CN109923251A - 布帛及其制造方法和纤维制品 - Google Patents

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silk
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田中谦吾
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岩下宪二
吉原健二
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Abstract

本发明的课题在于提供一种不仅阻燃性、防静电性优异，而且外观品位也优异，优选还具有对电弧的防护性能的布帛及其制造方法和纤维制品，其解決方法是含有间位型全芳香族聚酰胺纤维和导电性纤维的布帛，其中，所述间位型全芳香族聚酰胺纤维和导电性纤维均进行着色。

Description

布帛及其制造方法和纤维制品
技术领域
本发明涉及不仅阻燃性、防静电性优异，而且外观品位也优异，优选还具有对电弧的防护性能的布帛及其制造方法和纤维制品。
背景技术
以往，对于消防员、飞行员、赛车手，电力公司或化学公司的工作人员等穿着的衣服，一直使用将与火焰或高温接触作为前提的使用全芳香族聚酰胺纤维(芳族聚酰胺纤维)的阻燃性布帛。
对这些衣服不仅要求阻燃性而且还要求防静电性能，因此，提出了在布帛中混合导电性脂肪族聚酰胺纤维(导电性尼龙纤维)等导电性纤维(例如专利文献1)。通过在布帛中混合导电性纤维，因布帛的摩擦而产生的静电减少，能够防止尘埃附着、因放电所致的弊病、防爆环境中的着火等。另外，提出了对使用全芳香族聚酰胺纤维的阻燃性布帛实施染色处理(例如专利文献2、专利文献3)。
然而，导电性脂肪族聚酰胺纤维不被在将使用全芳香族聚酰胺纤维的阻燃性布帛进行染色时使用的阳离子系染料着色，因此，存在阻燃性布帛的外观品位降低的问题。
另一方面，在电气设备附近工作的人、应对在电气设备附近的事故的救护队员有可能潜在性地暴露于电弧、闪燃火灾，需求还具有对电弧的防护性能的布帛。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：国际公开第2016/035638号小册子
专利文献2：国际公开第2015/159749号小册子
专利文献3：日本特开2003-209776号公报
发明内容
本发明是鉴于上述的背景而完成的，其目的在于提供一种不仅阻燃性、防静电性优异，而且外观品位也优异，优选还具有对电弧的防护性能的布帛及其制造方法和纤维制品。
本发明人等为了实现上述课题而进行了深入研究，结果发现通过使用能够以相同染料着色的全芳香族聚酰胺纤维和导电性纤维，可得到不仅阻燃性、防静电性优异，而且外观品位也优异的布帛，通过进一步反复深入研究，完成了本发明。
如此，根据本发明，可提供“一种布帛，其特征在于，是含有间位型全芳香族聚酰胺纤维和导电性纤维的布帛，是上述间位型全芳香族聚酰胺纤维和导电性纤维均进行着色而成的”。
此时，上述间位型全芳香族聚酰胺纤维和导电性纤维优选含有相同的染料。此时，上述染料优选为阳离子染料。另外，上述间位型全芳香族聚酰胺纤维和导电性纤维优选着色为相同的颜色而成。另外，上述导电性纤维优选为导电性丙烯酸纤维。另外，上述导电性丙烯酸纤维优选为芯鞘型复合纤维。此时，上述导电性丙烯酸纤维优选为由含有导电性微粒的芯部和不含导电性微粒的鞘部构成的芯鞘型复合纤维。另外，优选在布帛中含有相对于布帛质量为1～30质量％的上述导电性纤维。另外，优选上述间位型全芳香族聚酰胺纤维和导电性纤维以混纺丝的形式含有于布帛。另外，优选进一步在布帛中含有选自对位型全芳香族聚酰胺纤维、聚苯硫醚纤维、聚酰亚胺纤维、聚苯并咪唑纤维、聚苯并唑纤维、聚酰胺酰亚胺纤维、聚醚酰亚胺纤维、费罗迈克斯(Pyromex，注册商标)和碳纤维中的1种以上。另外，布帛优选具有织物组织。另外，含有上述间位型全芳香族聚酰胺纤维和防静电性纤维的纺织丝优选配置于所有经纱和纬纱。另外，布帛的单位面积重量优选为3.0～9.0oz/yd2的范围内。
本发明的布帛中，通过JIS L1094－2014 C法测得的摩擦带电电荷量优选为7.0μC/m2以下。另外，在JIS L1091－1992 A－4法(接触火焰12秒)所规定的燃烧性测定中余焰时间优选为1.0秒以下。
另外，根据本发明，可提供一种纤维制品，是使用上述布帛而成的且选自防护服、工作服、防火服、迷彩服、号衣和围裙中的任一种。
另外，根据本发明，可提供一种上述布帛的制造方法，对含有间位型全芳香族聚酰胺纤维和导电性纤维的布帛实施染色加工。
根据本发明，可得到不仅阻燃性、防静电性优异而且外观品位也优异，优选还具有对电弧的防护性能的布帛及其制造方法和纤维制品。
具体实施方式
以下，对本发明的实施方式详细地进行说明。首先，本发明中使用的间位型全芳香族聚酰胺纤维(间位型芳族聚酰胺纤维)是由其重复单元的85摩尔％以上为间苯二甲酰间苯二胺的聚合物构成的纤维。该间位型全芳香族聚酰胺也可以是在小于15摩尔％的范围内含有第3成分的共聚物。
这样的间位型全芳香族聚酰胺可以通过以往公知的界面聚合法制造。作为该聚合物的聚合度，优选使用以0.5g/100ml的浓度的N－甲基－2－吡咯烷酮溶液测定的特性粘度(I.V.)为1.3～1.9dl/g的范围的聚合度。
上述间位型全芳香族聚酰胺可以含有烷基苯磺酸盐。作为烷基苯磺酸盐，优选可例示己基苯磺酸四丁基盐、己基苯磺酸三丁基苄基盐、十二烷基苯磺酸四苯基盐、十二烷基苯磺酸三丁基十四烷基盐、十二烷基苯磺酸四丁基盐、十二烷基苯磺酸三丁基苄基铵盐等化合物。其中，十二烷基苯磺酸四丁基盐或十二烷基苯磺酸三丁基苄基铵盐容易获得，热稳定性也良好，并且对N－甲基－2－吡咯烷酮的溶解度也高，因此，可特别优选例示。
为了得到充分的染色性的改良效果，上述烷基苯磺酸盐的含有比例相对于聚间苯二甲酰间苯二胺优选为2.5摩尔％以上(更优选为3.0～7.0摩尔％)。
另外，作为将聚间苯二甲酰间苯二胺与烷基苯磺酸盐混合的方法，使用在溶剂中将聚间苯二甲酰间苯二胺混合、溶解，在其中将烷基苯磺酸盐溶解于溶剂中的方法等。如此得到的纺丝原液通过以往公知的方法形成为纤维。
对于间位型全芳香族聚酰胺纤维中使用的聚合物，出于提高染着性、耐变褪色性等目的，也可以在含有由下述式(1)表示的重复结构单元的芳香族聚酰胺骨架中，使与重复结构的主要构成单元不同的芳香族二胺成分或芳香族二羧酸卤化物成分以相对于作为第3成分芳香族聚酰胺的重复结构单元的总量为1～10mol％的方式进行共聚。
－(NH－Ar1－NH－CO－Ar1－CO)－…式(1)
这里，Ar1是间位配位或平行轴方向以外具有键合基团的2价芳香族基团。
另外，也可以共聚如下所述的第3成分。作为式(2)、(3)所示的芳香族二胺的具体例，例如可举出对苯二胺、氯苯二胺、甲基苯二胺、乙酰基苯二胺、氨基茴香胺、联苯胺、双(氨基苯基)醚、双(氨基苯基)砜、二氨基苯甲酰苯胺、二氨基偶氮苯等。作为式(4)、(5)所示的芳香族二羧酸二氯化物的具体例，例如可举出对苯二甲酰氯、1,4－萘二甲酰氯、2,6－萘二甲酰氯、4,4’－联苯二甲酰氯、5－氯间苯二甲酰氯、5－甲氧基间苯二甲酰氯、双(氯羰基苯基)醚等。
H2N－Ar2－NH2…式(2)
H2N－Ar2－Y－Ar2－NH2…式(3)
XOC－Ar3－COX…式(4)
XOC－Ar3－Y－Ar3－COX…式(5)
这里，Ar2是与Ar1不同的2价芳香族基团，Ar3是与Ar1不同的2价芳香族基团，Y是选自氧原子、硫原子、亚烷基中的至少1种原子或官能团，X表示卤素原子。
另外，从染料的吸尽性良好，以更少的染料或者即使染色条件弱，也容易调整为目标颜色的方面考虑，间位型全芳香族聚酰胺纤维的结晶度优选为5～35％。进而，从不以发生染料的表面偏在、耐变褪色性也高的方面以及也能够确保实用上需要的尺寸稳定性的方面考虑，更优选为15～25％。
另外，从不损害间位型全芳香族聚酰胺纤维的优异的阻燃性能的方面考虑，间位型全芳香族聚酰胺纤维的残留溶剂量优选为0.1质量％以下(更优选为0.001～0.1质量％)。
上述间位型全芳香族聚酰胺纤维可以通过以下的方法制造。特别是通过后述的方法，能够使结晶度、残留溶剂量为上述范围。
作为间位型全芳香族聚酰胺聚合物的聚合方法，没有特别限定。例如可以使用日本特公昭35－14399号公报、美国专利第3360595号公报、日本特公昭47－10863号公报等中记载的溶液聚合法、界面聚合法。
作为纺丝溶液，没有特别限定。可以使用含有通过上述溶液聚合、界面聚合等得到的芳香族共聚酰胺聚合物的酰胺系溶剂溶液，也可以使用从上述聚合溶液分离该聚合物并将其溶解于酰胺系溶剂而成的溶液。
作为这里使用的酰胺系溶剂，可例示N,N-二甲基甲酰胺、N,N-二甲基乙酰胺、N-甲基-2-吡咯烷酮、二甲基亚砜等，特别优选为N,N-二甲基乙酰胺。
如上所述得到的共聚芳香族聚酰胺聚合物溶液通过进一步含有碱金属盐或碱土金属盐而稳定化，能够在更高浓度、低温下使用，因而优选。碱金属盐和碱土金属盐相对于聚合物溶液的总质量优选为1质量％以下(更优选为0.1质量％以下)。
纺丝·凝固工序中，将上述得到的纺丝液(间位型全芳香族聚酰胺聚合物溶液)纺出到凝固液中使其凝固。
作为纺丝装置，没有特别的限定，可以使用以往公知的湿式纺丝装置。另外，只要能够稳定地进行湿式纺丝，则喷丝头的喷丝孔数、排列状态、孔形状等没有特别限定，例如可以使用孔数为1000～30000个、喷丝孔径为0.05～0.2mm的短纤(スフ)用的多孔喷丝头等。
另外，从喷丝头纺出时的纺丝液(间位型全芳香族聚酰胺聚合物溶液)的温度优选为20～90℃的范围。
作为用于得到纤维而使用的凝固浴，优选在浴液的温度10～50℃的范围使用实质上不含无机盐的酰胺系溶剂、优选NMP的浓度为45～60质量％的水溶液。酰胺系溶剂(优选为NMP)的浓度小于45质量％时，有如下顾虑：成为皮层厚的结构，清洗工序中的清洗效率降低，难以减少纤维的残留溶剂量。另一方面，酰胺系溶剂(优选为NMP)的浓度超过60质量％时，有如下顾虑：无法进行均匀的凝固至纤维内部，因此还是难以减少纤维的残留溶剂量。应予说明，凝固浴中的纤维的浸渍时间优选为0.1～30秒的范围。
接着，优选在酰胺系溶剂、优选为NMP的浓度为45～60质量％的水溶液且使浴液的温度为10～50℃的范围的可塑拉伸浴中以3～4倍的拉伸倍率进行拉伸。拉伸后，通过10～30℃的NMP的浓度为20～40质量％的水溶液，接着通过50～70℃的温水浴而充分地进行清洗。清洗后的纤维以温度270～290℃实施干热处理。
通过该制造方法，能够得到满足上述的结晶度和残留溶剂量的范围的间位型全芳香族聚酰胺纤维。
上述间位型全芳香族聚酰胺纤维中，作为纤维的形态，可以为长纤维(复丝)，也可以为短纤维。特别是从与其它纤维混纺的方面出发，优选纤维长度为25～200mm(更优选为30～150mm)的短纤维。另外，作为单纤维纤度，优选为1～5dtex的范围。
本发明的布帛中，间位型全芳香族聚酰胺纤维的质量比率相对于布帛质量优选为70～99质量％(更优选为75～95质量％)的范围。如果间位型全芳香族聚酰胺纤维的质量比率小于该范围，则有布帛的阻燃性降低的顾虑。相反，如果间位型全芳香族聚酰胺纤维的质量比率大于该范围，则有由于导电性纤维的质量比率降低而防静电性降低的顾虑。
另一方面，作为导电性纤维，优选导电性丙烯酸纤维。如果在布帛中含有间位型全芳香族聚酰胺纤维和导电性丙烯酸纤维，则通过用阳离子染料进行染色，间位型全芳香族聚酰胺纤维和导电性丙烯酸纤维均被染色为深色且作为布帛整体被均匀地染色。此时，优选上述间位型全芳香族聚酰胺纤维和导电性纤维着色为相同的颜色。这里，作为上述间位型全芳香族聚酰胺纤维和导电性纤维的色调差，ΔE优选为3以下。
作为上述导电性丙烯酸纤维，优选在丙烯酸纤维中揉入了导电性碳的纤维、由含有导电性微粒的芯部和不含导电性微粒的鞘部构成的芯鞘型复合纤维等。特别优选鞘部由不含导电性微粒的丙烯酸树脂(アクリル)构成且芯部由含导电性碳的聚合物构成的芯鞘型复合纤维(或偏心芯鞘型复合纤维)等。通过在布帛中含有该导电性丙烯酸纤维，能够减少因布帛的摩擦而产生的静电，其结果，能够减少尘埃的附着、因放电所致的弊病、防爆环境中的着火等问题。
作为上述导电性丙烯酸纤维，例如优选日本特开2009－221632号公报中记载的导电性丙烯酸纤维。即，是由含有导电性微粒的芯部和不含导电性微粒的鞘部构成，芯鞘比率为15/85～50/50，芯部的导电性微粒含有率为20～60质量％，单纤维电阻率值为101～106Ω·cm的芯鞘型导电性丙烯酸纤维。
上述导电性纤维中，纤维的形态可以为长纤维(复丝)，也可以为短纤维。特别是从与其它纤维混纺的方面考虑，优选纤维长度为25～200mm(更优选为30～150mm)的短纤维。另外，作为单纤维纤度，优选为1～5dtex的范围。
本发明的布帛中，导电性纤维的质量比率相对于布帛质量优选为1～30质量％(更优选为1～20质量％)的范围。如果导电性纤维的重量比率小于该范围，则有布帛的防静电性降低的顾虑。相反，如果导电性纤维的质量比率大于该范围，则有间位型全芳香族聚酰胺纤维的质量比率降低，因此阻燃性降低的顾虑。
本发明的布帛可以仅由上述间位型全芳香族聚酰胺纤维和导电性纤维构成，也可以进一步含有选自对位型全芳香族聚酰胺纤维、聚苯硫醚纤维、聚酰亚胺纤维、聚苯并咪唑纤维、聚苯并唑纤维、聚酰胺酰亚胺纤维、聚醚酰亚胺纤维、费罗迈克斯(Pyromex，注册商标)和碳纤维中的1种以上。
例如，如果在布帛中含有对位型全芳香族聚酰胺纤维，则布帛的强度(拉伸强度等)提高，因而优选。此时，对位型全芳香族聚酰胺纤维的质量比率相对于布帛质量优选为1～10质量％的范围内。
本发明的布帛中，也可以进一步含有聚酯纤维。可以在布帛中含有聚酯纤维。此时，聚酯纤维的质量比率相对于布帛质量优选为1～10质量％的范围内。
这里，从得到不仅阻燃性、防静电性优异，而且外观品位也优异的布帛的方面考虑，优选将这些纤维进行混纺而以混纺丝含于布帛。此时，各纤维的纤维长度优选为25～200mm(更优选为30～150mm)。应予说明，各纤维的纤维长度可以相同，也可以不同。
本发明中，从得到高品位外观的方面考虑，重要的是上述间位型全芳香族聚酰胺纤维和导电性纤维均进行着色。特别优选上述间位型全芳香族聚酰胺纤维和导电性纤维着色为相同的颜色(ΔE为3以下)。
这里，上述间位型全芳香族聚酰胺纤维和导电性纤维优选含有相同的染料。特别优选上述染料为阳离子染料。
阳离子染料是指在水中为可溶性且具有显示碱性的基团的水溶性染料，多用于丙烯酸纤维、天然纤维或阳离子可染型聚酯纤维等的染色。作为阳离子染料，例如可举出二丙烯酰甲烷系、三丙烯酰甲烷系、醌亚胺(吖嗪、嗪、噻嗪)系、呫吨系、次甲基系(多次甲基、氮杂次甲基)、杂环偶氮系(噻唑偶氮、三唑偶氮、苯并噻唑偶氮)、蒽醌系等。另外，近年来，还已知通过将碱性基团封端而形成分散型的阳离子染料，两者可以同时使用。其中，优选偶氮系。例如，作为偶氮系，可以优选例示C.I.碱性蓝54、C.I.碱性蓝3、C.I.碱性红29、C.I.碱性黄67等。
本发明中，布帛的制造方法没有特别限定，可以使用公知的任何方法。例如，至少将间位型全芳香族聚酰胺纤维和导电性纤维进行混纺而得到纺织丝。
此时，从耐断丝性、强度等方面考虑，纺织丝纤度(支数)优选棉纱支数(Ecc)20～80支。作为单纤维的根数，优选60根以上。作为原棉单纤维纤度，优选为3.0dtex以下(更优选为0.001～3.0dtex)。作为纺织丝的捻系数(下捻系数)，优选为3.6～4.2(更优选为3.8～4.0)的范围。该捻系数越大，绒毛越收敛，布帛的耐起球性变得越良好，相反有纺织丝变硬，伸长率降低而布帛的撕裂强度降低，或者布帛硬化的顾虑。应予说明，捻系数由下述式表示。
捻系数＝捻数(次/2.54cm)/纺织丝的棉纱支数(Ecc)1/2
纺织丝的纺织方法可以为环锭纺织、MTS、MJS、MVS等革新纺织或环锭纺织等通常的纺织方法。捻向可以为Z方向或S方向中的任一者。
接着，根据需要对该纺织丝进行固捻定型(真空蒸汽定型)后，根据需要将2根以上(优选2～4根，特别优选2根)的纺织丝对齐并进行合丝、合捻。作为合捻中使用的捻丝机，可例示上行式捻线机、包覆机、意大利式捻纱机、倍捻机等捻丝机。
此时，合捻(上捻)的捻向为追捻方向。例如，纺织丝的捻向为Z捻时，在相同方向的Z方向进行加捻。另外，捻数优选为2000次/m以上，更优选为2100～3000次/m，特别优选为2300～2800次/m。该捻数小于2000次/m时，有在固捻定型、解捻后，纺织丝的形态不成为线圈状的顾虑。
接着，对该合捻纱实施固捻定型(是与以往的将芳族聚酰胺双丝进行固捻定型时使用的定型同样的高压真空蒸汽定型)。需要赋予牢固的固捻定型时，可以增加固捻定型的次数，或者改变固捻定型温度或定型时间。例如，可以是定型温度为115～125℃，定型时间为20～40分钟，次数为1～3次。定型温度越高，另外，定型时间越长，定型性越好而优选。通过增加固捻定型的次数，或者延长处理时间，或者提高温度，能够进一步提高定型性。如果考虑生产管理(作业管理的安全性，品质管理等)、生产加工费用，则优选延长处理时间。另外，真空度越高，品质越好而优选。
接着，将经固捻定型的合捻丝进行解捻(与合捻的捻向相反方向的捻向)，根据需要进行热定型。此时，解捻的捻数优选为上述合捻的捻数的70～90％的范围。通过以该范围的捻数进行解捻，能够得到具有伸缩性、呈线圈状的纺织丝。该呈线圈状的纺织丝中，从得到优异的伸缩性的方面考虑，捻数优选为200～860次/m的范围内。
另外，纺织丝中使用的原棉可以是染色(色织)原棉、原液染色原棉，也可以使用对原棉实施了功能化处理(吸汗、速干、防污、阻燃、紫外线吸收等)而成的原棉。
本发明的布帛中，布帛的组织没有特别限定，可以是织物、编织物、无纺布中的任一者，从阻燃性、耐火性、布帛强度等方面考虑，优选为织物。此时，作为织物组织，优选为平纹组织、斜纹组织、缎纹组织、双层织物等。
作为织物的密度，从得到对电弧的优异的防护性能的方面考虑，优选为经密度50根/2.54cm以上且纬密度50根/2.54cm以上(更优选为经密度60根/2.54cm以上且纬密度60根/2.54cm以上，特别优选为经密度60～80根/2.54cm且纬密度60～80根/2.54cm以上)。
另外，如果含有间位型芳香族聚酰胺纤维和防静电性纤维的纺织丝配置于织物的所有经纱和纬纱，则对电弧的防护性能提高，因而优选。
本发明的布帛可以使用上述的纺织丝通过常规方法进行编织织造。此时，优选以单丝或双丝并使用剑杆织机等织造成斜纹、平纹等组织。也可以是编织物、无纺布。
优选紧接着编织织造而实施后加工。作为具体的后加工工序，可例示精练、干燥、松弛、烧毛、染色和功能化处理等工序。
这里，作为染色加工，优选在含有如上所述的阳离子染料的染色浴中实施染色加工。此时，优选可以采用在115～135℃进行染色后，进行还原处理，进行干燥的方法等，但并不限定于此。
另外，染色加工中，优选使用载剂，优选实施阳离子染料和载剂在同一浴的染色处理。另外，通过在阳离子染色前将布帛用特殊表面活性剂进行处理，能够以平幅染色进行深染色。
作为载剂，例如优选为选自DL－β－乙基苯乙醇、2－乙氧基苄醇、3－氯苄醇、2,5－二甲基苄醇、2－硝基苄醇、对异丙基苄醇、2－甲基苯乙醇、3－甲基苯乙醇、4－甲基苯乙醇、2－甲氧基苄醇、3－碘苄醇、肉桂醇、对甲氧基苄醇和二苯基甲醇中的至少一种。作为具体的商品，优选苄醇、Dow Chemical制的DOWANOL PPH、BOZZETTO制的CINDYE DNK。另外，从进一步提高染色性的方面考虑，优选使用苄醇，特别是2,5－二甲基苄醇或2－硝基苄醇。
载剂的量相对于间位型全芳香族聚酰胺纤维100重量份优选为1～10重量份(更优选为1～5重量份)。
作为精练、松弛处理，可以为平幅处理，也可以是液流精练·松弛处理。具体而言，是在连续精练、连续干燥中用平幅无张力机进行处理的方法。例如，成为使用Sofcer精练机或拉幅干燥机、机械预缩整理机(Shrink Surfer)、短环烘燥机(short loop)、Luciole干燥机等的方法。也可以根据情况而省略精练、松弛工序。
另外，为了提高其它特性，可以实施剪毛和/或烧毛。进而，也可以附加应用赋予吸汗剂、拒水剂、蓄热剂、紫外线屏蔽、防静电剂、抗菌剂、除臭剂、防虫剂、防蚊剂、蓄光剂、逆向反射剂等功能的其它各种加工。使用的编织物可以是原液染色品，也可以为色织品，还可以为匹染品。
作为上述吸汗剂，优选聚乙二醇二丙烯酸酯或聚乙二醇二丙烯酸酯的衍生物或聚对苯二甲酸乙二醇酯－聚乙二醇共聚物或水溶性聚氨酯。
作为对布帛赋予吸汗剂的方法，可例示进行填充处理的方法、在染色加工时与染色液在同一浴中进行处理的方法等。
如此得到的布帛中，布帛的厚度优选为0.30mm以上(更优选为0.35～0.50mm)。如果布帛的厚度小于0.30mm，则有对电弧的防护性能降低的顾虑。相反，如果布帛的厚度大于0.50mm，则有轻量性、穿着舒适性降低的顾虑。
另外，布帛的单位面积重量优选为3.0～9.0oz/yd2(更优选为5.0～9.0oz/yd2)的范围内。如果布帛的单位面积重量小于该范围，则有对电弧的防护性能降低的顾虑。相反，如果布帛的单位面积重量大于该范围，则有轻量性、穿着舒适性降低的顾虑。
本发明的布帛具有上述的构成，因此，不仅阻燃性、防静电性优异，而且外观品位也优异，进而，还具有对电弧的防护性能。
本发明的布帛中，在包含由含有导电性微粒的芯部和不含导电性微粒的鞘部构成的导电性丙烯酸纤维时，芯部中含有的导电性微粒吸收电弧闪光的照射能量，抑制透过布帛的能量，因此对人体的防护性能优异。鞘部由不含导电性微粒的丙烯酸系聚合物构成，因此，能够用与间位型全芳香族聚酰胺纤维相同的阳离子染料进行染色。
这里，作为防静电性，通过JIS L1094－2014 C法测得的摩擦带电电荷量优选为7.0μC/m2以下(更优选为0.1～4.0μC/m2)。另外，作为阻燃性，JIS L1091－1992 A－4法(接触火焰12秒)所规定的燃烧性测定中余焰时间优选为1.0秒以下。另外，在耐电弧性试验ASTM F1959－1999中，ATPV值优选为8.0cal/cm2以上(优选为8.0～12.0cal/cm2)。另外，极限氧指数(LOI)优选为26以上。
另外，根据本发明，可提供一种选自防护服、工作服、防火服、迷彩服、号衣和围裙中的任一种的纤维制品，是使用上述的布帛而成的。
该纤维制品使用上述的布帛，因此，不仅阻燃性、防静电性优异，而且外观品位也优异，进而，还具有对电弧的防护性能。
实施例
以下，举出实施例详细地说明本发明，但本发明不受这些实施例任何限定。此外，实施例中的各物性通过下述的方法进行测定。
(1)布帛的阻燃性
在JIS L1091－1992 A－4法(接触火焰12秒)所规定的燃烧性测定中测定余焰时间。
(2)残留溶剂量
采取原纤维约8.0g，在105℃使其干燥120分钟后在干燥器内放冷，称量纤维质量(M1)。接着，对于该纤维，在甲醇中使用索格利特萃取器进行1.5小时回流萃取，进行纤维中所含的酰胺系溶剂的萃取。取出接触了萃取的纤维，在150℃使其真空干燥60分钟后在干燥器内放冷，称量纤维质量(M2)。纤维中残留的溶剂量(酰胺系溶剂质量)使用得到的M1和M2通过下述式算出。
残留溶剂量(％)＝[(M1－M2)/M1]×100
(3)结晶度
使用X射线衍射测定装置(Rigaku公司制的RINT TTRIII)，将原纤维拉齐成约1mm直径的纤维束，安装于纤维试样台，测定衍射谱图。以测定条件为Cu-Kα射线源(50kV，300mA)、扫描角度范围10～35°、连续测定0.1°宽度测量、1°/分钟扫描来进行。由实际测定的衍射谱图对空气散射、非干涉性散射进行线性近似校正而得到全散射谱图。接着，从全散射谱图减去非晶散射谱图而得到结晶散射谱图。结晶度由结晶散射谱图的面积强度(结晶散射强度)和全散射谱图的面积强度(全散射强度)通过下式求出。
结晶度(％)＝[结晶散射强度/全散射强度]×100
(4)染色性
利用麦克佩斯(Macbeth)光谱光度计(Color－Eye3100)进行测色，求出ΔE。
(5)防静电性
通过JIS L1094－2014 C法测定摩擦带电电荷量。将7.0μC/m2以下设为合格。
(6)单位面积重量
通过JIS L1096进行测定。
(7)ATPV值
通过耐电弧性试验ASTM F1959－1999测定ATPV值。将8.0cal/cm2以上设为合格(满足等级2)。
[间位型全芳香族聚酰胺纤维的制造]
间位型全芳香族聚酰胺纤维通过以下的方法制作。
使通过按照日本特公昭47－10863号公报记载的方法的界面聚合法制造的特性粘度(I.V.)为1.9的聚间苯二甲酰间苯二胺粉末20.0质量份悬浮于冷却至－10℃的N－甲基－2－吡咯烷酮(NMP)80.0质量份中，制成浆料状。接下来，将悬浮液升温至60℃使其溶解，得到透明的聚合物溶液。使相对于聚合物为3.0质量％的2－[2H－苯并三唑－2－基]－4－6－双(1－甲基－1－苯基乙基)苯酚粉末(在水中的溶解度：0.01mg/L)混合溶解于该聚合物溶液中，进行减压脱泡而制成纺丝液(纺丝原液)。
[纺丝·凝固工序]
将上述纺丝原液从孔径0.07mm、孔数500的喷丝头喷出到浴温度30℃的凝固浴中进行纺丝。凝固液的组成为水/NMP＝45/55(质量份)，在凝固浴中以丝速7m/分钟喷出而进行纺丝。
[可塑拉伸浴拉伸工序]
接下来，在温度40℃的水/NMP＝45/55的组成的可塑拉伸浴中，以3.7倍的拉伸倍率进行拉伸。
[清洗工序]
拉伸后，用20℃的水/NMP＝70/30的浴(浸渍长度1.8m)清洗，接着用20℃的水浴(浸渍长度3.6m)清洗，进一步通过60℃的温水浴(浸渍长度5.4m)充分地进行清洗。
[干热处理工序]
用表面温度280℃的热辊对清洗后的纤维实施干热处理，得到间位型全芳香族聚酰胺纤维。
[原纤维的物性]
得到的间位型全芳香族聚酰胺纤维(间位芳族聚酰胺纤维)的物性是纤度1.7dtex、残留溶剂量0.08质量％、结晶度19％。使用得到的原纤维进行卷缩加工、切割，得到长度51mm的短纤维(原棉)。
[实施例1]
使用上述间位型全芳香族聚酰胺纤维，单纤维纤度1.7dtex、纤维长度50mm的对位型全芳香族聚酰胺纤维(帝人芳纶社制，商标名“Twaron”)，单纤维纤度3.3dtex、纤维长度38mm的导电性丙烯酸纤维(三菱化学株式会社制，商标名“COREBRID”，鞘部：丙烯酸/芯部：含导电性碳聚合物的偏心芯鞘型导电性丙烯酸纤维)，以成为间位型全芳香族聚酰胺纤维93质量％、对位型全芳香族聚酰胺纤维5质量％、导电性丙烯酸纤维2质量％的方式制作1/68支数的纺织丝，得到双丝合捻加工丝条。
接着，将该丝条配置于所有经纱和纬纱，织造经密度57根/2.54cm、纬密度50根/2.54cm的平纹组织织物。
将得到的未染色织物(坯布)使用液流染色机(日阪制作所株式会社制的高温循环染色机)在含有阳离子染料(日本化药株式会社制，Kayacryl Red GL－ED，15％owf)和载剂(Dow Chemical株式会社制，DOWANOL PPH，40g/L)的染浴中从常温开始升温，在130℃染色60分钟。
得到的染色布帛的外观品位为深色且没有颜色不均，良好。另外，上述间位型全芳香族聚酰胺纤维和导电性纤维着色为相同的颜色，两者的色调差ΔE为3以下。另外，摩擦带电电荷量为3.3μC/m2，良好。另外，余焰时间为0秒，阻燃性优异。
[实施例2]
实施例1中，以成为间位型全芳香族聚酰胺纤维80质量％、对位型全芳香族聚酰胺纤维5质量％、导电性丙烯酸纤维15质量％的方式制作1/68支数的纺织丝，除此以外，与实施例1同样地得到染色布帛。
得到的染色布帛的外观品位为深色没有颜色不均，良好。另外，上述间位型全芳香族聚酰胺纤维和导电性纤维着色为相同的颜色，两者的色调差ΔE为3以下。另外，摩擦带电电荷量为1.4μC/m2，良好。另外，余焰时间为0秒，阻燃性优异。
[比较例1]
作为导电性纤维，使用单纤维纤度4.5dtex、纤维长度51mm的导电性脂肪族聚酰胺纤维(鞘部：尼龙6/芯部：白色金属化合物的偏心芯鞘型导电性尼龙纤维)，除此以外，与实施例1同样地得到染色布帛。
虽然得到的染色布帛的摩擦带电电荷量为2.4μC/m2，良好，但就外观品位而言，导电性脂肪族聚酰胺纤维没有着色，可看到颜色不均。另外，余焰时间为0秒，阻燃性优异。
[实施例3]
使依次将聚间苯二甲酰间苯二胺纤维(帝人株式会社制的Teijinconex(注册商标)neo(商品名)，单纤维纤度1.7dtex，纤维长度51mm)、导电性丙烯酸纤维(三菱化学公司制的COREBRID(商品名)、对位型全芳香族聚酰胺纤维(帝人芳纶株式会社制的Twaron(注册商标)TW1072，单纤维纤度1.7dtex，纤维长度51mm)以85/10/5(质量％)的混棉比率均匀混棉而成的纺织丝(下捻Z方向，捻数800～950次/m，棉纱支数40/1)进行合丝，用倍捻机进行捻纱(在S方向900次/m)，接着，进行作为固捻定型进行了蒸汽定型120℃×30分钟，得到2根合丝丝条。
另外，同样地得到在将上述纺织丝合丝而成的合丝细条中加入了导电丝(帝人株式会社B－TCF U300HX，总纤度31dtex/5长丝)而成的3根合丝丝条。
接着，使用上述2根据合丝丝条和3根合丝丝条，以每宽度2.02cm的间距配置3根合丝丝条(3根合丝丝条为相当于经纱的约2质量％的量)，在筒子架对经纱进行整经。将得到的整经轴进行上浆、分经、穿丝，从而进行经纱准备。另外，作为纬纱，使用上述2条合丝丝条。
接着，以经密度69根/2.54cm、纬密度62根/2.54cm织造2/2斜纹组织织物。
将得到的坯布通过常规方法进行松料(解反)·打卷(結反)，用平幅无张力精练机(Sofcer)进行退浆精练、滚筒干燥、烧毛和染色，进行精加工定型(180℃×45～90秒)，得到单位面积重量5.4oz/yd2的精加工加工卷料(仕上げ加工反)。
接着，以下述的条件对布帛实施染色加工，将布帛所含的聚间苯二甲酰间苯二胺纤维和导电性丙烯酸纤维进行着色。
(染色加工条件)
阳离子染料：日本化药公司制，商品名：Kayacryl RedGL－ED 6.0％owf，溶胀剂40g/L，乙酸3cc/L，分散剂1cc/L，硝酸钠25g/L
浴比；1：20
温度×时间；130℃×60分钟
ATPV值为8.7cal/cm2，合格(满足等级2)。
[实施例4]
在实施例3中，使用共聚对亚苯基－3,4’氧二亚苯基对苯二甲酰胺(PPODPA)纤维(帝人株式会社制Technora(注册商标))代替对位型全芳香族聚酰胺纤维(帝人芳纶株式会社制Twaron(注册商标)TW1072，单纤维纤度1.7dtex，纤维长度51mm)，除此以外，与实施例3同样地进行。ATPV值为8.9cal/cm2，合格(满足等级2)。
[实施例5]
在实施例3中，使用聚间苯二甲酰间苯二胺纤维(帝人株式会社制Teijinconex(注册商标)FRNB3单纤维纤度1.7dtex，纤维长度51mm)代替聚间苯二甲酰间苯二胺纤维(帝人株式会社制Teijinconex(注册商标)neo(商品名)，单纤维纤度1.7dtex，纤维长度51mm)，除此以外，与实施例3同样地处理。ATPV值为8.9cal/cm2，合格(满足等级2)。
[实施例6]
在实施例3中，将织造设计密度设为经密度62根/2.54cm、纬密度52根/2.54cm织造1/1平纹织物，除此以外，与实施例3同样地进行，得到单位面积重量4.5oz/yd2的精加工加工卷料，同样地进行评价。ATPV值为6.7cal/cm2，不合格。
[比较例2]
在实施例3中，将纤维材料和混棉量设为导电性丙烯酸纤维0重量％，除此以外，同样地处理并评价。ATPV值为7.8cal/cm2，不合格。
产业上的可利用性
根据本发明，可提供不仅阻燃性、防静电性优异而且外观品位也优异，优选还具有对电弧的防护性能的布帛及其制造方法和纤维制品，其工业价值极大。

Claims (16)

1.一种布帛，其特征在于，是含有间位型全芳香族聚酰胺纤维和导电性纤维的布帛，是所述间位型全芳香族聚酰胺纤维和导电性纤维均进行着色而成的。
2.根据权利要求1所述的布帛，其中，所述间位型全芳香族聚酰胺纤维和导电性纤维含有相同的染料。
3.根据权利要求2所述的布帛，其中，所述染料为阳离子染料。
4.根据权利要求1～3中任一项所述的布帛，是所述间位型全芳香族聚酰胺纤维和导电性纤维着色为相同的颜色而成的。
5.根据权利要求1～4中任一项所述的布帛，其中，所述导电性纤维为导电性丙烯酸纤维。
6.根据权利要求5所述的布帛，其中，所述导电性丙烯酸纤维是由含有导电性微粒的芯部和不含导电性微粒的鞘部构成的芯鞘型复合纤维。
7.根据权利要求1～6中任一项所述的布帛，其中，在布帛中含有相对于布帛质量为1～30质量％的所述导电性纤维。
8.根据权利要求1～7中任一项所述的布帛，其中，所述间位型全芳香族聚酰胺纤维和导电性纤维以混纺丝的形式含有于布帛。
9.根据权利要求1～8中任一项所述的布帛，其中，在布帛中进一步含有选自对位型全芳香族聚酰胺纤维、聚苯硫醚纤维、聚酰亚胺纤维、聚苯并咪唑纤维、聚苯并唑纤维、聚酰胺酰亚胺纤维、聚醚酰亚胺纤维、费罗迈克斯(注册商标)和碳纤维中的1种以上。
10.根据权利要求1～9中任一项所述的布帛，其中，布帛具有织物组织。
11.根据权利要求10所述的布帛，是含有所述间位型全芳香族聚酰胺纤维和防静电性纤维的纺织丝配置于所有经纱和纬纱而成的。
12.根据权利要求1～11中任一项所述的布帛，其中，布帛的单位面积重量为3.0～9.0oz/yd2的范围内。
13.根据权利要求1～12中任一项所述的布帛，其中，通过JIS L1094－2014 C法而测得的摩擦带电电荷量为7.0μC/m2以下。
14.根据权利要求1～13中任一项所述的布帛，其中，在JIS L1091－1992 A－4法所规定的燃烧性测定中余焰时间为1.0秒以下，所述JIS L1091－1992 A－4法中的接触火焰时间为12秒。
15.一种纤维制品，是使用权利要求1～14中任一项所述的布帛而成的且选自防护服、工作服、防火服、迷彩服、号衣和围裙中的任一种。
16.一种权利要求1所述的布帛的制造方法，对含有间位型全芳香族聚酰胺纤维和导电性纤维的布帛实施染色加工。
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