JP2008138335A

JP2008138335A - 原着アラミド繊維

Info

Publication number: JP2008138335A
Application number: JP2006328135A
Authority: JP
Inventors: Noriko Wada; 典子和田; Tetsuya Akamatsu; 哲也赤松; Hiromi Ozaki; 裕美尾崎
Original assignee: Teijin Techno Products Ltd
Current assignee: Teijin Ltd
Priority date: 2006-12-05
Filing date: 2006-12-05
Publication date: 2008-06-19

Abstract

【課題】高温耐侯に優れた青色系原着共重合パラ型アラミド繊維を提供すること、更にそれを用いた軽量で、高強力、高耐侯性のある布帛およびそれらからなる衣服、消防服、耐熱性作業服、防護具等を提供することにある。
【解決手段】共重合パラ型アラミド繊維を原着する際に、５００℃以上の耐熱性を有する無機系顔料コバルトブルーを用いることによって青色原着、またコバルトブルー、さらには耐熱性、耐侯性に優れたカーボンブラックと組み合わせることでネイビー色の原着共重合パラ型アラミド繊維を得、さらにそれを用いた高強力、耐薬品性、耐侯堅牢度、洗濯堅牢度にすぐれた青色もしくはネイビー色の耐熱布帛、防護衣、防護具とする。
【選択図】なし

Description

本発明は、青色もしくは紺色原着パラ型アラミド繊維からなる布帛およびそれらからなる衣服、特に防護衣、防護具に関する。

パラ型アラミド繊維は優れた力学特性、高強度、高弾性率、高耐熱性と、有機繊維特有のしなやかさと軽量性を併せ持った合成繊維である。これらの特長から、自動車や自動二輪、および自転車用のタイヤ、自動車用歯付きベルト、コンベヤ等の補強材料として用いられている。また、光ファイバーケーブルの補強やロープにも利用されている。さらに衣料分野において、防弾チョッキや、刃物に対してきれにくい性質を利用した作業用手袋や、作業服などの防護衣料及びスポーツ衣料、また燃え難さを利用した消防服への応用、など機能性衣料への応用が行われ、各方面に用途を展開している。

これまでも上記用途、特に衣料分野では、着色が必要とされるが、繊維化後染料を用いて染色する後染色法と紡糸原液に顔料を添加して繊維化する原着法の２つが一般的に用いられている。

染色法では、特に共重合パラ型ポリアミド繊維に後染色法を適用しようとすると、分子鎖が剛直でありかつ高い結晶性を有し分子が動きにくいため、染料分子をポリアミド分子内に拡散させることがきわめて困難であり、後染色法では満足な発色はもちろんのこと染着させることすら困難である。

この対策として、例えば特開２００５−３２５４７１では、特定のカチオン電解質存在下でパラ系アラミド繊維の低温染色方法が示されている。確かに染色による色の展開が可能とはなるが、染色したパラ型アラミド繊維は、原着の共重合パラ型アラミド繊維と比較して強度低下するという点や、耐火、防火用では高温にさらされるため高温耐候性に対して問題がある。

又顔料原着法に関して、例えば特開平８−１６５４５３には、ポリアミド繊維用顔料としては、例えばアゾ系、フタロシアニン系、ペリノン系、ペリレン系、アンスラキノン系などの有機顔料、カーボンブラック、群青、ベンガラ、酸化チタンなどの無機顔料を挙げることができるとあるが、パラ型アラミド繊維の用途である、消防衣服等では耐熱性の問題が有り、高温下で容易に退色するという問題があった。

又特開平１−１３９８１４には、全芳香族ポリアミド繊維に４００℃、１５秒の暴露にたえる耐熱性のある顔料を練り込むことにより、発色性、耐熱性、高温時の形態安定性や耐光性が向上することを示しているが、通常消防衣服等では１５秒以上さらされる場合が多く長時間さらされされた場合変退色するという問題点があった。

又特開平２−１６９７３６号公報において、原着ポリアミド糸についてコバルトブルーを青味系着色剤として用いているが、これはアウトドア用途における日光暴露における耐候性については効果があるものの、本発明の狙いとしている防火、消防用で必要な高温耐候性についてはなんら示唆するものではなかった。

特開２００５−３２５４７１号公報特開平８−１６５４５３号公報特開平１−１３９８１４号公報特開平２−１６９７３６号公報

本発明の目的は、高温耐侯性に優れた青色系原着共重合パラ型アラミド繊維を提供すること、更にそれを用いた軽量で、高強力、高耐侯性のある布帛およびそれらからなる衣服、消防服、耐熱性作業服、防護具等を提供することにある。

共重合パラ型アラミド繊維を原着する際に、５００℃以上の耐熱性に優れた無機系顔料コバルトブルーを用いることによって青色原着、さらには耐熱性、耐侯性に優れたカーボンブラックと組み合わせることでネイビー色の原着共重合パラ型アラミド繊維を得ることにより、目的の高強力、耐薬品性、耐侯堅牢度、洗濯堅牢度にすぐれた青色もしくはネイビー色の耐熱布帛、及びそれを用いた消防服等の防護衣、防護具とする。

５００℃以上の耐熱性に優れた無機系顔料コバルトブルーを用いることによって、防火、消防用に求められる高温耐侯性に優れ、且つ高強力、耐薬品性、洗濯堅牢度に優れた青色系原着の共重合パラ型アラミド繊維を提供でき、それからなる青色系布帛、衣服、耐熱性作業服、防護具とすることができる。

以下本発明を詳細に説明する。
本発明の共重合パラ型アラミド繊維は下記式に示すコポリパラフェニレン・３．４’オキシジフェニレンテレフタルアミド繊維である。

本発明に使用する青色顔料としては５００℃以上の耐熱性を持つ一次粒子径１０〜１００ｎｍのコバルトブルー無機系顔料を使用することが必要である。コバルトブルーの粒子径が１０ｎｍ未満では表面エネルギーが高いため、凝集を起こしやすく、また、１００ｎｍを超える場合は繊維中で粗大凝集物となりやすく、欠陥異物となり単糸切れによる毛羽や断糸の原因になり好ましくない。コバルトブルー無機系顔料を使用することにより高温耐侯性が大幅に向上し、防火、消防服等として有用な特性を付与できる。高温耐侯性とは後述するような方法で、高温での光、湿度、酸素等の雰囲気下での変退色を意味する。

顔料はコポリパラフェニレン・３．４’オキシジフェニレンテレフタルアミドポリマー溶液（ドープと称す）と同一溶媒のスラリーの状態でドープに圧入添加、混練することにより繊維の機械的物性を損なうことなく共重合パラ系アラミド繊維を得ることができる。顔料の添加はポリマーと溶媒とで予めマスターバッチを作成し適量添加する方法が好ましい。

繊度としては０．５〜５０ｄｔｅｘの範囲が好ましく０．５未満では添加粒子が糸欠陥となり製糸性が不安定となる。５０を超える場合は製糸工程で比表面積が小さいので、凝固が不完全になりやすく、その結果紡糸や延伸工程で工程調子が乱れやすく、物性も低下しやすいため好ましくない。

強度は２５ｃＮ／ｄｔｅｘが好ましく、２５ｃＮ／ｄｔｅｘ未満では高強度繊維としてのアラミド繊維の特徴が不足する。
伸度は３．５％以上が好ましく、３．５％未満では、撚糸して使用する際に撚り歪が大きくなり、強力利用率が低下する、また、紡績、布帛として使用した際に柔軟性が低下する要因となりうる。
初期２０％モジュラスは４５０ｃＮ／ｄｔｅｘ以上が好ましく、４５０ｃＮ／ｄｔｅｘ未満では高モジュラス繊維としては好ましくない。

また、布帛を構成する際には、本発明の共重合パラ型アラミド繊維を５０％以上含む必要があり、５０％未満では強度３０００Ｎ／５ｃｍ以上、又後述するフェードメーター２０時間照射での耐侯堅牢度３級以上、は得られない。

本発明の共重合パラ型アラミド繊維と混合する繊維は青色に原着された、もしくは染色されたパラ型アラミド繊維、メタ型アラミド繊維、ポリベンゾイミダゾール繊維、ポリミド繊維、ポリアミドイミド繊維、ポリエーテルイミド繊維、ポリアリレート繊維、ポリパラフェニレンベンゾビスオキサゾール繊維、ノボロイド繊維、難燃アクリル繊維、ポリクラール繊維、難燃ポリエステル繊維、難燃綿繊維、難燃レーヨン繊維、難燃ビニロン繊維、難燃ウール繊維の少なくとも１種以上であることが好ましく、耐侯堅牢度、洗濯堅牢度、耐薬品性に優れた青色、紺色の布帛を得ることができる。
混合する方法としては、本発明の共重合パラ型アラミド繊維を短繊維化後上記の繊維と適量混合し混紡糸とした後、織編み加工し布帛とすることが好ましい。

また該布帛の目付けは１２０〜３００ｇ／ｍ^２の範囲にあるものを使用することが軽量で着用感の点で望ましい。該目付けが１２０ｇ／ｍ^２未満の場合は、十分な強度、耐熱性が得られない。また、該目付けが３００ｇ／ｍ^２を超える場合には重くなり、着用感が阻害されているので好ましくない。
布帛の強度は３０００Ｎ／５ｃｍ以上が好ましく、３０００Ｎ／５ｃｍ未満ではアラミド繊維を用いた防護衣料として、十分な強度でないため、好ましくない。

以下本発明を実施例により更に詳細に説明する。尚、実施例中の各物性は下記の方法により測定した。
（１）繊度強伸度モジュラス
ＪＩＳＬ１０１３法に準じて測定した。
（２）織物引張強力
ＪＩＳＬ１０９６Ａ法に準じて測定した。
（３）洗濯堅牢度
ＪＩＳＬ０２１７に準じて洗濯を行い、堅牢度を測定した。
（４）高温耐侯堅牢度
ＪＩＳＬ０８４２法に準拠し６３℃、２０時間で行った。

[実施例１]
コポリパラフェニレン・３．４’オキシジフェニレンテレフタルアミド樹脂（帝人テクノプロダクツ製）のＮ−メチル−２ピロリドン（ＮＭＰと略称）溶媒の９４％溶液に、コバルトブルー顔料として、ダイピロキサイドＴＭブルー＃３４９０Ｅ（大日精化工業株式会社製粒径１００ｎｍ）を顔料成分として樹脂重量に対して５重量％含有するように添加し、湿式紡糸延伸し、単糸繊度が１．６７ｄｔｅｘ、強度が２４．１ｃＮ／ｄｔｅｘ、伸度が４．４９％、２０％モジュラスが５０８ｃＮ／ｄｔｅｘの青色原着短繊維を得た。次に該繊維と青色のポリメタフェニレンイソフタルアミド繊維（帝人テクノプロダクツ製、商標名：コーネックス以下メタ型アラミド繊維と略称）とを混合比率が６０：４０となる割合で混合した耐熱繊維からなる紡績糸（２０／２）を用いて２／１綾織に織成した織物を（目付け２００ｇ／ｍ^２）を作成し、公知の方法で精練処理し、布帛表面にある糊剤、油剤を除去した。得られた布帛の高温耐侯堅牢度は３−４級、引張強力は３１５０N／５ｃｍ、洗濯堅牢度４級であった。特に高温耐侯堅牢度が良好であった。

[比較例１]
実施例１で、フタロシアニンブルー（大日精化工業株式会社製、クロモファイン）を添加した以外は同様の方法で行った。有機顔料であるため、製糸段階での高温に耐えられず、青色の発色がでない。また、得られた布帛の耐光堅牢度は２級、引張強度は３２００N／５ｃｍ、洗濯堅牢度は２級であった。特に高温での耐侯堅牢度が実施例と比べ低下した。

[比較例２]
顔料を添加しないだけで実施例１と同様に繊維化した共重合パラ型アラミド繊維を特開２００４−１４３６０６に示される方法で染色し、青色メタ型アラミド繊維との混合比率が６０：４０となる割合で混合した耐熱繊維からなる紡績糸（２０／２）を用いて２／１綾織に織成した織物を（目付け２００ｇ／ｍ^２）を作成し、公知の方法で精練処理し、布帛表面にある糊剤、油剤を除去した。得られた布帛の耐侯堅牢度は１−２級、引張強力は２５００N／５ｃｍ、洗濯堅牢度３級となった。耐侯堅牢度、洗濯堅牢度共に満足するものではなかった。

原着の共重合パラ型アラミド繊維を用いることで、高強力、耐摩耗性、耐侯堅牢度、洗濯堅牢度にすぐれた青色もしくはネイビー色の耐熱布帛、防護衣、防護具とする。

Claims

一次粒子径１０〜１００ｎｍであるコバルトブルー顔料が繊維全体の重量に対し、０．０１〜１５ｗｔ％含有され、単糸繊度が０．５〜５０ｄｔｅｘ、強度が２５ｃN／ｄｔｅｘ以上、伸度が３．５％以上、２０％モジュラスが４５０ｃN／ｄｔｅｘ以上である原着されたパラ型アラミド繊維。
パラ型アラミド繊維がコポリパラフェニレン・３．４’オキシジフェニレンテレフタルアミド繊維である請求項１記載のパラ型アラミド繊維。
請求項１〜２いずれか記載のパラ型アラミド繊維を布帛全体の重量に対して５０％以上含み、強度が３０００N／５ｃｍ以上、高温耐光堅牢度３級以上、洗濯堅牢度４級以上であることを特徴とする布帛。
請求項３記載の布帛を含むことを特徴とする衣服、耐熱性作業服や防護具。