JP2006207063A - 防護衣料 - Google Patents
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Abstract
【課題】公知のアラミド繊維を用いた防護衣料に比べ、防護衣料を装着した場合に支障無く動くことができ、軽量でかつ高い耐弾性能を持つ防護衣料を安価で提供すること。
【解決手段】１種或いは複数種の繊維布帛を積層してなる防護衣料であって、該繊維布帛が特定の構造反復単位を含む芳香族コポリアミドからなり、その強度が２０ｃＮ／ｄｔｅｘ以上、引張弾性率が５００ｃＮ／ｄｔｅｘ以上の芳香族コポリアミド繊維からなる布帛を含む。
【選択図】なし
【解決手段】１種或いは複数種の繊維布帛を積層してなる防護衣料であって、該繊維布帛が特定の構造反復単位を含む芳香族コポリアミドからなり、その強度が２０ｃＮ／ｄｔｅｘ以上、引張弾性率が５００ｃＮ／ｄｔｅｘ以上の芳香族コポリアミド繊維からなる布帛を含む。
【選択図】なし
Description
本発明は、アラミド繊維よりなる防護衣料に関するもので、より詳しくは従来のアラミド繊維を用いた場合に比べて、より軽量でかつ防弾性能に優れた防護衣料に関するものである。
高強度繊維布帛の積層物を用いた防護衣料は従来より知られており、その繊維材料として、アラミド繊維を用いたもの（例えば、特開昭５２−４６７００号公報、特開昭５７−２０７７９９号公報）、ポリベンザゾール繊維を用いたもの（例えば、特開平９−７２６９７号公報）などが数多く提案されている。
特に最近では、銃弾に対する防御に関する関心が高まり、より高レベルのエネルギーを持つ弾を発射する銃器に対する防護衣料の要求が高くなってきている。これに対して、従来より使用されているアラミド繊維では、耐弾性能を上げるためには積層枚数を増やすことが必要であり、そのため重量が著しく増加して、防護衣料として常用し難いものとなっている。
また一方で、耐弾性能を上げるため、アラミド繊維より高強度を有するポリベンザゾール繊維を用いた防護衣料も提案されている。確かに該繊維を用いると耐弾性能は向上するものの、該繊維は非常に高価であり、その結果、該繊維よりなる防護衣料も極めて高価なものになってしまうという問題点がある。
このように、従来のアラミド繊維を用いた場合と同様のコストで、且つ従来のアラミド繊維を用いた場合に比べて、耐弾性能に優れた防護衣料の登場が切望されてきた。
このように、従来のアラミド繊維を用いた場合と同様のコストで、且つ従来のアラミド繊維を用いた場合に比べて、耐弾性能に優れた防護衣料の登場が切望されてきた。
本発明は、上記従来技術を背景になされたもので、その目的は、公知のアラミド繊維を用いた防護衣料に比べ、防護衣料を装着した場合に支障無く動くことができ、軽量でかつ高い耐弾性能を持つ防護衣料を安価で提供することにある。
すなわち、本発明によれば、１種或いは複数種の繊維布帛を積層してなる防護衣料であって、該繊維布帛が下記式（１）および下記式（２）の構造反復単位を含む芳香族コポリアミドからなり、その強度が２０ｃＮ／ｄｔｅｘ以上、引張弾性率が５００ｃＮ／ｄｔｅｘ以上の芳香族コポリアミド繊維からなる布帛を含むことを特徴とする防護衣料が提供される。
本発明によれば、公知のアラミド繊維を用いた防護衣料に比べ、防護衣料を装着した場合に支障無く動くことができ、軽量でかつ高い耐弾性能を持つ防護衣料が提供される。
以下、本発明の実施の形態について詳細に説明する。
本発明でいう芳香族コポリアミドとは、１種又は２種以上の２価の芳香族基が直接アミド結合により連結されているポリマーであって、該芳香族基は２個の芳香環が酸素、硫黄又はアルキレン基で結合されたものであってもよい。また、これらの２価の芳香族基には、メチル基やエチル基などの低級アルキル基、メトキシ基、クロルキなどのハロゲン基等が含まれていてもよい。
本発明でいう芳香族コポリアミドとは、１種又は２種以上の２価の芳香族基が直接アミド結合により連結されているポリマーであって、該芳香族基は２個の芳香環が酸素、硫黄又はアルキレン基で結合されたものであってもよい。また、これらの２価の芳香族基には、メチル基やエチル基などの低級アルキル基、メトキシ基、クロルキなどのハロゲン基等が含まれていてもよい。
本発明の芳香族コポリアミドは、従来公知の方法にしたがって、アミド系極性溶媒中で芳香族ジカルボン酸クロライドと芳香族ジアミンとを反応せしめてポリマー溶液を得る。
本発明における芳香族ジカルボン酸ジクロライドは従来公知のもので良い。例えばテレフタル酸ジクロライド、２−クロロテレフタル酸ジクロライド、３−メチルテレフタル酸ジクロライド、４、４’−ビフェニルジカルボン酸ジクロライド、２，６−ナフタレンジカルボン酸ジクロライド、イソフタル酸ジクロライド等が挙げられる。
本発明における芳香族ジカルボン酸ジクロライドは従来公知のもので良い。例えばテレフタル酸ジクロライド、２−クロロテレフタル酸ジクロライド、３−メチルテレフタル酸ジクロライド、４、４’−ビフェニルジカルボン酸ジクロライド、２，６−ナフタレンジカルボン酸ジクロライド、イソフタル酸ジクロライド等が挙げられる。
本発明においては２種の芳香族ジアミンを用いる。一方の芳香族ジアミンは置換又は非置換パラ型芳香族ジアミンから選ばれた１種であり、パラ型フェニレンジアミン、パラ型ビフェニレンジアミン等の一般的に公知のもので良い。また、もう一方の芳香族ジアミンは置換又は非置換のフェニルベンジミダゾール基を有する芳香族ジアミン類から選ばれた１種であり、中でも入手のし易さ、得られる繊維が有する優れた引張強度、初期モジュラス等の点から、５（６）−アミノ−２−（４−アミノフェニル）ベンジミダゾールが良い。
本発明で用いられるアミド系極性溶媒としては、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド、Ｎ，Ｎ−ジメチルアセトアミド、Ｎ−メチル−２−ピロリドン、ジメチルイミダゾリジノンなどを例示することができるが、特に、芳香族ポリアミドの重合からドープ調整、湿式紡糸工程に至るまでの取扱い性や安定性及び害溶媒の毒性等の点から、Ｎ−メチル−２−ピロリドンが好ましい。
本発明における芳香族コポリアミドは、下記式（１）および下記式（２）の構造反復単位を含む芳香族コポリアミドからなる芳香族コポリアミド繊維である必要があり、下記式（２）の構造反復単位が構造単位の全量に対して３０〜１００モル％、さらに好ましくは５０〜１００モル％の範囲で含まれていることが好ましい。該含有量が３０モル％未満の場合には重合反応においては反応溶液が濁るという問題が生じ、この様な濁ったドープでは製糸することが困難となることがある。
本発明の芳香族コポリアミドは、公知のアラミド繊維の製造方法により製糸することができる。例えば、半乾半湿式紡糸法によりドープを凝固液中に押し出し、凝固液から凝固糸として引き取り、水洗工程にて溶媒を十分に除去し、乾燥工程にて充分に乾燥したのち必要に応じて熱処理を行う。
本発明における繊維の熱処理温度は３００〜５５０℃の範囲とすることが好ましい。該温度が３００℃未満の場合には、繊維が充分に配向結晶化を起こすことができないために充分な引張強度、初期モジュラスが得られない場合がある。また、該温度が５５０℃を越える場合には、繊維が熱劣化を引き起こすために充分な引張強度、初期モジュラスが得られないことがある。
また、本発明で得られる芳香族コポリアミド繊維は引張強度２０ｃＮ／ｄｔｅｘ、初期モジュラス５００ｃＮ／ｄｔｅｘ以上であることが必要である。
また、本発明で得られる芳香族コポリアミド繊維は引張強度２０ｃＮ／ｄｔｅｘ、初期モジュラス５００ｃＮ／ｄｔｅｘ以上であることが必要である。
使用される芳香族コポリアミド繊維の繊度は織成作業上２００〜１７００ｄｔｅｘの範囲が好ましい。繊度が２００ｄｔｅｘ未満となると必要とする目付けを得ることが困難となり好ましくない。単糸繊度は０．５〜６ｄｔｅｘが好ましく、０．５ｄｔｅｘ未満では織成の際、単糸切れによる毛羽を生じ、織成作業が困難となる。一方、単糸繊度が６ｄｔｅｘを越えると単糸間のバラケを生じやすくなる。
本発明で使用される芳香族コポリアミド繊維布帛は、編物、織物、不織布などのような形態で使用されてもよいが、織物であるとそれぞれの繊維が経緯一方向に配列するため繊維の性能が発揮されやすく、本発明の目的である高耐弾性能が達成されやすい。さらに、織り組織の形態を維持しやすく、織り目が開き難くなる。したがって着弾によって繊維がずれず、繊維性能のロスが少なくなり高い耐弾性能を示すため好ましい。
本発明の芳香族コポリアミド繊維布帛は、積層して積層物として使用されるが、該積層物を単独で使用しても、他の高強力繊維布帛と組み合わせて使用してもよい。この際、組み合わされる高強度繊維布帛としては、他のアラミド繊維、ポリアリレート繊維、高強度ポリエチレン繊維など引張り強度が１８ｃＮ／ｄｔｅｘ以上の繊維の布帛を使用することが好ましい。
以下、実施例により本発明をさらに具体的に説明する。なお、実施例中の各特性は、以下の方法に従って評価した。
（１）耐弾試験
ＮＩＪ−ＳＴＤ（米国司法省標準規格）−０１０８．０２にしたがい、９ｍｍＦＭＪ弾（弾丸速度４２４±１５ｍ／ｓ）による区分ＩＩＩＡの性能試験と、ＭＩＬ−ＳＴＤ（米国軍用標準規格）−６６２による２２キャリバー１７グレインの模擬弾での性能試験を実施した。
（１）耐弾試験
ＮＩＪ−ＳＴＤ（米国司法省標準規格）−０１０８．０２にしたがい、９ｍｍＦＭＪ弾（弾丸速度４２４±１５ｍ／ｓ）による区分ＩＩＩＡの性能試験と、ＭＩＬ−ＳＴＤ（米国軍用標準規格）−６６２による２２キャリバー１７グレインの模擬弾での性能試験を実施した。
［実施例１］
芳香族コポリアミド繊維織物としては、パラフェニレンジアミン１５モル、５（６）−アミノ−２−（４−アミノフェニル）ベンジミダゾール３５モル、テレフタル酸クロライド５０モルからなる重合体を製糸して得た、引張強度２０ｃＮ／ｄｔｅｘ、引張り弾性率５００ｃＮ／ｄｔｅｘ、１１００ｄｔｅｘ、５００フィラメントのフィラメント糸を用いた。
芳香族コポリアミド繊維織物としては、パラフェニレンジアミン１５モル、５（６）−アミノ−２−（４−アミノフェニル）ベンジミダゾール３５モル、テレフタル酸クロライド５０モルからなる重合体を製糸して得た、引張強度２０ｃＮ／ｄｔｅｘ、引張り弾性率５００ｃＮ／ｄｔｅｘ、１１００ｄｔｅｘ、５００フィラメントのフィラメント糸を用いた。
このフィラメント糸を用い、撚り係数６で撚りを加えた後、経、緯の織密度を４５本／ｉｎとして織成し、目付け２１０ｇ／ｍ２の平織物を作成した。この織物を、２４枚重ね耐弾試験を行なったところ、Ｖ５０は５３０ｍ／ｓであった。
［比較例１］
ＭＩＬ（米国軍用規格）−Ｃ−４４０５０に準拠して、アラミド繊維からなる平織物を作成した。引張強度２０ｃＮ／ｄｔｅｘ、引張り弾性率５００ｃＮ／ｄｔｅｘ、１１００ｄｔｅｘ、５００フィラメントのアラミド（ＰＰＴＡ）繊維に、５９Ｔ／ｍで撚りを掛け（撚り係数７．６）た後、経、緯の織密度を３０本／ｉｎとして織成し、目付２８５ｇ／ｍ２の平織物を得た。この織物を、１８枚重ね上記実施例と同様に耐弾試験を行なったところ、Ｖ５０は４９４ｍ／ｓであった。
ＭＩＬ（米国軍用規格）−Ｃ−４４０５０に準拠して、アラミド繊維からなる平織物を作成した。引張強度２０ｃＮ／ｄｔｅｘ、引張り弾性率５００ｃＮ／ｄｔｅｘ、１１００ｄｔｅｘ、５００フィラメントのアラミド（ＰＰＴＡ）繊維に、５９Ｔ／ｍで撚りを掛け（撚り係数７．６）た後、経、緯の織密度を３０本／ｉｎとして織成し、目付２８５ｇ／ｍ２の平織物を得た。この織物を、１８枚重ね上記実施例と同様に耐弾試験を行なったところ、Ｖ５０は４９４ｍ／ｓであった。
本発明によれば、公知のアラミド繊維を用いた防護衣料に比べ、防護衣料を装着した場合に支障無く動くことができ、軽量でかつ高い耐弾性能を持つ防護衣料が提供されるので、軽量で優れた保護用品、あるいは安全用品等の用途分野に有用である。
Claims (2)
- １種或いは複数種の繊維布帛を積層してなる防護衣料であって、該繊維布帛が下記式（１）および下記式（２）の構造反復単位を含む芳香族コポリアミドからなり、その強度が２０ｃＮ／ｄｔｅｘ以上、引張弾性率が５００ｃＮ／ｄｔｅｘ以上の芳香族コポリアミド繊維からなる布帛を含むことを特徴とする防護衣料。
- 芳香族コポリアミドに含まれる下記式（２）の構造反復単位が構造単位の全量に対して３０〜１００モル％である請求項１記載の防護衣料。
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