JP4653929B2 - 耐切断性布 - Google Patents

Description

【０００１】
発明の背景
発明の分野
本発明は、防護服の物品に使用されるべき耐切断性布に関する。その布は、防護だけでなく着心地の良さも与えるための独特のやり方で組み合わされた耐切断性合成繊維と金属繊維とによって、耐切断性である。
【０００２】
関連技術の説明
米国特許第５，２８７，６９０号、同第５，２４８，５４８号、同第４，４７０，２５１号、同第４，３８４，４４９号、および同第４，００４，２９５号はすべて、衣服の耐切断性物品に使用される布を製造するための金属繊維コアと高強度合成繊維ラッピングとを有する糸の使用について開示している。
【０００３】
発明の概要
本発明は、糸が少なくとも２つのストランド（ｓｔｒａｎｄ）を含み、束（ｂｕｎｄｌｅ）中のストランドの少なくとも１つが耐切断性ステープルファイバーのシース（ｓｈｅａｔｈ）と金属繊維コア（ｃｏｒｅ）とを具えたシース／コア構造を有し、および束中のストランドの少なくとも１つが耐切断性のアラミド繊維を有しかつ金属繊維のない、少なくとも１つの糸からなる少なくとも１つの束で製造された耐切断性布に関する。
【０００４】
発明の詳細な説明
耐切断性の布は、カバーおよび衣類などにおける防護にとって非常に重要である。例えば、耐切断性手袋は、長年の間、集中的な開発研究の主題であった。耐切断性と共に、布が高い耐久性および柔軟性を示すこと、ならびにそれらが着心地のよい手触りを有することがしばしば重要であるかまたは望ましい。本発明の布は、高度に耐切断性、耐久性、かつ柔軟性であり、そして非常に着心地がよくて有効な防護衣類をもたらすソフトさを有する。
【０００５】
本発明の布における耐切断性の１つの供給源はアラミド繊維である。布はまた、耐切断可能性を増す金属繊維をも含有する。もっぱら金属繊維から製造された布は、堅くて取扱いが困難であり、重い、着心地のよくない、耐摩耗切断性の衣類を生じる。しかしながら、本発明のやり方でアラミド繊維と組み合わされた金属繊維は、防護衣類用の耐切断性布を製造するのに使用することができ、その布は、耐切断性であるだけでなく、着心地がよくて非摩耗性である。非常に少量の金属繊維が布の耐切断性を驚くべき程増加させうることが分かった。
【０００６】
図について言及すると、図１は布パターンで示された、糸の束１を具えた本発明の布の図である。束１は同じであっても異なってもよい。布が編まれる場合、任意の適切な編物パターンが許容できる。耐切断性および着心地の良さは編みのきつさの影響を受け、きつさは任意の具体的要求に合うように調節することができる。耐切断性と着心地の良さとの非常に有効な組合せは、例えば、シングルジャージーおよびテリー編みパターンで確認されてきた。
【０００７】
図２は、本発明の布での使用のための、糸３および４を含む束１の図である。束１は、少なくとも１つの糸を含み、また６つほどの、またはそれより多い糸を有してもよい。３つの糸が一般に好ましい。束１中の糸は普通は撚られているが、撚りは必要ではない。
【０００８】
糸３は、束１における糸の例のように、アラミド繊維から単独で製造でき、その繊維は連続フィラメントでありうるし、またはそれらはステープルに紡糸することができる。糸３はもちろん、綿またはナイロンなどのような他の材料の幾つかの繊維を含むことができるが、その糸の耐切断性はかかる他の材料の存在によって減少するかもしれないことは認めなければならない。糸３は、連続フィラメントから製造されようとステープルファイバーから製造されようと、３００から２０００デシテックスの線密度を有し、個々のフィラメントすなわち繊維は０．５から７デシテックス、好ましくは１．５から３デシテックスの線密度を有する。糸３は少なくとも２つのストランドから構成される。
【０００９】
糸４は、束１における糸の１例のように、少なくとも１つの金属繊維コアを含むように製造することができる。金属繊維コアに加えて、糸４は、連続フィラメントとしてまたは紡糸されたステープルとしてのいずれかで、アラミド繊維のシースを有することができる。糸４のシースはまた、その他の材料のために低下した耐切断性が我慢できる程度まで、他の材料の幾つかの繊維を含むことができる。糸４は少なくとも２つのストランドから構成される。
【００１０】
図３は、糸４（図２）からのストランドの図である。ストランド５は、金属繊維コア６とアラミド繊維シース７とを含むいわゆるシース／コア構造を有する。金属繊維コア６は、特定の状況にとって必要とされるかまたは望まれるように、単一の金属繊維または幾つかの金属繊維でありうる。アラミド繊維シース７は、サービングされうる、包まれうる、または金属繊維コア６の周りに紡糸されうる。サービングされる場合、アラミド繊維は一般に連続フィラメントの形態であり、複数のそれは コアを覆うために、コアの軸にほぼ垂直な角度で金属繊維コア６の周りに１層またはそれより多い層で被着される。包まれる場合、アラミド繊維は一般に、リング精紡、ラップスピニング、エアジェットスピニング、オープンエンド精紡などのような公知の方法によって緩く紡糸されたステープルファイバーの形態であり、次に、コアを実質的に覆うのに十分な密度でコアの周りに巻き付けられる。紡糸される場合、アラミド繊維は、ＤＲＥＦスピニングまたはいわゆるＭｕｒａｔａジェットスピニングまたは別のコア−スピニング方法のような任意の適切なシース／コア−スピニング方法によって金属繊維コア６上に直接形成されたステープルファイバーである。
【００１１】
ストランド５のような、金属繊維コアを具えたストランドは一般に、１００から５０００デシテックスの全線密度を具えた１から５０重量パーセントの金属である。糸３におけるような、金属繊維コアなしのストランドは一般に、１００から５０００デシテックスの線密度を有する。ストランド中に存在するアラミド繊維は、連続フィラメントとしてであろうとステープルとしてであろうと、５から２５マイクロメートルの直径および０．５から７デシテックスの線密度を有する。スタープルアラミド繊維は長さが２から２０センチメートル、好ましくは４から６センチメートルであってもよい。
【００１２】
本発明の布において使用される束は、金属繊維なしのアラミド繊維からなる少なくとも１つのストランドと、アラミド繊維シースおよび金属繊維コアを具えたシース／コア構造を有する少なくとも１つのストランドとを含まなければならない。
【００１３】
本発明のアラミド繊維は一般にパラ−アラミド繊維である。パラ−アラミド繊維とは、パラ−アラミドポリマーから製造された繊維を意味し、ポリ（ｐ−フェニレンテレフタルアミド）（ＰＰＤ−Ｔ）が好ましいパラ−アラミドポリマーである。ＰＰＤ−Ｔとは、ｐ−フェニレンジアミンと塩化テレフタロイルとのモル対モル重合から生成するホモポリマーを、またｐ−フェニレンジアミンと共に少量の他のジアミンおよび塩化テレフタロイルと共に少量の他の二価酸塩化物の組込みから生成するコポリマーをも意味する。一般則として、他のジアミンおよび二価酸塩化物が重合反応を妨害する反応性基を持っていないことだけを条件として、ｐ−フェニレンジアミンまたは塩化テレフタロイルの約１０モルパーセントほどまでの量で、またはおそらくわずかにより高い量で、他のジアミンおよび他の二価酸塩化物を使用することができる。ＰＰＤ−Ｔはまた、他の芳香族ジアミンおよび、例えば、２，６−ナフタロイル塩化物またはクロロ−もしくはジクロロテレフタロイル塩化物のような他の芳香族二価酸塩化物の組込みから生成するコポリマーをも意味する。ただし、他の芳香族ジアミンおよび芳香族二価酸塩化物がパラ−アラミドの特性に悪影響を及ぼさない量で存在することだけを条件とする。
【００１４】
パラ−アラミドと共に添加物を繊維中に使用することができ、そして１０重量パーセントほどまでの他のポリマー材料をアラミドにブレンドできること、またはアラミドのジアミンの代わりに置換された１０重量パーセントほどの他のジアミンもしくはアラミドの二価酸塩化物の代わりに置換された１０重量パーセントほどの他の二価酸塩化物を有するコポリマーを使用できることが分かった。
【００１５】
ｐ−アラミド繊維は一般に毛細管を通してｐ−アラミドの溶液を凝固浴中へ押し出すことによって紡糸される。ポリ（ｐ−フェニレンテレフタルアミド）の場合には、溶液のための溶媒は一般に濃硫酸であり、押出しは一般に空隙を通した、冷たい水性の凝固浴中への押出しである。かかる方法は周知であり、本発明の一部を形成しない。
【００１６】
金属繊維とは、ステンレススチール、銅、アルミニウム、青銅などのような延性の金属から製造された繊維またはワイヤを意味する。ステンレススチールが好ましい金属である。金属繊維は一般に連続ワイヤである。金属繊維は直径が１０から１５０マイクロメートルであり、好ましくは直径が２５から７５マイクロメートルである。
【００１７】
ストランドは、金属繊維コアを含んでいようがいまいが、多少の撚りを有してもよい。糸もまた、多少の撚りを有するであろうし、糸の撚りは一般にストランドの撚りとは逆である。一般に、束には撚りがない。ストランドまたは糸のいずれにおいても、撚りは一般にセンチメートル当たり２から１０回転である。
【００１８】
本発明の布は耐切断性と着心地の良さとの間のバランスを提供する。アラミド繊維は本発明の布に第一の耐切断性を与えるが、しかしながら、全耐切断性および耐切断性の改善は金属繊維とアラミド繊維との組合せの結果である。耐切断性を増加させるために、追加の金属繊維を布に導入することができる。本発明における金属繊維とアラミド繊維との組合せの１つの驚くべき態様は、布を作るのに使用される束中のストランドのすべてに金属コアを有するたった１つのまたは２つのストランドの添加によって得られる耐切断性の増加に関する。束の６つのストランド中に、アラミド繊維シース／金属繊維コア構造の少なくとも１つのおよび４未満のストランドを有する布は、完全に、耐切断性および着心地の良さの特に有効な組合せを示す。
【００１９】
アラミド繊維は本発明の布に着心地の良さを提供する。また、着心地の良さの観点から、紡糸されたステープルアラミド繊維が好ましい。アラミド繊維は、外部作用との接触から金属繊維をおおい隠して防護するために、本発明の布に使用される。金属繊維は、布の束中に制限された濃度で存在することにより布中に分配され、そして金属繊維は、ストランドにおいて、束において、糸においてアラミド繊維で覆われることによって、他の材料と直接摩耗接触しないようにされている。
【００２０】
金属繊維が布の構造において使用されている糸の各束中のストランドの少なくとも１つに分配されているが、ストランドのすべてには分配されていない場合に、布の柔軟性が最も良く維持されることが分かった。さらに、アラミド繊維シース／金属繊維コア構造を有するストランドは、布を製造するために使用される束構造の一部である糸構造に含まれる場合に、金属繊維の暴露を効果的に防止する。かかる布構造の束中の金属繊維は、表面の外側でかき傷に暴露されない。
【００２１】
試験方法
耐切断性
使用される方法は「防護服に用いられる材料の耐切断性を測定するための標準試験方法（Ｓｔａｎｄａｒｄ Ｔｅｓｔ Ｍｅｔｈｏｄ ｆｏｒ Ｍｅａｓｕｒｉｎｇ Ｃｕｔ Ｒｅｓｉｓｔａｎｃｅ ｏｆ Ｍａｔｅｒｉａｌｓ Ｕｓｅｄ ｉｎ Ｐｒｏｔｅｃｔｉｖｅ Ｃｌｏｔｈｉｎｇ）」、ＡＳＴＭ標準Ｆ １７９０−９７である。試験の実施に際し、指定の力の下、マンドレル上に取り付けられたサンプルを横切って、１回、切断刃を引っ張る。幾つかの異なる力で、最初の接触から切断までに引っ張られた距離を記録し、切断までの距離の関数としての力についてグラフを作成する。そのグラフから、２５ミリメートルの距離での切断に対する力を求め、刃負荷の一貫性を確証するために標準化する。標準化された力を耐切断性力として報告する。
【００２２】
切断刃は、長さ７０ミリメートルの鋭い刃先を有するステンレススチールナイフ刃である。試験の開始時および終了時にネオプレン校正材料で４００ｇの荷重を用いて刃負荷を校正する。各切断試験に対して新しい切断刃を使用する。
【００２３】
サンプルは、たて糸およびよこ糸方向から４５度斜めに５０×１００ミリメートルに切断された長方形の布片である。
【００２４】
マンドレルは、半径３８ミリメートルの回転される導電性の棒であり、両面テープを用いてサンプルをマンドレルに取り付ける。マンドレル上の布を横切ってマンドレルの縦軸方向と直角に切断刃を引っ張る。切断刃がマンドレルと電気的接触をするとき、切断が記録される。
【００２５】
着心地の良さ
着心地の良さ試験は必然的に非常に主観的である。本発明に関連した着心地の良さについての試験において、試験すべき布のすべての５０×５０センチメートルサンプルをテーブル上に無秩序に置いた。試験処理者はサンプルのそれぞれを巧みに取り扱って、５が最も着心地がよい、１から５の着心地の良さ格付けでそれらを５つのグループに分けるよう求められた。１０名の試験処理者が布サンプルのすべてを格付けし、その格付けを平均して下の表に報告する。
【００２６】
実施例
コアが様々な直径を有するステンレススチールモノフィラメントである、様々なシース／コア糸を用いて布を編んだ。
【００２７】
アラミド組成物は、商品名Ｋｅｖｌａｒ（登録商標）ステープルアラミド繊維、Ｔｙｐｅ９７０でＥ．Ｉ．ｄｕ Ｐｏｎｔ ｄｅ Ｎｅｍｏｕｒｓ ａｎｄ Ｃｏｍｐａｎｙにより販売されている、長さ約３．８センチメートルで、フィラメント当たり１．６デシテックスのポリ（ｐ−フェニレンテレフタルアミド）であった。
【００２８】
短いステープルリングスパン糸を加工してカードスライバを作るのに使用される標準梳毛機を通してアラミド繊維を供給した。２パス圧伸成形（破砕機／仕上機圧伸成形）を用いてカードスライバを圧伸成形スライバに加工し、ロービング枠上で加工して１かせロービングを作った。ロービングを次に４つに分割し、１／４は４つのスチールコアのそれぞれと共に使用されることになる。
【００２９】
ロービングの２端をリング精紡し、加撚の直前にスチールコアを挿入することによって、シース−コアストランドを作製した。ロービングは約５９００デシテックス（１かせカウント）であった。これらの実施例において、最終ドラフトローラの直前で、２つの引っ張られたロービング端の間の中心にスチールコアを置いた。各成形品に対して３．２５撚り係数を用いて１０／１ｓ ｃｃストランドを作製した。
【００３０】
４つのステンレススチールコアを使用した。
１．３５マイクロメートルのスチールモノフィラメント
２．５０マイクロメートルのスチールモノフィラメント
３．７５マイクロメートルのスチールモノフィラメント
およびコアなしの全アラミド繊維を用いてストランドを作った。
【００３１】
上述の金属コアストランドおよび全アラミドストランドのそれぞれを用いて３つの異なる糸を作った。各スチールコアに対して、次の糸を作った。
【００３２】
糸Ａ １つのストランドはスチールコアを有し他はコアを持たない逆撚りで一緒に撚り合わされたフィラメントアラミド繊維当たり１．６デシテックスの２つの５９０デシテックスストランド。
【００３３】
糸Ｂ 両方のストランドがスチールコアを有する逆撚りで一緒に撚り合わされたフィラメントアラミド繊維当たり１．６デシテックスの２つの５９０デシテックスストランド。
【００３４】
糸Ｃ いずれのストランドもスチールコアを持たない逆撚りで一緒に撚り合わされたフィラメントアラミド繊維当たり１．６デシテックスの２つの５９０デシテックスストランド。
【００３５】
標準Ｓｈｅｉｍａ Ｓｅｉｋｉ手袋編機を用いて１０／２ｓ糸をサンプルに編んだ。長さ約１メートルの手袋本体を作製するために、後続の切断および摩耗試験実施用の布サンプルを提供するために、機械編み時間を調節した。
【００３６】
１０／２ｓの３端を手袋編機に供給して約０．６７ｋｇ／ｍ^２の布サンプルを生じさせることによって、サンプルを作った。
【００３７】
糸含量および試験結果と共に布サンプルを下の表に示す。
【００３８】
【表１】

【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の布の図である。
【図２】 本発明の布中の束の図である。
【図３】 耐切断性ステープルファイバーのシースと金属繊維コアとを具えたシース／コア構造を有する本発明の布中の束の中の糸の図である。

Claims (6)

1. 少なくとも１つの糸からなる少なくとも１つの束で製造された耐切断性布であって、前記糸が少なくとも２つのストランドを含み、前記束中の前記ストランドの少なくとも１つが耐切断性ステープルファイバーと金属繊維コアとを具えたシース／コア構造を有し、および前記束中の前記ストランドの少なくとも１つが耐切断性繊維を有しかつ金属繊維のないことを特徴とする布。
2. 前記束の少なくとも１つが３つの糸を有する、請求項１に記載の布。
3. 前記３つの糸が計６つのストランドを有し、そのうちの少なくとも１つおよび４未満が耐摩耗性ステープルファイバーのシースと金属繊維コアとを具えたシース／コア構造を有する、請求項２に記載の布。
4. 前記３つの糸が計６つのストランドを有し、そのうちの１つまたは２つのみが耐切断性ステープルファイバーと金属繊維コアとを具えたシース／コア構造を有する、請求項３の布。
5. 前記耐切断性ステープルファイバーがポリ（ｐ−フェニレンテレフタルアミド）である、請求項１に記載の布。
6. 前記束中のストランドの少なくとも１つおよび４未満が耐切断性ステープルファイバーと金属繊維コアとを具えたシース／コア構造を有する、請求項１に記載の布。

Images