JP2009143166A - 防刃防刺素材及び防護衣 - Google Patents

Abstract

【課題】 防刃防刺効果の優れた防刃防刺素材であって、機動性に富み、通気性・柔軟性の優れた防刃防止素材と、それを用いた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】
アラミド系繊維で編まれた編物地の表面に、小片からなる耐刃板を間隙なく敷詰め、接着剤で固定して防刃防刺素材を構成する。防刃防刺効果を十分に得るためには耐刃板は編物地に完全に密着していることが必要であり、耐刃板の片側全面を編物地に圧着接合させる必要がある。耐刃板にはアイスピックなどの刃先を有効に捉え防刺性を向上させるために、内接円の直径が２ｍｍ以下の小孔を設けて構成する。また、編物地の伸縮性を利用して、二枚の耐刃板が刃先を挟み込んで捕捉するいわゆるペンチ効果を発揮させる。
【選択図】 図１

Description

本発明はアイスピック・千枚通しのような鋭い錐状刃物やナイフ・包丁のような鋼状刃物に対する攻撃からの防護を目的とした防刃防刺素材及びその製造方法並びにその素材を使用して形成される防護衣に関する。

従来、警察官や警備隊員などの危険な任務に従事する人は、危険を事前に回避するために、防刃服や防弾チョッキなどを着用することがある。この種の防護衣は強度のある化学繊維の布を使用し、内部に金属板などを用いて縫製したもので本格的な武器についての防御性は十分認められるものの、重量が数Ｋｇもあり、作業性が悪く、日常に着用する衣類として、長時間の使用に耐えうるものではなかった。

近年、生活の２４時間化を背景にして深夜犯罪も増加しており、日常において理由なくナイフや包丁で刺される強盗事件が多発している。従って、警察官だけでなく、深夜営業するコンビニエンスストアの店員や、深夜のビル管理をする警備保障会社の警備員などに対しても、身の安全を守るため、日頃から咄嗟の危険を防止するための簡易な防護衣が求められている。このような状況の中で、日常においても疲労することなく快適に着用でき（通気性を備え）、刃物に対する防刃性と作業性を有する高性能繊維としてアラミド系のスーパー繊維が開発され、またそのような防護地を使用した防刃防刺性を有する簡易防護衣も提供されている。本願発明の発明者は、このような目的で使用される防刺素材及びこれを用いた衣服の出願を既に行っている（特許文献１）。

一方、従来の金属板等を利用した重くて疲れやすい防護衣の改良も種々行われている。例えば、激しい動作に追従する機動性や長時間の着用にも疲れない軽量性、快適性を防護衣に付加し実現するための手段として、耐刃性をもった金属小片の耐刃板を構成ユニットとして、これらを緩やかに連結して平面又は曲面とすることにより、耐刃性を損なわずに、着用する人の易可動性の向上を図った耐刃防護部材や衣料も提案されている。これらの耐刃部材にとっては、金属小片からなる耐刃板の間隙を覆う方法及び手段が耐刃性効果の維持のために重要な要素となっている（特許文献２、特許文献３、特許文献４）。

特開２００５−１４４８８６号公報 特開２００４−２７８９７８号公報 特開２００５−０６９６７２号公報 特開２００６−１２５７９６号公報

本発明者が提案したアラミド系繊維のみによる防刃防刺性を有する素材は日常生活での咄嗟の危険を回避する上では、十分な効果を達成することが確認できるが、あくまで簡易防護衣用であって、本格的犯罪事件において警察官が使用するような防刃防護衣にするには効果上の観点から改善の余地も認められた。一方、特許文献２から特許文献４に示すような耐刃防護衣は着用者の体形や動作に十分に追従する工夫を凝らしたものであるが、金属でできた耐刃板の一部を重ね合わせたり、或いは耐刃板間の隙間を金属のジョイントで繋ぎ合わせたりすることが必要であり全体重量も大きくならざるを得ないし、また金属同士の接触による雑音の発生の解消も完全ではなく、やはり着用時の快適性や易可動性を十分補償するものではなかった。

以上のように、防刃防刺効果が十分であり、着用時の易可動性、通気性、軽量性を備えた完全な防護衣は未だ完成されていないのが現状である。本発明はこのような状況に鑑み、防刃効果を有し引張強度の高いアラミド系繊維と、硬度が高く軽量なアルミ合金・チタン合金等を配列使用して、防刃防刺効果の高い本格的防護衣であって、機動性に富み、通気性・柔軟性の優れた防護衣を提供することを目的としている。

上記目的を達成するため、本願発明に係る防刃防刺素材は、アラミド系繊維で編まれた編物地の表面に、小片からなる耐刃板を間隙なく敷詰め、接着剤で固定して構成されている。防刃防刺効果を十分に得るためには耐刃板は編物地に完全に密着していることが必要であり、耐刃板の片側全面を編物地に圧着接合させる必要がある。また、耐刃板にはアイスピックなどの刃先を有効に捉え防刺性を向上させるために、内接円の直径が２ｍｍ以下の小孔を設けて構成することが最良である。

編物地はニット編みにすることが最良である。編物地の伸縮性を利用して、二枚の耐刃板が刃先を挟み込んで捕捉するペンチ効果（後述する）を発揮させることが可能となる。接着剤はナイロン系樹脂かポリエステル系樹脂を主成分とするものが接着強度を向上させることができ、耐刃板は軽量化と硬度の観点からアルミ合金、チタン合金、カーボンファイバーのいずれかが最良である。防刺効果を高める観点から、耐刃板の形状は正多角形か、あるいは、耐刃板の外周線には曲線部分が含まれるように形成することが好ましい。

本発明に係る防刃防刺素材は、アラミド系繊維で編まれた編物地の表面に、接着剤を塗布した耐刃板を隙間なく配置して、高圧で圧着して製造することができる。本発明に係る防護衣は、このようにして製造された防刃防止素材の前記耐刃板を表地側に、前記編物地を人体側に向け、防刃防刺素材を内部素材として使用して構成したものである。上記構成手段によれば、以下のような作用効果が得られる。

本発明に係る防刃防刺素材によれば、耐切創性を有するアラミド系繊維で編まれた編物地に小片からなる耐刃板が隈なく敷詰められ、強力に接着固定されているので、耐刃板による防刃効果を発揮できるだけでなく、耐刃板間の間隙に刃先が圧入された場合、アラミド繊維からなる編物地の引張強度と硬度ある耐刃板の協働によって、耐刃板間の間隙がさらに圧縮され、その結果、刃先がペンチ効果によって捕捉されるため、強力な防刺効果を発揮することが可能となる。この防刃防刺素材の耐刃板を表地側に、編物地を人体側に向け、防刃防刺素材を内部素材として防護衣を構成すれば、外部からの刃物の圧入に対して、有効にペンチ効果が作用することが分かる。

一方、耐刃板を硬度のある材料（本願例ではアルミ合金やチタン合金など）で構成し、内接円の直径が２ｍｍ以下の小孔を形成することによって、刃先が錐状のものであっても、小孔が刃先を捕らえることができるので防刺効果を向上させることができるとともに、軽量化と通気性を同時に実現できる構成とすることができる。アラミド系繊維で編まれた編物地が通気性を有するので、防護衣とした場合にも快適な装着感を実現することができる。なお、本願発明に係る防刃防刺素材は金属で構成された耐刃板の場合でも、互いに重ね合わさることがなく、耐刃板間のジョイントも必要がないので、活動中に金属接触音が生じることが極めて少なくなる利点も有している。

以下、本発明に係る防刃防刺素材１及び防護衣４０の実施の態様について、添付図面に基づいて説明する。図１は本発明に係る防刃防刺素材１の一実施形態である。この防刃防刺素材１は編物地１０の上に、矩形の小片からなる耐刃板２０を間隙なく密に配置し、接着剤で編物地１０に圧着されて構成されている。また耐刃板２０には複数の小孔２１が設けられている。この小孔２１は一つでもよいが、防護衣４０（図５参照）の軽量化や通気性及び刃先３０（図４参照）の捕捉性から考えると、耐刃板２０の強度を損ねない程度に複数個設けることが好ましい。

編物地１０はアラミド系繊維で構成されている。アラミド系繊維とはアミド結合の８５％以上が２個の芳香族環と直接結合した合成線状高分子であって、メタ系アラミド繊維（メタフェニレンジアミンとの重合体）とパラ系アラミド繊維（パラフェニレンジアミンとの重合体）があるが、本願発明に関してはそのいずれであっても使用可能である。アラミド系繊維は耐切創性を有し、作業性を有する高性能繊維として開発されたもので、それ自体に伸縮性はないが強い引張強度を有する。

編物地１０の編み方は限定しないが、ニット編みが最適である。編物地１０をニット編みにするのは、耐刃板２０が圧着されていない部分でも防刺効果を期待できるからである。アラミド系繊維の織物を下地とした場合でも素材の性質から耐切創性は認められるが、織物面に対して垂直に錐状刃物で刺した時には、織物特有の欠点である滑脱性が大きいため防刺効果はほとんどなく、織物を多重に重ねても、その効果の向上は見られない。編物地１０、特にニット編みとすることで、編物地１０の全体に防刺効果をもたせることができる。

なお、アラミド系繊維の太さも特に限定しないが、実用上１００デニールから５００デニールの間の太さを有する繊維で編むのが好ましい。但し、錐状刃物の滑脱性防止効果を期待するためには、ある程度高い編み密度を有することが必要である。

耐刃板２０は、銅を含むアルミ合金（ＡＬ−ＣＵ系）で構成することが最良である。耐食性に多少の欠点を有するものの、軽量で硬度が高いので、耐刃性と軽量性を充足することができる。チタン合金で構成することも可能である。その場合、硬度は増すが重量も高くなる。また、より軽量化のためにカーボンファイバーを使用することができるが、アルミ合金に比して硬度が少し低下する。しかしながら、いずれを使用しても、防刃防刺効果は認められる。

耐刃板２０の形状は限定されない。ジグソーパズルのように間隙なく配置されるような形状であればよい。活動性を確保するために２５ｍｍ×２５ｍｍの小片が好ましいが、活動性の十分な確保のために決定するものであり特に限定されない。一般には図１に示すように、正四角形や正六角形のような正多角形に形成されるが、これに限定する趣旨ではない。図２は耐刃板２０を正六角形で構成したパターン図である。また図３に示すように、耐刃板２０の外周線２３は曲線部分を含むように形成し、耐刃板２０同士が曲線で接するよう配置することが好ましい。これによりナイフのような平板状の刃先３０が耐刃板２０の接触する間隙に入ることが困難となり防刺効果をより向上させる。

耐刃板２０に設けられる小孔２１は、耐刃板２０に当たった刃先３０を捕らえるために有効な構成であり、その内接円の直径が２ｍｍ以下に形成されることが好ましい。内接円の直径が２ｍｍ以下とは、図２に示すように、その形状がどのような形状でもいいが、小孔２１に内接する最大円の直径が２ｍｍ以下ということである。これはアイスピックや千枚通しのような錐状の刃先でも有効に捕捉し、防刺効果を減殺させないためである。このため、小孔２１の形状は、一般には円形で形成されるが、平板状の刃先を捕らえやすくするために十字孔２２にすることも効果的である。その場合は十字孔２２の中心部に内接する円の直径が２ｍｍ以下になるように長方形部分の幅を決定する必要がある。

防刃防刺素材１はアラミド系繊維で編まれた編物地１０を平面状に敷き、その上から接着剤を塗布した耐刃板２０を間隙なく載置したのち、圧力をかけて接着する。これにより、耐刃板２０は編物地１０にしっかり固定され、耐刃板２０の移動に対して編物地１０も横ずれを起こすことなく追従するように製造される。接着剤はナイロン系樹脂又はポリエステル系樹脂などを利用した熱硬化性の接着剤が使用可能である。いわゆるペンチ効果を生じさせるためには、耐刃板２０と編物地１０が一体となって固定されている必要があるので、接着剤には強い引張強度が要求される。そのため、耐刃板２０を編物地１０に圧着させなければならない。

以下に、本願発明に係る防刃防刺素材１の作用効果について、図４を用いて説明する。図４はいわゆるペンチ効果を説明するための拡大図である。密に接して配置された二枚の耐刃板２０，２０の間隙に、のみのような刃先３０が圧入すると、二枚の耐刃板２０、２０の間隙はこじ開けられ、編物地１０側の接触面が開いてＶ字型に折れ曲がる。編物地１０と耐刃板２０は圧着され、互いに固定されているので、編物地１０は間隙部分で伸び、その結果、耐刃板２０の上部稜線部分が刃先３０の側面を挟み込むようにして、刃先３０の進入を阻止しようとする。これがペンチ効果であり、錐状の刃先であっても同様な効果を生じさせることが可能である。この効果により、耐刃板２０を小片にして、その接触部分をカバーしなくても防刃防刺効果を減殺することなく、活動容易性をより容易に確保できるのである。

一方、錐状の刃先や先端の鋭利なナイフの刃先のように尖った部分が耐刃板２０の突き当たった場合には、耐刃板２０に形成されている円形の小孔２１あるいは十字型の小孔２２（図２参照）が刃先を捕らえて、進入を拘束するので防刃防刺効果を発揮する。このとき、防刺効果を確実とするために小孔２１，２２の内接円の直径は２ｍｍ以下としている。この小孔２１，２２は耐刃板２０の強度を損なわない範囲で数多く設ければ、防刃防刺素材１の重量の軽減化と通気性の向上を改善することができる。

図５は本発明に係る防刃防刺素材１を用いたブルゾンタイプの防護衣４０の外観図を示すものである。防刃防刺素材１は編物地１０を人体側にし、耐刃板２０側を表地側にして、表地と裏地の間に挟みこんで使用する。編物地１０をそのまま裏地として使用することも可能である。図５では後身頃の背中部分一面に防刃防刺素材１を配置した一例を示しているに過ぎず、もちろんこれに限定するものではない。前身頃や袖、襟にも使用することにより防刃防刺効果を広範囲に確保することができる。

今、実施例として、アルミ合金（Ａ２０１７）を使用した場合の防護衣４０の重量を計算してみる。このアルミ合金は、ＡＬ−ＣＵ系合金であり、アルミ（ＡＬ）の比重が２．７０ｇ／ｃｃ、銅（ＣＵ）の比重が８．９６ｇ／ｃｃから成っている。耐刃板２０として２５ｍｍ×２５ｍｍ×厚さ１ｍｍのアルミ合金板とし、小孔２１の孔径２．０ｍｍ、孔間ピッチ３．５ｍｍのパンチングパターンを施すと、一枚の耐刃板２０の重量はおよそ１．２７ｇとなる。前身頃に８０個、後身頃に１６２個、袖に１４４個使用した防護衣４０の耐刃板２０の使用枚数はおよそ３８６枚となるので、耐刃板２０全体の重量はおおよそ４５５．４８ｇとなる。厚さを１．５ｍｍとしても６８２ｇ程度でありかなりの軽量化を実現できる。この結果、防護衣４０全体の重量を１Ｋｇ程度にすることが可能となる。尚、本発明はこの実施例に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることは勿論である。

本発明に係る防刃防刺素材の一実施形態である。 耐刃板を正六角形で構成したパターン図である。 耐刃板の外周線に曲線部分を含むように構成したパターン図である。 いわゆるペンチ効果を説明するための拡大図である。 防刃防刺素材を用いたブルゾンタイプの防護衣の外観図である。

符号の説明

１ 防刃防刺素材
１０ 編物地
２０ 耐刃板
２１ 小孔
２２ 十字孔
２３ 外周線
３０ 刃先
４０ 防護衣

Claims (9)

1. アラミド系繊維で編まれた編物地の表面に、小片からなる耐刃板を間隙なく配置し、接着剤で固定した防刃防刺素材。
2. 前記耐刃板の片側全面を前記編物地に圧着させたことを特徴とする請求項１に記載の防刃防刺素材。
3. 前記耐刃板は、内接円の直径が２ｍｍ以下の小孔を有することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の防刃防刺素材。
4. 前記編物地はニット編みであることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれかに記載の防刃防刺素材。
5. 前記接着剤は、ナイロン系樹脂又はポリエステル系樹脂であることを特徴とする請求項１から請求項４のいずれかに記載の防刃防刺素材。
6. 前記耐刃板は、アルミ合金、チタン合金又はカーボンファイバーのうちのいずれかの材質で構成することを特徴とする請求項１から請求項５のいずれかに記載の防刃防刺素材。
7. 前記耐刃板は正多角形の形状を有することを特徴とする請求項１から請求項６のいずれかに記載の防刃防刺素材。
8. 前記耐刃板の外周線が曲線部分を含んで形成されていることを特徴とする請求項１から請求項６のいずれかに記載の防刃防刺素材。
9. 請求項１から請求項８のいずれかに記載の防刃防刺素材の前記耐刃板を表地側に、前記編物地を人体側に向け、前記防刃防刺素材を衣服の内部素材として利用した防護衣。

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