JP4594095B2 - 切断抵抗性布地のための諸撚り糸 - Google Patents

Description

本発明は、切断抵抗性の諸撚り糸、および防護衣、特に消防士が使用する出動装備と呼ばれている衣服において有用なそのような糸から製造した布地に関するが、そのような布地や衣服は、工業用の用途でも使用され、作業者が、摩擦が多く機械的に過酷な環境に暴露され、火炎からの防御を必要とするような場所で用いられる。コート、カバーオール、ジャケットおよび／またはズボンを含むそれらの衣服は、火炎や熱からの防御を提供しうる。

米国において消防士が通常使用している出動装備は、それぞれ異なった機能を発揮する３層を含んでなるものがほとんどである。表面外装布（ｏｕｔｅｒ ｓｈｅｌｌ ｆａｂｒｉｃ）は通常、ポリ（メタ−フェニレンイソフタルアミド）（ＭＰＤ−Ｉ）またはポリ（パラ−フェニレンテレフタルアミド）（ＰＰＤ−Ｔ）のような耐燃性アラミド繊維、またはそれらの繊維とポリベンズイミダゾール（ＰＢＩ）のような耐燃性繊維とのブレンド物から製造されたものである。その表面外装布に隣接して防湿層があるが、防湿層としては通常、製織したＭＰＤ−Ｉ／ＰＰＤ−Ｔ基材の上にクロステック（Ｃｒｏｓｓｔｅｃｈ）（登録商標）ＰＴＦＥ膜をラミネートしたものか、または、繊維質ポリエステル／綿織布基材の上にネオプレンをラミネートしたものが挙げられる。防湿層に隣接して断熱ライナーがあるが、一般には耐熱性繊維バットを含んでなる。

この表面外装は、第一次の火炎防御の機能を果たすが、それに対して、断熱ライナー（ｔｈｅｒｍａｌ ｌｉｎｅｒ）と防湿層はヒートストレスからの防御を担う。

表面外装は一次防御のためのものであるので、この外装は耐久性があり、過酷な環境下で摩擦に耐え、引裂きまたは切断に対する抵抗性を有しているのが望ましい。本発明は、好適な耐燃性を有し、良好な引裂き、切断、摩擦特性を有する布地を提供する。

本来は防弾用織物としての、むき出しのスチール製のワイヤーやコードを使用した布地については、従来技術において多くの記述がある。たとえば、特許文献１（ブルゴア（Ｂｏｕｒｇｏｉｓ）ら）には、複数のスチールコードを撚り合わせたものを含んでなる保護織物が開示されている。特許文献２（バナッシェ（Ｖａｎａｓｓｃｈｅ）ら）には、保護テキスタイルに切断抵抗性または補強性を付与するために使用するスチール製要素を含んでなる布地が開示されている。そのスチール製要素は、単一のスチールワイヤー、非加撚のスチールワイヤーを束にしたもの、または加撚スチール繊維のコードのいずれかである。特許文献３（ソアー（Ｓｏａｒ））には、加撚マルチストランドケーブルから製造した保護材料が開示されていて、それは、１層もしくはそれ以上の層のケブラー（Ｋｅｖｌａｒ）（登録商標）に縫い合わされて一体の材料を形成していてもよい。大量のむき出しの金属ワイヤーを使用すると、加工上、および衣服としての感覚上（着心地や感触）の問題が起きるので、望ましいものではない。

特許文献４（ベッチャー（Ｂｅｔｔｃｈｅｒ））には、ステンレススチールワイヤーおよび高強度合成繊維たとえばアラミドのストランドのコアの周りに、複数の合成繊維糸、たとえばナイロンやアラミドを巻き付けることによって製造した切断抵抗性の糸と、その糸を織って作った安全衣服が開示されている。

特許文献５（ダンバー（Ｄｕｎｂａｒ）ら）には、２種の異種非金属繊維を含んでなる切断抵抗性の糸から製造した保護布地が開示されており、その少なくとも１つは、可撓性があって本来的に切断抵抗性を有しており、他のものは、硬度の尺度で３モースより高い硬度レベルを有するものである。

国際公開第９７２７７６９号パンフレット 国際公開第２００１８６０４６号パンフレット 英国特許第２３２４１００号明細書 米国特許第４，４７０，２５１号明細書 米国特許第５，１１９，５１２号明細書

スチールのような無機フィラメントは、布地に有用な切断抵抗性を与えることが可能ではあるものの、布地の中にそれらの無機フィラメントを組み込むことは、特にそのような無機フィラメントを他の連続有機フィラメント糸と組み合わせる場合は、簡単な問題ではない。連続有機フィラメントを含むマルチフィラメント糸は通常、もともとの撚りを有していて、その糸の抱合性（ｃｏｈｅｓｉｏｎ）を維持している。すでに撚られてある糸の中に無機フィラメントを単純に撚り合わせると、最終的な糸は極めて落ち着きがなく（ｌｉｖｅｌｙ）、すなわち、撚りがかかりすぎて、捩れてそれ自体を巻き覆うことになり、製織の途中で引っかかりが生じて、高品質の布地を製造することができない。さらに、無機フィラメントを、撚りが無いかまたは撚りの程度の低いマルチフィラメント糸と組み合わせた場合には、得られる糸が、織布にするのに充分な抱合性を持たなくなる。落ち着きのなさ（ｌｉｖｅｌｉｎｅｓｓ）の程度が低く、容易に製織して布地とすることが可能な、連続フィラメントのマルチフィラメント糸と連続無機フィラメントとの両方を含む加撚糸を得るための方法が必要とされている。

本発明は、良好な製織特性を有する切断抵抗性の諸撚り糸を製造するための方法に関し、（１）連続有機フィラメントを含んでなる第１のマルチフィラメント糸を備え、該第１の糸が第１の方向に０．５〜１０回／インチの撚りを有し、（２）１〜５本の連続無機フィラメントを含んでなる第２の糸を備え、そして（３）第１の糸と第２の糸とが互いの周りに、第１の糸の撚りの方向とは逆の第２の方向に２〜１５回／インチの諸撚りを加えて、諸撚り糸を形成する、ことを含んでなる。そのような糸は、±５回／インチの総括有効撚り（ｏｖｅｒａｌｌ ｅｆｆｅｃｔｉｖｅ ｔｗｉｓｔ）を有している。第１のマルチフィラメント糸は、少なくとも４グラム／デニール、好ましくは少なくとも２０グラム／デニールの引張強さを有している。さらに、第１の糸がアラミドフィラメントを含み、そして第２の糸の中の連続無機フィラメントがスチールフィラメントを含んでいるのが好ましい。

本発明はさらに、以下のものを含んでなる切断抵抗性の諸撚り糸に関する。ａ）連続有機フィラメントを含んでなる第１のマルチフィラメント糸であって、該第１の糸が第１の方向に０．５〜１０回／インチの撚りを有する糸と、ｂ）１〜５本の連続無機フィラメントを含んでなる第２の糸とを含んでなり、第１の糸と第２の糸とが互いの周りに、第１の糸の撚り方向とは逆の第２の方向に、２〜１５回／インチの諸撚りを加えられて、総括有効撚り±５回／インチを有する、切断抵抗性の諸撚り糸を提供する。第１のマルチフィラメント糸は、少なくとも４グラム／デニール、好ましくは少なくとも２０グラム／デニールの引張強さを有する糸である。さらに、第１の糸がアラミドフィラメントを含み、そして第２の糸がスチールフィラメントを含んでいるのが好ましい。

本発明はさらに、本体布地糸（ｂｏｄｙ ｆａｂｒｉｃ ｙａｒｎ）成分と切断抵抗性糸成分とを含んでなる糸成分とから製造される、防護衣において有用な織布を目的としており、その切断抵抗性糸成分は以下のものを含んでなる諸撚り糸を含んでなる。（１）連続有機フィラメントを含んでなる第１のマルチフィラメント糸と、（２）１〜５本の連続無機フィラメントを含んでなる第２の糸とを含み、該諸撚り糸は、±５回／インチの総括有効撚りを有する。本体布地糸成分および切断抵抗性糸成分は、少なくとも１種の糸を含んでなり、それぞれの糸成分が、直交糸成分を織り込むことによって、隣接する糸成分から区別される。切断抵抗性糸成分の第１の糸が、ポリ（ｐ−フェニレンテレフタルアミド）フィラメントを含んでなるのが好ましい。切断抵抗性糸成分の第１の糸が耐火性フィラメントを含んでいてもよく、また、その切断抵抗性糸成分の中に、耐火性フィラメントに加えてナイロン繊維を、切断抵抗性糸成分の２０重量％までの量で含んでいてもよい。本体布地成分が、耐火性繊維の糸を含んでなるのが好ましい。この本体布地糸成分糸には、耐火性繊維に加えてナイロン繊維を、本体布地糸成分の２０重量％までの量で含ませることもできる。

さらに本発明は、本体布地糸成分と、連続有機フィラメントを含んでなる第１のマルチフィラメント糸と１〜５本の連続無機フィラメントを含んでなる第２の糸とを含んでなる諸撚り糸とを含んでなる切断抵抗性糸成分とを含んでなる、糸成分から製造される、防護衣として有用な織布も目的としており、該諸撚り糸は、±５回／インチの総括有効撚りを有する。本体布地糸成分と切断抵抗性糸成分は、布地中で個々のたて糸とよこ糸に含まれてなり、直交するたて糸成分とよこ糸成分の５本〜９本ごとに１本は切断抵抗性糸成分である。この織布のまた別な実施態様においては、切断抵抗性糸成分がたて糸成分またはよこ糸成分のいずれかだけに存在し、両方に存在することはない。

本発明はさらに、防護衣として有用な織布を製造するための方法も目的としており、本体布地糸成分から布地を製織する工程と、織物組織の中に、たて糸およびよこ糸成分の５本〜９本ごとに、連続有機フィラメントを含んでなる第１のマルチフィラメント糸と、１〜５本の連続無機フィラメントを含んでなる第２の糸とを含んでなる諸撚り糸を含んでなる１本の切断抵抗性糸成分を挿入する工程とを含んでなり、該諸撚り糸は、±５回／インチの総括有効撚りを有する。

本発明のまた別な実施態様では、たて糸成分とよこ糸成分から製造された防護衣として有用な織布を製造するための方法を目的としていて、本体布地糸成分から布地を製織し、織物組織の中に、たて糸および／またはよこ糸成分の５本〜９本ごとに１本の切断抵抗性糸成分を挿入して、切断抵抗性糸成分の配列を形成する、ことを含んでなり、それぞれの成分が、連続有機フィラメントを含んでなる第１のマルチフィラメント糸と、１〜５本の連続無機フィラメントを含んでなる第２の糸とを含んでなる諸撚り糸を含んでなり、該諸撚り糸は第２の方向に±５回／インチの総括有効撚りを有する。

本発明は、切断抵抗性の諸撚り糸、諸撚り糸を製造するための方法、切断抵抗性成分としての諸撚り糸を含む布地、および切断抵抗性成分としての諸撚り糸を含む布地を製造するための方法に関する。

諸撚り糸または撚り糸は、２種の異なった糸を合わせて、通常は撚糸機を使用して、撚りを加えることにより製造される糸である。諸撚り糸は当業者には周知のもので、単純な方法で互いに撚りを加えたもので、諸撚り糸が別々な糸からできていることは一目でわかる。１種の糸を他の糸の周りに供給することによって、１種の糸を別の糸に完全に巻き付ける、あるいは巻き覆うことにより製造した糸に比較して、諸撚り糸は一般に、より可撓性があり、したがって衣料品用途にはより望ましい。それらの巻き覆うタイプの糸は、シース／コア構造を有していて、撚り糸ではない。

連続有機フィラメントから製造されたマルチフィラメント糸に、ほんの数本の無機フィラメントを添加することによって、切断抵抗性を改良することが可能である。事実、たった１本の金属フィラメントを加えるだけでも、そのような糸から作った布地の切断抵抗性を実質的に上昇させることができる。しかしながら、有機マルチフィラメントの中にそのような糸を可能な限り多く組み込んで、糸の抱合性を高め、無機強化糸を、あたかも無機フィラメントまたは金属フィラメントが存在しないかのように製織装置内で加工することができれば、望ましい。

典型的には、連続フィラメント糸に撚りを加えることによって、抱合性を与える。しかしながら、ほんの数本のフィラメントを有する無機フィラメント糸と、多くのフィラメントを有するより本数の多いマルチフィラメント糸とを組み合わせようとすると、いくつか特有の問題が生じる。より本数の多いマルチフィラメント糸は、抱合性を得るために既にあるレベルの撚りが与えられている。本数の少ない無機フィラメント糸をその本数の多いマルチフィラメント糸に組み合わせようとすると、そのマルチフィラメント糸に、さらなる撚りが加わる。その結果、最終的な糸には受容できないレベルの撚りが加わって、そのような糸は、あまりにも落ち着きがなくて（ｌｉｖｅｌｙ）、効果的に布地に織ることが不可能となる。すなわち、そのような糸は撚りが強すぎて、その糸の両端を最小限の張力で保持したとすると、糸が捩れてそれ自体を巻き覆って結び目ができてしまう。それらと同じ結び目が、加工装置の中で生成して引っかかってしまう可能性がある。

本発明の諸撚り糸には、第１の方向に０．５〜１０回／インチの撚りを有する、連続有機フィラメントの第１のマルチフィラメント糸を含む。この諸撚り糸には、それに加えて、１〜５本の連続無機フィラメントを含んでなる第２の糸を含む。この第１の糸と第２の糸とを合わせて、第２の方向に、２〜１５回／インチの諸撚りを加えるが、この第２の方向は、第１の糸における撚りとは逆向きのもので、諸撚り糸に、±５回／インチの範囲の有効撚りレベルを与える。「有効撚りレベル（ｅｆｆｅｃｔｉｖｅ ｔｗｉｓｔ ｌｅｖｅｌ）」という用語は、マルチフィラメントの撚り方向をマイナス、諸撚りの方向をプラスとして、回／インチの代数和を意味している。たとえば、マルチフィラメント糸がある方向に５回／インチの撚りレベルを有しており、諸撚りレベルがその反対方向に７回／インチであれば、その有効撚りレベルは、−５＋７＝２回／インチである。マルチフィラメント糸の撚りレベルが４回／インチで、諸撚りレベルが反対方向に２回／インチであるならば、その有効撚りレベルは、−４＋２＝−２回／インチである。

有効撚りレベルが−２から２までの間とするのが望ましく、また、有効撚りレベルが正となるのが好ましい。プラスの有効撚りレベルにすると、諸撚りの際のマルチフィラメント連続フィラメント糸の部分的な解撚があるために、本数の少ない無機糸のより本数の多いマルチフィラメント糸への抱合性と一体化が、向上すると考えられる。

このマルチフィラメント連続フィラメント糸は、少なくとも４グラム／デニールの引張強さを有しているべきであり、その糸が耐火性のあるフィラメントを含んでいるのが好ましい。好適な耐火性フィラメントの例としては、たとえばポリ（パラ−フェニレンテレフタルアミド）（ＰＰＤ−Ｔ）、ポリ（メタ−フェニレンイソフタルアミド）（ＭＰＤ−Ｉ）のようなアラミド、およびその他の高強度ポリマー、たとえばポリ−フェニレンベンゾビスオキサゾール（ＰＢＯ）、および／またはそれら繊維のブレンド物または混合物からのフィラメントが挙げられる。少なくとも２０グラム／デニールの引張強さを有するマルチフィラメント連続糸が好ましく、好適な高強度切断抵抗性フィラメントはＰＰＤ−Ｔから製造したものである。マルチフィラメント糸には他の材料を含んでいてもよいが、ただし、他の材料を加えることによって低下する切断抵抗性が許容できる範囲内とする。たとえば、マルチフィラメント糸に、切断抵抗性フィラメントと組合せるかまたはそれに加えて、耐摩耗性を改良する目的で、２０重量パーセントまでのナイロンフィラメントを用いてもよい。

このマルチフィラメント連続フィラメント糸は、２００〜１０００デニールの範囲のデニールを有しているのが好ましく、また、無機フィラメントと諸撚りさせた後では、その切断抵抗性の諸撚り糸が、３２０〜１４００デニールのデニールを有しているのが好ましい。連続有機マルチフィラメント糸は、１〜５本の連続無機フィラメントを含む糸と共に諸撚りを加える。本発明において有用な無機フィラメントとしては、ガラスフィラメントまたは金属または金属合金から製造したフィラメントを挙げることができる。好適な連続無機フィラメント糸は、ステンレススチール製の単一金属フィラメントである。「金属フィラメント」という用語は、延性のある金属、たとえばステンレススチール、銅、アルミニウム、青銅などから製造した、フィラメントまたはワイヤーを意味する。金属フィラメントは一般に連続ワイヤーで、その直径が１０〜１５０マイクロメートル、好ましくは直径が２５〜７５マイクロメートルである。好適な無機フィラメントは、直径３５マイクロメートル（１．５ミル）のステンレススチールフィラメントである。好適な諸撚り糸は、「Ｓ」方向に２回／インチの撚りを有する６００デニールのＰＰＤ−Ｔ連続フィラメント糸に、１本の直径３５マイクロメートル（１．５ミル）のステンレススチールフィラメントを含む連続金属フィラメント糸を組み合わせることにより構成し、その２本の糸を、「Ｚ」方向に４回／インチの諸撚りを加えて、有効撚りレベルが２である諸撚り糸としたものである。

図１は、本発明の諸撚り糸１を示している。この諸撚り糸は、第１の方向の方向に撚られた、フィラメント３を有する第１のマルチフィラメント連続フィラメント糸２から出来ている。このマルチフィラメント糸に、１〜５本の連続無機フィラメントを含んでなる第２の糸を加えて逆の方向に撚りを加える。この図に示しているものは、１本の連続無機フィラメント４である。

本発明の諸撚り糸を用いて製造した布地は、従来技術の布地に比べて改良された切断抵抗性と改良された引裂き抵抗性を兼ね備えており、好ましいことには、改良された耐摩耗性を有している。この布地は、布地を織るための公知の機械を用いて製織され、各種のタイプの防護衣や衣服に組み込むことができる。それらの布地は典型的には、重さが４〜１２オンス／平方ヤードの範囲であって、どのような直交織にしてもよいが、平織および２×１綾織が好ましい織物組織である。

本発明は、２つのタイプの糸成分、すなわち本体布地糸成分と、その中に切断抵抗性の諸撚り糸を組み込んだ切断抵抗性糸成分を含んでなる。本体糸成分は、糸であっても、撚り糸であっても、あるいは、糸の組合せまたは撚り糸の組合せであってもよい。切断抵抗性糸成分には、諸撚り糸に加えて、その他の糸、撚り糸、糸の組合せ、または撚り糸の組合せが含まれていてもよい。一般に、織布の１つの方向に並んでいる糸成分のそれぞれは、同じ方向で隣り合っている糸成分とは、直交糸成分を交織させることによって、区別される。たとえば、平織の場合、たて糸成分とよこ糸成分を交互に織り込み、たて糸成分がよこ糸成分の上と下に通っていて、１本１本のよこ糸成分を明確にしているので、それぞれを隣接するよこ糸成分から区別することができる。同様にして、隣接するたて糸成分もよこ糸との交織の方向が交互になっていて；すなわち、第１のたて糸成分が１本のよこ糸成分の上を通ると、それに隣接する第２のたて糸成分は、その同一のよこ糸成分の下を通る。このような交互に織り込むことを布地全体で繰り返して、古典的な平織構造が作られる。したがって、よこ糸成分もまた、それぞれのたて糸成分を隣接するたて糸成分から明確に識別している。綾織においては、たて糸成分とよこ糸成分の関係は同様に説明されるが、ただし、たて糸成分とよこ糸成分が実際に交織する割合が減っている。２×１綾織においては、その織物組織のオフセット斜行交織構造は、１本のたて糸成分が２本以上のよこ糸成分の上を通り、布地の中で周期的に他のたて糸成分に直接並ぶ位置にある。しかしながら、たて糸成分とよこ糸成分はそれでもなお、それらが布地の中でオフセットまたは斜行していても、互いに明確に識別され、それらの糸成分は、検査をすれば明確に区別することができる。

典型的には、この布地の主要部分は、本体布地糸成分からできていて、それらの成分は通常、耐火性繊維を含む糸を含んでなる。本明細書で使用するとき、「耐火性繊維」という用語は、炭素と水素を共に含み、また酸素や窒素などその他の元素を含んでいてもよく、そのＬＯＩが２５以上であるようなポリマーのステープルまたはフィラメント繊維を意味する。好適な耐火性繊維の例を挙げれば、ポリ（メタ−フェニレンイソフタルアミド）（ＭＰＤ−Ｉ）、ポリ（パラ−フェニレンテレフタルアミド）（ＰＰＤ−Ｔ）、ポリベンズイミダゾール（ＰＢＩ）、ポリ−フェニレンベンゾビスオキサゾール（ＰＢＯ）、および／またはそれらの繊維のブレンド物または混合物などがある。耐摩耗性を改良するために、本体布地糸成分には、耐火性繊維に加えて、２０重量パーセントまでの、好ましくは１０重量パーセント未満のナイロン繊維を含んでいてもよい。本体布地糸成分は、６０重量パーセントのＰＰＤ−Ｔ繊維と４０重量パーセントのＰＢＩ繊維とを含むステープル糸であれば、好ましい。本体布地糸成分の好ましい形態とサイズは、１６／２から２１／２の範囲の綿番手を有する上記の組成物の撚り糸である。

この布地の切断抵抗性糸成分は、布地に対して切断抵抗性と引裂き強さの両方を与えるのに有用である。切断抵抗性糸成分には、１〜５本の連続無機フィラメントを含んでなる第２の糸と共に撚りを加えた、第１の方向への撚りを有する連続有機フィラメントの第１のマルチフィラメント糸を含んでなる、少なくとも１種の切断抵抗性の諸撚り糸を含む。この第１および第２の糸を合わせて、第１の方向とは逆向きの第２の方向に撚りを加える。この切断抵抗性糸成分には、耐火性のフィラメントが含まれているのが好ましい。好適な耐火性フィラメントの例としては、たとえばポリ（パラ−フェニレンテレフタルアミド）（ＰＰＤ−Ｔ）、ポリ（メタ−フェニレンイソフタルアミド）（ＭＰＤ−Ｉ）のようなアラミド、およびその他の高強度ポリマー、たとえばポリ−フェニレンベンゾビスオキサゾール（ＰＢＯ）、および／またはそれら繊維のブレンド物または混合物からのフィラメントが挙げられる。耐火性で切断抵抗性のある繊維としてはＰＰＤ−Ｔ繊維が好ましい。その糸には他の材料の何種かの繊維を含んでいてもよいが、ただし、他の材料を加えることによって低下する切断抵抗性が許容できる範囲内とする。切断抵抗性糸成分にはさらに、耐摩耗性を改良するために、マルチフィラメント連続フィラメント糸に組み込むかまたは独立した構成要素として撚り糸の中に、１０重量パーセントまで、多くても２０重量パーセントのナイロン繊維を含んでいてもよい。

この切断抵抗性糸成分の全体のデニールは、３２０デニール〜１４００デニールの範囲であってよく、そして、この切断抵抗性糸成分に使用するのに適した連続有機マルチフィラメント糸のデニールは、２００〜１０００デニールとすることができる。連続有機マルチフィラメント糸は、１〜５本の連続無機フィラメントを含む糸と共に諸撚りを加える。本発明において有用な無機フィラメントとしては、ガラスフィラメントまたは金属または金属合金から製造したフィラメントを挙げることができる。好適な連続無機フィラメント糸は、ステンレススチール製の単一金属フィラメントである。「金属フィラメント」という用語は、延性のある金属、たとえばステンレススチール、銅、アルミニウム、青銅などから製造した、フィラメントまたはワイヤーを意味する。金属フィラメントは一般に連続ワイヤーで、その直径が１０〜１５０マイクロメートル、好ましくは直径が２５〜７５マイクロメートルである。

図２は、直交するたて糸成分と交織させることによって分離させた、何本かの可能性のあるよこ糸成分を、極めて単純化して表したものである（糸の中のフィラメントの直径は、説明のために拡大表示してあって、縮尺通りになっていない）。たとえば、２本の撚りをかけたステープル糸を集積して作った、本体布地糸成分５が、たて糸成分７との交織によって、他の本体糸成分や切断抵抗性糸成分６などからは分離されているように示されている。切断抵抗性糸成分６は、異なった種類の糸の好適な組合せ、すなわち、マルチフィラメント連続有機フィラメント８と、1本のステンレススチールフィラメント９を含む無機フィラメント糸との諸撚り糸として示されている。本体布地糸成分５は、単一の糸の組合せおよび／または撚り糸で作られていてもよい。たて糸方向にも、同様のタイプの糸成分を存在させることができるし、好ましくは存在させる。

本発明の織布は典型的には、本体布地糸成分が主体となっていて、切断抵抗性糸成分は、その布地の目的とする用途においてその布地に必要な性能を与えるに充分な量に限定して用いる。切断抵抗性糸成分は、たて糸方向およびよこ糸方向の両方に入れるのが望ましい。さらに、たて糸方向およびよこ糸方向の両方で、布地全体に切断抵抗性糸成分を均等に分布させて、切断抵抗性糸成分によって付与される耐久性が布地全体に均等に分布されるようにするのが望ましい。さらに、最も有用な布地が形成されるのは、切断抵抗性糸成分を布地中に、布地中で直交するたて糸成分とよこ糸成分の５〜９本ごとに分布させる、好ましくはたて糸成分とよこ糸成分の７本ごとに1本のの間隔で存在させる場合である、と考えられる。図３は、本発明の布地の１つの実施態様を示したもので、この図におけるたて糸成分とよこ糸成分は、説明のために幅広く分け、単純化して画かれている。切断抵抗性糸成分１０は、たて糸とよこ糸の両方にあり、布地成分８本ごとに存在している。本体布地糸成分１１が、たて糸とよこ糸の両方で、切断抵抗性糸成分の間に示されている。

本発明はさらに、本体布地糸成分からの布地を製織すること、および織物組織の中で、たて糸成分およびよこ糸成分の５〜９本ごとに1本の本発明の切断抵抗性の諸撚り糸を含んでなる切断抵抗性糸成分を挿入することを含んでなる、切断抵抗性織布を製造するための方法も目的としている。

本発明のまた別な実施態様においては、本発明の織布を、本体布地糸成分と切断抵抗性糸成分とから作るが、ここで、その切断抵抗性糸成分が、布地のたて糸だけまたはよこ糸だけに存在し、その布地の中で、それら切断抵抗性成分が平行な配列を形成している。図４にこのタイプの布地を示す。切断抵抗性糸成分１０は、たて糸方向だけにある図となっていて、その他のたて糸はすべて本体布地糸成分１１である。よこ糸方向として示されている糸成分はすべて、本体布地糸成分１１である。

本発明の布地は、防護衣、特に消防士にとって有用な出動装備と呼ばれる衣服において有用であり、それらに組み込むことができる。それらの衣服は、工業用の用途でも使用され、作業者が、摩擦が多く機械的に過酷な環境に暴露され、火炎からの防御を必要とするような場所で用いられる。それらの衣服としては、火炎や熱からの防御が必要な場所における、コート、カバーオール、ジャケット、ズボン、腕カバー、エプロン、およびその他衣料品などの形が含まれる。

試験方法
耐熱保護性能試験（ＴＰＰ）
熱および火炎に対する布地の予測保護性能は、「サーマル・プロテクティブ・パフォーマンス・テスト（Ｔｈｅｒｍａｌ Ｐｒｏｔｅｃｔｉｖｅ Ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ Ｔｅｓｔ）」ＮＦＰＡ２１１２を用いて測定した。火炎を所定の熱流束（典型的には８４ｋＷ／ｍ^２）として、水平位置に保持した布地片に直接あてた。この試験は、熱源から試験片を通過して移動する熱エネルギーを測定するもので、銅スラッグ熱量計を使用し、布地と熱源の間には空間を置かない。この試験の終点は、予想される２度の皮膚火傷（ｓｅｃｏｎｄ−ｄｅｇｒｅｅ ｓｋｉｎ ｂｕｒｎ ｉｎｊｕｒｙ）に達するのに必要な時間で決めるが、それには、ストール（Ｓｔｏｌｌ）およびキアンタ（Ｃｈｉａｎｔａ）により開発された、簡略モデルを使用した（「トランザクションズ・ニュー・ヨーク・アカデミー・サイエンス（Ｔｒａｎｓａｃｔｉｏｎｓ Ｎｅｗ Ｙｏｒｋ Ａｃａｄｅｍｙ Ｓｃｉｅｎｃｅ）」、１９７１年、第３３巻、ｐ．６４９〜６７０）。この試験において試験片に与える数値は、ＴＰＰ値と名付けるものであるが、終点に達するまでに必要な全熱エネルギーであるか、または、予想される火傷に達するまでの直接熱源への暴露時間に、投入した熱流束をかけ算したものである。ＴＰＰ値が高いほど、断熱性能が高いことを示す。３層からなる試験用サンプルとしては、表面外装布（本発明）、防湿層および断熱ライナーからなるものを調製した。その防湿層は、クロステック（Ｃｒｏｓｓｔｅｃｈ）（登録商標）を２．７ｏｚ／ｙｄ^２（９２グラム／平方メートル）のノーメックス（Ｎｏｍｅｘ）（登録商標）／ケブラー（Ｋｅｖｌａｒ）（登録商標）繊維基材に貼り付けたものであり、その断熱ライナーは、３層スパンレース化した１．５ｏｚ／ｙｄ^２（５１グラム／平方メートル）のシートを３．２ｏｚ／ｙｄ^２（１０８グラム／平方メートル）のノーメックス（Ｎｏｍｅｘ）（登録商標）ステープル繊維スクリムにキルティング加工したものであった。

耐摩耗性試験
耐摩耗性は、ＡＳＴＭ試験法Ｄ３８８４−８０に従い、Ｈ−１８ホイール、荷重５００ｇのテーバー（Ｔａｂｅｒ）摩耗試験機（１４１２０ニューヨーク州ノース・トナワンダ・ブライアント・ストリート４５５（４５５ Ｂｒｙａｎｔ Ｓｔ．，Ｎｏｒｔｈ Ｔｏｎａｗａｎｄａ，Ｎ．Ｙ．，１４１２０）のテレダイン・テーバー（Ｔｅｌｅｄｙｎｅ Ｔａｂｅｒ）から入手可能）を用いて測定した。テーバー耐摩耗性は、破損にいたるまでの回転数として報告する。

切断抵抗性試験
切断抵抗性は、「スタンダード・テスト・メソッド・フォア・メジャリング・カット・レジスタンス・オブ・マテリアルズ・ユーズド・イン・プロテクティブ・クロージング（Ｓｔａｎｄａｒｄ Ｔｅｓｔ Ｍｅｔｈｏｄ ｆｏｒ Ｍｅａｓｕｒｉｎｇ Ｃｕｔ Ｒｅｓｉｓｔａｎｃｅ ｏｆ Ｍａｔｅｒｉａｌｓ Ｕｓｅｄ ｉｎ Ｐｒｏｔｅｃｔｉｖｅ Ｃｌｏｔｈｉｎｇ）」、ＡＳＴＭ標準Ｆ１７９０−９７を用いて測定した。この試験を実施する場合、マンドレル上に貼り付けた試験片の上で、切断エッジに所定の力をかけて、１度だけ引いた。数種類の異なった力を用いた試験で、最初の接触点から切断される点までの距離を記録し、切断までの距離の関数としての力についてのグラフを作る。そのグラフから、２５ミリメートルの距離で切断するのに必要な力を求め、ブレード材料（ｂｌａｄｅ ｓｕｐｐｌｙ）の一致性を有効とするために正規化した。その正規化した力を、切断抵抗力として記録した。その切断エッジは、長さ７０ミリメートルの鋭い刃を持つステンレススチール製ナイフブレードであった。ブレード材料は、試験の最初と最後にネオプレン製の較正用材料に４００ｇの荷重をかけて使用することにより、較正した。切断試験ごとに新しい切断エッジを使用した。試験片は、たて糸方向およびよこ糸方向から４５度傾けて切り出した、５０×１００ミリメートルの長方形の布地片であった。マンドレルは、半径３８ミリメートルの導電性の丸棒で、試験片はそれに両面テープを用いて貼り付けた。切断エッジをマンドレル上の布地にあてて、マンドレルの軸線に直角の方向に引いた。切断エッジがマンドレルと電気的な接触をしたところで、切断が起きたものとして記録した。

引裂き強さ試験
引裂き強さの測定は、ＡＳＴＭ Ｄ５５８７−９６に準拠した。この試験方法では、定速伸長形（ＣＲＥ）タイプの記録式引張試験機を使用したトラペゾイド法により、織物の引裂き強さを測定する。引裂き強さを、この試験方法で測定するには、試験にかける前に切れ目を入れておく必要がある。試験片の、台形の最も短い辺の中央に切れ目を入れてから、引裂き試験を開始した。切れ目を入れた台形の平行ではない辺を、引張試験機の平行なクランプに取り付けた。クランプの間隔を連続的に広げていって、試験片を横切って裂目が広がっていくように、力をかけた。同時に、発生した力を記録した。引裂きを続けるために必要な力を、自動記録レコーダー、またはコンピュータのデータ集積システムから計算した。トラペゾイド引裂き強さでは、２種類の計算結果、すなわち単一のピーク力と、５つの最高ピーク力の平均値、が得られた。本特許の実施例では、単一ピーク力を使用する。

グラブ法強さ試験
グラブ法強さ試験測定は、布地またはその他のシート材料の破壊強さと伸びを測定するもので、ＡＳＴＭ Ｄ５０３４に準拠した。１００ｍｍ（４．０インチ）幅の試験片を、引張試験機のクランプの中央に取り付け、試験片が破壊するまで力を加えていく。破壊されたときの試験片の力と伸びの値を、試験機の目盛または試験機に取り付けてあるコンピュータインターフェースから求める。

この実施例は、本発明の諸撚り糸と布地について説明するためのものである。

切断抵抗性ＰＰＤ−Ｔマルチフィラメント糸とステンレススチールワイヤー糸を含んでなる諸撚り糸を用いて、切断抵抗性糸成分を製造した。そのＰＰＤ−Ｔフィラメント繊維は、６００デニールのケブラー（Ｋｅｖｌａｒ）（登録商標）繊維（１．５ｄｐｆ）（イー・アイ・デュポン・ドゥ・ヌムール・アンド・カンパニー，インコーポレーテッド（Ｅ．Ｉ． Ｄｕｐｏｎｔ ｄｅ Ｎｅｍｏｕｒｓ ＆ Ｃｏ．，Ｉｎｃ．）から入手可能）であった。そのステンレススチールワイヤー糸は、１本の直径３５マイクロメートル（１．５ミル）のステンレススチールフィラメントを含んでなるものであった。ＰＰＤ−Ｔマルチフィラメント糸に撚糸機を用いて、「Ｓ」撚り方向に２回／インチの第１の撚りを加えた。次いで、この加撚ＰＰＤ−Ｔマルチフィラメント糸とステンレススチールワイヤーとを撚糸機に通して合わせて、「Ｚ」撚りの方向に４回／インチの撚りをかけた。そうすることによって、得られる糸は、スチールワイヤーとフィラメント繊維の間で、次の加工工程にかけるのに充分な抱合性が得られたが、有効な撚りレベル２回／インチに過ぎなかった。この糸は、それに続くすべての製織工程で問題なく加工できた。

本体糸成分は、ＰＰＤ−Ｔ（ケブラー（Ｋｅｖｌａｒ）（登録商標））とＰＢＩ繊維（１．５ｄｐｆ、５１ｍｍ（２インチ））を６０／４０のブレンド比で含む市販のリング製紡ステープル糸（ノースカロライナ州マカデンビル、メイン・ストリート１００（１００ Ｍａｉｎ Ｓｔｒｅｅｔ，ＭｃＡｎｄｅｎｖｉｌｌｅ，ＮＣ）のファー・ヤーンズ・インコーポレーテッド（Ｐｈａｒｒ Ｙａｒｎｓ，Ｉｎｃ．）から入手）を用いて製造した。２／１綾織布地を製造した。この布地の構成は、順に、ケブラー（Ｋｅｖｌａｒ）（登録商標）／ＰＢＩ糸の５本の本体布地糸成分、次いでケブラー（Ｋｅｖｌａｒ）（登録商標）フィラメント／スチールワイヤーの諸撚り糸の１本の切断抵抗性糸成分とした。布地の中でたて糸方向、よこ糸方向共に、この配列を繰り返した。

表１に見られるように、最終的に得られた布地は、高強度（引裂き試験およびグラブ法強さ試験の両方において）と、一段と高い切断抵抗性を示した。

連続有機フィラメントの加撚マルチフィラメント糸と、単一の無機フィラメントからなる糸とから製造した諸撚り糸を示した図である。 本発明の布地において、直交するたて糸成分を織り込むことによって分離されている、よこ糸方向に可能な糸成分のいくつかを示した図である。 本発明の布地の１つの実施態様を示した図である。 本発明の布地の別な実施態様を示した図である。

Claims (4)

1. ａ）本体布地糸成分と
   ｂ）連続有機フィラメントを含んでなる第１のマルチフィラメント糸と、１〜５本の連続無機フィラメントを含んでなる第２の糸とを含んでなる諸撚り糸を含んでなる切断抵抗性糸成分とを含んでなり、該諸撚り糸はプラスの総括有効撚りを有していて、
   本体布地糸成分と切断抵抗性糸成分は、布地中の個々のたて糸とよこ糸とを含んでなり、そして
   直交するたて糸および／またはよこ糸成分の５〜９本ごとに１本は切断抵抗性糸成分である、
   糸成分から製造される、防護衣として有用な織布。
2. ａ）本体布地糸成分から布地を製織し、そして
   ｂ）織物組織中に、たて糸成分およびよこ糸成分の５〜９本ごとに、連続有機フィラメントを含んでなる第１のマルチフィラメント糸と、１〜５本の連続無機フィラメントを含んでなる第２の糸とを含んでなる諸撚り糸を含んでなる１本の切断抵抗性糸成分を挿入する、ことを含んでなり、
   該諸撚り糸はプラスの総括有効撚りを有する、たて糸成分およびよこ糸成分から製造される、防護衣として有用な織布を製造する方法。
3. ａ）本体布地糸成分から布地を製織し、そして
   ｂ）織物組織中に、たて糸成分またはよこ糸成分の５〜９本ごとに１本の切断抵抗性糸成分を挿入して、切断抵抗性糸成分の配列を形成する、ことを含んでなり、
   それぞれの成分が、連続有機フィラメントを含んでなる第１のマルチフィラメント糸と、１〜５本の連続無機フィラメントを含んでなる第２の糸とを含んでなる諸撚り糸を含んでなり、そして該諸撚り糸はプラスの総括有効撚りを有する、
   たて糸成分とよこ糸成分から製造される、防護衣として有用な織布を製造する方法。
4. ａ）少なくとも４グラム／デニールの引張強さを有し、連続有機フィラメントを含んでなる第１のマルチフィラメント糸であって、第１の方向に０．５〜１０回／インチの撚りを有する第１のマルチフィラメント糸と、
   ｂ）１〜５本の連続無機フィラメントを含んでなる第２の糸と、
   ｃ）第１の糸の撚りの方向とは逆の第２の方向に２〜１５回／インチの諸撚りを互いの周りに加えられている第１の糸と第２の糸とを含んでなる、切断抵抗性の諸撚り糸を含む消防士用の衣服であって、該切断抵抗性の諸撚りは±５回／インチの総括有効撚りを有する、消防士用の衣服。

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