JP2001214318A

JP2001214318A - 耐熱性防護服

Info

Publication number: JP2001214318A
Application number: JP2000023803A
Authority: JP
Inventors: Yoshie Inagaki; 由江稲垣; Toshiji Tamaoki; 利治玉置
Original assignee: Teijin Ltd
Current assignee: Teijin Ltd
Priority date: 2000-02-01
Filing date: 2000-02-01
Publication date: 2001-08-07

Abstract

(57)【要約】【課題】耐薬品性及び透湿防水性に優れ、しかも軽量
且つ柔軟で着用感の著しく改善された耐熱性防護服を提
供する。【解決手段】アラミド繊維布帛からなる表地層、透湿
防水性を有する中間層、及び、中間層と接する面に熱に
より膨張させられた有機ポリマーからなる中空粒子を含
有する被覆層が面積比率で２０〜６０％部分的に被覆さ
れた織編物からなる裏地層を積層して防護服にする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、耐熱性に優れた防
護服に関する。さらに詳しくは、耐薬品性及び透湿防水
性に優れ、しかも軽量且つ柔軟で着用感が著しく改善さ
れた耐熱性防護服に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、消防士が消火作業中に着用する耐
熱防護服を構成する繊維としては、耐薬品性に優れ且つ
不燃性のアスベスト繊維、ガラス繊維等が使われていた
が、環境問題や動き易さなどの観点から、近年では、ア
ラミド繊維、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などの難燃性の有
機繊維からなる布帛に、輻射熱を防止する目的から金属
アルミニウム等をコーティングあるいは蒸着等により表
面加工したものが多く使用されている。

【０００３】また、近年、遮熱性の評価方法の国際標準
化がなされ、輻射熱はもとより、伝導熱にも注目した評
価方法が確立された（試験法番号：ＩＳＯ９１５１）。
この評価方法による基準をクリアするには、熱伝導を遅
延させるため、防護服内に大量の空気層を設けることが
有用となる。

【０００４】しかし、前記のようなアルミニウムを用い
て加工された有機繊維布帛はその重量が重いため、空気
層を設けるのに最も有用な積層構造を形成すると得られ
る防護服の重量が重くなりすぎるという問題がある。さ
らに、このような空気層を形成することは、保温性がよ
くなって熱を発散させ難くなるため、消火作業時のよう
な非常に暑い環境下では、その着用感が著しく悪化する
という問題も有している。それに加えて、繊維布帛表面
にコーティング等の加工を施した場合には、透湿性が全
く得られず、その着心地も非常に劣悪なものであった。

【０００５】本発明者らは、このような問題を解消する
ため、主としてアラミド繊維からなる表地層、透湿防水
性を有する中間層、及びアラミド繊維不織布とアラミド
繊維織布との複合体からなる遮熱層とで構成された耐熱
性防護服を先に提案した（特願平１１−５５２２号）。
確かにこの防護服は、軽量で且つ遮熱性にも優れたもの
ではあったが、遮熱層として不織布と織布との複合体を
使用しているため、透湿性及び通気性が低下し、消火作
業のような非常に暑い環境下では暑熱感、蒸れ感を引起
こして着用感が悪化するという問題のあることが判明し
た。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記のよう
な問題点を解消し、耐薬品性及び透湿防水性に優れ、し
かも軽量且つ柔軟で着用感が著しく改善された耐熱性防
護服を提供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明者らの研究によれ
ば、上記目的は、「表地層、中間層、及び裏地層からな
る複合構造を有する防護服であって、該表地層、中間
層、及び裏地層が下記（ａ）〜（ｃ）の要件を同時に満
足することを特徴とする耐熱性防護服。（ａ）表地層が、主としてアラミド繊維で構成された布
帛であること（ｂ）中間層が、透湿防水性を有すること（ｃ）裏地層が、中間層と接する面に熱により膨張させ
られた有機ポリマーからなる中空粒子を含有する被覆層
が面積比率で４０〜６０％部分的に被覆された織編物で
あること。」により達成できることが見出された。

【０００８】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て詳細に説明する。本発明の耐熱防護服は、表地層、中
間層、遮熱層の３層をこの順序に重ね合わせた構造から
なるものであって、表地層はアラミド繊維で構成された
布帛であることが耐熱性及び耐薬品性の観点から大切で
ある。布帛の種類としては、織編物、不織布等いずれの
形態であってもよいが、実用的には強度の点から織物が
好ましく、その目付は１５０〜３５０ｇ／ｍ²の範囲が
適当である。

【０００９】ここで用いられるアラミド繊維としては、
優れたＬＯＩ値を有するポリメタフェニレンイソフタル
アミド繊維等のメタ型アラミド繊維を用いることが有用
であるが、織物強度を向上させる目的でパラ型アラミド
繊維、例えばポリパラフェニレンテレフタルアミド繊
維、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繊維を併用することが好ましい。

【００１０】ここでメタ型アラミド繊維とパラ型アラミ
ド繊維とは、混紡して紡績糸の形態で使用するのが好ま
しく、該パラ型系アラミド繊維の混合比率としては、全
アラミド繊維に対して５重量％以上を占めることが好ま
しく、また５０重量％以下にすることが好ましい。パラ
型アラミド繊維の混合比率が５重量％未満の場合には強
度向上の効果が低下し、一方、５０重量％を超える場合
には該パラ型アラミド繊維がフィブリルを起こしやすく
なる傾向にある。

【００１１】なお、該表地層には、コーティング法、ス
プレー法、浸漬法などの加工法により、フッ素系撥水性
樹脂を付与されていることが、より高い耐水性能や耐薬
品性能を有する防護服を得る上で好ましい。

【００１２】次に、中間層は、透湿防水性を有するもの
であることが重要であり、例えば布帛に透湿防水性の薄
膜フィルムを積層したものが好ましく用いられる。該薄
膜フィルム層と積層する布帛は、織物、編物、不織布の
いずれの形態であってもよいが、強度の点から織物が好
ましく、特に、難燃性素材であるポリメタフェニレンイ
ソフタルアミド繊維、もしくはこれにパラ型のアラミド
繊維を併用した織布が好ましい。織布の目付は５０〜１
２０ｇ／ｍ²の範囲が適当である。

【００１３】積層される薄膜フィルムとしては、透湿防
水性を有するものであれば従来公知の任意のフィルムを
使用することができるが、耐薬品性を兼ね備えた微細孔
を有する多孔性ポリテトラフルオロエチレンフィルムが
特に好ましく用いられる。このような中間層を挿入する
ことにより、透湿性を維持しながら防水性を向上させる
ことができ、着用者の汗の蒸散を阻害することがないの
で着用者のヒートストレスを減少することができる。

【００１４】次に、裏地層は、中間層と接する側の面に
熱により膨張させられた有機ポリマーからなる中空粒子
を含有する被覆層が部分的に被覆された織編物で構成さ
れていれば、織編物を構成する素材は特に限定されない
が、中間層と同じく、難燃性、耐熱性、耐薬品性等の点
からポリメタフェニレンイソフタルアミド繊維、もしく
はこれにパラ型のアラミド繊維を併用した織編物が好ま
しく、目付は５０〜１２０ｇ／ｍ²の範囲が適当であ
る。

【００１５】上記織編物に被覆される被覆層に含有され
る中空粒子は、有機ポリマーからなる粒子中にガス、低
沸点化合物又は熱分解によりガスを生成する化合物を封
入又は混合したものを、加熱発泡・膨張させることによ
り生成されるもので、その発泡前の粒子径は１５〜３０
μｍの範囲が適当であり、発泡後の中空粒子径は発泡前
の１５〜６５倍の範囲にあることが伝導熱の遮断性及び
軽量性の点から好ましい。

【００１６】なお、中空粒子を構成する有機ポリマー
は、加熱により伸長可能となるものであれば特に限定さ
れないが、難燃性、耐薬品性等の観点からポリアクリロ
ニトリル又はその共重合体が好ましく、特にポリアクリ
ロニトリル又はアクリロニトリル／塩化ビニリデン共重
合体が好ましい。また、封入する発泡用の化合物として
は、体積膨張倍率が大きく且つ取り扱いやすいブタンが
好ましい。

【００１７】次に、被覆層は、織編物に被覆するためバ
インダー成分が使用されるが、難燃性の点から、ハロゲ
ン原子を有するアクリル系樹脂やウレタン樹脂などの難
燃性樹脂が好ましい。また、通常のアクリル樹脂、ウレ
タン樹脂、エチレン・酢酸ビニル共重合体、ゴムラテッ
クスなどの通常の非難燃性バインダーを、ヘキサブロモ
シクロヘキサン、テトラブロモシクロオクタン、ヘキサ
ブロモシクロドデカンなどのハロゲン化シクロアルカン
や、その他の難燃剤を組合せて使用してもよい。なかで
も、織編物への接着性の点から、ゴムラテックス又はウ
レタン樹脂に上記のようなハロゲン系難燃剤を配合した
ものが好ましい。

【００１８】被覆層中の中空粒子の割合は、少なすぎる
と伝導熱の遮断性が低下し、一方多すぎると被覆層の機
械的強度が不十分となって耐久性が低下する傾向にある
ので、１．０〜１０．０重量％の範囲とするのが適当で
ある。

【００１９】上記被覆層は、裏地織編物の中間層に接す
る面側に、面積比率で２０〜６０％、好ましくは３０〜
５０％の割合で部分的に被覆されている必要がある。被
覆割合が６０％を超える場合には、透湿性や通気性が低
下して暑熱感や蒸れ感を引起こすようになるだけでなく
風合も低下して着用感が悪化するので好ましくない。一
方、２０％未満の場合には、中間層と遮熱層との間に伝
導熱を遮断するのに十分な空気層を形成することが困難
になるため好ましくない。なお、該被覆層は織編物全面
に均一に分布していることが好ましく、例えばドット
状、ストライプ状に被覆する。特に、柔軟な風合と洗濯
や摩擦に対する耐久性の観点から、径１〜３ｍｍのドッ
トを、ドット間隔１〜８ｍｍで被覆するのが好ましい。

【００２０】被覆層の厚さは、中間層と遮熱層との間に
伝導熱を遮断するのに十分な空気層を確保すると同時に
洗濯や摩擦に対する耐久性を確保する観点から、１〜３
ｍｍの範囲が適当である。

【００２１】被覆層の付着量は、上記被覆面積率を満足
していること、好ましくはさらに被覆層厚さが前記範囲
内にあれば特に限定されない。したがって、前記中空粒
子の膨張割合や使用量、バインダー成分等によってもそ
の適正な被覆量は変化するが、通常は基布重量に対して
３０〜２００重量％の範囲が適当である。

【００２２】裏地基布（織編物）に上記被覆層を形成す
る方法は特に限定されないが、通常は熱により発泡膨張
して中空粒子を形成する粒子とバインダー成分とを水中
に分散させた分散液を用いてドット状又はストライプ状
に被覆される。この際、水分散液の粘度が低い場合に
は、該液が織編物中に浸透しやすいため、風合が硬くな
るだけでなく、中間層と遮熱層との間に伝導熱を遮断す
るための被覆層を形成することが困難になり、また該分
散液（処理液）の経時安定性も低下するので、増粘剤を
併用することが好ましい。増粘剤の種類としては、有機
系、無機系のいずれであってもよいが、特に粘土鉱物層
にアルカリ金属又はアルカリ土類金属が配位された水膨
潤性層状粘土化合物が、形成される被覆層の耐久性の点
から好ましい。なかでも、モンモリナイト、ベントナイ
ト、サポナイト、ヘクトライト等のスメクタイト型粘土
鉱物又は水膨潤性雲母が特に好ましい。これらの水膨潤
性層状粘土鉱物の使用量は、多すぎると被覆層が硬化し
て風合が硬化しやすくまた耐久性も低下する傾向にあ
り、逆に少なすぎると増粘効果が得られなくなるので、
前記バインダー成分に対して通常０．１〜１００重量％
の範囲で用いられる。

【００２３】さらに、被覆層の洗濯や摩擦に対する耐久
性を向上させる上で、ブロックドイソシアネート化合物
をバインダー成分に対して５〜５０重量％併用すること
が好ましい。また、上記処理液をコーティングして乾燥
する際、被覆層にクラックが発生するのを抑制するため
に例えばタルクのような無機微粒子を、処理液全有効成
分に対して１〜５重量％併用することが好ましい。

【００２４】また、被覆層と裏地基布（織編物）の接着
性を向上させるため、予め基布をブロックドイソシアネ
ート化合物で処理しておくことが好ましい。該化合物の
裏地への付着量は、少ないと接着性の改善効果が小さく
なり、一方多すぎると風合が硬化して意匠性が低下する
ので、基布重量に対して３〜１０重量％の範囲が適当で
ある。なお、ここで使用するブロックドイソシアネート
化合物としては、イソシアネート遊離温度が高いものを
使用し、次に被覆層をコーティングして熱処理する際に
イソシアネートを遊離させると、被覆層の接着性が向上
するので好ましい。

【００２５】該裏地層に対しては、コーティング法、ス
プレー法、浸漬法等の加工方法によりフッ素系又はシリ
コン系撥水剤を付与すると、被覆層の洗濯耐久性が向上
するので好ましい。この際、メラミン樹脂を併用する
と、その改善効果がさらに向上するので好ましい。な
お、撥水剤の付与量は、裏地基布重量に対して０．２〜
１０重量％の範囲が適当であり、この際併用されるメラ
ミン樹脂の量は、撥水剤重量に対して０．１〜３０重量
％の範囲が適当である。

【００２６】なお、本発明の耐熱性防護服は、このよう
な表地層、中間層、裏地層から構成される複合構造を有
するが、各層は相互に接合されている必要はなく、重ね
合わせて縫合したものでよい。また、該中間層と裏地層
とは、それぞれファスナー等を使用して表地層から取り
外し可能なようにし、洗濯が簡単にできるような構造を
有するものが好ましい。

【００２７】

【発明の作用】本発明の耐熱性防護服は、表地層、中間
層、裏地層からなる３層構造の複合布帛で構成され、該
表地層が、アラミド繊維から構成されることにより、耐
炎性及び熱防護性に優れた性能を得ることができる。ま
た、該中間層が透湿防水性を有することにより、着用者
の汗の蒸散を妨げることがなくヒートストレスを減少さ
せ、また、耐水性も向上させることができる。さらに、
裏地層には、熱により膨張させられた中空粒子を含有す
る被覆層が裏地基布の中間層側に部分的に形成されてい
ることにより、風合や透湿性、通気性を低下させること
なく、効率よく空気層を確保して熱伝導を遅延させるこ
とが可能となる。

【００２８】また、該中間層に、難燃性素材であるアラ
ミド繊維からなる織布を用い、該織布に透湿防水性の多
孔性ポリテトラフルオロエチレンフィルムを積層加工し
たものを用いることにより、前記のヒートストレスを一
層減少できると共に、優れた耐水性及び耐薬品性をも付
与することができる。

【００２９】

【実施例】以下、実施例により本発明をさらに詳細に説
明する。なお、実施例において用いた評価項目の測定
は、下記の方法によった。（１）遮熱性ＩＳＯ９１５１に準拠した方法により、２４℃温度上
昇試験を行う。（２）通気性ＪＩＳＬ１０９６Ａ法に準拠した方法による。（３）透湿性ＪＩＳＬ１０９９Ｂ−２法に準拠した方法によ
る。（４）着用感消防服着用評価（人工気象室使用、３０℃×６０％Ｒ
Ｈ、ランニングによる運動）により、蒸れ感、温熱感を
評価し総合的に判定した。

【００３０】［実施例１］表地層には、ポリメタフェニ
レンイソフタルアミド繊維（帝人株式会社製、商標名：
コーネックス）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（帝人株式会社製、商
標名：テクノーラ）とを混合比率が９０：１０となる割
合で混合した耐熱性繊維からなる紡績糸（番手：２０／
２）を用いて２／１の綾織に織成した織物（目付：２８
０ｇ／ｍ²）を用いた。

【００３１】中間層には、ポリメタフェニレンイソフタ
ルアミド繊維からなる紡績糸（番手：４０／１）を用い
た織布（目付：１０５ｇ／ｍ²）に透湿防水性を有する
ポリテトラフルオロエチレン製の多孔性フィルム（日本
ゴアテックス製）をラミネートしたものを使用した。

【００３２】また、裏地層には、ポリメタフェニレンイ
ソフタルアミド繊維からなる紡績糸（番手：４０／１）
を用いた織布（目付：７５ｇ／ｍ²）にブッロクドイソ
シアネート化合物（ＢＮ−１１：第一工業薬品製）を５
重量％含有する水分散液中に浸漬し、温度１１０℃で３
分間乾燥後１２０℃で１分間熱処理したものを基布（ブ
ロックドイソシアネート化合物の付着量：織布重量に対
して０．５重量％）とし、下記の加工液を付着量が織布
重量に対して３５０重量％（純分付着量：８０重量％)
となるようにドット状にコーティングし、１２０℃で１
０分間乾燥した後１７０℃で１分間熱処理し、さらにフ
ッ素系撥水剤（ＬＳ６０１５：明成化学工業製）を４重
量％及びメラミン樹脂（Ｍ−６：住友化学製）を１重量
％含有する水性処理液を、純分付着量が織布重量に対し
て０．４重量％となるようにスプレーし、次いで１２０
℃で３分間乾燥後１７０℃で１分間熱処理したものを使
用した。なお、被覆層の面積被覆率は４５％であり、ま
た各ドット状被覆層の平均径は３ｍｍ、平均被覆層厚さ
は２ｍｍであった。

【００３３】これらの表地層、中間層、裏地層の３層
を、裏地層の被覆層がある面が中間層側にくるように重
ねて縫製し、耐熱性防護服を得た。得られた耐熱性防護
服の評価結果を表１に示す。＜被覆層用処理液＞各成分は固形分含有量に換算した。・アクリロニトリル系熱膨張性粒子（エクスパンセル０
９１ＤＵ０８０：日本フィライト製）１．５重量％・ゴムラテックス（ＬＫ−５７１Ｂ：日本ゼオン製）
１０．０重量％・膨潤性スメクタイト（スメクタイトＳＷＦ：コープケ
ミカル製）３．５重量％・防炎剤（ヘキサブロムシクロドデカン：試薬）５．
０重量％・タルク（試薬）１．０重量％・ブロックドイソシアネート化合物（ＴＰ−１０：明成
化学工業製）２．０重量％・水７７．０重量％

【００３４】［比較例１］実施例１において、裏地層と
して、実施例１で使用したポリメタフェニレンイソフタ
ルアミド繊維からなる織布に被覆層を設けずに用いる以
外は、実施例１と同様に実施した。得られた耐熱性防護
服の評価結果を表１に併せて示す。

【００３５】［比較例２］実施例１において、裏地層と
して、ポリメタフェニレンイソフタルアミド繊維の短繊
維（１．４ｄｔｅｘ、３８ｍｍカット長）を用いて、ウ
ォーターニードル法により作成した不織布（目付：３５
ｇ／ｍ²、嵩高性：５５ｃｍ³／ｇ）を２層重ね合わせた
ものをキルティング加工して用いる以外は、実施例１と
同様に実施した。得られた耐熱性防護服の評価結果を表
１に併せて示す。

【００３６】

【表１】

【００３７】

【発明の効果】このように本発明の耐熱性防護服は、軽
量で柔軟な風合を有していながら、通気性及び透湿性と
いった特性に優れているので、暑熱感、蒸れ感を感じな
い優れた着用感を有する。したがって、消防服を始めと
する高温環境下での作業服として極めて有用である。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩテーマコート゛(参考）Ａ４１Ｄ 31/00 ５０２Ａ４１Ｄ 31/00 ５０２Ｃ５０２Ｆ５０２Ｑ５０３５０３Ｆ５０４５０４Ａ５０４Ｄ５０４Ｇ５０４Ｈ 13/00 13/00 Ｊ 31/02 31/02 ＡＢ３２Ｂ 5/00 Ｂ３２Ｂ 5/00 ＺＦターム(参考） 3B011 AB01 AC08 AC14 AC18 4F100 AK01C AK16C AK16J AK18D AK27C AK27J AK47A AK47B AK47C AK51C AL01C AN00C AR00B AT00D BA03 BA04 BA07 BA10A BA10C BA13 BA16 DE04C DG01A DG01B DG01C DG11A DG12B DG12C DG13C DJ10D EC08 GB72 JA02C JA20C JB01 JB06A JB06C JB07 JD02 JD04 JD04B JD05 JD05B JJ03 JK13 JK17 JL00 JL03 YY00A YY00C

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】表地層、中間層、及び裏地層からなる複
合構造を有する防護服であって、該表地層、中間層、及
び裏地層が下記（ａ）〜（ｃ）の要件を同時に満足する
ことを特徴とする耐熱性防護服。（ａ）表地層が、主としてアラミド繊維で構成された布
帛であること（ｂ）中間層が、透湿防水性を有すること（ｃ）裏地層が、中間層と接する面に熱により膨張させ
られた有機ポリマーからなる中空粒子を含有する被覆層
が面積比率で２０〜６０％部分的に被覆された織編物で
あること
【請求項２】被覆層が径１〜３ｍｍのドット状に被覆
された請求項１記載の耐熱性防護服。
【請求項３】被覆層の厚さが１〜３ｍｍである請求項
１記載の耐熱性防護服。
【請求項４】有機ポリマーが、ポリアクリロニトリル
又はアクリロニトリル・塩化ビニリデン共重合体である
請求項１記載の耐熱性防護服。
【請求項５】中空粒子が、ゴム及び／又はウレタン樹
脂を介して織編物に担持されている請求項１記載の耐熱
性防護服。
【請求項６】裏地層に撥水加工が施されている請求項
１記載の耐熱性防護服。
【請求項７】裏地層の織編物を構成する繊維が、アラ
ミド繊維である請求項１記載の耐熱性防護服。
【請求項８】裏地層の織編物が、予めブロックドイソ
シアネート化合物で処理されている請求項１記載の耐熱
性防護服。
【請求項９】表地層の布帛を構成するアラミド繊維
が、メタ型アラミド繊維とパラ型アラミド繊維とからな
り、そのパラ型アラミド繊維の混合割合（重量割合）が
５〜５０重量％である請求項１記載の耐熱性防護服。
【請求項１０】表地層に撥水加工が施されている請求
項１記載の耐熱性防護服。
【請求項１１】中間層が、アラミド繊維からなる織布
に多孔性ポリテトラフルオロエチレンフィルムを積層し
たものである請求項１記載の耐熱性防護服。