境が変わっても十分な衝撃吸収性を保持し、加えて高い通気性による蒸れの解消により快適性も兼ね備えた衝撃吸収材付き防護衣料を提供しようとするものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
即ち、本発明は引張強度が２５ｃＮ／ｄｔｅｘ以上の繊維からなる高強度繊維層と連続線状ランダムループのスプリング構造を呈するポリエステル系エラストマーから形成されてなる３次元網状弾性体層からなることを特徴とする防護衣料である。そして具体的には、３次元網状弾性体層が高強度繊維層の身体側に衝撃吸収材として配置されてなることを特徴とする上記記載の防護衣料、高強度繊維層がＰＢＯ繊維または／および高強度ポリエチレン繊維からなることを特徴とする上記記載の防護衣料、３次元網状弾性体の圧縮方向の厚み寸法が１０〜４０ｍｍの厚さで、かつ３次元網状弾性体のＪＩＳ−Ｋ６４０１ ５．４で測定した厚み方向の硬さが５〜４０ｋｇｆであることを特徴とする上記記載の防護衣料、及び高強度繊維層と３次元網状弾性体層が袋体に封入されて積層されてなることを特徴とする上記記載の防護衣料である。以下、本発明を詳述する。
【０００６】
本発明の高度繊維層は、引張強度が２５ｃＮ／ｄｔｅｘ以上の繊維から構成されてなるが、引張強度が２５ｃＮ／ｄｔｅｘ未満の場合、十分な防護性を得るためには防護材が厚くなり、防護材自身が緩衝性を持つことにより、衝撃吸収材が不要となる。好ましくは引張強度が２７ｃＮ／ｄｔｅｘ以上のものが望ましい。本発明は、高強度繊維よりなる防護材を使用するしたことで軽量化肉薄化された高性能防護衣料について衝撃緩衝に有効な衝撃吸収材を組合わせたものである。
【０００７】
本発明では上記高強度繊維層に加え、衝撃吸収材として連続線状ランダムループ状のスプリング構造を持つ３次元網状弾性体を使用することを特徴とする。３次元網状弾性体はいかなる公知の方法で製造されたものを用いてもよいが、好ましくは熱可塑性樹脂からなる糸状を曲りくねらせ互いに接触して網状構造としたものを用いると、高い通気性と衝撃吸収効果を得ることができるため、本発明の目的を達成することが容易となる。さらに、３次元網状構造体がランダムループ状のスプリング構造を持つことによって面内に擬等方性的な物性が得られ、場所による緩衝効果の差が少ない衝撃吸収材を得ることができる。
【０００８】
また、本発明では３次元網状弾性体にポリエステル系エラストマーを使用するので環境温度が低い場合でも緩衝効果の低下の小さい衝撃吸収材を得ることができる。さらに本発明で使用される衝撃吸収材はＪＩＳ−Ｋ６４０１ ５．４で測定した厚み方向の硬さが５〜４０ｋｇｆであると好ましい、さらにより好ましくは１０〜２５ｋｇｆであるものを使用すると防護性能の低下を伴わずに本発明の目的とする緩衝効果を得ることができる。硬さが５ｋｇｆ未満の場合、十分衝撃を吸収するまえに変形が終り人体に衝撃が到達しやすく、緩衝効果が得られにくくなる。一方、硬さが４０ｋｇｆを超える場合、防護材の変形を拘束しすぎるために防護材の着用性能を低下させるため好ましくない。
【０００９】
本発明で使用する衝撃吸収材の圧縮方向の厚み寸法は好ましくは１５〜４０mm、より好ましくは１５〜３０mmの厚さであると緩衝効果と本発明の目的を達成するために適している。厚みが薄い場合は衝撃を吸収する前に人体に到達するため緩衝効果が得られない。逆に厚すぎる場合は緩衝効果は高いものの防護衣料全体としては非常に嵩高くなり、着心地、行動性が阻害される。
【００１０】
上述の３次元網状弾性体層は上記高強度繊維層の身体側に衝撃吸収材として配置する。勿論、本発明の防護衣料はこの２層構造に限定されるものではなく、例えば３次元網状弾性体層を高強度繊維層でサンドイッチ構造にしたり、２種以上の高強度繊維層を身体側に配置させたりしたものも排除するものではない。
３次元網状弾性体層と高強度繊維層は縫製により一体化してもよいが、布帛製の袋体に別個に封入し、積層状態を維持させる形態のものであっても良い。
【００１１】
本発明により、引張強度が２５ｃＮ／ｄｔｅｘ以上の高強度繊維よりなる防護材を使用した防護衣料の内層の少なくとも一部に連続線状ランダムループのスプリング構造にした３次元網状弾性体を衝撃吸収材として用いることにより、防護性能を向上させるだけでなく、着心地にも優れた快適な高性能防護衣料を提供することが可能となる。
【００１２】
【実施例】
防護性能評価は以下に方法え実施した。防護性能としては防弾性能を代表性能として比較した。評価試料は積層体目付が規定重量となるようにたてよこ３０ｃｍに切断した布帛を積層し防護素材とした。衝撃吸収材も同様にたてよこ３０ｃｍの大きさに切断し、四隅を防護素材と合わせて止め縫いし、それをナイロンタフタの袋体に詰めて試験試料を作成した。作成した試験試料を市販の模型用粘土（Ｒｏｍａ Ｐｌａｓｔｉｌｉｎａ Ｎｏ．１）の前面に密着して置き、試験規格はＭＩＬ−ＳＴＤ６６２Ｅ、試験弾はＭＩＬ−Ｐ−４６５９３Ａ記載の２２口径の模擬破片弾を用いて、ＶＰ５０ＢＬを測定した。ＶＰ５０ＢＬとはその素材に対して衝突体が貫通する確率が５０％と推定される衝突体の速度を推定したものである。
緩衝性能評価は以下の方法で実施した。防護性能評価と同様の手順で試験試料を作成し、市販の模型用粘土（Ｒｏｍａ Ｐｌａｓｔｉｌｉｎａ Ｎｏ．１）の前面に密着させて置き、ＭＩＬ−Ｐ−４６５９３Ａ記載の２２口径の模擬破片弾を３５０ｍ／秒の速度で衝突させた際に粘土に残ったくぼみの深さを測定し緩衝性能とした。
低温防護性能試験は以下の方法で実施した。−１５℃の冷蔵庫に試験用試料を２時間放置したのち直ちに上記防護性能評価方法にしたがって試験を実施した。着用性試験は以下の方法で実施した。５名の被験者に対して一般的な防弾チョッキの形状に製作した試料を着用して軽い運動を行い、ヒアリングを実施した。
【００１３】
以下に実施例をあげて、本発明を具体的に説明する。
表１に示す３種類の防護素材と表２に示す７種類の衝撃吸収材を組合わせて上述と同様の方法で試験試料を作成し評価を行った。試験の結果を表３に示す。
【００１４】
【表１】
【００１５】
【表２】
【００１６】
【表３】
【００１７】
【発明の効果】
本発明によると、防護性能を向上させるだけでなく、着心地にも優れた快適な高性能防護衣料を提供することを可能とした。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明で用いた３次元網状弾性体の１例を示す斜視図。
【図２】図２ 本発明の防弾衣料の１例を示す断面図。
【符号の説明】
１：衝撃吸収材、２：防護材料。
【発明の属する技術分野】
本発明は高強度繊維からなる防護材と衝撃衝撃吸収材を用いた防弾チョッキや防刃チョッキなどの防護衣料に関するものである。
【０００２】
【従来技術】
防弾チョッキや防刃チョッキなどの防護衣料は高強度繊維の開発により従来に比べ大幅な軽量化が達成できている。たとえば、米国ＮＩＪ規格に示される脅威レベル２Ａに規定された銃弾に対して最近の報告ではＰＢＯからなるザイロンRを用いたものでは旧来のアラミドを用いた防弾チョッキに比べてほぼ半分の重量になっている。この軽量化に伴ってチョッキの厚みが薄くなり非常に着用感の良い防弾チョッキが提供されている。しかしながら、この軽量化、肉薄化が逆に銃弾を受けた際に人体に伝えられる衝撃を大きくなるという問題を発生させている。このため最近では防弾チョッキの内側にフェルトやフォーム材などのクッション材を挿入してこの衝撃を吸収する工夫がなされている。このようにクッション材を用いることで緩衝効果は得られるが十分な効果を得るために厚みを大きくする必要があり、このため着用性が悪化する問題がある。また、これらのクッション材は必ずしもず通気性が良いとは言えず、通気性を改良した貫通気泡からなるフォーム材も開発されているが未だ十分な通気性を得ることができず蒸れなどの不快感を解消するには至っていない。
【０００３】
さらに高い衝撃吸収性能を実現するためフォーム材が用いられるが、たしかに常温では衝撃の伝達は大幅に軽減され高い緩衝効果が得られるが、これらのフォーム材にはゲル系の素材が使用されるため、氷点下を下回る環境では材料が硬くなり十分な衝撃吸収性能が得られないという問題が指摘されている。また、特開昭６１−１８０９００公報には３次元面成形体を使用する提案がなされている。この発明は上記フォーム材の欠点を解決する手段としては非常に優れたものではあるがワッフル模様のために当たる部位による性能の差が大きく十分な緩衝効果を得られないことが発生する可能性が高く、安全を目的とする製品に使用するには難しいものであった。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は優れた衝撃吸収材に用いることによって環境が変わっても十分な衝撃吸収性を保持し、加えて高い通気性による蒸れの解消により快適性も兼ね備えた衝撃吸収材付き防護衣料を提供しようとするものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
即ち、本発明は引張強度が２５ｃＮ／ｄｔｅｘ以上の繊維からなる高強度繊維層と連続線状ランダムループのスプリング構造を呈するポリエステル系エラストマーから形成されてなる３次元網状弾性体層からなることを特徴とする防護衣料である。そして具体的には、３次元網状弾性体層が高強度繊維層の身体側に衝撃吸収材として配置されてなることを特徴とする上記記載の防護衣料、高強度繊維層がＰＢＯ繊維または／および高強度ポリエチレン繊維からなることを特徴とする上記記載の防護衣料、３次元網状弾性体の圧縮方向の厚み寸法が１０〜４０ｍｍの厚さで、かつ３次元網状弾性体のＪＩＳ−Ｋ６４０１ ５．４で測定した厚み方向の硬さが５〜４０ｋｇｆであることを特徴とする上記記載の防護衣料、及び高強度繊維層と３次元網状弾性体層が袋体に封入されて積層されてなることを特徴とする上記記載の防護衣料である。以下、本発明を詳述する。
【０００６】
本発明の高度繊維層は、引張強度が２５ｃＮ／ｄｔｅｘ以上の繊維から構成されてなるが、引張強度が２５ｃＮ／ｄｔｅｘ未満の場合、十分な防護性を得るためには防護材が厚くなり、防護材自身が緩衝性を持つことにより、衝撃吸収材が不要となる。好ましくは引張強度が２７ｃＮ／ｄｔｅｘ以上のものが望ましい。本発明は、高強度繊維よりなる防護材を使用するしたことで軽量化肉薄化された高性能防護衣料について衝撃緩衝に有効な衝撃吸収材を組合わせたものである。
【０００７】
本発明では上記高強度繊維層に加え、衝撃吸収材として連続線状ランダムループ状のスプリング構造を持つ３次元網状弾性体を使用することを特徴とする。３次元網状弾性体はいかなる公知の方法で製造されたものを用いてもよいが、好ましくは熱可塑性樹脂からなる糸状を曲りくねらせ互いに接触して網状構造としたものを用いると、高い通気性と衝撃吸収効果を得ることができるため、本発明の目的を達成することが容易となる。さらに、３次元網状構造体がランダムループ状のスプリング構造を持つことによって面内に擬等方性的な物性が得られ、場所による緩衝効果の差が少ない衝撃吸収材を得ることができる。
【０００８】
また、本発明では３次元網状弾性体にポリエステル系エラストマーを使用するので環境温度が低い場合でも緩衝効果の低下の小さい衝撃吸収材を得ることができる。さらに本発明で使用される衝撃吸収材はＪＩＳ−Ｋ６４０１ ５．４で測定した厚み方向の硬さが５〜４０ｋｇｆであると好ましい、さらにより好ましくは１０〜２５ｋｇｆであるものを使用すると防護性能の低下を伴わずに本発明の目的とする緩衝効果を得ることができる。硬さが５ｋｇｆ未満の場合、十分衝撃を吸収するまえに変形が終り人体に衝撃が到達しやすく、緩衝効果が得られにくくなる。一方、硬さが４０ｋｇｆを超える場合、防護材の変形を拘束しすぎるために防護材の着用性能を低下させるため好ましくない。
【０００９】
本発明で使用する衝撃吸収材の圧縮方向の厚み寸法は好ましくは１５〜４０mm、より好ましくは１５〜３０mmの厚さであると緩衝効果と本発明の目的を達成するために適している。厚みが薄い場合は衝撃を吸収する前に人体に到達するため緩衝効果が得られない。逆に厚すぎる場合は緩衝効果は高いものの防護衣料全体としては非常に嵩高くなり、着心地、行動性が阻害される。
【００１０】
上述の３次元網状弾性体層は上記高強度繊維層の身体側に衝撃吸収材として配置する。勿論、本発明の防護衣料はこの２層構造に限定されるものではなく、例えば３次元網状弾性体層を高強度繊維層でサンドイッチ構造にしたり、２種以上の高強度繊維層を身体側に配置させたりしたものも排除するものではない。
３次元網状弾性体層と高強度繊維層は縫製により一体化してもよいが、布帛製の袋体に別個に封入し、積層状態を維持させる形態のものであっても良い。
【００１１】
本発明により、引張強度が２５ｃＮ／ｄｔｅｘ以上の高強度繊維よりなる防護材を使用した防護衣料の内層の少なくとも一部に連続線状ランダムループのスプリング構造にした３次元網状弾性体を衝撃吸収材として用いることにより、防護性能を向上させるだけでなく、着心地にも優れた快適な高性能防護衣料を提供することが可能となる。
【００１２】
【実施例】
防護性能評価は以下に方法え実施した。防護性能としては防弾性能を代表性能として比較した。評価試料は積層体目付が規定重量となるようにたてよこ３０ｃｍに切断した布帛を積層し防護素材とした。衝撃吸収材も同様にたてよこ３０ｃｍの大きさに切断し、四隅を防護素材と合わせて止め縫いし、それをナイロンタフタの袋体に詰めて試験試料を作成した。作成した試験試料を市販の模型用粘土（Ｒｏｍａ Ｐｌａｓｔｉｌｉｎａ Ｎｏ．１）の前面に密着して置き、試験規格はＭＩＬ−ＳＴＤ６６２Ｅ、試験弾はＭＩＬ−Ｐ−４６５９３Ａ記載の２２口径の模擬破片弾を用いて、ＶＰ５０ＢＬを測定した。ＶＰ５０ＢＬとはその素材に対して衝突体が貫通する確率が５０％と推定される衝突体の速度を推定したものである。
緩衝性能評価は以下の方法で実施した。防護性能評価と同様の手順で試験試料を作成し、市販の模型用粘土（Ｒｏｍａ Ｐｌａｓｔｉｌｉｎａ Ｎｏ．１）の前面に密着させて置き、ＭＩＬ−Ｐ−４６５９３Ａ記載の２２口径の模擬破片弾を３５０ｍ／秒の速度で衝突させた際に粘土に残ったくぼみの深さを測定し緩衝性能とした。
低温防護性能試験は以下の方法で実施した。−１５℃の冷蔵庫に試験用試料を２時間放置したのち直ちに上記防護性能評価方法にしたがって試験を実施した。着用性試験は以下の方法で実施した。５名の被験者に対して一般的な防弾チョッキの形状に製作した試料を着用して軽い運動を行い、ヒアリングを実施した。
【００１３】
以下に実施例をあげて、本発明を具体的に説明する。
表１に示す３種類の防護素材と表２に示す７種類の衝撃吸収材を組合わせて上述と同様の方法で試験試料を作成し評価を行った。試験の結果を表３に示す。
【００１４】
【表１】
【表２】
【表３】
【発明の効果】
本発明によると、防護性能を向上させるだけでなく、着心地にも優れた快適な高性能防護衣料を提供することを可能とした。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明で用いた３次元網状弾性体の１例を示す斜視図。
【図２】図２ 本発明の防弾衣料の１例を示す断面図。
【符号の説明】
１：衝撃吸収材、２：防護材料。
Claims (4)
- 引張強度が２５ｃＮ／ｄｔｅｘ以上の繊維からなる高強度繊維層と連続線状ランダムループのスプリング構造を呈するポリエステル系エラストマーから形成されてなる３次元網状弾性体層の圧縮方向の厚み寸法が１５〜３０ｍｍ、かつ３次元網状弾性体のＪＩＳ−Ｋ６４０１ ５．４で測定した厚み方向の硬さが１０〜２５ｋｇｆであることを特徴とする防護衣料。
- ３次元網状弾性体層が高強度繊維層の身体側に衝撃吸収材として配置されてなることを特徴とする請求項１記載の防護衣料。
- 高強度繊維層がＰＢＯ繊維または／および高強度ポリエチレン繊維からなることを特徴とする請求項１または２記載の防護衣料。
- 高強度繊維層と３次元網状弾性体層が袋体に封入されて積層されてなることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の防護衣料。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15836999A JP4590656B2 (ja) | 1999-06-04 | 1999-06-04 | 防護衣料 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15836999A JP4590656B2 (ja) | 1999-06-04 | 1999-06-04 | 防護衣料 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000346596A JP2000346596A (ja) | 2000-12-15 |
| JP4590656B2 true JP4590656B2 (ja) | 2010-12-01 |
Family
ID=15670199
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP15836999A Expired - Lifetime JP4590656B2 (ja) | 1999-06-04 | 1999-06-04 | 防護衣料 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP4590656B2 (ja) |
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| JPH0284421A (ja) * | 1988-06-04 | 1990-03-26 | Achilles Corp | 衝撃吸収性ポリウレタンフォーム及びその製造方法 |
| JPH0760861A (ja) * | 1993-08-24 | 1995-03-07 | Toyobo Co Ltd | 立体網状構造体 |
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| JPH09503852A (ja) * | 1993-10-15 | 1997-04-15 | ダブリュ．エル．ゴア アンド アソシエイツ，インコーポレイティド | 改良された身体防護カバーおよびその作成方法 |
| JPH10165557A (ja) * | 1996-12-16 | 1998-06-23 | Houkou Sangyo Kk | 緩衝性フェンス |
| JPH11118395A (ja) * | 1997-10-16 | 1999-04-30 | Yoshiro Kawashima | 防弾・防刃用エプロン |
-
1999
- 1999-06-04 JP JP15836999A patent/JP4590656B2/ja not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (12)
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|---|---|---|---|---|
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Also Published As
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|---|---|
| JP2000346596A (ja) | 2000-12-15 |
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