JPS5810651A - 衣服の防熱性試験機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は衣服の防熱性を実際の使用状況に近い状態で測
定することができる衣服の防熱性試験機に関する。

消火作業用防火服、火災避難用保護大数あるいは製鉄所
の炉前作業で用いる防熱服などは高熱Ｗ４椀から人体を
保■することが主な目的であるが、従来これらの服や衣
類に用いられる布地の耐熱性あるいは防熱性についての
試験基準は一応あるものの本格的な防熱服の性能試験は
はとんと行なわれていないのが実情である。石油コンビ
ナート大災等で用いられる特殊防火衣についても、どの
ような高熱環境にまで耐えられ乙のか、どの程度の時間
にわたって消化作業が継続できるのかの目安がつけられ
ない現状にある。最近、トンネル大災、地下大災等が頻
発しているが、石油コンビナート火災等の開放空間での
火災の消火活動にはいわゆる「アプローチスーツ」ても
よいが、トンネル火災などのような閉空間火災では火勢
が衰えてからトンネル内に入るにしても「アブリーチス
ーツ」では不充分で、いわゆる「エントリースーツ」で
なければならない。この「エンシリ−スーツ」による消
火活動は「アプローチスーツ」による活動と全く性質を
興にするもので「アプローチスーツ」の延長で考えては
ならない。このように防熱、耐熱性能の定かでない防火
衣を用いることは危険であり、消火活動の安全のために
も、パフォーマンス向上のためにも防火衣の性能を定量
的に把握する必要がある。

現在、耐熱防火服の防熱率計価法について１つの試案が
なされており、この試案は、釧またはアル々ニウムなど
の金属で作ったプレツタの前面に試験服の布片を掛け、
前方の熱源から輻射熱を与えて金属プ９ツタ片の内部に
配置したｉＩｆ検出−によりその位置での温度上昇を測
定し、供給した熱量と上昇した温度とから布片の通過熱
量を測定して防熱重管評価しようとする方法である。布
地のメーカーによってはこの方法より遥かに単純な方法
で布地の遮熱効果や断熱性を測定しているところもある
。

このような従来の試験機は、原理的には試験すべき布地
な通過する熱による金属プレツタの濃度上昇管利用して
いるために、金属プレツタの熱容量により温度上昇に時
間がかかり、また１つの布地の試験が終了しても次の試
験までに金属プレツタを冷却させなければならないので
、試験作業に疹（の時間がかかるという問題がある。ま
た、防熱性を金属プルツタ内の限られた場所での温度上
昇で評価しているので、その結果て布地全体の防熱性の
評価をすることは正確を欠くおそれがあるし、熱源と布
地との間の物理的条件（たとえば熱流方向）が常に一様
でないために′ｆＩＡｇＩＬ上昇への影響が異なって（
６という問題もある。

そこて本発明者は、布、シートなどの防熱性を容易且つ
正確に試験することができる防熱性試験機なすでに提案
した（特＠１８８６−６１９７４号）。この試験機は、
熱気流発生装置や輻射熱発生装置などから成る熱源装置
と、この熱＊＊置から供給される熱流のうち布やシート
などの防熱性試験片を通過する熱流を検知する受熱装置
とにより構成されており、受熱装置からは試験片を通過
する熱量を電気的に出力さ曽てその大きさや変化などか
ら布やシー）などの防熱性を測定することができる・ この試験機を用いれば、防火服や防熱服あるいは通常の
衣服などの素材としての布やシートの防熱性を比較的広
い面積にわたって試験することができるので、従来の試
験方法に比べれば角層的な進歩であるが、この方法はあ
くまでも布の防熱性試験であって衣服の防熱性試験では
ない。すなわち、防火服にしても防熱服にしてもあるい
は通常の衣服にしても、素材としての布またはシートを
裁断し縫製して作られるものであるから、その布片の大
きさや形状あるいは縫製の仕方や加工の仕方などにより
耐熱性や防熱性は部分的に興なってくるのが昔通である
。

また、衣服に加工した場合でも、衣服のままである場合
と人が着用した場合とでは服の各部の形状や位置が興な
ってくるので熱源に対する防熱性や耐熱性はやはり異な
る。たとえば、衣服の層部分は腕と胴との閤に挾まれる
ので熱源からの熱流は受けにくいのに対して肘部分は逆
に熱流を受は易い。

さらに衣服となるとブタン、ベルト、その他の金具など
が付けられるので耐熱性や防熱性の鎖点から人体に及ぼ
す熱の影響は布の状態では測り知れないものがある。さ
らに言えば、消失作業や炉前作業は防火服や防熱服の着
用とともに防火手袋、防火靴、面体、防火帽などを装着
して行なうので、人体への熱の影響はざらに複給になる
。

衣服の防熱性は衣服の実際の使用状況に近い状態すなわ
ち着用状態で測定するのが本来好ましいが、従来の試験
機では衣服の素材としての布、シートなどの防熱性試験
にとどまり衣服完成品としての防熱性を着用状態で試験
することはできなかった。従って、衣服の完成品として
の防熱性を知るには素材としての布、シートなどの防熱
性試験の結果をそのｔ重遍用するかあるいはその結果か
ら判断するしかなく、正確な防熱性を求めることは内園
であった。

本発明は、上記の点にかんがみ、衣服完成品の防熱性を
実際の衣服の着用状態で試験できる試験機を提案するも
ので、熱源装置と、この熱源装置に対して移動または回
転し得るように設けられたマネキン支持台と、試験すべ
き衣服な着用させてマネキン支持台上に載置させ前記熱
源装置から供給される熱流のうち衣服を通過する熱流を
検知するために受熱量とｖＩ数債の受熱素子とを設けた
マネキンとにより試験機を構成し、衣服各部を通過する
熱流を受熱素子により電気的に検出することにより衣服
各部の防熱性とともに衣服完成品としての防熱性を正確
に求めることができ！１・さらにそれとは別に熱源装置
から出る熱流の１１度を高くして衣服が部分的あるいは
全体的に破壊状部に至るまでの変化を観察することもて
きる。

以下図面に基づいて本発明を説明する０第１図は本発明
による衣服の防熱性試験機の一実施例の全体を示してお
り、試験機ｌは、直立する支持壁２１にたとえば石英ラ
ングのような発熱源２２を多数並べて配置した熱源装置
２と、支持５１２１の両ｍｆｌ１番で開閉自在に且つ着
脱自在に取付けられた熱反射板３，４と、支持１１ｇ１
の底部から水平に伸びる支持台５とにより構成されてい
る・熱反射板３．４は熱源装置２から発生される熱流を
反射してマネキン７に向けるもので、それぞれには観察
ｗｘｓａｅｓｂ　ｔ４ｍ、４ｂが形成され、支持台５上
にはマネキン７ｒｉ−立たせ６載置台５１が車輪５１ｍ
により矢印方向に移動し得るように設けられている。

この載置台５１上にはモータにより回転駆動される回転
板５２が取付けられている。熱反射板３．４は支持台５
に対して所望の開き角でそれぞれ同定律３ｃ＋４ｃによ
り固定支持されており、開き角を調整することによりマ
ネキン７に向けられる熱流を変えることができる。Ｓｍ
はマネキン７に張り付けられた流量針具ニット（後述す
る）からの電気的出力を取り出すワイヤーである。

第２Ｉ２は熱源装置２の部分拡大欺面図で、支持５１２
１の表面に多ＩＩＣ図では９本）の石英ランプ２２が３
本ずつを１エニツトとして配列されており、各ランプユ
ニットにはランプ冷却用空気を吹出す多孔管２２ｍと、
吹出された空気を石英ランプ２２に当てるように導くガ
イド叡２２ｂとが設けられ、各ランプユニットの多孔管
２２ｍは支持＠２１の内部で導管２２ｃにより圧縮空気
＊（図示せず）に接続されている。

こうして石英ランプ２２を空気で冷却することにより石
英ランプ２２の待命を長くすることができる・第３図は
１つのランプユニットについて石英ランプを取外した状
態で上記構成を示したものである。各ランプユニットは
ユニットごとに石英ランプ！２からの発熱量が制御でき
るようになっており、熱源装置２からの発熱量が支持壁
２１の全面にわたって均一になるようにまたは部分的に
変化するように調整するのに第４図に示したような放射
熱量計６が用いられる０この放射熱量計６は台板６１上
に直立する支持棒６２に受熱装置６３が上下動し得るよ
うに取付けられている・受熱装置６３は後述するマネキ
ンの体に張り付けられる受熱体と同じものでよく、受熱
量に応じた電気信号を出力する。いま熱源装置２の発熱
量を支持ａ！２１の全面にわたって均一になるように制
御するには、放射熱量針６を試験機ｌの回転板５２上に
マネキン７の代りに受熱装置６３が熱源装置２に対面す
るように置く。そこで熱源装置２の石英ランプｎに通電
して発熱させ、発熱状態が定常状態になったところで放
射熱量計６の受熱装置６３１上方からゆっくり下降させ
ていく。受熱装置６３が下降するときの受熱装置６３の
電気出力を監視しており、出力が低下したときその出力
低下位置に対応したランプユニットへの通電を増すこと
により発熱量を増すことができる。こうして受熱装置６
３を支持壁２１の上から下まで移動させながら熱源装ｆ
ｌｔｚの発熱量が均一になるように調整する。熱源装ａ
１２の発熱量を部分的に変える場合も同様な操作を行な
い、発熱量を増したい部分または減らしたい部分で対応
するランプユニットへの通電量を増加または減少すれば
よい〇 第５図は防熱性の試験をしようとする衣服（防火服、防
熱側、通常の衣服など）を着用させるためのマネキンを
示しており、マネキン７はその体全体をいくつかのブロ
ックに分けてあり（図示したガでは、体の前面を胸部Ａ
　ＨＨム！、腕部８１１Ｂ１１ＢＳＩＢ４、腰部Ｃ１大
腿部Ｄ　１　＊　Ｄ　＊　、脛部Ｅ　１　＊　Ｅ　２の
１１のブロックに分け、同様に体の後面をやはり１１の
ブロックに分は全体で２２のブロックに分けである）、
各ブロックの内部ｍ成は同じとする。第６図はマネキン
７の内部構成の一実施例を示しており、腕部Ｂ！を例示
したものである。マネキン７の体は、最も内側に銅など
の熱伝導性のよい材料で作った芯体７１と、その芯体７
１の外面に張り付けた受熱体７２と、この受熱体７２の
表面を覆うカプトンなどの可撓性のある難燃性フィルム
７３とにより構成されており、体の内部すなわち芯体７
１の内面にはやはり銅などの熱伝導性の良好な材料で作
ったパイプが牛田付けなどにより蛇行状に設けられ、こ
のパイプに水またはエチレングリコールなどの冷却媒体
が通され５ａ体内に一定温度の冷却媒体を通すことによ
り受熱源を・構成するとともにマネキン７の体の温度を
常に一定（好ましくは人間の体温）に維持し、衣服の試
験状況をできるだけ実際の使用状況に近い状況にするよ
うにしている。

受熱体７２は、館７図に示したような熱流計ユニット８
を多数連続して平面的に並べたものから作られている。

そこで第７図を参照して１つの熱流計ユニット８につい
て説明すると、熱流計ユニット８は、電気絶縁性の短ｆ
ｔ形薄板（たとえば厚さｌ■、輻１４１１１１ｓ長さ１
９６■の力１トンまたはポリカーメネーＦ板）の基板９
の陶長手方向側縁に一定関ＩＩ（たとえば０．５〜１０
■）で切込み１０を形成し、この切込み１０に納まるよ
うに基板９にコンスタンクンｓ１１をコイル吠に巻きつ
ける。切込み１０の深さｄはフンスタンタン［１ｌｌｌ
が基板９の側縁部から突出しない程度の深さが望ましい
。このようにすれば、熱流計ユニット８を相互に密接し
て並列しても隣接する熱流計ユニット間でのシ曹−トを
防止できて好ましい。かくのどとくに基板９に巻きつけ
られたコンスタンタン＄ｌ１１１を、第７ｔｉＱ＆−示
すごトく、基板９の中心＠Ｘ−Ｘから矢印方向に半分を
銅メッキする。図中鋼メッキ部１２を太い実線で示す。

このようにすれば、フンスタンタン線の部分１１と銅メ
ッキの部分１２とが交互に連続的に形成され、その接点
１３が基板９の中心線の線上に多数形成される。かくし
て得られた熱流動ユニット８は、この一本でも従来の熱
電対が接点が１個であるのに比較して多くの接点１３を
有しているので、その温感度は従来品よりも高いが、こ
の熱流計ユニット８を平面的に多数並列させれば温感度
のすぐれた面体熱流針が得られる〇 第８図は本発明による試験機を用いた試験システムを示
す。

試験機ｌの熱源装置１２の支持１１２１には圧縮空気ム
が圧縮空気源（図示せず）から供給されるとともに、石
英ランプ２２からの発熱量を調整する電圧調整器などの
発熱魚調整１１１４が設けられている。一方、マネキン
７の体内には冷却媒体ＢｔｎｌｔｆｌＡされるとともに
、マネキン７の体の各部位が受ける熱量は電気的に出力
されてペンレコーダなどの記録計１５に与えられる。

次に上記試験システムによる試験方法についてか明す乙
。

試験に先立ち、先ず熱源装置２の支持１１２１に圧縮空
気を秋田させ次いで石英ランプ２２を点灯する。熱源装
置２の発熱量を第４図に示した放射熱量計６を用いてす
でに説明した方法で全面にわたり均一になるように調整
する。発熱量の調整は発熱量調整器１４を操作して行な
う。

発熱量が均一になったとき放射熱量計６が受ける熱量を
記録計１５に記録しておく。ここで一旦石英ランプ２２
を消灯し、マネキン７を褌（衣服を着用させない状態）
で回転板５２上に立て、マネキン、７の体内に冷却水を
循環させマネキン７の体表面温度を所望のＳ度（たとえ
ば人体の温度）にする。次いで再び石英ランプ２２を点
灯し発熱量が一定になったところでマネキン７の受熱量
を測定する。受熱量の測定は、マネキン７を回転（たと
えば右回転）させマネキン７が熱源装置２に対して正面
、左＠面、雪間、右側面の４つの位置になったときの受
熱量をマネキンの各ブロック（たとえばムＩ　ＨＡ　Ｈ
＋　Ｂ　１・・・）ごとに測定することにより行なわれ
、受熱量は電気的に出力されて記録計１５に記録される
。

第９図０）はこのようにして測定したマネキン７のある
ブロック（たとえば腕部Ｂｌ）のある位置（たとえば熱
源装置２に対する正面措置）での受熱量のペンレコーダ
記録である。こうしてマネキン７の前記４つの位置に対
する受熱量がすべてのプ☆ツタについて測定され記録さ
れたところで石英ランプ２２を消灯する。

次に、そのマネキン７に防熱性試験をしようとする衣服
を着用させ、再び石英ランプ２２を点灯しマネキン７が
裸の状態で行なった前記受熱量の測定と同じ手順で、マ
ネキン７の正面、左側間、雪間、右偽面の各位置におけ
る各プルツタごとの受熱量を測定し記録計１５に記録す
る。この間反射板４の観察窓４ｍから衣服の外観変化（
たとえば縮み、炭化、変色、焼は焦げ、赤熱、博融など
）を観察し、記録する。こうして記録されたペンレコー
ダ記録のうち、前記した第９図←）に図示したものに対
応するものを示すと第９図仲）に示すようなものになる
。こうして、マネキンの前記４つの位置に対する受熱量
がすべてのブロックについて測定され記録されたところ
で防熱性試験は終了する。

さて、上記Ｖ：、＃結果から次のようにして衣服の防熱
性を求める０マネキンのあるブロックについて、第９図
＆）、（ｂ）に示すように、裸のマネキンが受ける受熱
量をＱ１％衣服を着用させたマネキンが受ける受熱量を
Ｑ８、熱源装置２からの放射熱量をＱｏとすると、防熱
率ＰＦは次の式で求められる。

Ｑ意 ＆ｊ（１−１）Ｘ　１００ ここでａはマネキン表面の吸収係数で約０．９８である
。こうしてマネキンのブロックごとに求められた衣服の
部分ごとの防熱率にブロックごとのｉｆ［ｉ積比率を考
慮して衣服全体の防熱率を求めることができる。

上記防熱性試験ではマネキン７の熱源装ｆ２に対する特
定の４つの位置におけ６受熱量を測定し記録したが、マ
ネキン７を連続的に回転し受熱量を連続的に測定し記録
してもよいことはもちろんである。このようにすれば、
マネキンを裸にしたときのペンレコーダ記録と衣服を着
用させたときのペンレコーダ記録との時間的なずれから
熱の伝達速度がわかり、衣服を奥際に使用したときの退
避行動の際の貴重なデータが得られる。

上記防熱性試験のほかに衣服の破壊試験もできる。この
試験は熱源装置２の発熱量をさらに高め、マネキンに衣
服を着用させて高温雰囲気中に置いて衣服の外観変化と
受熱量との関係を滴定し記録する試験である。必要があ
れば衣服の外観変化をテレビカメラで撮影して記録して
もよい。この試験により防熱性試験では得られない衣服
の耐火１１度、着下性などがわかる。

以上試験方法を一細に説明したが、上記試験で用いた試
験機の熱源装置２は石英ランプによ６輻射熱源である。

しかし輻射熱源としてはガスを燃料とする赤外線ガスバ
ーナー（シニパンクバーナー）を用いたものも利用でき
る。また熱源装置としては上記輻射熱源のはかに、第１
０図に示すような大炎による熱源装置を用いることもで
きる。この大炎熱源は、熱源装置２の支持ｌ１１２１の
中央に一列にバーナー２３を配列し、石油液化ガス、都
市ガスなどを燃料として５〜１０ｅＷ１程度の火炎を出
させるもので、試験すべき衣服をこの火炎でなめさせる
ことにより火炎に対する耐熱性や着火性を試験すること
ができ６゜ 餉１１ＷＪは第１図に示した試験機を一部変形して熱気
流熱源による試験機とした飼で、熱反射板３，４を支持
１１１２１に対して直角に向けてν置しさらに上部に金
板１６、正面に壁板１７を取付けて＃！１２図に示すよ
うな包囲室Ｒを作り、この包囲室Ｒ内に衣服を着用させ
たマネキンを置くようにしたものである。正１ｉＬｉ１
１板９の内側には熱反射板１７５１が設けられている。

熱反射板３の外側には熱気流発生装置１８が取付けられ
ている。熱気流発生装置１１８は、ダクト１８ａ内に電
気ヒータ１８ｂとプロア７アン１８ｃ左が収納されてお
り、ブロア７アン１８ｃはモータ１８ｄにより駆動され
る。ダクト１８１は熱反射板３の観察ｊｉＥ　Ｂ　ａ　
ｓ　３　ｂに外側から気密にはめ込まれる。このように
構成することにより熱気流発生装置１８により発生され
た熱気流はダク）１８ａを通って包囲＆Ｈに供給され、
再びダクト１８蟲から回収され循環される・熱気流のｉ
！度はたとえば５０Ｃ〜３００Ｃの範囲内で電気ヒータ
１８ｂへの通電制御により調整することができる・ 上記実施例は輻射熱、火炎、熱気流などの熱源をそれで
れ単独に使用し得るようにしたものであるが、これらの
熱源を組合せて試験することもでき、実際の火災や炉が
これらの興なる熱源の組合せであると考えられるだけに
実際的である。

本発明は上記実施例を種々変形して爽施すにとができる
。たとえば、マネキンの体の各ブロックごとに小型の熱
波測定装置を壇込みそれにより測定された熱流量をもっ
てそのプリッタの受熱量を代表させるという簡便な方法
とすることもできる。また、マネキンの体内を冷却する
手段として、体内に多数の仕切り板を設けて冷却媒体を
ジグザグ状に流すウォータージャケット方式を採用する
こともできるし、さらに簡便な方法としてマネキンの体
内全体に冷却媒体を充填させて循環させる方法でもよい
。さらにこのようにした場合、冷却媒体のｆＩＡ度変化
から受熱量を検出する方法も可能である。また、熱源装
置の発熱量を増す方法として、熱反射板に代えて熱源装
置を増設する方法も考えられる。

以上説明したように、本発明においては、熱源装置と、
この熱源装置に対して移動または回転し得るように設け
られたマネキン支持台と、試験すべき衣服を着用させて
前記マネキン支持台上に載置させ熱源装置から供給され
る熱流のうち前記衣服を通過する熱流を検知するために
受熱源と複数個の受熱素子とを設けたマネキンとにより
試験機を構成したので、防火服、保護服、通常の衣服な
どを着用させ、さらには防火手袋、防化靴、面体、防火
帽などを装着した状態で防熱性能および破壊限度の試験
ができる。

その結果、衣服完成品としての防熱性能とともに衣服の
各部分ごとの防熱性能を実際の使用環境に近い状態で求
めることができるので、衣服の防熱性の評価が適確にで
き防熱性能のバランスのとれた衣服を製作する上で貴重
なデータが得られ、防火作業の安全性、能率、作業性の
向上に貢献するところが大きい。また、輻射熱、火炎、
熱気流など異なる性質の熱源ごとに衣服の防熱性がわか
ることは衣服の製作上または作業上有益である０

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による衣服の防熱性試験機の一実施例の
斜視図、第２図は第１図に示した試験機の熱源装置の部
分断面図、第３図は第２図に示した熱源装置の要部斜視
図、第４ｗＩは熱源装置の発熱量を調整する放射熱量針
の斜視図、第５図はマネキンの全体図、第６図はマネキ
ンの体の一部の断面図、第７図はマネキンに張り付けら
れた受熱素子の斜視図、第８ＷＪは本発明による試験機
を用いて防熱性の試験を行なうための試験システムのプ
田ツクＩｌｌ、第ｅＷＩｓｔマネキンの受熱体からの出
力を記録したペングラフ記録、第１ＯＷＪは熱源装置の
他の実施例の斜視図、第１１１１は本発明による試験機
の他の実施例の斜視図、第１２図は第１１図に示した試
験機の平面図である。 ｌ・・・試験機、２・・・熱源装置％２１”・支持■、
ｎ・・・石英ラング、２３−・・ガスバーナー％３．４
−・・熱反射板、５・・・支持台、５１−・・マネキン
Ｉ！置台、！Ｓ２・・・−転板、６・・・放射熱量針、
１・・・マネキン、７１・・・芯体、？　２−・・受熱
体、？３”・難燃性フィルム、８・・・熱流計具ニッ）
、１４−・・発熱量調整器、１　Ｂ　””記録計。 特許出願人　川　　　島　　　勢　　　勝代理人弁珊土
鈴木弘男 第１図 第２＠ 第４１１ 第５図 第６− 第９図 第１０図 第１１１１ １

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （１）　　熱源装置と、この熱源装置に対して移動ｔた
   は回転し得るように設けられたマネキン支持台と、試験
   すべき衣服を着用させて前記マネキン支持台上に載置さ
   せ前記熱源装置から供給される熱流のうち前記衣服を通
   過する熱流を検知するために、受熱源と複数個の受熱素
   子とを設けたマネキンとから成ることを特徴とする衣服
   の防熱性試験機。 （２）前記熱源装置が輻射熱源を有することを特徴とす
   るＩ！＃許錆求の範囲第１項に記載の衣服の防熱性試験
   機。 （３）　　前記熱源装置が輻射熱源を冷却する冷却手段
   を有することな特徴とする特許請求の範囲第２項に記載
   の衣服の防熱性試験機６ （４）　　前記熱源装置が火炎を有する榴式の熱源であ
   ることを特徴とする特許請求の範ａ第１項に記載の衣服
   の防熱性試験機。 （５）　　前記熱源装置が熱流をマネキンに指向する熱
   反射手段を有することを特徴とする特許請求の範Ｓ第１
   項に記載の衣服の防熱性試験機・（６）　　前記熱反射
   手段の熱流指向角が調整可能であることを特徴とする特
   許請求の範囲第５項に記載の衣服の防熱性試験機。 （７）、前記マネキンはその体内に冷却手段を有するこ
   とを特徴とする特許−求の範囲第１項に記載の衣服の防
   熱性試験機。