アーク防護用および防炎用のモダクリル／アラミド繊維混紡
アーク防護用および防炎用に適切な糸、布帛および衣服は、モダクリル、ｐ−アラミドおよびｍ−アラミド繊維を含有する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、アークからの防護および防炎性を有する布帛の製造に有用な混紡糸に関する。本発明は、さらに、上記の布帛で製造される衣服に関する。
【背景技術】
【０００２】
通電中の電気設備付近で作業する人々や電気設備付近での事故に対応する救急隊員は、アーク事象により生じうる電気アークおよび火災危険のリスクに曝されている。電気アークは、通常数千ボルトおよび数千アンペアの電気を伴う非常に激しい事象である。電気アークは、２つの電極間の電位差（つまり、電圧）が、大気中の原子をイオン化させて、電気を伝導できるようになる場合に、大気中で形成される。
【０００３】
特許文献１（イチボリ（Ｉｃｈｉｂｏｒｉ）ら）は、多量のアンチモン化合物を有するハロゲン含有繊維と天然繊維および化学繊維よりなる群から選択される少なくとも１種の繊維を含んでなる難熱性複合繊維の混紡を開示する。布帛に織り込まれ、その耐炎性の指標として、その繊維混紡の限界酸素指数が試験される。
【０００４】
【特許文献１】米国特許第５，２０８，１０５号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
高レベルのアークからの防護および防炎性を有する糸（ｙａｒｎ）、布帛および衣服が、必要とされる。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、
（ａ）４０〜７０重量パーセントのモダクリル繊維、
（ｂ）５〜２０重量パーセントのｐ−アラミド繊維および
１０〜４０重量パーセントのｍ−アラミド繊維
含んでなり、前記パーセントが、成分（ａ）、（ｂ）および（ｃ）を基準とするアークからの防護および防炎性の布帛ならびに衣服用の糸に関する。
【０００７】
さらに上記布帛および衣服により、破断開口（ｂｒｅａｋｏｐｅｎ）に対する抵抗および耐摩耗性を提供可能である。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
本発明は、アークからの防護と耐炎性の両方を提供する布帛および衣服を製造しうる糸を提供することに関する。引張強さが小さい耐炎性繊維を含んでなる布帛および衣服は、電気アークの強い熱応力に暴露される場合に、入射エネルギーが原因で、破断開口して、着用者をさらなる損傷に暴露しうる。電気アークは、通常、数千ボルトおよび数千アンペアの電流を伴う。電気アークは、発火からなどの入射エネルギーよりもかなり強い。着用者を防護するために、衣服または布帛は、着用者へのエネルギーの移動を阻害する必要がある。これは、一部の入射エネルギーを吸収する布帛と破断開口を阻止する布帛との両方により、生じると考えられている。破断開口される間に、布帛に穴が生じ、布帛の表面もしくは着用者を入射エネルギーに直接暴露する。
【０００９】
本発明の糸、布帛および衣服は、電気アークの強い熱応力に暴露された場合、エネルギーの移動に抵抗する。本発明は、入射エネルギーの一部を吸収することによりエネルギー移動を低減し、炭化を介して透過エネルギーを減少させると考えられている。
【００１０】
本発明の糸は、モダクリル繊維と、メタ−アラミド繊維と、パラ−アラミド繊維との混紡を含んでなる。典型的には、本発明の糸は、４０〜７０重量パーセントのモダクリル繊維と、５〜２０重量パーセントのパラ−アラミド繊維と、１０〜４０パーセントのメタ−アラミド繊維とを含んでなる。好ましくは、本発明の糸は、５５〜６５重量パーセントのモダクリル繊維と、５〜１５重量パーセントのパラ−アラミド繊維と、２０〜３０パーセントのメタ−アラミド繊維とを含んでなる。上記のパーセントは、上記３種の指定された成分を基準とする。さらに、向上した耐摩耗性を介して耐久性を改善するために、追加の耐摩耗性繊維を上記糸に加えてもよい。
【００１１】
「糸」は、連続したストランドを形成するように、紡績されたまたは一緒に撚った繊維の集まりを意味し、それは、製織、製編、製紐、または組編に使用されることができ、或いは、織編生地もしくは布帛に作製されうる。
【００１２】
モダクリル繊維は、主にアクリロニトリルを含んでなるポリマーから作製されるアクリル系合成繊維を意味する。該ポリマーは、３０〜７０重量パーセントのアクリロニトリルと７０〜３０重量パーセントのハロゲン含有のビニルモノマーとを含んでなるコポリマーであるのが好ましい。ハロゲン含有のビニルモノマーは、例えば、塩化ビニル、塩化ビニリデン、臭化ビニル、臭化ビニリデンなどから選択される少なくとも１種のモノマーである。共重合性ビニルモノマーの例は、アクリル酸、メタクリル酸、それらの酸の塩もしくはエステル、アクリルアミド、メチルアクリルアミド、酢酸ビニルなどである。
【００１３】
本発明の好適なモダクリル繊維は、アクリロニトリルと塩化ビニリデンを組み合わせたコポリマーであり、該コポリマーは、改善された難熱性のために、さらに１種のまたは数種の酸化アンチモンを有する。上記の有用なモダクリル繊維として、２重量パーセントの三酸化アンチモンを有する米国特許第３，１９３，６０２号明細書に開示される繊維、少なくとも２重量パーセント、好ましくは８重量パーセント以下の量で存在する種々の酸化アンチモンで作製される米国特許第３，７４８，３０２号明細書に開示される繊維、および８〜４０重量パーセントのアンチモン化合物を有する米国特許第５，２０８，１０５号明細書および同第５，５０６，０４２号明細書に開示される繊維が挙げられるが、それらに限定されない。
【００１４】
本発明の糸の範囲内で、モダクリル繊維は、アンチモン誘導体でのドーピングのレベルに応じて、通常少なくとも２８のＬＯＩ値を有する繊維を形成する耐炎性炭化物を提供する。モダクリル繊維は、炎への暴露が原因となる繊維への損傷の拡がりに抵抗する。モダクリル繊維は、優れた耐炎性であるが、電気アークに暴露された場合、破断開口に対する所望のレベルの抵抗を与えるための、糸またはその糸から作製された布帛に対する適切な引張強さをそれ自体提供しない。
【００１５】
本明細書で使用される「アラミド」は、少なくとも８５％のアミド結合（−ＣＯＮＨ−）が、２個の芳香族環に直接結合するポリアミドを意味する。添加剤が、アラミドと一緒に使用されることが可能であり、実際、ほぼ１０重量パーセントまでの他の高分子材料が、アラミドと混紡されることが可能であり、或いは、アラミドのジアミンで置換されたほぼ１０パーセントの他のジアミン、またはアラミドの二酸クロリドで置換されたほぼ１０パーセントの他の二酸クロリドを有するコポリマーを使用することが可能であることが判明されている。適切なアラミド繊維は、Ｗ．ブラックらの「人造繊維−科学と技術」２巻、章題 繊維形成芳香族ポリアミド、２９７頁（インターサイエンス・パブリッシャー、１９６８年）（Ｍａｎ−Ｍａｄｅ Ｆｉｂｅｒｓ−Ｓｃｉｅｎｃｅ ａｎｄ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｖｏｌｕｍｅ ２，Ｓｅｃｔｉｏｎ ｔｉｔｌｅｄ Ｆｉｂｅｒ−Ｆｏｒｍｉｎｇ Ａｒｏｍａｔｉｃ Ｐｏｌｙａｍｉｄｅｓ， ｐａｇｅ ２９７， Ｗ． Ｂｌａｃｋ ｅｔ ａｌ．，Ｉｎｔｅｒｓｃｉｅｎｃｅ Ｐｕｂｌｉｓｈｅｒｓ，１９６８）に記載されている。アラミド繊維は、さらに、米国特許第４，１７２，９３８号明細書、同第３，８６９，４２９号明細書、同第３，８１９，５８７号明細書、同第３，６７３，１４３号明細書、同第３，３５４，１２７号明細書、および同第３，０９４，５１１号明細書に開示されている。Ｍ−アラミドは、アミド結合が互いに対してメタ位にあるアラミドであり、ｐ−アラミドは、アミド結合が互いに対してパラ位にあるアラミドである。本発明の実施において、最も多く使用されるアラミドは、ポリ（パラフェニレンテレフタルアミド）およびポリ（メタフェニレンイソフタルアミド）である。
【００１６】
本発明の糸の範囲内で、ｍ−アラミド繊維は、約２６のＬＯＩ値を有する繊維を形成する耐炎性炭化物を提供しうる。Ｍ−アラミド繊維は、さらに、炎への暴露が原因となる繊維への損傷の拡がりに抵抗する。Ｍ−アラミド繊維は、さらに、本発明の糸を含んでなる繊維で形成される布帛に快適さを加える。
【００１７】
Ｍ−アラミド繊維は、糸およびその糸で形成される布帛にさらなる引張強さを提供する。モダクリルおよびｍ−アラミド繊維の組み合わせは、優れた耐炎性であるが、電気アークに暴露された場合には、糸およびその糸で形成される布帛に、所望のレベルの破断開口に対する抵抗を与えるのに適切な引張強さを提供しない。
【００１８】
本発明の糸の範囲内で、ｐ−アラミド繊維は、適切な量で加えられた場合、その糸で形成される布帛の破断開口に対する抵抗を改善する、優れた引張強さの繊維を提供する。糸中の多量のｐ−アラミド繊維は、その糸を含んでなる衣服の着心地を悪くする。
【００１９】
用語「引張強さ」は、破断もしくは破壊前に材料に印加される最大量の応力を意味する。引裂き強さは、布帛を引裂くのに必要な力の量である。一般的に、布帛の引張強さは、布帛がいかに容易に裂けるかまたは破れるかに関する。引張強さは、永続した伸張または変形を回避する布帛の能力に関する。布帛の引張強さおよび引裂き強さは、衣服の防護の意図されたレベルをかなり損なうほどの衣服の破れ、裂または永久的な歪を回避するために十分大きいのが望ましい。
【００２０】
さらに、耐摩耗性繊維を上記糸に加えて、向上した耐摩耗性を介して耐久性を改善してもよい。耐摩耗性は、表面研削および摩耗に耐性がある繊維または布帛の能力を意味する。耐摩耗性繊維は、ナイロンであるのが好ましい。ナイロンとは、脂肪族ポリアミドポリマーから作られる繊維を意味し、ポリヘキサメチレンアジパミド（ナイロン６６）は、好適なナイロンポリマーである。他のナイロン（例、ポリカプロラクタム（ナイロン６）、ポリブチロラクタム（ナイロン４）、ポリ（９−アミノノナン酸）（ナイロン９）、ポリエナントラクタム（ナイロン７）、ポリカプリルラクタム（ナイロン８）、ポリヘキサメチレンセバカミド（ナイロン６，１０）など）は、適切である。
【００２１】
耐摩耗性繊維は、通常、上記糸の２〜１５重量パーセントを含んでなる。２重量パーセント未満の耐摩耗性繊維を含有する糸は、耐摩耗性において、際立った改善を示さない。１５重量パーセントを超過して耐摩耗性繊維を含有する糸は、糸およびその糸で形成される布帛の耐炎性およびアークからの防護性が低下する。
【００２２】
さらに、本発明の糸、布帛、または衣服に帯電防止成分を加えてもよい。実例としては、スチール繊維、炭素繊維、または既存の繊維への炭素被覆である。炭素または金属（例、スチールなど）の伝導性は、本発明の糸、布帛、または衣服に組み込まれた場合、静電気の連続的発生の防止を助けるために、電気管路を提供する。静電気放電は、高感度の電気設備で作業する作業者、或いは可燃性蒸気の付近で作業する作業者にとって、危険となりうる。帯電防止成分は、糸全体の１〜５重量パーセントの量で存在してもよい。
【００２３】
本発明の糸は、当技術分野で一般的に知られている任意の紡糸技術、例えば、これに限定されないが、リング精紡、芯紡糸、およびエアジェット紡糸またはより高度な空気精紡技術（例、ステープルファイバーを糸に撚るために空気を用いる村田エアジェット精紡機など）により、製造されうる。通常、任意の一般的な技術により製造される単糸は、布帛に変えられる前に、少なくとも２本の単糸を含んでなる諸撚糸を形成するように、一緒に諸撚される。
【００２４】
電気アークにより生じる強い熱応力からの防護を提供するために、耐アーク性布帛およびその布帛から成形される衣服は、防護層の下の表面に直接衝突する入射エネルギーを防ぐように、耐炎性に関して大気中の酸素濃度を越えるＬＯＩ値、布帛への損傷の拡大が遅いことを示す短い炭化長、良好な破断開口に対する抵抗などの特質を有する。
【００２５】
消防士の防火服などの耐熱性衣服は、典型的に、裸火によって生じる対流熱に対する防護を提供する。上記の耐熱性衣服は、電気アークにより生じる強いエネルギーに暴露された場合に、破断開口して（つまり、布帛に開口部が生じる）、エネルギーが衣服に入り込み、着用者に重篤な損傷をもたらす結果となる。本発明の布帛は、好ましいことに、電気アークに暴露された場合に、裸火の対流熱に対する防護と、引裂およびエネルギー移動に対する増強された抵抗の両方を提供する。
【００２６】
本明細書および添付の特許請求の範囲で使用される用語「布帛」は、製織された、製編された、または１種もしくはそれ以上の別の種類の本発明の糸を用いて組み立てられた所望の防護層を意味する。本発明の布帛が、織布であるのが好ましい。本発明の布帛が、綾織であるのが最も好ましい。
【００２７】
坪量は、単位面積当りの布帛の重量の測定単位である。典型的な単位として、オンス／平方ヤード、およびグラム／平方センチメートルが挙げられる。本明細書に記載される坪量は、オンス／平方ヤード（ＯＰＳＹ）である。単位面積当りの布帛の量が増加するにしたがって、潜在的危険と被保護物体との間の物質の量が増加する。物質の坪量の増加は、防護性能の対応する増加が観察されることを示唆する。本発明の布帛の坪量の増加の結果として、破断開口に対する抵抗、耐熱性要素、および耐アーク性が増強されることになる。本発明の布帛の坪量は、通常約８．０ｏｐｓｙより大きく、好ましくは約８．７ｏｐｓｙより大きく、最も好ましくは約９．５ｏｐｓｙより大きい。約１２ｏｐｓｙより大きい坪量を有する本発明の布帛は、増大した剛さを示すので、このような布帛から製造された衣服の快適さを低下させるだろうと考えられている。
【００２８】
炭化長は、編織布の耐炎性の指標である。炭化物は、熱分解または不完全燃焼が原因で生成される炭素質残留物と定義される。本明細書に記載されるＡＳＴＭ ６４１３−９９試験の条件下での布帛の炭化長は、炎に直接暴露される布帛端から、規定の引裂力が印加された後の可視できる布帛の損傷の最も遠い点までの距離と定義される。好ましいことに、本発明の布帛は、６インチ未満の炭化長を有する。
【００２９】
本発明の布帛は、単層防護用衣服としてまたは多層防護用衣服の部分として使用されうる。本明細書の範囲内で、布帛の防護に関する評価は、その布帛の単層に関して、記載されている。本発明には、さらに、本発明の布帛で作製された衣服も含まれる。
【００３０】
本発明の糸は、布帛のたて糸かよこ糸のいずれかに存在しうる。本発明の糸が、結果として形成される布帛のたて糸とよこ糸の両方に存在するのが好ましい。本発明の糸が、布帛のたて糸とよこ糸の両方に専ら存在するのが最も好ましい。
【００３１】
試験方法
摩耗試験
ＡＳＴＭ Ｄ−３８８４−０１「編織布の耐摩耗性に関する標準指針（Ｓｔａｎｄａｒｄ Ｇｕｉｄｅ ｆｏｒ Ａｂｒａｓｉｏｎ Ｒｅｓｉｓｔａｎｃｅ ｏｆ Ｔｅｘｔｉｌｅ Ｆａｂｒｉｃｓ）（ロータリー・プラットホーム、ダブルヘッド法）（Ｒｏｔａｒｙ Ｐｌａｔｆｏｒｍ、Ｄｏｕｂｌｅ Ｈｅａｄ Ｍｅｔｈｏｄ）」に基づいて、本発明の布帛の耐摩耗性の性能を検定する。
【００３２】
耐アーク性試験
ＡＳＴＭ Ｆ−１９５９−９９「布用材料のアーク熱性能値を測定するための標準試験法（Ｓｔａｎｄａｒｄ Ｔｅｓｔ Ｍｅｔｈｏｄ ｆｏｒ Ｄｅｔｅｒｍｉｎｉｎｇ tｈｅ Ａｒｃ Ｔｈｅｒｍａｌ Ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ Ｖａｌｕｅ ｏｆ Ｍａｔｅｒｉａｌｓ ｆｏｒ Ｃｌｏｔｈｉｎｇ）」に基づいて、本発明の布帛の耐アーク性を測定する。本発明の布帛は、少なくとも０．８カロリー／平方センチメートル／ｏｐｓｙの耐アーク性を有するのが好ましく、少なくとも１．２カロリー／平方センチメートル／ｏｐｓｙを有するのがさらに好ましい。
【００３３】
掴み試験（Ｇｒａｂ Ｔｅｓｔ）
ＡＳＴＭ Ｄ−５０３４−９５「布帛の破断強度および伸び率に関する標準試験法（Ｓｔａｎｄａｒｄ Ｔｅｓｔ Ｍｅｔｈｏｄ ｆｏｒ Ｂｒｅａｋｉｎｇ Ｓｔｒｅｎｇｔｈ ａｎｄ Ｅｌｏｎｇａｔｉｏｎ ｏｆ Ｆａｂｒｉｃｓ）（掴み試験）」に基づいて、本発明の布帛の掴み抵抗を測定する。
【００３４】
限界酸素指数試験
ＡＳＴＭ Ｇ−１２５−００「気体酸化剤における液体および固体物質の燃焼限界を測定するための標準試験法（Ｓｔａｎｄａｒｄ Ｔｅｓｔ Ｍｅｔｈｏｄ ｆｏｒ Ｍｅａｓｕｒｉｎｇ Ｌｉｑｕｉｄ ａｎｄ Ｓｏｌｉｄ Ｍａｔｅｒｉａｌ Ｆｉｒｅ Ｌｉｍｉｔｓ ｉｎ Ｇａｓｅｏｕｓ Ｏｘｉｄａｎｔｓ）」に基づいて、本発明の布帛の限界酸素指数（ＬＯＩ値）を測定する。
【００３５】
引裂試験
ＡＳＴＭ Ｄ−５５８７−０３「トラペゾイド法による布帛の引裂に関する標準試験法（Ｓｔａｎｄａｒｄ Ｔｅｓｔ Ｍｅｔｈｏｄ ｆｏｒ Ｔｅａｒｉｎｇ ｏｆ Ｆａｂｒｉｃｓ ｂｙ Ｔｒａｐｅｚｏｉｄ Ｐｒｏｃｅｄｕｒｅ）」に基づいて、本発明の布帛の引裂抵抗を測定する。
【００３６】
耐熱性能試験
ＮＦＰＡ ２１１２「引火火災に対する業務職員の保護のための耐炎性衣服に関する基準（Ｓｔａｎｄａｒｄ ｏｎ Ｆｌａｍｅ Ｒｅｓｉｓｔａｎｔ Ｇａｒｍｅｎｔｓ ｆｏｒ Ｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎ ｏｆ Ｉｎｄｕｓｔｒｉａｌ Ｐｅｒｓｏｎｎｅｌ Ａｇａｉｎｓｔ Ｆｌａｓｈ Ｆｉｒｅ）」に基づいて、本発明の布帛の耐熱性能を検定する。
【００３７】
垂直燃焼試験
ＡＳＴＭ Ｄ−６４１３−９９「編織布の耐炎性に関する標準試験法（垂直法）（Ｓｔａｎｄａｒｄ Ｔｅｓｔ Ｍｅｔｈｏｄ ｆｏｒ Ｆｌａｍｅ Ｒｅｓｉｓｔａｎｃｅ ｏｆ Ｔｅｘｔｉｌｅｓ（Ｖｅｒｔｉｃａｌ Ｍｅｔｈｏｄ））に基づいて、本発明の布帛の炭化長を測定する。
【００３８】
用語「耐熱性能（もしくはＴＰＰ）は、布帛が高温直火もしくは放射熱に暴露される場合、布帛の真下の着用者の皮膚に継続的でかつ確かな防護を提供する布帛の能力に関する。
【００３９】
ＬＯＩ値
ＡＳＴＭ Ｇ１２５／Ｄ２８６３から
酸素の最小濃度は、ＡＳＴＭ Ｄ２８６３の条件下、室温で、材料の燃焼を初期に燃え上がらせるのをまさに支援する酸素と窒素の混合物中における容量パーセントとして、表される。
【００４０】
本発明を例証するために、以下の実施例を提供する。特に明記しない限り、全ての部およびパーセントは、重量部および重量パーセントであり、温度は、摂氏である。
【実施例】
【００４１】
モダクリル／アラミド／ナイロン布帛
実施例１
ノーメックス（Ｎｏｍｅｘ）（登録商標）タイプ４５０と、ケブラー（Ｋｅｖｌａｒ）（登録商標）２９と、モダクリルと、ナイロンとの密接混紡のリング紡績糸のたて糸とよこ糸の両方に有する耐熱性および耐久性布帛を調製した。ノーメックス（Ｎｏｍｅｘ）（登録商標）タイプ４５０は、ポリ（ｍ−フェニレンイソフタルアミド）（ＭＰＤ−Ｉ）であり、モダクリルは、６．８％のアンチモンを有するＡＣＮ／ポリ塩化ビニリデンコポリマー（プロテックス（Ｐｒｏｔｅｘ）（登録商標）Ｃとして周知）であり、ケブラー（Ｋｅｖｌａｒ）（登録商標）２９は、ポリ（ｐ−フェニレンテレフタルアミド）（ＰＰＤ−Ｔ）であり、および使用されたナイロンは、ポリヘキサメチレンアジパミドであった。
【００４２】
３０重量％のノーメックス（Ｎｏｍｅｘ）（登録商標）タイプ４５０と、５重量％のケブラー（Ｋｅｖｌａｒ）（登録商標）２９と、５０重量％のモダクリルと、１５重量％のナイロンとのピッカー混紡スライバを調製し、リング精紡機を用いて、従来型の綿システムにより、３．７倍の撚りを有する紡績糸に加工した。上記の如く作製した糸は、２４．６テックス（２４綿番手）単糸であった。次に合糸機上で２本の単糸を撚り合せ、双糸を作製した。同様の方法と同一の撚りおよび混紡率を用いて、よこ糸に使用するために、２８．１テックス（２１綿番手）糸を作製した。次に、その糸を２本撚り合せて、合糸を作製した。
【００４３】
ノーメックス（Ｎｏｍｅｘ）（登録商標）／ケブラー（Ｋｅｖｌａｒ）（登録商標）／モダクリル／ナイロン糸をたて糸とよこ糸として、シャトル織機において３×１の綾織構造で使用した。その綾織物は、１ｃｍ当り２６エンド×１７ピック（１インチ当り６６エンド×４２ピック）の構造、２４０．７ｇ／ｍ２（７．１ｏｚ／ｙｄ２）の坪量を有した。上記の如く調製した綾織物を温水中で精錬し、低張力下で乾燥させた。次に、塩基性染料を用いて、精錬した布帛をジェット染色した。次に、仕上がった布帛３１１．９ｇ／ｍ２（９．２ｏｚ／ｙｄ２）を、その熱特性および機械的特性により、試験する。
【００４４】
実施例２
ノーメックス（Ｎｏｍｅｘ）（登録商標）タイプ４５０と、ケブラー（Ｋｅｖｌａｒ）（登録商標）２９と、モダクリルと、ナイロンとの密接混紡のリング紡績糸のたて糸とよこ糸の両方に有する耐熱性および耐久性布帛を調製した。ノーメックス（Ｎｏｍｅｘ）（登録商標）タイプ４５０は、ポリ（ｍ−フェニレンイソフタルアミド）（ＭＰＤ−Ｉ）であり、モダクリルは、６．８％のアンチモンを有するＡＣＮ／ポリ塩化ビニリデンコポリマー（プロテックス（Ｐｒｏｔｅｘ）（登録商標）Ｃとして周知）であり、ケブラー（Ｋｅｖｌａｒ）（登録商標）２９は、ポリ（ｐ−フェニレンテレフタルアミド）（ＰＰＤ−Ｔ）であり、および使用されたナイロンは、ポリヘキサメチレンアジパミドであった。
【００４５】
２５重量％のノーメックス（Ｎｏｍｅｘ）（登録商標）タイプ４５０と、５重量％のケブラー（Ｋｅｖｌａｒ）（登録商標）２９と、６０重量％のモダクリルと、１０重量％のナイロンとのピッカー混紡スライバを調製し、リング精紡機を用いて、従来型の綿システムにより、３．７倍の撚りを有する紡績糸に加工した。上記の如く作製した糸は、２１．１テックス（２８綿番手）単糸であった。次に合糸機上で２本の単糸を撚り合せ、双糸を作製した。同様の方法と同一の撚りおよび混紡率を用いて、よこ糸に使用するために、２２．７テックス（２６綿番手）糸を作製した。次に、その糸を２本撚り合せて、合糸を作製した。
【００４６】
ノーメックス（Ｎｏｍｅｘ）（登録商標）／ケブラー（Ｋｅｖｌａｒ）（登録商標）／モダクリル／ナイロン糸をたて糸とよこ糸として、シャトル織機において３×１の綾織構造で使用した。その綾織物は、１ｃｍ当り２７エンド×２１ピック（１インチ当り６８エンド×５２ピック）の構造、２２３．７ｇ／ｍ２（６．９ｏｚ／ｙｄ２）の坪量を有した。上記の如く調製した綾織物を温水中で精錬し、低張力下で乾燥させた。次に、塩基性染料を用いて、精錬した布帛をジェット染色した。次に、仕上がった布帛２９４．９ｇ／ｍ２（８．７ｏｚ／ｙｄ２）を、その熱特性および機械的特性により、試験する。
【００４７】
実施例３
ノーメックス（Ｎｏｍｅｘ）（登録商標）タイプＮ３０３と、ケブラー（Ｋｅｖｌａｒ）（登録商標）２９と、モダクリルと、ナイロンとの密接混紡のリング紡績糸のたて糸とよこ糸の両方に有する耐熱性および耐久性布帛を調製した。ノーメックス（Ｎｏｍｅｘ）（登録商標）タイプＮ３０３は、９２％のポリ（ｍ−フェニレンイソフタルアミド）（ＭＰＤ−Ｉ）、５％のケブラー（Ｋｅｖｌａｒ）（登録商標）２９および３％のＰ１４０（帯電防止のために炭素で被覆したナイロン）であり、モダクリルは、２％のアンチモンを有するＡＣＮ／ポリ塩化ビニリデンコポリマーであり、ケブラー（Ｋｅｖｌａｒ）（登録商標）２９は、ポリ（ｐ−フェニレンテレフタルアミド）（ＰＰＤ−Ｔ）であり、および使用されたナイロンは、ポリヘキサメチレンアジパミドであった。
【００４８】
２０重量％のノーメックス（Ｎｏｍｅｘ）（登録商標）タイプ４５０と、１０重量％のケブラー（Ｋｅｖｌａｒ）（登録商標）２９と、６０重量％のモダクリルと、１０重量％のナイロンとのピッカー混紡スライバを調製し、リング精紡機を用いて、従来型の綿システムにより、３．７倍の撚りを有する紡績糸に加工した。上記の如く作製した糸は、２４．６テックス（２４綿番手）単糸であった。次に合糸機上で２本の単糸を撚り合せ、双糸を作製した。同様の方法と同一の撚りおよび混紡率を用いて、よこ糸に使用するために、２８．１テックス（２１綿番手）糸を作製した。次に、その糸を２本撚り合せて、合糸を作製した。
【００４９】
ノーメックス（Ｎｏｍｅｘ）（登録商標）／ケブラー（Ｋｅｖｌａｒ）（登録商標）／モダクリル／綿糸をたて糸として、ノーメックス（Ｎｏｍｅｘ）（登録商標）／モダクリル糸をよこ糸として、シャトル織機において３×１の綾織構造で使用した。その綾織物は、１ｃｍ当り２７エンド×１７ピック（１インチ当り６８エンド×４２ピック）の構造、２４４．１ｇ／ｍ２（７．２ｏｚ／ｙｄ２）の坪量を有した。上記の如く調製した綾織物を温水中で精錬し、低張力下で乾燥させた。次に、塩基性染料を用いて、精錬した布帛をジェット染色した。次に、仕上がった布帛３２５．４ｇ／ｍ２（９．６ｏｚ／ｙｄ２）を、その熱特性および機械的特性により、試験する。
【００５０】
実施例４
ノーメックス（Ｎｏｍｅｘ）（登録商標）タイプ４５０と、ケブラー（Ｋｅｖｌａｒ）（登録商標）２９と、モダクリルと、ナイロンとの密接混紡のリング紡績糸のたて糸とよこ糸の両方に有する耐熱性および耐久性布帛を調製した。ノーメックス（Ｎｏｍｅｘ）（登録商標）タイプ４５０は、ポリ（ｍ−フェニレンイソフタルアミド）（ＭＰＤ−Ｉ）であり、モダクリルは、１５％のアンチモンを有するＡＣＮ／ポリ塩化ビニリデンコポリマー（プロテックス（Ｐｒｏｔｅｘ）（登録商標）Ｍとして周知）であり、ケブラー（Ｋｅｖｌａｒ）（登録商標）２９は、ポリ（ｐ−フェニレンテレフタルアミド）（ＰＰＤ−Ｔ）であり、および使用されたナイロンは、ポリヘキサメチレンアジパミドであった。
【００５１】
２５重量％のノーメックス（Ｎｏｍｅｘ）（登録商標）タイプ４５０と、１０重量％のケブラー（Ｋｅｖｌａｒ）（登録商標）２９と、６０重量％のモダクリルと、５重量％のナイロンとのピッカー混紡スライバを調製し、リング精紡機を用いて、従来型の綿システムにより、３．７倍の撚りを有する紡績糸に加工した。次に合糸機上で２本の単糸を撚り合せ、双糸を作製した。
【００５２】
ノーメックス（Ｎｏｍｅｘ）（登録商標）／ケブラー（Ｋｅｖｌａｒ）（登録商標）／モダクリル／ナイロン糸をたて糸とよこ糸として、シャトル織機において３×１の綾織構造で使用した。上記の如く調製した綾織物を温水中で精錬し、低張力下で乾燥させた。次に、塩基性染料を用いて、精錬した布帛をジェット染色した。次に、仕上がった布帛２９５ｇ／ｍ２（８．７ｏｚ／ｙｄ２）を、その熱特性および機械的特性により、試験する。
【００５３】
【表１】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、アークからの防護および防炎性を有する布帛の製造に有用な混紡糸に関する。本発明は、さらに、上記の布帛で製造される衣服に関する。
【背景技術】
【０００２】
通電中の電気設備付近で作業する人々や電気設備付近での事故に対応する救急隊員は、アーク事象により生じうる電気アークおよび火災危険のリスクに曝されている。電気アークは、通常数千ボルトおよび数千アンペアの電気を伴う非常に激しい事象である。電気アークは、２つの電極間の電位差（つまり、電圧）が、大気中の原子をイオン化させて、電気を伝導できるようになる場合に、大気中で形成される。
【０００３】
特許文献１（イチボリ（Ｉｃｈｉｂｏｒｉ）ら）は、多量のアンチモン化合物を有するハロゲン含有繊維と天然繊維および化学繊維よりなる群から選択される少なくとも１種の繊維を含んでなる難熱性複合繊維の混紡を開示する。布帛に織り込まれ、その耐炎性の指標として、その繊維混紡の限界酸素指数が試験される。
【０００４】
【特許文献１】米国特許第５，２０８，１０５号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
高レベルのアークからの防護および防炎性を有する糸（ｙａｒｎ）、布帛および衣服が、必要とされる。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、
（ａ）４０〜７０重量パーセントのモダクリル繊維、
（ｂ）５〜２０重量パーセントのｐ−アラミド繊維および
１０〜４０重量パーセントのｍ−アラミド繊維
含んでなり、前記パーセントが、成分（ａ）、（ｂ）および（ｃ）を基準とするアークからの防護および防炎性の布帛ならびに衣服用の糸に関する。
【０００７】
さらに上記布帛および衣服により、破断開口（ｂｒｅａｋｏｐｅｎ）に対する抵抗および耐摩耗性を提供可能である。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
本発明は、アークからの防護と耐炎性の両方を提供する布帛および衣服を製造しうる糸を提供することに関する。引張強さが小さい耐炎性繊維を含んでなる布帛および衣服は、電気アークの強い熱応力に暴露される場合に、入射エネルギーが原因で、破断開口して、着用者をさらなる損傷に暴露しうる。電気アークは、通常、数千ボルトおよび数千アンペアの電流を伴う。電気アークは、発火からなどの入射エネルギーよりもかなり強い。着用者を防護するために、衣服または布帛は、着用者へのエネルギーの移動を阻害する必要がある。これは、一部の入射エネルギーを吸収する布帛と破断開口を阻止する布帛との両方により、生じると考えられている。破断開口される間に、布帛に穴が生じ、布帛の表面もしくは着用者を入射エネルギーに直接暴露する。
【０００９】
本発明の糸、布帛および衣服は、電気アークの強い熱応力に暴露された場合、エネルギーの移動に抵抗する。本発明は、入射エネルギーの一部を吸収することによりエネルギー移動を低減し、炭化を介して透過エネルギーを減少させると考えられている。
【００１０】
本発明の糸は、モダクリル繊維と、メタ−アラミド繊維と、パラ−アラミド繊維との混紡を含んでなる。典型的には、本発明の糸は、４０〜７０重量パーセントのモダクリル繊維と、５〜２０重量パーセントのパラ−アラミド繊維と、１０〜４０パーセントのメタ−アラミド繊維とを含んでなる。好ましくは、本発明の糸は、５５〜６５重量パーセントのモダクリル繊維と、５〜１５重量パーセントのパラ−アラミド繊維と、２０〜３０パーセントのメタ−アラミド繊維とを含んでなる。上記のパーセントは、上記３種の指定された成分を基準とする。さらに、向上した耐摩耗性を介して耐久性を改善するために、追加の耐摩耗性繊維を上記糸に加えてもよい。
【００１１】
「糸」は、連続したストランドを形成するように、紡績されたまたは一緒に撚った繊維の集まりを意味し、それは、製織、製編、製紐、または組編に使用されることができ、或いは、織編生地もしくは布帛に作製されうる。
【００１２】
モダクリル繊維は、主にアクリロニトリルを含んでなるポリマーから作製されるアクリル系合成繊維を意味する。該ポリマーは、３０〜７０重量パーセントのアクリロニトリルと７０〜３０重量パーセントのハロゲン含有のビニルモノマーとを含んでなるコポリマーであるのが好ましい。ハロゲン含有のビニルモノマーは、例えば、塩化ビニル、塩化ビニリデン、臭化ビニル、臭化ビニリデンなどから選択される少なくとも１種のモノマーである。共重合性ビニルモノマーの例は、アクリル酸、メタクリル酸、それらの酸の塩もしくはエステル、アクリルアミド、メチルアクリルアミド、酢酸ビニルなどである。
【００１３】
本発明の好適なモダクリル繊維は、アクリロニトリルと塩化ビニリデンを組み合わせたコポリマーであり、該コポリマーは、改善された難熱性のために、さらに１種のまたは数種の酸化アンチモンを有する。上記の有用なモダクリル繊維として、２重量パーセントの三酸化アンチモンを有する米国特許第３，１９３，６０２号明細書に開示される繊維、少なくとも２重量パーセント、好ましくは８重量パーセント以下の量で存在する種々の酸化アンチモンで作製される米国特許第３，７４８，３０２号明細書に開示される繊維、および８〜４０重量パーセントのアンチモン化合物を有する米国特許第５，２０８，１０５号明細書および同第５，５０６，０４２号明細書に開示される繊維が挙げられるが、それらに限定されない。
【００１４】
本発明の糸の範囲内で、モダクリル繊維は、アンチモン誘導体でのドーピングのレベルに応じて、通常少なくとも２８のＬＯＩ値を有する繊維を形成する耐炎性炭化物を提供する。モダクリル繊維は、炎への暴露が原因となる繊維への損傷の拡がりに抵抗する。モダクリル繊維は、優れた耐炎性であるが、電気アークに暴露された場合、破断開口に対する所望のレベルの抵抗を与えるための、糸またはその糸から作製された布帛に対する適切な引張強さをそれ自体提供しない。
【００１５】
本明細書で使用される「アラミド」は、少なくとも８５％のアミド結合（−ＣＯＮＨ−）が、２個の芳香族環に直接結合するポリアミドを意味する。添加剤が、アラミドと一緒に使用されることが可能であり、実際、ほぼ１０重量パーセントまでの他の高分子材料が、アラミドと混紡されることが可能であり、或いは、アラミドのジアミンで置換されたほぼ１０パーセントの他のジアミン、またはアラミドの二酸クロリドで置換されたほぼ１０パーセントの他の二酸クロリドを有するコポリマーを使用することが可能であることが判明されている。適切なアラミド繊維は、Ｗ．ブラックらの「人造繊維−科学と技術」２巻、章題 繊維形成芳香族ポリアミド、２９７頁（インターサイエンス・パブリッシャー、１９６８年）（Ｍａｎ−Ｍａｄｅ Ｆｉｂｅｒｓ−Ｓｃｉｅｎｃｅ ａｎｄ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｖｏｌｕｍｅ ２，Ｓｅｃｔｉｏｎ ｔｉｔｌｅｄ Ｆｉｂｅｒ−Ｆｏｒｍｉｎｇ Ａｒｏｍａｔｉｃ Ｐｏｌｙａｍｉｄｅｓ， ｐａｇｅ ２９７， Ｗ． Ｂｌａｃｋ ｅｔ ａｌ．，Ｉｎｔｅｒｓｃｉｅｎｃｅ Ｐｕｂｌｉｓｈｅｒｓ，１９６８）に記載されている。アラミド繊維は、さらに、米国特許第４，１７２，９３８号明細書、同第３，８６９，４２９号明細書、同第３，８１９，５８７号明細書、同第３，６７３，１４３号明細書、同第３，３５４，１２７号明細書、および同第３，０９４，５１１号明細書に開示されている。Ｍ−アラミドは、アミド結合が互いに対してメタ位にあるアラミドであり、ｐ−アラミドは、アミド結合が互いに対してパラ位にあるアラミドである。本発明の実施において、最も多く使用されるアラミドは、ポリ（パラフェニレンテレフタルアミド）およびポリ（メタフェニレンイソフタルアミド）である。
【００１６】
本発明の糸の範囲内で、ｍ−アラミド繊維は、約２６のＬＯＩ値を有する繊維を形成する耐炎性炭化物を提供しうる。Ｍ−アラミド繊維は、さらに、炎への暴露が原因となる繊維への損傷の拡がりに抵抗する。Ｍ−アラミド繊維は、さらに、本発明の糸を含んでなる繊維で形成される布帛に快適さを加える。
【００１７】
Ｍ−アラミド繊維は、糸およびその糸で形成される布帛にさらなる引張強さを提供する。モダクリルおよびｍ−アラミド繊維の組み合わせは、優れた耐炎性であるが、電気アークに暴露された場合には、糸およびその糸で形成される布帛に、所望のレベルの破断開口に対する抵抗を与えるのに適切な引張強さを提供しない。
【００１８】
本発明の糸の範囲内で、ｐ−アラミド繊維は、適切な量で加えられた場合、その糸で形成される布帛の破断開口に対する抵抗を改善する、優れた引張強さの繊維を提供する。糸中の多量のｐ−アラミド繊維は、その糸を含んでなる衣服の着心地を悪くする。
【００１９】
用語「引張強さ」は、破断もしくは破壊前に材料に印加される最大量の応力を意味する。引裂き強さは、布帛を引裂くのに必要な力の量である。一般的に、布帛の引張強さは、布帛がいかに容易に裂けるかまたは破れるかに関する。引張強さは、永続した伸張または変形を回避する布帛の能力に関する。布帛の引張強さおよび引裂き強さは、衣服の防護の意図されたレベルをかなり損なうほどの衣服の破れ、裂または永久的な歪を回避するために十分大きいのが望ましい。
【００２０】
さらに、耐摩耗性繊維を上記糸に加えて、向上した耐摩耗性を介して耐久性を改善してもよい。耐摩耗性は、表面研削および摩耗に耐性がある繊維または布帛の能力を意味する。耐摩耗性繊維は、ナイロンであるのが好ましい。ナイロンとは、脂肪族ポリアミドポリマーから作られる繊維を意味し、ポリヘキサメチレンアジパミド（ナイロン６６）は、好適なナイロンポリマーである。他のナイロン（例、ポリカプロラクタム（ナイロン６）、ポリブチロラクタム（ナイロン４）、ポリ（９−アミノノナン酸）（ナイロン９）、ポリエナントラクタム（ナイロン７）、ポリカプリルラクタム（ナイロン８）、ポリヘキサメチレンセバカミド（ナイロン６，１０）など）は、適切である。
【００２１】
耐摩耗性繊維は、通常、上記糸の２〜１５重量パーセントを含んでなる。２重量パーセント未満の耐摩耗性繊維を含有する糸は、耐摩耗性において、際立った改善を示さない。１５重量パーセントを超過して耐摩耗性繊維を含有する糸は、糸およびその糸で形成される布帛の耐炎性およびアークからの防護性が低下する。
【００２２】
さらに、本発明の糸、布帛、または衣服に帯電防止成分を加えてもよい。実例としては、スチール繊維、炭素繊維、または既存の繊維への炭素被覆である。炭素または金属（例、スチールなど）の伝導性は、本発明の糸、布帛、または衣服に組み込まれた場合、静電気の連続的発生の防止を助けるために、電気管路を提供する。静電気放電は、高感度の電気設備で作業する作業者、或いは可燃性蒸気の付近で作業する作業者にとって、危険となりうる。帯電防止成分は、糸全体の１〜５重量パーセントの量で存在してもよい。
【００２３】
本発明の糸は、当技術分野で一般的に知られている任意の紡糸技術、例えば、これに限定されないが、リング精紡、芯紡糸、およびエアジェット紡糸またはより高度な空気精紡技術（例、ステープルファイバーを糸に撚るために空気を用いる村田エアジェット精紡機など）により、製造されうる。通常、任意の一般的な技術により製造される単糸は、布帛に変えられる前に、少なくとも２本の単糸を含んでなる諸撚糸を形成するように、一緒に諸撚される。
【００２４】
電気アークにより生じる強い熱応力からの防護を提供するために、耐アーク性布帛およびその布帛から成形される衣服は、防護層の下の表面に直接衝突する入射エネルギーを防ぐように、耐炎性に関して大気中の酸素濃度を越えるＬＯＩ値、布帛への損傷の拡大が遅いことを示す短い炭化長、良好な破断開口に対する抵抗などの特質を有する。
【００２５】
消防士の防火服などの耐熱性衣服は、典型的に、裸火によって生じる対流熱に対する防護を提供する。上記の耐熱性衣服は、電気アークにより生じる強いエネルギーに暴露された場合に、破断開口して（つまり、布帛に開口部が生じる）、エネルギーが衣服に入り込み、着用者に重篤な損傷をもたらす結果となる。本発明の布帛は、好ましいことに、電気アークに暴露された場合に、裸火の対流熱に対する防護と、引裂およびエネルギー移動に対する増強された抵抗の両方を提供する。
【００２６】
本明細書および添付の特許請求の範囲で使用される用語「布帛」は、製織された、製編された、または１種もしくはそれ以上の別の種類の本発明の糸を用いて組み立てられた所望の防護層を意味する。本発明の布帛が、織布であるのが好ましい。本発明の布帛が、綾織であるのが最も好ましい。
【００２７】
坪量は、単位面積当りの布帛の重量の測定単位である。典型的な単位として、オンス／平方ヤード、およびグラム／平方センチメートルが挙げられる。本明細書に記載される坪量は、オンス／平方ヤード（ＯＰＳＹ）である。単位面積当りの布帛の量が増加するにしたがって、潜在的危険と被保護物体との間の物質の量が増加する。物質の坪量の増加は、防護性能の対応する増加が観察されることを示唆する。本発明の布帛の坪量の増加の結果として、破断開口に対する抵抗、耐熱性要素、および耐アーク性が増強されることになる。本発明の布帛の坪量は、通常約８．０ｏｐｓｙより大きく、好ましくは約８．７ｏｐｓｙより大きく、最も好ましくは約９．５ｏｐｓｙより大きい。約１２ｏｐｓｙより大きい坪量を有する本発明の布帛は、増大した剛さを示すので、このような布帛から製造された衣服の快適さを低下させるだろうと考えられている。
【００２８】
炭化長は、編織布の耐炎性の指標である。炭化物は、熱分解または不完全燃焼が原因で生成される炭素質残留物と定義される。本明細書に記載されるＡＳＴＭ ６４１３−９９試験の条件下での布帛の炭化長は、炎に直接暴露される布帛端から、規定の引裂力が印加された後の可視できる布帛の損傷の最も遠い点までの距離と定義される。好ましいことに、本発明の布帛は、６インチ未満の炭化長を有する。
【００２９】
本発明の布帛は、単層防護用衣服としてまたは多層防護用衣服の部分として使用されうる。本明細書の範囲内で、布帛の防護に関する評価は、その布帛の単層に関して、記載されている。本発明には、さらに、本発明の布帛で作製された衣服も含まれる。
【００３０】
本発明の糸は、布帛のたて糸かよこ糸のいずれかに存在しうる。本発明の糸が、結果として形成される布帛のたて糸とよこ糸の両方に存在するのが好ましい。本発明の糸が、布帛のたて糸とよこ糸の両方に専ら存在するのが最も好ましい。
【００３１】
試験方法
摩耗試験
ＡＳＴＭ Ｄ−３８８４−０１「編織布の耐摩耗性に関する標準指針（Ｓｔａｎｄａｒｄ Ｇｕｉｄｅ ｆｏｒ Ａｂｒａｓｉｏｎ Ｒｅｓｉｓｔａｎｃｅ ｏｆ Ｔｅｘｔｉｌｅ Ｆａｂｒｉｃｓ）（ロータリー・プラットホーム、ダブルヘッド法）（Ｒｏｔａｒｙ Ｐｌａｔｆｏｒｍ、Ｄｏｕｂｌｅ Ｈｅａｄ Ｍｅｔｈｏｄ）」に基づいて、本発明の布帛の耐摩耗性の性能を検定する。
【００３２】
耐アーク性試験
ＡＳＴＭ Ｆ−１９５９−９９「布用材料のアーク熱性能値を測定するための標準試験法（Ｓｔａｎｄａｒｄ Ｔｅｓｔ Ｍｅｔｈｏｄ ｆｏｒ Ｄｅｔｅｒｍｉｎｉｎｇ tｈｅ Ａｒｃ Ｔｈｅｒｍａｌ Ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ Ｖａｌｕｅ ｏｆ Ｍａｔｅｒｉａｌｓ ｆｏｒ Ｃｌｏｔｈｉｎｇ）」に基づいて、本発明の布帛の耐アーク性を測定する。本発明の布帛は、少なくとも０．８カロリー／平方センチメートル／ｏｐｓｙの耐アーク性を有するのが好ましく、少なくとも１．２カロリー／平方センチメートル／ｏｐｓｙを有するのがさらに好ましい。
【００３３】
掴み試験（Ｇｒａｂ Ｔｅｓｔ）
ＡＳＴＭ Ｄ−５０３４−９５「布帛の破断強度および伸び率に関する標準試験法（Ｓｔａｎｄａｒｄ Ｔｅｓｔ Ｍｅｔｈｏｄ ｆｏｒ Ｂｒｅａｋｉｎｇ Ｓｔｒｅｎｇｔｈ ａｎｄ Ｅｌｏｎｇａｔｉｏｎ ｏｆ Ｆａｂｒｉｃｓ）（掴み試験）」に基づいて、本発明の布帛の掴み抵抗を測定する。
【００３４】
限界酸素指数試験
ＡＳＴＭ Ｇ−１２５−００「気体酸化剤における液体および固体物質の燃焼限界を測定するための標準試験法（Ｓｔａｎｄａｒｄ Ｔｅｓｔ Ｍｅｔｈｏｄ ｆｏｒ Ｍｅａｓｕｒｉｎｇ Ｌｉｑｕｉｄ ａｎｄ Ｓｏｌｉｄ Ｍａｔｅｒｉａｌ Ｆｉｒｅ Ｌｉｍｉｔｓ ｉｎ Ｇａｓｅｏｕｓ Ｏｘｉｄａｎｔｓ）」に基づいて、本発明の布帛の限界酸素指数（ＬＯＩ値）を測定する。
【００３５】
引裂試験
ＡＳＴＭ Ｄ−５５８７−０３「トラペゾイド法による布帛の引裂に関する標準試験法（Ｓｔａｎｄａｒｄ Ｔｅｓｔ Ｍｅｔｈｏｄ ｆｏｒ Ｔｅａｒｉｎｇ ｏｆ Ｆａｂｒｉｃｓ ｂｙ Ｔｒａｐｅｚｏｉｄ Ｐｒｏｃｅｄｕｒｅ）」に基づいて、本発明の布帛の引裂抵抗を測定する。
【００３６】
耐熱性能試験
ＮＦＰＡ ２１１２「引火火災に対する業務職員の保護のための耐炎性衣服に関する基準（Ｓｔａｎｄａｒｄ ｏｎ Ｆｌａｍｅ Ｒｅｓｉｓｔａｎｔ Ｇａｒｍｅｎｔｓ ｆｏｒ Ｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎ ｏｆ Ｉｎｄｕｓｔｒｉａｌ Ｐｅｒｓｏｎｎｅｌ Ａｇａｉｎｓｔ Ｆｌａｓｈ Ｆｉｒｅ）」に基づいて、本発明の布帛の耐熱性能を検定する。
【００３７】
垂直燃焼試験
ＡＳＴＭ Ｄ−６４１３−９９「編織布の耐炎性に関する標準試験法（垂直法）（Ｓｔａｎｄａｒｄ Ｔｅｓｔ Ｍｅｔｈｏｄ ｆｏｒ Ｆｌａｍｅ Ｒｅｓｉｓｔａｎｃｅ ｏｆ Ｔｅｘｔｉｌｅｓ（Ｖｅｒｔｉｃａｌ Ｍｅｔｈｏｄ））に基づいて、本発明の布帛の炭化長を測定する。
【００３８】
用語「耐熱性能（もしくはＴＰＰ）は、布帛が高温直火もしくは放射熱に暴露される場合、布帛の真下の着用者の皮膚に継続的でかつ確かな防護を提供する布帛の能力に関する。
【００３９】
ＬＯＩ値
ＡＳＴＭ Ｇ１２５／Ｄ２８６３から
酸素の最小濃度は、ＡＳＴＭ Ｄ２８６３の条件下、室温で、材料の燃焼を初期に燃え上がらせるのをまさに支援する酸素と窒素の混合物中における容量パーセントとして、表される。
【００４０】
本発明を例証するために、以下の実施例を提供する。特に明記しない限り、全ての部およびパーセントは、重量部および重量パーセントであり、温度は、摂氏である。
【実施例】
【００４１】
モダクリル／アラミド／ナイロン布帛
実施例１
ノーメックス（Ｎｏｍｅｘ）（登録商標）タイプ４５０と、ケブラー（Ｋｅｖｌａｒ）（登録商標）２９と、モダクリルと、ナイロンとの密接混紡のリング紡績糸のたて糸とよこ糸の両方に有する耐熱性および耐久性布帛を調製した。ノーメックス（Ｎｏｍｅｘ）（登録商標）タイプ４５０は、ポリ（ｍ−フェニレンイソフタルアミド）（ＭＰＤ−Ｉ）であり、モダクリルは、６．８％のアンチモンを有するＡＣＮ／ポリ塩化ビニリデンコポリマー（プロテックス（Ｐｒｏｔｅｘ）（登録商標）Ｃとして周知）であり、ケブラー（Ｋｅｖｌａｒ）（登録商標）２９は、ポリ（ｐ−フェニレンテレフタルアミド）（ＰＰＤ−Ｔ）であり、および使用されたナイロンは、ポリヘキサメチレンアジパミドであった。
【００４２】
３０重量％のノーメックス（Ｎｏｍｅｘ）（登録商標）タイプ４５０と、５重量％のケブラー（Ｋｅｖｌａｒ）（登録商標）２９と、５０重量％のモダクリルと、１５重量％のナイロンとのピッカー混紡スライバを調製し、リング精紡機を用いて、従来型の綿システムにより、３．７倍の撚りを有する紡績糸に加工した。上記の如く作製した糸は、２４．６テックス（２４綿番手）単糸であった。次に合糸機上で２本の単糸を撚り合せ、双糸を作製した。同様の方法と同一の撚りおよび混紡率を用いて、よこ糸に使用するために、２８．１テックス（２１綿番手）糸を作製した。次に、その糸を２本撚り合せて、合糸を作製した。
【００４３】
ノーメックス（Ｎｏｍｅｘ）（登録商標）／ケブラー（Ｋｅｖｌａｒ）（登録商標）／モダクリル／ナイロン糸をたて糸とよこ糸として、シャトル織機において３×１の綾織構造で使用した。その綾織物は、１ｃｍ当り２６エンド×１７ピック（１インチ当り６６エンド×４２ピック）の構造、２４０．７ｇ／ｍ２（７．１ｏｚ／ｙｄ２）の坪量を有した。上記の如く調製した綾織物を温水中で精錬し、低張力下で乾燥させた。次に、塩基性染料を用いて、精錬した布帛をジェット染色した。次に、仕上がった布帛３１１．９ｇ／ｍ２（９．２ｏｚ／ｙｄ２）を、その熱特性および機械的特性により、試験する。
【００４４】
実施例２
ノーメックス（Ｎｏｍｅｘ）（登録商標）タイプ４５０と、ケブラー（Ｋｅｖｌａｒ）（登録商標）２９と、モダクリルと、ナイロンとの密接混紡のリング紡績糸のたて糸とよこ糸の両方に有する耐熱性および耐久性布帛を調製した。ノーメックス（Ｎｏｍｅｘ）（登録商標）タイプ４５０は、ポリ（ｍ−フェニレンイソフタルアミド）（ＭＰＤ−Ｉ）であり、モダクリルは、６．８％のアンチモンを有するＡＣＮ／ポリ塩化ビニリデンコポリマー（プロテックス（Ｐｒｏｔｅｘ）（登録商標）Ｃとして周知）であり、ケブラー（Ｋｅｖｌａｒ）（登録商標）２９は、ポリ（ｐ−フェニレンテレフタルアミド）（ＰＰＤ−Ｔ）であり、および使用されたナイロンは、ポリヘキサメチレンアジパミドであった。
【００４５】
２５重量％のノーメックス（Ｎｏｍｅｘ）（登録商標）タイプ４５０と、５重量％のケブラー（Ｋｅｖｌａｒ）（登録商標）２９と、６０重量％のモダクリルと、１０重量％のナイロンとのピッカー混紡スライバを調製し、リング精紡機を用いて、従来型の綿システムにより、３．７倍の撚りを有する紡績糸に加工した。上記の如く作製した糸は、２１．１テックス（２８綿番手）単糸であった。次に合糸機上で２本の単糸を撚り合せ、双糸を作製した。同様の方法と同一の撚りおよび混紡率を用いて、よこ糸に使用するために、２２．７テックス（２６綿番手）糸を作製した。次に、その糸を２本撚り合せて、合糸を作製した。
【００４６】
ノーメックス（Ｎｏｍｅｘ）（登録商標）／ケブラー（Ｋｅｖｌａｒ）（登録商標）／モダクリル／ナイロン糸をたて糸とよこ糸として、シャトル織機において３×１の綾織構造で使用した。その綾織物は、１ｃｍ当り２７エンド×２１ピック（１インチ当り６８エンド×５２ピック）の構造、２２３．７ｇ／ｍ２（６．９ｏｚ／ｙｄ２）の坪量を有した。上記の如く調製した綾織物を温水中で精錬し、低張力下で乾燥させた。次に、塩基性染料を用いて、精錬した布帛をジェット染色した。次に、仕上がった布帛２９４．９ｇ／ｍ２（８．７ｏｚ／ｙｄ２）を、その熱特性および機械的特性により、試験する。
【００４７】
実施例３
ノーメックス（Ｎｏｍｅｘ）（登録商標）タイプＮ３０３と、ケブラー（Ｋｅｖｌａｒ）（登録商標）２９と、モダクリルと、ナイロンとの密接混紡のリング紡績糸のたて糸とよこ糸の両方に有する耐熱性および耐久性布帛を調製した。ノーメックス（Ｎｏｍｅｘ）（登録商標）タイプＮ３０３は、９２％のポリ（ｍ−フェニレンイソフタルアミド）（ＭＰＤ−Ｉ）、５％のケブラー（Ｋｅｖｌａｒ）（登録商標）２９および３％のＰ１４０（帯電防止のために炭素で被覆したナイロン）であり、モダクリルは、２％のアンチモンを有するＡＣＮ／ポリ塩化ビニリデンコポリマーであり、ケブラー（Ｋｅｖｌａｒ）（登録商標）２９は、ポリ（ｐ−フェニレンテレフタルアミド）（ＰＰＤ−Ｔ）であり、および使用されたナイロンは、ポリヘキサメチレンアジパミドであった。
【００４８】
２０重量％のノーメックス（Ｎｏｍｅｘ）（登録商標）タイプ４５０と、１０重量％のケブラー（Ｋｅｖｌａｒ）（登録商標）２９と、６０重量％のモダクリルと、１０重量％のナイロンとのピッカー混紡スライバを調製し、リング精紡機を用いて、従来型の綿システムにより、３．７倍の撚りを有する紡績糸に加工した。上記の如く作製した糸は、２４．６テックス（２４綿番手）単糸であった。次に合糸機上で２本の単糸を撚り合せ、双糸を作製した。同様の方法と同一の撚りおよび混紡率を用いて、よこ糸に使用するために、２８．１テックス（２１綿番手）糸を作製した。次に、その糸を２本撚り合せて、合糸を作製した。
【００４９】
ノーメックス（Ｎｏｍｅｘ）（登録商標）／ケブラー（Ｋｅｖｌａｒ）（登録商標）／モダクリル／綿糸をたて糸として、ノーメックス（Ｎｏｍｅｘ）（登録商標）／モダクリル糸をよこ糸として、シャトル織機において３×１の綾織構造で使用した。その綾織物は、１ｃｍ当り２７エンド×１７ピック（１インチ当り６８エンド×４２ピック）の構造、２４４．１ｇ／ｍ２（７．２ｏｚ／ｙｄ２）の坪量を有した。上記の如く調製した綾織物を温水中で精錬し、低張力下で乾燥させた。次に、塩基性染料を用いて、精錬した布帛をジェット染色した。次に、仕上がった布帛３２５．４ｇ／ｍ２（９．６ｏｚ／ｙｄ２）を、その熱特性および機械的特性により、試験する。
【００５０】
実施例４
ノーメックス（Ｎｏｍｅｘ）（登録商標）タイプ４５０と、ケブラー（Ｋｅｖｌａｒ）（登録商標）２９と、モダクリルと、ナイロンとの密接混紡のリング紡績糸のたて糸とよこ糸の両方に有する耐熱性および耐久性布帛を調製した。ノーメックス（Ｎｏｍｅｘ）（登録商標）タイプ４５０は、ポリ（ｍ−フェニレンイソフタルアミド）（ＭＰＤ−Ｉ）であり、モダクリルは、１５％のアンチモンを有するＡＣＮ／ポリ塩化ビニリデンコポリマー（プロテックス（Ｐｒｏｔｅｘ）（登録商標）Ｍとして周知）であり、ケブラー（Ｋｅｖｌａｒ）（登録商標）２９は、ポリ（ｐ−フェニレンテレフタルアミド）（ＰＰＤ−Ｔ）であり、および使用されたナイロンは、ポリヘキサメチレンアジパミドであった。
【００５１】
２５重量％のノーメックス（Ｎｏｍｅｘ）（登録商標）タイプ４５０と、１０重量％のケブラー（Ｋｅｖｌａｒ）（登録商標）２９と、６０重量％のモダクリルと、５重量％のナイロンとのピッカー混紡スライバを調製し、リング精紡機を用いて、従来型の綿システムにより、３．７倍の撚りを有する紡績糸に加工した。次に合糸機上で２本の単糸を撚り合せ、双糸を作製した。
【００５２】
ノーメックス（Ｎｏｍｅｘ）（登録商標）／ケブラー（Ｋｅｖｌａｒ）（登録商標）／モダクリル／ナイロン糸をたて糸とよこ糸として、シャトル織機において３×１の綾織構造で使用した。上記の如く調製した綾織物を温水中で精錬し、低張力下で乾燥させた。次に、塩基性染料を用いて、精錬した布帛をジェット染色した。次に、仕上がった布帛２９５ｇ／ｍ２（８．７ｏｚ／ｙｄ２）を、その熱特性および機械的特性により、試験する。
【００５３】
【表１】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
（ａ）４０〜７０重量パーセントのモダクリル繊維、
（ｂ）５〜２０重量パーセントのｐ−アラミド繊維および
（ｃ）１０〜４０重量パーセントのｍ−アラミド繊維
を含んでなり、前記パーセントが、成分（ａ）（ｂ）および（ｃ）を基準とするアーク防護用および防炎用の糸。
【請求項２】
（ａ）５５〜６５重量パーセントのモダクリル繊維、
（ｂ）５〜１５重量パーセントのｐ−アラミド繊維および
（ｃ）２０〜３５重量パーセントのｍ−アラミド繊維
を含んでなる請求項１に記載の糸。
【請求項３】
さらに（ｄ）耐摩耗性繊維を含有する請求項１に記載の糸。
【請求項４】
耐摩耗性繊維が、成分（ａ）、（ｂ）、（ｃ）および（ｄ）を基準として、２〜１５重量パーセントの量で存在する請求項３に記載の糸。
【請求項５】
耐摩耗性繊維が、ナイロンである請求項３に記載の糸。
【請求項６】
さらに帯電防止成分を含有する請求項１に記載の糸。
【請求項７】
帯電防止成分が、糸全体の１〜５重量パーセントの量で存在する請求項６に記載の糸。
【請求項８】
帯電防止成分が、炭素もしくは金属繊維を含んでなる請求項６に記載の糸。
【請求項９】
帯電防止成分が、炭素を含んでなる請求項８に記載の糸。
【請求項１０】
糸を含んでなるアーク防護用および防炎用に適切な布帛であって、
糸が、さらに、
（ａ）４０〜７０重量パーセントのモダクリル繊維
（ｂ）５〜２０重量パーセントのｐ−アラミド繊維および
（ｃ）１０〜４０重量パーセントのｍ−アラミド繊維
を含んでなり、前記パーセントが、成分（ａ）（ｂ）および（ｃ）を基準とする布帛。
【請求項１１】
糸が
（ａ）５５〜６５重量パーセントのモダクリル繊維
（ｂ）５〜１５重量パーセントのｐ−アラミド繊維および
（ｃ）２０〜３５重量パーセントのｍ−アラミド繊維
を含んでなる請求項１０に記載の布帛。
【請求項１２】
さらに（ｄ）耐摩耗性繊維を含んでなる請求項１０に記載の布帛。
【請求項１３】
耐摩耗性繊維が、成分（ａ）、（ｂ）、（ｃ）および（ｄ）を基準として、２〜１５重量パーセントの量で存在する請求項１２に記載の布帛。
【請求項１４】
耐摩耗性繊維が、ナイロンである請求項１２に記載の布帛。
【請求項１５】
さらに帯電防止成分を含有する請求項１０に記載の布帛。
【請求項１６】
６インチ未満のＡＳＴＭ Ｄ−６４１３−９９に基づいた炭化長を有する請求項１０に記載の布帛。
【請求項１７】
少なくとも０．８カロリー／平方センチメートル／ｏｐｓｙのＡＳＴＭ Ｆ−１９５９−９９に基づいた耐アーク性を有する請求項１０に記載の布帛。
【請求項１８】
耐アーク性が、少なくとも１．２カロリー／平方センチメートル／ｏｐｓｙである請求項１７に記載の布帛。
【請求項１９】
（ａ）４０〜７０重量パーセントのモダクリル繊維
（ｂ）５〜２０重量パーセントのｐ−アラミド繊維および
（ｃ）１０〜４０重量パーセントのｍ−アラミド繊維
を含んでなり、前記パーセントが、成分（ａ）（ｂ）および（ｃ）を基準とする、アーク防護用および防炎用に適切な衣服。
【請求項２０】
（ａ）５５〜６５重量パーセントのモダクリル繊維
（ｂ）５〜１５重量パーセントのｐ−アラミド繊維および
（ｃ）２０〜３５重量パーセントのｍ−アラミド繊維
を含んでなる請求項１９に記載の衣服。
【請求項２１】
さらに耐摩耗性繊維を含有する請求項１９に記載の衣服。
【請求項２２】
さらに帯電防止成分を含有する請求項１９に記載の衣服。
【請求項１】
（ａ）４０〜７０重量パーセントのモダクリル繊維、
（ｂ）５〜２０重量パーセントのｐ−アラミド繊維および
（ｃ）１０〜４０重量パーセントのｍ−アラミド繊維
を含んでなり、前記パーセントが、成分（ａ）（ｂ）および（ｃ）を基準とするアーク防護用および防炎用の糸。
【請求項２】
（ａ）５５〜６５重量パーセントのモダクリル繊維、
（ｂ）５〜１５重量パーセントのｐ−アラミド繊維および
（ｃ）２０〜３５重量パーセントのｍ−アラミド繊維
を含んでなる請求項１に記載の糸。
【請求項３】
さらに（ｄ）耐摩耗性繊維を含有する請求項１に記載の糸。
【請求項４】
耐摩耗性繊維が、成分（ａ）、（ｂ）、（ｃ）および（ｄ）を基準として、２〜１５重量パーセントの量で存在する請求項３に記載の糸。
【請求項５】
耐摩耗性繊維が、ナイロンである請求項３に記載の糸。
【請求項６】
さらに帯電防止成分を含有する請求項１に記載の糸。
【請求項７】
帯電防止成分が、糸全体の１〜５重量パーセントの量で存在する請求項６に記載の糸。
【請求項８】
帯電防止成分が、炭素もしくは金属繊維を含んでなる請求項６に記載の糸。
【請求項９】
帯電防止成分が、炭素を含んでなる請求項８に記載の糸。
【請求項１０】
糸を含んでなるアーク防護用および防炎用に適切な布帛であって、
糸が、さらに、
（ａ）４０〜７０重量パーセントのモダクリル繊維
（ｂ）５〜２０重量パーセントのｐ−アラミド繊維および
（ｃ）１０〜４０重量パーセントのｍ−アラミド繊維
を含んでなり、前記パーセントが、成分（ａ）（ｂ）および（ｃ）を基準とする布帛。
【請求項１１】
糸が
（ａ）５５〜６５重量パーセントのモダクリル繊維
（ｂ）５〜１５重量パーセントのｐ−アラミド繊維および
（ｃ）２０〜３５重量パーセントのｍ−アラミド繊維
を含んでなる請求項１０に記載の布帛。
【請求項１２】
さらに（ｄ）耐摩耗性繊維を含んでなる請求項１０に記載の布帛。
【請求項１３】
耐摩耗性繊維が、成分（ａ）、（ｂ）、（ｃ）および（ｄ）を基準として、２〜１５重量パーセントの量で存在する請求項１２に記載の布帛。
【請求項１４】
耐摩耗性繊維が、ナイロンである請求項１２に記載の布帛。
【請求項１５】
さらに帯電防止成分を含有する請求項１０に記載の布帛。
【請求項１６】
６インチ未満のＡＳＴＭ Ｄ−６４１３−９９に基づいた炭化長を有する請求項１０に記載の布帛。
【請求項１７】
少なくとも０．８カロリー／平方センチメートル／ｏｐｓｙのＡＳＴＭ Ｆ−１９５９−９９に基づいた耐アーク性を有する請求項１０に記載の布帛。
【請求項１８】
耐アーク性が、少なくとも１．２カロリー／平方センチメートル／ｏｐｓｙである請求項１７に記載の布帛。
【請求項１９】
（ａ）４０〜７０重量パーセントのモダクリル繊維
（ｂ）５〜２０重量パーセントのｐ−アラミド繊維および
（ｃ）１０〜４０重量パーセントのｍ−アラミド繊維
を含んでなり、前記パーセントが、成分（ａ）（ｂ）および（ｃ）を基準とする、アーク防護用および防炎用に適切な衣服。
【請求項２０】
（ａ）５５〜６５重量パーセントのモダクリル繊維
（ｂ）５〜１５重量パーセントのｐ−アラミド繊維および
（ｃ）２０〜３５重量パーセントのｍ−アラミド繊維
を含んでなる請求項１９に記載の衣服。
【請求項２１】
さらに耐摩耗性繊維を含有する請求項１９に記載の衣服。
【請求項２２】
さらに帯電防止成分を含有する請求項１９に記載の衣服。
【公表番号】特表２００７−５２９６４８（Ｐ２００７−５２９６４８Ａ）
【公表日】平成１９年１０月２５日（２００７．１０．２５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−５０４１００（Ｐ２００７−５０４１００）
【出願日】平成１７年３月１６日（２００５．３．１６）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＵＳ２００５／００８８８４
【国際公開番号】ＷＯ２００５／０９０６６１
【国際公開日】平成１７年９月２９日（２００５．９．２９）
【出願人】（３９００２３６７４）イー・アイ・デュポン・ドウ・ヌムール・アンド・カンパニー (2,692)
【氏名又は名称原語表記】Ｅ．Ｉ．ＤＵ ＰＯＮＴ ＤＥ ＮＥＭＯＵＲＳ ＡＮＤ ＣＯＭＰＡＮＹ
【Ｆターム（参考）】
【公表日】平成１９年１０月２５日（２００７．１０．２５）
【国際特許分類】
【出願日】平成１７年３月１６日（２００５．３．１６）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＵＳ２００５／００８８８４
【国際公開番号】ＷＯ２００５／０９０６６１
【国際公開日】平成１７年９月２９日（２００５．９．２９）
【出願人】（３９００２３６７４）イー・アイ・デュポン・ドウ・ヌムール・アンド・カンパニー (2,692)
【氏名又は名称原語表記】Ｅ．Ｉ．ＤＵ ＰＯＮＴ ＤＥ ＮＥＭＯＵＲＳ ＡＮＤ ＣＯＭＰＡＮＹ
【Ｆターム（参考）】
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