JP5452619B2 - グラスファイバおよびパラアラミドを含む改良型耐切断性手袋 - Google Patents

Description

本発明は、ガラスフィラメントおよびパラアラミド繊維を含む耐切断性の編成された手袋の改良された構造に関する。手袋は、編成構造内に可動随伴糸を追加したことを理由の一部として、改良された快適性および耐摩耗性を有する。

綿などの糸に対して添え糸編みされたパラアラミド繊維糸を用いて編成され、この綿の層が手袋の内側にあって皮膚に接する、耐切断性手袋が市販されている。パラアラミド繊維は皮膚を傷つける可能性があるため、綿は手袋の快適性を改善する一助となる。Ｐｏｓｔに対する米国特許第６，０４４，４９３号明細書は、一緒に編成されて添え糸編み編成を形成する複数の耐切断性ストランドと複数の弾性ストランドを含む手袋などの保護用材料において、耐切断性ストランドがこの材料の外部表面を形成し、弾性ストランドがその内部表面を形成する保護用材料について開示している。

耐切断性糸の切断性能を改善しようとして、高い硬度をもつ材料が耐切断性糸と組合わされてきた。Ｄｕｎｂａｒらに対する米国特許第５，１１９，５１２号明細書は、少なくとも１つの可撓性耐切断性繊維質材料と高い硬度レベルを有する少なくとも１つの別の材料とを含む単糸から製造された耐切断性糸、ファブリックおよび手袋を開示している。Ｈｕｍｍｅｌに対する米国特許第６，１６１，４００号明細書は、耐切断性繊維を含む糸と高い硬度を有する繊維を含む糸という２本の異なる糸から製造された耐切断性ファブリックおよび手袋を開示している。２本の糸のうちの一方は主に手袋の外側に配置され、もう一方は主として内側に配置される。同様に、Ａｎｄｒｅｗｓらに対する米国特許第５，９６５，２２３号明細書は、本質的に耐切断性または高い引張り強度を有する材料の内部層に添え糸編みされる、摩耗性材料で構成された糸を用いて製造される外部層を最低限有する保護用ファブリックおよび手袋を開示している。

裸のガラス繊維は、高い硬度を有するものの、同様に非常に脆く、容易に摩耗され、皮膚に対する刺激性が非常に高い。この皮膚刺激性の問題に対する１つの解決法は、一般に複合糸またはラップド糸と呼ばれてきたものの形をした、すなわちこの場合ガラス繊維のフィラメントが複数のらせん状に捲回された糸で被覆されているグラスファイバを使用することであった。代表的な糸およびこのような糸を製造するための方法は、例えばＫｏｌｍｅｓらに対する米国特許第５，６２８，１７２号明細書およびＫｏｌｍｅｓに対する米国特許第５，８４５，４７６号明細書などに開示されている。これらのラッピングは一般に、密に間隔どりされかつ／またはコアグラスファイバーフィラメントのまわりに密に捲回されて、優れた被覆率を得るようになっているが、予想外の結果は、これらの複合糸またはラップド糸の剛性が高くなる傾向にあるということである。

さらに、このようなラップド糸は、複合糸が無損傷の状態にとどまるかぎり皮膚の刺激性を防止する一助となる。残念なことに、通常の使用中に、このような手袋は、グラスファイバを露出させる断裂や摩耗を受け、これはたとえ手袋が使用可能な状態にあり続けるとしても皮膚に刺激を与える可能性がある。

したがって、必要とされているのは、通常の使用中の快適性および耐摩耗性を改善するための改良型手袋構造である。

本発明は、耐切断性編成手袋において、
ａ）コア糸と、コア糸のまわりにらせん状に捲回された少なくとも１本の第１のラッピング糸とを有する耐切断性複合糸であって、少なくとも１本の５０〜４００デニール（５６〜４４０ｄｔｅｘ）のガラス繊維フィラメント糸を含むコア糸と、１本の１００〜６００デニール（１１０〜６８０ｄｔｅｘ）のパラアラミド糸である第１のラッピング糸とを含む、耐切断性複合糸と；
ｂ）脂肪族ポリアミド、ポリエステル、天然繊維、セルロース系繊維およびそれらの混合物からなる群から選択された、２００〜１６００デニール（２２０〜１８００ｄｔｅｘ）の随伴糸と；
ｃ）脂肪族ポリアミド繊維、ポリエステル繊維、天然繊維、セルロース系繊維およびそれらの混合物を含む、２５０〜１２００デニール（２８０〜１３００ｄｔｅｘ）の複合糸を含むライニング糸と；を含む耐切断性編成手袋であって、耐切断性複合糸、随伴糸およびライニング糸は、ライニング糸が手袋の内側に添え糸編みされ、耐切断性複合糸と随伴糸が手袋の外側を形成している状態で、手袋の形に共編成されている耐切断性編成手袋に関する。

手袋編機を用いて糸を編成することによって製造された耐切断性手袋を表わしている。

本発明は、少なくとも３種類の糸を含む耐切断性編成手袋構造に関する。これらの糸は、手袋の内側上に添え糸編みされたライニング糸と合わせて共編成される、グラスファイバを含む耐切断性複合糸、随伴糸およびライナー糸を含む。

耐切断性複合糸
耐切断性複合糸は、少なくとも１本の、５０〜４００デニール（５６〜４４０ｄｔｅｘ）の線密度を有するガラス繊維フィラメント糸であるコア糸を含むコアを有する。５０デニール未満（５６ｄｔｅｘ未満）では高度な切断保護が得られず、一方４００デニール超（４４０ｄｔｅｘ超）では、所望されるものよりも剛性の高いファブリックが結果としてもたらされると考えられている。一部の好ましい実施形態においては、最終的な手袋のサイズは、１０ゲージ以上であり、一部の実施形態においては、ガラス繊維フィラメント糸の線密度は１００〜２００デニール（１１０〜２２０ｄｔｅｘ）である。

本明細書中、ガラス繊維およびグラスファイバという用語は、ガラス繊維フィラメント糸を意味するために互換的に用いられている。ガラス繊維は、溶融シリカベースのまたはその他の調合ガラスを、繊維加工に適した直径をもつ薄いストランドまたはフィラメントへと押出し加工することによって形成される。一般に使用される２種類のグラスファイバは、ＳガラスおよびＥガラスと呼ばれる。Ｅガラスは優れた断熱特性を有し、１５００°Ｆ（８００℃）までその特性を維持する。Ｓガラスは高い引張り強度を有し、Ｅガラスより剛性が高い。適切なガラス繊維は、Ｂ＆Ｗ Ｆｉｂｅｒ Ｇｌａｓｓ Ｉｎｃ．および数多くの他のガラス繊維メーカーから入手可能である。一部の実施形態においては、Ｅガラスの使用は、耐切断性複合糸の場合に好適である。

少なくとも１本の追加の糸が、その後、１００〜６００デニール（１１０〜６８０ｄｔｅｘ）の線密度を有するパラアラミド糸であるグラスファイバのコア糸のまわりにらせん状に捲回される。パラアラミド繊維はアラミドポリマーから製造され、ここで２つの環または基は分子鎖に沿って互いに対しパラ配向されている。パラアラミド繊維を製造するための方法は一般に、例えば米国特許第３，８６９，４３０号明細書；米国特許第３，８６９，４２９号明細書および米国特許第３，７６７，７５６号明細書中で開示されている。このような芳香族ポリアミド有機繊維およびこれらの繊維のさまざまな形態は、Ｅ．Ｉ．ｄｕ Ｐｏｎｔ ｄｅ Ｎｅｍｏｕｒｓ ＆ Ｃｏｍｐａｎｙ、（Ｗｉｌｍｉｎｇｔｏｎ、Ｄｅｌａｗａｒｅ）からＫｅｖｌａｒ（登録商標）繊維の商標で販売され、および日本の帝人株式会社からＴｗａｒｏｎ（登録商標）繊維の商標で販売されており入手可能である。本明細書では、日本国東京の帝人株式会社から入手可能であるコポリ（ｐ−フェニレン／３，４’ジフェニルエステルテレフタルアミド）から製造されているＴｅｃｈｎｏｒａ（登録商標）繊維を、パラアラミド繊維とみなす。一部の実施形態ではパラアラミド糸はステープル繊維を含み、一部の実施形態ではパラアラミド糸は連続フィラメントを含む。一部の実施形態では、パラアラミドはポリ（パラフェニレンテレフタルアミド）である。

一部の実施形態において、パラアラミド糸は、１インチあたり５〜２０回（１ｃｍあたり２〜８回）の捲回頻度でコア糸のまわりに捲回される。１インチあたり２０回（１ｃｍあたり８回）超の高い捲回頻度は、非常に高い剛性の糸を結果としてもたらし、１インチあたり５回（１ｃｍあたり２回）未満の低い捲回頻度は、グラス繊維フィラメントコアが完全に被覆されないという点において、手袋の耐久性を損なう。一部の実施形態においては、ラッピング糸はスパンステープル糸であり、他の一部の実施形態では、ラッピング糸は連続フィラメント糸である。一部の好ましい実施形態において、ラッピング糸はテクスチャード加工された連続フィラメント糸である。

耐切断性複合糸には２本の高耐切断性糸が使用されることから、耐切断性複合糸が手袋に主な耐切断性を提供する。一部の好ましい実施形態において、耐切断性複合糸は、わずか１本のグラスファイバ製繊維のコア糸と、パラアラミド繊維、特にポリ（パラフェニレンテレフタルアミド）製繊維の１本のラッピング糸とで構成されている。

随伴糸
耐切断性複合糸は、コア糸のまわりに複数のラッピング糸を含むことができるが、コアのまわりに複数の糸を密ならせん状に捲回することで耐切断性複合糸に剛性が付与されるため、糸は１本だけであることが好ましい。その代り、耐切断性複合糸を無作為に被覆するのを助ける、耐切断性複合糸と共に編成される随伴糸によって、耐切断性複合糸のグラスファイバに由来する潜在的な刺激に対する追加の保護が提供される。随伴糸は、脂肪族ポリアミド、ポリエステル、天然繊維、セルロース系繊維およびそれらの混合物からなる群から選択される。随伴糸は同様に、手袋の形に束ね編成された（ｂｕｎｄｌｅ ｋｎｉｔｔｅｄ）糸に潤滑性も提供し、こうして編成された糸が編成構造内でより大きく移動できるようにする。一部の実施形態においては、随伴糸の線密度は２００〜１６００デニール（２２０〜１８００ｄｔｅｘ）である。この糸サイズ範囲により、手袋のファブリックの耐切断性を実質的に低減させることなく快適性および耐摩耗性を改善することができる。一部の好ましい実施形態においては、随伴糸は、脂肪族ポリアミド糸またはポリエステル糸などの単一の種類の糸のみで構成される。一部の実施形態においては、随伴糸は単糸であり得、一部の実施形態では随伴糸は、引揃え糸または諸撚り糸であり得る。一部の実施形態では、随伴糸はスパンステープル糸であり、他の一部の実施形態では、随伴糸は連続フィラメント糸である。一部の好ましい実施形態では、随伴糸はテクスチャード加工された連続フィラメント糸である。一部の好ましい実施形態では、随伴糸は、高い耐摩耗性を有する繊維または高耐摩耗性繊維を有する繊維混紡を含む。高耐摩耗性繊維としては、脂肪族ポリアミド繊維およびポリエステル繊維およびそれらの混合物が含まれる。

ライニング糸
編成された手袋内の第３の糸構成要素は、皮膚に接する、輪奈織されたライニング糸の層を提供する。このライニング糸は２５０〜１２００デニール（２８０〜１３００ｄｔｅｘ）の合計糸線密度を有し、一部の好ましい実施形態では、ライニング糸は、アパレルステープル繊維糸すなわち従来の衣服において使用されている糸、例えば脂肪族ポリアミド繊維、ポリエステル繊維、天然繊維、セルロース系繊維およびそれらの混合物だけを含む。一部の実施形態では、ライニング糸は単一の種類の糸のみで構成されている。一部の実施形態では、ライニング糸は単糸であり得、一部の実施形態ではライニング糸は引揃え糸または諸撚り糸であり得る。一部の実施形態において、ライニング糸はスパンステープル糸であり、一部のその他の実施形態では、ライニング糸はテクスチャード加工された連続フィラメント糸である。一部の好ましい実施形態において、ライニング糸は、柔軟性および水分吸収の点で高い快適性を提供する。一部の好ましい実施形態においては、ライニング糸は、綿（またはセルロース系繊維）とポリエステルまたはナイロンとの混紡を含み、ここで綿またはセルロース系繊維の含有量はライニング糸の重量の５０パーセント超である。

手袋
手袋は、編成中に手袋の内側にライニング糸が添え糸編みされ、一方耐切断性複合糸および随伴糸は編成中に手袋の外側に添え糸編みされるような形で構成されている。このような形で手袋を構成することで、複数の利点が得られる。こうして、手袋装着者には、二つの方法で、すなわち第一に装着者の皮膚と接触し耐切断性糸を皮膚から離隔させるライニング糸によって、そして第二に手袋全体にわたりライニング糸と耐切断性複合糸の間に無作為に位置づけされている随伴糸によって、耐切断性複合糸からの保護の改善が提供される。

快適性を改善するために、好ましい実施形態において、随伴糸は、手袋の外側を形成する前に耐切断性複合糸と予備集合されない。これにより、随伴糸および耐切断性複合糸は、局所的な規模で互いとの関係において移動することができる。好ましい実施形態においては、随伴糸および耐切断性複合糸は、ファブリック内で共に連結されたり撚り合わされたりしていないことから、糸の表面に沿って層の内部を長手方向に互いに対して移動しないように制約を受けておらず、快適性および耐摩耗性を改善するため互いとの関係において移動することができる。

さらに、随伴糸および耐切断性複合糸は、手袋中で同じ編成層内にあるが、その層内で局所的に移動して層の外側または内側のいずれかに移動できる。すなわち２本の糸は、随伴糸が、手袋のファブリック内において手袋内の耐切断性複合糸の内側または手袋内の耐切断性複合糸の外側のいずれかに優先的に配置されることなく、耐切断性複合糸の外側、内側および近傍に全体にわたって無作為に分布されるような形で編成されている。これにより、随伴糸は、耐切断性複合糸から手袋の内側に追加の被覆も提供して装着者に対するさらなる保護を追加しながら、手袋の外側から耐切断性複合糸に対する追加の耐摩耗性を同時に提供することができる。

一部の好ましい実施形態においては、袖口のための何らかの特殊な処理は別にして、手袋全体は、耐切断性複合糸、随伴糸およびライニング糸の組合せを用いて編成されている。すなわち、図に示されているように、手袋１の全ての指部２および手袋の掌部分、側面および裏を形成する手袋の筒状部分３は、耐切断性複合糸、随伴糸およびライニング糸で構成される糸の組合せから形成されている。典型的には、手袋のスリーブすなわち袖口４は、所望される場合、追加のエラストマー糸を有することができ、袖口が異なる場合でもなお、３本の糸の組合せと、任意の追加の把持用または封止用糸または特徴とを含む。

一実施形態において、これらの手袋は、グラスファイバによる刺激に対する保護が改善された、より重量のある耐切断性手袋が所望される場合に極めて適している。一部の実施形態では、手袋は、１平方ヤードあたり１４〜２４オンス（１平方メートルあたり４７５〜８１５グラム）の編成ファブリック坪量を有する。一部の実施形態において、手袋はファブリック１平方ヤード１オンスあたり１００グラム以上（ファブリック１平方メートル１グラムあたり３グラム以上）の力という耐切断性指数を有する。

手袋の製造方法
一実施形態において、手袋は、最初に手袋内で使用される個々の糸を集合させて、耐切断性複合糸の第１のボビン、随伴糸の第２のボビンそしてライニング糸の第３のボビンを創製することによって製造可能である。３つの個々のボビンからの糸は次に、本質的に１つのステップで、株式会社島精機製作所製のもののような市販の手袋編機を用いて、手袋の形に直接共編成される。これらの機械は、個々の糸から完成した手袋を編成することができる。好ましい実施形態においては、個々の糸は、糸を諸撚りしたりその他の形で組合せたりすることなく、編機に補給される。ライナー糸は編機内に補給され、手袋の内側表面全体を通してライナー糸が添え糸編みされるように、糸が編成された時に耐切断性複合糸および随伴糸の前に来るような形で保持される。得られた手袋は、手袋の外側表面全体を通して耐切断性複合糸と随伴糸の混合物をそして手袋の内側表面全体を通してライナー糸を有する。

コーティングされた手袋
手袋に対して追加の把持性能が所望される場合、手袋に可撓性ポリマーコーティングを施すことができる。一部の実施形態において、手袋には、ニトリル、ラテックス、ポリウレタン、ネオプレン、ゴムおよびそれらの混合物からなる群から選択された外部合成ポリマーコーティングが施される。一般に、このようなコーティングは、手袋またはその一部分をポリマーメルトまたは溶液中に浸漬させ、次にコーティングを硬化させることにより適用される。

試験方法
耐切断性。使用される方法は、「保護衣料で使用される材料の耐切断性を測定するための標準試験方法」ＡＳＴＭ規格Ｆ１７９０−９７である。試験を実施するにあたっては、規定の力を受けた刃先を、マンドレル上に取付けられた試料を横断して一回引く。異なる複数の力で、最初の接触から切断（ｃｕｔ ｔｈｒｏｕｇｈ）に至るまで引いた距離を記録し、切断に至る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。このグラフから、２５ミリメートルの距離での切断のための力を判定し、これを正規化してブレード供給の一貫性が正しいことを認証する。正規化された力は耐切断性力として報告される。刃先は、長さ７０ミリメートルの鋭い刃を有するステンレス鋼のナイフブレードである。ブレード供給は、試験の開始時点と終了時点においてネオプレン較正材料上で４００ｇの負荷を用いて較正される。切断試験（ｃｕｔ ｔｅｓｔ）毎に新しい刃先を使用する。試料は、縦糸および横糸の両方から４５度のバイアスで切断した５０×１００ミリメートルのファブリック矩形片である。マンドレルは、半径３８ミリメートルの丸味ある導電性の棒であり、両面テープを用いてこれに試料を取り付ける。マンドレルの長手方向軸と直角に、マンドレル上のファブリックを横断して刃先を引く。刃先がマンドレルと電気的に接触した時に切断を記録する。本明細書中で報告されている通り、指数は好ましくは、グラム単位の切断力を平方ヤードあたりのオンス単位の坪量で除したものとして報告されるが、ＳＩ単位への換算も容易に行なわれる。

摩耗性能。ファブリックの摩耗性能は、ＡＳＴＭ Ｄ−３８８４−０１「繊維ファブリックの耐摩耗性に関する標準的指針（回転式プラットホーム、２重ヘッド方法）」にしたがって決定される。編成ファブリックを第１の穴まで摩耗させるためのサイクル数が、手袋ファブリックの耐摩耗性として記録される。

耐切断性手袋は、以下の方法で製造される。２２０ｄｔｅｘ（２００デニール）のＥグラスファイバの長手方向コアをコアとして、有するボビンであって、４４０ｄｔｅｘ（４００デニール）のテクスチャード加工された連続フィラメントポリ（パラフェニレンテレフタルアミド）糸を、コア１インチあたり１０回（１ｃｍあたり４回）の捲回頻度で１度捲回することで、コアのラッピングを行なったボビンを作製した。ライニング糸のボビンは、７３７．５ｄｔｅｘ（６６５デニールまたは１６／２綿番手）の綿／ポリエステル混紡糸製であった。これら２つの糸ボビンからの糸を、５６０ｄｔｅｘ（５００デニール）のテクスチャード加工された連続フィラメントナイロン糸の随伴糸のボビンからの糸と共に、糸の予備集合（すなわち諸撚り、撚り合せ）を全く行なわずに、添え糸編み能力を有する島精機製作所の１０−ゲージ自動手袋編機の中に補給した。手袋の内側にライニング糸が添え糸編みされ、耐切断性複合糸および随伴糸が手袋の外側に添え糸編みされた状態で、手袋を製造した。推定される手袋の特性を表に示す。

次に、本発明の好ましい態様を示す。
１．耐切断性編成手袋において、
ａ）コア糸と、前記コア糸のまわりにらせん状に捲回された少なくとも１本の第１のラッピング糸とを有する耐切断性複合糸であって、
前記コア糸は少なくとも１本の５０〜４００デニール（５６〜４４０ｄｔｅｘ）のガラス繊維フィラメント糸を含み、第１のラッピング糸は１００〜６００デニール（１１０〜６８０ｄｔｅｘ）のパラアラミド糸である、耐切断性複合糸と；
ｂ）脂肪族ポリアミド、ポリエステル、天然繊維、セルロース系繊維およびそれらの混合物からなる群から選択された、２００〜１６００デニール（２２０〜１８００ｄｔｅｘ）の随伴糸と；
ｃ）脂肪族ポリアミド繊維、ポリエステル繊維、天然繊維、セルロース系繊維およびそれらの混合物からなる群から選択された、２５０〜１２００デニール（２８０〜１３００ｄｔｅｘ）の糸を含むライニング糸と；
を含む耐切断性編成手袋であって、
前記耐切断性複合糸、前記随伴糸および前記ライニング糸は、前記ライニング糸が前記手袋の内側に添え糸編みされ、前記耐切断性複合糸と随伴糸が前記手袋の外側を形成している状態で、前記手袋の形に共編成されている耐切断性編成手袋。
２．前記パラアラミド糸がステープル繊維または連続フィラメントを含む、前記１に記載の耐切断性編成手袋。
３．前記パラアラミドがポリ（パラフェニレンテレフタルアミド）である前記１に記載の耐切断性編成手袋。
４．ファブリック１平方ヤード１オンスあたり１００グラム以上（ファブリック１平方メートル１グラムあたり３グラム以上）の力という耐切断性指数をさらに有する、前記１に記載の耐切断性編成手袋。
５．１平方ヤードあたり１４〜２４オンス（１平方メートルあたり４７５〜８１５グラム）の編成ファブリック坪量を有する、前記４に記載の耐切断性編成手袋。
６．ニトリル、ラテックス、ポリウレタン、ネオプレン、ゴムおよびそれらの混合物からなる群から選択された外部合成ポリマーコーティングをさらに含む、前記１に記載の耐切断性編成手袋。

Claims (1)

1. 耐切断性編成手袋において、
   ａ）コア糸と、前記コア糸のまわりにらせん状に捲回された少なくとも１本の第１のラッピング糸とを有する耐切断性複合糸であって、
   前記コア糸は少なくとも１本の５０〜４００デニール（５６〜４４０ｄｔｅｘ）のガラス繊維フィラメント糸を含み、第１のラッピング糸は１００〜６００デニール（１１０〜６８０ｄｔｅｘ）のパラアラミド糸である、耐切断性複合糸と；
   ｂ）脂肪族ポリアミド、ポリエステル、天然繊維、セルロース系繊維およびそれらの混合物からなる群から選択された、２００〜１６００デニール（２２０〜１８００ｄｔｅｘ）の随伴糸と；
   ｃ）脂肪族ポリアミド繊維、ポリエステル繊維、天然繊維、セルロース系繊維およびそれらの混合物からなる群から選択された、２５０〜１２００デニール（２８０〜１３００ｄｔｅｘ）の糸を含むライニング糸と；
   を含む耐切断性編成手袋であって、
   前記耐切断性複合糸、前記随伴糸および前記ライニング糸は、前記ライニング糸が前記手袋の内側に添え糸編みされ、前記耐切断性複合糸と随伴糸が前記手袋の外側を形成している状態で、前記手袋の形に共編成されている耐切断性編成手袋。

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