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JP5922093B2 - 個人防護衣類用布帛 - Google Patents

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JP5922093B2 JP2013500570A JP2013500570A JP5922093B2 JP 5922093 B2 JP5922093 B2 JP 5922093B2 JP 2013500570 A JP2013500570 A JP 2013500570A JP 2013500570 A JP2013500570 A JP 2013500570A JP 5922093 B2 JP5922093 B2 JP 5922093B2
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Description

本発明は、高視認性の個人防護服に使用する布帛に関する。
潜在的事故を未然に防止するため、作業員がはっきりと視認される必要のある状況が多く存在する。多くの場合、高い視認性は、高視認性の個人防護衣類を着用することにより達成される。作業員が炎または高熱の危険に曝されるような状況も存在する、それゆえ、高視認性ならびに耐熱性および/または耐炎性の個人防護衣類が必要となる。
一例として、滑走路上で航空機に燃料補給をしている作業員が、滑走路の他の使用者に簡単に認知され得るように、高視認性の作業服を必要とする航空機の燃料補給が挙げられる。万一、極めて引火性の高い航空機燃料が関係する事故の場合、作業員には高熱および炎に対する防護も必要になる。
アラミド糸は、それが高水準の保護を付与する理由により、耐熱性および耐炎性の個人防護衣類を製造する際によく使用される。しかしながら、これらの材料を視認性の高い色で染色することができないので、高視認性の個人防護衣類を製造する際に用いることができない。
一部の作業員が使用する解決法は、耐熱性および耐炎性衣服の上に高視認性の衣服を重ね着することである。当然ながら、この方法では耐熱性および耐炎性の表層を備えないこと、また、ただの1枚ではなく2枚重ねの服を着用することによる重量の増加という不利が伴う。
代替案は、耐炎性を付与するため化学処理が施されたビスコースおよび/またはアクリル布帛を使用することである。ビスコースおよびアクリルは共に可染材料であり、また視認性の高い色に染色することができる。この種の布帛の大きな欠点は、徐々に(例えば、衣服の洗濯時に)化学処理効果が取り除かれるので、化学処理で付与した保護の水準が低下することである。これが更なる危険なのは、着用者には衣服がどの程度の防護を備えているか、またいつ衣服を交換する必要があるのか分からないことである;着用者が曝される危険に対して十分な防護を備えていない恐れがあるというリスクを伴う。
(米国特許第7312166号明細書に記載された)代替案は、消火性糸から発生する消火性ガスにより予め着色された糸の燃焼および火炎伝播を抑えるため、従来の原着フィラメント糸(表面)と複合させた消火性糸を含む布帛を提供することである。しかしながら、モダクリルの消火性糸は塩化水素(HCl)などの有毒ガスを放出し、また、予め着色された糸にはよりざらざらとした風合があることが確認されている。本発明者らは、付加的な消火性糸の成分および予め着色した糸の成分両方の要件のため、そのような構造ではドレープ性および風合が劣ることを確認した。3種類の異なる糸を組み合わせるために複雑な組織構造も必要となる。
米国特許第7312166号明細書
本発明は、最も一般的には、耐熱性および耐炎性があるだけでなく、視認性の高い色に染色可能な布帛を提供するため、視認性の高い色に染色可能な糸および非融着繊維糸(すなわち、耐熱性および耐炎性の糸)を単一の布帛において組み合わせることを提案する。特に、本発明は、可染糸が難燃性(FR)糸であることを提案する。特に難燃性可染糸は、好適には、消火性ガスの糸とは全く異なる仕組みにより難燃性を付与する「溶融・表面遮蔽」型である。実際に、FR可染糸を使用することで消火性ガスの糸が必要ない。それゆえ、本発明の実施形態は、消火性ガスの糸を含まない。
FR可染糸を使用する更なる利点は、実施形態には「ソフトな風合」があるという点である。例えば、柔軟性は、布帛の染色加工の際、典型的にはジェット染色(液流ジェット染色など)により達成することができる。
このように一枚の布帛に2つの異なる糸を組み合わせることで、耐熱性および耐炎性を維持したまま、布帛の重量を低く抑えることができ、これにより上記で述べた欠点を解決する。
第一の局面において、本発明は、可染糸と非融着繊維糸とを含む布帛であって、これらの糸が両面仕立て布帛を形成する布帛を提供する。
好適には、布帛が織られた布帛(以下、織布と言う。)であり、かつこれらの糸が両面織組織を形成する。故に、好適には、単一工程でこれらの糸を共に織成して両面仕立て布帛を形成する。
したがって、可染糸および非融着性繊維糸が相互に組み合わされて(例えば、織り合わされて)、単層の布帛を形成する。この構成の利点は、非融着糸が布帛と一体であるので、耐熱性および耐炎性を付与するための化学処理を必要としないことである。
両面仕立て布帛(両面織組織など)を使用することで、目的の機能を達成できる最良の布帛内位置に構成糸を導くことができるので、これは更なる有利である。例えば、それにより望ましい量の可染糸を布帛表側に露出させることができる。実際に、織模様を適切に選択することで、布帛表側に達成可能な色の深みを調節することができる。同様に、耐熱性および耐炎性を最適化するために、非融着糸を布帛裏側に選択的に配置することができる。
任意選択の好ましい特徴についての以下の考察では、両面仕立て布帛の特に好ましい種類である、両面織組織について言及する。それでもやはり、変更すべきところは変更し、その特徴を両面仕立て布帛に等しく適用する。
好ましくは、組織表側(衣服として使用の際に目に触れる側である組織の表面)の主要構成要素が可染糸である。好適には、組織表側の少なくとも60%、好ましくは少なくとも65%、そして最も好ましくは少なくとも70%が可染糸である。好適には、組織裏側(布帛の裏側面)の主要構成要素が非融着繊維糸である。組織表側の主要構成要素が可染糸であり、また組織裏側の主要構成要素が非融着繊維糸であることが特に好ましい。これはつまり、組織表側を視認性の高い色、好ましくは、EN471規格を満たす十分な色合い深さに染色できることを意味するため特に有利である。組織表側の可染糸の割合が多くなるほど、達成可能な高視認性の色の強度が高くなる、したがって、布帛を個人防護衣に使用した場合に作業員がより視認されやすくなる。
一般的には、非融着繊維糸(例えば、アラミド糸)を視認性の高い色に染色することはできないので、非融着糸を組織裏側に配置することが有利である。このように、組織表側における可染糸の「疎密」を最小限に抑えることができる。また、組織表側の色強度/色合いの深さを損ねることなく、布帛の耐熱性および耐炎性が維持される。
任意の好適な非融着糸を使用することができる一方、非融着繊維糸が耐熱性および耐炎性/耐火性のある糸、好ましくは、アラミド糸であることが好ましい。好適には、アラミド糸がリング紡績糸である。好適には、アラミド糸が短繊維糸である。好適には、アラミド糸が短繊維紡績糸である。
好ましくは、アラミド糸がメタ系アラミドを含む。好適には、アラミド糸がメタ系アラミド糸である。典型的には、アラミド糸がメタ系アラミドを少なくとも50%(糸の重量を基準とした重量%)、より典型的にはメタ系アラミドを少なくとも80%、そして最も典型的にはメタ系アラミドを少なくとも90%含む。特に好ましい範囲ではメタ系アラミドが85%〜95%であり、約93%であればとりわけ好ましい。
好ましくは、アラミド糸がパラ系アラミドを含む。好ましくは、パラ系アラミド含有量が少なくとも2%(糸の重量を基準とした重量%)、より好ましくは少なくとも4%である。好適には、パラ系アラミド含有量が20%未満であり、好ましくは10パーセント未満であり、より好ましくは8%未満である。特に好ましい範囲が4%〜8%であり、約5%であればとりわけ好ましい。好ましくは、アラミド糸がメタ系アラミドとパラ系アラミドの混紡である。
好適には、アラミド糸が、好ましくは1%〜5%(糸の重量を基準とした重量%)、より好ましくは1%〜4%、そしてとりわけ約2%の量の帯電防止材を含む。好適な帯電防止材料の例としては、P140炭素繊維が挙げられる。
実際に、好ましい実施形態では、アラミド糸が混紡、好ましくはメタ系アラミド、パラ系アラミドおよび帯電防止材の混紡である。好ましくは、混紡がメタ系アラミドを85%〜95%、パラ系アラミドを4%〜8%、そして帯電防止材を2%〜4%含むか、好適にはそれらからなる。とりわけ好ましいのは、アラミド糸がメタ系アラミドを約93%、パラ系アラミドを約5%、そして帯電防止材を約2%含むことである。アラミド糸は融点を持たず、また燃焼を助けない、それゆえ、本質的に耐熱性および耐炎性があるという理由により、アラミド糸の使用が特に有利である。つまり、アラミド糸は耐炎特性および耐熱特性を付与するための化学処理を必要としない。化学処理は、徐々に、特に洗浄後にその処理効果が減少するため望ましくない。これはつまり、かかる布帛を定期的に交換する必要があるということである。それはまた、いつ衣服を交換する必要があるのかについての物理的指標がないため、衣服の着用者には(不幸にも事故が発生した場合を除き)布帛が必要な防護を備えているかどうか分からないことを意味する。
上述の通り、好ましくは、可染糸が難燃性可染糸である。したがって、好適には、両面仕立て布帛が難燃性可染糸および非融着糸を含む。
好ましくは、可染糸がポリエステル糸であり、好適には難燃性ポリエステル(FRポリエステル)糸である。ポリエステル糸がポリエチレンテレフタレート糸であることが特に好ましい。ポリエステルは視認性の高い色にすぐに染まる。
可染糸は、材料の混合物(繊維の混合物など)、すなわち、混紡を含む。例えば、可染糸は、ビスコースおよび/またはモダクリルと混紡したポリエステルである可能性がある。典型的には、本明細書で説明するように糸全体を望ましい高視認性の色に確実に染色できるようにするため、主要構成要素がポリエステルである。
マルチフィラメント糸は、毛羽立ちが発生しやすい短繊維糸に比べて、高耐久性を示すことが確認されている。好適には、可染糸がマルチフィラメント糸であり、好ましくは、ポリエステル系マルチフィラメント糸である。好適には、マルチフィラメント糸が加工糸である。
好ましくは、可染糸が視認性の高い色を有している(つまり、可染糸が染色されている、例えば、本明細書に記載のように後染めされている)。
好適には、両面織組織の組織表側が平織または綾織であり、綾織であれば好ましい。好ましくは、両面織組織の組織裏が平織である。組織表側が綾織であり、また組織裏が平織である両面織組織を有することが特に好ましい。組織表側を綾織にする利点は、特に緯糸に可染糸を用いて綾織をする場合、組織表側のより大部分を可染糸で作り上げることができるので、更なる良好な色強度/色合いの深さを達成できる点である。他の実施形態では、組織表側および組織裏は平織である。
他の実施形態では、組織表側は平織であり、また組織裏は綾織である。それゆえ、両面織組織は平織表側および綾織裏を備える。この両面織組織は優れた色強度/色合いの深さを付与することも確認されている。
本明細書で述べるように、組織表側の色強度を増加させるため、組織表側に可染糸(ポリエステル糸など)の経糸を採用することができる。実際に、実施形態では、組織表側は約100%可染糸(ポリエステル糸など)である。
平織および綾織に加え、組織を横畝織またはリップストップから選択することもできる。組織表側を綾織、平織、横畝織およびリップストップ織から選択し、また組織裏側を平織および綾織から選択することが特に好ましい。
好ましくは、非融着糸がアラミド糸であり、また、約40/2Nm〜100/2Nm、より好ましくは約55/2Nm〜85/2Nm、更なる好ましくは60/2Nm〜85/2Nm、更なるより好ましくは70/2Nm〜80/2Nm、そして最も好ましくは約75/2Nmのアラミド糸から選択される。
他の実施形態では、非融着糸がアラミド糸であり、また、約40/2Nm〜100/2Nm、より好ましくは約55/2Nm〜85/2Nm、更なる好ましくは50/2Nm〜75/2Nm、更なるより好ましくは55/2Nm〜60/2Nm、そして最も好ましくは約60/2Nmのアラミド糸から選択される。
好ましくは、両面織組織を1つまたは2つの経糸、典型的には2つの経糸で織成する。経糸が1つのみの実施形態では、好適には、糸が非融着繊維糸(アラミド糸など)である。経糸が2つの実施形態では、好適には、糸の一方が非融着繊維糸(アラミド糸など)であり、また他方の糸が可染糸(難燃性糸など、典型的にはFRポリエステル)である。特に好ましい実施形態では、両面組織をアラミド糸である単一の経糸で織成する。他の実施形態では、両面組織をアラミド糸および可染糸(難燃性糸など、典型的にはFRポリエステル)である2つの経糸で織成する。
好ましくは、両面織組織を2つの緯糸、好適には非融着繊維糸(アラミド糸など)および可染糸(難燃性糸など、典型的にはFRポリエステル)で織成する。
好ましくは、緯糸が非融着糸より可染糸を多く含む。つまり、好ましくは、主要な緯糸構成要素が可染糸である。好適には、緯糸における可染糸および非融着繊維糸を2:1〜5:1、好ましくは2.5:1〜4:1、より好ましくは2.5:1〜3.5:1、更なる好ましくは2.8:1〜3.2:1の範囲内、そして最も好ましくは約3:1の比率(可染糸の打ち込み本数:非融着繊維糸の打ち込み本数)で使用する。
他の実施形態では、比率(可染糸の打ち込み本数:非融着繊維糸の打ち込み本数)が1.1:1〜5:1、好ましくは1.1:1〜4:1、より好ましくは1.1:1〜3.1:1、更なる好ましくは1.1:1〜2.1:1の範囲内、そして最も好ましくは約1.1:1であるものとする。
好適には、最小緯糸密度が35本/cm、好ましくは45本/cm、そして最も好ましくは43本/cmである。好適な最大緯糸密度が60本/cm、好ましくは55本/cm、より好ましくは50本/cm、そして最も好ましくは48本/cmである。好ましい実施形態では、緯糸密度が35〜60本/cm、より好ましくは35〜50本/cm、更なる好ましくは40〜50本/cm、そして最も好ましくは43〜48本/cmである。特に好ましい緯糸密度が約45本/cmである。
他の実施形態では、好適な最大緯糸密度が65本/cm、好ましくは60本/cm、より好ましくは55本/cm、更なる好ましくは52本/cm、そして最も好ましくは50本/cmである。別の好ましい実施形態では、緯糸密度が、好ましくは35〜65本/cm、より好ましくは35〜60本/cm、更なる好ましくは40〜55本/cm、更なるより好ましくは45〜52本/cm、そして最も好ましくは45〜50本/cmである。特に好ましい緯糸密度が約49本/cmまたは約50本/cmである。
好適には、最小経糸密度が40本/cm、好ましくは43本/cm、そしてより好ましくは44本/cmである。好適な最大経糸密度が60本/cm、好ましくは55本/cm、より好ましくは50本/cm、そして最も好ましくは48本/cmである。好ましい実施形態では、経糸密度が、好ましくは40〜60本/cm、より好ましくは40〜50本/cm、そして最も好ましくは44−48本/cmである。特に好ましい経糸密度が約46本/cmである。
他の実施形態では、最小経糸密度が40本/cm、好ましくは45本/cm、そして最も好ましくは50本/cmである。好適な最大経糸密度が65本/cm、好ましくは60本/cm、より好ましくは58本/cm、更なる好ましくは55本/cm、そして最も好ましくは50本/cmである。別の好ましい実施形態では、経糸密度が、40〜65本/cm、より好ましくは40〜60本/cm、更なる好ましくは44〜58本/cm、更なるより好ましくは44〜55本/cm、そして最も好ましくは48〜52本/cmである。特に好ましい経糸密度が約50本/cmである。
これらの経糸密度および緯糸密度を用いる実施形態では、火炎伝播に対する特に良好な耐性を付与する。更なる、これらの経糸および緯糸密度ならびに両面織組織構造の組み合わせは、特に良好な機械的性質、例えば、引張強度および引裂強度を付与する。
好ましくは、布帛/組織の最大重量が400g/m2、より好ましくは380g/m2、更なる好ましくは350g/m2、そして最も好ましくは340g/m2である。好適な組織の最小重量が200g/m2、より好ましくは250g/m2、更なる好ましくは280g/m2、更なるより好ましくは300g/m2、そして最も好ましくは320g/m2である。好ましい実施形態では、組織重量が200〜400g/m2、より好ましくは300〜400g/m2、更なる好ましくは300〜350g/m2、そして最も好ましくは320〜340g/m2である。特に好ましい組織重量が約330g/m2である。好適には、これらの布帛/組織の重量は収縮後の布帛についてのものである。
他の実施形態では、布帛/組織の最大重量が400g/m2、より好ましくは350g/m2、更なる好ましくは300g/m2、そして最も好ましくは280g/m2である。好適な組織の最小重量が200g/m2、好ましくは220g/m2、より好ましくは240g/m2、更なる好ましくは260g/m2、そして最も好ましくは270g/m2である。好ましい実施形態では、組織重量が200〜400g/m2、より好ましくは225〜350g/m2、更なる好ましくは250〜300g/m2、そして最も好ましくは260〜280g/m2である。特に好ましい組織重量が約270g/m2である。好適には、これらの布帛/組織重量は収縮後の布帛を示す。
これらの組織重量により、布帛で作られる衣類が軽量であり、またそれゆえ着心地の良いことが保証される。それにもかかわらず、これらの組織は、頑丈で耐久性のある布帛を提供するほど丈夫である。
組織の重量および構造はまた、個人保護衣類などの製品の下流の製造工程でより使用しやすい、ドレープ性のある布帛という付加的な強みをもたらす。
特に、発明者らは、難燃性可染糸を提供することで、追加構成要素を必要としない単純な布帛構造が可能になることに気が付いた。厳密に言えば、FR可染糸を染色する(好適には、後染めする)ことで望ましい高視認性の色を付与し、かつ非融着(好適には、アラミド)糸によりかなりの耐熱性および耐炎性を付与する。「視認性の高い」糸(FR可染糸)は本質的に難燃性であるので、追加の糸(消火性の糸など)を用意する、または布帛に処理(ケミカルパッドなど)を施す必要がない。実際に、好ましい実施形態では、両面仕立て布帛には2種類の糸のみが存在する:FR可染糸および非融着糸、好ましくはFRポリエステル糸およびアラミド糸。したがって、FR可染糸および非融着(例えば、アラミド)糸の組み合わせは、単純で、それゆえ軽量の両面仕立て布帛(これは製造がより単純であり、また構成糸の有効な利用を意味する)によって高視認性および耐熱性/耐炎性を付与するという、従来技術に対する貴重な貢献を意味する。
本発明の実施形態は、難燃性ポリエステル糸が組織表側の主要構成要素であり、またアラミド糸が組織裏側の主要構成要素である、好適には布帛重量が200〜400g/m2の両面織組織である。この組織構造は、軽量でドレープ性のある単一の布帛において、アラミドの優れた耐熱および耐炎特性の利点と難燃性ポリエステルの可染特性を組み合わせることで、優れた耐炎性および耐熱性を備え、かつ視認性の高い色に染色可能な製品を提供するという理由から、とても大きな強みを持つ。
好適には、織布における糸の少なくとも40%(織布の重量を基準とした重量%)が可染糸、例えば、難燃性可染糸、例えば、ポリエステル糸であり、より好ましくは少なくとも43%、そして更なる好ましくは少なくとも45%である。特に好ましい値は約46%である。
好適には、織布における糸の少なくとも40%(織布の重量を基準とした重量%)が非融着繊維糸(アラミド糸など、例えばアラミド混紡糸)であり、より好ましくは少なくとも45%、更なる好ましくは少なくとも50%である。特に好ましい値は約54%である。
好適には、可染糸および非融着繊維糸が織布における唯一の糸である。好ましくは、織布が可染糸および非融着繊維糸から実質的になるか、より好ましくはそれらからなる。好適には、布帛が消火性糸(消火性糸は炎に曝されると消火性ガスを放出し、消火性ガスが布帛の1本または複数本の他の糸の燃焼を抑制する)を含まない。
実施形態では、例えば、布帛が衣服の一部である場合、両面織組織を1つまたは複数の材料または布地と組み合わせて提供してもよい。例えば、衣服は複数の層を含んでもよく、そのうちの1層が両面織組織になる。
好適には、両面仕立て布帛が以下の規格の一方または両方を達成する。ISO EN61482−1−1 ASTM F1959 オープンアークに対する熱防護;およびISO 11612 熱および炎。好ましくは、布帛が以下に述べるEN471規格に更なる合格する。
好適には、両面仕立て布帛を染色する。つまり、可染糸を着色するために、可染糸の、好適には少なくとも一部、好ましくは実質的に全てを染色する。例えば、本明細書に記載のように後染めにより、これを達成することができる。好適な色は視認性の高い色(蛍光色など)であるが、標準色もまたあり得る。したがって、好適には、両面織組織布帛が視認性の高い可染糸を含む。
他の実施形態では、両面仕立て布帛を染色しない。実際に、本発明の利点は、その他の布帛と同じように布帛を加工し、かつ仕上げることができる点である。例えば、布帛を後染めする、または捺染やコーティング用に準備することができる。これは布帛の製造に重要な柔軟性を与える(例えば、迅速な対応や無駄の削減を可能にする)。
好適には、両面織組織布帛がEN471規格に合格する。好適には、両面織組織布帛がEN IS011612.2008規格の火炎伝播(第6.3.2項)、対流熱(第7.2項)および放射熱(第7.3項)の要件に合格する。
好ましくは、布帛表側の視認性の高い色は、その着色された糸表面のx,y色度座標が以下のいずれか1つを満たす(EN471に適合する)色である。
−蛍光性黄色:(0.387,0.610)、(0.356,0.494)、(0.398,0.452)、(0.460,0.540);
−蛍光性橙色:(0.610,0.390)、(0.535,0.375)、(0.570,0.340)、(0.655,0.345);および
−蛍光性赤色:(0.655,0.345)、(0.570,0.340)、(0.595,0.315)、(0.690,0.310)。
好適には、最低輝度率Bminが、約0.70(黄色)、0.40(橙色)、0.25(赤色)である。
更なる局面では、本発明は、可染糸と非融着繊維糸とを含む布帛(好適には、織布)であって、これらの糸が両面仕立て布帛(好ましくは、両面織組織)を形成し、かつEN471規格に合格する布帛を提供する。第一の局面の任意選択の好ましい特徴は、好適にはこの局面にも適用される。特に、好適には、可染糸がFR可染糸であり、かつ、好ましくは、可染糸が染色されている(典型的には、本明細書に記載のように後染めされている)。
更なる局面では、本発明は、可染糸と非融着繊維糸とを含む織布であって、これらの糸が両面織組織を形成し、かつEN IS011612.2008規格の火炎伝播(第6.3.2項)、対流熱(第7.2項)および放射熱(第7.3項)の要件に合格する織布を提供する。第一の局面の任意選択の好ましい特徴は、好適にはこの局面にも適用される。特に、好適には、可染糸がFR可染糸であり、かつ、好ましくは、可染糸が染色されている(典型的には、本明細書に記載のように後染めされている)。
更なる局面では、本発明は、非融着繊維糸と可染糸とを含む布帛であって、これらの糸が両面仕立て布帛(好ましくは、両面織組織)を形成する布帛を含む個人防護衣を提供する。好適には、個人防護衣が第一の局面の布帛を含む。第一の局面の任意選択の好ましい特徴は、好適にはこの局面にも適用される。特に、好適には、可染糸がFR可染糸であり、かつ、好ましくは、可染糸が染色されている(典型的には、本明細書に記載のように後染めされている)。個人防護衣類としては、ズボン、ジャケット、Tシャツ、靴カバー、グローブ、帽子、ベスト、アームバンドおよびカバーオールが挙げられるが、これらに限定されない。
更なる局面では、本発明は、非融着繊維糸と可染糸とを含む布帛であって、これらの糸が両面仕立て布帛(好ましくは両面織組織)形成する布帛を含む防護カバーを提供する。好適には、防護カバーが第一の局面の布帛を含む。第一の局面の任意選択の好ましい特徴は、好適にはこの局面にも適用される。特に、好適には、可染糸がFR可染糸であり、かつ、好ましくは、可染糸が染色されている(典型的には、本明細書に記載のように後染めされている)。防護カバーとしては、鞄用カバー、リュックサック用カバーおよび作業ボックス用カバーが挙げられるが、これらに限定されない。
更なる局面では、本発明は、可染糸と非融着繊維糸とを含む布帛の製造方法であって、可染糸および非融着繊維糸を加工して両面仕立て布帛を形成するステップを含む方法を提供する。
好ましくは、布帛が織布であり、ならびに可染糸および非融着繊維糸を加工するステップが、可染糸および非融着繊維糸を織成して両面織組織を形成することを含む。
第一の局面の任意選択の好ましい特徴は、好適にはこの局面にも適用される。特に、好適には、可染糸がFR可染糸であり、かつ、好ましくは、上記方法が可染糸を染色する(典型的には、本明細書に記載のように後染めする)ことを含む。
一実施形態では、組織を組織表側に綾織および組織裏側に平織を使用して織成し、ならびに組織を非融着繊維糸である1つの経糸を使用し、かつ非融着繊維糸および可染糸である2つの緯糸を使用して織成する。
別の実施形態では、組織を組織表側に平織および組織裏側に綾織を使用して織成し、ならびに組織を非融着繊維糸および可染糸であるである2つの経糸を使用し、かつ非融着繊維糸および可染糸である2つの緯糸を使用して織成する。
好適には、織成後に織布、好ましくは経糸を収縮させる。この経糸収縮により可染性の緯糸が非融着繊維の緯糸を覆い、この非融着繊維の緯糸を効果的に反対側へ移動させるので、布帛表側における可染糸の範囲が更なる広がるのだが、これにより染色時に組織表側の色強度が増加する、そのため仕上げ工程の一環として経糸を収縮させることが有利である。実際に、収縮を含め、その他の単層の布帛(例えば、ポリエステル布帛)と同じ方法で両面仕立て布帛を仕上げることができるのが本発明の利点である。
好適には、経糸および/または緯糸(好ましくは両方)の収縮率が5%〜15%、好ましくは6%〜14%、より好ましくは7%〜13%、そして最も好ましくは8%〜12%の範囲である。実施形態では、これにより布帛の密度の変更および/または布帛カバーの増加を可能とする。
好適には、布帛重量が、例えば、少なくとも5%、好ましくは少なくとも10%、より好ましくは12%、そして最も好ましくは少なくとも14%増加する。一般的に、収縮では布帛重量は約20%超増加しない。
好適には、布帛重量が、例えば、約230〜240g/m2から約260〜280g/m2まで増加する。特に好ましい実施形態では、収縮後に布帛重量が約236g/m2から約270g/m2まで増加する。
好適には、収縮により経糸打ち込み本数が、例えば、約42〜47/cmから約48〜52/cmまで増加する。特に好ましい実施形態では、経糸打ち込み本数が約45/cmから約50/cmまで増加する。
好適には、緯糸打ち込み本数が、例えば、約42〜47/cmから約48〜52/cmまで増加する。特に好ましい実施形態では、緯糸打ち込み本数が約45/cmから約50/cmまで増加する。
好ましくは、収縮ステップの結果として、経糸および緯糸の打ち込み本数が共に増加する。
好ましくは、布帛を、好適には視認性の高い色に、後染めする。後染めは、企業独自の個人保護衣類などの製品の下流の製造工程をより簡単にかつ低コスト化するため、布帛を後染めすることが有利である。実際に、色(染料)を加えることなく布帛を製造し、定尺に切断し、必要な色に後染めすることができるので、これが最終的に無駄を削減し、そのためコストの削減になる。両面仕立て布帛の実施形態が、好ましくは視認性の高い色に、染色されているが、好ましくは後染めされている。
更なる局面では、本発明は、本明細書に記載の方法、例えば、上記局面による方法で製造される布帛を提供する。
更なる局面では、本発明は、本明細書に記載の方法で製造される個人防護衣または防護カバーを提供する。
更なる局面では、本発明は、両面仕立て布帛(好ましくは、両面織組織)を形成するための可染糸および非融着糸の使用を提供する。好ましくは、可染糸および非融着糸を使用して個人防護衣を形成する。
本発明の任意の1つまたは複数の局面を、本発明の任意の1つまたは複数の他の局面と組み合わせてもよい。同様に、任意の局面の任意の1つまたは複数の特徴および任意選択の特徴を、任意の1つの他の局面に適用してもよい。したがって、任意選択の好ましい特徴についての本明細書における考察を、一部または全ての局面に適用してもよい。特に、布帛、例えば、材料および形態(マルチフィラメントなど)を含めた糸の性質、ならびに布帛の構造(両面織組織、糸密度など)に関する任意選択の好ましい特徴は、その他の局面全てに適用する。更なる、方法または使用に関連する任意選択の特徴および好ましい特徴を、製品、特に防護衣に適用してもよく、逆もまた同様である。
以下、ほんの一例として、本発明の実施形態を添付した図面を参照しながら詳しく説明する。
両面織組織断面の概略図である。
本出願において、「両面仕立て布帛」とは、糸が2つの面を備える単層の布帛を形成するように(例えば、織成された)加工された布帛を意味する。そのような単層の布帛を単一ステップまたは単一工程で作り上げる(織成する)。両面仕立て布帛の特に好ましい種類は両面織組織である。
本出願において、「両面織組織」とは、糸が2つの面を備える単層の布帛を形成するように織成された一種の二重織を意味する。この組織の形態は、1つの経糸および2つの緯糸を有する。図1は、両面織組織の基本的な実施例の断面図である。両面織組織は2つの面10および12を備える。緯糸16および18を経糸14の間に織り込むが、その経糸14は両面に共通である。緯糸の織成を調節することで、各々の面に緯糸16および18ならびに経糸14の異なる模様を付けることができる。
この組織の別の形態は、2つの経糸および2つの緯糸を有する。図1を参照すると、経糸14は第1および第2経糸、例えばアラミドおよび可染糸を含む。
本出願において、「布帛表側」とは、布帛の、衣服として使用の際に目に触れる、また熱などに曝される側を示す。両面織組織との関連で、「組織表側」という用語を使用し、また「組織表」または「表面」と相互に置き換えて使用することができる。
本出願において、「布帛裏側」とは、布帛の、衣服として使用の際に目に触れず、また使用者の肌に最も近い側を示す。両面織組織との関連で、「組織裏側」という用語を使用し、また「組織裏」または「裏面」と相互に置き換えて使用することができる。
本出願において、「可染糸」とは、視認性の高い色に染色可能な糸を意味する。つまり、視認性の高い染料で染色可能な糸である。特に、可染糸は、その糸(すなわち、混紡ではない)のみで形成された布帛が、本明細書に記載のEN471色座標要件のうち少なくとも1つを満たす視認性の高い色を有するように染色することができる。当業者であれば好適な染色工程を認識しており、また、可染糸と非可染糸を直ちに見分けることができる。更なる、本明細書で使用する「可染糸」という用語は、染色されている(例えば、後染めされている)糸も含む。つまり、この用語は染色前と染色後の両方の糸を対象にしている。好適な糸はポリエステル、好ましくは難燃性ポリエステルである。
本出願において、「非融着繊維糸」とは、300℃の高温表面に溶融痕を残さない繊維から製造される糸を意味する。それゆえ、これらの糸は良好な耐熱性および難燃性を備える。非融着糸の例としてはアラミド糸が挙げられる。アラミド糸は燃焼を助けない、また融点を持たない。
当業者であれば理解するように、本明細書で開示する糸には、(3〜4秒の)短時間高温および/または火炎に曝された後の収縮および機械的性質の損失が抑制されるような熱安定性がある。
本出願において、「難燃性糸」とは、耐炎性を付与するために処理(例えば、コーティング)されている糸とは対照的に、糸を形成する材料が本質的および永久的に難燃性であることを意味する。典型的には、この糸本来の難燃性はその材料の化学構造により生じる。例えば、繊維糸の場合、繊維が本質的に難燃性の材料から作られている。難燃性ポリエステル(FRポリエステル)は、特に好ましい難燃性糸である。
本発明の第1実施例では、1つの経糸および2つの緯糸を使用して布帛を織成した。経糸は、メタ系アラミド、パラ系アラミド、帯電防止材を混紡した75/2Nmのリング紡績糸(炭素繊維P140の帯電防止材を含むNomex(登録商標)93/5/2)であった。緯糸の1つは、ポリエステルがポリエチレンテレフタレート(Trevira(登録商標)CS)である、2×167dtex、64の難燃性ポリエステル系フィラメント加工糸である。その他の緯糸は、経糸に用いたメタ系アラミド、パラ系アラミド、帯電防止材の75/2Nmリング紡績糸である。
次に、これらの糸を加工して(織成して)両面仕立て布帛を製造した。この特別な実施例では、この布帛の製造を組織表側に綾織および組織裏側に平織を使用して行ったが、その他の模様も可能である。緯糸を難燃性ポリエステル系マルチフィラメント糸3本およびアラミド繊維混紡糸1本として模様付けすることで綾織を形成した。特に、組織表側から見て、難燃性ポリエステル緯糸は、次の5本の経糸の上を通り織り返す前に、5本の経糸の上、そして次に1本の経糸の下を通り進む。各難燃性糸の緯糸は、1本の経糸により隣接する難燃性ポリエステル糸の緯糸側から隠される、これによりポリエステル緯糸の斜線を作る。緯糸は、経糸打ち込みの長さに沿って、アラミド1本に対してポリエステル3本で模様付けをした。アラミド緯糸は、3本の経糸の下、そして1本の経糸の上を通って進む。
織成された時点で、布帛が、精練および乾燥など、当技術分野で標準的な仕上げ工程を経た。また、布帛にセット加工を施した。この場合も、これは当技術分野で標準的なものである。組織の経糸を収縮させるようにセット工程を調整した。これにより緯糸が互いにより密集するよう締め付けられ、緯糸における「副構成要素」であるアラミド糸が反対側へ移動した。この結果、視認可能な糸の大部分が難燃性ポリステルである組織表側を得た、また組織裏側の視認可能な糸の大部分はアラミドである。
これらの工程後、組織の経糸密度は46本/cmであり、また緯糸密度は45本/cmであった。布帛の重量は330g/m2であった。
(織布の重量を基準とした重量%での)完成した両面織組織の全体組成は、ポリエチレンテレフタレートが46%、メタ系アラミドが50%、パラ系アラミドが3%および帯電防止材が1%であった。
次に、布帛を視認性の高い色に後染めすることができる。組織表側(すなわち、FRポリエステル)のみが染料の色を帯びる。これはつまり、布帛表を視認性の高い色に染色するために、布帛全体を染色槽に入れることができるという意味である。
後染めの付加的な利点は、着用者の着心地に好都合のソフトな風合があることである。柔軟性は、布帛染色(特に液流ジェット染色)の間に達成することができる。軽衣料品用に開発されたKES(Kawabata Evaluation System)により、「ソフトな風合」を測定することができる。本実施例では、KES曲げ特性「曲げ剛性」は、経方向と緯方向の両方で0.5gf cm2/cm未満であった。通常は、硬さがあるために典型的な防護服用の布帛にKESを実行することができない。したがって、本発明の実施形態は、極めて高い水準の高視認性および難燃性だけでなく、特性の貴重な組み合わせであるソフトな風合もまた提供する。
この実施例では、難燃性ポリエステル系マルチフィラメント糸を使用することで、いくつかの利点がもたらされる。第1に、この糸は可染性であり、そのため組織表側を視認性の高い色に染色することができる。第2に、糸のマルチフィラメント構造とはつまり、糸が毛羽立ちにくく(高い耐摩耗性)、かつ丈夫であるということである。第3に、耐熱特性が布帛の全体的な耐熱性に貢献し、また、手入れを容易にする良好な水洗乾燥収縮性能を付与する。加えて、FRポリエステルは燃焼時の毒性が低い。
アラミド繊維混紡糸の使用もまた、この種の糸本来の極めて良好な耐熱および耐炎特性のため有利である。
綾織表側と平織裏側の両面織組織を使用することで、火炎伝播の防止という付加的な利点がもたらされる。組織はまた引張強度および引裂強度などの優れた機械的性質を付与し、またその組織構造が軽量な布帛を生み出すのだが、この軽量布帛は作業服を製作する際に用いられる布帛に特に有利である。両面織組織構造はまた、難燃性ポリエステル系マルチフィラメント糸の大部分が組織表側に位置することを確実にする。これが糸の有効な使い方であり、結果としてポリエステル糸が組織表側(色および耐毛羽立ち性が必要となる側)へ導かれる。両面織組織とはまた、ポリエステル糸およびアラミド糸が織り合わされることを意味する;これは機械的性質を改善するだけでなく、その組織全体が優れた耐炎性および耐熱性を備えることを意味する。
組織経糸の収縮により火炎伝播の抑制および布帛の機械的性質が更なる改善する、そしてこの経糸の収縮が緯糸の密度を増加させる。この経糸収縮はまた、組織表側におけるポリエステル糸の範囲を増加させるが、これにより染色時に組織表側の色の強度が増加する。
布帛を後染めすることで、下流段階での布帛の使用に際し更なる付加的な利益をもたらす。例えば、企業の作業服を製造する場合、布帛を定尺に切断し、その次に必要な色に後染めする。これがより効率的であり、また無駄を削減するので、コストの削減になる。
実施例の布帛を試験し、この布帛が優れた耐炎性、機械的性質および視認性の高い色を備えていることを確認した。特に、EN ISO 11612:2008の関連部分、およびEN 471に合格した。
本発明の第2実施例では、2つの経糸および2つの緯糸を使用して布帛を織成した。第1の経糸は、メタ系アラミド、パラ系アラミド、帯電防止材を混紡した60/2Nmのリング紡績糸(炭素繊維P140の帯電防止材を含むNomex(登録商標)93/5/2)であった。第2の経糸は、Trevira(登録商標)CS 1/167/64のFRポリエステル系フィラメント加工糸であった。緯糸の1つは、ポリエステルがポリエチレンテレフタレート(Trevira(登録商標)CS)である、1×167dtex、64の難燃性ポリエステル系フィラメント加工糸である。その他の緯糸は、経糸に用いたメタ系アラミド、パラ系アラミド、帯電防止材の60/2Nmリング紡績糸である。
次に、これらの糸を加工して(織成して)両面仕立て布帛を製造した。この特別な実施例では、この布帛の製造を組織表側に平織および組織裏側に綾織を使用して行ったが、その他の模様も可能である。緯糸を難燃性ポリエステル系マルチフィラメント糸1本およびアラミド繊維混紡糸1本として模様付けすることで表面を形成した。特に、組織表側から見て、難燃性ポリエステル緯糸は1本の経糸の上、そして次に1本の経糸の下を通り進む。各難燃性糸の緯糸は、1本の経糸により隣接する難燃性ポリエステル糸の緯糸側から隠される。緯糸は、経糸打ち込みの長さに沿って、アラミド糸1本に対してポリエステル糸1本で模様付けをした。アラミド緯糸は、2本の経糸の下、そして1本の経糸の上を通って進む。
織成された時点で、布帛が上述の実施例と同じ方法で仕上げ工程を経た。これにより緯糸が互いにより密集するよう締め付けられ、緯糸における「副構成要素」であるアラミド糸が反対側へ移動した。この結果、視認可能な糸100%が難燃性ポリステルである組織表側を得た、また組織裏側の視認可能な糸の大部分は耐炎性アラミドである。
これらの工程後、組織の経糸密度は50本/cmであり、また緯糸密度は50本/cmであった。布帛の重量は270g/m2であった。
(織布の重量を基準とした重量%での)完成した両面織組織の全体組成は、ポリエチレンテレフタレートが42%、メタ系アラミドが54%、パラ系アラミドが3%および帯電防止材が1%であった。
第1実施例と同じ方法で、布帛を視認性の高い色に後染めすることができる。同様に、難燃性ポリエステル系マルチフィラメント糸およびアラミド繊維混紡糸を使用することで、第1実施例と同じ利点がもたらされる。
本実施例では、KES曲げ特性「曲げ剛性」は、経方向と緯方向の両方で0.5gf cm2/cm未満であった。第1実施例に関して上記で述べた通り、第2実施例の布帛は、極めて高い水準の高視認性および耐炎性だけでなく、特性の貴重な組み合わせであるソフトな風合もまた提供する。
更なる、平織表側と綾織裏側の両面織組織を使用することで、火炎伝播の防止および引張強度およびせん断強度などの優れた機械的性質という付加的な利点がもたらされる。組織構造が軽量な布帛を生み出すが、この布帛は作業服との関連でとても役に立つ。
両面織組織構造は、第1実施例と同じ方法で、難燃性ポリエステル系フィラメント糸の大部分が組織表側に位置することを確実にするのだが、これが糸の有効な使い方である。両面織組織に特有の織り合わせ構造は、機械的性質を改善するだけでなく、その組織全体が優れた耐炎性および耐熱性を備えることを意味する。
試験により(例えば、セット工程での)組織経糸の収縮(これが緯糸の密度を増加させる)が、火炎伝播の抑制および布帛の機械的性質を改善することが明らかとなった。経糸の収縮はまた、組織表側におけるポリエステル糸の範囲の増加により、染色時に組織表側の色特性を高める。
第1実施例の布帛と同様に、第2実施例の布帛を試験し、この布帛が優れた耐炎性、機械的性質、視認性の高い色および電気アークに対する耐熱性を備えていることを確認した。特に、以下の要求の厳しい試験に合格した:
ISO 11612:2008(防護服−熱および炎に対する防護服)
ISO 11611:2007(溶接および関連工程で使用する防護服)
ISO 14116:2008(防護服−耐熱性能)
BS EN 471:2003+A1;2007(業務用の高視認性安全服)
BS EN 471:2003 incl(GO/RT 3279:2008 鉄道業用)
EN 1150:1999(高視認性)
EN 1149−3:2004(電荷減衰)
EN 61482−1−2:2007(アークボックス試験)
ASTM F1959 同等(EN 61482−1−1)(布帛オープンアーク試験)
特に、両実施例の布帛は以下のEN ISO11612:2008に合格した:
−限定的火炎伝播(Limited flame spread)−表面着火(A1)[ISO 15025:2000 A法]−A1に合格(前処理の前と後の布帛両方)
−限定的火炎伝播(Limited flame spread)−下端着火(A2)[ISO 15025:2000 B法]−A2に合格(前処理の前と後の布帛両方)
−対流熱(コード文字B)[ISO 9151:1995]−レベルB1に合格
−放射熱(コード文字C)[ISO 6942:2002 20kW/m2の方法B]−レベルC1に合格
実際に、布帛は、残炎または残塵が生じることなく、火炎伝播性試験で優れた性能を示した。
布帛はまた、電気アークに対する耐熱性試験で良好な性能を示した:
電気アーク試験 EN 61482−1−2:2007 クラス1のボックス試験、および
布帛オープンアーク試験 ASTM F1959/F1959M−O6ae1 活線作業−衣類用の難燃性材料、電気アークの熱的危険性(EN 61482−1−1のオープンアークに相当する)、アーク熱性能値(ATPV)>8.0Cal/cm2を達成。
このように、本発明の実施形態は数多くの要求の厳しい試験に適合する。特に、(a)ISO 11612 熱および炎、ISO 11611 溶接および関連工程、ISO 14116 耐熱性能;(b)EN471に従う可染性(高視認性およびGO/RT鉄道);および(c)ISO EN61482−1−1 ASTM F1959 オープンアークに対する熱防護の組み合わせ対して、極めて高い性能を達成した。
10、12・・・面
14・・・・・・経糸
16、18・・・緯糸

Claims (15)

  1. 燃性可染糸と非融着繊維糸とを含む単層両面仕立て布帛であって、前記の難燃性可染糸が布帛表側の主要構成要素であり、前記非融着繊維糸が布帛裏側の主要構成要素であり、布帛中の糸の少なくとも40重量%が前記難燃性可染糸である、前記布帛。
  2. 前記布帛が織布であり、かつ前記糸が両面織組織を形成する、請求項1に記載の布帛。
  3. 前記難燃性可染糸が難燃性ポリエステル糸である、請求項1又は2に記載の布帛。
  4. 前記非融着繊維糸がアラミド糸である、請求項1〜3のいずれか一項に記載の布帛。
  5. 前記布帛が織布であり、前記糸が両面織組織を形成し、前記布帛表側が綾織であり、かつ前記布帛裏側が平織である、請求項2〜4のいずれか一項に記載の織布。
  6. 前記布帛表側がEN471に合格する視認性の高い色に染色される、請求項1〜5のいずれか一項に記載の布帛。
  7. 前記布帛が織布であり、前記糸が両面織組織を形成し、緯糸の密度が35〜60本/cmである、請求項2〜6のいずれか一項に記載の布帛。
  8. 前記布帛が織布であり、前記糸が両面織組織を形成し、経糸の密度が40〜60本/cmである、請求項2〜7のいずれか一項に記載の織布。
  9. 前記布帛重量が200〜400gms/m2である、請求項1〜8のいずれか一項に記載の布帛。
  10. 前記布帛が織布であり、それぞれEN ISO 11612:2008規格の火炎伝播、対流熱および放射熱の要件である第6.3.2項、第7.2項および第7.3項ならびにEN471規格に合格する、請求項1〜9のいずれか一項に記載の布帛
  11. 請求項1〜10のいずれか一項に記載の布帛を含む個人防護衣。
  12. 布帛の製造方法であって、難燃性可染糸および非融着繊維糸を加工して請求項1〜10のいずれかに記載の単層両面仕立て布帛を形成するステップを含む、布帛の製造方法。
  13. 前記布帛が織布であり、かつ難燃性可染糸および非融着繊維糸を加工する前記ステップが、難燃性可染糸および非融着繊維糸を織成して両面織組織を形成すること含む、請求項12に記載の方法。
  14. 経糸を織成後に収縮させる請求項13に記載の方法。
  15. 前記布帛を後染めして、前記難燃性可染糸をEN471規格に従う視認性の高い色に染色する、請求項12〜14のいずれか一項に記載の方法。
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