JP2016186143A

JP2016186143A - 捲縮アラミド短繊維およびそれからなる高強度紡績糸、繊維構造物および防護材

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Publication number: JP2016186143A
Application number: JP2015180448A
Authority: JP
Inventors: 和義吉田; Kazuyoshi Yoshida; 巽　薫; Kaoru Tatsumi; 薫巽; 智博藤松; Tomohiro Fujimatsu
Original assignee: Du Pont Toray Co Ltd
Current assignee: Du Pont Toray Co Ltd
Priority date: 2015-03-27
Filing date: 2015-09-14
Publication date: 2016-10-27
Anticipated expiration: 2035-09-14
Also published as: JP6685071B2

Abstract

【課題】トウ式ではない紡績方法（例えば、綿紡式、梳毛式など）を行う紡績設備で製造することができる高強度紡績糸、およびそれに用いる捲縮アラミド短繊維、ならびに、高強度紡績糸を用いた高強力、耐折性、軽量性に優れる編織物等の繊維構造物、およびそれからなる防護衣料、防護シート等の防護材を提供すること。【解決手段】ポリパラフェニレンテレフタルアミド長繊維の捲縮糸を切断して得られる短繊維であって、繊度が１．０〜５．０ｄｔｅｘ、平均繊維長が２５〜２００ｍｍ、捲縮数が３〜１２山／２５.４ｍｍ、引張強度が２１〜２５ｃＮ／ｄｔｅｘである捲縮アラミド短繊維、およびそれを用いて紡績してなる、引張強度が１０ｃＮ／ｄｔｅｘ以上の高強度紡績糸、ならびに、前記高強度紡績糸を用いた編織物等の繊維構造物、およびそれを用いた防護衣料、防護シート等の防護材を提供する。【選択図】なし

Description

本発明は、捲縮アラミド短繊維およびそれからなる高強度紡績糸、ならびにそれを用いた編織物等の繊維構造物、防護材に関するものである。

綿、麻等の天然繊維を紡いだ紡績糸に比べて、より高強度の紡績糸として、パラ系アラミド繊維の紡績糸が知られている。例えば、ケブラー（登録商標）のスフ紡績糸（短く切断したスフ綿から紡績した糸）の公称引張強度は７．６ｃＮ／ｄｔｅｘである（特許文献１参照）。パラ系アラミド紡績糸は、パラ系アラミド長繊維を紡績工程に適合する長さに切断した短繊維（ステープル）を用い、天然繊維と同様にして製造することができる。標準的なケブラー（登録商標）２９タイプの長繊維の引張強度が２０．３ｃＮ／ｄｔｅｘであることからすれば、紡績糸に加工することで、パラ系アラミド繊維の優れた特性が充分活かされない状況にある。

しかし、パラ系アラミド繊維は、高強度である一方で剛性が高いため、紡績糸にすることで長繊維では得られない風合い、柔軟性、感触、吸湿性、混紡性等の機能性を活かして、様々な分野に使用され、用途を拡大してきた。例えば、パラ系アラミド繊維の織編物を使用した手袋、腕カバー、前掛けなどの防護材は、木綿などを使用した従来の手袋、腕カバー、前掛け等の防護材に比べて、耐切創性が画期的に高い。そのため、例えば自動車産業や、洗濯機、冷蔵庫などの家電製品産業において、バリの出た板金加工品を扱う作業、割れ易いガラス製品を扱うガラス産業、または金属片やガラス片が混入している可能性のある一般塵芥を扱うゴミ収集作業等の切創事故を起こし易い作業において、作業者の手や体を保護するために広く使用されてきた。

ところが、強度という観点では、一般的に紡績糸は、糸条が短繊維の集合体からなり、その短繊維が捲縮を有し、かつ糸条の配列が低く、撚形態を有するため、上記したように糸条を構成する長繊維の強度に比べて糸条の強度が低下し易く、強度を要求される分野への展開が難しかった。

高強度紡績糸を得る方法としては、短繊維糸条を引き揃えた後に、流体ノズルで抱合処理して引取る牽切り紡績糸（例えば、特許文献２）や、摩擦や屈曲、伸長などの作用を受けても、芯部と鞘部がスリップして鞘部の繊維が剥げ落ちるといったことのない芯鞘２層構造紡績糸（例えば、特許文献３）がある。

しかしながら、牽切り紡績糸や芯鞘２層構造紡績糸は製造工程が煩雑であり、経済性が劣る。一方で、トウ式ではない紡績方法（例えば、綿紡式、梳毛式など）は、繊維構造物の風合いがよい点に特徴を有しているため、高強度の紡績糸であることはさほど期待されていなかった。

特表２００５−５３７３９８号公報特開２００５−１７１４５３号公報特開２００６−１６１１７９号公報

本発明は、かかる従来技術の背景に鑑み、トウ式ではない紡績方法（例えば、綿紡式、梳毛式など）などを行う紡績設備で製造することができる高強度紡績糸、およびそれに用いる捲縮アラミド短繊維を提供せんとするものである。
本発明の他の目的は、かかる高強度紡績糸を用いた高強力、耐折性、軽量性に優れる編織物等の繊維構造物、およびそれを用いた防護衣料、防護シート等の防護材を提供せんとするものである。

本発明者等は、かかる課題を解決するために、紡績糸の強度を向上させるためには短繊維の強度を向上させることが重要であり、また短繊維の強度を向上させるためには捲縮処理による強度低下を最小限に抑えることが重要との予測の下、鋭意検討を行った。その結果、紡出後水分率が１５重量％未満に乾燥された履歴を持たないポリパラフェニレンテレフタルアミド長繊維を用いることで、繊維内のボイドを含む構造が捲縮処理（クリンパー）での物理ダメージを軽減し、驚くべきことに、捲縮数３〜１２山／２５.４ｍｍを付与した短繊維単糸の引張強度保持率が９０％以上になることを見出し、本発明に到達した。

すなわち、本発明は以下の通りである。

（１）ポリパラフェニレンテレフタルアミド長繊維の捲縮糸を切断して得られる短繊維であって、ＪＩＳＬ１０１５に基づいて測定した繊度が１．０〜５．０ｄｔｅｘ、平均繊維長が２５〜２００ｍｍ、捲縮数が３〜１２山／２５.４ｍｍ、引張強度が２１〜２５ｃＮ／ｄｔｅｘであることを特徴とする捲縮アラミド短繊維。
（２）ポリパラフェニレンテレフタルアミド長繊維の捲縮糸は、紡出後水分率が１５重量％未満に乾燥された履歴を持たないポリパラフェニレンテレフタルアミド繊維が、押込み法により捲縮をかけられ、紡績油剤を付与され、その後水分率６重量％以下に乾燥されたものである上記（１）に記載の捲縮アラミド短繊維。
（３）ポリパラフェニレンテレフタルアミド長繊維単糸の引張強度に対する強度保持率が９０％以上である上記（１）または（２）に記載の捲縮アラミド短繊維。
（４）上記（１）〜（３）のいずれかに記載の捲縮アラミド短繊維からなる紡績糸（ただし、芯鞘型複合紡績糸を除く）であって、ＪＩＳＬ１０９５に基づいて測定した引張強度が１０ｃＮ／ｄｔｅｘ以上であることを特徴とする高強度紡績糸。
（５）紡績糸の撚り係数が２．５〜６．０、紡績糸番手（綿番手）が５〜４０番手である上記（４）に記載の高強度紡績糸。
（６）上記（４）または（５）に記載の高強度紡績糸で構成したことを特徴とする繊維構造物。
（７）上記（４）または（５）に記載の高強度紡績糸または上記（６）に記載の繊維構造物で構成したことを特徴とする防護材。
（８）上記（４）または（５）に記載の高強度紡績糸または上記（６）に記載の繊維構造物で構成したことを特徴とする防護衣料。

本発明によれば、従来のトウ式ではない紡績方法（例えば、綿紡式、梳毛式など）などにて、高強度紡績糸を提供できる。それにより、従来の紡績糸では強度が低いために使用されていなかった新たな産業資材用途（コードやホースなどの補強布、椅子張り布など）に対して、紡績糸を提供することが可能になる。また、引張強度や破裂強度を必要とする既存の防護材や防護衣料などの目付を減らすことが可能になり、軽量かつ高強度の繊維構造物を提供することが可能になる。

本発明の紡績糸を構成する捲縮アラミド短繊維は、ポリパラフェニレンテレフタルアミド（以下、ＰＰＴＡと略すことがある）長繊維の捲縮糸を切断して得られる短繊維であって、ＪＩＳＬ１０１５に基づいて測定した繊度が１．０〜５．０ｄｔｅｘ、平均繊維長が２５〜２００ｍｍ、捲縮数が３〜１２山／２５.４ｍｍ、引張強度が２１〜２５ｃＮ／ｄｔｅｘである。
なお、本発明において、「ＰＰＴＡ長繊維単糸の引張強度」（以下、「単糸引張強度」と称することがある。）とは、長繊維（マルチフィラメント）から単糸１本を取り出して、ＪＩＳＬ１０１５に基づいて測定した引張強度のことであり、「捲縮アラミド短繊維の引張強度」とは、短繊維の集合体から短繊維１本を取り出して、ＪＩＳＬ１０１５に基づいて測定した引張強度のことである。

上記捲縮アラミド短繊維において、繊度は１．０〜５．０ｄｔｅｘ、より好ましくは１．０〜３．８ｄｔｅｘ、特に好ましくは１．５〜３．６ｄｔｅｘである。繊度が１．０ｄｔｅｘ未満の場合は、捲縮アラミド短繊維の引張強度が２１ｃＮ／ｄｔｅｘ以上を達成することが難しく、高強度紡績糸が得られなくなる。反対に、繊度が５．０ｄｔｅｘを超える場合は、紡績糸の太さを同番手に揃えた場合、紡績糸を構成する短繊維の減少により糸の絡みも減少し、高強度の紡績糸が得られなくなる。また、それを用いた紡績糸の加工性、風合い、柔軟性、感触が悪いだけでなく、さらには当該紡績糸で構成した繊維構造物が硬くて扱い難いものとなる。

また、良好な紡績性を得るためには、捲縮アラミド短繊維の繊維長は、平均繊維長として２５〜２００ｍｍの範囲が好ましく、より好ましくは３０〜１１０ｍｍの範囲である。この範囲であれば、従来のトウ式ではない紡績方法（例えば、綿紡式、梳毛式など）などで紡績糸の製造が容易である。

捲縮アラミド短繊維の捲縮数は３〜１２山／２５.４ｍｍとすることが好ましく、より好ましくは５〜１０山／２５.４ｍｍである。捲縮数が３山／２５.４ｍｍ未満になると、風合い、柔軟性がある紡績糸を得ることが困難となる。反対に、捲縮数が１２山／２５.４ｍｍを超えると、ＰＰＴＡ長繊維の座屈、擦過等により強度が低下する。

捲縮アラミド短繊維は、０．０１〜１．５重量％の油剤が繊維表面に付着されていることが好ましい。より好ましくは０．１〜０．５重量％である。特にアラミド繊維からなる紡績糸を製造するには、捲縮をかけた連続長繊維束（トウ）を所定長さにカットし、混打綿、カード工程を経て、粗紡、精紡を行う必要がある。アラミド繊維はローラー（特に精紡機のローラー）などと擦過すると、元来フィブリル化しやすい繊維構造であるため、多数のフィブリル化が生じ、種々の工程で繊維脱落が発生する。油剤が付着されていることで、精紡工程の繊維脱落が防止される。油剤は公知の化合物を用いることができ、油剤のみでもよいが、更に制電剤、更に消泡剤を併用した油剤組成物でもよい。

上記の物性を有する捲縮アラミド短繊維は、紡出後水分率が１５重量％未満に乾燥された履歴を持たないＰＰＴＡ長繊維を、複数本集めて連続長繊維束（トウ）とし、このトウを、浴槽中を通過させて、原糸油剤を０．５重量％以下になるまで洗い流し、引き続いて約８０℃のスチーム槽を通過させる。これらのトウを押し込みクリンパーで押込み法による捲縮をかけ、紡績油剤を付与する。その後水分率６重量％以下に乾燥し、所定の長さに切断することにより得られる。

ここで、紡出後水分率が１５重量％未満に乾燥された履歴を持たないＰＰＴＡ長繊維とは、繊維を紡糸して以降、捲縮をかける直前まで繊維中の水分率が１５重量％未満になった経緯の無いことを意味する。また、ＰＰＴＡ長繊維中の水分率（Ｒ）は、下記式によって求められる値を言う。
Ｒ＝｛（ｍ_１−ｍ_２）／ｍ_２｝×１００
Ｒ：水分率［％］
ｍ_１：試料の採取時の質量［ｇ］
ｍ_２：試料の絶乾質量［ｇ］

本発明におけるポリパラフェニレンテレフタルアミド（ＰＰＴＡ）とは、テレフタル酸とパラフェニレンジアミンを重縮合して得られる重合体であるが、少量のジカルボン酸およびジアミンを共重合したものも使用でき、重合体または共重合体の分子量は通常２０，０００〜２５，０００が好ましい。

また、紡出後水分率が１５重量％未満に乾燥された履歴を持たないＰＰＴＡ長繊維を得る最良の形態は、ポリパラフェニレンテレフタルアミド（ＰＰＴＡ）を濃硫酸に溶解して、１８〜２０重量％の粘調な溶液とし、これを紡糸口金から吐出して、わずかの間空気中に紡出後、水中へ紡糸する。この時、口金吐出時のせん断速度を２５，０００〜５０，０００ｓｅｃ^−１にするのが好ましい。その後、紡糸浴中で凝固した繊維を水酸化ナトリウム水溶液で中和処理した後、１００〜１６０℃で、好ましくは５〜２０秒間乾燥することにより、水分率を１５〜１００重量％の状態のＰＰＴＡ長繊維を調製する。

その後、ＰＰＴＡ長繊維を複数本集めてトウにするまでの間、ＰＰＴＡ長繊維を室温雰囲気下に保管する。ただし、ＰＰＴＡ繊維表面上の水分が蒸発して水分率が１５重量％未満にならないよう、処置を施す必要がある。より好ましいのは、水分率が１５〜１００重量％の状態のＰＰＴＡ長繊維を調製し、その水分率を保つよう保管したＰＰＴＡ長繊維である。押し込みクリンパーで押込み法による捲縮をかける際の水分率は、１５重量％未満であると繊維内のボイドを含む構造がクリンパーで物理ダメージを受け易くなり、一方、１００重量％を超えるとクリンパーでの物理ダメージは受けにくいが、繊維を巻き取る工程での取扱性が悪くなる。捲縮加工後の乾燥効率も低下する。更に好ましい水分率は１５〜５０重量％、特に好ましくは２０〜４５重量％である。

さらに、上記の方法で得られたＰＰＴＡ長繊維の捲縮糸を、常法にて切断（カット）することで、本発明の捲縮アラミド短繊維が得られる。捲縮アラミド短繊維が強度低下していないことは、次式から算出される強度保持率の指標となる。強度保持率が高いほど、強度低下が生じていないことを意味する。
強度保持率（％）＝［捲縮アラミド短繊維の引張強度（ｃＮ／ｄｔｅｘ）／ＰＰＴＡ長繊維単糸の引張強度（ｃＮ／ｄｔｅｘ）］×１００

本発明の捲縮アラミド短繊維は、捲縮していない長繊維単糸の引張強度に対する短繊維の引張強度保持率が９０％以上であり、通常のパラ系捲縮アラミド短繊維の強度保持率が７５％であることを考慮すれば、画期的に高い値を示す。また、繊度、捲縮数、捲縮加工条件を適宜選択することにより９２％以上、さらには９５％以上を達成することも可能である。こうして得られた捲縮アラミド短繊維は、引張強度が２１〜２５ｃＮ／ｄｔｅｘとなり、従来の捲縮アラミド短繊維に比べると画期的に高い値を示す、高強度の捲縮アラミド短繊維となる。

本発明の高強度紡績糸は、本発明の捲縮アラミド短繊維を用いて、既存の綿紡績、スフ紡績または梳毛紡績設備で製造することができる。得られる高強度紡績糸は、ＪＩＳＬ１０９５に基づいて測定した引張強度が１０ｃＮ／ｄｔｅｘ以上、より具体的には１０〜２０ｃＮ／ｄｔｅｘであり、従来の紡績糸にない高い引張強度を有している。そのため、引張強度に課題が有るため紡績糸を使用できなかった産業資材向け用途に適用できる利点が有る。

また、本発明の高強度紡績糸を製造する場合、本発明の効果を妨げない範囲であれば、他の短繊維（アラミド短繊維など）を混用することができる。

高強度紡績糸の太さは、用途にもよるが、通常４０ｓ〜５ｓ番手の範囲で好ましく使われる。５ｓ未満では高強度紡績糸の加工性が劣り、４０ｓを超えると目標とする引張強度１０ｃＮ／ｄｔｅｘ以上を達成することが難しくなる。織編物や手袋の編み立てに用いる紡績糸の形態は、紡績糸単糸または紡績糸単糸を２本引きそろえて紡績糸単糸と逆方向に撚糸した紡績糸双糸である。紡績糸双糸の番手は、４０／２ｓ〜５／２ｓが望ましく、前記範囲内であれば加工性が著しく損なわれることがない。
なお、英式綿番手は、４５３．６ｇ（１ポンド）あたりの糸の長さが７６８．１０ｍ（８４０ヤード）のものを１番手といい、糸が細くなると番手数が大きくなる。

目標とする高強度紡績糸を得るには、次式で求められる撚係数（Ｋ_２）が２．５〜６．０の範囲で加撚することが好ましい。撚係数（Ｋ_２）が２．５より小さいと、捲縮アラミド短繊維同士の絡みが弱くなりすぎ、該短繊維の端部が紡績糸からはみ出し、ちくちく感の多い織編物となり易い。一方、撚係数（Ｋ_２）が６．０より大きいと、強撚になりすぎて二重撚の発生が強くなって加工性が悪化し、紡績糸の引張強度も低下し、また風合いが悪化する傾向がある。より好ましい撚係数（Ｋ_２）は２．５〜３．５の範囲である。紡績糸単糸の撚方向は、Ｓ、Ｚのいずれでもよい。

撚係数Ｋ_２＝Ｔ_１／ｓ^１／２
Ｔ_１：撚数（回／２５.４ｍｍ）
ｓ：綿番手

また繊維構造物は、本発明の高強度紡績糸１００％で構成することが、該高強度紡績糸が有する耐切創性、高強力と言った優れた特性が如何なく発揮される点で好ましいが、交織交編のように他の繊維や糸との併用でもよい。好ましくは、高強度紡績糸が織物や編物等製品全体の重量のうち、７０〜１００％の範囲とするのがよい。繊維構造物をパイル織物のような立毛布帛とすることもできる。

さらに、本発明の防護材および防護衣料は、全てを、かかる高強度紡績糸または繊維構造物で構成してもよく、またはそれらを部分的に使用することでもよい。例えば、作業用手袋では、作業内容により指先部分や掌部分だけのように、特定の部分に本発明の高強度紡績糸や織編物等を使うことができる。織編物や防護材、防護衣料には、必要に応じ、樹脂コーティングを施すこともできる。

本発明の高強度紡績糸、繊維構造物および防護材、防護衣料は、厳しい使用環境条件が要求される用途に特に適している。これには、直接防護目的として使用されるものはもちろん、結果的に防護機能が果たされるものも含まれ、具体的には、作業用または工業用手袋、腕カバー、前掛け、足首カバーの他、作業靴、地下足袋、溶接用作業衣；スポーツ用として、スポーツ用上着、同ズボン、同シューズ、野球やサッカー用のソックス、フェンシングユニフォーム；消防服、溶接作業用カーテン；消防用ホース、タイヤコード、椅子張布、各種補強布等が挙げられるが、これらに限定されるものではない。特に、これまでパラ系アラミド紡績糸が用いられていなかった、新たな産業用資材向けに対する期待が大である。

以下、実施例および比較例を用いて本発明を更に具体的に説明するが、本発明は以下の実施例のみに限定されるものではない。なお、以下の実施例および比較例における各物性値の測定方法は次の通りである。なお、「％」は重量％を表す。

［ＰＰＴＡ長繊維単糸、捲縮アラミド短繊維の引張強さおよび伸び率］
ＪＩＳＬ１０１５「化学繊維ステープル試験方法」８.７に準拠。

［紡績糸の試験方法］
ＪＩＳＬ１０９５：２０１０「一般紡績糸試験方法」９．５（単糸引張強さ及び伸び率）ＪＩＳ法ａ）標準時、９．８（引掛強さ）に準拠し、紡績糸双糸の特性を評価。引張試験機にて、つかみ間隔２５０ｍｍ、引張速度３００ｍｍ／ｍｉｎで試料が切断したときの荷重（Ｎ）及び伸び（ｃｍ）を測定した。同様の条件にて、引掛部が切断したときの荷重（Ｎ）及び伸び（ｃｍ）を測定した。

［織物の試験方法］
（１）引張強さ及び伸び率
ＪＩＳＬ１０９６：２０１０の８．１４Ａ法（ラベルドストリップ法）に則り、たて方向及びよこ方向のそれぞれについて、試験片を３枚ずつ採取し、幅の両端から糸を取り除いて幅３０ｍｍとし、引張試験機にて、つかみ間隔２００ｍｍ、引張速度２００ｍｍ／ｍｉｎで試験片が切断するまで引っ張り、切断に至るまでの最大荷重（Ｎ）及び伸び（ｃｍ）を測定し、たて方向及びよこ方向のそれぞれについて平均値を算出した。
（２）引裂強さ
ＪＩＳＬ１０９６：２０１０の８．１７Ａ−１法（シングルタング法）に準拠。

［編物の試験方法］
（１）密度、度目
密度は、よこ編み及びたて編みとも、ＪＩＳＬ１０９６：２０１０の８．６．２に則り、５か所について２５．４ｍｍ区間のウエール数及びコース数を数え、平均値を算出した。度目は、測定した密度から１．２７ｃｍ当りのウエール数及びコース数を求め、両者の和を算出した。
（２）引張強さ及び伸び率
よこ編み及びたて編みとも、ＪＩＳＬ１０９６：２０１０の８．１４Ｂ法（グラブ法）に則り、ウエール方向及びコース方向のそれぞれについて、試験片を５枚ずつ採取し、引張試験機にて、つかみ間隔７６ｍｍ、つかみの大きさ２５ｍｍ、引張速度３００ｍｍ／ｍｉｎで試験片が切断するまで引っ張り、切断に至るまでの最大荷重（Ｎ）及び伸び（ｃｍ）を測定し、ウエール方向及びコース方向のそれぞれについて平均値を算出した。
（３）破裂強さ
ＪＩＳＬ１０９６：２０１０の８．１８Ａ法（ミューレン形法）に準拠。

（実施例１）
ポリパラフェニレンテレフタルアミド（ＰＰＴＡ）（固有粘度＝６．５）を９９．９％の濃硫酸に溶かし、ポリマー濃度１９．５％、温度８０℃の紡糸ドープとし、口金からわずかの間空気中へ紡出したのち４℃の水中に導いて凝固させ、ネルソンローラーに導き、８％の水酸化ナトリウム水溶液で中和処理し、水洗後繊維の温度を９０℃以下に保持しながら乾燥して繊維用紙管に巻き取り、総繊度１，５９４ｄｔｅｘ（絶乾換算）のＰＰＴＡ長繊維を得た。この繊維の水分率は３５％であった。
得られたＰＰＴＡ長繊維（単糸繊度１．６７ｄｔｅｘ、水分率３５％、単糸引張強度２３．７ｃＮ／ｄｔｅｘ）を複数本集めて連続長繊維束（トウ）とし、このトウを浴槽中に通過させて、原糸油剤を洗い流し、引き続いて約８０℃のスチーム槽を通過させた。これらのトウを押し込みクリンパーにより捲縮をかけ、紡績油剤を付与した。その後水分率６％以下に乾燥しＰＰＴＡ長繊維の捲縮糸を得た。得られた捲縮糸をカッターでカットし、繊維長５１ｍｍ、捲縮数８山／２５.４ｍｍの捲縮アラミド短繊維（水分率５％、引張強度２２．６ｃＮ／ｄｔｅｘ、強度保持率９５．４％）を得た。
これを、開綿機、カード、練条の順で通しスライバーとした。次に、これをリング精紡機に仕掛け、下撚り係数２．９、撚り方向がＺ撚りの撚りを加えて、綿番手２０ｓの紡績糸単糸を得た。この紡績糸単糸を２本引き揃え、ダブルツイスターで単糸の６５％の逆（Ｓ）撚りを加えてトルクをなくし、綿番手２０／２ｓに加工して双糸を得た。

（実施例２）
ポリパラフェニレンテレフタルアミド（ＰＰＴＡ）（固有粘度＝６．５）を９９．９％の濃硫酸に溶かし、ポリマー濃度１９．５％、温度８０℃の紡糸ドープとし、口金からわずかの間空気中へ紡出したのち４℃の水中に導いて凝固させ、ネルソンローラーに導き、８％の水酸化ナトリウム水溶液で中和処理し、水洗後繊維の温度を９０℃以下に保持しながら乾燥して繊維用紙管に巻き取り、総繊度３，１８８ｄｔｅｘ（絶乾換算）のＰＰＴＡ長繊維を得た。この繊維の水分率は４５％であった。
得られたＰＰＴＡ長繊維（単糸繊度２．５ｄｔｅｘ、水分率４５％、単糸引張強度２２．９ｃＮ／ｄｔｅｘ）を複数本集めて連続長繊維束（トウ）とし、このトウを浴槽中に通過させて、原糸油剤を洗い流し、引き続いて約８０℃のスチーム槽を通過させた。これらのトウを押し込みクリンパーにより捲縮をかけ、紡績油剤を付与、その後水分率６％以下に乾燥しＰＰＴＡ長繊維の捲縮糸を得た。得られた捲縮糸をカッターでカットし、繊維長５１ｍｍ、捲縮数８山／２５.４ｍｍの捲縮パラ系アラミド短繊維（水分率５％、引張強度２１．４ｃＮ／ｄｔｅｘ、強度保持率９３．４％）を得た。
これを、開綿機、カード、練条の順で通しスライバーとした。次に、これをリング精紡機に仕掛け、下撚り係数２．９、撚り方向がＺ撚りの撚りを加えて、綿番手２０ｓの紡績糸単糸を得た。この紡績糸単糸を２本引き揃え、ダブルツイスターで単糸の６５％の逆（Ｓ）撚りを加えてトルクをなくし、綿番手２０／２ｓに加工して双糸を得た。

（実施例３）
実施例１で得られた捲縮アラミド短繊維を、開綿機、カード、練条の順で通しスライバーとした。次に、これをリング精紡機に仕掛け、下撚り係数２．９、撚り方向がＺ撚りの撚りを加えて、綿番手３０ｓの紡績糸単糸を得た。この紡績糸単糸を２本引き揃え、ダブルツイスターで単糸の６５％の逆（Ｓ）撚りを加えてトルクをなくし、綿番手３０／２ｓに加工して双糸を得た。

（比較例１）
実施例１で得られた水分率３５％のＰＰＴＡ長繊維糸条を８０℃以下にて乾燥して得た、ＰＰＴＡ長繊維（水分率５％、単糸引張強度２４．０ｃＮ／ｄｔｅｘ）を複数本集めて連続長繊維束（トウ）とし、このトウを浴槽中に通過させて、原糸油剤洗い流し、引き続いて約８０℃のスチーム槽を通過させた。これらのトウを押し込みクリンパーにより捲縮をかけ、紡績油剤を付与、その後水分率を６％以下に乾燥しＰＰＴＡ長繊維の捲縮糸を得た。
得られた捲縮糸をカットし、繊維長５１ｍｍ、捲縮数８山／２５.４ｍｍの捲縮アラミド短繊維（水分率４％、引張強度１７．９ｃＮ／ｄｔｅｘ、強度保持率７４．６％）を得た。
これを、開綿機、カード、練条の順で通しスライバーとした。次に、これをリング精紡機に仕掛け、下撚り係数２．９、撚り方向がＺ撚りの撚りを加えて、綿番手２０ｓの紡績糸単糸を得た。この紡績糸単糸を２本引き揃え、ダブルツイスターで単糸の６５％の逆（Ｓ）撚りを加えてトルクをなくし、綿番手２０．０／２ｓに加工して双糸を得た。

（比較例２）
単糸繊度１．６７ｄｔｅｘのＰＰＴＡ長繊維（東レ・デュポン（株）製“Ｋｅｖｌａｒ（Ｒ）２９”、公定水分率７％、単糸引張強度２３．０ｃＮ／ｄｔｅｘ）を複数本集めて連続長繊維束（トウ）とし、これらのトウを押し込みクリンパーにより捲縮をかけ、紡績油剤を付与、その後水分率６％以下に乾燥しＰＰＴＡ長繊維の捲縮糸を得た。
得られた捲縮糸をカットし、繊維長５１ｍｍ、捲縮数８山／２５.４ｍｍの捲縮パラ系アラミド短繊維（水分率６％、引張強度１７．６ｃＮ／ｄｔｅｘ、強度保持率７６．５％）を得た。
これを、開綿機、カード、練条の順で通しスライバーとした。次に、これをリング精紡機に仕掛け、下撚り係数２．９、撚り方向がＺ撚りの撚りを加えて、綿番手２０ｓの紡績糸単糸を得た。この紡績糸単糸を２本引き揃え、ダブルツイスターで単糸の６５％の逆（Ｓ）撚りを加えてトルクをなくし、綿番手２０．０／２ｓに加工して双糸を得た。

（比較例３）
単糸繊度２．５ｄｔｅｘのＰＰＴＡ長繊維（東レ・デュポン（株）製“Ｋｅｖｌａｒ（Ｒ）２９”、公定水分率７％、単糸引張強度２２．５ｃＮ／ｄｔｅｘ）を複数本集めて連続長繊維束（トウ）とし、これらのトウを押し込みクリンパーにより捲縮をかけ、紡績油剤を付与、その後水分率６％以下に乾燥しＰＰＴＡ長繊維の捲縮糸を得た。
得られた捲縮糸をカットし、繊維長５１ｍｍ、捲縮数８山／２５.４ｍｍの捲縮アラミド短繊維（水分率６％、引張強度１６．９ｃＮ／ｄｔｅｘ、強度保持率７５．１％）を得た。
これを、開綿機、カード、練条の順で通しスライバーとした。次に、これをリング精紡機に仕掛け、下撚り係数２．９、撚り方向がＺ撚りの撚りを加えて、綿番手２０ｓの紡績糸単糸を得た。この紡績糸単糸を２本引き揃え、ダブルツイスターで単糸の６５％の逆（Ｓ）撚りを加えてトルクをなくし、綿番手２０／２ｓに加工して双糸を得た。

実施例および比較例で得た捲縮アラミド短繊維の物性を表１に、紡績糸（双糸）の物性を表２に、それぞれまとめて示す。

表１より、実施例で得た捲縮アラミド短繊維の引張強度は、比較例で得た捲縮アラミド短繊維の引張強度の約１．３倍であった。

本実施例で得た高強度紡績糸の引張強度は、比較例で得た紡績糸の約１．５倍であり、短繊維の集合体とすることで、強度の差がより顕著に現れた。本実施例で得た高強度紡績糸の引掛強度は、比較例で得た紡績糸の約１．２倍であり、短繊維のときと同様の強度差が認められた。

（実施例４、比較例４）
実施例１、比較例２で得た紡績糸双糸（綿番手２０／２ｓ）を使用して、綾織物（２／２Twill）を製織した。これらの織物の物性値を表３に示す。
代表的な市販のＰＰＴＡ繊維Ｋｅｖｌａｒ（Ｒ）２９を同条件で加工した紡績糸双糸からなる織物（比較例４）に比べ、高強度紡績糸からなる織物（実施例４）は、引張強力および伸度が２３％、引裂強力が２１％向上した。

比較例４は、作業服、腕カバー、前かけ、縫製手袋などの防護衣料として使用されている織物仕様である。本発明の高強度紡績糸を使用した織物は、高強力特性を生かし、従来用途の強力を保持した状態での軽量化他、これまで強力不足により採用されなかったコードや補強布等として使用することが可能である。

（実施例５、比較例５）
実施例１、比較例２で得た紡績糸双糸（綿番手２０／２ｓ）を、丸編み機に供給し、よこ編地（組織名：天竺）を編み上げた。これらの編物（よこ編地）の物性値を表４に示す。
代表的な市販のＰＰＴＡ繊維Ｋｅｖｌａｒ（Ｒ）２９を同条件で加工した紡績糸からなる編物（比較例５）に比べ、高強度紡績糸からなる編物（実施例５）は、ウエールの引張強力が２３％、コースの引張強力が４９％、破裂強力が２８％向上した。ここで、コースの引張強力の向上率がウエールに比べて約２倍と顕著に現れたのは、編物組織（よこ編地）の構成上、ウエールの引張強力は主に紡績糸の引掛特性などが寄与、コースの引張強力は主に紡績糸の引張特性などが寄与していると考えられる。

よこ編地は、伸縮性があり、肌着、セーター、ソックス、インナー、靴下、トレーニングウエアなどに使用されている。本発明の高強度紡績糸を使用した編物は、引張強力に優れることから、強力特性が従来品と同等でかつ軽量な衣服（レーシングスーツ、インナースーツ等）を提供できる他、破裂強力を必要とするホースの補強布等として使用することが可能である。

（実施例６、比較例６）
実施例３で得た紡績糸単糸および比較例２で得た短繊維からなる紡績糸単糸（綿番手３０ｓ）をラッセル編み機に供給し、たて編地（組織名：ハーフトリコット）を編み上げた。これらの編物（たて編地）の物性値を表５に示す。
代表的な市販のＰＰＴＡ繊維Ｋｅｖｌａｒ（Ｒ）２９を同条件で加工した紡績糸からなる編物（比較例６）に比べ、高強度紡績糸からなる編物（実施例６）は、ウエールの引張強力が２３％、コースの引張強力が４６％向上し、破裂強力が２２％向上した。ここで、コースの引張強力の向上率がウエールに比べて約２倍と顕著に現れたのは、原因は定かでないが、紡績糸の引掛特性や引張特性に加えて、編物組織（たて編地）からくる紡績糸の糸間または繊維間摩擦などが寄与するためと考えられる。

たて編地は、編地が安定しており、肌着用生地、服地、靴下、手袋などとして使用されている編物仕様である。本発明の高強度紡績糸を使用した編物は、従来品と同程度の引張強力を有しかつ軽量な手袋等を提供できる他、自動車・車輌・航空機用の椅子張り布、カーテン、シューズ等として使用することが可能である。

本発明の捲縮アラミド短繊維およびそれを用いた高強度紡績糸は、高強度であることより、従来紡績糸が使用されなかった新用途へ展開することが可能である。

Claims

ポリパラフェニレンテレフタルアミド長繊維の捲縮糸を切断して得られる短繊維であって、ＪＩＳＬ１０１５に基づいて測定した繊度が１．０〜５．０ｄｔｅｘ、平均繊維長が２５〜２００ｍｍ、捲縮数が３〜１２山／２５.４ｍｍ、引張強度が２１〜２５ｃＮ／ｄｔｅｘであることを特徴とする捲縮アラミド短繊維。
ポリパラフェニレンテレフタルアミド長繊維の捲縮糸は、紡出後水分率が１５重量％未満に乾燥された履歴を持たないポリパラフェニレンテレフタルアミド長繊維が、押込み法により捲縮をかけられ、紡績油剤を付与され、その後水分率６重量％以下に乾燥されたものである請求項１に記載の捲縮アラミド短繊維。
ポリパラフェニレンテレフタルアミド長繊維単糸の引張強度に対する強度保持率が９０％以上である請求項１または２に記載の捲縮アラミド短繊維。
請求項１〜３のいずれかに記載の捲縮アラミド短繊維からなる紡績糸（ただし、芯鞘型複合紡績糸を除く）であって、ＪＩＳＬ１０９５に基づいて測定した引張強度が１０ｃＮ／ｄｔｅｘ以上であることを特徴とする高強度紡績糸。
紡績糸の撚り係数が２．５〜６．０、紡績糸番手（綿番手）が５〜４０番手である請求項４に記載の高強度紡績糸。
請求項４または５に記載の高強度紡績糸で構成したことを特徴とする繊維構造物。
請求項４または５に記載の高強度紡績糸または請求項６に記載の繊維構造物で構成したことを特徴とする防護材。
請求項４または５に記載の高強度紡績糸または請求項６に記載の繊維構造物で構成したことを特徴とする防護衣料。