特開 2024-5051 防護材料および防護衣

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024005051

(43)【公開日】2024-01-17

(54)【発明の名称】防護材料および防護衣

(51)【国際特許分類】

   B32B 25/10 20060101AFI20240110BHJP

   A41D 13/005 20060101ALI20240110BHJP

【ＦＩ】

B32B25/10

A41D13/005 103

【審査請求】未請求

【請求項の数】4

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022105036

(22)【出願日】2022-06-29

(71)【出願人】

【識別番号】722014321

【氏名又は名称】東洋紡エムシー株式会社

(71)【出願人】

【識別番号】517413605

【氏名又は名称】ニッタ化工品株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110001195

【氏名又は名称】弁理士法人深見特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】上田 悠太

(72)【発明者】

【氏名】吉田 知弘

(72)【発明者】

【氏名】羽賀 道知

【テーマコード（参考）】

3B011

3B211

4F100

【Ｆターム（参考）】

3B011AB01

3B011AC01

3B211AB01

3B211AC01

4F100AN01A

4F100AN01C

4F100AN02A

4F100AN02C

4F100AT00

4F100BA03

4F100CA032

4F100CA03A

4F100CA03C

4F100CA03H

4F100DG11B

4F100EC032

4F100EJ062

4F100EJ06A

4F100EJ06C

4F100EJ172

4F100EJ17A

4F100EJ17C

4F100GB71

4F100GB90

4F100JD11

4F100JJ02

(57)【要約】

【課題】日射による輻射熱の影響を抑制することで、防護衣の内部温度の上昇を抑制することが可能な、防護材料および防護衣の提供を目的とする。
【解決手段】この防護材料１Ａは、内側と外側とを備える防護材料であって、外側に配置される第１ゴム層１１Ａと、第１ゴム層１１Ａの内側に配置される補強布１２と、補強布１２の内側に配置される第２ゴム層１３Ａと、を備え、第１ゴム層１１Ａの表面の４００ｎｍ～７５０ｎｍにおける分光反射率は、２０％～８０％であり、当該防護材料の遮熱率は、３５％～６０％である。その結果、防護材料１Ａの内側での温度上昇を抑制することが可能となる。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

内側と外側とを備える防護材料であって、
外側に配置される第１ゴム層と、
前記第１ゴム層の内側に配置される補強布と、
前記補強布の内側に配置される第２ゴム層と、
を備え、
前記第１ゴム層の表面の４００ｎｍ～７５０ｎｍにおける分光反射率は、２０％～８０％であり、
当該防護材料の遮熱率は、３５％～６０％である、
防護材料。

【請求項2】

前記第１ゴム層の表面の４００ｎｍ～７５０ｎｍにおける分光反射率は、３０％～４５％であり、
当該防護材料の遮熱率は、４０％～５０％である、
請求項１に記載の防護材料。

【請求項3】

前記第１ゴム層の表面の４００ｎｍ～７５０ｎｍにおける分光反射率は、２５％～７０％であり、
当該防護材料の遮熱率は、５０％～６０％である、
請求項１に記載の防護材料。

【請求項4】

請求項１から請求項３のいずれかに記載の防護材料を用いた、防護衣。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、有毒なガスや液体等から人体を防護するための防護材料および防護衣に関するものである。

【背景技術】

【0002】

有毒なガスや液体等から人体を保護する防護材料に関する技術が、たとえば、特許第５７８４８１２号公報（特許文献１）に開示されている。このような防護材料には、材料表面の良好な耐ガス浸透性および耐液防護性が求められ、材料の表面処理に関する技術が、たとえば、特開２００３－２９０３号公報（特許文献２）および特開２０１０－２４２７９号公報（特許文献３）に開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特許第５７８４８１２号公報

【特許文献2】特開２００３－２９０３号公報

【特許文献3】特開２０１０－２４２７９号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

防護材料を用いた防護衣は、全身が覆われることから、屋外での使用時には、日射による輻射熱の影響で、防護衣の内部は高温となる。そのために、長時間にわたる防護衣の着用は避ける必要があり、その結果、防護衣を着用して行なう作業の作業効率が低下する。

【0005】

本開示では、上記課題を解決することにあり、日射による輻射熱の影響を抑制することで、防護衣の内部温度の上昇を抑制することが可能な、防護材料および防護衣を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0006】

［１］本開示の防護材料においては、内側と外側とを備える防護材料であって、外側に配置される第１ゴム層と、前記第１ゴム層の内側に配置される補強布と、上記補強布の内側に配置される第２ゴム層と、を備え、上記第１ゴム層の表面の４００ｎｍ～７５０ｎｍにおける分光反射率は、２０％～８０％であり、当該防護材料の遮熱率は、３５％～６０％である。

【0007】

［２］：［１］に記載の防護材料であって、上記第１ゴム層の表面の４００ｎｍ～７５０ｎｍにおける分光反射率は、３０％～４５％であり、当該防護材料の遮熱率は、４０％～５０％である。

【0008】

［３］：［１］に記載の防護材料であって、上記第１ゴム層の表面の４００ｎｍ～７５０ｎｍにおける分光反射率は、２５％～７０％であり、当該防護材料の遮熱率は、５０％～６０％である。

【0009】

本開示の防護衣においては、上記［１］から［３］のいずれかに記載の防護材料を用いている。

【発明の効果】

【0010】

本開示に従えば、日射による輻射熱の影響を抑制することで、防護衣の内部温度の上昇を抑制することが可能な、防護材料および防護衣の提供を可能とする。

【図面の簡単な説明】

【0011】

【図1】実施の形態１の防護材料の断面構造図である。

【図2】実施の形態２の防護材料の断面構造図である。

【図3】比較例１の防護材料の断面構造図である。

【図4】比較例２の防護材料の断面構造図である。

【図5】遮熱性試験を説明する図である。

【図6】遮熱率の計算式の一例を示す図である。

【図7】各実施の形態の防護材料の評価結果を示す図である。

【図8】実施の形態４の防護衣の構成を示す正面図である。

【発明を実施するための形態】

【0012】

本開示に基づいた各実施の形態の防護材料および防護衣について、以下、図面を参照しながら説明する。以下に説明する実施の形態において、個数、量などに言及する場合、特に記載がある場合を除き、本発明の範囲は必ずしもその個数、量などに限定されない。同一の部品、相当部品に対しては、同一の参照番号を付し、重複する説明は繰り返さない場合がある。実施の形態における構成を適宜組み合わせて用いることは当初から予定されていることである。理解を容易にするために、図に示す膜厚さ、および、層厚さについては、実際の比率とは異ならせて記載している。

【0013】

明細書中、「外側」とは、防護材料の使用時において、有毒なガスや液体等に曝される側を意味し、「内側」とは、防護材料の使用時において、有毒なガスや液体等に曝されない側を意味する。したがって、この防護材料を防護衣に用いた場合には、着用者に触れる側が「内側」となる。

【0014】

［実施の形態１：防護材料１Ａ］
図１を参照して、本実施の形態の防護材料１Ａについて説明する。図１は、防護材料１Ａの断面構造図である。

【0015】

本実施の形態の防護材料１Ａは、第１ゴム層１１Ａ、補強布１２、および、第２ゴム層１３Ａを含む。最も外側に第１ゴム層１１Ａが配置され、第１ゴム層１１Ａの内側に補強布１２が配置され、補強布１２の内側に第２ゴム層１３Ａが配置されている。

【0016】

第１ゴム層１１Ａの厚みは、約０．１０ｍｍ～０．３０ｍｍ程度、補強布１２の厚みは、約０．０５ｍｍ～０．３０ｍｍ程度、および、第２ゴム層１３Ａの厚みは、約０．１０ｍｍ～０．３０ｍｍ程度である。防護材料１Ａの全体としての厚みは、約０．０３ｍｍ～０．９０ｍｍ程度である。

【0017】

本実施の形態では、第１ゴム層１１Ａおよび第２ゴム層１３Ａには、色が「グレー」のブチルゴムを用いた。他に用いられるゴムとしては、天然ゴム、ニトリルゴム、シリコンゴム、フッ素ゴム、ウレタンゴム、アクリルゴム、イソプレンゴム、スチレンゴム、ブタジエンゴム、ブチルゴム、塩素化ブチルゴム、エチレン・プロピレンゴム、エチレン・プロピレン・ジエンゴム、エチレン・酢酸ビニルゴム、クロロプレンゴム、パイパロンゴム、塩素化ポリエチレンゴム、エピクロルヒドリンゴム、多硫化ゴム等が挙げられるが、ゴム種の制限はない。第１ゴム層１１Ａの表面の４００ｎｍ～７５０ｎｍにおける分光反射率は、３０％～４５％であり、より好ましくは、３５％～３９％である。なお、第２ゴム層１３Ａの色や種類が第１ゴム層１１Ａと異なっていてもよい。

【0018】

補強布１２には、織物、編物、不織布、フィルム等が用いられる。その中でも防護衣に適用する補強布については柔軟性や強度の観点より織物や編物が好ましい。

【0019】

この実施の形態の防護材料１Ａの遮熱率は、４０％～５０％であるとよい。

【0020】

（防護材料１Ａの製造工程）
第１ゴム層１１Ａおよび第２ゴム層１３Ａに用いられる、色が「グレー」のブチルゴムの製造方法について説明する。色が「グレー」のブチルゴムは、ブチルゴムに対し酸化チタン及びカーボンブラックを混ぜることによって得ることができる。

【0021】

補強布１３と第１ゴム層１１Ａとの間、および、補強布１３と第２ゴム層１３Ａとの間に、同種のゴム材料からなる接着ゴム層（図示省略）を介在させて貼り合わせプレス加硫法により加硫接着を行ない、互いに一体化された第１ゴム層１１Ａ、補強布１３および第２ゴム層１３Ａの積層構造を得る。

【0022】

［実施の形態２：防護材料１Ｂ］
図２を参照して、本実施の形態の防護材料１Ｂについて説明する。図２は、防護材料１Ｂの断面構造図である。

【0023】

本実施の形態の防護材料１Ｂは、第１ゴム層１１Ｂ、補強布１２、および、第２ゴム層１３Ｂを含む。最も外側に第１ゴム層１１Ｂが配置され、第１ゴム層１１Ｂの内側に補強布１２が配置され、補強布１２の内側に第２ゴム層１３Ｂが配置されている。

【0024】

第１ゴム層１１Ｂ、補強布１２、および、第２ゴム層１３Ｂの厚み、および、防護材料１Ｂの全体としての厚みは、実施の形態１の防護材料１Ａと同じである。

【0025】

本実施の形態では、第１ゴム層１１Ｂおよび第２ゴム層１３Ｂには、色が「ベージュ」のブチルゴムを用いた。他に用いられるゴムとしては、実施の形態１と同様の材料が挙げられる。第１ゴム層１１Ｂの表面の４００ｎｍ～７５０ｎｍにおける分光反射率は、２５％～７０％であり、より好ましくは、２９％～６９％である。なお、第２ゴム層１３Ｂの色や種類が第１ゴム層１１Ｂと異なっていてもよい。

【0026】

補強布１２の材料は、実施の形態１と同様である。この実施の形態の防護材料１Ｂの遮熱率は、５０％から６０％であるとよい。

【0027】

（防護材料１Ｂの製造工程）
第１ゴム層１１Ｂおよび第２ゴム層１３Ｂに用いられる、色が「ベージュ」のブチルゴムの製造方法について説明する。色が「ベージュ」のブチルゴムは、ブチルゴムの本来の色がベージュであることから、特に、着色等は行なっていない。あるいは、原料ゴムへ添加剤（加硫剤、促進剤、補強材、軟化剤、顔料など）を適当量配合すること、によって「ベージュ」のブチルゴムを得ることによって得ることができる。

【0028】

補強布１３と第１ゴム層１１Ｂとの間、および、補強布１３と第２ゴム層１３Ｂとの間に、同種のゴム材料からなる接着ゴム層（図示省略）を介在させて貼り合わせプレス加硫法により加硫接着を行ない、互いに一体化された第１ゴム層１１Ｂ、補強布１３および第２ゴム層１３Ｂの積層構造を得る。

【0029】

［比較例１：防護材料１Ｃ］
図３を参照して、比較例１の防護材料１Ｃについて説明する。図３は、防護材料１Ｃの断面構造図である。

【0030】

比較例１の防護材料１Ｃは、第１ゴム層１１Ｃ、補強布１２、および、第２ゴム層１３Ｃを含む。最も外側に第１ゴム層１１Ｃが配置され、第１ゴム層１１Ｃの内側に補強布１２が配置され、補強布１２の内側に第２ゴム層１３Ｃが配置されている。

【0031】

第１ゴム層１１Ｃ、補強布１２、および、第２ゴム層１３Ｃの厚み、および、防護材料１Ｃの全体としての厚みは、実施の形態１の防護材料１Ａと同じである。

【0032】

比較例１では、第１ゴム層１１Ｃおよび第２ゴム層１３Ｃには、色が「白」のブチルゴムを用いた。他のゴムとしては、実施の形態１と同様の材料が用いられる。第１ゴム層１１Ｃの表面の４００ｎｍ～７５０ｎにおける分光反射率は、４４％～９４％である。

【0033】

補強布１２の材料は、実施の形態１と同様である。この比較例１の防護材料１Ｃの遮熱率については、後述する。

【0034】

（製造工程）
第１ゴム層１１Ｃおよび第２ゴム層１３Ｃに用いられる、色が「白」のブチルゴムの製造方法について説明する。色が「白」のブチルゴムは、原料ゴムに対し酸化チタンを配合することによって得ることができる。

【0035】

補強布１３と第１ゴム層１１Ｃとの間、および、補強布１３と第２ゴム層１３Ｃとの間に、同種のゴム材料からなる接着ゴム層（図示省略）を介在させて貼り合わせプレス加硫法により加硫接着を行ない、互いに一体化された第１ゴム層１１Ｃ、補強布１３および第２ゴム層１３Ｃの積層構造を得る。

【0036】

［比較例２：防護材料１Ｄ］
図４を参照して、比較例２の防護材料１Ｄについて説明する。図４は、防護材料１Ｄの断面構造図である。

【0037】

比較例２の防護材料１Ｄは、第１ゴム層１１Ｄ、補強布１２、および、第２ゴム層１３Ｄを含む。最も外側に第１ゴム層１１Ｄが配置され、第１ゴム層１１Ｄの内側に補強布１２が配置され、補強布１２の内側に第２ゴム層１３Ｄが配置されている。

【0038】

第１ゴム層１１Ｄ、補強布１２、および、第２ゴム層１３Ｄの厚み、および、防護材料１Ｄの全体としての厚みは、実施の形態１の防護材料１Ａと同じである。

【0039】

比較例２では、第１ゴム層１１Ｄおよび第２ゴム層１３Ｄには、色が「黒」のブチルゴムを用いた。第１ゴム層１１Ｄの表面の４００ｎｍ～７５０ｎｍにおける分光反射率は、４％～５％である。

【0040】

補強布１２の材料は、実施の形態１と同様である。この比較例１の防護材料１Ｃの遮熱率については、後述する。

【0041】

（製造工程）
第１ゴム層１１Ｃおよび第２ゴム層１３Ｃに用いられる、色が「黒」のブチルゴムは、原料ゴムに対しカーボンブラックを配合することによって得ることができる。

【0042】

防護材料１Ｄの製造工程は、実施の形態１の製造工程と同様である。

【0043】

［防護材料１Ａ－防護材料１Ｄの評価結果］
次に、図５から図７を参照して、防護材料１Ａ－防護材料１Ｄの評価結果について説明する。図５は、遮熱性試験を説明する図、図６は、遮熱率の計算式の一例を示す図、図７は、各実施の形態および比較例の防護材料の評価結果を示す図である。

【0044】

図５を参照して、生地の遮熱性試験（ＪＩＳＬ１９５１）に準拠し、遮熱率を算出した。図５に示す試験装置１０においては、環境温度を２０度～２５度とし、光源には、レフランプ１１０（岩崎電気ＰＲＳ－５００Ｗ）を用いた。レフランプ１１０の出力は５００Ｗである。防護材料サンプルＳまでの距離（サンプル－光源間）は４０ｃｍである。

【0045】

レフランプ１１０による熱線の照射時間は、１５分である。熱線受光体１３０が、防護材料サンプルＳで覆われないブランク領域Ｒ１と、熱線受光体１３０が防護材料サンプルＳで覆われる領域Ｒ２とを準備した。熱線受光体１３０の温度変化を複数箇所で測定し、各箇所の温度変化の平均値を求めた。防護材料サンプルＳの温度変化は、サーモカメラ１４１で測定し、熱線受光体１３０の温度変化は、サーモカメラ１４２で測定した。

【0046】

図６に示すように、熱線照射前（照射時間０分）において、ブランク領域Ｒ１の熱線受光体１３０の平均温度が２０度、領域Ｒ２の熱線受光体１３０の平均温度が２０度の状態から、熱線照射後（照射時間１５分）において、ブランク領域Ｒ１の熱線受光体１３０の平均温度が６０度に変化し、領域Ｒ２の熱線受光体１３０の温度が４０度に変化した。この場合の、ブランク領域Ｒ１の温度変化ΔＴが４０度であり、領域Ｒ２の温度変化ΔＴが２０度であることから、防護材料サンプルＳの遮熱率（％）は、（（４０－２０）／４０）×１００（％）＝５０％となる。

【0047】

上記遮熱率（％）の計算式に基づき、防護材料１Ａ－防護材料１Ｄの評価結果を図７に示す。図７中の表面温度は、防護材料の表面温度を示す。

【0048】

従来一般に用いられている「黒」の防護材料１Ｄの遮熱率（％）が３１％であるのに対して、「グレー」の防護材料１Ａの遮熱率（％）は、４３％に向上させることができた。「ベージュ」の防護材料１Ｂの遮熱率（％）は、５３％に向上させることができた。ここで、比較例の「白」の防護材料１Ｃの遮熱率（％）は、５５％と、他の比較例に比べて最も遮熱率（％）が高いが、たとえば、防護衣に「白」の防護材料１Ｃを用いた場合には、日射の反射が強すぎることや、第三者から視認し易くなることが問題になる場合がある。よって、防護材料としては不適切と判断される。

【0049】

上記実施の形態では、第１ゴム層の色として、グレー、ベージュを用いたが、第１ゴム層の色は、表面の４００ｎｍ～７５０ｎｍにおける分光反射率が２０％～８０％の範囲にあり、防護材料の遮熱率が３５％～６０％になるものであれば、他の色あっても、複数の色が入っていても、柄が入っていても構わない。また、上記した、第１ゴム層の色の発現方法はあくまで例示であり、添加剤（例えば、顔料等）を適切に配合し、ゴムに添加あるいは塗布して、所望の色を発現させることができる。

【0050】

［実施の形態３：防護衣１００］
図８を参照して、本実施の形態における防護衣１００の構成について説明する。図８は、防護衣１００の構成を示す正面図である。

【0051】

この防護衣１００は、上記各実施の形態で説明した防護材料１Ａ、または、防護材料１Ｂを用いて製造したものである。このように、防護材料１Ａ、または、防護材料１Ｂを用いて防護衣１００を製造することで、防護衣１００の内部の温度上昇を抑制することができる。その結果、防護衣１００を着用した長時間の作業（たとえば、有害なガスや液体等の除染作業）が可能になるとともに、作業に要する労力の軽減を図ることが可能となる。

【0052】

さらに、防護衣１００を着用した作業を継続して実施できるようになることから、汚染内外領域への迅速な偵察、救命活動を行なうことが可能となる。さらに、被着用者に精神的な安心感を与えることも可能となる。

【0053】

なお、防護衣１００として、上衣、下衣、および、頭巾を有する防護衣を一例にしたが、本開示における防護材料は、同等の機能を必要とする領域への出入りの際に着用される衣服等に広く適用することが可能である。

【0054】

上記では、防護材料を防護衣に適用した例を示したが、本発明の防護材料は、他にも、例えば、防護手袋、防護靴下、防護フード、防護カバー、フィルター、防護天幕、寝袋等、さらに、これらアイテムを収納する収納袋、に適用することができる。また、防護性を有する容器、装置などのパッキン、ガスケットなどのシール材としても用いることができる。

【0055】

今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

【符号の説明】

【0056】

１Ａ、１Ｂ 防護材料、１１Ａ，１１Ｂ 第１ゴム層、１２ 補強布、１３Ａ，１３Ｂ１４ 第２ゴム層。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】