JP2019508598A - 改善された難燃性熱ライナーおよびそれを用いて作製された衣類 - Google Patents

Abstract

本発明の諸実施形態は、熱ライナーに使用される比較的嵩高な不織断熱材を、薄く軽量の可撓性フィルムに置き換え、この可撓性フィルムは、ＴＰＰ性能を維持または改善しながらも、熱ライナーの厚さを低減させ可撓性を向上させることにより、着用者の快適さを高める。さらに、熱ライナーに組み込まれるフィルムは、ＴＰＰ性能の実現がＴＨＬ性能を犠牲にすることがないように、空気透過性かつ蒸気透過性であり得る。むしろ、本明細書において想定される熱ライナーの諸実施形態を組み込んだ衣類のＴＨＬ性能は、従前の熱ライナーを用いて形成された衣類より改善されないとしても、それに匹敵する。

Description

関連出願の相互参照
本出願は、2016年1月14日出願の「Improved Flame Resistant Thermal Liner」と題する米国仮特許出願第62/278,865号に基づく利益を主張するものであり、参照により米国仮特許出願第62/278,865号全体が本明細書に組み込まれる。

分野
本発明の諸実施形態は、改善された熱ライナーおよびかかるライナーを組み込んだ防護衣類に関する。

防護衣類は、着用者が経験し得る危険な環境条件から着用者を防護するように設計されている。そのような衣類には、消防士および他の救急隊員、工業および電気関連の労働者、ならびに軍関係者によって着用されるように設計されたものが含まれる。

こうした衣類が危険な状況において着用者を十分に防護することを確実にするために、かかる衣類（またはかかる衣類の構成層もしくは部品）の性能を定める規格が公布されている。例えば、ＮＦＰＡ ２１１２（２０１２年版、この参照により本明細書に組み込まれる）は、突発的な火事から防護する工業労働者の衣類の要求性能を定める。Ｎａｔｉｏｎａｌ Ｆｉｒｅ Ｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎ Ａｓｓｏｃｉａｔｉｏｎ １９７１：Ｓｔａｎｄａｒｄ ｏｎ Ｐｒｏｔｅｃｔｉｖｅ Ｅｎｓｅｍｂｌｅｓ ｆｏｒ Ｓｔｒｕｃｔｕｒａｌ Ｆｉｒｅ Ｆｉｇｈｔｉｎｇ ａｎｄ Ｐｒｏｘｉｍｉｔｙ Ｆｉｒｅ Ｆｉｇｈｔｉｎｇ（２０１３年版、この参照により本明細書に組み込まれる）（以降「ＮＦＰＡ １９７１」）は、消防士衣類の要求性能を定める。

消防士のターンアウトギアなどの構造的な消防士の衣類は、典型的には、そろいのコートおよびズボンからなり、主に着用者が深刻な熱傷を負うことを防止するように設計されている。ＮＦＰＡ １９７１に適合したターンアウトギアまたは衣類１０は、典型的には、アウターシェル１２、中間水分バリア１４、および熱ライナー２０という３つの層を含む（図１および図２に示されるとおり）。アウターシェル１２は通常、難燃性繊維から作製された織物生地であり、消防士の防御の第一線とみなされる。これは、火炎に耐えるべきであるだけでなく、平常の消火活動中の断裂、摩耗、またはかぎ裂きが起こらないように丈夫で耐久性がある必要がある。

水分バリア１４は、同様に難燃性であり、水、有害な化学物質、細菌、および体液がターンアウトギアに浸透して着用者に影響を与えることを防ぐために存在する。水分バリア１４は、例として延伸ポリテトラフルオロエチレン（「ｅＰＴＦＥ」：ｅｘｐａｎｄｅｄ ｐｏｌｙｔｅｔｒａｆｌｕｏｒｏｅｔｈｙｌｅｎｅ）、ポリウレタン、またはこれらの組み合わせの層といった水不透過性材料層１８に積層された、不織または織物の難燃性生地１６から構成されていてもよい。

熱ライナー２０は難燃性であり、衣類一式によりもたらされる熱防護の大部分を提供する。従前の熱ライナーは、軽量のフェイスクロス２４にキルティングされている難燃性断熱材の詰め物２２からなり、フェイスクロスもまた難燃性繊維で作製されている。フェイスクロス２４は、通常は、クロスオーバーまたは金網パターンで詰め物２２にキルティングされる。熱ライナー２０は消防士の衣類の最内層であり、典型的にはフェイスクロス２４が着用者に面している。

熱ライナーの詰め物２２は、不織生地の単一層であってもよいが、より典型的には、複数の不織布層から形成されている。例えば、多くの熱ライナーで使用される不織生地は、１．５オンス／平方ヤード（「ｏｓｙ」：ｏｕｎｃｅｓ ｐｅｒ ｓｑｕａｒｅ ｙａｒｄｓ）および／または２．３ｏｓｙのスパンレース生地である。単一層が使用されるか複数層が使用されるかにかかわらず、従来の詰め物は比較的嵩高であるように設計されているが、これは、そのような特性が、空気を捕捉することにより、要求される熱防護を着用者に与えるのに必要であると考えられていたためである。

衣類生地が着用者にもたらす熱防護は、ＮＦＰＡ １９７１によって修正されたＩＳＯ １７４９２：Ｃｌｏｔｈｉｎｇ ｆｏｒ ｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎ ａｇａｉｎｓｔ ｈｅａｔ ａｎｄ ｆｌａｍｅ−Ｄｅｔｅｒｍｉｎａｔｉｏｎ ｏｆ ｈｅａｔ ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ ｏｎ ｅｘｐｏｓｕｒｅ ｔｏ ｂｏｔｈ ｆｌａｍｅ ａｎｄ ｒａｄｉａｎｔ ｈｅａｔ（２００３年、この参照により本明細書に組み込まれる）に従って生地の熱防護性能（ＴＰＰ：Ｔｈｅｒｍａｌ Ｐｒｏｔｅｃｔｉｖｅ Ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ）を決定することによって測定される。ＴＰＰ試験は、放射熱および対流熱が衣類生地の３つの層（アウターシェル、水分バリア、および熱ライナー）を通してヒトの皮膚に第２度熱傷を起こすレベルまで伝達する速度を予測する。より具体的に述べると、この試験は、所与のエネルギーレベルにおいて十分な熱が複合物を通過して第２度熱傷を起こすまでにかかる時間量を測定する。ＮＦＰＡ １９７１に適合したコートおよびズボンに関する最小限のＴＰＰ評価は、３５カロリー／ｃｍ^２である（これは、第２度熱傷が生じるまで約１７．５秒の防護に相当する）。この数字が高いほど、衣類システムの防護性が高いとみなされる。ＴＰＰ試験法は、ＮＦＰＡ １９７１の第８．１０章に十分に記載されている。

ＴＰＰは、衣類生地が着用者を熱および火炎から防護する能力の尺度であるが、これは、生地の全熱損失（ＴＨＬ：Ｔｏｔａｌ Ｈｅａｔ Ｌｏｓｓ）とバランスがとれていなければならない。ＴＨＬは、衣類生地が生地を通して着用者から熱および水蒸気を逃がすことによって、着用者に対する熱ストレスを回避する能力を測定する。典型的に、ＴＰＰとＴＨＬとの間には、一方の性能を改善するためには他方の性能を犠牲にしなければならないという相反関係がある。

ＴＨＬを測定するために使用される試験方法は、ＮＦＰＡ １９７１によって修正されたＡＳＴＭ Ｆ １８６８−１４：Ｓｔａｎｄａｒｄ Ｔｅｓｔ Ｍｅｔｈｏｄ ｆｏｒ Ｔｈｅｒｍａｌ ａｎｄ Ｅｖａｐｏｒａｔｉｖｅ Ｒｅｓｉｓｔａｎｃｅ ｏｆ Ｃｌｏｔｈｉｎｇ Ｍａｔｅｒｉａｌｓ Ｕｓｉｎｇ ａ Ｓｗｅａｔｉｎｇ Ｈｏｔ Ｐｌａｔｅ（２００２年、この参照により本明細書に組み込まれる）に示されている。しかしながら、概して、衣類生地（アウターシェル、水分バリア、および熱ライナーからなるもの）は、気温２５℃（±０．５℃）の環境で３５℃（±０．５℃）のホットプレート上に置かれる。この試験は、湿ったものと乾いたものと両方のホットプレートを用いて行われる。ホットプレートを９８．６°Ｆに維持するのに要するエネルギー量が測定される（ワット／ｍ^２で測定）。生地は、衣類生地を通して熱が逃げることを可能にしているため、より高いＴＨＬ値は、温度を維持するためにはより多くのエネルギーをプレートに供給しなければならないことを意味する。したがって、ＴＨＬ値が高いほど生地の絶縁性は低いが、生地が着用者の熱ストレスに寄与するリスクは低くなる。ＮＦＰＡ １９７１に適合するには、２０５ワット／ｍ^２の最小ＴＨＬ値が要求される。

本特許で使用される「ｉｎｖｅｎｔｉｏｎ（発明）」、「ｔｈｅ ｉｎｖｅｎｔｉｏｎ（本発明）」、「ｔｈｉｓ ｉｎｖｅｎｔｉｏｎ（本発明）」、および「ｔｈｅ ｐｒｅｓｅｎｔ ｉｎｖｅｎｔｉｏｎ（本発明）」という用語は、本特許の主題および以下の特許請求の全てを広く指すよう意図される。これらの用語を含む記述は、本明細書に記載される主題を限定するもの、または以下の特許請求の意味もしくは範囲を限定するものと理解されてはならない。本特許が対象とする本発明の実施形態は、この概要ではなく、以下の特許請求の範囲によって定義される。この概要は、本発明の様々な態様の高レベルの要約であり、以下の「発明を実施するための形態」の節にさらに記載される概念の一部を紹介する。この概要は、特許請求される主題の主要または必須な特徴を特定することを目的とするものでもなければ、単独で使用されて特許請求される主題の範囲を決定することを目的とするものでもない。本主題は、本特許の明細書全体、全ての図面、および各請求項を参照することによって理解されるべきである。

本発明の諸実施形態は、熱ライナーに使用される比較的嵩高な不織断熱材を、薄く軽量の可撓性フィルムに置き換え、この可撓性フィルムは、ＴＰＰ性能を維持または改善しながらも、熱ライナーの厚さを低減させ可撓性を向上させることにより、着用者の快適さを高める。さらに、熱ライナーに組み込まれるフィルムは、ＴＰＰ性能の実現がＴＨＬ性能を犠牲することがないように、空気透過性かつ蒸気透過性であり得る。むしろ、本明細書において想定される熱ライナーの諸実施形態を組み込んだ衣類のＴＨＬ性能は、従前の熱ライナーを用いて形成された衣類より改善されないとしても、それに匹敵する。

次の図面を参照して、本発明の例示的な実施形態を以下に詳細に記載する。

先行技術の防護衣類の部分切り取り図である。 図１に例示された先行技術の防護衣類の一部分の分解斜視図である。 本明細書において想定される熱ライナーの一実施形態の一部分の分解図である。 図４〜１０は、表２および表４に示される性能データをグラフで示す。 図４〜１０は、表２および表４に示される性能データをグラフで示す。 図４〜１０は、表２および表４に示される性能データをグラフで示す。 図４〜１０は、表２および表４に示される性能データをグラフで示す。 図４〜１０は、表２および表４に示される性能データをグラフで示す。 図４〜１０は、表２および表４に示される性能データをグラフで示す。 図４〜１０は、表２および表４に示される性能データをグラフで示す。

法的要件を満たすため、本発明の諸実施形態の主題をここで具体的に説明するが、この説明は、特許請求の範囲を限定することを必ずしも意図するものではない。特許請求される主題は、他の方法で具体化されてもよいし、異なる要素または工程を含んでもよいし、他の既存技術または将来技術と併せて使用されてもよい。この説明は、個々の工程の順序または要素の配列が明示的に記載されている場合を除き、様々な工程または要素の間のいずれかの特定の順序または配列を暗示するものと解釈されてはならない。

本発明の諸実施形態は、熱ライナーに使用される比較的嵩高な不織断熱材を、薄く軽量の可撓性フィルムに置き換え、この可撓性フィルムは、ＴＰＰ性能を維持または改善しながらも、熱ライナーの厚さを低減させ可撓性を向上させることにより、着用者の快適さを高める。さらに、熱ライナーに組み込まれるフィルムは、ＴＰＰ性能の実現がＴＨＬ性能を犠牲にすることがないように、空気透過性かつ蒸気透過性であり得る。むしろ、本明細書において想定される熱ライナーの諸実施形態を組み込んだ衣類のＴＨＬ性能は、従前の熱ライナーを用いて形成された衣類と比べて改善するとは言わないまでも、それと匹敵する。

より具体的に述べると、熱ライナーのいくつかの実施形態は、少なくとも１層の、難燃性で薄く、空気および水蒸気透過性があり、耐水性で可撓性の絶縁材、例えばフィルムまたは膜（「フィルム層」）を、難燃性で軽量、低密度で可撓性があり、空気および水蒸気透過性の絶縁布帛または発泡構造体、例えばスパンレース／ニードルパンチまたは他の不織構造体、布帛、編物など（「布帛層」）と組み合わせた複合物として形成されている。

本明細書において使用される「空気透過性」は、空気が材料を通過または透過し得ることを意味する。本明細書において使用される「水蒸気透過性」または「蒸気透過性」は、水蒸気が材料を通過または透過し得ることを意味する。本明細書において使用される「耐水性」は、圧力を適用した際、または例えば汚損の場合のように材料の表面張力が乱された場合に、水が材料を通過し得ることを意味する。これは、水が実質的な圧力下でも材料を通過することができない「防水性」とは対照的である。

図３は、本明細書において想定される熱ライナー３０の一実施形態を示す（この複合物は、詳解を容易にするために分解して示されている）。使用において、熱ライナー３０は、図１および図２の衣類における熱ライナー２０に置き換わり得る。熱ライナー３０は、慣用の難燃性の織られたまたは編まれたフェイスクロス３２を含む。

図３の熱ライナー３０は、交互になったフィルム層３４および布帛層３６をさらに含む。図３の実施形態には２つのフィルム層３４と２つの布帛層３６とが示されているが、わずか１つのフィルム層３４と１つの布帛層３６を使用してもよいし、それぞれ３層以上を使用してもよい。同じ数のフィルム層３４および布帛層３６を使用することができるが、必ずしもその必要はない。さらに、隣接する布帛層３６同士の間に複数のフィルム層３４を設けてもよいし、その逆であってもよい（すなわち、それらは交互になっている必要はない）。さらに他の実施形態では、熱ライナー３０は、フェイスクロス３２と、１つまたは複数のフィルム層３４とを含むが、布帛層３６を欠いている。

フィルム層３４または布帛層３６のいずれが、熱ライナー３０のフェイスクロス３２に隣接して、かつ熱ライナーの反対側（すなわち、図１の衣類１０において中間水分バリア層１４に隣接した面）に露出層として配置されていてもよい。いくつかの実施形態では、フィルム層３４は、衣類生地内で中間水分バリア１４に直接隣接するように熱ライナー３０に露出していることが望ましい場合がある。しかし、繰り返すが、そのような位置付けは必須ではない。

布帛層３６は、軽量、低密度で可撓性があり、空気および水蒸気透過性の絶縁布帛または発泡構造体、例えばスパンレース、ニードルパンチ、または他の不織構造体、織物材料、編物材料などのうちの１つまたは複数であり得る。いくつかの実施形態において、布帛層３６は、スパンレースまたはニードルパンチなどだがこれらに限定されない不織生地である。熱ライナー３０内に設けられた布帛層３６の全てが同じである必要はない。むしろ、異なる布帛層３６を異なる方法において熱ライナー３０内で組み合わせてもよい。

必須ではないが、熱ライナーに従来使用されているものよりも低い重量を有する布帛層３６を使用してもよい。例えば、いくつかの実施形態において、布帛層３６は、０．３〜５．０ｏｓｙ（両端の値を含む）、０．３〜４．０ｏｓｙ（両端の値を含む）、０．３〜３．０ｏｓｙ（両端の値を含む）、０．３〜２．０ｏｓｙ（両端の値を含む）、および／または０．３〜１．０ｏｓｙ（両端の値を含む）の重量である。いくつかの実施形態において、布帛層３６は、０．５〜１．４または０．５〜１．０ｏｓｙ（両端の値を含む）の重量である。いくつかの実施形態において、布帛層３６は、０．７〜０．９ｏｓｙ（両端の値を含む）の重量である。いくつかの実施形態において、布帛層３６は、０．８〜０．９ｏｓｙ（両端の値を含む）の重量である。布帛層３６の重量は、熱ライナー３０に組み込まれた層（布帛層および／またはフィルム層）の数に依存し得る。例えば、単一の布帛層３６のみが使用される場合、布帛層の重量は、複数の布帛またはフィルム層が使用される場合よりも重いことが好ましい場合がある。さらに、熱ライナー３０に使用される異なる布帛層３６の重量は、同じであっても異なっていてもよい。

布帛層３６は、開口部を備えているか、または別様にパターン加工、テクスチャ加工などが施されていてもよいが、全ての実施形態でそうである必要はない。開口部を備えている場合、布帛層３６には、任意のサイズの開口部が任意の密度で設けられていてよい。

いくつかの実施形態において、フィルム層３４は、薄く、空気および水蒸気透過性があり、耐水性で可撓性の絶縁材から形成されている。いくつかの実施形態において、フィルム層３４は、熱気が熱ライナーシステムを通過して着用者に及ぶことに抵抗する働きをする。いくつかの実施形態において、フィルム層３４のうちの１つまたは複数は、延伸ポリテトラフルオロエチレン（「ｅＰＴＦＥ」）フィルムである。フィルム層３４は、（１）蒸気透過性、防水性、かつ空気不透過性（例えば、キャッピングされたｅＰＴＦＥ）であるか、または（２）空気透過性、蒸気透過性、かつ耐水性（例えば、キャッピングされてないｅＰＴＦＥ、ｅＶｅｎｔなど）であってもよい。

他の実施形態では、１つまたは複数のフィルム層３４は、微孔質（空気透過性、蒸気透過性、かつ耐水性）構造または分子ふるい（蒸気透過性、防水性、空気不透過性）構造を有する難燃性ウレタンから形成されていてもよい。さらに他の実施形態では、１つまたは複数のフィルム層３４は、ｅＰＴＦＥと、限定されないが上述のものなどのウレタン材料との組み合わせから形成されていてもよい。さらに、熱ライナー３０内に設けられたフィルム層３４の全てが同じである必要はない。むしろ、異なるフィルム層３４を異なる方法において熱ライナー３０内で組み合わせてもよい。

フィルム層３４はいかなる重量であってもよいが、好ましくは軽量で、０．３から２．０ｏｓｙの間（両端の値を含む）、０．３から１．５ｏｓｙの間（両端の値を含む）、および０．５から１．２ｏｓｙの間（両端の値を含む）の重量である。フィルム層３４の重量は、熱ライナー３０に組み込まれた層（布帛層および／またはフィルム層）の数に依存し得る。例えば、単一のフィルム層３４のみが使用される場合、フィルム層の重量は、複数のフィルム／布帛層が使用される場合よりも重いことが好ましい場合がある。さらに、熱ライナー３０に使用される異なるフィルム層３４の重量は、同じであっても異なっていてもよい。いくつかの具体的かつ非限定的な実施形態では、フィルム層３４は、１．２ｏｓｙ以下の重量である。

フェイスクロス３２、フィルム層３４、および布帛層３６は、好ましくは、熱ライナー３０に組み込まれると、適用可能なＮＦＰＡ １９７１要件の全てに熱ライナー３０が適合することを可能にする材料（難燃性材料を含むが、これに限定されない）から形成されており、この要件は、全体が参照により本明細書に組み込まれるＡＳＴＭ Ｄ ６４１３：Ｓｔａｎｄａｒｄ Ｔｅｓｔ Ｍｅｔｈｏｄ ｆｏｒ Ｆｌａｍｅ Ｒｅｓｉｓｔａｎｃｅ ｏｆ Ｔｅｘｔｉｌｅｓ（２０１５年）に示されている試験方法に従って熱ライナーを試験した場合に４インチ（以下）の炭化長および２秒（以下）の残炎時間を有するという熱防護要件を含むが、これに限定されない。

炭化長および残炎時間を試験するためには、生地標本を１２秒間にわたって火炎の上に垂直に吊るす。生地は２秒以内に自己消火しなければならない（すなわち、２秒以下の残炎時間を有していなければならない）。生地が自己消火した後、特定量の重りを生地に取り付け、重りが生地から吊るされるように生地を持ち上げる。生地は、典型的には生地の炭化した部分に沿って断裂する。断裂の長さ（すなわち、炭化長）は、生地の機械／経糸（ｗａｒｐ）方向および幅（ｃｒｏｓｓ−ｍａｃｈｉｎｅ）／緯糸（ｗｅｆｔ）方向の両方で試験を行った場合に４インチ以下でなければならない。典型的には、生地サンプルは、洗浄前（したがって、仕上げ過程から残留した、また可燃性の場合が多い化学物質が、生地に未だ含まれているとき）と、ある特定回数の洗濯（ＮＦＰＡ １９７１では５回の洗濯）の後との両方で、法的適合性について試験される。

フェイスクロス３２、フィルム層３４、および布帛層３６は、熱ライナー３０全体を延展可能にするように選択され得ることが想定される。単なる例であるが、フェイスクロス３２および布帛層３６の両方を編物生地とすることも可能であり、延展可能なフィルム層３４を使用してもよい。

熱ライナー３０は、多様な方法で組み付けることができる。例えば、一実施形態では、フェイスクロス３２、布帛層３６、およびフィルム層３４を一緒にキルティングして、熱ライナー３０を形成する。フィルム層３４は、キルティング前に支持基材（例えば布帛層）に接合してもよいが、必ずしもその必要はない。むしろ、フィルム層３４をフェイスクロス３２および布帛層３６に直接キルティングすることは、フィルム層３４の可撓性を犠牲にすることなく、かかる層３４に十分な支持を与える場合がある。そのような場合、フィルム層３４は、キルティングまたは取り付けの前に支持基材に接合したり、または支持基材によって支持したりする必要はない。いくつかの実施形態では、キルティングに加えて、あるいはその代わりに、積層といった他の取り付け方法を使用してもよい。

先行技術の熱ライナーの一例（「対照の熱ライナー」）および本発明の諸実施形態による熱ライナーの非限定的な一例（「本発明の熱ライナー」）を以下の表１に提示する。これら熱ライナーの様々な層を組み付け、一緒にキルティングした。

表１において使用される用語の定義は次のとおりである。
・ 「１．５ｏｓｙのスパンレース」という用語は、およそ１．５ｏｓｙの重量を有する６７％メタ−アラミド／３３％パラ−アラミド繊維で形成された、開口部のない難燃性スパンレース生地である。
・ 「２．３ｏｓｙのスパンレース」という用語は、およそ２．３ｏｓｙの重量を有する６７％メタ−アラミド／３３％パラ−アラミド繊維で形成された、開口部のない難燃性スパンレース生地である。
・ 「０．９ｏｓｙのスパンレース」という用語は、およそ０．９ｏｓｙの重量を有する６７％メタ−アラミド／３３％パラ−アラミド繊維で形成された、開口部を備えた難燃性スパンレース生地である。
・ 「１．０ｏｓｙのフィルム」という用語は、およそ１．０ｏｓｙの重量を有する難燃性ｅＰＴＦＥフィルムである。このフィルムは、空気透過性および蒸気透過性の両方、ならびに耐水性があるように、キャッピングされてない。
・ 「Ｃａｌｄｕｒａ（登録商標）フェイスクロス」という用語は、緯糸方向（ｆｉｌｌｄｉｒｅｃｔｉｏｎ）の１００％パラ−アラミドフィラメント糸を、経糸方向の６５％レーヨン繊維／２５％パラ−アラミド繊維／１０％ナイロンブレンドから形成されたスパン糸と織って形成した、難燃性織物生地を指す。この生地は、およそ３．５ｏｓｙの重量であり、ＴｅｎＣａｔｅ（登録商標）から入手可能である。

対照の熱ライナーおよび本発明の熱ライナーの様々な特性を試験した。熱ライナーの厚さは、この参照により本明細書に組み込まれるＡＳＴＭ Ｄ １７７７（２０１５年）：Ｓｔａｎｄａｒｄ Ｔｅｓｔ Ｍｅｔｈｏｄ ｆｏｒ Ｔｈｉｃｋｎｅｓｓ ｏｆ Ｔｅｘｔｉｌｅ Ｍａｔｅｒｉａｌｓに従って試験した。熱ライナーの剛性は、経糸方向および緯糸方向の両方で、ＡＳＴＭ Ｄ １３８８（２０１４年）：Ｓｔａｎｄａｒｄ Ｔｅｓｔ Ｍｅｔｈｏｄ ｆｏｒ Ｓｔｉｆｆｎｅｓｓ ｏｆ Ｆａｂｒｉｃｓ（オプションＡ、カンチレバー試験、曲げ剛さ）と、ＡＳＴＭ Ｄ ４０３２（２０１６年）：Ｓｔａｎｄａｒｄ Ｔｅｓｔ Ｍｅｔｈｏｄ ｆｏｒ Ｓｔｉｆｆｎｅｓｓ ｏｆ Ｆａｂｒｉｃ ｂｙ ｔｈｅ Ｃｉｒｃｕｌａｒ Ｂｅｎｄ Ｐｒｏｃｅｄｕｒｅとの両方に従って試験した。これらの両規格は、この参照により本明細書に組み込まれる。ＡＳＴＭ Ｄ １３８８およびＡＳＴＭ Ｄ ４０３２の両方に関して、より低い試験結果値は、より可撓性の高い生地と相関する。

熱ライナーの試験結果を表２に示す。

図４〜図６は、表２の厚さおよび剛性の結果をグラフで表示する。対照の熱ライナーおよび本発明の熱ライナーは、およそ同じ重量であった。しかし、図４〜図６から明らかに分かるように、本発明の熱ライナーは対照の熱ライナーよりも薄く（約２０％薄い）、可撓性がはるかに高かった。本発明のいくつかの実施形態による熱ライナーは、経糸方向および緯糸方向のうちの少なくとも一方（場合により両方）において、ＡＳＴＭ Ｄ １３８８（オプションＡ、カンチレバー試験、曲げ剛さ）に従って試験した場合に５マイクロジュール／メートル（μ／ｍ）未満、４μ／ｍ未満、３μ／ｍ未満、および２μ／ｍ未満の剛性を有し得る。本発明のいくつかの実施形態による熱ライナーは、経糸方向および緯糸方向のうちの少なくとも一方（場合により両方）において、ＡＳＴＭ Ｄ ４０３２に従って試験した場合に４重量ポンド（ｌｂｓ．ｆ）未満、３ｌｂｓ．ｆ未満、および２ｌｂｓ．ｆ未満の剛性を有し得る。さらに、本発明の熱ライナーは、ＮＦＰＡ １９７１の全ての適用要件に適合した。

ターンアウトギアのための衣類複合物（すなわち、アウターシェル、水分バリア、および熱ライナーを備えた生地複合物）を形成するために、ＮＦＰＡ １９７１に適合する消防士の衣類の従来の材料積層編成に、表１に記載の熱ライナーを組み込んだ。より具体的に述べると、表３に示した衣類複合物に熱ライナーを組み込んだ。

表３において使用される用語の定義は次のとおりである。
・ 「Ｐｉｏｎｅｅｒ（商標）」は、ＴｅｎＣａｔｅ（登録商標）から入手可能な１００％アラミド（すなわち、難燃性）のアウターシェル生地を指す。
・ 「Ａｇｉｌｉｔｙ（商標）」は、ＴｅｎＣａｔｅ（登録商標）から入手可能なアラミドブレンド（すなわち、難燃性）のアウターシェル生地を指す。
・ 「ＣＲＯＳＳＴＥＣＨ ＢＬＡＣＫ（登録商標）」は、キャッピングされたｅＰＴＦＥの層を織物のメタ−アラミド生地層に積層したものを指す。この水分バリアは、難燃性、空気不透過性、蒸気透過性、かつ防水性である。ＣＲＯＳＳＴＥＣＨ ＢＬＡＣＫ（登録商標）は、Ｇｏｒｅ（登録商標）から入手可能である。

これらの熱ライナーを、熱ライナーの最上層（表１参照）が水分バリアに隣接して配置されるように、衣類複合物内に配置した。これらの衣類複合物のＴＰＰおよび／またはＴＨＬ性能を試験した。その結果を以下の表４に示す。

図７〜図１０は、表４のＴＰＰおよびＴＨＬの結果をグラフで表示する。衣類複合物２および４（本発明の熱ライナーを有するもの）は、ＮＦＰＡ １９７１に示されているＴＰＰ要件およびＴＨＬ要件の両方を上回った。より具体的に述べると、それらは両方とも、要求される３５カロリー／ｃｍ^２を優に超えるＴＰＰ評価、および要求される２０５ワット／ｍ^２を優に超えるＴＨＬ値を有した。

本発明のいくつかの実施形態による衣類複合物は、少なくとも３５ｃａｌ．／ｃｍ^２以上、少なくとも３８ｃａｌ．／ｃｍ^２以上、少なくとも４０ｃａｌ．／ｃｍ^２以上、少なくとも４２ｃａｌ．／ｃｍ^２以上、および少なくとも４４ｃａｌ．／ｃｍ^２以上のＴＰＰ評価を有し得る。本発明のいくつかの実施形態による衣類複合物は、少なくとも２５０ワット／ｍ^２以上、少なくとも２６０ワット／ｍ^２以上、少なくとも２７０ワット／ｍ^２以上、および少なくとも２８０ワット／ｍ^２以上のＴＨＬ値を有し得る。

本発明の諸実施形態による衣類複合物は、ＮＦＰＡ １９７１、ならびに等価の欧州規格であるＥＮ ４６９（２００５年）：Ｐｒｏｔｅｃｔｉｖｅ Ｃｌｏｔｈｉｎｇ ｆｏｒ Ｆｉｒｅｍｅｎ（および後続版）、および等価の国際規格であるＩＳＯ １１９９９（２０１５年）：ＰＰＥ ｆｏｒ ｆｉｒｅｆｉｇｈｔｅｒｓ−Ｔｅｓｔ ｍｅｔｈｏｄｓ ａｎｄ ｒｅｑｕｉｒｅｍｅｎｔｓ ｆｏｒ ＰＰＥ ｕｓｅｄ ｂｙ ｆｉｒｅｆｉｇｈｔｅｒｓ ｗｈｏ ａｒｅ ａｔ ｒｉｓｋ ｏｆ ｅｘｐｏｓｕｒｅ ｔｏ ｈｉｇｈ ｌｅｖｅｌｓ ｏｆ ｈｅａｔ ａｎｄ／ｏｒ ｆｌａｍｅ ｗｈｉｌｅ ｆｉｇｈｔｉｎｇ ｆｉｒｅｓ ｏｃｃｕｒｒｉｎｇ ｉｎ ｓｔｒｕｃｔｕｒｅｓ（および後続版）の要件に適合し、これらの規格は全て、参照により本明細書に組み込まれる。より具体的に述べると、それらは、（１）ＥＮ ３６７（１９９２年）：Ｐｒｏｔｅｃｔｉｖｅ ｃｌｏｔｈｉｎｇ；ｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎ ａｇａｉｎｓｔ ｈｅａｔ ａｎｄ ｆｉｒｅ；ｍｅｔｈｏｄ ｆｏｒ ｄｅｔｅｒｍｉｎｉｎｇ ｈｅａｔ ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ ｏｎ ｅｘｐｏｓｕｒｅ ｔｏ ｆｌａｍｅおよびその本質的な等価物であるＥＮ ＩＳＯ ９１５１（２０１６年）：Ｐｒｏｔｅｃｔｉｖｅ ｃｌｏｔｈｉｎｇ ａｇａｉｎｓｔ ｈｅａｔ ａｎｄ ｆｌａｍｅ；ｄｅｔｅｒｍｉｎａｔｉｏｎ ｏｆ ｈｅａｔ ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ ｏｎ ｅｘｐｏｓｕｒｅ ｔｏ ｆｌａｍｅに従って試験したときの熱伝達指数（欧州におけるＴＰＰの等価物）の要件、ならびに（２）ＥＮ ３１０９２（１９９３年）：Ｔｅｘｔｉｌｅｓ；ｐｈｙｓｉｏｌｏｇｉｃａｌ ｅｆｆｅｃｔｓ；ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ ｏｆ ｔｈｅｒｍａｌ ａｎｄ ｗａｔｅｒ−ｖａｐｏｕｒ ｒｅｓｉｓｔａｎｃｅ ｕｎｄｅｒ ｓｔｅａｄｙ−ｓｔａｔｅ ｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓ（ｓｗｅａｔｉｎｇ ｇｕａｒｄｅｄ−ｈｏｔｐｌａｔｅ ｔｅｓｔ）、およびその本質的な等価物であるＥＮ ＩＳＯ １１０９２（２０１４年）：Ｔｅｘｔｉｌｅｓ；ｐｈｙｓｉｏｌｏｇｉｃａｌ ｅｆｆｅｃｔｓ；ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ ｏｆ ｔｈｅｒｍａｌ ａｎｄ ｗａｔｅｒ−ｖａｐｏｕｒ ｒｅｓｉｓｔａｎｃｅ ｕｎｄｅｒ ｓｔｅａｄｙ−ｓｔａｔｅ ｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓ（ｓｗｅａｔｉｎｇ ｇｕａｒｄｅｄ−ｈｏｔｐｌａｔｅ ｔｅｓｔ）に従って試験したときの耐水蒸気性（Ｒ_ＥＴと略される、欧州におけるＴＨＬの等価物）の要件に適合する。参照される規格およびそれらのあらゆる後続版は全て、参照により本明細書に組み込まれる。

当該産業における従来の見識は、必要なＴＰＰを衣類に与えるためには比較的嵩高な熱ライナーが求められるというものであった。しかしながら、本明細書に記載される熱ライナーの諸実施形態は、それが事実ではないことを示す。図７および図８から分かるように、本発明の熱ライナーを含む衣類複合物は、従来の熱ライナー（例えば対照の熱ライナー）を用いて形成されたがさもなければ同一であった衣類複合物のＴＰＰ値を超過するＴＰＰ値を有した。このことは、本発明の熱ライナーが対照の熱ライナーよりも薄く、嵩が低いという事実にかかわらずである。さらに、本発明の熱ライナーを用いて形成された衣類複合物は、より良好な防護を着用者にもたらすうえに、本発明の熱ライナー（ひいてはそれが組み込まれている衣類）のより薄く可撓性のより高い性質を所与として、着用の快適さも高い。内部で操作しやすい衣類は、着用者のストレスを軽減する。

当該産業における従来の見識はまた、衣類複合物に組み込まれたフィルムは衣類のＴＨＬ値に有害な影響を及ぼすというものであった。本発明の諸実施形態は、この見識が誤っていることを証明する。むしろ、本明細書において想定される熱ライナーの諸実施形態におけるフィルム層の組み入れは、熱および水蒸気を着用者から逃がす衣類の能力に有害な影響を及ぼさなかった。図９に示されるように、本発明の熱ライナーを含んだ衣類複合物（衣類複合物２）は、従来の熱ライナーを用いて形成されたがさもなければ同一であった衣類複合物（例えば、対照の熱ライナーを用いて形成された衣類複合物１）のＴＨＬ値を超過するＴＨＬ値を有した。さらに、衣類複合物３および４のＴＨＬ値はほぼ同一であった。図１０を参照されたい。本発明の熱ライナーにおける空気および蒸気透過性のフィルム層の組み入れにより、熱および蒸気が熱ライナーを通して着用者から逃げることが可能になった。

このように、より薄く可撓性のより高い熱ライナーをターンアウト衣類に組み込み、衣類の熱的性能（すなわちＴＰＰ）および熱管理（すなわちＴＨＬ）特性を犠牲にせず、実に改善させることができる。いずれにせよ、本明細書において想定される熱ライナーの諸実施形態を組み込んだ衣類複合物は、ＮＦＰＡ １９７１のＴＰＰおよびＴＨＬ要件（ならびに全ての他の適用要件）を満たし得る。

上述の構成要素の異なる配列、ならびに図示または記載されていない構成要素および工程が可能である。同様に、いくつかの特徴および部分的組み合わせが有用であり、他の特徴および部分的組み合わせを参照することなく用いられてもよい。本発明の諸実施形態を例示的かつ非制限的な目的のために説明した。本特許の読者には、代替的な実施形態が明らかとなろう。したがって、本発明は、上述または図示した実施形態に限定されず、本発明の範囲を逸脱することなく、様々な実施形態および修正形態をなすことができる。

Claims (20)

1. ａ．難燃性生地を含むアウターシェル層と、
   ｂ．水分バリア層と、
   ｃ．難燃性フェイスクロスおよび前記フェイスクロスに取り付けられた少なくとも１つのフィルム層を含む熱ライナー層であって、前記少なくとも１つのフィルム層が空気および蒸気透過性かつ耐水性である、熱ライナー層と
   を備える、衣類複合物であって、
   前記難燃性フェイスクロスが、前記衣類複合物の第１の面に露出しており、前記アウターシェル層が、前記第１の面の反対側にある前記衣類複合物の第２の面に露出している、衣類複合物。
2. 前記難燃性フェイスクロスと前記少なくとも１つのフィルム層とが一緒にキルティングされている、請求項１に記載の衣類複合物。
3. 前記熱ライナー層が、少なくとも１つの布帛層をさらに含む、請求項１に記載の衣類複合物。
4. 前記難燃性フェイスクロスと、前記少なくとも１つのフィルム層と、前記少なくとも１つの布帛層とが一緒にキルティングされている、請求項３に記載の衣類複合物。
5. 前記少なくとも１つのフィルム層が、前記衣類複合物内で前記水分バリア層と隣接している、請求項３に記載の衣類複合物。
6. 前記少なくとも１つの布帛層が、少なくとも２つの布帛層を含み、前記少なくとも１つのフィルム層が、少なくとも２つのフィルム層を含む、請求項３に記載の衣類複合物。
7. 前記少なくとも２つのフィルム層と前記少なくとも２つの布帛層とが、前記熱ライナー層内で交互になっている、請求項６に記載の衣類複合物。
8. 前記２つの布帛層のうちの１つが、前記難燃性フェイスクロスに隣接している、請求項７に記載の衣類複合物。
9. 前記少なくとも１つの布帛層が、０．５〜１．４ｏｓｙの間（両端の値を含む）の重量を含むスパンレースを含む、請求項３に記載の衣類複合物。
10. 前記少なくとも１つの布帛層が、開口部を含む、請求項３に記載の衣類複合物。
11. 前記少なくとも１つのフィルム層が、延伸ポリテトラフルオロエチレンを含む、請求項１に記載の衣類複合物。
12. 前記少なくとも１つのフィルム層が、０．３〜２．０ｏｓｙ（両端の値を含む）の重量を含む、請求項１に記載の衣類複合物。
13. 前記少なくとも１つのフィルム層が、１．２ｏｓｙ以下（両端の値を含む）の重量を含む、請求項１に記載の衣類複合物。
14. 前記熱ライナー層が、ＡＳＴＭ Ｄ ６４１３に従って試験した場合に４インチ以下の炭化長および２秒以下の残炎時間を有する、請求項１に記載の衣類複合物。
15. 前記熱ライナー層が、（１）ＡＳＴＭ Ｄ １３８８（オプションＡ、カンチレバー試験、曲げ剛さ）に従って試験した場合に経糸方向および緯糸方向のうちの少なくとも１つにおいて５マイクロジュール／メートル未満の剛性、ならびに（２）ＡＳＴＭ Ｄ ４０３２に従って試験した場合に経糸方向および緯糸方向のうちの少なくとも１つにおいて４重量ポンド（ｌｂｆ）未満の剛性のうちの少なくとも１つを含む、請求項１に記載の衣類複合物。
16. 前記衣類複合物が、ＩＳＯ １７４９２に従って試験した場合に少なくとも３５カロリー／ｃｍ^２の熱防護性能評価を有する、請求項１に記載の衣類複合物。
17. 前記衣類複合物が、ＡＳＴＭ Ｆ １８６８に従って試験した場合に少なくとも２０５ワット／ｍ^２の熱損失を有する、請求項１に記載の衣類複合物。
18. ａ．難燃性生地を含むアウターシェル層と、
    ｂ．水分バリア層と、
    ｃ．難燃性フェイスクロス、少なくとも１つのフィルム層、および少なくとも１つの布帛層を含む熱ライナー層であって、前記少なくとも１つのフィルム層が空気および蒸気透過性かつ耐水性であり、前記熱ライナー層が、（１）ＡＳＴＭ Ｄ １３８８（オプションＡ、カンチレバー試験、曲げ剛さ）に従って試験した場合に経糸方向および緯糸方向のうちの少なくとも１つにおいて５マイクロジュール／メートル未満の剛性、ならびに（２）ＡＳＴＭ Ｄ ４０３２に従って試験した場合に経糸方向および緯糸方向のうちの少なくとも１つにおいて４重量ポンド（ｌｂｆ）未満の剛性のうちの少なくとも１つを含む、熱ライナー層と
    を備える、衣類複合物であって、
    前記難燃性フェイスクロスが、前記衣類複合物の第１の面に露出しており、前記アウターシェル層が、前記第１の面の反対側にある前記衣類複合物の第２の面に露出しており、前記衣類複合物が、ＩＳＯ １７４９２に従って試験した場合に少なくとも３５カロリー／ｃｍ^２の熱防護性能評価と、ＡＳＴＭ Ｆ １８６８に従って試験した場合に少なくとも２０５ワット／ｍ^２の熱損失とを有する、衣類複合物。
19. 前記難燃性フェイスクロスと、前記少なくとも１つのフィルム層と、前記少なくとも１つの布帛層とが一緒にキルティングされている、請求項１８に記載の衣類複合物。
20. ｉ．前記少なくとも１つの布帛層が、少なくとも２つの布帛層を含み、
    ｉｉ．前記少なくとも１つのフィルム層が、少なくとも２つのフィルム層を含み、
    ｉｉｉ．前記少なくとも２つのフィルム層と前記少なくとも２つの布帛層とが、前記熱ライナー層内で交互になっており、
    ｉｖ．前記２つの布帛層のうちの１つが、前記難燃性フェイスクロスに隣接しており、
    ｖ．前記２つのフィルム層のうちの１つが、前記水分バリア層に隣接している、
    請求項１８に記載の衣類複合物。
    

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