JP5662559B2 - 弾力特性を持った障壁層を有するテキスタイル・ラミネート - Google Patents

Description

本発明は、障壁層を有するテキスタイル・ラミネートで、特に弾力特性を持った防護服用のものに関する。本発明は、本発明による弾性テキスタイル・ラミネートを含む防護服にも関する。

防護服は、一般に、その使用領域に対応する多くの特性を持っていなければならない。そのため防護服は、個別のいくつかの布製品で構成するか、1つまたは個別のいくつかの多層布製品で構成することができる。消火分野の防護服では、例えば複数の材料や材料の組み合わせを用いることで、水蒸気、炎、発散・散布される化学物質、風、雨からうまく保護する必要がある。その材料は、着用者にとって熱がこもる危険を減らすために通気性も持っていなければならない。

防護服（熱と炎から保護する衣服）で用いられる材料の最低条件は、国際規格によって確立されている。例えば熱と炎からの保護規格ISO 14116：2008には、衣服そのものが燃え始めて着用者にとって危険になる可能性を制限するため、炎の伝播に制限がある衣服における材料および材料の組み合わせが規定されている。そのような材料および材料の組み合わせは、通常、耐熱性かつ難燃性の繊維材料を含んでいるか、保護層の形の遅燃性仕上げがなされている。熱抵抗性（耐熱性とも呼ばれる）かつ難燃性の繊維材料として、アラミド、メラミン樹脂繊維、ポリアミド-イミド、ポリイミド、PBI（ポリベンゾイミダゾール）などがある。恒久的防炎テキスタイル材料は、たいていこうした耐熱性かつ難燃性の繊維を含んでいる。

防護服（熱と炎から保護する消火用防護服などの衣服）は、ISO 11613（1999）に従って防水性かつ水蒸気透過性になっている必要もある。これは例えば、消火用防護服のための材料および材料の組み合わせの中に組み込まれた防水性かつ水蒸気透過性の障壁層（機能層）を用いて実現される。プッツブルンにあるW.L. Gore & Associates社は、耐熱性かつ難燃性のテキスタイル材料と水蒸気透過性の膜（例えばePTFE（延伸ポリテトラフルオロエチレン）膜として製造されたもの）を含む材料の組み合わせを提供している。このような材料は、例えばGore-Tex（登録商標）Fireblockerの商品名で提供されている。

防護服は、防水性、非通気性、水蒸気透過性（透湿性）といった特性に加え、伸縮性や回復力などの弾力特性を持っていると望ましことがしばしばある。弾力特性には多くの利点がある。それは例えば、衣服がよりよくフィットする、快適である、皺が減る、デザインの自由度が大きくなるといった利点である。

市販の弾性繊維であるSpandex、Lycra、Dorlastan、Elastane、DOW XLA（商標）やゴムを繊維構造の中に組み込んでこれら繊維の弾力特性を実現することが知られている。これらの繊維はゴム弾性または熱弾性を有するため、高温に曝されると破壊される。これらの繊維は、例えば溶けたり分解したりする可能性がある。そのため繊維の弾力特性、したがって衣服の安定性は、特に高温に曝されたときに完全に失われてしまう。それが理由で、弾性糸は防炎テキスタイルでほとんど使用されていない。

EP 313 261 A2（W.L. Gore & Associates社）には、伸縮性のあるニットまたは織布からなる外側層と、伸縮性のある内側層とを有する衣服が記載されている。内側層は、親水性ポリマー層で覆われた多孔性疎水性ポリマー層からなり、それがさらに弾性ポリマー層に接合されている。外側層は、ポリアミド、ポリエステル、羊毛のいずれかでできている。内側層は、Lycra、Spandex（DuPont社の商標）を用いて織るか編んだ弾性ポリマー層である。これらラミネート構造の1つの欠点は、Lycra、Spandexが熱可塑性材料であって熱と高温の影響下では溶融するために破壊されることである。したがって弾力特性もすべて失われる。

EP 1 665 945 A1（Malden Mill Industries社）には、防炎性の多層布帛が記載されている。この布帛は、織られた外側層と、通気性のある膜の形態になった内側耐熱性ニット層とで構成されたラミネートからなる。中間層が外側層と内側層の間に配置されてその両方の層を接合している。織られた外側層は経糸と緯糸がSpandexであって両方向に伸びるため、その層には十分な弾性がある。外側層には、アラミド、メラミン、FRポリマーなどからなる耐熱性の糸も含まれている。内側ニット層にも耐熱性の糸が含まれていて、編んだ構造に基づく弾力特性も有する。しかしSpandexの使用には問題がある。なぜなら外側層に熱が加わるとすぐにSpandexは溶けて、外側層は弾力特性を失ってしまうからである。

本発明の目的は、耐熱性かつ弾性のあるラミネートであって、高温に曝された後でさえその弾力特性を失わないものを提供することである。特に、このラミネートは、防護服（熱と炎から保護する消火用防護服などの衣服）に適している必要がある。

この目的は、本発明によると、請求項1の特徴によって解決される。本発明は、請求項31の特徴に従う防護服にも関する。従属請求項は、本発明の有利な実施態様に関する。

本発明の1つの特徴によると、ラミネートは、第1のテキスタイル層と第2のテキスタイル層を少なくとも備えていて、第1のテキスタイル層または第2のテキスタイル層は、少なくとも1種類の耐熱性繊維を含んでいる。さらに、このラミネートは、第1のテキスタイル層と第2のテキスタイル層の間に配置されていてその第1のテキスタイル層と第2のテキスタイル層に接合された少なくとも1つの障壁層を有する。第1のテキスタイル層は、タック・ループのある1段式ニットウエアまたは2段式ニットウエアの形態に設計され（図3a／図3b）、第2のテキスタイル層は、タック・ループなしの2段式ニットウエアの形態に設計される（図2）。

本発明の一実施態様によれば、第1のテキスタイル層は、タック・ループのある2段式ニットウエアであり、両面編みピケ・ニットの形態にされる。本発明の別の一実施態様によれば、第2のテキスタイル層は、タック・ループなしの2段式ニットウエアであり、両面編み右／右ニットの形態にされる。

本発明の別の一実施態様によれば、第1のテキスタイル層は、ピケ・ニットの形態の1段式ニットウエアである。

本発明の一実施態様によれば、第1のテキスタイル層と第2のテキスタイル層は、少なくとも耐熱性繊維の断片を含んでいる。

本発明の別の特徴によると、ラミネートは、第1のテキスタイル層と第2のテキスタイル層を少なくとも備えていて、第1のテキスタイル層と第2のテキスタイル層は、それぞれ、アラミドからなる耐熱性糸を含んでいる。第1のテキスタイル層は、ここではピケ・ニットの形態に設計され、第2のテキスタイル層は、両面編み・ニットである。このラミネートも、第1のテキスタイル層と第2のテキスタイル層の間に配置されていてその第1のテキスタイル層と第2のテキスタイル層に接合された少なくとも1つの障壁層を有する。障壁層は、ePTFE膜を有する。その障壁層は、不連続に付着させた接着剤によって第1のテキスタイル層と第2のテキスタイル層に接合される。するとラミネートは、5分間にわたって230℃の温度に加熱した後に、長手方向の弾性伸長が少なくとも50％、横断方向の弾性伸長が少なくとも25％になる。

したがって本発明に従って2つのテキスタイル層を有するラミネートを製造することができる。そのテキスタイル層は両方ともニットだが、互いに異なるニット構造を有する。第1のテキスタイル層は、タック・ループのある1段式ニットウエア（特にピケ・ニット）または2段式ニットウエアの形態である。第2のテキスタイル層は、タック・ループなしの2段式ニットウエア（特に両面編み右／右ニット）の形態である。このようなラミネートは恒久的に弾性を持つため、その結果として第1のテキスタイル層と第2のテキスタイル層は、熱弾性繊維やそれ以外のエラストマーを糸の中で使用せずに恒久的に弾性を持つラミネートを形成する。このようなラミネートは、耐熱性繊維の糸を使用するおかげで耐火性かつ耐熱性でもある。別の1つの特徴によると、ラミネートは遅燃性であり、ISO 14116：2008の条件に従って炎の伝播が限定されている。

タック・ループのある1段式ニットウエア（特にピケ・ニット）または2段式ニットウエアの形態にされた第1のテキスタイル層は、弾力特性を持ち、タック・ループなしの2段式ニットウエア（特に両面編み右／右ニット）の形態の第2のテキスタイル層も同様である。しかしこれら2つのメッシュの弾力特性は互いに異なっている。これについてはあとで説明する。少なくとも2つのこれらテキスタイル層の異なる弾性テキスタイル・ニット構造により、ラミネート全体の弾性が生まれる。この弾性的な挙動は、市販されている弾性繊維を使用せずに実現される。ラミネートの弾性は恒久的である。なぜならそのラミネートを高温に加熱することによって熱ストレスを与えた後でさえ、弾力特性が保持されるからである。

本発明によるラミネートの弾性は、第1のテキスタイル層と第2のテキスタイル層の繊維ニット構造が異なることに起因する。第1のテキスタイル層は、タック・ループのある1段式ニットウエアまたは2段式ニットウエアの形態である。

タック・ループのある1段式ニットウエアと2段式ニットウエアには弾性伸縮性があり、弾性反発する。一実施態様では、タック・ループのある1段式ニットウエアも存在している。それは、右／左ピケ・ニットの場合である。特にタック・ループのある1段式と2段式のニットウエア構造では、タック・ループが、弾性的に伸長させた後にテキスタイル層が初期位置に弾性反発することを保証する。タック・ループは、ニットではなくて針の中に挿入されるだけのメッシュである。

タック・ループなしの2段式ニットウエアは、特に優れた弾性伸縮性を示す。メッシュは、決められた糸の長さの範囲内で制限なく引き伸ばせるが、限られた弾性反発しかしない。

したがって第2のテキスタイル層によって特に優れた弾性伸縮が可能になり、第1のテキスタイル層によって引き伸ばした後の優れた弾性反発が可能になる。これら2つのテキスタイル層が協働する結果として、本発明のラミネートの弾力特性になる。

さまざまなテキスタイル構造をニットウエアという用語で代表させる。そのためニットウエアという用語には、ラウンド・ニットやフラット・ニットなどのニット製品という第1のグループを含めることができ、ラッシェルやワープ・ニットという第2のグループも含めることができる。

本発明の別の1つの特徴によれば、ラミネートは、5分間にわたって230℃の温度に加熱した後に、横断方向の弾性伸長が少なくとも30％である。一実施態様では、ラミネートは、5分間にわたって230℃の温度に加熱した後に、長手方向の弾性伸長が少なくとも25％である。

ラミネートは、5分間にわたって230℃の温度に加熱した後に、特に、長手方向には弾性伸長が少なくとも30％で弾性回復が少なくとも80％であり、横断方向には弾性伸長が少なくとも25％で弾性回復が少なくとも95％である。

一実施態様では、ラミネートは、5分間にわたって230℃の温度に加熱した後に、長手方向では弾性伸長が少なくとも70％で弾性回復が少なくとも80％であり、横断方向には弾性伸長が少なくとも30％で弾性回復が少なくとも95％である。

本発明の別の1つの特徴によれば、ラミネートは、5分間にわたって230℃の温度に加熱した後に、長手方向の弾性伸長が少なくとも50％、横断方向の弾性伸長が少なくとも25％である。

例えば耐熱性繊維は、アラミド、ポリイミド、ポリアミド-イミド、セルロース繊維、メラミン樹脂、ポリベンゾイミダゾール（PBI）を含む材料群の中から選択される。繊維がアラミド繊維であるか、糸がアラミド繊維の断片を含んでいると有利である。

本発明の一実施態様では、不連続に付着させた接着剤によって障壁層を第1のテキスタイル層と第2のテキスタイル層に接合する。例えば接着剤は、点状の接着剤の形態で、または粉末状接着剤の形態で付着させる。

本発明の別の1つの特徴によれば、障壁層は非通気性かつ水蒸気透過性である。障壁層は、特に非通気性である。障壁層は、液体不透過性にすることもできる。障壁層は、特に防風性かつ防水性かつ水蒸気透過性である。

例えば障壁層は防水性であり、少なくとも8 kPaの侵入水圧に耐えられる（ISO 811-1981による）。障壁層は、水蒸気侵入抵抗Reが20 m²Pa/W未満である（ISO 11092）。例えば障壁層は、空気透過率が6 L/m²/秒以下である（ISO 9237-1995による）。

障壁層は、非通気性（1 L/m²/秒未満の空気透過率に対応する非通気性（ISO 9237；100 cm²、2.5 kPa））；および／または防風性（50 L/m²/秒未満の空気透過率に対応する防風性（ISO 9237；100 cm²、2.5 kPa））にすることもできる。

本発明の別の1つの特徴では、障壁層は膜またはフィルムである。例えば障壁層は、ePTFE膜などの多孔性膜である。そのようなePTFE膜には閉じられた連続的プラスチック層を設けることができる。

膜は、ポリオレフィン、ポリエステル、ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデン、ポリウレタン、フルオロポリマーを含む材料群の中から選択できる。

本発明の1つの特徴で使用する温度抵抗性（耐熱性）糸は、多数の個々の繊維から形成された少なくとも1本の糸を有する。テキスタイル層に含まれる耐熱性糸は、本発明のラミネートを熱と炎から確実に保護してくれる。そのため耐熱性糸は、LOI（限界酸素指数）値が少なくとも25である。第1と第2のテキスタイル層は、それぞれ、耐熱性糸を少なくとも50％含んでいる。耐熱性糸は、アラミド繊維の混合物であることが好ましい。

耐熱性糸は、アラミド、ポリイミド、プレオックス繊維、PBI、メラミン樹脂繊維を含む材料群の中から選択することができる。耐熱性糸からなる材料は、ISO 17493に従って180±5℃の温度で試験するときに着火したり溶けたりしてはならない。耐熱性糸は、アラミド繊維との混合物で形成されていることが好ましい。一実施態様では、第1のテキスタイル層と第2のテキスタイル層は、100％がアラミド繊維からなる。アラミドは、極めて防炎性と耐熱性（耐火性、耐熱性）があり、引き裂きにも極めて強いため、本発明のラミネートに特に適している。

耐熱性かつ難燃性の繊維材料は、LOI値で特徴づけることができる。LOI値は、材料が燃え続ける最少酸素濃度に対応する。30〜40％の酸素よりも大きいLOI値のポリマー系は自己消火性である。すなわち本来的に難燃性である。工業用ポリマーは、LOI値が16〜30％である。一般に、LOI値が25よりも大きい繊維は、難燃性に分類される。したがって耐熱性糸はLOI値が少なくとも25であることが望ましい。上記の繊維のLOI値は28〜33に達する。例えばポリイミドはLOI値が38に達し、PBIはLOI値が40であり、プレオックス繊維はLOI値が56〜58にもなる。個々の繊維のLOI値は、文献から入手できる。例えばInstitute for Textile and Process Engineering（ドイツ国、デンケンドルフ）のデンケンドルフ繊維表から入手できる。

それと同時に、1つの特徴によれば、本発明のラミネートは遅燃性にすることができる。炎の伝播に関するISO 14116：2008によると、指数の最大値である3に達する。これは、炎に曝されたときに本発明の材料では炎の伝播がなく、穴が形成されず、燃えて液滴になることがなく、残炎がなく、2秒よりも長く再燃しないことを意味する。したがって本発明のラミネートは、消防士用の防護服に関するISO 11613（1999）を満たすとともに、防護服（熱と炎から保護するための衣服）に関するISO 11612も満たしている。したがって、恒久的に弾性を持ち、熱と炎から保護する防護服用ラミネートを入手することが可能である。

本発明の別の1つの特徴では、少なくとも一部に上記のタイプのラミネートを有する防護服が提供される。本発明のラミネートは防護服製品の一要素にすることができよう。防護服製品は、全体を本発明のラミネートで構成することも可能である。

そのような防護服製品は、パイロット、消防士、タンクローリーの運転手にとって特に有用である。なぜならその衣服の弾性機能が熱負荷の後でさえ保持されるからである。

防護服は、例えばコート、上着、ズボン、チョッキ、オーバーオール、帽子、バラクラバ帽、手袋や、これらの組み合わせの形態に設計される。

本発明のさまざまな実施態様に関する図面により、本発明の特徴と利点を以下にさらに説明する。

本発明によるラミネートの一実施態様のスケッチである。 本発明の一実施態様による第2のテキスタイル層（特に、タック・ループなしの2段式ニットウエアが両面編み右／右ニットの形態にされたもの）の組織図である。 本発明の一実施態様による第1のテキスタイル層（特に、タック・ループのある1段式ニットウエアが右／左ピケ・ニットの形態にされたもの）の組織図（図３ａ）、および本発明の一実施態様による第1のテキスタイル層（特に、タック・ループのある2段式ニットウエアが両面編みピケ・ニットの形態にされたもの）の組織図（図３ｂ）である。 さまざまな製品サンプルとさまざまな温度について、熱に曝した後の炉試験（ISO 17493）による寸法安定性を示すグラフである。 3種類の製品サンプルについて、長手方向の伸び率／回復率を示すグラフである。 3種類の製品サンプルについて、横断方向の伸び率／回復率を示すグラフである。 2種類の製品サンプルについて伸び率の低下と温度の関係を示すグラフである。 伸び率と弾性率という用語を説明するための模式図である。 少なくとも一部に本発明のラミネートを含む服製品を示している。

図1は、第1のテキスタイル層20と、第2のテキスタイル層30と、それらテキスタイル層20と30の間に配置された障壁層40とを備える本発明によるラミネート10の一実施態様を示している。これら3つの層が互いに接合されてラミネート10となる。適切な方法で層を互いに接合することができる。障壁層40の機能を著しく制限しない接合技術を選択することが重要である。例えば接着剤を用いて層を互いに接合することができる。一実施態様では、接着剤は、点、粉末、ネットワーク、格子の形態で不連続に存在するため、障壁層40の機能は制限されない。別の一実施態様では、接着剤は連続した接着剤層であり、水蒸気透過性の接着性材料からなることが好ましい。別の接合技術として、溶接、超音波溶接（例えばスポット溶接）、縫合が可能であろう。

一実施態様では障壁層40は非通気性かつ水蒸気透過性であるため、望ましくないガスまたは有害なガスから保護する障壁が形成される。障壁層40は、非通気性であることが好ましい。一実施態様では、障壁層40は、空気透過率が1 L/m²/秒未満である（ISO 9237-1995）。それと同時に、障壁層40は水蒸気を通過させることができる。その場合に一実施態様の障壁層40は、水蒸気侵入抵抗Reが20 m²Pa/W未満である（ISO 11092）。好ましい一実施態様では、障壁層40は水蒸気透過性だが、防液体性（特に防水性）である。例えば防水性障壁層40は、少なくとも8 kPaの侵入水圧に耐えられる。障壁層40は、水蒸気透過性かつ防風性にすること、または水蒸気透過性かつ防水性かつ防風性にすることもできる。ラミネート10に障壁層40が存在していると、少なくとも一部にこのラミネートを有する服製品、またはこのラミネートからなる服製品の着心地が向上する。なぜなら着用者の汗が内部から外部に運ばれると同時に、水および／または風の侵入が阻止されるからである。水蒸気不透過性の障壁層を有する構造と比べて着心地が向上する。

障壁層40はフィルムまたは膜にすることができる。本発明の障壁層40に適した材料は、フルオロポリマー（例えばポリテトラフルオロエチレン）、ポリエステル、ポリスルホン、ポリウレタン、ポリウレタン-ポリエステル、ポリエチレン、ポリエーテルスルホン、ポリカーボネート、シリコーン、ポリオレフィン、ポリアクリレート、ポリアミド、ポリプロピレン（ポリエーテル-エステルを含む）と、これらの組み合わせである。障壁層は、多孔性でも非多孔性でもよい。

延伸ポリテトラフルオロエチレン（ePTFE）の膜を使用することが好ましい。膜のePTFEは、厚さを5〜500μmにすることができる（25〜300μmが好ましい）。ePTFE膜が特に適しているのは、熱と高温に対して非常に安定であり、燃えたり溶けたりしないからである。ePTFE膜の気孔度と孔のサイズは、気体の拡散が阻止されないように選択することが好ましい。孔の平均サイズは0.02〜3μmにすることができる（0.1〜0.5μmが好ましい）。気孔度は30〜90％である（50〜80％が好ましい）。それと同時に、材料は防水性である。延伸PTFEからこのような多孔性膜を製造する方法は、例えばアメリカ合衆国特許第3,953,566号、第4,187,390号に開示されている。

一実施態様では、ePTFE膜は、水蒸気透過性の連続した親水性ポリマー層を有する。連続した適切な水蒸気透過性ポリマーがそれに限定されることはなく、一群のポリウレタン、一群のシリコーン、一群のコポリエーテル-エステル、一群のコポリエーテル-エステルアミドからなるものも可能である。親水性組成物の適切なコポリエーテル-エステルは、アメリカ合衆国特許第4,493,870号、第4,725,481号に開示されている。適切なポリウレタンは、アメリカ合衆国特許第4,194,041号に記載されている。適切な親水性組成物は、アメリカ合衆国特許第4,230,838号に見いだすことができる。好ましいクラスの連続した親水性ポリマーはポリウレタンであり、その中でも特に、アメリカ合衆国特許第4,532,316号に記載されているようにオキシエチレン単位を含むポリウレタンである。

一実施態様の障壁層は、多層の場合には、上記のタイプのフィルムまたは膜も含むことができる。例えば多層の一実施態様では、膜を追加層（例えば支持層および／または別の機能層）の片側または両側に接合する。

本発明によるラミネート10の第1のテキスタイル層20および／または第2のテキスタイル層30は、少なくとも1種類の温度抵抗性（耐熱性）繊維（特に耐熱性糸）を含んでいる。耐熱性繊維は、耐熱性糸とアラミド糸を含むアラミド繊維であることが好ましい。一実施態様では、2つのテキスタイル層20と30は、それぞれ、少なくとも50％が耐熱性糸である。

図2は、本発明の一実施態様による第2のテキスタイル層の編み目の模式図（ニットウエア技術のための組織図）である。図2は、2つの行1と2による編み目（パターンの繰り返し）を示しており、ここではそれが2行ごとに繰り返される。図2には、針13、糸14、メッシュ15が示されている。

図2は、タック・ループなしの2段式ニットウエアの形態にされたニットウエアを示しており、ここでは両面編み右／右ニット、または両面編み右／右ニットの形態である。本発明の一実施態様によると、図1の第2のテキスタイル層30は、図2に示したような両面編み右／右ニットの形態に設計される。

図3aと図3bは、本発明の別の一実施態様による第1のテキスタイル層の編み目の模式図（ニットウエア技術のための組織図）である。

図3aは、タック・ループのある1段式ニットウエアが2つの行1と2（1つのパターン繰り返し）に従うことを示しており、そのパターンが2行ごとに繰り返される。図3aには、針16、糸17、タック・ループ19、メッシュ18が示されている。

図3bは、タック・ループのある2段式ニットウエアが3つの行1と2と3（1つのパターン繰り返し）に従うことを示しており、そのパターンが3行ごとに繰り返される。この図にも、針16、糸17、タック・ループ19、メッシュ18が示されている。

図3aは、タック・ループのある1段式ニットウエアの形態にされたニットウエアを特に示しており、ここでは右／左ピケ・ニット、または右／左ピケ・ニットの形態である。本発明の一実施態様によると、図1の第1のテキスタイル層20は、図3aに示したような右／左ピケ・ニットの形態に設計される。

図3bは、タック・ループのある2段式ニットウエアの形態にされたニットウエアを特に示しており、ここでは両面編みピケ・ニット、または両面編みピケ・ニットの形態である。本発明の一実施態様によると、図1の第1のテキスタイル層20は、図3bに示したような両面編みピケ・ニットの形態に設計される。

当業者には、ピケ・ニットウエアおよび両面編みニットウエアの技術的な意味とその設計が知られている。したがって当業者の観点からすれば、これらを独立に定義する必要はない。対応する設計も当業者に知られている。上に説明したように、実施例を図2、図3a、図3bに示してある。

図2と図3によるテキスタイル層30と20を用いて構成されたラミネート10は、図1に模式的に示してあるように、恒久的な弾性を持ち、その結果として第1のテキスタイル層20と第2のテキスタイル層30は、熱可塑性のある糸を使用することなく恒久的に弾性のあるラミネート10を形成する。このようなラミネートは、耐熱性の繊維と糸を使用しているおかげで耐火性かつ耐熱性でもある。

本発明のラミネートは、衣服の仕様に必要な寸法安定性を持つよう、例えばISO 11612に従って設計することが好ましい。例えばラミネートの寸法の変化は、180℃と260℃の熱に曝された後に5％未満である（3％未満が好ましい）。

本発明によるラミネートの一実施態様には、以下の特性A）〜D）が求められる。

A）望ましい寸法安定性：
5％未満（例えば防護服（熱と炎から保護するための衣服）に関するISO 11612）

耐熱性に関するISO 11612（第6.2章）参照：
第6.2.1章：180±5℃での耐熱性：
ISO 17493に従って180±5℃で試験しているとき、衣服および／または衣服組成物に使用する材料が着火したり溶けたりすることがなく、5％を超えて収縮してはならない。
第6.2.2章：オプションの条件 - 260±5℃での耐熱性：
1段式衣服または多段式衣服の内側ライナーの材料を皮膚にまとうことが規定されている場合には、材料をISO 17493に従って260±5℃で試験せねばならない。材料は第6.2.1章の条件を満たさねばならず、着火したり溶けたりすることはなく、10％を超えて収縮してはならない。

コメント：熱への曝露に起因する収縮により、熱保護効果に関して不利な効果につながる可能性がある。なぜなら衣服と身体に挟まれた空気遮断層が減るからである。したがって防護服では熱収縮を回避せねばならない。それは特に、熱または炎からの危険が存在していて、衣服の表面の大きな割合に影響が及ぶ可能性のある場合に当てはまる。

B）望ましい伸び率：
エルゴノミクスを向上させるために25〜100％超。

C）回復（回復能力）：
元のサイズへの完全な回復またはかなりの回復。理想的には100％（フィットが悪くなるため80％未満は一般に受け入れられない）。

その目的で、図7に、伸び率と弾性率（回復率／回復能力）のスケッチを示してある。最初に元の長さの材料を示してある。その材料に力を加えて例えば100％引き伸ばす。それを図7では右方向の伸びとして示してある。そこでは元の材料その長さの分だけ伸ばされ、今ではその材料は元の状態と比べて2倍の長さになっている。その下の図では、材料に力を加えるのを止めた後に材料は回復し（図7の回復率／回復能力）、この例では元の長さの80％だけ回復しているため、材料に力を加えるのを止めた後に変形が残る（図7の永久変形）。したがって材料は元の長さよりも長い。この例では、材料はしたがって80％の弾性率を持つ。その一方で、元の長さへの完全な回復は、100％の弾性率を意味することになる。

D）熱負荷の後に性能の変化（主要な特性の変化）がない：

図4は、さまざまな製品サンプルとさまざまな温度について、熱に曝した後の炉試験（ISO 17493）による寸法安定性を示すグラフである。

第1のサンプル“アラミド・ラミネート”は、以下の構造を持つ3層ラミネートの形態になった本発明の一実施態様である。

第1のテキスタイル層（例えば図1の層20）は、基本重量220 g/m²の100％アラミド（Nomex Comfort繊維）からなる1層ピケ層の形態に設計される。このニットウエアの製造者（編んだ会社）はFuchshuber Technotex社であり、商品名は“Pique Nomex”である。

障壁層（例えば図1の層40）は、Gore & Associates社の商品番号4410028のePTFE膜の形態に設計される。第2のテキスタイル層（例えば図1の層30）は、基本重量220 g/m²の100％アラミド（Nomex Comfort繊維）からなる両面編み-右／右層の形態に設計される。このニットウエアの製造者（編んだ会社）はFuchshuber Technotex社であり、商品番号は22928である。第1のサンプルの全基本重量は約470 g/m²である。

第2のサンプルである“アラミド伸縮ニット”（ニットウエア）では、96％のアラミド（Nomex Comfort繊維）と4％のLycra（Activetex社の部品番号AT 77255 DF fine rib）からなる1層製品が一例として知られている。

第3のパターンである“アラミド伸縮織り”（織布）でも、96％のアラミド（Nomex Comfort繊維）と4％のLycra（部品番号44119190）からなるFritshe社の1層製品が一例として知られている。

図4は、さまざまな製品サンプルとさまざまな温度について、ISO 17493に従って熱に曝した後の炉試験による寸法安定性（サイズ変化に関する挙動を示す）を示している。上記の3つのサンプル、すなわちアラミド・ラミネート、アラミド伸縮ニット、アラミド伸縮織りを製品サンプルとして用いた。次に、サンプルを炉の中で5分間にわたって設定温度に保持した。その後、サイズ変化を測定した。テキスタイルの変化が最少であるために再使用できることが、熱処理によって証明されると考えられる。さまざまな温度での長手方向と横断方向の寸法安定性も図4に示してある。

図4から、本発明の第1のサンプルであるアラミド・ラミネートは、優れた寸法安定性を特徴とするのに対し、第2と第3のサンプルは、特により高温の負荷をかけたとき、はるかに劣った値を持つことがわかる。図4に示した寸法安定性の正の値は、対応する製品の伸長を特徴とするのに対し、負の値は、対応する製品の収縮を特徴とする。

最低条件は、応用規格に規定されている（例えばISO 11612の±5％）。3つのサンプル製品の比較から、第1のサンプル（本発明によるラミネートの実施態様）は温度処理の影響を実質的に受けないことがわかる。アラミド・ニットウエア（第2のサンプル）は、弾性繊維の熱処理によってサイズが大きく変化する。構造中に弾性繊維を使用すると、その繊維は200℃を超える温度で破壊されるため、寸法安定性が失われる。

図5は、図4を参照して説明した上記の同じ3つの製品サンプルについて、さまざまな温度での長手方向（図5A）と横断方向（図5B）の伸び率／回復率を示すグラフである。略号NZは、対応する製品が新品条件であることを特徴とする。

本発明のラミネートは、伸び率と弾性回復率（回復率）の両方で、長手方向と横断方向の両方とも熱負荷に対してほんのわずかにしか（他のサンプルと比較してまったく、または無視できる程度にしか）反応しない。その一方で、こうした熱負荷のもとでアラミド伸縮ニットは十分な回復率（回復）を示さず、70％未満に低下する。アラミド伸縮ニットは、200℃を超える熱負荷の後に、横断方向の伸び率が200％超も失われる。

アラミド伸縮織りのオーバーオールは、その設計が原因で十分に大きな伸び率にならず、200℃を超える熱負荷の後に、元々の伸び率の50％超が失われる。図6は、この文脈における別のグラフであり、本発明のアラミド・ラミネートとアラミド伸縮織りに関する伸び率の低下と温度の関係を示している。図6から、本発明のラミネートは伸び率が熱負荷に対してほんのわずかにしか反応しないのに対し、アラミド伸縮織りは熱負荷の後に元の伸び率を大きく低下させることも明らかである。

図8は、上着（例えば消防服）の形態にされた衣服製品70を示している。この衣服製品は、少なくとも一部が図1による本発明のラミネート10で構成されている。

“弾性伸長”という用語は、本発明との関連で用いられるときには、材料を伸長させるのに必要な応力または負荷が小さい（すなわち伸長力が小さい）材料特性を表わす。そしてこの材料は、その後元の形状（元のサイズと形状）を回復することができる。言い換えるならば、引き伸ばした後、またはバイアスをかけた後、または引っ張る力がもはや加わっていない状態で、元のサイズを完全に、または大いに回復する。

“弾性回復／弾性”という用語は、負荷作業が完了したとき、恒久的変形が限られていて理想的には迅速に回復するという材料の挙動を意味する。

“恒久的な弾性”という用語は、本発明によるラミネートを5分間にわたって230℃の温度に加熱した後でさえ弾性が相変わらず残っている特性を意味する。

本発明との関連で、テキスタイル布帛またはテキスタイル層は、織布、ニット、ワープ-ニット、不織布や、これらの組み合わせを意味するものとする。テキスタイル層は、合成繊維または天然繊維である。天然繊維と合成繊維の混合繊維も可能である。繊維という用語には、モノフィラメント、マルチフィラメント、ステープル・ファイバーなどのフィラメント（長さが不定の繊維）も含まれる。繊維は糸の形態であることが好ましい。本発明における糸は、束ねられた形態の多数の繊維および／またはフィラメントからなる連続した糸で、例えば織ったり編んだりすることによってテキスタイルを製造できるものを意味するものとする。使用する糸の線密度は、被覆前には50 dtex〜500 dtexであることが好ましい。

ポリオレフィン、ポリアミド、ポリエステル、再生セルロース、酢酸セルロース、レーヨン、アセテート、アクリル、ガラス材料、モダクリル、木綿、羊毛、絹、ジュートや、これらの混合物をテキスタイル層の材料として使用できる。

本発明の文脈における“遅燃性”という用語は、テキスタイル層（布帛）と材料の両方で炎の伝播が限られていることを意味する。規格ISO 14116：2008は、材料の炎の伝播が限られていることに関する性能条件を規定している。その条件は、（EN 532に対応する）ISO 15025に従う試験の結果に基づいている。性能は、炎伝播限界指数によって表わされる。3段階の性能が確立している：
- 指数1では、材料に炎の伝播はないが、炎と接触している間に穴が形成される可能性がある；
- 指数2では、材料に炎の伝播が起こらず、炎と接触している間に穴も形成されなない；
- 指数3では、材料に炎の伝播が起こらず、炎と接触している間に穴も形成されず、再燃も限られているだけである。

消防士の防護服には、（ISO 11613：1999に対応する）指数3の材料が必要とされる。

“難燃性”材料という用語は、本発明の文脈では、LOI（限界酸素指数）が25よりも大きい材料を意味する。

“耐熱性” という用語は、材料が、ISO 17493の炉試験に従い5分間にわたって180℃を超える温度に耐えることを意味する。

ISO 11092に従う水蒸気侵入抵抗Retの値は、布帛（本発明による織布と機能層）または組み合わせた材料（ラミネート）の特別な材料特性であり、決められた表面からの等価部分圧勾配での潜熱蒸発流を規定している。

“水蒸気透過性”は、100 m²Pa/W未満の水蒸気侵入抵抗Retを持つ材料を意味する。布帛は、Retが20 m²Pa/W未満であることが好ましい。水蒸気透過率は、さまざまな方法で測定される。例えばISO 11092、またはHohenstein MDM乾燥法がある。後者は、Clothing Physiological Institute e.V. Hohensteinの標準試験手続きBPI 1.4（1987）に記載されている。

“多孔性”は、内部構造全体にわたって非常に小さな微視的な孔を持つ材料を意味すると理解し、気孔は、材料の一方の表面から他方の表面まで連続的な接続路または経路を形成する。したがって気孔のサイズのため、材料は空気と水蒸気にとって透過性だが、液体の水は気孔を通過することができない。気孔のサイズは、Coulter Electronics社（ハイアリーア、フロリダ州）のCoulterポロメータ（登録商標）を用いて測定することができる。Coulterポロメータは、ASTM規格E1298-89に記載されている方法に従って多孔性媒体中の気孔のサイズ分布を自動的に決定する装置である。Coulterポロメータを用いても、入手できるすべての多孔性材料について気孔のサイズ決定できるわけではない。そのような場合には、気孔のサイズは、顕微鏡（例えば光学顕微鏡や電子顕微鏡）を用いて決定することもできる。

使用する微孔性膜は気孔の平均サイズが0.1〜100μmである。気孔の平均サイズは、0.2〜10μmであることが好ましい。

水侵入圧試験／水侵入抵抗：
水侵入圧試験は静水抵抗試験であり、基本的に、材料サンプルの1つの側に水を強制的に当ててその材料サンプルの反対側で透過してきた水を観察することに基づいている。水圧は、20±2℃の蒸留水を面積が100 cm²の材料サンプルの上に置き、圧力を徐々に増していくという試験法に従って測定する。水圧の上昇は、60±3 cmH₂O/分にする。水圧は、水がサンプルの反対側に現われるときの圧力である。正確な手続きは、1992年の規格EN 20811に規定されている。“防水性”は、材料が、2003年のEN 343に従って少なくとも8 kPaの水侵入圧に耐えられることを意味するものとする。

Claims (32)

1. - 少なくとも第1のテキスタイル層（20）と第2のテキスタイル層（30）と；
   - 前記第1のテキスタイル層（20）と前記第2のテキスタイル層（30）の間に配置されていてその第1のテキスタイル層と第2のテキスタイル層に接合された少なくとも1つの障壁層（40）を備えていて；
   - 前記第1のテキスタイル層（20）または前記第2のテキスタイル層（30）が少なくとも1種類の耐熱性繊維を含み；
   - 前記第1のテキスタイル層（20）が、タック・ループのある1段式ニットウエアまたはタック・ループのある2段式ニットウエアの形態に設計され、前記第2のテキスタイル層（30）が、タック・ループなしの2段式ニットウエアの形態に設計されているラミネート（10）。
2. タック・ループのある前記2段式ニットウエアが両面編みピケ・ニットである、請求項1に記載のラミネート。
3. ループなしの前記2段式ニットウエアが、両面編み右／右ニットである、請求項1に記載のラミネート。
4. 前記1段式ニットウエアがタック・ループのある、請求項1〜3のいずれか1項に記載のラミネート。
5. タック・ループのある前記1段式ニットウエアがピケ・ニットである、請求項4に記載のラミネート。
6. 前記第1のテキスタイル層（20）と前記第2のテキスタイル層（30）が、少なくとも1種類の耐熱性繊維を含む、請求項1〜5のいずれか1項に記載のラミネート。
7. 5分間にわたって230℃の温度に加熱した後に、横断方向の弾性伸長が少なくとも30％である、請求項1〜6のいずれか1項に記載のラミネート。
8. 5分間にわたって230℃の温度に加熱した後に、長手方向の弾性伸長が少なくとも25％である、請求項1〜7のいずれか1項に記載のラミネート。
9. 5分間にわたって230℃の温度に加熱した後に、長手方向には弾性伸長が少なくとも30％で弾性回復が少なくとも80％であり、横断方向には弾性伸長が少なくとも25％で弾性回復が少なくとも95％である、請求項1〜8のいずれか1項に記載のラミネート。
10. 5分間にわたって230℃の温度に加熱した後に、長手方向には弾性伸長が少なくとも70％で弾性回復が少なくとも80％であり、横断方向には弾性伸長が少なくとも30％で弾性回復が少なくとも95％である、請求項1〜9のいずれか1項に記載のラミネート。
11. 5分間にわたって230℃の温度に加熱した後に、長手方向の弾性伸長が少なくとも50％、横断方向の弾性伸長が少なくとも25％である、請求項1〜10のいずれか1項に記載のラミネート。
12. 前記耐熱性繊維が、アラミド、ポリイミド、ポリアミド-イミド、セルロース繊維、メラミン樹脂、ポリベンゾイミダゾール（PBI）を含む材料群の中から選択される、請求項1〜11のいずれか1項に記載のラミネート。
13. 前記繊維がアラミド繊維である、請求項12に記載のラミネート。
14. 前記第1のテキスタイル層（20）と前記第2のテキスタイル層（30）が、それぞれ、熱可塑性糸またはエラストマー糸を使用せずに恒久的な弾性ラミネートを形成する、請求項1〜13のいずれか1項に記載のラミネート。
15. 前記障壁層（40）が、不連続に付着させた接着剤によって前記第1のテキスタイル層（20）と前記第2のテキスタイル層（30）に接合されている、請求項1〜14のいずれか1項に記載のラミネート。
16. 前記接着剤が点接着剤または粉末接着剤の形態で供給される、請求項15に記載のラミネート。
17. 前記障壁層が非通気性かつ水蒸気透過性である、請求項1〜16のいずれか1項に記載のラミネート。
18. 前記障壁層が非通気性である、請求項1〜17のいずれか1項に記載のラミネート。
19. 前記障壁層が液体不透過性である、請求項1〜18のいずれか1項に記載のラミネート。
20. 前記障壁層が防水性であり、（EN 20811-1992に従い）少なくとも8 kPaの水侵入圧に耐える、請求項1〜19のいずれか1項に記載のラミネート。
21. 前記障壁層が、防風性かつ防水性かつ水蒸気透過性である、請求項1〜20のいずれか1項に記載のラミネート。
22. 前記障壁が、20 m²Pa/W未満の水蒸気侵入抵抗Reを持つ（ISO 11092）、請求項1〜21のいずれか1項に記載のラミネート。
23. 前記障壁が、（ISO 9237-1995に従い）50 L/m²/秒以下の空気透過率を持つ、請求項1〜22のいずれか1項に記載のラミネート。
24. 前記障壁が膜またはフィルムである、請求項1〜23のいずれか1項に記載のラミネート。
25. 前記障壁が多孔性膜である、請求項24に記載のラミネート。
26. 前記膜が、ポリオレフィン、ポリエステル、ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデン、ポリウレタン、フルオロポリマーを含む材料群の中から選択される、請求項24または25に記載のラミネート。
27. 前記膜がePTFE障壁層を有する、請求項24〜26のいずれか1項に記載のラミネート。
28. 前記ePTFE膜に閉じられた連続的なプラスチック層が設けられている、請求項27に記載のラミネート。
29. EN ISO 14116：2008の条件に従い、炎の伝播が限定された難燃性となるように設計されている、請求項1〜28のいずれか1項に記載のラミネート。
30. 請求項1〜29のいずれか1項に記載のラミネート（10）において、
    前記第1のテキスタイル層（20）と前記第2のテキスタイル層（30）が、それぞれ耐熱性糸を含んでいて；
    前記第1のテキスタイル層（20）がピケ・ニットとして設計され、前記第2のテキスタイル層（30）が両面編み-右／右ニットであり；
    前記障壁層（40）がePTFE膜を備えていて、その障壁層は、不連続に付着させた接着剤によって前記第1のテキスタイル層（20）と前記第2のテキスタイル層（30）に接合されており；
    このラミネート（10）が、5分間にわたって230℃の温度に加熱した後に、長手方向の弾性伸長が少なくとも50％、横断方向の弾性伸長が少なくとも25％であるラミネート。
31. 請求項1〜30のいずれか1項に記載のラミネートを含む防護服（70）。
32. コート、上着、ズボン、チョッキ、オーバーオール、帽子、バラクラバ帽、手袋いずれかの形態に設計されている、請求項31に記載の防護服。

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