JP4333217B2

JP4333217B2 - 防護材および防護衣

Info

Publication number: JP4333217B2
Application number: JP2003141524A
Authority: JP
Inventors: 淑次森脇; 有希二ノ宮; 直樹今枝
Original assignee: Toray Industries Inc
Current assignee: Toray Industries Inc
Priority date: 2003-05-20
Filing date: 2003-05-20
Publication date: 2009-09-16
Anticipated expiration: 2023-05-20
Also published as: JP2004347143A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、防護材に関するものであり、さらに詳しくは刃物等に対して優れた防護性能を有する防護材および防護衣に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、防護衣としては、アイスピック、バタフライナイフ、出刃包丁のような鋭利な刃物から身を護るためには、鉄板、ステンレス板、チタン板などの金属板、ポリカーボネート樹脂、ナイロン樹脂などの特殊樹脂板、および高強力繊維を用いた布帛から構成された防刃衣が提案されている。例えば、小片の金属板あるいは特殊樹脂板を組み合わせた構造のものを制服の一部に用いた防刃服が開示されている（例えば、特許文献１参照。）。しかしながら、金属板や樹脂板を用いたものは、防刃性は認められるが、柔軟性、着用性の面に問題があった。また、高張力金属細線と高張力合成繊維を組み合わせて製織した防護衣（例えば、特許文献２参照。）、高強度・高弾性繊維織物と不織布層を設けた防護具（例えば、特許文献３参照。）が提案されている。これらについては、柔軟性の面ではかなりの向上が認められるが、防刃性、特に鋭利な刃物に対する耐突き刺し性や耐切創性が十分でないのが実状である。
【０００３】
【特許文献１】
特開昭６４−４６５９４号公報
【０００４】
【特許文献２】
特開平０５−０９９５９６号公報
【０００５】
【特許文献３】
特開平０６−１２８４２１号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、かかる従来技術の欠点に鑑み、アイスピックや出刃包丁のような鋭利な刃物に対し優れた防護性能を有するとともに、柔軟性および着用性にも優れた防護材および防護衣を提供せんとするものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記目的を達成するために、次のような構成を有する。すなわち、本発明の防護材は、高強力を積層してなる積層構造物を有する防護材であって、高強力織物を構成する繊維が、パラ系芳香族ポリアミド繊維で単糸強度が２０ｃN／ｄｔｅｘ以上、単糸伸度が５％以下であり、かつ、積層構造物は、下記要件を同時に満足する少なくとも２種のパラ系芳香族ポリアミド繊維で構成された高強力を有していることを特徴とする。
【０００８】
１１０≦Ｄ_A≦５５０
０．０５≦Ｄ_A／Ｄ_B≦０．５
Ｄ_A：織物Ａの繊度（ｄｔｅｘ）
Ｄ_B：織物Ｂの繊度（ｄｔｅｘ）
【０００９】
【発明の実施の形態】
本発明における高強力織物とは、芳香族ポリアミド繊維、芳香族ポリエステル繊維、高分子量ポリエチレン繊維、ポリパラフェニレンベンゾビスオキサゾール繊維、高強度ポリビニールアルコール繊維などから構成された織物を挙げることができる。織組織としては、薄さ、目ずれ等の面で平織組織が好ましく用いられる。また、これらの中でも刃物に対する防護性、耐熱性の面からパラ系芳香族ポリアミド繊維からなる織物が好ましく用いられる。パラ系芳香族ポリアミド繊維としては、モノマーとしてパラフェニレンジアミンとテレフタル酸ジクロライド、ジアミノジフェニルエーテルなどを用いて重合し、紡糸形成した繊維であり、例えばポリパラフェニレンテレフタルアミドからなる繊維、コポリパラフェニレン３，４−ジフェニレンエーテルテレフタルアミド繊維がある。
【００１０】
かかる高強力織物を構成する繊維の単糸強度は２０ｃＮ／ｄｔｅｘ以上、単糸伸度は５％以下であり、単糸強度が２０ｃＮ／ｄｔｅｘ未満であると刃物等に対する防護性が低下し、また伸度が５％を超えると、外力により目ずれが生じて間隙部が出現しやすくなり防護性、特に耐突き刺し性が損なわれる。とくに、伸度は２〜４％の範囲内にあるものが好ましく用いられる。単糸強度は、大きいほど好ましいが、４０ｃＮ／ｄｔｅｘ以下程度であるものが実用的に使用することができる。
【００１１】
また、本発明は、繊度の異なった高強力織物からなる積層構造物であって、少なくとも２種の織物の繊度が下記要件を同時に満足する必要がある。ここで言う繊度とは、織物を構成する繊維の総繊度を意味する。
【００１２】
１１０≦Ｄ_A≦５５０
０．０５≦Ｄ_A／Ｄ_B≦０．５
Ｄ_A：織物Ａの繊度（ｄｔｅｘ）
Ｄ_B：織物Ｂの繊度（ｄｔｅｘ）
すなわち、一種の織物Ａの繊度（Ｄ_A）は、１１０≦Ｄ_A≦５５０の範囲内にあることが必要である。この範囲内の繊度を有する織物は、糸条間の緻密性に優れ、また織交点部の目合い部が小さく、防護性、特に耐突き刺し性に優れる。一方、１１０ｄｔｅｘ未満では、糸条間の緻密性は優れるが、強力が不足し、防護性に劣り、また５５０を超えると糸条間の緻密性が劣り、また織交点部の目合い部が大きくなり、防護性、特に耐突き刺し性に劣り好ましくない。
【００１３】
また、他の織物Ｂの繊度（Ｄ_B）は、織物Ａの繊度（Ｄ_A）と次の関係にある。つまり、２種の織物の繊度の比率（Ｄ_A／Ｄ_B）は、０．０５≦Ｄ_A／Ｄ_B≦０．５の範囲内であることが必要である。０．０５未満でも、０．５を超えても本発明の効果は得られない。繊度の比率（Ｄ_A／Ｄ_B）が、０．０５未満の積層構造物からなる防護材は、耐突き刺し性が劣り、０．５を超える防護材は、刃物に対する切創性が劣り、これらの繊度比率の積層構造物からなる防護材は、耐突き刺し性および耐切創性の防護特性を同時に満足したものは得られない。織物Ｂとしては、刃物に対する耐切創性の面から繊度が８８０〜３３００ｄｔｅｘの範囲内の織物であることが好ましい。
【００１４】
さらに、織物の緻密度を表わすカバーファクターが、１８００〜２４００の範囲内にあることが防護性に優れる。また、織物の経糸と緯糸の繊度差は、１０％以下であることが耐突き刺し性、耐切創性の面から好ましい。
なお、カバーファクターは、次のように求められる。
【００１５】
カバーファクター（ＣＦ）＝Ｄ₁ ^1/2×Ｎ₁＋Ｄ₂ ^1/2×Ｎ₂
Ｄ₁，Ｄ₂：経糸および緯糸の総繊度（ｄｔｅｘ）
Ｎ₁，Ｎ₂：経糸および緯糸の織密度（本／２．５４ｃｍ）
１８００未満では、織交点部の目合いが大きくる傾向があり、あまり好ましくない。また、２４００を超えるように必要以上に大きくなると製織性に劣り、安定した品位のものが得らず、また織物の風合いが硬化する傾向があり好ましくない。
【００１６】
また、かかる織物の積層方法、すなわち積層順、積層交叉角、積層比率および積層枚数などは、特に制約する必要はないが、繊度（Ｄ_A）が１１０≦Ｄ_A≦５５０の範囲内にある織物が、積層構造物の重量に対して、３０％以上積層されていること、繊度（Ｄ_A）を有する織物が、防護材の表面側、すなわち、刃物に接触する側に積層されていること、また複数枚の積層において、それぞれを４５度ずらして積層することが、より優れた防護性を発揮する。通常、織物は１０〜５０枚積層され、防護材の厚さは、５〜２０ｍｍの範囲内が、防護性、柔軟性および着用性の面から好ましい。また、必要に応じて、柔軟性、着用性を阻害しない程度に、アルミニウム、チタン、ステンレスなどの金属および熱硬化性樹脂や熱可塑性樹脂から構成されるプラスチック等の材料も併用することもできる。例えば、金属の場合は微孔を有する薄板、または金属細線を挿入した金属含有織物を積層して用いることもできる。
【００１７】
また、かかる防護材は発泡構造体、スポンジ、ゴムなどの緩衝材からなるシートと適宜併用してもよい。
【００１８】
一方、本発明の防護衣は、かかる防護材を少なくとも前身頃部に取り付けられた防護衣であって、取り付け構造としては、防護材を袋状を有する布帛に挿入する構造、２枚の布帛間に狭持する構造、または脱着自在の構造など適宜採用することができる。布帛は軽量および通気性の面等からメッシュ状構造のものが好ましい。また、必要に応じ、面ファスナー、ファスナー、ストラップ等も適宜使用することもできる。
【００１９】
かかる防護衣としては、チョッキおよび上衣、ズボン類などが挙げられる。
【００２０】
次に本発明の防護材および防護衣を図面により説明する。図１は本発明の防護材の構成の一例を示す概略図であり、縫糸１で縫合された細繊度を有する織物２（織物Ａ）を２５枚、太繊度を有する織物３（織物Ｂ）を１０枚積層してなる防護材４（図１では積層枚数は省略）である。また、図２は防護材４を前身頃形状に裁断し、ナイロンタフタで包み縫いをした前部用防護材５である。また、図３は防護衣を構成するメッシュ状布帛からなる前身頃部６を内側から示す概略図であり、防護材を挿入するため袋状物を、縫糸１と面ファスナー７で構成したものであり、図４は本発明の防護材を挿入した防護衣８の全体を示す概略図である。
【００２１】
【実施例】
次に実施例により、本発明をさらに詳しく説明する。
【００２２】
なお、実施例中における防護特性は、刃物としてアイスピックおよび出刃包丁を用い、下記方法により評価した。
（１）単糸強度および単糸伸度
ＪＩＳＬ１０１３の８．５．１法に基づき、単糸の引張強さおよび伸び率を求めた。
（２）貫通抵抗
オートグラフ（島津製作所製）を用い、上部ロードセル部に刃物を取り付け、下方のスリットを有する鋼板上に試料を設置し、１０ｍｍ／ｍｉｎで刃物を押し下げた時の貫通する最大応力を測定した。
（３）落下衝撃試験機（大栄科学精機製）を用い、落下治具に刃物を取り付け、下方に油粘土を敷き、その上に試料を設置し、仕事量が２０ジュールとなるように荷重と高さを調整し、自然落下させた時の刃物の貫通長さを測定した。
【００２３】
実施例１
原糸強力２４．４ｃＮ／ｄｔｅｘ、伸度３．１％のパラ系芳香族ポリアミド(ポリパラフェニレンテレフタルアミド)[東レデュポン製]繊維を用い、繊度２２２ｄｔｅｘ、経密度および緯密度が共に７０本／２．５４ｃｍの平織物（カバーファクター：２０８６）を製織し、精練、乾燥したものを織物Ａとした。一方、同パラ系芳香族ポリアミド繊維を用い、繊度１１１１ｄｔｅｘ、経密度および緯密度が共に３１本／２．５４ｃｍの平織物（カバーファクター：２０６５）を製織し、精練、乾燥したものを織物Ｂとした。しかる後、それぞれの平織物を複数枚に重ね、０．１ｍ²の前身頃形状に縦刃裁断機で裁断した。次いで、織物Ａを２５枚積層、織物Ｂを１０枚積層し、ミシンにて周縁を縫合し、一体化した。織物Ａを表面側に出現させるように配列した織物積層構造物からなる防護材を２ｍｍ角の目合い（空隙部間隔）を有するナイロンメッシュ地で包み込み前身頃を縫製し、後身頃はメッシュ地のみで縫製し、前身頃と後身頃を合わせて防護チョッキを作製した。
【００２４】
このようにして得られた防護材および防護チョッキを評価し、表１に示した。表１からも判るように、実施例１の防護材は、アイスピック、出刃包丁に対する防護性に優れ、また防護チョッキは、着用性、運動性に優れていた。
【００２５】
比較例１〜４
原糸強力２４．４ｃＮ／ｄｔｅｘ、伸度６．０％のパラ系芳香族ポリアミド繊維を用いた他は、実施例１と同様に２種類の織物を作製し、防護材および防護チョッキを作製した［比較例１］。
【００２６】
一方、原糸強力１５．８ｃＮ／ｄｔｅｘ、伸度３．０％のパラ系芳香族ポリアミド繊維を用いた他は、実施例１と同様に２種類の織物を作製し、防護材および防護チョッキを作製した。［比較例２］。
【００２７】
また、実施例１と同一の平織物をそれぞれ単独に用い、織物Ａを４６枚積層した防護材を用いた防護チョッキを比較例３、織物Ｂを２２枚積層した防護材を用いた防護チョッキを比較例４とした。
【００２８】
このようにして得られた防護材および防護チョッキを実施例１と同様に評価し、表１に示した。表１からも判るように、比較例１，４の防護材は、アイスピックに対する防護性がやや劣り、比較例２，３の防護材は、出刃包丁に対する防護性が十分でなかった。
【００２９】
実施例２
原糸強力２５．２ｃＮ／ｄｔｅｘ、伸度２．８％のパラ系芳香族ポリアミド(ポリパラフェニレンテレフタルアミド)[東レデュポン製]繊維を用い、繊度４４４ｄｔｅｘ、経密度および緯密度が共に４８本／２．５４ｃｍの平織物（カバーファクター：２０２３）を製織し、精練、乾燥したものを織物Ａとした。一方、同パラ系芳香族ポリアミド繊維を用い、繊度３３３３ｄｔｅｘ、経密度および緯密度が共に１７本／２．５４ｃｍの平織物（カバーファクター：１９６２）を製織し、精練、乾燥したものを織物Ｂとした。しかる後、それぞれの平織物を複数枚に重ね、０．１ｍ²の前身頃形状に縦刃裁断機で裁断した。次いで、織物Ａを２７枚積層、織物Ｂを７枚積層し、ミシンにて周縁を縫合し、一体化した。一方、目付が１５５g/ｍ²のポリエステル織物からなる面ファスナーを備えた袋構造を有する前身頃を縫製し、その中に織物Ａを表面側に出現させるように配列した織物積層構造物からなる防護材を挿入し、後身頃は織物のみで縫製し、前身頃と後身頃を合わせて防護衣を作製した。
【００３０】
このようにして得られた防護材および防護衣を評価し、表１に示した。
表１からも判るように、実施例２の防護材は、アイスピック、出刃包丁に対する防護性に優れ、また防護衣は、着用性、運動性に優れていた。
【００３１】
比較例５
実施例２と同一のパラ系芳香族ポリアミド繊維を用い、繊度１１１１ｄｔｅｘ、経密度および緯密度が共に３１本／２．５４ｃｍの平織物（カバーファクター：２０６５）を製織し、精練、乾燥したものを織物Ａとした。一方、同パラ系芳香族ポリアミド繊維を用い、繊度３３３３ｄｔｅｘ、経密度および緯密度が共に１７本／２．５４ｃｍの平織物（カバーファクター：１９６２）を製織し、精練、乾燥したものを織物Ｂとした。しかる後、それぞれの平織物を複数枚に重ね、０．１ｍ²の前身頃形状に縦刃裁断機で裁断した。次いで、前者平織物を１２枚積層、後者平織物を７枚積層し、ミシンにて周縁を縫合し、一体化した後は、実施例２と同様に構成して、防護衣を作製した。
【００３２】
比較例６
厚さ２．５ｍｍのアルミ合金板を前身頃形状になるように４分割に打ち抜いた防護材を用い、実施例２と同様に防護衣を作製した。
【００３３】
比較例５および６で得られた防護材および防護衣を実施例１と同様に評価し、表１に示した。表１からも判るように、比較例５の防護材は、アイスピックに対する防護性が劣り、比較例６の防護衣は、着用性に問題があった。
【００３４】
実施例３
実施例２と同一の２種の平織物（織物Ａ、織物Ｂ）を前身頃形状に裁断した。次いで、織物Ａを２０枚と織物Ｂを１０枚積層する際に、織物Ａ２枚に対し、織物Ｂが１枚積層された構造になるように逐次積層する。積層後、ミシンにて周縁を縫合一体化し、防護材とした（６７９ｇｒ）。一方、実施例２と同一のポリエステル織物からなる面ファスナーを備えた袋構造を有する前身頃を縫製し、その中に、得られた防護材を織物Ａを表面側に出現させるように挿入し、後身頃は織物のみで縫製し、前身頃と後身頃を合わせて防護衣を作製した。
【００３５】
このようにして得られた防護材および防護衣を評価し、表１に示した。
表１からも判るように、実施例３の防護材は、アイスピック、出刃包丁に対する防護性に優れ、また防護衣は、着用性、運動性に優れていた。
【００３６】
【表１】

【００３７】
【発明の効果】
本発明によれば、優れた耐突き刺し性および耐切創性を有すると共に、防護材が柔軟であるため、運動性、着用性に優れた防護衣を提供することができる。また、防護材が脱着自在の構造であるため、洗濯が容易である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の防護材の構成の一例を示す概略図である。
【図２】本発明の防護材を前身頃形状に裁断し、ナイロンタフタで包み縫いをした前部用防護材の概略図である。
【図３】本発明の防護衣を構成するメッシュ状布帛からなる前身頃部６を内側から示す概略図であり、防護材を挿入するため袋状物を、縫糸と面ファスナーで構成したものである。
【図４】本発明の防護衣の全体概略図である。
【符号の説明】
１縫糸
２太繊度からなる織物
３細繊度からなる織物
４防護材
５前身頃形状の防護材
６メッシュ状布帛
７面ファスナー
８防護衣

Claims

高強力織物を積層してなる積層構造物を有する防護材であって、高強力織物を構成する繊維が、パラ系芳香族ポリアミド繊維で単糸強度が２０ｃN／ｄｔｅｘ以上、単糸伸度が５％以下であり、かつ、積層構造物は、下記要件を同時に満足する少なくとも２種のパラ系芳香族ポリアミド繊維で構成された高強力織物を有していることを特徴とする防護材。
１１０≦Ｄ_Ａ≦５５０
０．０５≦Ｄ_Ａ／Ｄ_Ｂ≦０．５
Ｄ_Ａ：織物Ａの繊度（ｄｔｅｘ）
Ｄ_Ｂ：織物Ｂの繊度（ｄｔｅｘ）
高強力織物のカバーファクターが１８００〜２４００の範囲内にある、請求項１に記載の防護材。
繊度Ｄ_Ａを有する織物が、積層構造物の重量に対して、３０％以上積層されている、請求項１または２に記載の防護材。
積層構造物の厚さが、５〜２０ｍｍである、請求項１〜３のいずれかに記載の防護材。
繊度Ｄ_Ａを有する織物が、表面側に出現するように積層されている、請求項１〜４のいずれかに記載の防護材。
高強力織物が平織物である、請求項１〜５のいずれかに記載の防護材。
請求項１〜６のいずれかに記載の防護材が、少なくとも前身頃部に取り付けられていることを特徴とする防護衣。
防護材が、袋状の布帛に挿入されて取り付けられている、請求項７に記載の防護衣。
防護材が、脱着自在な構造で布帛に取り付けられている、請求項７または８に記載の防護衣。
布帛が、メッシュ状物である、請求項８または９に記載の防護衣。