JP6109026B2 - 防護製品用布帛およびその製造方法および防護製品 - Google Patents
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- Woven Fabrics (AREA)
Description
前記各種作業服では、耐炎・難燃・高強力・耐薬品性・耐疲労性(布帛強度、引き裂き強力保持特性)・遮熱性などが求められるので、メタ系アラミド繊維、パラ系アラミド繊維、これらの繊維と他繊維との混綿糸などが用いられている(例えば、特許文献1〜3参照)。また、前記各種作業服を構成する布帛としては、紡績糸からなる布帛が多い。
しかしながら、かかる布帛を用いて作業服などを得て着用した場合、ストレッチ性がほとんどないため、着心地が悪く活動しにくいという問題点があった。
一般的なストレッチ性布帛としては、加工糸(仮撚加工糸、ニットデニット糸、捲縮糸などの嵩高糸)や弾性繊維(弾性糸)を用いることが提案されている(例えば、特許文献4〜6参照)。しかし、炎や高熱など危険の大きい場面で使用される防護製品としての使用に耐え得る耐熱性、耐加水分解性、耐摩耗性、耐洗濯性(耐塩素漂白などを含む)に加えて十分なストレッチ性(伸縮性)を兼備することが困難であった。さらには、燃焼時の有害ガス発生懸念を排除することが困難であった。
かくして、本発明によれば「防護製品用の布帛であって、
布帛は、織物であり、
織物の経糸または緯糸が、コイル状に加工されている紡績糸であり、
紡績糸は、アラミド繊維を含み、
織物の経糸または緯糸は、S方向に下撚が施された紡績糸を2本以上引き揃え合糸し、下撚方向と同方向に上撚を施した後、熱セットし、次いで、解撚したものと、Z方向に下撚が施された紡績糸を2本以上引き揃え合糸し、下撚方向と同方向に上撚を施した後、熱セットし、次いで、解撚したものとが交互に配列したものであり、
JIS L1096 B法(定荷重法)により測定した伸長率が、経方向または緯方向において5%以上であることを特徴とする防護製品用布帛。」が提供される。
<防護製品用布帛>
(紡績糸)
まず、本発明において、紡績糸はアラミド繊維を含む。かかる紡績糸は、アラミド繊維と他繊維とを混綿、混紡したものでもよい。耐熱性、難燃性、強力な防護性能などを得る上で、アラミド繊維の重量は紡績糸重量に対して、好ましくは50重量%以上、より好ましくは90重量%以上、さらに好ましくは100重量%である。
その際、混綿、混紡する他繊維としては、ポリフェニレンスルフィド繊維、ポリイミド繊維、ポリベンズイミダゾール繊維、ポリベンズオキサゾール繊維、ポリアミドイミド繊維、ポリエーテルイミド繊維、ポリエーテルイミド繊維、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、パイロメックス、炭素繊維、ポリエステル繊維、アクリル繊維、モダクリル繊維、セルロース繊維、難燃セルロース繊維、導電性繊維などが例示される。例えば、防護製品に求められる機能(例えば、NFPA2112、1971、70EやISO11613、11612に求められる機能)を兼備するために、導電原綿や導電糸を混綿・混紡してもよい。もちろん、これら以外の繊維を用いてもよい。
パラ系アラミド繊維は、主鎖中に芳香族環を有するポリアミドからなる繊維であり、ポリ−p−フェニレンテレフタルアミド(PPTA)でもよいし、共重合タイプのコポリパラフェニレン−3,4’オキシジフェニレンテレフタルアミド(PPODPA)でもよい。
なお、紡績糸を構成する繊維に難燃剤、紫外線吸収剤、酸化チタンなどの無機粒子がブレンドされていてもよい。
本発明の防護製品用布帛は前記の紡績糸を含む布帛である。布帛が前記の紡績糸だけで構成されていてもよいが、前記の紡績糸と前記のような他繊維とで構成されていてもよい。その際、耐熱性、難燃性、強力な防護性能などを得る上で布帛重量の50重量%以上がアラミド繊維で構成されることが好ましい。アラミド繊維の含有量は、より好ましくは90%以上である。
本発明の防護製品用布帛のJIS L1096 B法(定荷重法)により測定した伸長率は、経方向または緯方向において5%以上、好ましくは5〜20%である。該伸長率が5%未満の場合、かかる布帛を用いて作業服などの防護製品を得て着用した場合、ストレッチ性がほとんどないため、着心地が悪く好ましくない。
また、本発明の防護製品用布帛において、布帛の組織は難燃性、耐炎性、布帛強度などの点で織物である。その際、織物組織としては、平組織、綾組織、朱子組織などが好ましい。また、コイル状に加工されている前記紡績糸が織物の経糸または緯糸に配されていると、該紡績糸が配された方向のストレッチ性が向上し好ましい。
本発明の防護製品用布帛は例えば、以下の製造方法で製造することができる。
(紡績糸)
すなわち、まず、アラミド繊維を含む紡績糸を用意する。その際、前記のように、アラミド繊維に導電糸や他繊維原綿を混合してもよい。紡績糸繊度(番手)は特に限定されないが、耐糸切れ性や強度などの点で綿番手(Ecc)20〜60番手が好ましい。単糸数としては60本以上が好ましく、原綿単糸繊度としては3.0dtex以下(より好ましくは0.001〜3.0dtex)が好ましい。紡績糸の撚係数(下撚係数)としては3.6〜4.2(より好ましくは3.8〜4.0)の範囲が好ましい。該撚係数が大きい程、毛羽が収束し布帛の耐ピリング性が良くなる反面、紡績糸が剛直になり、伸度が低下して布帛の引裂き強力が低減したり、布帛が硬化するおそれがある。なお、撚係数は下記式により表される。
撚係数=撚数(回/吋)/紡績糸の綿番手(Ecc)1/2
紡績糸の紡績方法はリング紡績、MTS、MJS、MVSなどの革新紡績やリング紡績など通常の紡績方法でよい。撚り方向はZ方向またはS方向のいずれでもよい。
次いで、かかる紡績糸に必要に応じて撚り止めセット(真空スチームセット)を行った後、紡績糸を2本以上(好ましくは2〜4本、特に好ましくは2本)引き揃えて合糸し合撚する。合撚に用いる撚糸機として、特に限定されず、アップツイスター、カバリング機、イタリ式撚糸機、ダブルツイスターなど公知の撚糸機でよい。
その際、合撚(上撚)の撚り方向は追撚方向である。例えば、紡績糸の撚り方向がZ撚りの場合、同じ方向のZ方向に撚りを行う。また、撚数は、好ましくは2000回/m以上、より好ましくは2100〜3000回/m、特に好ましくは2300〜2800回/mである。該撚数が2000回/m未満の場合、後記のように撚り止めセット、解撚した後、紡績糸の形態がコイル状にならないおそれがある。
次いで、かかる合撚糸に撚り止めセット(従来のアラミド双糸撚り止めセット同様の高圧真空スチームセット)を施す。強固な撚り止めセットの付与が必要の場合、撚り止めセットの回数を増やしたり、撚り止めセット温度やセット時間を変えてもよい。例えば、セット温度は115〜125℃、セット時間は20〜40分、回数は1〜3回でよいが、セット温度が高いほど、また、セット時間が長いほどセット性がよく好ましい。撚り止めセットの回数を増やしたり、処理時間を長くしたり、温度を上げることにより、よりセット性を高めることが可能であるが、生産管理(作業管理の安全性、品質管理など)や生産加工費用を考慮すると処理時間を長くすることが好ましい。また、真空度が高いほど品質が良化し好ましい。
次いで、撚り止めセットされた合撚糸を解撚(合撚の撚り方向とは逆方向の撚り方向)する。その際、解撚の撚数は、前記合撚の撚数は70〜90%の範囲が好ましい。この範囲の撚数で解撚を行うことにより、ストレッチ性を有した、コイル状に加工された紡績糸が得られる。かかるコイル状に加工された紡績糸において、優れたストレッチ性を得る上で撚数が200〜860回/mの範囲内であることが好ましい。
なお、コイル状に加工されたかかる紡績糸は、生成(後染め)であっても、原着(ポリマーに着色剤が練りこまれている。)であっても、先染であってもよい。
次いで、コイル状に加工されたかかる紡績糸を用いて布帛を得ることにより、用いた方向にストレッチ性を有する布帛となる。布帛の種類は、織物である。
織物の経糸または緯糸において、S方向に下撚が施された紡績糸を2本以上引き揃え合糸し、下撚方向と同方向に上撚を施した後、熱セットし、次いで、解撚したものと、Z方向に下撚が施された紡績糸を2本以上引き揃え合糸し、下撚方向と同方向に上撚を施した後、熱セットし、次いで、解撚したものとを交互に配列させたものを用いる。
また、コイル状に加工されたかかる紡績糸を緯糸に用い、緯糸としてリワインドし巻量アップし、織機停台抑制などの手段を講じても構わない。また緯糸残量を例えば赤外線などにより管理することにより、緯糸1ショット分以下の場合、次の緯糸に切替えることにより、切替時の繋ぎ目を製織物(反物)内部に生じないように措置することも可能である。
コイル状に加工されたかかる紡績糸を緯糸に用いた場合、得られた織物(生機)は、緯方向にストレッチ性を有しており、機上巾と検反巾が異なることを特徴としており、1〜10%程度収縮する可能性がある。所望するストレッチ方向によって、コイル状に加工されたかかる紡績糸を経および/または緯糸に用いることが好ましい。
また、所望するストレッチ率とその他の特性(布帛物性、例えば目付、引張強力、引裂き強力など)より、製織設計(組織、密度、通し巾、引き通し本数と空隙率など)において、ストレッチ特性の更なる発現や低減を自由に行うことが可能である。
得られた織編物(生機)には、さらに後加工を施すと、さらにストレッチ性を向上させることができ好ましい。
具体的な後加工工程としては、精練、乾燥、リラックスなどの工程である。精練やリラックス処理としては、拡布処理であってもよいし、液流精練・リラックス処理であってもよい。好ましい方法としては、連続精練や連続乾燥において拡布ノンテンション機で処理する方法である。例えばソフサー精練機や乾絨、シュリンクサーファー、ショートループ、ルシオール乾燥機などを用いた方法が好ましい。
また、その他特性の向上のために、剪毛および/または毛焼、および/または機能剤の樹脂加工を行ってもよい。用いる織編物は、原着品であっても、先染め品であっても、後染め品であっても何れでもよい。
また、ストレッチ性をより一層発現させるための工程は、湿潤加工工程であり、一連の加工(例えば、糊抜き精練を目的とする精練工程など)と併用することも可能である。これらの工程条件によって、ストレッチ率をコントロールすることが可能となる。次いで、乾燥や乾熱処理(たとえばピンテンター)を行うことが好ましく、所望するストレッチ率に応じて、処理温度や時間ならびに加工機種を適正に選定することが望ましい。
さらには、各種機能加工(樹脂加工)やラミネートやコーティングなどの加工を施してもよい。
かくして得られた防護製品用布帛は、難燃性だけでなくストレッチ性をも有する。さらには、耐炎、高強力、耐薬品性、耐疲労性(布帛強度、引き裂き強力保持特性)、遮熱性などにも優れる。
かかる布帛のJIS L 1061A法により測定した布帛バギング試験での膨れ高さは、好ましくは8mm以下、より好ましくは0.1〜4.0mmである。
また、限界酸素指数LOIが26以上であることが好ましい。また布帛のISO6330A2法の60℃高温洗濯処理における洗濯寸法変化率は、好ましくは3%以下、より好ましくは0.1〜3%である。また、乾熱260℃、5分処理後の収縮率が10%以下であることが好ましい。また、布帛の目付が50〜400g/m2の範囲内であることが好ましい。
前記布帛を用いて縫製する場合、いかなるパーツに裁断、縫製してもよく、縫製仕様は例えば柔道着のような刺子(キルト様)であってもよい。また例えば刺子の場合、ストレッチ加工布帛の特性は、厚みが増す分、布帛耐久性など(例えば摩耗耐久性、引張強力、引裂強力など)が向上し、またストレッチ性をほとんど低減させることなる刺子にすることが可能である。
次に、本発明の防護製品は、前記の防護製品用布帛を用いてなる、消防服、防火服、執務服、モータースポーツ用レーシングスーツ、作業服および手袋からなる群より選択されるいずれかの防護製品である。前記作業服には、製鉄所や鉄鋼工場の作業用作業服、溶接作業用作業服、防爆エリアにおける作業服などが含まれる。また、前記作業手袋には、精密部品を取り扱う航空機産業、情報機器産業、精密機器産業などで使用される作業手袋などが含まれる。
かかる防護製品は前記の防護製品用布帛を用いており、難燃性だけでなくストレッチ性をも有するので、着心地に優れる。
JIS L1096法により測定した。
(2)伸長率
JIS L1096 B法(定荷重法)により測定した。
(3)布帛バギング
JIS L 1061A法により測定した。
(4)限界酸素指数LOI
JIS L 1091により測定した。
(5)燃焼試験 A−4
JIS L 1091A−4により測定した。
(6)洗濯寸法変化率
ISO6330A2法の60℃高温洗濯処理で測定した。
(7)平面摩耗
JIS L 1094(ペーパー#400)で測定した。
(8)摩擦帯電電化法
JIS L 1094で測定した。
(9)引裂強力
JIS L 1096 D法(ペンジュラム)で測定した。
(10)引張強力
JIS L 1096で測定した。
(11)摩耗変色
JIS L 1096マーチンデールで測定した。
(12)洗濯堅牢
JIS L 0844で測定した。
(13)昇華堅牢
JIS L 0850で測定した。
(経糸)
織物の経糸として、ポリメタフェニレンイソフタルアミド繊維(帝人(株)製Teijinconex(登録商標)原着c/#FRLOR3 2.2T51)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(株)製Technora(登録商標)T330 1.7T51)よりなる紡績糸(混綿比率メタ93:パラ7、Z方向に撚係数4.0、綿番手40/1)を合糸し、ダブルツイスターにて合撚し(S方向に900回/m)、次いで撚り止めセットとしてスチームセット120℃×30分を行った。
また、得られる経用合撚糸の約2%相当量は、導電糸(帝人(株)B−TCF(U300HX 31T5)も含めた3本合撚を前記同様に行った。
次いで、巾2.3cm毎のピッチで同導電糸を含んだ合撚糸を経糸として用いるようクリール仕立てし整経した。得られた整経ビームをサイジング、綾取り、引き通しを行い経糸準備を行った。
一方、織物の緯糸1として、ポリメタフェニレンイソフタルアミド繊維(帝人(株)製Teijinconex(登録商標)原着c/#FRLOR3 2.2T51)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(株)製Technora(登録商標)T330 1.7T51)よりなる紡績糸(混綿比率メタ93:パラ7、Z方向に撚係数4.0、綿番手40/1)を製造し、チーズ形状にワインディングし梱包した。
次いで、撚り止めセットとして梱包された状態(ダンボールに数か所穴が開いている)で真空スチームセット90℃×30分を行った。
該紡績糸(綿番手40/1)を2本引き揃えて合糸(綿番手40/2)し、紡績糸の撚方向(Z方向)と同方向に強撚(2400回/m)し、その後、高圧真空スチームセット115℃×120分にて撚り止めセットした。次いで、解撚(2000T/回)し、コイル状に加工されたストレッチ性紡績糸(綿番手40/2、撚数S400T/m)を得た。
また、織物の緯糸2として、ポリメタフェニレンイソフタルアミド繊維(帝人(株)製Teijinconex(登録商標)原着c/#FRLOR3 2.2T51)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(株)製Technora(登録商標)T330 1.7T51)よりなる紡績糸(混綿比率メタ93:パラ7、S方向に撚係数4.0、綿番手40/1)を製造し、チーズ形状にワインディングし梱包した。
次いで、撚り止めセットとして梱包された状態(ダンボールに数か所穴が開いている)で真空スチームセット90℃×30分を行った。
該紡績糸(綿番手40/1)を2本引き揃えて合糸(綿番手40/2)し、紡績糸の撚方向(S方向)と同方向に強撚(2400回/m)し、その後、高圧真空スチームセット115℃×120分にて撚り止めセットした。次いで、解撚(2000T/回)し、コイル状に加工されたストレッチ性紡績糸(綿番手40/2、撚数Z400T/m)を得た。
次いで、前記の経糸、緯糸1、緯糸2を用いて、経密度74本/2.54cm、緯密度72本/2.54cmで2/2綾織物(サージ織物)を製織した。その際、緯糸1および緯糸2を2本周期で交互に打ち込んだ。
得られた生機を常法により解反・結反し、拡布ノンテンション精練機(ソフサー)にて糊抜き精練およびリラックス処理(温度96℃)し、ノンテンション乾燥機(乾絨機で温度100℃)で乾燥後、剪毛、毛焼(両面2回)後、抗ピル加工剤(ボンコートR−3020(DIC製)5%soln.)を下記ウエットピックアップ(Wet pick up:WPU)60%以上、下記ソリッドピックアップ(solid pick up:SPU)1.5%以上になるようにDip、Nip、Dry(120℃、30m/min)、Cure(160℃、25m/min)し、次いで仕上げセット(160℃、25m/min)を行った。評価結果を表1に示す。
ウエットピックアップ(%)=(溶液重量)/生機重量×100
ソリッドピックアップ(%)=(剤の固形分重量)/生機重量×100
実施例1において、抗ピル加工剤による処理を行わなかった以外は、同様に処理し評価した。評価結果を表1に示す。
実施例1において、経糸および緯糸1を構成する紡績糸を構成する原綿構成をポリメタフェニレンイソフタルアミド繊維(帝人(株)製Teijinconex(登録商標)原着c/#FRLOR 2.2T51)よりなる紡績糸(混綿比率メタ100、Z方向に撚係数4.0、綿番手40/1)とし、緯糸2を構成する紡績糸を構成する原綿構成をポリメタフェニレンイソフタルアミド繊維(帝人(株)製Teijinconex(登録商標)原着c/#FRLOR 2.2T51)よりなる紡績糸(混綿比率メタ100、S方向に撚係数4.0、綿番手40/1)としたこと以外は、実施例1と同様に処理し評価した。評価結果を表1に示す。
実施例1において、緯糸の合撚糸の高圧真空スチームセットを120℃×30分とし、一旦降温減圧し、再度、高圧真空スチームセットを120℃×30分処理(即ち、120℃×30分×2回処理)したこと以外は、実施例1と同様に処理し評価した。評価結果を表1に示す。
実施例1において、緯糸として緯糸1および緯糸2を1本交互に打ち込み、組織を平織物にしたこと以外は、実施例1と同様に処理し評価した。評価結果を表1に示す。
実施例1において、液流染色機(日阪製作所製)にて糊抜き精練およびリラックス処理(温度96℃)を行ったこと以外は、実施例1と同様に処理し評価した。評価結果を表1に示す。
実施例1において、緯糸1を構成する紡績糸を構成する原綿構成をコパラフェニレン・3,4‘オキシジフェニレンテレフタルアミド繊維(帝人(株)製Technora(登録商標)T330 1.7T51)よりなる紡績糸(混綿比率メタ0:パラ100、Z方向に撚係数4.0、綿番手40/1)とし、緯糸2を構成する紡績糸を構成する原綿構成をコパラフェニレン・3,4’オキシジフェニレンテレフタルアミド繊維(帝人(株)製Technora(登録商標)T330 1.7T51)よりなる紡績糸(混綿比率メタ0:パラ100、S方向に撚係数4.0、綿番手40/1)としたこと以外は、実施例1と同様に処理し評価した。評価結果を表1に示す。
実施例1において、緯糸1および緯糸2の追撚撚数を1500回/mに変更したこと以外は、実施例1と同様に処理し評価した。評価結果を表1に示す。
実施例1において、緯糸1用および緯糸2用としてポリパラフェニレンテレフタルアミド長繊維(帝人(株)製トワロン)400T200フィラメント(単糸0.2テックス)を用いたこと以外は、実施例1と同様に処理し評価した。評価結果を表1に示す。
実施例1において、経糸と同じ双糸紡績糸を緯糸1および緯糸2に使用し、また経糸総本数を15%増やし整経し製織したこと以外は、実施例1と同様に処理し評価した。評価結果を表1に示す。
Claims (11)
- 防護製品用の布帛であって、
布帛は、織物であり、
織物の経糸または緯糸が、コイル状に加工されている紡績糸であり、
紡績糸は、アラミド繊維を含み、
織物の経糸または緯糸は、S方向に下撚が施された紡績糸を2本以上引き揃え合糸し、下撚方向と同方向に上撚を施した後、熱セットし、次いで、解撚したものと、Z方向に下撚が施された紡績糸を2本以上引き揃え合糸し、下撚方向と同方向に上撚を施した後、熱セットし、次いで、解撚したものとが交互に配列したものであり、
JIS L1096 B法(定荷重法)により測定した伸長率が、経方向または緯方向において5%以上であることを特徴とする防護製品用布帛。 - 前記紡績糸が、メタ系アラミド繊維とパラ系アラミド繊維とが(メタ系アラミド繊維:パラ系アラミド繊維)100:0〜40:60の重量比率で混合された紡績糸である、請求項1に記載の防護製品用布帛。
- 布帛に含まれるアラミド繊維の重量比率が、布帛重量対比90重量%以上である、請求項1または2に記載の防護製品用布帛。
- ポリフェニレンスルフィド繊維、ポリイミド繊維、ポリベンズイミダゾール繊維、ポリベンズオキサゾール繊維、ポリアミドイミド繊維、ポリエーテルイミド繊維、ポリエーテルイミド繊維、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、パイロメックス、炭素繊維、ポリエステル繊維、アクリル繊維、モダクリル繊維、セルロース繊維、難燃セルロース繊維および導電性繊維からなる群より選択される少なくとも一種の繊維が布帛にさらに含まれる、請求項1〜3のいずれか一項に記載の防護製品用布帛。
- JIS l 1061A法により測定した布帛バギング試験での膨れ高さが8mm以下である、請求項1〜4のいずれか一項に記載の防護製品用布帛。
- 限界酸素指数LOIが26以上である、請求項1〜5のいずれか一項に記載の防護製品用布帛。
- ISO6330A2法の60℃高温洗濯処理において、洗濯寸法変化率が3%以下である、請求項1〜6のいずれか一項に記載の防護製品用布帛。
- 乾熱260℃、5分処理後の収縮率が10%以下である、請求項1〜7のいずれか一項に記載の防護製品用布帛。
- 布帛の目付が50〜400g/m2の範囲内である、請求項1〜8のいずれか一項に記載の防護製品用布帛。
- アラミド繊維を含み同じ方向に下撚が施された紡績糸を2本以上引き揃えて合糸し、下撚方向と同方向に2000回/m以上の上撚を施した後、熱セットし、次いで、解撚することにより紡績糸をコイル状に加工した後、コイル状に加工された該紡績糸を用いて布帛を製造する、請求項1に記載の防護製品用布帛の製造方法。
- 請求項1〜9のいずれか一項に記載の防護製品用布帛を用いてなる、消防服、防火服、執務服、モータースポーツ用レーシングスーツ、作業服および手袋からなる群より選択されるいずれかの防護製品。
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