JP2018096007A - 三層構造織編物および繊維製品 - Google Patents
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Abstract
Description
しかしながら、熱収縮率が異なる2種以上の全芳香族ポリアミド繊維を用いたものでは、厚み保持率が低く、遮熱性が低下しやすいという問題があった。また、生地の幅方向の収縮により厚みを発現しているため、十分な厚みが得られず、遮熱性が十分ではないという問題があった。
ここで、パラ型全芳香族ポリアミド繊維としては、高い繊維強度を有するポリパラフェニレンテレフタルアミド、あるいは、これに第3成分を共重合した繊維などが好ましい。ポリパラフェニレンテレフタルアミド共重合体の一例としては、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を挙げることができる。市販品では、帝人株式会社製「トワロン」(商標名)、東レ・デュポン株式会社製「ケブラー」(商標名)、帝人株式会社製「テクノーラ」(商標名)などが例示される。
このようなメタ型全芳香族ポリアミドは、従来から公知の界面重合法により製造することができ、そのポリマーの重合度としては、0.5g/100mlの濃度のN−メチル−2−ピロリドン溶液で測定した固有粘度(I.V.)が1.3〜1.9dl/gの範囲のものが好ましく用いられる。
また、ポリ−m−フェニレンイソフタルアミドとアルキルベンゼンスルホン酸オニウム塩を混合する方法としては、溶媒中にポリ−m−フェニレンイソフタルアミドを混合、溶解し、それにアルキルベンゼンスルホン酸オニウム塩を溶媒に溶解する方法などが用いられそのいずれを用いてもよい。このようにして得られたドープは、従来から公知の方法により繊維に形成される。
−(NH−Ar1−NH−CO−Ar1−CO)− ・・・式(1)
ここで、Ar1はメタ配位または平行軸方向以外に結合基を有する2価の芳香族基である。
H2N−Ar2−NH2 ・・・式(2)
H2N−Ar2−Y−Ar2−NH2 ・・・式(3)
XOC−Ar3−COX ・・・式(4)
XOC−Ar3−Y−Ar3−COX ・・・式(5)
また、メタ型全芳香族ポリアミド繊維の結晶化度は、染料の吸尽性がよく、より少ない染料でまたは染色条件が弱くても狙いの色に調整し易いという点で、5〜35%であることが好ましい。さらには、染料の表面偏在が起こり難く耐変褪色性も高い点および実用上必要な寸法安定性も確保できる点で15〜25%であることがより好ましい。
また、メタ型全芳香族ポリアミド繊維が、有機染料または有機顔料または無機顔料を含んでいてもよい。
また、メタ型全芳香族ポリアミド繊維の残存溶媒量は、メタ型全芳香族ポリアミド繊維の優れた難燃性能を損なわない点で、0.1重量%以下(好ましくは0.001〜0.1重量%)であることが好ましい。
メタ型全芳香族ポリアミドポリマーの重合方法としては、特に限定する必要はなく、例えば特公昭35−14399号公報、米国特許第3360595号公報、特公昭47−10863号公報などに記載された溶液重合法、界面重合法を用いてもよい。
ここで用いられるアミド系溶媒としては、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、ジメチルスルホキシドなどを例示することができるが、とくにN,N−ジメチルアセトアミドが好ましい。
紡糸・凝固工程においては、上記で得られた紡糸液(メタ型全芳香族ポリアミド重合体溶液)を凝固液中に紡出して凝固させる。
また、紡糸口金から紡出する際の紡糸液(メタ型全芳香族ポリアミド重合体溶液)の温度は、20〜90℃の範囲が適当である。
洗浄後の繊維は、温度270〜290℃にて乾熱処理を施し、上記の結晶化度および残存溶媒量の範囲を満たすメタ型全芳香族アラミド繊維を得ることができる。
前記メタ型全芳香族アラミド繊維において、繊維は、長繊維(マルチフィラメント)でもよいし短繊維でもよい。特に、他の繊維と混紡する上で繊維長25〜200mmの短繊維が好ましい。また、単繊維繊度としては1〜5dtexの範囲が好ましい。
ここで、優れた難燃性を得る上で、三層構造織編物に全芳香族ポリアミド繊維が三層構造織編物重量対比40重量%以上(より好ましくは70〜100重量%)含まれることが好ましい。
その際、該長繊維としては、パラ型全芳香族ポリアミド繊維からなる長繊維が好ましい。特に、厚み保持率を大きくすることにより遮熱性を向上させ、同時に難燃性を向上させる上で、表裏の地組織部にメタ型全芳香族ポリアミド繊維が配され、かつ連結部にパラ型全芳香族ポリアミド繊維が配されていることが好ましい。
かくして得られた三層構造織編物において、織編物の厚さが3〜10mmの範囲内であることが好ましい。かかる厚さが3mmよりも小さいと、遮熱性が低下するおそれがある。逆に、該厚さが10mmよりも大きいと、三層構造織編物を用いて衣料などを得た場合、着用快適性が損なわれるおそれがある。
また、厚み保持率が40%以上(より好ましくは40〜99%)であることが好ましい。該厚み保持率が40%では、織編物がつぶれやすく(十分なデッドエアを形成できず)遮熱性が低下するおそれがある。
かかる繊維製品は前記の三層構造織編物を用いているので、難燃性および遮熱性に優れる。
(1)厚さ
JIS L 1018に準拠し、普通編物用の条件である0.7kPaの荷重をかけ測定を行なった。
(2)厚み保持率
JIS L 1018に準拠し、普通編物用の荷重条件0.7kPa及び織物用の荷重条件23.5kPaにて測定を行ない、下記式にて厚み保持率を算出した。
厚み保持率(%)=織物用条件による厚さ/普通編物用条件による厚さ×100
(3)布帛の難燃性(垂直燃焼試験)
JIS L1091−1992 A−4法により残炎時間、炭化長を測定した。
(4)見掛けヤング率
JIS L1013−2110 8.10で測定し、下記式により算出した。
見かけヤング率(kg/mm2)=繊維密度×初期引張抵抗度×1000
(5)限界酸素指数LOI値
JIS L1091−1999 E法で限界酸素指数LOI値を測定した。
6枚筬を装備し、釜間5mmの22ゲージのダブルラッシェル機を使用して表面層および裏面層を構成する筬(L1、L2、L5、L6)に単繊維繊度1.9dtex、カット長(繊維長)51mm、LOI値が33であるポリメタフェニレンイソフタルアミド繊維(帝人株式会社製「コーネックス」(商標名))からなる短繊維からなる撚数20.87T/2.54cm(撚係数=3.3)、英式綿番手で60番単糸を配置し、表裏層を連結する連結糸を構成するL4筬に見かけヤング率7500kg/mm2を示すLOI値が25であるコパラフェニレン・3、4’オキシジフェニレンテレフタルアミド繊維(帝人株式会社製「テクノーラ」(商標名))からなる210dtex/65フィラメントの長繊維を配置し、編機上の密度を26コース/2.54cmにて製編し、全芳香族ポリアミド繊維の混率が100%の生機を得た。該生機を常法の加工条件で毛焼、精錬を実施した後、190℃でヒートセットを実施し、厚さ4.6mm、厚み保持率48%、目付けが238g/m2の、図1に示すような立体編物(三層構造織編物)を得た。得られた立体編物は、JIS L1091 A−4法に規定する残炎時間が0.0秒であり、良好な厚み有し、耐熱性にも大変優れるものであった。
実施例1において、L4筬を見かけヤング率1300kg/mm2を示すポリエステルモノフィラメント220dtexに置き換えた以外は同様に製編、加工を実施した。得られた立体編物(三層構造織編物)は、全芳香族ポリアミド繊維の混率が65.6%、厚さが4.4mm、厚み圧縮率51%、重量が252g/m2、JIS L1091 A−4法に規定する残炎時間は全焼となり、良好な厚みは有するが、耐熱性に劣るものであった。
実施例1において、L4筬に見かけヤング率700kg/mm2、単繊維繊度2.2dtex、カット長(繊維長)51mm、LOI値が33であるポリメタフェニレンイソフタルアミド繊維(帝人株式会社製「コーネックス」(商標名))からなる短繊維からなる撚数15.34T/2.54cm、を英式綿番手で20番単糸に置き換えた以外は同様に製編、加工を実施した。得られた立体編物(三層構造織編物)は、全芳香族ポリアミド繊維の混率が100%、厚さが2.4mm、厚み保持率49%、重量が244g/m2、JIS L1091 A−4法に規定する残炎時間は0.0秒となり、耐熱性は優れるものであったが、厚みが不足するものであった。
単繊維繊度2.2dtex、カット長(繊維長)51mm、LOI値が33であるポリメタフェニレンイソフタルアミド繊維(帝人株式会社製「コーネックス」(商標名))からなる短繊維からなる撚数15.34T/2.54cm、を英式綿番手で40番単糸をワッフル組織として製織、加工を実施した。得られた織物は全芳香族ポリアミド繊維の混率が100%、厚さが1.4mm、厚み保持率34%、目付けが150g/m2、JIS L1091 A−4法に規定する残炎時間は0.2秒となり、耐熱性は優れるものであったが、厚み及び厚み保持率が不足するものであった。
2:連結部
3:地組織部
Claims (11)
- 表裏の地組織部と、表裏の地組織部を連結する連結部とで構成される三層構造織編物であって、全芳香族ポリアミド繊維を含むことを特徴とする三層構造織編物。
- 前記連結部に、見掛けヤング率5000kg/mm2以上の長繊維が配されてなる、請求項1に記載の三層構造織編物。
- 前記長繊維がパラ型全芳香族ポリアミド繊維である、請求項2に記載の三層構造織編物。
- 表裏の地組織部にメタ型全芳香族ポリアミド繊維が配され、かつ連結部にパラ型全芳香族ポリアミド繊維が配されてなる、請求項1〜3のいずれかに記載の三層構造織編物。
- 三層構造織編物に全芳香族ポリアミド繊維が織編物重量対比40重量%以上含まれる、請求項1〜4のいずれかに記載の三層構造織編物。
- 織編物がさらに、全芳香族ポリエステル繊維、ポリベンズオキサゾール(PBO)繊維、ポリベンズイミダゾール(PBI)繊維、ポリベンズチアゾール(PBTZ)繊維、ポリイミド(PI)繊維、ポリスルホンアミド(PSA)繊維、ポリエーテルエーテルケトン(PEEK)繊維、ポリエーテルイミド(PEI)繊維、ポリアリレート(PAr)繊維、メラミン繊維、フェノール繊維、フッ素系繊維、およびポリフェニレンスルフィド(PPS)繊維からなる群より選択されるいずれか1種以上を含む、請求項1〜5のいずれかに記載の三層構造織編物。
- 織編物がさらに、セルロース繊維、ポリオレフィン繊維、アクリル繊維、レーヨン繊維、コットン繊維、獣毛繊維、ポリウレタン繊維、ポリ塩化ビニル繊維、ポリ塩化ビニリデン繊維、アセテート繊維およびポリカーボネート繊維からなる群より選択されるいずれか1種以上を含む、請求項1〜6のいずれかに記載の三層構造織編物。
- 織編物の厚さが3〜10mmの範囲内である、請求項1〜7のいずれかに記載の三層構造織編物。
- 織編物の厚み保持率が40%以上である、請求項1〜8のいずれかに記載の三層構造織編物。
- JIS L1091−1992 A−4法により測定した残炎時間が2秒以下である、請求項1〜9のいずれかに記載の三層構造織編物。
- 請求項1〜10のいずれかに記載された三層構造織編物を用いてなり、防護服、消防防火服、消防活動服、救助服、ワークウェア、警察制服、自衛隊衣服、および軍服からなる群より選択されるいずれかの繊維製品。
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