(57)【要約】【課題】軽量でありながら遮熱性に優れた耐熱性布帛の製造に適した難燃糸条用混紡糸、耐熱布帛及びそれらの製造方法を提供すること。【解決手段】難燃繊維と易溶解性繊維からなり、易溶解性繊維が難燃繊維より沸水収縮率が高い難燃糸条用混紡糸。及びその混紡糸を含む布帛を収縮し、次いで易溶解性繊維を溶解除去することを特徴とする耐熱布帛の製造方法。本発明の耐熱性布帛は、中心部分の繊維密度が、周辺部分の繊維密度よりも小である難燃糸条を含むことを特徴とする。【選択図】  なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
難燃繊維と易溶解性繊維からなる混紡糸であって、易溶解性繊維が難燃繊維より沸水収縮率が高いことを特徴とする難燃糸条用混紡糸。
【請求項２】
難燃繊維が短繊維である請求項１記載の難燃糸条用混紡糸。
【請求項３】
難燃繊維が有機繊維である請求項１または２記載の難燃糸条用混紡糸。
【請求項４】
易溶解性繊維がアクリル繊維またはポリエステル繊維である請求項１〜３のいずれか１項記載の難燃糸条用混紡糸。
【請求項５】
易溶解性繊維の沸水収縮率が２０〜６０％の範囲にある請求項１〜４のいずれか１項記載の難燃糸条用混紡糸。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれか１項記載の難燃糸条用混紡糸を収縮処理し、次いで易溶解性繊維を溶解除去することを特徴とする難燃糸条の製造方法。
【請求項７】
請求項１〜５のいずれか１項記載の難燃糸条用混紡糸を含む布帛を収縮処理し、次いで易溶解性繊維を溶解除去することを特徴とする耐熱性布帛の製造方法。
【請求項８】
中心部分の繊維密度が、周辺部分の繊維密度よりも小である難燃糸条を含むことを特徴とする耐熱性布帛。
【請求項９】
請求項８記載の耐熱性布帛を用いることを特徴とする耐熱性防護服。
【請求項１０】
耐熱性防護服が多層構造であり、その表地層が耐熱性布帛である請求項９記載の耐熱性防護服。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は難燃糸条用混紡糸、耐熱性布帛およびそれらの製造方法に関し、特に遮熱性に優れ、かつ軽量で柔軟な耐熱性布帛の製造に適した混紡糸に関する。
【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、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、ポリイミド、ポリベンズイミダゾール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当たっては、熱伝導を遅延させるために、防護服内に大量の空気層を作ることが有用となる。しかしながら、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を防護服として用いる場合、アルミニウムは熱伝導率が高く、伝導熱に関しては不利であるばかりか、低比重の金属であるとはいえ有機繊維よりは比重が高く、重量が非常に重くなるので、空気層を作るために最も有用である積層構造を形成することが困難であるとの問題があった。さらに表面にコーティング等の加工をした場合には、透湿性が得られず、その着心地も劣悪なものであった。
【０００４】
そこで特開２００２−１１５１０６号公報では、難燃性の有機繊維からなる表地層・透湿防水層・遮熱層の３層を有する耐熱性防護服であって、遮熱層に空気含有量が大きい織編物を用いる耐熱性防護服が提案されている。しかし、その表地層に用いられている布帛は、防炎性こそ優れるものの遮熱性、特に軽量化と遮熱性の両立に関してはまだ不充分なものであった。
【０００５】
【特許文献１】
特開２００２−１１５１０６号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、前記のような問題点を解決し、軽量でありながら遮熱性に優れた耐熱性布帛の製造に適した難燃糸条用混紡糸、耐熱布帛及びそれらの製造方法を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明の難燃糸条用混紡糸は、難燃繊維と易溶解性繊維からなる混紡糸であって、易溶解性繊維が難燃繊維より沸水収縮率が高いことを特徴とする。さらには難燃繊維が短繊維であることや、有機繊維であることが好ましい。
【０００８】
また、本発明の耐熱性布帛の製造方法は、上記本発明の難燃糸条用混紡糸を含む布帛を収縮し、次いで易溶解性繊維を溶解除去することを特徴とし、本発明の耐熱性布帛は、中心部分の繊維密度が、周辺部分の繊維密度よりも小である難燃糸条を含むことを特徴とする。そして本発明の耐熱性防護服は、本発明の耐熱性布帛を用いるものである。
【０００９】
【発明の実施の形態】
本発明の難燃糸条用混紡糸は、難燃繊維と、易溶解性繊維からなる紡績糸であって、易溶解性繊維が難燃繊維より沸水収縮率が高い混紡糸である。更に好ましくは、易溶解性繊維が難燃繊維に比べて１０〜８０％、もっとも好ましくは２０〜６０％収縮する繊維である。ここで重要なのは収縮率の差であって、例えば難燃繊維が伸長し、易溶解性繊維が収縮する場合でも良い。ここで沸水収縮率とは、ＪＩＳ L １０１５の条件である９８〜１００℃３０分の沸水処理後に収縮率を測定したものである。
【００１０】
本発明で用いる難燃繊維は、環境問題や動きやすさの観点から、有機繊維であることが好ましい。また、難燃繊維よりもさらに熱に強い耐熱性繊維であることがもっとも好ましい。そのような耐熱性繊維としては例えば、アラミド繊維、ポリベンゾイミダゾール繊維、ポリイミド繊維、ポリアミドイミド繊維、ポリエーテルイミド繊維、ポリアリレート繊維、ポリパラフェニレンベンゾビスオキサゾール繊維、ノボロイド繊維などが挙げられ、難燃繊維としては上記の耐熱性繊維に加えて、難燃アクリル繊維、ポリクラール繊維、難燃ポリエステル繊維、難燃綿繊維、難燃ウール繊維等を挙げる事ができ、これらの繊維を混合して用いることも好ましい。
【００１１】
中でもアラミド繊維が難燃繊維としては好ましく、特に優れたＬＯＩ値を有するメタ系アラミド繊維であるポリメタフェニレンイソフタルアミドを用いることが有用である。さらには、織物強度を向上させる目的でパラ系のアラミド繊維、すなわち、ポリパラフェニレンテレフタルアミド、あるいは、これに第３成分を共重合した繊維を混合させることがより好ましい。ポリパラフェニレンテレフタルアミド共重合体の一例としては、例えば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を挙げることができる。
【００１２】
好ましいメタ系アラミド繊維に対するパラ系アラミド繊維の混合比率としては、５重量％以上を占めることが好ましく、さらに該混合比率は、６０重量％以下にすることが好ましい。パラ系アラミド繊維の混合比率が、５重量％未満では、炎を受けた時に布帛が収縮するおそれがあり、また、６０重量％を超えると、パラ系アラミド繊維がフィブリルを起こしやすくなるので好ましくない。
【００１３】
この難燃繊維は、長繊維であっても構わないが、風合や嵩高性に有利な短繊維からなる紡績糸であることがより好ましい。さらに短繊維である場合には、異種デニ−ル、異種繊維長、異種収縮性等の繊維を混紡したものであっても良い。このような短繊維の繊度としては０．１〜１１．０ｄｔｅｘ、平均繊維長２５〜８０ｍｍ、の範囲にあることが好ましい。また、沸水収縮率としては０〜５％であることが好ましい。
【００１４】
また、本発明で用いる易溶解性繊維としてはアルカリや溶剤に対して易溶解性の繊維であるが、例えば易アルカリ溶解繊維としては易アルカリ溶解性ポリエステル系繊維や易アルカリ性アクリル系繊維などがあり、好ましくはスルホン基等のアニオン基を導入した変性ポリエステルである易アルカリ溶解性ポリエステル繊維などである。より具体的には５−Ｎａスルホイソフタル酸などの金属スルホネート基を有するイソフタル酸成分をポリエステル主鎖中に好ましくは２〜５モル％共重合させたものなどが工業的に利用しやすい。
【００１５】
この易溶解性繊維は、風合や嵩高性の向上に有利な短繊維であることが好ましい。繊度としては０．１〜１１．０ｄｔｅｘが好ましく、さらに短繊維である場合には、平均繊維長２５〜８０ｍｍの範囲にあることが好ましい。また、沸水収縮率としては２０〜６０％であることが好ましい。
【００１６】
本発明の中空状紡績糸は、上記の難燃繊維と易溶解性繊維からなるものであるが、全繊維中の易溶解性繊維の比率は１０〜８０重量％であることが好ましく、さらには１０〜６０重量％であることが好ましい。また、さらには難燃繊維と易溶解性繊維がともに短繊維である紡績糸であることが好ましい。
【００１７】
これらの繊維の種類と形態を選択することによって、炎に接した際に溶融状態になることを防ぎ、火傷の発生を防ぐことや、耐薬品性を付与することができる。
【００１８】
またもう一つの本発明である難燃糸条の製造方法は、上記本発明の難燃繊維糸条用混紡糸を収縮処理し、次いで易溶解性繊維を溶解除去する方法である。さらに、収縮処理や溶解除去処理は、布帛とした後に実施することが好ましく、別の本発明の耐熱性布帛の製造方法は、上記の本発明の混紡糸を含む布帛を収縮し、次いで易溶解性繊維を溶解除去する方法である。さらに本発明の混紡糸を含む量は、少なくとも３０％以上、好ましくは４０〜１００％であるが、全量であることがもっとも好ましい。特に本発明の混紡糸に収縮率の異なる糸条が混合された場合には、布帛の表面密度が低下し表面の防炎性が低下する傾向にある。
【００１９】
本発明の布帛の形態は特に限定されるものではなく、織物、編物等目的、用途により適宜選択すればよいが、形態安定性の点からは織物とするのが好ましい。さらに綾織とすることで、風合いと遮熱性を高いレベルで両立させることができ、リップ構造の織物とすることで、強度を保ったままで軽量とすることができるため好ましい。そのように布帛を構成した後に、収縮処理、易溶解性繊維の溶解除去処理を行うことにより優れた耐熱性布帛を得ることができる。収縮処理と易溶解処理が同時の場合には、易溶解性繊維が混紡糸の中心部に移動しにくい傾向にあるため、別工程であることが好ましい。
【００２０】
収縮工程としては熱水収縮処理が好ましく、例えば９０〜１２０℃、１０〜６０分の沸水処理などが好ましい。この収縮処理により布帛に用いられた中空状紡績糸中で易溶解性繊維が中心部に主に分布し、難燃繊維が紡績糸の周辺部に分布するようになる。
【００２１】
次に易溶解性繊維を溶解除去するが、易溶解処理としては、アルカリ溶解処理、溶剤処理等が好ましい。より具体的に除去方法について述べると、例えば、溶解性繊維が易アルカリ溶解性ポリエステル繊維の場合には、アルカリ処理に用いるアルカリ水溶液は０．１〜３０重量％のアルカリ濃度が好ましく、アルカリとしては、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム等の強アルカリが好ましい。処理時間は温度にもよるが０．５〜２時間であることが好ましく、温度は常温〜１００℃、さらには８０〜１００℃の範囲であることが好ましい。
【００２２】
このようにして得られた本発明の耐熱性布帛は、中心部分の繊維密度が、周辺部分の繊維密度よりも小である難燃糸条を含む布帛である。ここで中心部分の繊維密度とは、糸条断面の写真を撮り、その最外周部に存在する単繊維を結んだ線を外周とし、径の中心１／２に存在する繊維断面の総面積から算出、周辺部分の繊維密度とは、径の中心１／２以外の部分に存在する繊維断面の総面積から算出するものである。さらに好ましくは、中心部分の繊維密度が、周辺部分の繊維密度の１０〜８０％であることが好ましい。
【００２３】
本発明の耐熱性布帛では、布帛内部に流動しにくい空気の層を含み、耐熱性繊維が高温でも形態を保持するため、軽量、さらには透湿性があるにもかかわらず遮熱性に優れた布帛となる。さらにアラミド繊維のように熱によって炭化するような繊維の場合、溶融が起こらず内部の空気層はそのまま保持されるために更に効果が増大する。
【００２４】
また、本発明の耐熱性布帛を用いることにより、耐熱性、軽量性、遮熱性の性能を兼ね備えた着用感に優れた耐熱性防護服を得ることができる。
【００２５】
さらに好ましくは、耐熱性防護服としては多層構造のものであることが好ましい。多層構造としては、例えば表地層層、中間層、遮熱層の３層をこの順序に重ね合わせた３層構造等が挙げられ、防炎性と遮熱性に優れた本発明の耐熱布帛を表地層に用いたものが特に好ましい。
【００２６】
多層構造である場合、中間層としては、透湿防水性を有するものであることが好ましく、アラミド繊維からなる布帛に透湿防水性の薄膜フィルムを積層したものがもっとも好ましく用いられる。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からなる織布を用い、該織布に透湿防水性のある例えばポリテトラフルオロエチレンからなる薄膜フィルムをラミネート加工したものが最適に例示される。このような中間層の挿入により、透湿防水性や耐薬品性が向上し、着用者の汗の蒸散を促進するので、着用者のヒートストレスを減少することができる。
【００２７】
また、多層構造の遮熱層としては、空気量を多く含む織編物を使用することが有効であり、このような布帛により熱伝導性の低い空気を多く含んだ層を形成することができる。防炎性はあまり必要でないために単なる嵩高布帛であってもこの目的は達成されるが、さらに好ましくは構成繊維として本発明の中空紡績糸を含有する織編物に、収縮、溶解除去処理を行ったものである。織編物の目付としては、５０〜４００ｇ／ｍ2の範囲で形成したものが好ましく例示される。
【００２８】
例えば遮熱層としては、１３０℃、２０分処理後の湿熱収縮率が０．５〜５％である紡績糸またはフィラメント糸と、処理後の湿熱収縮率が２０〜６０％である紡績糸またはフィラメント糸とを交互に緯糸に配した後、リラックス処理することにより、膨らみを持たせたピッケ織物が、織物表面の凸凹によって空気体積が向上するため好ましい。このとき、１３０℃、２０分処理後の湿熱収縮率が０．５〜５％である紡績糸またはフィラメント糸の代わりに、収縮率の高い易溶解性繊維を用いた本発明の難燃糸条用混紡糸を一部あるいは全量用いることによってさらに遮熱性の優れた耐熱防護服とすることができる。
【００２９】
このような、本発明の耐熱防護服は、表地層、中間層、遮熱層の各層の合計目付が３００〜５００ｇ／ｍ2と小さい場合でも、ＩＳＯ９１５１で測定される遮熱性は１４秒以上とすることができ、好ましくは１５〜２５秒の値とすることができる。すなわち目付１００ｇ／ｍ2あたり、３秒以上の、更に好ましくは３．５〜５秒の値の、軽量性・遮熱性を兼ね備えた、着用感の優れた耐熱性防火服を得ることができる。また、このように軽量であるにもかかわらず、厚さあたりの遮熱性にも優れている。
【００３０】
なお、本発明の耐熱防護服は、このような表地層、中間層、遮熱層から構成される多層構造を有するが、各層は相互に接合されている必要はなく、重ね合わして縫合したものでよい。また、該中間層と遮熱層とは、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、洗濯が簡単に出来るような構造を有するもであることも好ましい。
【００３１】
【実施例】
以下、実施例により本発明をさらに説明するが、本発明はこれらにより制限されるものではない。実施例で特段断りのない限りパーセント（％）、比率は重量％、または重量比率を示す。実施例における測定値はそれぞれ以下の方法によったものである。
【００３２】
（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。
【００３３】
（２）中心部分と周辺部分の繊維密度
ここで中心部分の繊維密度とは、糸条断面の写真を撮り、その最外周部に存在する単繊維を結んだ線を外周とし、径の中心１／２に存在する繊維断面の総面積から算出、周辺部分の繊維密度とは、径の中心１／２以外の部分に存在する繊維断面の総面積から算出する。
【００３４】
（３）防炎性
ＪＩＳ Ｌ １０９１ Ａ−１法、及び、Ａ−４法に準拠した方法による。
【００３５】
（４）耐薬品性
ＩＳＯ ６５３０に準拠した方法による。
【００３６】
（５）着用感
耐熱性布帛を着用し、特に優れているものを◎、優れているものを○、普通を△、劣っているものを×とした。
【００３７】
［実施例１］
混紡糸に用いる難燃繊維として、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、１．７デシテックス×５１ｍｍ、ＬＯＩ値＝３６、沸水収縮率０％）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、１．７デシテックス×５１ｍｍ、ＬＯＩ値＝２５、沸水収縮率０％）を用い、易溶解性繊維として、５−Ｎａスルホイソフタル酸をポリエステル主鎖に対し４．５モル共重合した易アルカリ溶解性ポリエステル繊維（沸水収縮率４０％）を準備した。混打綿工程にてポリメタフェニレンイソフタルアミド繊維と、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と、易アルカリ溶解性ポリエステル繊維との３者の混合比率が６８：７：２５の割合となるように混合し、紡績糸（番手２０／１）である混紡糸を作成した。
【００３８】
次に、上記混紡糸を撚糸して番手２０／２の糸条を作成し、この糸条を用いて経糸密度６８本／２．５４ｃｍ（インチ）に整経したものを、緯糸密度４２本／２．５４ｃｍ（インチ）打ち込んで２／１の綾織に織成した織物（目付：２８５ｇ／ｍ2）を作成した。加工工程において９５℃３０分の沸水処理し、次いでアルカリ減量（３５ｇ／Ｌの苛性ソーダで１００℃×６０分）を実施し、易溶解性ポリエステルを完全に溶解させ除去し、中心部分の繊維密度が周辺部分の繊維密度の５０％である難燃糸条を含む耐熱性布帛を作成した。得られた耐熱性布帛の織物目付けは２２０ｇ／ｍ2であった。これを耐熱性防護服の表地層とした。
【００３９】
耐熱性防護服の中間層としては、ポリメタフェニレンイソフタルアミド繊維の紡績糸（番手：４０／１）からなる織布（目付：７０ｇ／ｍ2）にポリテトラフルオロエチレン製の透湿防水性フィルム（日本ゴアテックス製）をラミネートしたものを使用した。
【００４０】
耐熱性防護服の遮熱層としては、１５０℃、２０分処理後の湿熱収縮率が１．０％の通常のポリメタフェニレンイソフタルアミド繊維（沸水収縮率０％）と易アルカリ溶解性ポリエステル繊維（沸水収縮率４０％）の二者を紡績の混打綿工程において７５：２５の割合となる様に混合した混紡糸（番手：４０／１）と、１５０℃２０分処理後の湿熱収縮率が４０％である高収縮ポリメタフェニレンイソフタルアミド繊維ある紡績糸（番手：４０／１）とを緯糸に交互に配した緯二重織構造の織物を作製し、加工工程において、アルカリ減量する事によりポリエステル繊維を除去した後、リラックス処理（１５０℃×２０分）で湿熱収縮率の差を利用して膨らみを持たせた、厚さ１．３ｍｍの軽量なピッケ織物（目付：１５０ｇ／ｍ2）を使用した。
【００４１】
上記の表地層、中間層、遮熱層を重ねて用い縫製して得られた耐熱防護服の評価結果を表１に示す。
【００４２】
［実施例２］
実施例１と同様の表地と中間層を使用し、遮熱層については１５０℃、２０分処理後の湿熱収縮率が１．０％の通常の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）と、１５０℃２０分処理後の湿熱収縮率が４０％である高収縮ポリメタフェニレンイソフタルアミド繊維である紡績糸（番手：４０／１）とを緯糸に交互に配した緯二重織構造の織物を作製し、加工工程において、リラックス処理（１５０℃×２０分）で湿熱収縮率の差を利用して膨らみを持たせた、厚さ１．１ｍｍのピッケ織物（目付：１８０ｇ／ｍ2）を使用した実施例１と同様に耐熱性防護服を得た。得られた耐熱防護服の評価結果を表１に併せて示す。
【００４３】
［実施例３］
実施例１と同様の混紡糸（番手２０／１）を用い、撚糸して番手２０／２を作成し、この紡績糸を用いて経糸密度５２本／２．５４ｃｍ（インチ）に整経したものを、緯糸密度４４本／２．５４ｃｍ（インチ）の平織組織に打ち込み、経・緯共５．５ｍｍ間隔で２０／２の紡績糸を２本引き揃えて、平織組織のリップ構造の織物（目付：２４０ｇ／ｍ2）を作成した。加工工程において９５℃３０分の沸水処理し、その後アルカリ減量（３５ｇ／Ｌの苛性ソーダで１００℃×６０分）を実施し、易溶解性ポリエステルを完全に溶解させ除去し、中心部分の繊維密度が周辺部分の繊維密度の５０％である難燃糸条を含む耐熱性布帛を作成した。得られた耐熱性布帛の織物目付けは１９０ｇ／ｍ2であった。
【００４４】
上記の耐熱性布帛を表地層とし、中間層と遮熱層は実施例１と同様の物を使用し、実施例１と同様に耐熱性防護服を得た。得られた耐熱防護服の評価結果を表１に併せて示す。
【００４５】
［比較例１］
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となるように混合した耐熱繊維からなる紡績糸（番手２０／２）を作成した。次いでこの紡績糸を綾織に織成した織物（目付け：２８０ｇ／ｍ2）とした。
【００４６】
この布帛を耐熱性防護服の表地層とし、中間層と遮熱層は実施例２と同様に作成した物を使用し、実施例１と同様に耐熱性防護服を得た。得られた耐熱防護服の評価結果を表１に併せて示す。
【００４７】
［比較例２］
比較例１と同じく、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）との混合比率が９０：１０である耐熱繊維からなる紡績糸（番手２０／２）を作成した。次いでこの紡績糸を用いて経糸密度５２本／２．５４ｃｍ（インチ）に整経したものを、緯糸密度４４本／２．５４ｃｍ（インチ）の平織組織に打ち込み、経・緯共５．５ｍｍ間隔で２０／２の紡績糸を２本引き揃えて、平織組織のリップ構造の織物（目付：２４０ｇ／ｍ2）を作成した。
【００４８】
この布帛を耐熱性防護服の表地層とし、中間層と遮熱層は比較例１と同様の物を使用し、実施例１と同様に耐熱性防護服を得た。得られた耐熱防護服の評価結果を表１に併せて示す。
【００４９】
【表１】
2004197233.tif 000002
【００５０】
【発明の効果】
本発明によれば、軽量でありながら遮熱性に優れた耐熱性布帛の製造に適した難燃糸条用混紡糸、耐熱布帛及びそれらの製造方法を提供することができる。