難燃性セルロース系繊維を含んでなる難燃性繊維混合物ならびにそれから製造される布および衣類
ステープルファイバーの密接混合物は、（１０）〜（７５）重量部の少なくとも１つのアラミド・ステープルファイバー、（１５）〜（８０）重量部の少なくとも１つの難燃性セルロース系ステープルファイバー、および（５）〜（３０）重量部の少なくとも１つのポリアミド・ステープルファイバーを有する。ステープルファイバーの密接混合物は、難燃性である、また耐火性であるとも言われる糸および布を提供し、衣服のような難燃性物品を製造するために使用することができる。難燃性布は０．１３〜０．５０ｋｇ／平方ｍ（平方ヤード当たり４〜１５オンス）の坪量を有してもよい。
【発明の詳細な説明】
【背景技術】
【０００１】
火炎、高温、または電気アークフラッシュの近くで働く人々に好適な衣服を製造するために使用することができる難燃性、また耐火性とも言われる布に対する継続的なニーズがある。優れた熱性能を示すことに加えて、有効な難燃性布は耐久性があり、着心地が良く、かつ、低コストで生産されるべきである。本質的に難燃性の繊維でできた布がこれまで防護服で非常に有用であったが、これらの繊維のある種の特性が問題を提起する。例えば、これらの繊維は、染色するのが困難であり得るし、着心地の悪い織物の感触を提供し、かつ、高価である。これらの問題に取り組むために、本質的に難燃性の繊維は他の材料でできた繊維と混合されてきた。繊維ブレンディングは、成分繊維のそれぞれの有益な特性を兼ね備える最終布を得るために用いることができる。しかしながら、かかるブレンディングはしばしば耐久性および熱性能を犠牲にして行われる。
【０００２】
ある種の繊維混合物およびそれらの混合物から製造された布は当該技術で公知である。例えば、１９９０年４月２４日に発行された特許文献１（グリーン（Ｇｒｅｅｎ））は、コットン、ナイロン、および耐熱性繊維のある種の混合物を含んでなる耐久性の耐熱性布を開示している。２０００年１０月１７日に発行された特許文献２（ランスフォード（Ｌｕｎｓｆｏｒｄ）ら）は、本質的に難燃性の繊維と、難燃性化合物を含む難燃性セルロース系繊維とを含む染色された布混合物を開示している。２００１年７月３日に発行された特許文献３（ズー（Ｚｈｕ）ら）は、コットン、ナイロン、およびパラ−アラミド繊維の特定混合物よりなる布であって、着心地が良く、耐切断性で、かつ、耐摩耗性である布を開示している。２００１年７月２６日に公開された特許文献４（シェーファー（Ｓｈａｆｆｅｒ）ら）は、異なるたて糸とよこ糸とを含んでなる難燃性布であって、たて糸がステープルファイバーまたはフィラメント繊維を含んでなり、かつ、少なくとも２７の限界酸素指数（Ｌｉｍｉｔｉｎｇ Ｏｘｙｇｅｎ Ｉｎｄｅｘ）を有し、よこ糸が天然繊維を含んでなり、そして布中のたて糸エンド対よこ糸エンドの比が少なくとも１．０である布を開示している。２００３年４月１５日に発行された特許文献５（ランスフォードら）は、難燃性布の染色方法を開示している。
【０００３】
上述された繊維混合物および糸から製造された布は、必然的に乏しい耐摩耗性に悩むか、１９９０年４月２４日に発行された特許文献１（グリーン）に開示されているように、非常に低い耐摩耗性を有する大部分のコットン繊維を利用するかのどちらかである。防火衣および防火服は一般に厳しい環境で使用され、だから、これらの衣類に使用される布の耐摩耗性のいかなる改善も重要であり、かつ、望まれる。それ故、改善された耐摩耗性を有する難燃性の繊維混合物、糸、および布に対するニーズがある。
【０００４】
【特許文献１】米国特許第４，９２０，０００号明細書
【特許文献２】米国特許第６，１３２，４７６号明細書
【特許文献３】米国特許第６，２５４，９８８Ｂ１号明細書
【特許文献４】米国特許出願公開第２００１／０００９８３２Ａ１号明細書
【特許文献５】米国特許第６，５４７，８３５ Ｂ１号明細書
【発明の開示】
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本明細書で具現化され、広範に記載されるような、本発明の目的に従って、本発明は、１０〜７５重量部の少なくとも１つのアラミド・ステープルファイバー、１５〜８０重量部の少なくとも１つの難燃性セルロース系ステープルファイバー、および５〜３０重量部の少なくとも１つのポリアミド・ステープルファイバーを含んでなるステープルファイバーの密接混合物である。
【０００６】
別の実施形態では、本発明は、２０〜４０重量部の少なくとも１つのアラミド・ステープルファイバー、５０〜８０重量部の少なくとも１つの難燃性セルロース系ステープルファイバー、および１５〜２０重量部の少なくとも１つのポリアミド・ステープルファイバーを含んでなるステープルファイバーの密接混合物である。
【０００７】
別の実施形態では、本発明は、少なくとも１つのアラミド・ステープルファイバーがポリ（メタフェニレンイソフタルアミド）であり、少なくとも１つの難燃性セルロース系ステープルファイバーが難燃性レーヨンである、上記の密接混合物の１つである。
【０００８】
別の実施形態では、本発明は、少なくとも１つのアラミド・ステープルファイバーがポリ（メタフェニレンイソフタルアミド）であり、そして少なくとも１つの難燃性セルロース系ステープルファイバーがセルロース支持構造中にポリケイ酸の形で二酸化ケイ素を含んでなり、セルロース支持構造中のポリケイ酸の形での二酸化ケイ素が密接混合物の４０重量パーセント以下の量で存在する、上記の密接混合物の１つである。
【０００９】
本発明の密接混合物は糸を製造するために使用されてもよく、糸は順繰りに衣服のような難燃性物品での使用のための難燃性布を製造するために使用されてもよい。
【００１０】
本発明の適用性のさらなる範囲は、本明細書で以下に与えられる詳細な説明から明らかになるであろう。しかしながら、本発明の精神および範囲内の様々な変更および修正はこの詳細な説明から当業者に明らかになるであろうから、詳細な説明および具体的な実施例は、本発明の実施形態を示すが、例示のみの目的で与えられることが理解されるべきである。前述の一般的な説明および次の詳細な説明の両方が例示的なおよび説明のためのものであるにすぎず、特許請求されるような本発明について限定するものではないことが理解されるべきである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
火炎、高温、または電気アークフラッシュなどの近くで働く人々に好適な衣服および他の物品を製造するために使用できる、難燃性、また耐火性とも言われる布を製造することができる繊維混合物に対する継続的なニーズがある。それらの着心地の良さおよび耐久性を維持または改善し、かつ、それらの総コストを下げながら、かかる繊維混合物および生じる布の有効性を高めるためにかなりの努力が行われてきた。本発明は、正しく難燃性衣類の分野でのかかる進展を表す。
【００１２】
本発明のステープルファイバーの密接混合物は、アラミド繊維、難燃性セルロース系繊維、およびポリアミド繊維を含んでなる。各成分の割合は、物理的品質の必要な組み合わせを達成するために重要である。「密接混合物」とは、２つもしくはそれ以上の繊維クラスが糸を紡績する前に混合されていることを意味する。本発明で、密接混合物は、アラミド繊維、難燃性セルロース系繊維、およびポリアミド繊維を繊維形で組み合わせ、次に糸の単一ストランドへ紡績することによって形成される。「糸」とは、連続ストランドを形成するために一緒に紡績されたまたは撚られた繊維の集まりであって、製織、ニッティング、ブレーディングもしくは折りたたみ、または別のやり方で使用して織編生地または布にすることができる集まりを意味する。かかる糸は、例えば、リング精紡、またはステープルを糸へ撚るために空気が使用される例えば村田エアジェット紡績などのより高速の空気紡績技術のような、ステープルファイバーを糸へ紡績するための従来法によって製造することができる。
【００１３】
本発明のステープルファイバーの密接混合物は、本質的に難燃性であるアラミド繊維を含む。「アラミド繊維」とは、アミド（−ＣＯＮＨ−）結合の少なくとも８５％が２つの芳香環に直接結合している、１つもしくはそれ以上の芳香族ポリアミドから製造された１つもしくはそれ以上の繊維を意味する。芳香族ポリアミドは、アミド溶媒中でのアミド結合を生み出すための芳香族二酸塩化物と芳香族ジアミンとの反応によって形成される。アラミド繊維は、任意の多数の方法を用いて乾式または湿式紡糸によって紡糸されてもよいが、米国特許第３，０６３，９６６号明細書、同第３，２２７，７９３号明細書、同第３，２８７，３２４号明細書、同第３，４１４，６４５号明細書、同第３，８６９，４３０号明細書、同第３，８６９，４２９号明細書、同第３，７６７，７５６号明細書、および同第５，６６７，７４３号明細書は、本発明で使用することができる繊維を製造するための有用な紡糸法を例示する。
【００１４】
アラミド繊維は、２つの別個のクラスで、すなわち、その１つがＭＰＤ−Ｉとも言われるポリ（メタフェニレンイソフタルアミド）よりなるメタ−アラミド繊維、またはｍ−アラミド繊維、およびその１つがＰＰＤ−Ｔとも言われるポリ（パラフェニレンテレフタルアミド）よりなるパラ−アラミド繊維、またはｐ−アラミド繊維で典型的には入手可能である。メタ−アラミド繊維は現在、商標ノメックス（ＮＯＭＥＸ）（登録商標）で幾つかの形でデラウェア州ウィルミントンのイー・アイ・デュポン・ドゥ・ヌムール（Ｅ．Ｉ．Ｄｕ Ｐｏｎｔ ｄｅ Ｎｅｍｏｕｒｓ ｏｆ Ｗｉｌｍｉｎｇｔｏｎ，Ｄｅｌａｗａｒｅ）から入手可能である：ノメックスＴ−４５０（登録商標）は１００％メタ−アラミドであり、ノメックスＴ−４５５（登録商標）は９５％ノメックス（登録商標）と５％ケブラー（ＫＥＶＬＡＲ）（登録商標）（パラ−アラミド）との混合物であり、ノメックスＩＩＩＡ（登録商標）（ノメックスＴ−４６２（登録商標）としても知られる）は９３％ノメックス（登録商標）、５％ケブラー（登録商標）、および２％カーボン・コア・ナイロンである。さらに、メタ−アラミド繊維は、それぞれ、日本国東京都の帝人株式会社および日本国大阪市のユニチカ株式会社によって生産されている商標コーネックス（ＣＯＮＥＸ）（登録商標）およびアピエル（ＡＰＹＥＩＬ）（登録商標）で入手可能である。パラ−アラミド繊維は現在、デラウェア州ウィルミントンのイー・アイ・デュポン・ドゥ・ヌムールから商標ケブラー（登録商標）で、および日本国東京都の帝人株式会社からトワロン（ＴＷＡＲＯＮ）（登録商標）で入手可能である。本明細書での目的のためには、日本国東京都の帝人株式会社から入手可能であり、かつ、コポリ（ｐ−フェニレン／３，４’−ジフェニルエステルテレフタルアミド）から製造されるテクノーラ（ＴＥＣＨＮＯＲＡ）（登録商標）繊維はパラ−アラミド繊維と考えられる。
【００１５】
本発明の一実施形態では、少なくとも１つのアラミド・ステープルファイバーはポリ（メタフェニレンイソフタルアミド）である。
【００１６】
本発明のステープルファイバーの密接混合物はまた難燃性セルロース系繊維も含む。難燃性セルロース系ステープルファイバーは、１つもしくはそれ以上のセルロース系繊維および１つもしくはそれ以上の難燃性化合物よりなる。セルロースから誘導された繊維に対する総称である、レーヨン、アセテート、トリアセテート、およびリオセルのようなセルロース系繊維は当該技術では周知である。
【００１７】
セルロース系繊維は、本質的に難燃性の繊維よりソフトであり、かつ、安価であるが、必然的に難燃性であるわけではない。これらの繊維の難燃性を高めるために、１つもしくはそれ以上の難燃剤がセルロース系繊維中へまたはそれと共に組み入れられる。かかる難燃剤は、難燃剤をセルロース系繊維に含浸させること、セルロース系繊維を難燃剤でコートすること、セルロース系繊維を難燃剤と接触させてセルロース系繊維に難燃剤を吸収させること、または難燃剤をセルロース系繊維中へまたはそれと共に組み入れる任意の他の方法によって組み入れることができる。例えば、現在サンド（Ｓａｎｄｏｚ）から入手可能なサンドラスト（ＳＡＮＤＯＬＡＳＴ）９０００（登録商標）のような、ある種のリン化合物、ある種のアンチモン化合物などをはじめとする、様々なかかる難燃剤がある。一般的に言えば、１つもしくはそれ以上の難燃剤を含むセルロース系繊維は、難燃剤にちなんで称号「ＦＲ」を与えられる。従って、ＦＲレーヨン、ＦＲアセテ−ト、ＦＲトリアセテート、およびＦＲリオセルのような難燃性セルロース系繊維が本発明で使用されてもよい。難燃性セルロース系繊維はまた、フィンランド国のサテリ・オイ（Ｓａｔｅｒｉ Ｏｙ ｏｆ Ｆｉｎｌａｎｄ）から入手可能であるヴィジル（ＶＩＳＩＬ）（登録商標）のような様々な商標で入手可能である。ヴィジル（登録商標）繊維は、ケイ酸アルミニウム・サイトを含むポリケイ酸の形でセルロース支持構造中に二酸化ケイ素を含む。本発明の密接混合物がヴィジル（登録商標）繊維を含んでなる場合、ヴィジル（登録商標）繊維は、密接混合物の４０重量パーセント以下の量で存在すべきである。難燃性セルロース系繊維の製造方法は、例えば、米国特許第５，４１７，７５２号明細書におおむね開示されている。
【００１８】
本発明の一実施形態では、少なくとも１つの難燃性セルロース系繊維は難燃性レーヨンである。レーヨンは当該技術では周知であり、変性セルロースの様々な溶液からセルロース溶液をプレスまたは延伸することによって製造されたフィラメントに対する総称である。レーヨンの製造用のセルロース質は木材パルプから得られる。
【００１９】
本発明の別の実施形態では、少なくとも１つの難燃性セルロース系ステープルファイバーはセルロース支持構造中にポリケイ酸の形で二酸化ケイ素を含んでなり、セルロース支持構造中のポリケイ酸の形での二酸化ケイ素は密接混合物の４０重量パーセント以下の量で存在する。
【００２０】
本発明のステープルファイバーの密接混合物はまたポリアミド繊維も含む。「ポリアミド繊維」とは、一般にナイロンと言われる、１つもしくはそれ以上の脂肪族ポリアミドポリマーから製造された１つもしくはそれ以上の繊維を意味する。例には、ポリヘキサメチレンアジパミド（ナイロン６６）、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）、およびポリヘキサメチレンセバカミド（ナイロン６，１０）が挙げられる。ナイロン繊維は一般に、ガス状凝固媒体中への毛管を通したポリマーの溶融物の押出によって紡糸される。ナイロンが糸を形成するステープルファイバーの密接混合物中のポリアミド繊維である場合、かかる糸は、布を形成した時に完成布またはかかる布から製造された衣類でソフト表面摩耗からの保護を高めるためにたて糸として好ましくは使用される。本発明の一実施形態では、ナイロンが本発明の布または衣類を製造するためにこのように使用される場合、本発明の布または衣類は、下記の耐摩耗性試験に従って破損までのサイクルで測定されるように、ナイロンなしの類似の布と比較して１０パーセント以上高い耐摩耗性を有すると予期される。しかしながら、布中の多すぎるナイロンは、布が高温に短時間曝された時に布が堅くなり、ドレープ性を失う原因となるであろう。
【００２１】
本発明の一実施形態では、ナイロン繊維は１〜３デシテックスの線密度を有する。別の実施形態では、ナイロン繊維は１〜１．５デシテックスの線密度を有する。さらに別の実施形態では、ナイロン繊維は約１．１デシテックスの線密度を有する。
【００２２】
本発明のステープルファイバーの密接混合物は、難燃性である糸および布を製造するために使用することができる。これらの糸および布は難燃性の衣類および衣服のような難燃性物品を製造するために使用することができ、それらは消防士および火炎、高温、または電気アークフラッシュに近接して投入される他の労働者に特に有用である。一般に、「難燃性」とは、短期間火炎と接触した後に布が空気中で火炎を維持しないことを意味する。より正確には、「難燃性」は下記の垂直燃焼試験の観点から定義することができる。難燃性布は好ましくは火炎への１２秒曝露後に６インチ未満の炭化長を有する。用語「難燃性」、「耐燃性」、「防火性」、および「耐火性」は当業界では同義的に用いられ、本発明での「難燃性」化合物、繊維、糸、布、および衣類への言及は、「耐燃性」、「防火性」、または「耐火性」と同等に記載することができよう。
【００２３】
紡績での使用のためのステープルファイバーは一般に特定の長さのものおよび特定の線密度のものである。本発明での使用のためには、２．５〜１５センチメートル（１〜６インチ）のおよび２５センチメートル（１０インチ）程度に長い合成繊維ステープル長さを使用することができ、３．８〜１１．４センチメートル（１．５〜４．５インチ）の長さが好ましい。２．５センチメートル未満のステープル長さを有するかかる繊維から製造される糸は、加工のための強度を維持するために過度に高いレベルの撚りを必要とすることが分かった。１５センチメートルより大きいステープル長さを有するかかる繊維から製造される糸は、長いステープルファイバーが絡み合い、破断されるようになって、短い繊維をもたらす傾向のために製造するのがより困難である。合成ステープルファイバーは、任意の特定目的向けに望まれるように、捲縮する、または捲縮しないこともできる。本発明のステープルファイバーは一般に連続フィラメントを一定の予め定められた長さにカットすることによって製造される。しかしながら、ステープルファイバーは、ストレッチ切断のような他の方法によって製造することができ、糸は、様々なまたは分布の異なるステープルファイバー長さからだけでなく、かかる繊維からも製造することができる。
【００２４】
本発明の一実施形態では、本発明の糸は、本発明の糸を織る、編む、または別のやり方で組み合わせることによって製造されたクロスである難燃性布を製造するために使用することができる。本発明の糸を含んでなるたて糸、本発明の糸を含んでなるよこ糸、または本発明の糸を含んでなるたて糸およびよこ糸の両方を有する難燃性布を構築することができる。布が本発明の糸を一方向だけに（すなわち、よこ糸のみまたはたて糸のみとして）使用する場合、他の好適な糸が所望の布特性に従って他の方向に使用されてもよい。最良の耐摩耗性のためには、たて糸が典型的には布の直接接触面のほとんどを形成するので、本発明の糸はたて方向に使用される。これは、衣類形で布の外面のより良好な摩耗性能を生み出すことになる。
【００２５】
本発明の一実施形態では、難燃性布は平方ヤード当たり４〜１５オンスの坪量を有する。本発明の別の実施形態では、難燃性布は平方ヤード当たり５．５〜１１オンスの坪量を有する。かかる布は、シャツ、パンツ、カバーオール、エプロン、ジャケット、または突発的火事もしくは電気アーク防護のための任意の他の単層もしくは多層形のような衣服にすることができる。
【００２６】
本発明の物品は、実施例に関連して下にさらに記載されるであろう。しかしながら、本発明のコンセプトはこれらの実施例によって全く限定されないであろうことに留意されるべきである。
【００２７】
試験方法
次の試験法を次の実施例で用いた。
【００２８】
断熱性能試験（ＴＰＰ）
熱および火炎中での布の予測保護性能は、「断熱性能試験」（全国防火協会（ＮＦＰＡ）２１１２）を用いて測定した。火炎を、規定熱流束（典型的には８４ｋＷ／ｍ２）で水平位置に取り付けた布のセクションに向けた。試験は、布と熱源との間に何のスペースもなしに銅スラグ熱量計を用いて検体を通った熱源からの透過熱エネルギーを測定する。試験終点は、ストールおよびチアンタ（Ｓｔｏｌｌ ＆ Ｃｈｉａｎｔａ）、「ニューヨーク・アカデミー科学報告書（Ｔｒａｎｓａｃｔｉｏｎｓ Ｎｅｗ Ｙｏｒｋ Ａｃａｄｅｍｙ Ｓｃｉｅｎｃｅ）」、３３（１９７１）、６４９ページにより開発された単純化モデルを用いて、予測第二級皮膚火傷を達成するために必要とされる時間によって特性化された。「ＴＰＰ値」として示される、本試験で検体に割り当てられる値は、終点を達成するために必要とされる総熱エネルギー、または投射熱流束を乗じた予測火傷までの直接熱源曝露時間である。より高いＴＰＰ値はより良好な絶縁性能を示す。
【００２９】
垂直燃焼試験
「垂直燃焼試験」（米国材料試験協会（ＡＳＴＭ）Ｄ６４１３）は、布が燃えるかどうかを判断するためのスクリーニング試験として、衣服が少しでも難燃性を有するかどうかについての予測子として一般に用いられる。該試験によれば、３×１２インチ・セクションの布を垂直に取り付け、規定火炎をその下縁に１２秒間当てた。布の火炎曝露への応答を記録した。燃えたまたは炭化した布の長さを測定した。残炎（すなわち、試験火炎を取り除いた後の布セクションの継続燃焼）および残光（試験火炎を取り除いた後の布セクションのくすぶりによって特性化される）についての時間もまた測定した。さらに、溶融および布セクションからのしたたりに関する観察も記録した。本方法に基づく合格／不合格規格は、工業労働者衣服、消防士出動用具および難燃性ステーションウェア、ならびに軍服については公知である。工業標準によれば、布が火炎への１２秒曝露後に６インチ未満の炭化長を有するならば、それは難燃性、または耐火性と考えることができる。
【００３０】
耐摩耗性試験
耐摩耗性は、テレダイン・テーバー、ニューヨーク州１４１２０、ノース・トナワンダ、４５５ブライアント通り（Ｔｅｌｅｄｙｎｅ Ｔａｂｅｒ，４５５ Ｂｒｙａｎｔ Ｓｔ．，Ｎｏｒｔｈ Ｔｏｎａｗａｎｄａ，Ｎ．Ｙ．１４１２０）から入手可能なテーバー（Ｔａｂｅｒ）耐摩耗性メーターでＨ−１８ホイール、５００ｇｍ荷重で、ＡＳＴＭ方法Ｄ３８８４を用いて測定した。テーバー耐摩耗性は破損までのサイクルとして報告した。
【００３１】
引裂強度試験
引裂強度測定はＡＳＴＭ Ｄ５５８７に基づく。編織布の引裂強度は、自記一定速度伸長型（ＣＲＥ）引張試験機を用いて台形手順によって測定した。本試験方法で測定されるような引裂強度は、引裂が試験前に開始されることを必要とする。検体を台形の最小基部の中心で細長く切って引裂を開始した。印をつけた台形の平行でない辺を引張試験機の平行あごに固定した。あごの分離を連続的に大きくして力を加え、検体を横切った引裂を広めた。同時に、大きくなる力を記録した。引裂を継続するための力を、自記チャート記録計またはマイクロプロセッサーデータ収集システムから計算した。台形引裂強度についての２つの計算値（単一ピーク力および５つの最高ピーク力の平均値）が提供された。ここでの実施例については、単一ピーク力を用いた。
【００３２】
グラブ強度試験
布または他のシート材料の破断強度および伸びの測定であるグラブ強度測定はＡＳＴＭ Ｄ５０３４に基づく。１００ｍｍ（４．０インチ）幅の検体を引張試験機のクランプに中心で取り付け、検体が破断するまで力を加えた。試験検体の破断力および伸びについての値を、機械スケールまたは試験機と連動するコンピューターから得た。
【実施例】
【００３３】
実施例１
着心地の良い耐久性布を、ノメックス（登録商標）タイプ４６２ステープルファイバー、難燃性（ＦＲ）レーヨン・ステープルファイバー、およびナイロン・ステープルファイバーの密接混合物を含んでなるたて糸と、ＦＲレーヨン・ステープルファイバーおよびナイロン・ステープルファイバーの密接混合物を含んでなるよこ糸とから製造した。ノメックス（登録商標）タイプ４６２は９３重量％のポリ（ｍ−フェニレンイソフタルアミド）（ＭＰＤ−Ｉ）ステープルファイバー、５重量％ポリ（ｐ−フェニレンテレフタルアミド）（ＰＰＤ−Ｔ）ステープルファイバー、および２重量％カーボン−コア・ナイロン−シース静電気散逸ステープルファイバー（デラウェア州ウィルミントンのイー・アイ・デュポン・ドゥ・ヌムールから入手可能なタイプＰ−１４０）である。ＦＲレーヨンは難燃性化合物を含むセルロース系繊維であり、ナイロンはポリヘキサメチレンアジパミドであった。４０重量パーセントのノメックス（登録商標）タイプ４６２ステープルファイバー、４５重量パーセントのＦＲレーヨン・ステープルファイバーおよび１５重量パーセントのナイロン・ステープルファイバーのピッカー・ブレンドスライバーを製造し、リング精紡機を用いて３．５の撚り係数を有する紡績糸へ通常のコットンシステムによって加工した。そのように製造した糸は１９．７テックス（３０綿番手）単糸であった。２つの単糸を次に撚糸機で撚り合わせて双糸を製造した。同様な方法と同じ撚りおよび糸密度とを用いて、７５重量パーセントのＦＲレーヨン・ステープルファイバーと２５重量パーセント・ナイロン繊維との混合物を用いて双糸を製造した。
【００３４】
ノメックス（登録商標）／ＦＲレーヨン／ナイロン糸を、３×１綾織構造において有ひ織機でたて糸として使用し、ＦＲレーヨン／ナイロン糸をよこ糸として使用した。生機綾織布はｃｍ当たり３６エンド×２２ピック（インチ当たり９２エンド×５７ピック）の構造、および３２３ｇ／ｍ２（９．７オンス／ヤード２）の坪量を有した。上記のように製造した生機綾織布を熱水中でこすって洗い、低張力下に乾燥した。洗上げ布を次に酸性染料を用いて染色した。完成布を次にその熱的および機械的性質について試験した。これらの試験の結果を表１に示す。
【００３５】
【表１】
【００３６】
実施例２
着心地の良い耐久性布を実施例１のように製造したが、たて糸は２０重量パーセントのノメックス（登録商標）タイプ４６２ステープルファイバー、５５重量パーセントのＦＲレーヨン・ステープルファイバー、および２５重量パーセントのナイロン・ステープルファイバーから製造し、紡績糸は３．７の撚り係数を有した。そのように製造した糸は２４．６テックス（２４綿番手）単糸であった。２つの単糸を次に撚糸機で撚り合わせて双糸を製造した。実施例１と同様な方法および同じ撚りを用いて、２０重量パーセント・ノメックス（登録商標）タイプ４６２ステープルファイバーと８０重量パーセントＦＲレーヨン・ステープルファイバーとの混合物を含んでなる、３２．８テックス（１８綿番手）を有する単糸を製造した。これらの糸の２つを次に撚り合わせて諸撚糸を形成した。
【００３７】
ノメックス（登録商標）／ＦＲレーヨン／ナイロン糸およびノメックス（登録商標）／ＦＲレーヨン糸を、３×１綾織構造において有ひ織機で、それぞれ、たて糸およびよこ糸として使用した。生機綾織布はｃｍ当たり２６エンド×１７ピック（インチ当たり６６エンド×４４ピック）の構造、および３２３ｇ／ｍ２（９．７オンス／ヤード２）の坪量を有した。上記のように製造した生機綾織布を熱水中でこすって洗い、低張力下に乾燥した。洗上げ布を次に酸性染料を用いて染色した。完成布をその熱的および機械的性質について試験した。これらの試験の結果を表２に示す。
【００３８】
【表２】
【００３９】
実施例３
布を実施例１のように製造したが、たて糸およびよこ糸の両方とも５０重量パーセントのノメックス（登録商標）タイプ４６２ステープルファイバー、３５重量パーセントのヴィジル（登録商標）ステープルファイバー、および１５重量パーセントのナイロン・ステープルファイバーから製造し、紡績糸は３．７の撚り係数を有した。そのように製造した糸は２４．６テックス（２４綿番手）単糸であった。これらの糸の２つを次に撚糸機で撚り合わせて双糸を製造した。同じ繊維組成物、方法、および撚り係数を用いて、３２．８テックス（１８綿番手）の単糸を製造した。これらの２つを次に撚り合わせて諸撚糸を形成した。
【００４０】
ノメックス（登録商標）／ヴィジル（登録商標）／ナイロン糸を、３×１綾織構造において有ひ織機でたて糸およびよこ糸として使用した。生機綾織布はｃｍ当たり２３エンド×１６ピック（インチ当たり５８エンド×４０ピック）の構造、および２４７．５ｇ／ｍ２（７．３オンス／ヤード２）の坪量を有した。上記のように製造した生機綾織布を熱水中でこすって洗い、低張力下に乾燥した。洗上げ布を次に酸性染料を用いて染色した。完成布をその熱的および機械的性質について試験した。これらの試験の結果を表３に示す。
【００４１】
【表３】
【背景技術】
【０００１】
火炎、高温、または電気アークフラッシュの近くで働く人々に好適な衣服を製造するために使用することができる難燃性、また耐火性とも言われる布に対する継続的なニーズがある。優れた熱性能を示すことに加えて、有効な難燃性布は耐久性があり、着心地が良く、かつ、低コストで生産されるべきである。本質的に難燃性の繊維でできた布がこれまで防護服で非常に有用であったが、これらの繊維のある種の特性が問題を提起する。例えば、これらの繊維は、染色するのが困難であり得るし、着心地の悪い織物の感触を提供し、かつ、高価である。これらの問題に取り組むために、本質的に難燃性の繊維は他の材料でできた繊維と混合されてきた。繊維ブレンディングは、成分繊維のそれぞれの有益な特性を兼ね備える最終布を得るために用いることができる。しかしながら、かかるブレンディングはしばしば耐久性および熱性能を犠牲にして行われる。
【０００２】
ある種の繊維混合物およびそれらの混合物から製造された布は当該技術で公知である。例えば、１９９０年４月２４日に発行された特許文献１（グリーン（Ｇｒｅｅｎ））は、コットン、ナイロン、および耐熱性繊維のある種の混合物を含んでなる耐久性の耐熱性布を開示している。２０００年１０月１７日に発行された特許文献２（ランスフォード（Ｌｕｎｓｆｏｒｄ）ら）は、本質的に難燃性の繊維と、難燃性化合物を含む難燃性セルロース系繊維とを含む染色された布混合物を開示している。２００１年７月３日に発行された特許文献３（ズー（Ｚｈｕ）ら）は、コットン、ナイロン、およびパラ−アラミド繊維の特定混合物よりなる布であって、着心地が良く、耐切断性で、かつ、耐摩耗性である布を開示している。２００１年７月２６日に公開された特許文献４（シェーファー（Ｓｈａｆｆｅｒ）ら）は、異なるたて糸とよこ糸とを含んでなる難燃性布であって、たて糸がステープルファイバーまたはフィラメント繊維を含んでなり、かつ、少なくとも２７の限界酸素指数（Ｌｉｍｉｔｉｎｇ Ｏｘｙｇｅｎ Ｉｎｄｅｘ）を有し、よこ糸が天然繊維を含んでなり、そして布中のたて糸エンド対よこ糸エンドの比が少なくとも１．０である布を開示している。２００３年４月１５日に発行された特許文献５（ランスフォードら）は、難燃性布の染色方法を開示している。
【０００３】
上述された繊維混合物および糸から製造された布は、必然的に乏しい耐摩耗性に悩むか、１９９０年４月２４日に発行された特許文献１（グリーン）に開示されているように、非常に低い耐摩耗性を有する大部分のコットン繊維を利用するかのどちらかである。防火衣および防火服は一般に厳しい環境で使用され、だから、これらの衣類に使用される布の耐摩耗性のいかなる改善も重要であり、かつ、望まれる。それ故、改善された耐摩耗性を有する難燃性の繊維混合物、糸、および布に対するニーズがある。
【０００４】
【特許文献１】米国特許第４，９２０，０００号明細書
【特許文献２】米国特許第６，１３２，４７６号明細書
【特許文献３】米国特許第６，２５４，９８８Ｂ１号明細書
【特許文献４】米国特許出願公開第２００１／０００９８３２Ａ１号明細書
【特許文献５】米国特許第６，５４７，８３５ Ｂ１号明細書
【発明の開示】
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本明細書で具現化され、広範に記載されるような、本発明の目的に従って、本発明は、１０〜７５重量部の少なくとも１つのアラミド・ステープルファイバー、１５〜８０重量部の少なくとも１つの難燃性セルロース系ステープルファイバー、および５〜３０重量部の少なくとも１つのポリアミド・ステープルファイバーを含んでなるステープルファイバーの密接混合物である。
【０００６】
別の実施形態では、本発明は、２０〜４０重量部の少なくとも１つのアラミド・ステープルファイバー、５０〜８０重量部の少なくとも１つの難燃性セルロース系ステープルファイバー、および１５〜２０重量部の少なくとも１つのポリアミド・ステープルファイバーを含んでなるステープルファイバーの密接混合物である。
【０００７】
別の実施形態では、本発明は、少なくとも１つのアラミド・ステープルファイバーがポリ（メタフェニレンイソフタルアミド）であり、少なくとも１つの難燃性セルロース系ステープルファイバーが難燃性レーヨンである、上記の密接混合物の１つである。
【０００８】
別の実施形態では、本発明は、少なくとも１つのアラミド・ステープルファイバーがポリ（メタフェニレンイソフタルアミド）であり、そして少なくとも１つの難燃性セルロース系ステープルファイバーがセルロース支持構造中にポリケイ酸の形で二酸化ケイ素を含んでなり、セルロース支持構造中のポリケイ酸の形での二酸化ケイ素が密接混合物の４０重量パーセント以下の量で存在する、上記の密接混合物の１つである。
【０００９】
本発明の密接混合物は糸を製造するために使用されてもよく、糸は順繰りに衣服のような難燃性物品での使用のための難燃性布を製造するために使用されてもよい。
【００１０】
本発明の適用性のさらなる範囲は、本明細書で以下に与えられる詳細な説明から明らかになるであろう。しかしながら、本発明の精神および範囲内の様々な変更および修正はこの詳細な説明から当業者に明らかになるであろうから、詳細な説明および具体的な実施例は、本発明の実施形態を示すが、例示のみの目的で与えられることが理解されるべきである。前述の一般的な説明および次の詳細な説明の両方が例示的なおよび説明のためのものであるにすぎず、特許請求されるような本発明について限定するものではないことが理解されるべきである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
火炎、高温、または電気アークフラッシュなどの近くで働く人々に好適な衣服および他の物品を製造するために使用できる、難燃性、また耐火性とも言われる布を製造することができる繊維混合物に対する継続的なニーズがある。それらの着心地の良さおよび耐久性を維持または改善し、かつ、それらの総コストを下げながら、かかる繊維混合物および生じる布の有効性を高めるためにかなりの努力が行われてきた。本発明は、正しく難燃性衣類の分野でのかかる進展を表す。
【００１２】
本発明のステープルファイバーの密接混合物は、アラミド繊維、難燃性セルロース系繊維、およびポリアミド繊維を含んでなる。各成分の割合は、物理的品質の必要な組み合わせを達成するために重要である。「密接混合物」とは、２つもしくはそれ以上の繊維クラスが糸を紡績する前に混合されていることを意味する。本発明で、密接混合物は、アラミド繊維、難燃性セルロース系繊維、およびポリアミド繊維を繊維形で組み合わせ、次に糸の単一ストランドへ紡績することによって形成される。「糸」とは、連続ストランドを形成するために一緒に紡績されたまたは撚られた繊維の集まりであって、製織、ニッティング、ブレーディングもしくは折りたたみ、または別のやり方で使用して織編生地または布にすることができる集まりを意味する。かかる糸は、例えば、リング精紡、またはステープルを糸へ撚るために空気が使用される例えば村田エアジェット紡績などのより高速の空気紡績技術のような、ステープルファイバーを糸へ紡績するための従来法によって製造することができる。
【００１３】
本発明のステープルファイバーの密接混合物は、本質的に難燃性であるアラミド繊維を含む。「アラミド繊維」とは、アミド（−ＣＯＮＨ−）結合の少なくとも８５％が２つの芳香環に直接結合している、１つもしくはそれ以上の芳香族ポリアミドから製造された１つもしくはそれ以上の繊維を意味する。芳香族ポリアミドは、アミド溶媒中でのアミド結合を生み出すための芳香族二酸塩化物と芳香族ジアミンとの反応によって形成される。アラミド繊維は、任意の多数の方法を用いて乾式または湿式紡糸によって紡糸されてもよいが、米国特許第３，０６３，９６６号明細書、同第３，２２７，７９３号明細書、同第３，２８７，３２４号明細書、同第３，４１４，６４５号明細書、同第３，８６９，４３０号明細書、同第３，８６９，４２９号明細書、同第３，７６７，７５６号明細書、および同第５，６６７，７４３号明細書は、本発明で使用することができる繊維を製造するための有用な紡糸法を例示する。
【００１４】
アラミド繊維は、２つの別個のクラスで、すなわち、その１つがＭＰＤ−Ｉとも言われるポリ（メタフェニレンイソフタルアミド）よりなるメタ−アラミド繊維、またはｍ−アラミド繊維、およびその１つがＰＰＤ−Ｔとも言われるポリ（パラフェニレンテレフタルアミド）よりなるパラ−アラミド繊維、またはｐ−アラミド繊維で典型的には入手可能である。メタ−アラミド繊維は現在、商標ノメックス（ＮＯＭＥＸ）（登録商標）で幾つかの形でデラウェア州ウィルミントンのイー・アイ・デュポン・ドゥ・ヌムール（Ｅ．Ｉ．Ｄｕ Ｐｏｎｔ ｄｅ Ｎｅｍｏｕｒｓ ｏｆ Ｗｉｌｍｉｎｇｔｏｎ，Ｄｅｌａｗａｒｅ）から入手可能である：ノメックスＴ−４５０（登録商標）は１００％メタ−アラミドであり、ノメックスＴ−４５５（登録商標）は９５％ノメックス（登録商標）と５％ケブラー（ＫＥＶＬＡＲ）（登録商標）（パラ−アラミド）との混合物であり、ノメックスＩＩＩＡ（登録商標）（ノメックスＴ−４６２（登録商標）としても知られる）は９３％ノメックス（登録商標）、５％ケブラー（登録商標）、および２％カーボン・コア・ナイロンである。さらに、メタ−アラミド繊維は、それぞれ、日本国東京都の帝人株式会社および日本国大阪市のユニチカ株式会社によって生産されている商標コーネックス（ＣＯＮＥＸ）（登録商標）およびアピエル（ＡＰＹＥＩＬ）（登録商標）で入手可能である。パラ−アラミド繊維は現在、デラウェア州ウィルミントンのイー・アイ・デュポン・ドゥ・ヌムールから商標ケブラー（登録商標）で、および日本国東京都の帝人株式会社からトワロン（ＴＷＡＲＯＮ）（登録商標）で入手可能である。本明細書での目的のためには、日本国東京都の帝人株式会社から入手可能であり、かつ、コポリ（ｐ−フェニレン／３，４’−ジフェニルエステルテレフタルアミド）から製造されるテクノーラ（ＴＥＣＨＮＯＲＡ）（登録商標）繊維はパラ−アラミド繊維と考えられる。
【００１５】
本発明の一実施形態では、少なくとも１つのアラミド・ステープルファイバーはポリ（メタフェニレンイソフタルアミド）である。
【００１６】
本発明のステープルファイバーの密接混合物はまた難燃性セルロース系繊維も含む。難燃性セルロース系ステープルファイバーは、１つもしくはそれ以上のセルロース系繊維および１つもしくはそれ以上の難燃性化合物よりなる。セルロースから誘導された繊維に対する総称である、レーヨン、アセテート、トリアセテート、およびリオセルのようなセルロース系繊維は当該技術では周知である。
【００１７】
セルロース系繊維は、本質的に難燃性の繊維よりソフトであり、かつ、安価であるが、必然的に難燃性であるわけではない。これらの繊維の難燃性を高めるために、１つもしくはそれ以上の難燃剤がセルロース系繊維中へまたはそれと共に組み入れられる。かかる難燃剤は、難燃剤をセルロース系繊維に含浸させること、セルロース系繊維を難燃剤でコートすること、セルロース系繊維を難燃剤と接触させてセルロース系繊維に難燃剤を吸収させること、または難燃剤をセルロース系繊維中へまたはそれと共に組み入れる任意の他の方法によって組み入れることができる。例えば、現在サンド（Ｓａｎｄｏｚ）から入手可能なサンドラスト（ＳＡＮＤＯＬＡＳＴ）９０００（登録商標）のような、ある種のリン化合物、ある種のアンチモン化合物などをはじめとする、様々なかかる難燃剤がある。一般的に言えば、１つもしくはそれ以上の難燃剤を含むセルロース系繊維は、難燃剤にちなんで称号「ＦＲ」を与えられる。従って、ＦＲレーヨン、ＦＲアセテ−ト、ＦＲトリアセテート、およびＦＲリオセルのような難燃性セルロース系繊維が本発明で使用されてもよい。難燃性セルロース系繊維はまた、フィンランド国のサテリ・オイ（Ｓａｔｅｒｉ Ｏｙ ｏｆ Ｆｉｎｌａｎｄ）から入手可能であるヴィジル（ＶＩＳＩＬ）（登録商標）のような様々な商標で入手可能である。ヴィジル（登録商標）繊維は、ケイ酸アルミニウム・サイトを含むポリケイ酸の形でセルロース支持構造中に二酸化ケイ素を含む。本発明の密接混合物がヴィジル（登録商標）繊維を含んでなる場合、ヴィジル（登録商標）繊維は、密接混合物の４０重量パーセント以下の量で存在すべきである。難燃性セルロース系繊維の製造方法は、例えば、米国特許第５，４１７，７５２号明細書におおむね開示されている。
【００１８】
本発明の一実施形態では、少なくとも１つの難燃性セルロース系繊維は難燃性レーヨンである。レーヨンは当該技術では周知であり、変性セルロースの様々な溶液からセルロース溶液をプレスまたは延伸することによって製造されたフィラメントに対する総称である。レーヨンの製造用のセルロース質は木材パルプから得られる。
【００１９】
本発明の別の実施形態では、少なくとも１つの難燃性セルロース系ステープルファイバーはセルロース支持構造中にポリケイ酸の形で二酸化ケイ素を含んでなり、セルロース支持構造中のポリケイ酸の形での二酸化ケイ素は密接混合物の４０重量パーセント以下の量で存在する。
【００２０】
本発明のステープルファイバーの密接混合物はまたポリアミド繊維も含む。「ポリアミド繊維」とは、一般にナイロンと言われる、１つもしくはそれ以上の脂肪族ポリアミドポリマーから製造された１つもしくはそれ以上の繊維を意味する。例には、ポリヘキサメチレンアジパミド（ナイロン６６）、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）、およびポリヘキサメチレンセバカミド（ナイロン６，１０）が挙げられる。ナイロン繊維は一般に、ガス状凝固媒体中への毛管を通したポリマーの溶融物の押出によって紡糸される。ナイロンが糸を形成するステープルファイバーの密接混合物中のポリアミド繊維である場合、かかる糸は、布を形成した時に完成布またはかかる布から製造された衣類でソフト表面摩耗からの保護を高めるためにたて糸として好ましくは使用される。本発明の一実施形態では、ナイロンが本発明の布または衣類を製造するためにこのように使用される場合、本発明の布または衣類は、下記の耐摩耗性試験に従って破損までのサイクルで測定されるように、ナイロンなしの類似の布と比較して１０パーセント以上高い耐摩耗性を有すると予期される。しかしながら、布中の多すぎるナイロンは、布が高温に短時間曝された時に布が堅くなり、ドレープ性を失う原因となるであろう。
【００２１】
本発明の一実施形態では、ナイロン繊維は１〜３デシテックスの線密度を有する。別の実施形態では、ナイロン繊維は１〜１．５デシテックスの線密度を有する。さらに別の実施形態では、ナイロン繊維は約１．１デシテックスの線密度を有する。
【００２２】
本発明のステープルファイバーの密接混合物は、難燃性である糸および布を製造するために使用することができる。これらの糸および布は難燃性の衣類および衣服のような難燃性物品を製造するために使用することができ、それらは消防士および火炎、高温、または電気アークフラッシュに近接して投入される他の労働者に特に有用である。一般に、「難燃性」とは、短期間火炎と接触した後に布が空気中で火炎を維持しないことを意味する。より正確には、「難燃性」は下記の垂直燃焼試験の観点から定義することができる。難燃性布は好ましくは火炎への１２秒曝露後に６インチ未満の炭化長を有する。用語「難燃性」、「耐燃性」、「防火性」、および「耐火性」は当業界では同義的に用いられ、本発明での「難燃性」化合物、繊維、糸、布、および衣類への言及は、「耐燃性」、「防火性」、または「耐火性」と同等に記載することができよう。
【００２３】
紡績での使用のためのステープルファイバーは一般に特定の長さのものおよび特定の線密度のものである。本発明での使用のためには、２．５〜１５センチメートル（１〜６インチ）のおよび２５センチメートル（１０インチ）程度に長い合成繊維ステープル長さを使用することができ、３．８〜１１．４センチメートル（１．５〜４．５インチ）の長さが好ましい。２．５センチメートル未満のステープル長さを有するかかる繊維から製造される糸は、加工のための強度を維持するために過度に高いレベルの撚りを必要とすることが分かった。１５センチメートルより大きいステープル長さを有するかかる繊維から製造される糸は、長いステープルファイバーが絡み合い、破断されるようになって、短い繊維をもたらす傾向のために製造するのがより困難である。合成ステープルファイバーは、任意の特定目的向けに望まれるように、捲縮する、または捲縮しないこともできる。本発明のステープルファイバーは一般に連続フィラメントを一定の予め定められた長さにカットすることによって製造される。しかしながら、ステープルファイバーは、ストレッチ切断のような他の方法によって製造することができ、糸は、様々なまたは分布の異なるステープルファイバー長さからだけでなく、かかる繊維からも製造することができる。
【００２４】
本発明の一実施形態では、本発明の糸は、本発明の糸を織る、編む、または別のやり方で組み合わせることによって製造されたクロスである難燃性布を製造するために使用することができる。本発明の糸を含んでなるたて糸、本発明の糸を含んでなるよこ糸、または本発明の糸を含んでなるたて糸およびよこ糸の両方を有する難燃性布を構築することができる。布が本発明の糸を一方向だけに（すなわち、よこ糸のみまたはたて糸のみとして）使用する場合、他の好適な糸が所望の布特性に従って他の方向に使用されてもよい。最良の耐摩耗性のためには、たて糸が典型的には布の直接接触面のほとんどを形成するので、本発明の糸はたて方向に使用される。これは、衣類形で布の外面のより良好な摩耗性能を生み出すことになる。
【００２５】
本発明の一実施形態では、難燃性布は平方ヤード当たり４〜１５オンスの坪量を有する。本発明の別の実施形態では、難燃性布は平方ヤード当たり５．５〜１１オンスの坪量を有する。かかる布は、シャツ、パンツ、カバーオール、エプロン、ジャケット、または突発的火事もしくは電気アーク防護のための任意の他の単層もしくは多層形のような衣服にすることができる。
【００２６】
本発明の物品は、実施例に関連して下にさらに記載されるであろう。しかしながら、本発明のコンセプトはこれらの実施例によって全く限定されないであろうことに留意されるべきである。
【００２７】
試験方法
次の試験法を次の実施例で用いた。
【００２８】
断熱性能試験（ＴＰＰ）
熱および火炎中での布の予測保護性能は、「断熱性能試験」（全国防火協会（ＮＦＰＡ）２１１２）を用いて測定した。火炎を、規定熱流束（典型的には８４ｋＷ／ｍ２）で水平位置に取り付けた布のセクションに向けた。試験は、布と熱源との間に何のスペースもなしに銅スラグ熱量計を用いて検体を通った熱源からの透過熱エネルギーを測定する。試験終点は、ストールおよびチアンタ（Ｓｔｏｌｌ ＆ Ｃｈｉａｎｔａ）、「ニューヨーク・アカデミー科学報告書（Ｔｒａｎｓａｃｔｉｏｎｓ Ｎｅｗ Ｙｏｒｋ Ａｃａｄｅｍｙ Ｓｃｉｅｎｃｅ）」、３３（１９７１）、６４９ページにより開発された単純化モデルを用いて、予測第二級皮膚火傷を達成するために必要とされる時間によって特性化された。「ＴＰＰ値」として示される、本試験で検体に割り当てられる値は、終点を達成するために必要とされる総熱エネルギー、または投射熱流束を乗じた予測火傷までの直接熱源曝露時間である。より高いＴＰＰ値はより良好な絶縁性能を示す。
【００２９】
垂直燃焼試験
「垂直燃焼試験」（米国材料試験協会（ＡＳＴＭ）Ｄ６４１３）は、布が燃えるかどうかを判断するためのスクリーニング試験として、衣服が少しでも難燃性を有するかどうかについての予測子として一般に用いられる。該試験によれば、３×１２インチ・セクションの布を垂直に取り付け、規定火炎をその下縁に１２秒間当てた。布の火炎曝露への応答を記録した。燃えたまたは炭化した布の長さを測定した。残炎（すなわち、試験火炎を取り除いた後の布セクションの継続燃焼）および残光（試験火炎を取り除いた後の布セクションのくすぶりによって特性化される）についての時間もまた測定した。さらに、溶融および布セクションからのしたたりに関する観察も記録した。本方法に基づく合格／不合格規格は、工業労働者衣服、消防士出動用具および難燃性ステーションウェア、ならびに軍服については公知である。工業標準によれば、布が火炎への１２秒曝露後に６インチ未満の炭化長を有するならば、それは難燃性、または耐火性と考えることができる。
【００３０】
耐摩耗性試験
耐摩耗性は、テレダイン・テーバー、ニューヨーク州１４１２０、ノース・トナワンダ、４５５ブライアント通り（Ｔｅｌｅｄｙｎｅ Ｔａｂｅｒ，４５５ Ｂｒｙａｎｔ Ｓｔ．，Ｎｏｒｔｈ Ｔｏｎａｗａｎｄａ，Ｎ．Ｙ．１４１２０）から入手可能なテーバー（Ｔａｂｅｒ）耐摩耗性メーターでＨ−１８ホイール、５００ｇｍ荷重で、ＡＳＴＭ方法Ｄ３８８４を用いて測定した。テーバー耐摩耗性は破損までのサイクルとして報告した。
【００３１】
引裂強度試験
引裂強度測定はＡＳＴＭ Ｄ５５８７に基づく。編織布の引裂強度は、自記一定速度伸長型（ＣＲＥ）引張試験機を用いて台形手順によって測定した。本試験方法で測定されるような引裂強度は、引裂が試験前に開始されることを必要とする。検体を台形の最小基部の中心で細長く切って引裂を開始した。印をつけた台形の平行でない辺を引張試験機の平行あごに固定した。あごの分離を連続的に大きくして力を加え、検体を横切った引裂を広めた。同時に、大きくなる力を記録した。引裂を継続するための力を、自記チャート記録計またはマイクロプロセッサーデータ収集システムから計算した。台形引裂強度についての２つの計算値（単一ピーク力および５つの最高ピーク力の平均値）が提供された。ここでの実施例については、単一ピーク力を用いた。
【００３２】
グラブ強度試験
布または他のシート材料の破断強度および伸びの測定であるグラブ強度測定はＡＳＴＭ Ｄ５０３４に基づく。１００ｍｍ（４．０インチ）幅の検体を引張試験機のクランプに中心で取り付け、検体が破断するまで力を加えた。試験検体の破断力および伸びについての値を、機械スケールまたは試験機と連動するコンピューターから得た。
【実施例】
【００３３】
実施例１
着心地の良い耐久性布を、ノメックス（登録商標）タイプ４６２ステープルファイバー、難燃性（ＦＲ）レーヨン・ステープルファイバー、およびナイロン・ステープルファイバーの密接混合物を含んでなるたて糸と、ＦＲレーヨン・ステープルファイバーおよびナイロン・ステープルファイバーの密接混合物を含んでなるよこ糸とから製造した。ノメックス（登録商標）タイプ４６２は９３重量％のポリ（ｍ−フェニレンイソフタルアミド）（ＭＰＤ−Ｉ）ステープルファイバー、５重量％ポリ（ｐ−フェニレンテレフタルアミド）（ＰＰＤ−Ｔ）ステープルファイバー、および２重量％カーボン−コア・ナイロン−シース静電気散逸ステープルファイバー（デラウェア州ウィルミントンのイー・アイ・デュポン・ドゥ・ヌムールから入手可能なタイプＰ−１４０）である。ＦＲレーヨンは難燃性化合物を含むセルロース系繊維であり、ナイロンはポリヘキサメチレンアジパミドであった。４０重量パーセントのノメックス（登録商標）タイプ４６２ステープルファイバー、４５重量パーセントのＦＲレーヨン・ステープルファイバーおよび１５重量パーセントのナイロン・ステープルファイバーのピッカー・ブレンドスライバーを製造し、リング精紡機を用いて３．５の撚り係数を有する紡績糸へ通常のコットンシステムによって加工した。そのように製造した糸は１９．７テックス（３０綿番手）単糸であった。２つの単糸を次に撚糸機で撚り合わせて双糸を製造した。同様な方法と同じ撚りおよび糸密度とを用いて、７５重量パーセントのＦＲレーヨン・ステープルファイバーと２５重量パーセント・ナイロン繊維との混合物を用いて双糸を製造した。
【００３４】
ノメックス（登録商標）／ＦＲレーヨン／ナイロン糸を、３×１綾織構造において有ひ織機でたて糸として使用し、ＦＲレーヨン／ナイロン糸をよこ糸として使用した。生機綾織布はｃｍ当たり３６エンド×２２ピック（インチ当たり９２エンド×５７ピック）の構造、および３２３ｇ／ｍ２（９．７オンス／ヤード２）の坪量を有した。上記のように製造した生機綾織布を熱水中でこすって洗い、低張力下に乾燥した。洗上げ布を次に酸性染料を用いて染色した。完成布を次にその熱的および機械的性質について試験した。これらの試験の結果を表１に示す。
【００３５】
【表１】
【００３６】
実施例２
着心地の良い耐久性布を実施例１のように製造したが、たて糸は２０重量パーセントのノメックス（登録商標）タイプ４６２ステープルファイバー、５５重量パーセントのＦＲレーヨン・ステープルファイバー、および２５重量パーセントのナイロン・ステープルファイバーから製造し、紡績糸は３．７の撚り係数を有した。そのように製造した糸は２４．６テックス（２４綿番手）単糸であった。２つの単糸を次に撚糸機で撚り合わせて双糸を製造した。実施例１と同様な方法および同じ撚りを用いて、２０重量パーセント・ノメックス（登録商標）タイプ４６２ステープルファイバーと８０重量パーセントＦＲレーヨン・ステープルファイバーとの混合物を含んでなる、３２．８テックス（１８綿番手）を有する単糸を製造した。これらの糸の２つを次に撚り合わせて諸撚糸を形成した。
【００３７】
ノメックス（登録商標）／ＦＲレーヨン／ナイロン糸およびノメックス（登録商標）／ＦＲレーヨン糸を、３×１綾織構造において有ひ織機で、それぞれ、たて糸およびよこ糸として使用した。生機綾織布はｃｍ当たり２６エンド×１７ピック（インチ当たり６６エンド×４４ピック）の構造、および３２３ｇ／ｍ２（９．７オンス／ヤード２）の坪量を有した。上記のように製造した生機綾織布を熱水中でこすって洗い、低張力下に乾燥した。洗上げ布を次に酸性染料を用いて染色した。完成布をその熱的および機械的性質について試験した。これらの試験の結果を表２に示す。
【００３８】
【表２】
【００３９】
実施例３
布を実施例１のように製造したが、たて糸およびよこ糸の両方とも５０重量パーセントのノメックス（登録商標）タイプ４６２ステープルファイバー、３５重量パーセントのヴィジル（登録商標）ステープルファイバー、および１５重量パーセントのナイロン・ステープルファイバーから製造し、紡績糸は３．７の撚り係数を有した。そのように製造した糸は２４．６テックス（２４綿番手）単糸であった。これらの糸の２つを次に撚糸機で撚り合わせて双糸を製造した。同じ繊維組成物、方法、および撚り係数を用いて、３２．８テックス（１８綿番手）の単糸を製造した。これらの２つを次に撚り合わせて諸撚糸を形成した。
【００４０】
ノメックス（登録商標）／ヴィジル（登録商標）／ナイロン糸を、３×１綾織構造において有ひ織機でたて糸およびよこ糸として使用した。生機綾織布はｃｍ当たり２３エンド×１６ピック（インチ当たり５８エンド×４０ピック）の構造、および２４７．５ｇ／ｍ２（７．３オンス／ヤード２）の坪量を有した。上記のように製造した生機綾織布を熱水中でこすって洗い、低張力下に乾燥した。洗上げ布を次に酸性染料を用いて染色した。完成布をその熱的および機械的性質について試験した。これらの試験の結果を表３に示す。
【００４１】
【表３】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
１０〜７５重量部の少なくとも１つのアラミド・ステープルファイバー、１５〜８０重量部の少なくとも１つの難燃性セルロース系ステープルファイバー、および５〜３０重量部の少なくとも１つのポリアミド・ステープルファイバーを含んでなる、ステープルファイバーの密接混合物。
【請求項２】
２０〜４０重量部の少なくとも１つのアラミド・ステープルファイバー、５０〜８０重量部の少なくとも１つの難燃性セルロース系ステープルファイバー、および１５〜２０重量部の少なくとも１つのポリアミド・ステープルファイバーがある請求項１に記載の密接混合物。
【請求項３】
少なくとも１つのアラミド・ステープルファイバーがパラ−アラミド繊維、メタ−アラミド繊維、およびそれらの混合物よりなる群から選択される請求項１に記載の密接混合物。
【請求項４】
少なくとも１つのアラミド・ステープルファイバーがパラ−アラミド繊維、メタ−アラミド繊維、およびそれらの混合物よりなる群から選択される請求項２に記載の密接混合物。
【請求項５】
少なくとも１つのアラミド・ステープルファイバーがポリ（メタフェニレンイソフタルアミド）であり、そして少なくとも１つの難燃性セルロース系ステープルファイバーが難燃性レーヨンである請求項１に記載の密接混合物。
【請求項６】
少なくとも１つのアラミド・ステープルファイバーがポリ（メタフェニレンイソフタルアミド）であり、そして少なくとも１つの難燃性セルロース系ステープルファイバーが難燃性レーヨンである請求項２に記載の密接混合物。
【請求項７】
少なくとも１つのアラミド・ステープルファイバーがポリ（メタフェニレンイソフタルアミド）であり、そして少なくとも１つの難燃性セルロース系ステープルファイバーがセルロース支持構造中にポリケイ酸の形で二酸化ケイ素を含んでなり、そしてセルロース支持構造中のポリケイ酸の形での二酸化ケイ素が密接混合物の４０重量パーセント以下の量で存在する請求項１に記載の密接混合物。
【請求項８】
少なくとも１つのアラミド・ステープルファイバーがポリ（メタフェニレンイソフタルアミド）であり、そして少なくとも１つの難燃性セルロース系ステープルファイバーがセルロース支持構造中にポリケイ酸の形で二酸化ケイ素を含んでなり、そしてセルロース支持構造中のポリケイ酸の形での二酸化ケイ素が密接混合物の４０重量パーセント以下の量で存在する請求項２に記載の密接混合物。
【請求項９】
請求項１に記載の密接混合物を含んでなる糸。
【請求項１０】
請求項９に記載の糸を含んでなる難燃性布。
【請求項１１】
難燃性布が平方ヤード当たり４〜１５オンスの坪量を有する請求項１０に記載の難燃性布。
【請求項１２】
請求項１１に記載の難燃性布を含んでなる難燃性衣服。
【請求項１３】
難燃性布が平方ヤード当たり５．５〜１１オンスの坪量を有する請求項１０に記載の難燃性布。
【請求項１４】
請求項１３に記載の難燃性布を含んでなる難燃性衣服。
【請求項１５】
請求項５に記載の密接混合物を含んでなる糸。
【請求項１６】
請求項１５に記載の糸を含んでなる難燃性布。
【請求項１７】
難燃性布が平方ヤード当たり４〜１５オンスの坪量を有する請求項１６に記載の難燃性布。
【請求項１８】
請求項１７に記載の難燃性布を含んでなる難燃性衣服。
【請求項１９】
難燃性布が平方ヤード当たり５．５〜１１オンスの坪量を有する請求項１６に記載の難燃性布。
【請求項２０】
請求項１９に記載の難燃性布を含んでなる難燃性衣服。
【請求項１】
１０〜７５重量部の少なくとも１つのアラミド・ステープルファイバー、１５〜８０重量部の少なくとも１つの難燃性セルロース系ステープルファイバー、および５〜３０重量部の少なくとも１つのポリアミド・ステープルファイバーを含んでなる、ステープルファイバーの密接混合物。
【請求項２】
２０〜４０重量部の少なくとも１つのアラミド・ステープルファイバー、５０〜８０重量部の少なくとも１つの難燃性セルロース系ステープルファイバー、および１５〜２０重量部の少なくとも１つのポリアミド・ステープルファイバーがある請求項１に記載の密接混合物。
【請求項３】
少なくとも１つのアラミド・ステープルファイバーがパラ−アラミド繊維、メタ−アラミド繊維、およびそれらの混合物よりなる群から選択される請求項１に記載の密接混合物。
【請求項４】
少なくとも１つのアラミド・ステープルファイバーがパラ−アラミド繊維、メタ−アラミド繊維、およびそれらの混合物よりなる群から選択される請求項２に記載の密接混合物。
【請求項５】
少なくとも１つのアラミド・ステープルファイバーがポリ（メタフェニレンイソフタルアミド）であり、そして少なくとも１つの難燃性セルロース系ステープルファイバーが難燃性レーヨンである請求項１に記載の密接混合物。
【請求項６】
少なくとも１つのアラミド・ステープルファイバーがポリ（メタフェニレンイソフタルアミド）であり、そして少なくとも１つの難燃性セルロース系ステープルファイバーが難燃性レーヨンである請求項２に記載の密接混合物。
【請求項７】
少なくとも１つのアラミド・ステープルファイバーがポリ（メタフェニレンイソフタルアミド）であり、そして少なくとも１つの難燃性セルロース系ステープルファイバーがセルロース支持構造中にポリケイ酸の形で二酸化ケイ素を含んでなり、そしてセルロース支持構造中のポリケイ酸の形での二酸化ケイ素が密接混合物の４０重量パーセント以下の量で存在する請求項１に記載の密接混合物。
【請求項８】
少なくとも１つのアラミド・ステープルファイバーがポリ（メタフェニレンイソフタルアミド）であり、そして少なくとも１つの難燃性セルロース系ステープルファイバーがセルロース支持構造中にポリケイ酸の形で二酸化ケイ素を含んでなり、そしてセルロース支持構造中のポリケイ酸の形での二酸化ケイ素が密接混合物の４０重量パーセント以下の量で存在する請求項２に記載の密接混合物。
【請求項９】
請求項１に記載の密接混合物を含んでなる糸。
【請求項１０】
請求項９に記載の糸を含んでなる難燃性布。
【請求項１１】
難燃性布が平方ヤード当たり４〜１５オンスの坪量を有する請求項１０に記載の難燃性布。
【請求項１２】
請求項１１に記載の難燃性布を含んでなる難燃性衣服。
【請求項１３】
難燃性布が平方ヤード当たり５．５〜１１オンスの坪量を有する請求項１０に記載の難燃性布。
【請求項１４】
請求項１３に記載の難燃性布を含んでなる難燃性衣服。
【請求項１５】
請求項５に記載の密接混合物を含んでなる糸。
【請求項１６】
請求項１５に記載の糸を含んでなる難燃性布。
【請求項１７】
難燃性布が平方ヤード当たり４〜１５オンスの坪量を有する請求項１６に記載の難燃性布。
【請求項１８】
請求項１７に記載の難燃性布を含んでなる難燃性衣服。
【請求項１９】
難燃性布が平方ヤード当たり５．５〜１１オンスの坪量を有する請求項１６に記載の難燃性布。
【請求項２０】
請求項１９に記載の難燃性布を含んでなる難燃性衣服。
【公表番号】特表２００７−５００８０３（Ｐ２００７−５００８０３Ａ）
【公表日】平成１９年１月１８日（２００７．１．１８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−５２２０５６（Ｐ２００６−５２２０５６）
【出願日】平成１６年７月２８日（２００４．７．２８）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＵＳ２００４／０２４４６２
【国際公開番号】ＷＯ２００５／０１９５１２
【国際公開日】平成１７年３月３日（２００５．３．３）
【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１月１８日（２００７．１．１８）
【国際特許分類】
【出願日】平成１６年７月２８日（２００４．７．２８）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＵＳ２００４／０２４４６２
【国際公開番号】ＷＯ２００５／０１９５１２
【国際公開日】平成１７年３月３日（２００５．３．３）
【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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