JP2021188196A - 布帛および繊維製品 - Google Patents
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Abstract
【課題】極めて優れた難燃性を有し、耐洗濯収縮、風合いおよび制電性にも優れた布帛および繊維製品を提供する。【解決手段】メタ型全芳香族ポリアミド繊維とモダクリル繊維とを含む紡績糸と、導電性フィラメントを用いて布帛を得た後、該布帛を用いて繊維製品を得る。【選択図】なし
Description
本発明は、極めて優れた難燃性を有し、耐洗濯収縮、風合いおよび制電性にも優れた布帛および繊維製品を提供する。
従来、防護服、消防防火服、消防隊員用活動服、救助服、難燃ワークウェア、警察制服、自衛隊衣服、軍服などの用途で、難燃性を有する布帛が用いられている(例えば、特許文献1〜4参照)。
一方、近年では、難燃性だけでなく着用快適性をも兼備したものが求められている。
一方、近年では、難燃性だけでなく着用快適性をも兼備したものが求められている。
本発明は上記の背景に鑑みなされたものであり、その目的は、極めて優れた難燃性を有し、耐洗濯収縮、風合いおよび制電性にも優れた布帛および繊維製品を提供することにある。
本発明者は上記の課題を達成するため鋭意検討した結果、布帛を構成する繊維種類などを巧みに工夫することにより、極めて優れた難燃性を有し、耐洗濯収縮、風合いおよび制電性にも優れた布帛が得られることを見出し、さらに鋭意検討を重ねることにより本発明を完成するに至った。
かくして、本発明によれば「メタ型全芳香族ポリアミド繊維とモダクリル繊維とを含む紡績糸と、導電性フィラメントを含むことを特徴とする布帛。」が提供される。
その際、前記紡績糸において、メタ型全芳香族ポリアミド繊維が紡績糸重量対比5重量%以上含まれることが好ましい。また、前記紡績糸において、モダクリル繊維が紡績糸重量対比30重量%以上含まれることが好ましい。また、前記紡績糸が、メタ型全芳香族ポリアミド繊維とモダクリル繊維のみで構成されることが好ましい。また、前記メタ型全芳香族ポリアミド繊維において、残存溶媒量が0.1重量%以下であることが好ましい。また、前記メタ型全芳香族ポリアミド繊維において、結晶化度が15〜25%の範囲内であることが好ましい。また、前記メタ型全芳香族ポリアミド繊維において、メタ型全芳香族ポリアミド繊維を形成するメタ型全芳香族ポリアミドが、下記の式(1)で示される反復構造単位を含む芳香族ポリアミド骨格中に、反復構造の主たる構成単位とは異なる芳香族ジアミン成分、または芳香族ジカルボン酸ハライド成分を、第3成分として芳香族ポリアミドの反復構造単位の全量に対し1〜10mol%となるように共重合させた芳香族ポリアミドであることが好ましい。
−(NH−Ar1−NH−CO−Ar1−CO)− ・・・式(1)
ここで、Ar1はメタ配位又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。
その際、第3成分となる芳香族ジアミンが式(2)、(3)、または芳香族ジカルボン
酸ハライドが、式(4)、(5)であることが好ましい。
−(NH−Ar1−NH−CO−Ar1−CO)− ・・・式(1)
ここで、Ar1はメタ配位又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。
その際、第3成分となる芳香族ジアミンが式(2)、(3)、または芳香族ジカルボン
酸ハライドが、式(4)、(5)であることが好ましい。
H2N−Ar2−NH2 ・・・式(2)
H2N−Ar2−Y−Ar2−NH2 ・・・式(3)
XOC−Ar3−COX ・・・式(4)
XOC−Ar3−Y−Ar3−COX ・・・式(5)
ここで、Ar2はAr1とは異なる2価の芳香族基、Ar3はAr1とは異なる2価の芳香族基、Yは酸素原子、硫黄原子、アルキレン基からなる群から選ばれる少なくとも1種の原子または官能基であり、Xはハロゲン原子を表す。
H2N−Ar2−Y−Ar2−NH2 ・・・式(3)
XOC−Ar3−COX ・・・式(4)
XOC−Ar3−Y−Ar3−COX ・・・式(5)
ここで、Ar2はAr1とは異なる2価の芳香族基、Ar3はAr1とは異なる2価の芳香族基、Yは酸素原子、硫黄原子、アルキレン基からなる群から選ばれる少なくとも1種の原子または官能基であり、Xはハロゲン原子を表す。
また、前記メタ型全芳香族ポリアミド繊維が、有機染料、有機顔料または無機顔料を含むことが好ましい。また、前記メタ型全芳香族ポリアミド繊維が、原着または非原着であることが好ましい。
本発明の布帛において、前記導電性フィラメントが布帛に布帛重量対比0.01重量%以上含まれることが好ましい。また、前記紡績糸で布帛の地組織が構成され、前記導電性フィラメントが布帛の経および/または緯に間欠的に配されてなることが好ましい。また、前記導電性フィラメントが前記紡績糸との複合糸として布帛に含まれることが好ましい。また、布帛が紫外線吸収剤および/または反射剤を含むことが好ましい。また、布帛の目付けが130〜300g/m2の範囲内であることが好ましい。また、ISO 15025:2000 A法で規定される方法で測定して、残炎時間が2秒以下であることが好ましい。また、JIS L1091:1999 A−1法で規定される方法で測定して、炭化面積が30cm2以下であることが好ましい。また、ISO 5077に規定される方法で5回洗濯した後の収縮率が5%以下であることが好ましい。また、ISO 17493に規定される180℃5分間の熱処理を行った際の熱収縮率が10%以下であることが好ましい。また、JIS L1094:2014 (制電性)に規定される方法で制電性を測定して7.0μC以下であることが好ましい。また、EN1149−1に規定される方法で表面抵抗が1×1012Ω以下であることが好ましい。
また、本発明によれば、前記の布帛を用いてなり、防護服、消防防火服、消防隊員用活動服、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が提供される。
本発明によれば、極めて優れた難燃性を有し、耐洗濯収縮、風合いおよび制電性にも優れた布帛および繊維製品が得られる。
以下、本発明の実施の形態について詳細に説明する。まず、本発明の布帛は、メタ型全芳香族ポリアミド繊維とモダクリル繊維とを含む紡績糸と、導電性フィラメントを含む。
ここで、本発明で用いるメタ型全芳香族ポリアミド繊維とは、その繰返し単位の85モル%以上がm−フェニレンイソフタルアミドであるポリマーからなる繊維である。かかるメタ型全芳香族ポリアミドは、15モル%未満の範囲内で第3成分を含んだ共重合体であっても差しつかえない。
ここで、本発明で用いるメタ型全芳香族ポリアミド繊維とは、その繰返し単位の85モル%以上がm−フェニレンイソフタルアミドであるポリマーからなる繊維である。かかるメタ型全芳香族ポリアミドは、15モル%未満の範囲内で第3成分を含んだ共重合体であっても差しつかえない。
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。
上記メタ型全芳香族ポリアミドにはアルキルベンゼンスルホン酸オニウム塩が含有されていてもよい。アルキルベンゼンスルホン酸オニウム塩としては、ヘキシルベンゼンスルホン酸テトラブチルフォスフォニウム塩、ヘキシルベンゼンスルホン酸トリブチルベンジルフォスフォニウム塩、ドデシルベンゼンスルホン酸テトラフェニルフォスフォニウム塩、ドデシルベンゼンスルホン酸トリブチルテトラデシルフォスフォニウム塩、ドデシルベンゼンスルホン酸テトラブチルフォスフォニウム塩、ドデシルベンゼンスルホン酸トリブチルベンジルアンモニウム塩等の化合物が好ましく例示される。なかでもドデシルベンゼンスルホン酸テトラブチルフォスフォニウム塩、またはドデシルベンゼンスルホン酸トリブチルベンジルアンモニウム塩は、入手しやすく、熱的安定性も良好なうえ、N−メチル−2−ピロリドンに対する溶解度も高いため特に好ましく例示される。
上記アルキルベンゼンスルホン酸オニウム塩の含有割合は、十分な染色性の改良効果を得るために、ポリ−m−フェニレンイソフタルアミドに対して2.5モル%以上、好ましくは3.0〜7.0モル%の範囲にあるものが好ましい。
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。
メタ型全芳香族ポリアミド繊維に用いるポリマーは、染着性や耐変褪色性を向上させる等目的で、下記の式(1)で示される反復構造単位を含む芳香族ポリアミド骨格中に、反復構造の主たる構成単位とは異なる芳香族ジアミン成分、または芳香族ジカルボン酸ハライド成分を、第3成分として芳香族ポリアミドの反復構造単位の全量に対し1〜10mol%となるように共重合させることも可能である。
−(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。
−(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。
また、第3成分として共重合させることも可能であり、式(2)、(3)に示した芳香族ジアミンの具体例としては、例えば、p−フェニレンジアミン、クロロフェニレンジアミン、メチルフェニレンジアミン、アセチルフェニレンジアミン、アミノアニシジン、ベンジジン、ビス(アミノフェニル)エーテル、ビス(アミノフェニル)スルホン、ジアミノベンズアニリド、ジアミノアゾベンゼン等が挙げられる。式(4)、(5)に示すような芳香族ジカルボン酸ジクロライドの具体例としては、例えば、テレフタル酸クロライド、1,4−ナフタレンジカルボン酸クロライド、2,6−ナフタレンジカルボン酸クロライド、4,4’−ビフェニルジカルボン酸クロライド、5−クロルイソフタル酸クロライド、5−メトキシイソフタル酸クロライド、ビス(クロロカルボニルフェニル)エーテルなどが挙げられる。
H2N−Ar2−NH2 ・・・式(2)
H2N−Ar2−Y−Ar2−NH2 ・・・式(3)
XOC−Ar3−COX ・・・式(4)
XOC−Ar3−Y−Ar3−COX ・・・式(5)
ここで、Ar2はAr1とは異なる2価の芳香族基、Ar3はAr1とは異なる2価の芳香族基、Yは酸素原子、硫黄原子、アルキレン基からなる群から選ばれる少なくとも1種の原子または官能基であり、Xはハロゲン原子を表す。
H2N−Ar2−NH2 ・・・式(2)
H2N−Ar2−Y−Ar2−NH2 ・・・式(3)
XOC−Ar3−COX ・・・式(4)
XOC−Ar3−Y−Ar3−COX ・・・式(5)
ここで、Ar2はAr1とは異なる2価の芳香族基、Ar3はAr1とは異なる2価の芳香族基、Yは酸素原子、硫黄原子、アルキレン基からなる群から選ばれる少なくとも1種の原子または官能基であり、Xはハロゲン原子を表す。
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。
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。
前記メタ型全芳香族ポリアミド繊維は以下の方法により製造することができ、特に後述する方法により、結晶化度や残存溶媒量を上記範囲とすることができる。
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。
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。
紡糸溶液としては、とくに限定する必要はないが、上記溶液重合や界面重合などで得られた、芳香族コポリアミドポリマーを含むアミド系溶媒溶液を用いてもよいし、上記重合溶液から該ポリマーを単離し、これをアミド系溶媒に溶解したものを用いてもよい。
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。
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。
上記の通り得られた共重合芳香族ポリアミドポリマー溶液は、さらにアルカリ金属塩またはアルカリ土類金属塩を含むことにより安定化され、より高濃度、低温での使用が可能となり好ましい。好ましくはアルカリ金属塩およびアルカリ土類金属塩がポリマー溶液の全質量に対して1重量%以下、より好ましくは0.1重量%以下である。
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。
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。
紡糸装置としては特に限定されるものではなく、従来公知の湿式紡糸装置を使用することができる。また、安定して湿式紡糸できるものであれば、紡糸口金の紡糸孔数、配列状態、孔形状等は特に制限する必要はなく、例えば、孔数が1000〜30000個、紡糸孔径が0.05〜0.2mmのスフ用の多ホール紡糸口金等を用いてもよい。
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。
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。
繊維を得るために用いる凝固浴としては、実質的に無機塩を含まない、アミド系溶媒、好ましくはNMPの濃度が45〜60重量%の水溶液を、浴液の温度10〜50℃の範囲で用いる。アミド系溶媒(好ましくはNMP)の濃度が45重量%未満ではスキンが厚い構造となってしまい、洗浄工程における洗浄効率が低下し、繊維の残存溶媒量を低減させることが困難となる。一方、アミド系溶媒(好ましくはNMP)の濃度が60重量%を超える場合には、繊維内部に至るまで均一な凝固を行うことができず、このためやはり、繊維の残存溶媒量を低減させることが困難となる。なお、凝固浴中への繊維の浸漬時間は、0.1〜30秒の範囲が適当である。
引続き、アミド系溶媒、好ましくはNMPの濃度が45〜60重量%の水溶液であり、浴液の温度を10〜50℃の範囲とした可塑延伸浴中にて、3〜4倍の延伸倍率で延伸を行う。延伸後、10〜30℃のNMPの濃度が20〜40重量%の水溶液、続いて50〜70℃の温水浴を通して十分に洗浄を行う。
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。
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、繊維の形態は、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。
また、前記メタ型全芳香族ポリアミド繊維は、原着でもよいし非原着でもよい。また、前記メタ型全芳香族ポリアミド繊維が、有機染料、有機顔料、無機顔料などを含むものでよい。
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。
また、前記メタ型全芳香族ポリアミド繊維は、原着でもよいし非原着でもよい。また、前記メタ型全芳香族ポリアミド繊維が、有機染料、有機顔料、無機顔料などを含むものでよい。
本発明において、紡績糸にはメタ型全芳香族ポリアミド繊維とモダクリル繊維が含まれる。特に、前記紡績糸が、メタ型全芳香族ポリアミド繊維とモダクリル繊維のみで構成されることが好ましい。
ここで、メタ型全芳香族ポリアミド繊維が紡績糸に紡績糸重量対比5重量%以上(より好ましくは5〜70重量%、特に好ましくは10〜50重量%)含まれることが好ましい。メタ型全芳香族ポリアミド繊維の含有量が該範囲より小さいと布帛の難燃性が低下するおそれがある。
また、モダクリル繊維が紡績糸に紡績糸重量対比30重量%以上(より好ましくは50〜90重量%、特に好ましくは60〜80重量%)含まれることが好ましい。モダクリル繊維の含有量が該範囲より小さいと布帛の風合い、耐洗濯収縮などが低下するおそれがある。
なお、モダクリル繊維は、JIS L0204−2(2001)でアクリロニトリル基の繰返し単位が重量比で35%以上、85%未満含む直鎖状合成高分子からなる繊維をいう。モダクリル繊維は、織物としてシワの発生が少なく、防火性、耐薬品性、審美性、風合い、耐洗濯収縮などに優れる。
また、本発明の布帛には、前記紡績糸だけでなく導電性フィラメントも含まれる。その際、導電性フィラメントが布帛重量対比0.01重量%以上(より好ましくは0.05〜3.0重量%、さらに好ましくは0.05〜0.2重量%)含まれることが好ましい。導電性フィラメントの重量比率が該範囲よりも小さいと、布帛の制電性が低下するおそれがある。
ここで、導電性フィラメントを形成する導電性繊維としては、導電性カーボンが表面に被覆されるかポリマー中に練りこまれた、ナイロン導電性フィラメント、ポリエステル導電性フィラメント、アクリル導電性フィラメントなどが好ましい。布帛にメタ型全芳香族ポリアミド繊維とアクリル系繊維(アクリル導電性フィラメントなど)が含まれていると、カチオン染料で染色することにより、メタ型全芳香族ポリアミド繊維およびモダクリル繊維およびアクリル系繊維がいずれも濃色に、かつ布帛全体として均一に染色される。
本発明において、布帛が、メタ型全芳香族ポリアミド繊維とモダクリル繊維と導電性フィラメントのみで構成されることが好ましいが、さらに他の繊維を含んでいてもよい。かかる他の繊維としては、パラ型全芳香族ポリアミド繊維、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、ポリフェニレンスルフィド(PPS)繊維などの難燃繊維が含まれていてもよい。
また、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、ポリカーボネート繊維、ポリエステル繊維、ナイロン繊維などが含まれて
いると、吸水性、染色性、着用快適性などが付加され好ましい。
いると、吸水性、染色性、着用快適性などが付加され好ましい。
本発明において、布帛の製造方法は特に限定するものではなく、公知のいかなる方法でも可能である。例えば、上記繊維を混綿して紡績糸を得た後、前記紡績糸を単糸または双糸にて布帛の地組織を構成し、前記導電性フィラメントを布帛の経および/または緯に間欠的に配して、レピア織機などを用いて、綾織、平織などの組織に製織することが好ましい。その際、前記導電性フィラメントが他の糸との複合糸として布帛に含まれていてもよい。例えば、前記導電性フィラメントが前記紡績糸との複合糸として布帛に配されていることが好ましい。また、前記導電性フィラメント(または前記導電性フィラメントを含む複合糸)を経および/または緯に巾0.5〜5.0cm毎のピッチで配することが好ましい。
次いで後加工を施すことが好ましい。具体的な後加工工程としては、精練、乾燥、リラックス、毛焼、染色および機能化処理などの工程を例示できる。
ここで染色加工としては、カチオン染料を含む染色浴で染色加工を施すことが好ましい。その際、好ましくは90〜110℃で染色後、還元処理を行い、乾燥を行う方法等を採用することができるが、これに限定されない。
ここで染色加工としては、カチオン染料を含む染色浴で染色加工を施すことが好ましい。その際、好ましくは90〜110℃で染色後、還元処理を行い、乾燥を行う方法等を採用することができるが、これに限定されない。
また、染色加工においては、カチオン染料と促進剤の同浴の染色処理を施すことが好ましい。また、カチオン染色前に布帛を特殊界面活性剤で処理することで、拡布染色で濃染化が可能となる。
促進剤としては、アニオン性の界面活性剤を用いることが好ましい。促進剤の使用量は、布帛100重量部に対して0.01〜1重量部が好ましい。
促進剤としては、アニオン性の界面活性剤を用いることが好ましい。促進剤の使用量は、布帛100重量部に対して0.01〜1重量部が好ましい。
精練やリラックス処理としては、拡布処理であってもよいし、液流精練・リラックス処理であってもよい。具体的には、連続精練や連続乾燥において拡布ノンテンション機で処理する方法である。例えば、ソフサー精練機や乾絨、シュリンクサーファー、ショートループ、ルシオール乾燥機などを用いた方法になる。場合によっては、精練やリラックス工程を省くことも可能である。
また、その他特性の向上のために、剪毛および/または毛焼を施してもよい。さらには、吸汗剤、撥水剤、蓄熱剤、紫外線遮蔽、制電剤、抗菌剤、消臭剤、防虫剤、防蚊剤、蓄光剤、再帰反射剤等の機能を付与する他の各種加工を付加適用してもよい。用いる織編物は、原着品であってもよいし、先染め品であってもよいし、後染め品であってもよい。
前記吸汗剤としては、ポリエチレングリコールジアクリレートまたはポリエチレングリコールジアクリレートの誘導体またはポリエチレンテレフタレート−ポリエチレングリコール共重合体または水溶性ポリウレタンが好ましい。
布帛に吸汗剤を付与する方法としては、パディング処理する方法、染色加工時に染色液と同浴で処理する方法などが例示される。
かくして得られた布帛は、前記構成を有するので、極めて優れた難燃性を有し、耐洗濯収縮、風合いおよび制電性にも優れる。
かくして得られた布帛は、前記構成を有するので、極めて優れた難燃性を有し、耐洗濯収縮、風合いおよび制電性にも優れる。
ここで、布帛の目付けが130〜300g/m2の範囲内であることが好ましい。また、ISO 15025:2000 A法で規定される方法で測定して、残炎時間が2秒以下であることが好ましい。また、JIS L1091:1999 A−1法で規定される方法で測定して、炭化面積が30cm2以下であることが好ましい。また、ISO 5077に規定される方法で5回洗濯した後の収縮率が5%以下であることが好ましい。また、ISO 17493に規定される180℃5分間の熱処理を行った際の熱収縮率が10%以下であることが好ましい。また、JIS L1907:2010(滴下法)に規定される方法で測定して吸水時間が30秒以下であることが好ましい。また、JIS L1096:2010 A法(カンチレバー)に規定される方法で剛軟度を測定して7.0cm以下であることが好ましい。また、JIS L1094:2014(制電性)に規定される方法で制電性を測定して7.0μC以下であることが好ましい。また、EN1149−1に規定される表面抵抗が1×1012Ω以下であることが好ましい。
本発明の繊維製品は、前記の布帛を用いてなり、防護服、消防防火服、消防隊員用活動服、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である。かかる繊維製品は前記の布帛を用いているので、極めて優れた難燃性を有し、耐洗濯収縮、風合いおよび制電性にも優れる。
以下、本発明の実施例を詳細に説明するが、本発明はこれらによって何ら限定されるものではない。なお、実施例中の各物性は下記の方法により測定したものである。
(1)目付け
JIS L1096:2010 A法で規定される方法で測定した。
JIS L1096:2010 A法で規定される方法で測定した。
(2)燃焼性
ISO 15025:2000 A法、JIS L1091:1999 A−1法で規定される方法で測定した。
ISO 15025:2000 A法、JIS L1091:1999 A−1法で規定される方法で測定した。
(3)洗濯収縮率
ISO 5077に規定される方法で5回洗濯した後の収縮率を測定した。n数5で経と緯について測定し両者の平均をとった。
ISO 5077に規定される方法で5回洗濯した後の収縮率を測定した。n数5で経と緯について測定し両者の平均をとった。
(4)乾熱収縮率
ISO 17493に規定される180℃5分間の熱処理を行った際の熱収縮率を測定した。n数5で経と緯について測定し両者の平均をとった。
ISO 17493に規定される180℃5分間の熱処理を行った際の熱収縮率を測定した。n数5で経と緯について測定し両者の平均をとった。
(5)吸水性
JIS L1907:2010に規定される方法で対象布帛の吸水性能を測定した。
JIS L1907:2010に規定される方法で対象布帛の吸水性能を測定した。
(6)剛軟度
JIS L1096:2010 A法(カンチレバー)に規定される方法で対象布帛の剛軟度を測定した。8.0cm以下を合格とする。
JIS L1096:2010 A法(カンチレバー)に規定される方法で対象布帛の剛軟度を測定した。8.0cm以下を合格とする。
(7)制電性
JIS L1094:2014(制電性)により帯電電荷量を測定した。7.0μC以下を合格とする。
JIS L1094:2014(制電性)により帯電電荷量を測定した。7.0μC以下を合格とする。
(8)制電性
EN1149−1(制電性)により表面抵抗を測定した。1×1012Ω以下を合格とする。
EN1149−1(制電性)により表面抵抗を測定した。1×1012Ω以下を合格とする。
(9)残存溶媒量
メタ型全芳香族ポリアミド繊維を約8.0g採取し、105℃で120分間乾燥させた後にデシケーター内で放冷し、繊維重量(M1)を秤量した。続いて、この繊維について、メタノール中で1.5時間、ソックスレー抽出器を用いて還流抽出を行い、繊維中に含まれるアミド系溶媒の抽出を行った。抽出を終えた繊維を取り出して、150℃で60分間真空乾燥させた後にデシケーター内で放冷し、繊維重量(M2)を秤量した。繊維中に残存する溶媒量(アミド系溶媒重量)は、得られるM1およびM2を用いて、下記式により算出した。
残存溶媒量(%)=[(M1−M2)/M1]×100
メタ型全芳香族ポリアミド繊維を約8.0g採取し、105℃で120分間乾燥させた後にデシケーター内で放冷し、繊維重量(M1)を秤量した。続いて、この繊維について、メタノール中で1.5時間、ソックスレー抽出器を用いて還流抽出を行い、繊維中に含まれるアミド系溶媒の抽出を行った。抽出を終えた繊維を取り出して、150℃で60分間真空乾燥させた後にデシケーター内で放冷し、繊維重量(M2)を秤量した。繊維中に残存する溶媒量(アミド系溶媒重量)は、得られるM1およびM2を用いて、下記式により算出した。
残存溶媒量(%)=[(M1−M2)/M1]×100
(10)結晶化度
X線回折測定装置(リガク社製 RINT TTRIII)を用い、原繊維を約1mm径
の繊維束に引きそろえて繊維試料台に装着して回折プロファイルを測定した。測定条件は、Cu−Kα線源(50kV、300mA)、走査角度範囲10〜35°、連続測定0.1°幅計測、1°/分走査でおこなった。実測した回折プロファイルから空気散乱、非干渉性散乱を直線近似で補正して全散乱プロファイルを得た。次に、全散乱プロファイルから非晶質散乱プロファイルを差し引いて結晶散乱プロファイルを得た。結晶化度は、結晶散乱プロファイルの面積強度(結晶散乱強度)と全散乱プロファイルの面積強度(全散乱強度)から、次式により求めた。
結晶化度(%)=[結晶散乱強度/全散乱強度]×100
X線回折測定装置(リガク社製 RINT TTRIII)を用い、原繊維を約1mm径
の繊維束に引きそろえて繊維試料台に装着して回折プロファイルを測定した。測定条件は、Cu−Kα線源(50kV、300mA)、走査角度範囲10〜35°、連続測定0.1°幅計測、1°/分走査でおこなった。実測した回折プロファイルから空気散乱、非干渉性散乱を直線近似で補正して全散乱プロファイルを得た。次に、全散乱プロファイルから非晶質散乱プロファイルを差し引いて結晶散乱プロファイルを得た。結晶化度は、結晶散乱プロファイルの面積強度(結晶散乱強度)と全散乱プロファイルの面積強度(全散乱強度)から、次式により求めた。
結晶化度(%)=[結晶散乱強度/全散乱強度]×100
[メタ型全芳香族ポリアミド繊維の製造]
メタ型全芳香族ポリアミド繊維は、次の方法で作製した。
特公昭47−10863号公報記載の方法に準じた界面重合法により製造した、固有粘度(I.V.)が1.9のポリメタフェニレンイソフタルアミド粉末20.0重量部を、−10℃に冷却したN−メチル−2−ピロリドン(NMP)80.0重量部中に懸濁させ、スラリー状にした。引き続き、懸濁液を60℃まで昇温して溶解させ、透明なポリマー溶液を得た。該ポリマー溶液に、ポリマー対比3.0重量%の2−[2H−ベンゾトリアゾール−2−イル]−4−6−ビス(1−メチル−1−フェニルエチル)フェノール粉末(水への溶解度:0.01mg/L)を混合溶解させ、減圧脱法して紡糸液(紡糸ドープ)とした。
メタ型全芳香族ポリアミド繊維は、次の方法で作製した。
特公昭47−10863号公報記載の方法に準じた界面重合法により製造した、固有粘度(I.V.)が1.9のポリメタフェニレンイソフタルアミド粉末20.0重量部を、−10℃に冷却したN−メチル−2−ピロリドン(NMP)80.0重量部中に懸濁させ、スラリー状にした。引き続き、懸濁液を60℃まで昇温して溶解させ、透明なポリマー溶液を得た。該ポリマー溶液に、ポリマー対比3.0重量%の2−[2H−ベンゾトリアゾール−2−イル]−4−6−ビス(1−メチル−1−フェニルエチル)フェノール粉末(水への溶解度:0.01mg/L)を混合溶解させ、減圧脱法して紡糸液(紡糸ドープ)とした。
[紡糸・凝固工程]
上記紡糸ドープを、孔径0.07mm、孔数500の紡糸口金から、浴温度30℃の凝固浴中に吐出して紡糸した。凝固液の組成は、水/NMP=45/55(重量部)であり、凝固浴中に糸速7m/分で吐出して紡糸した。
上記紡糸ドープを、孔径0.07mm、孔数500の紡糸口金から、浴温度30℃の凝固浴中に吐出して紡糸した。凝固液の組成は、水/NMP=45/55(重量部)であり、凝固浴中に糸速7m/分で吐出して紡糸した。
[可塑延伸浴延伸工程]
引き続き、温度40℃の水/NMP=45/55の組成の可塑延伸浴中にて、3.7倍の延伸倍率で延伸を行った。
引き続き、温度40℃の水/NMP=45/55の組成の可塑延伸浴中にて、3.7倍の延伸倍率で延伸を行った。
[洗浄工程]
延伸後、20℃の水/NMP=70/30の浴(浸漬長1.8m)、続いて20℃の水浴(浸漬長3.6m)で洗浄し、さらに60℃の温水浴(浸漬長5.4m)に通して十分に洗浄を行った。
延伸後、20℃の水/NMP=70/30の浴(浸漬長1.8m)、続いて20℃の水浴(浸漬長3.6m)で洗浄し、さらに60℃の温水浴(浸漬長5.4m)に通して十分に洗浄を行った。
[乾熱処理工程]
洗浄後の繊維について、表面温度280℃の熱ローラーにて乾熱処理を施し、メタ型全芳香族ポリアミド繊維を得た。
洗浄後の繊維について、表面温度280℃の熱ローラーにて乾熱処理を施し、メタ型全芳香族ポリアミド繊維を得た。
[原繊維の物性]
得られたメタ型全芳香族ポリアミド繊維の物性は、単繊維繊度1.7dtex、残存溶媒量0.08重量%、結晶化度は19%であった。得られた原繊維を用いて、捲縮加工、カットを行い、長さ51mmのステープルファイバー(原綿)を得た。
その他の繊維原綿は下記の繊維を用いた。
・モダクリル繊維;カネカ社製:「ProtexM(登録商標)」
・導電性フィラメント:帝人(株)B−TCF(U300HX 31T5)
得られたメタ型全芳香族ポリアミド繊維の物性は、単繊維繊度1.7dtex、残存溶媒量0.08重量%、結晶化度は19%であった。得られた原繊維を用いて、捲縮加工、カットを行い、長さ51mmのステープルファイバー(原綿)を得た。
その他の繊維原綿は下記の繊維を用いた。
・モダクリル繊維;カネカ社製:「ProtexM(登録商標)」
・導電性フィラメント:帝人(株)B−TCF(U300HX 31T5)
[後加工]
毛焼、精練、染色、ファイナルセットにて後加工を行った。
毛焼、精練、染色、ファイナルセットにて後加工を行った。
[実施例1]
メタ型全芳香族ポリアミド繊維(MA)(長さ51mm)、モダクリル繊維(MD)(長さ51mm)、各ステープルファイバーを、MA/MD=30/70の比率で混紡した紡績糸40番手/双糸とした。また、該紡績糸と前記導電性フィラメントとを合撚して合撚糸を得た。
メタ型全芳香族ポリアミド繊維(MA)(長さ51mm)、モダクリル繊維(MD)(長さ51mm)、各ステープルファイバーを、MA/MD=30/70の比率で混紡した紡績糸40番手/双糸とした。また、該紡績糸と前記導電性フィラメントとを合撚して合撚糸を得た。
次いで、前記紡績糸を地組織用の糸とし、前記合撚糸を巾2.3cm毎のピッチで経糸として用いるようクリール仕立てし整経した。得られた整経ビームをサイジング、綾取り、引き通しを行い、経糸準備を行った。また、緯糸は前記紡績糸を用いた。
次いで、織密度(経100本/25.4mm、緯55本/25.4mm)で製織し、目付け200g/m2の綾織物を得た。これを用いて、上記の方法で加工した。帯電電荷量は7.0μC以下であり、平面抵抗は1×1012Ω以下であり合格であった。また、織物からメタ型全芳香族ポリアミド繊維を抜き取って、メタ型全芳香族ポリアミド繊維の残存溶媒量を測定した。結果を表1に示す。
[実施例2]
メタ型全芳香族ポリアミド繊維(MA)(長さ51mm)、モダクリル繊維(MD)(長さ51mm)の各ステープルファイバーを、MA/MD=20/80の比率で混紡した紡績糸40番手/双糸とし、織密度(経100本/25.4mm、緯55本/25.4mm)で製織し、目付け200g/m2の綾織物を得た。これを用いて、上記の方法で加工した。帯電電荷量は7.0μC以下であり、平面抵抗は1×1012Ω以下であり合格であった。また、織物からメタ型全芳香族ポリアミド繊維を抜き取って、メタ型全芳香族ポリアミド繊維の残存溶媒量を測定した。結果を表1に示す。
メタ型全芳香族ポリアミド繊維(MA)(長さ51mm)、モダクリル繊維(MD)(長さ51mm)の各ステープルファイバーを、MA/MD=20/80の比率で混紡した紡績糸40番手/双糸とし、織密度(経100本/25.4mm、緯55本/25.4mm)で製織し、目付け200g/m2の綾織物を得た。これを用いて、上記の方法で加工した。帯電電荷量は7.0μC以下であり、平面抵抗は1×1012Ω以下であり合格であった。また、織物からメタ型全芳香族ポリアミド繊維を抜き取って、メタ型全芳香族ポリアミド繊維の残存溶媒量を測定した。結果を表1に示す。
[実施例3]
メタ型全芳香族ポリアミド繊維(MA)(長さ51mm)、モダクリル繊維(MD)(長さ51mm)の各ステープルファイバーを、MA/MD=40/60の比率で混紡した紡績糸40番手/双糸とし、織密度(経100本/25.4mm、緯55本/25.4mm)で製織し、目付け200g/m2の綾織物を得た。これを用いて、上記の方法で加工した。帯電電荷量は7.0μC以下であり、平面抵抗は1×1012Ω以下であり合格であった。また、織物からメタ型全芳香族ポリアミド繊維を抜き取って、メタ型全芳香族ポリアミド繊維の残存溶媒量を測定した。結果を表1に示す。
メタ型全芳香族ポリアミド繊維(MA)(長さ51mm)、モダクリル繊維(MD)(長さ51mm)の各ステープルファイバーを、MA/MD=40/60の比率で混紡した紡績糸40番手/双糸とし、織密度(経100本/25.4mm、緯55本/25.4mm)で製織し、目付け200g/m2の綾織物を得た。これを用いて、上記の方法で加工した。帯電電荷量は7.0μC以下であり、平面抵抗は1×1012Ω以下であり合格であった。また、織物からメタ型全芳香族ポリアミド繊維を抜き取って、メタ型全芳香族ポリアミド繊維の残存溶媒量を測定した。結果を表1に示す。
[比較例1]
メタ型全芳香族ポリアミド繊維(MA)、モダクリル繊維(MD)、アクリル導電繊維(AC)からなるMA/MD/AC=70/28/2の比率で混紡した紡績糸40番手/双糸とし、織密度(経100本/25.4mm、緯55本/25.4mm)で製織し、目付け200g/m2の綾織物を得た。導電糸フィラメントは使用していない。次いで、上記の方法で加工した。帯電電荷量は7.0μC以下であったが、平面抵抗は1×1012Ωより大であり不合格であった。また、織物からメタ型全芳香族ポリアミド繊維を抜き取って、メタ型全芳香族ポリアミド繊維の残存溶媒量を測定した。結果を表1に示す。
メタ型全芳香族ポリアミド繊維(MA)、モダクリル繊維(MD)、アクリル導電繊維(AC)からなるMA/MD/AC=70/28/2の比率で混紡した紡績糸40番手/双糸とし、織密度(経100本/25.4mm、緯55本/25.4mm)で製織し、目付け200g/m2の綾織物を得た。導電糸フィラメントは使用していない。次いで、上記の方法で加工した。帯電電荷量は7.0μC以下であったが、平面抵抗は1×1012Ωより大であり不合格であった。また、織物からメタ型全芳香族ポリアミド繊維を抜き取って、メタ型全芳香族ポリアミド繊維の残存溶媒量を測定した。結果を表1に示す。
[比較例2]
メタ型全芳香族ポリアミド繊維(MA)、モダクリル繊維(MD)、難燃レーヨン(RY)、パラ型全芳香族ポリアミド繊維(PA)からなるMA/MD/RY/PA=35/30/15/20の比率で混紡した紡績糸40番手/双糸とし、織密度(経100本/25.4mm、緯55本/25.4mm)で製織し、目付け200g/m2の綾織物を得た。導電糸フィラメントは使用していない。次いで、上記の方法で加工した。帯電電荷量は7.0μC以下であったが、平面抵抗は1×1012Ωより大であり不合格であった。また、織物からメタ型全芳香族ポリアミド繊維を抜き取って、メタ型全芳香族ポリアミド繊維の残存溶媒量を測定した。結果を表1に示す。
メタ型全芳香族ポリアミド繊維(MA)、モダクリル繊維(MD)、難燃レーヨン(RY)、パラ型全芳香族ポリアミド繊維(PA)からなるMA/MD/RY/PA=35/30/15/20の比率で混紡した紡績糸40番手/双糸とし、織密度(経100本/25.4mm、緯55本/25.4mm)で製織し、目付け200g/m2の綾織物を得た。導電糸フィラメントは使用していない。次いで、上記の方法で加工した。帯電電荷量は7.0μC以下であったが、平面抵抗は1×1012Ωより大であり不合格であった。また、織物からメタ型全芳香族ポリアミド繊維を抜き取って、メタ型全芳香族ポリアミド繊維の残存溶媒量を測定した。結果を表1に示す。
本発明によれば、極めて優れた難燃性を有し、耐洗濯収縮、風合いおよび制電性にも優れた布帛および繊維製品が提供され、その工業的価値は極めて大である。
Claims (22)
- メタ型全芳香族ポリアミド繊維とモダクリル繊維とを含む紡績糸と、導電性フィラメントを含むことを特徴とする布帛。
- 前記紡績糸において、メタ型全芳香族ポリアミド繊維が紡績糸重量対比5重量%以上含まれる、請求項1に記載の布帛。
- 前記紡績糸において、モダクリル繊維が紡績糸重量対比30重量%以上含まれる、請求項1または請求項2に記載の布帛。
- 前記紡績糸が、メタ型全芳香族ポリアミド繊維とモダクリル繊維のみで構成される、請求項1〜3のいずれかに記載の布帛。
- 前記メタ型全芳香族ポリアミド繊維において、残存溶媒量が0.1重量%以下である、請求項1〜4のいずれかに記載の布帛。
- 前記メタ型全芳香族ポリアミド繊維において、結晶化度が15〜25%の範囲内である、請求項1〜5のいずれかに記載の布帛。
- 前記メタ型全芳香族ポリアミド繊維において、メタ型全芳香族ポリアミド繊維を形成するメタ型全芳香族ポリアミドが、下記の式(1)で示される反復構造単位を含む芳香族ポリアミド骨格中に、反復構造の主たる構成単位とは異なる芳香族ジアミン成分、または芳香族ジカルボン酸ハライド成分を、第3成分として芳香族ポリアミドの反復構造単位の全量に対し1〜10mol%となるように共重合させた芳香族ポリアミドである、請求項1〜6のいずれかに記載の布帛。
−(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。 - 第3成分となる芳香族ジアミンが式(2)、(3)、または芳香族ジカルボン酸ハライドが、式(4)、(5)である、請求項7に記載の布帛。
H2N−Ar2−NH2 ・・・式(2)
H2N−Ar2−Y−Ar2−NH2 ・・・式(3)
XOC−Ar3−COX ・・・式(4)
XOC−Ar3−Y−Ar3−COX ・・・式(5)
ここで、Ar2はAr1とは異なる2価の芳香族基、Ar3はAr1とは異なる2価の芳香族基、Yは酸素原子、硫黄原子、アルキレン基からなる群から選ばれる少なくとも1種の原子または官能基であり、Xはハロゲン原子を表す。 - 前記メタ型全芳香族ポリアミド繊維が、有機染料、有機顔料または無機顔料を含む、請求項1〜8のいずれかに記載の布帛。
- 前記メタ型全芳香族ポリアミド繊維が、原着または非原着である、請求項1〜9のいずれかに記載の布帛。
- 前記導電性フィラメントが布帛に布帛重量対比0.01重量%以上含まれる、請求項1〜10のいずれかに記載の布帛。
- 前記紡績糸で布帛の地組織が構成され、前記導電性フィラメントが布帛の経および/ま
たは緯に間欠的に配されてなる、請求項1〜11のいずれかに記載の布帛。 - 前記導電性フィラメントが前記紡績糸との複合糸として布帛に含まれる、請求項1〜12のいずれかに記載の布帛。
- 布帛が紫外線吸収剤および/または反射剤を含む、請求項1〜13のいずれかに記載の布帛。
- 布帛の目付けが130〜300g/m2の範囲内である、請求項1〜14のいずれかに記載の布帛。
- ISO 15025:2000 A法で規定される方法で測定して、残炎時間が2秒以下である、請求項1〜15のいずれかに記載の布帛。
- JIS L1091:1999 A−1法で規定される方法で測定して、炭化面積が30cm2以下である、請求項1〜16のいずれかに記載の布帛。
- ISO 5077に規定される方法で5回洗濯した後の収縮率が5%以下である、請求項1〜17のいずれかに記載の布帛。
- ISO 17493に規定される180℃5分間の熱処理を行った際の熱収縮率が10%以下である、請求項1〜18のいずれかに記載の布帛。
- JIS L1094:2014 (制電性)に規定される方法で制電性を測定して7.0μC以下である、請求項1〜19のいずれかに記載の布帛。
- EN1149−1に規定される方法で表面抵抗が1×1012Ω以下である、請求項1〜20のいずれかに記載の布帛。
- 請求項1〜21のいずれかに記載された布帛を用いてなり、防護服、消防防火服、消防隊員用活動服、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。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2020096089A JP2021188196A (ja) | 2020-06-02 | 2020-06-02 | 布帛および繊維製品 |
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