JP5390347B2

JP5390347B2 - 軽量耐熱防護服

Info

Publication number: JP5390347B2
Application number: JP2009264034A
Authority: JP
Inventors: 典子和田
Original assignee: Teijin Ltd
Current assignee: Teijin Ltd
Priority date: 2009-11-19
Filing date: 2009-11-19
Publication date: 2014-01-15
Anticipated expiration: 2029-11-19
Also published as: JP2011106069A

Description

本発明は、耐熱性防護服に関し、さらに詳しくは、耐薬品性及び透湿防水性に優れるだけでなく、高遮熱性と軽量性、また柔軟性を有する耐熱性防護服に関する。

消防士が消火作業中に着用する耐熱防護服を構成する繊維としては、アラミド繊維、ポリフェニレンスルフィド、ポリイミド、ポリベンズイミダゾールなどの難燃性の有機繊維からなる布帛に輻射熱を防止する目的から金属アルミニウム等をコーティングあるいは蒸着等により、表面加工したものが多く使用されている。近年この輻射熱も非常に重要なスペックとなり、ＩＳＯ１１６１３のアプローチＡには、耐火炎試験（ＩＳＯ９１５１）、耐輻射熱試験（ＩＳＯ６９４２）のスペックがそれぞれ１３秒以上と１８秒以上と記載されている。

また、耐熱性だけでなく夏場の作業でのヒートストレスによる熱射病を予防するため、近年では、内層にアイスパックを使用したり、縫製にて通気性を確保したりという手段が用いられている。中でも、軽量化はヒートストレスを軽減する一手段であり、従来より課題となっている。
こうした耐熱防護服として、特開２００６−１６７０９号公報に二層構造を有する防護服があげられているが、必要性能が示されていず、また十分に軽量であるとは言えない。

特開２００６−１６７０９号公報

本発明は上記従来技術を背景になされたもので、その目的は、耐薬品性及び透湿防水性に優れるだけでなく、重量を変えず積層枚数を減らすことによる軽量快適性と柔軟性、また高遮熱性を有する耐熱性防護服を提供することにある。

高遮熱性と軽量性、また柔軟性を有する耐熱性防護服に関して鋭意検討した結果得られたものであり、すなわち本発明によれば、
表地層と遮熱層の２層積層された布帛からなる耐熱性防護服であって、下記要件を満足することを特徴とする耐熱性防護服。
ａ）表地層と遮熱層の厚みが、下記式を満足すること。
５．０ｍｍ≧遮熱層厚み（ｍｍ）≧−０．７５×表地厚み（ｍｍ）＋３．２ｍｍ
ｂ）遮熱層が、透湿防水層の少なくとも片面にメタ系アラミド繊維とパラ系アラミド繊維のうち少なくとも１種類を含む織物、編物、不織布の群から選ばれる少なくとも１種の繊維構造体が積層されている構成であること。
ｃ）布帛のＲＨＴＩ_２４（ＩＳＯ１１６１３記載のアプローチＡスペックにおける耐輻射熱試験（ＩＳＯ６９４２）において、２４℃温度上昇するまでの時間）が１８秒以上であること。
好ましくは、耐熱性防護服の布帛の目付けが４００〜５２０ｇ／ｍ^２であり、遮熱層がアラミド繊維８０％以上を含み、表地層がパラ系アラミド繊維を該表地層全繊維重量に対し１〜７０重量％含む耐熱性防護服、
が提供される。

本発明の耐熱性防護服は軽量で、且つ遮熱性、強度、透湿防水性に優れるものである。

ＲＨＴＩ_２４が１８秒以上を満たす表地層厚み（最外層厚み）と遮熱層厚み（最内層厚み）の関係を示すグラフ

本発明は、表地層、透湿防水機能を有する遮熱層からなる防護服の表地層、及び遮熱層厚みが、以下式を満足し、かつＩＳＯ１１６１３記載のアプローチＡスペックにおける耐輻射熱試験（ＩＳＯ６９４２）において２４度温度上昇するまでの時間ＲＨＴＩ_２４が１８秒以上であることを特徴とする耐熱防護服を提供することである。
５．０ｍｍ≧遮熱層厚み（ｍｍ）≧−０．７５×表地厚み（ｍｍ）＋３．２ｍｍ

以下、本発明を詳細に説明する。
本発明の耐熱防護服用布帛は、表地層、遮熱層ともに、パラ系のアラミド繊維、メタ系アラミド繊維を単独、もしくは混合使用して用いるが、他に混合使用耐熱性繊維として、ポリベンゾイミダゾール繊維、ポリイミド繊維、ポリアミドイミド繊維、ポリエーテルイミド繊維、ポリアリレート繊維、ポリパラフェニレンベンゾビスオキサゾール繊維、ノボロイド繊維、難燃アクリル繊維、ポリクラール繊維、難燃ポリエステル繊維、難燃綿繊維、難燃レーヨン繊維、難燃ビニロン繊維、難燃ウール繊維が挙げられる。

まず表地層について説明する。表地層はメタ系アラミド繊維とパラ系アラミド繊維からなる布帛により構成され、布帛の種類としては、織編物、及び、不織布が使用されるが、実用的には強度の点で布帛とすることが好ましい。
また、該メタ系アラミド繊維とパラ系アラミド繊維は、フィラメント、混繊糸、紡績糸等の形で使用できるが、混紡して紡績糸の形態で使用するものが好ましい。

パラ系アラミド繊維の混合比率としては、表地層を構成する全繊維重量に対して、１〜７０重量％であることが好ましい。さらに好ましくは２〜６０重量％である。該パラ系アラミド繊維の混合比率が、１重量％未満では、火炎に暴露された際に布帛が破壊、つまり穴があくおそれがあり、また、７０重量％を超えると、該パラ系アラミド繊維がフィブリル化して耐摩耗性が低下するので好ましくない。

該表地層はシングルプライ、ダブルプライであってもよい。
該表地層に対しては、コーティング法、スプレー法、又は、浸漬法などの加工法により、フッ素系の撥水樹脂を付与して加工することにより高い耐水性能や耐薬品性能を有する防護服とすることができる。

本発明の遮熱層は、透湿防水層を有し、その少なくとも片面にアラミド繊維であるメタ系アラミド繊維とパラ系アラミド繊維が少なくとも１種類が含まれる織物、編物、不織布の群から選ばれる少なくとも１種の繊維構造体が積層されていることが必要である。

アラミド繊維は遮熱層全繊維重量に対して８０％以上含まれることが好ましい。アラミド繊維以外の素材としては、ポリエステル繊維、綿繊維、レーヨン繊維、ビニロン繊維、ウール繊維が挙げられる。ただしその混率は２０％未満であることが望ましい。好ましくは１５％以下である。２０％を超える場合は、ＪＩＳＬ１０９１Ａ−４法やＪＩＳＬ１０９１Ａ−１法の試験時に残炎が見られたり、また溶融する場合がある。

透湿防水層としては、公知の透湿防水機能を有するポリテトラフルオロエチレンフィルムやポリウレタン皮膜等を挙げることができ、接着剤を用いて上記の繊維構造体を貼り付けることが好ましい。

また表地層の厚みと遮熱層の厚みは、以下式を満足することが重要である。以下式に適応しない場合、防護服の目付けが４００〜５２０ｇ／ｍ^２において、表地層表面にアルミコーティングなし、特にネイビー色やブラック色などはＩＳＯ１１６１３のアプローチＡスペックである耐輻射熱試験（ＩＳＯ６９４２）１８秒以上を満たすことが困難となる。
５．０ｍｍ≧遮熱層厚み（ｍｍ）≧−０．７５×（表地厚み（ｍｍ））＋３．２ｍｍ

上記式を導く根拠として、表地層を固定し、透湿防水膜にラミネートした厚みの異なる遮熱層を用いた積層体においてＩＳＯ６９４２試験を実施したところ、遮熱層厚みに比例して遮熱性は高くなることがわかった。その遮熱層厚みとＲＨＴＩ_２４の比例式よりＲＨＴＩ_２４が１８秒以上を満たす遮熱層厚みを算出した。また、上記式を満たすことで遮熱性能はＩＳＯ１１６１３のアプローチＡスペックを満たすことが可能であるが、遮熱層の厚みは５．０ｍｍ以下が好ましい。好ましくは１．３ｍｍ〜４．０ｍｍ、更に好ましくは２．０ｍｍ〜３．５ｍｍである。更に好ましくは２．８ｍｍである。厚みが５．０ｍｍを越えると、活動性が悪くなり、また厚みを出すために製織、製編の際、経緯密度を減少させなければならず、スリップが考えられる。透湿防水層には片面ラミネート、もしくは両面ラミネートを実施している。また織物、編物については起毛加工やパイル地にして嵩性をアップしておくことが好ましい。

防護服布帛の目付けは４００〜５２０ｇ／ｍ^２が好ましく、４００ｇ／ｍ^２未満であると、ＩＳＯ１１６１３のアプローチＡスペックである、耐火炎試験（ＩＳＯ９１５１）、耐輻射熱試験（ＩＳＯ６９４２）のスペックのそれぞれ１３秒以上と１８秒以上を満たすことが厳しくなる。また５２０ｇ／ｍ^２を超える場合、防護服の重量を増加させ、着用者の動きを阻害するようになる。

以下、実施例を挙げて本発明を更に詳しく説明する。なお、実施例に用いた評価項目の測定は下記の方法で行った。
（１）遮熱性（耐輻射熱）
ＩＳＯ６９４２（２００２）に基づき熱流束４０ｋW／ｍ^２において、輻射熱暴露開始から銅製のセンサーが２４℃上昇する時間、RＨＴＩ_２４を求めた。
（２）遮熱性（耐火炎）
ＩＳＯ９１５１に基づき、対流熱暴露開始からの銅製のセンサーが２４℃上昇する時間、ＨＴＩ_２４を求めた。
（３）厚み
ＪＩＳＬ１０１８（有毛編物）用に準拠し、３ｇ／ｃｍ^２の荷重をかけ測定を行った。

［実施例１］
表地層は２層構造とし、上層には、ポリメタフェニレンイソフタルアミド繊維（帝人テクノプロダクツ社製、商標名：コーネックス）とコパラフェニレン・３、４’オキシジフェニレンテレフタルアミド繊維（帝人テクノプロダクツ会社製、商標名：テクノーラ）とを混合比率が９０：１０となる割合で混合した耐熱繊維からなる紡績糸（番手：４０／２）を用いて平織りにしたもの、また、下層にはコパラフェニレン・３、４’オキシジフェニレンテレフタルアミド繊維（帝人テクノプロダクツ会社製、商標名：テクノーラ）１００％の紡績糸（番手：４０／−）を平織りに製織したものを用いた。上層と下層の織物は下層に使用したテクノーラ紡績糸を用い格子間隔２０ｍｍでキルト加工した。表地層の目付けは２０５ｇ／ｍ^２であった。

遮熱層には、ポリメタフェニレンイソフタルアミド繊維（帝人テクノプロダクツ社製、商標名：コーネックス）とコパラフェニレン・３、４’オキシジフェニレンテレフタルアミド繊維（帝人テクノプロダクツ会社製、商標名：テクノーラ）とを混合比率が９５：５となる割合で混合した耐熱繊維からなる紡績糸（番手：４０／−）を用いて平織りに織成した織布（目付：５０ｇ／ｍ^２）をポリテトラフルオロエチレン製の透湿防水性フィルム（ジャパンゴアテックス社製）の片面に接着剤を用いてラミネートした。もう片側には、ポリメタフェニレンイソフタルアミド繊維（帝人テクノプロダクツ社製、商標名：コーネックス）１．７ｄｔｅｘ、繊維長５１ｍｍとコパラフェニレン・３、４’オキシジフェニレンテレフタルアミド繊維（帝人テクノプロダクツ社製、商標名：テクノーラ）２．２ｄｔｅｘ、繊維長５１ｍｍとを混合比率が９５：５となる割合で混綿した後カーディング後、クロスラッパーで積層し厚みが２．８ｍｍとなるよう調整してニードルパンチ（針種ＦＰＤ１−３６、オルガン針株製、針深度１１ｍｍ、２００本／ｃｍ^２）を表裏２回通した不織布（目付は２１０ｇ／ｍ^２）を同様にラミネートした。遮熱層の目付けは２９０ｇ／ｍ^２である。
これらの表地層の上層を上とし、その下に遮熱層を重ねて２層を積層した布帛を作成し布帛の遮熱性評価を実施した。結果を表１に示す。

［実施例２］
表地は実施例１と同様のものを使用した。遮熱層には実施例１と同様の織布を用いてポリテトラフルオロエチレン製の透湿防水性フィルム（ジャパンゴアテックス社製）の片側にラミネートし、また、ポリメタフェニレンイソフタルアミド繊維（帝人テクノプロダクツ社製、商標名：コーネックス）とコパラフェニレン・３、４’オキシジフェニレンテレフタルアミド繊維（帝人テクノプロダクツ会社製、商標名：テクノーラ）とを混合比率が９５：５となる割合で混合した耐熱繊維からなる紡績糸（番手２０／−）を用いて丸編みを作成し、上記のポリテトラフルオロエチレン製の透湿防水性フィルム（ジャパンゴアテックス社製）のもう一方の片面にラミネートした。得られた遮熱層の目付けは２５０ｇ／ｍ^２であった。
これらの表地層の上層を上とし、その下に遮熱層を重ねて２層を積層した布帛を作成し布帛の遮熱性評価を実施した。結果を表１に示す。

［比較例１］
表地層は実施例１と同様に行い、遮熱層にはポリメタフェニレンイソフタルアミド繊維（帝人テクノプロダクツ社製、商標名：コーネックス）とコパラフェニレン・３、４’オキシジフェニレンテレフタルアミド繊維（帝人テクノプロダクツ株式会社製、商標名：テクノーラ）とを混合比率が９５：５となる割合で混合した耐熱繊維からなる紡績糸（番手：４０／−）を用いて平織りに織成した。織布（目付：６５ｇ／ｍ^２）をポリテトラフルオロエチレン製の透湿防水性フィルム（ジャパンゴアテックス社製）の両面にラミネートしたものを用いた。得られた遮熱層の目付けは１７０ｇ／ｍ^２であった。

本発明の耐熱性防護服は耐薬品性及び透湿防水性に優れるだけでなく、軽量で柔軟性、また高遮熱性を有するので消防服、耐火服として有用である。

Claims

表地層と遮熱層の２層積層された布帛からなる耐熱性防護服であって、下記要件を満足することを特徴とする耐熱性防護服。
ａ）表地層と遮熱層の厚みが、下記式を満足すること。
５．０ｍｍ≧遮熱層厚み（ｍｍ）≧−０．７５×（表地厚み（ｍｍ））＋３．２ｍｍ
ｂ）遮熱層が透湿防水層を有し、該透湿防水層の少なくとも片面にメタ系アラミド繊維とパラ系アラミド繊維のうち少なくとも１種類の繊維を含む織物、編物、不織布の群から選ばれる少なくとも１種類の繊維構造体が積層されている構成であること。
ｃ）布帛のＲＨＴＩ_２４（ＩＳＯ１１６１３記載のアプローチＡスペックにおける耐輻射熱試験（ＩＳＯ６９４２）において、２４℃温度上昇するまでの時間）が１８秒以上であること。
耐熱性防護服の布帛の目付けが４００〜５２０ｇ／ｍ^２である請求項１に記載の耐熱性防護服。
遮熱層がアラミド繊維８０％以上を含む請求項１〜２いずれかに記載の耐熱性防護服。
表地層がパラ系アラミド繊維を該表地層全繊維重量に対し１〜７０重量％含む請求項１〜３いずれかに記載の耐熱性防護服。