JP4804262B2

JP4804262B2 - 耐光性に優れた耐熱性布帛

Info

Publication number: JP4804262B2
Application number: JP2006215741A
Authority: JP
Inventors: 裕美尾崎; 哲也赤松
Original assignee: Teijin Techno Products Ltd
Current assignee: Teijin Ltd
Priority date: 2006-08-08
Filing date: 2006-08-08
Publication date: 2011-11-02
Anticipated expiration: 2026-08-08
Also published as: JP2008038299A

Description

本発明は、アラミド繊維からなる耐熱布帛に関し、パラ型アラミド繊維を４０重量％以上含み、高強力で高耐光性且つ耐火炎性のアラミド耐熱性布帛及びそれからなる耐熱性防護服に関する。

従来から、消防士が消火作業時に着用する耐熱性防護服としては、アラミド、ポリフェニレンスルフィド、ポリイミド、ポリベンゾイミダゾールなどの難燃性の有機繊維布帛が使用されている。特開２０００−２１２８１０号公報には、消防士の安全性や快適性を改良する目的から、全成分が高強度繊維であるパラ型アラミド繊維とメタ型アラミド繊維を用いた高強力、難燃性及び遮熱性に優れた防護服が提案されている。パラ型アラミド繊維を４０重量％以上用いることにより軽量で高強力、難燃性及び耐熱性に優れるものがえられるが、しかしながらパラ型アラミド繊維を４０重量％以上用いた布帛は、長期の耐光性に劣り変色するという重大な欠点があった。

この点の改良として、特開平８−１１３７０６号公報には銅化合物をパラ型アラミド樹脂に添加して製糸することにより耐光性を改良できることが開示されている。この方法により耐光性は向上するものの、銅化合物が凝固浴に抜け出すという問題や、強度が低下するため好ましくない。

又特開２０００−２９０８４９号公報には、結晶サイズや繊維中の水分を高含水量とすること等により良染色性のパラ系アラミド繊維とし先染めした後、該先染めパラ系アラミド短繊維を他の合成繊維と混紡した紡績糸とすることによりパラ系アラミド繊維の耐光性を改良する方法が開示されている。この方法により耐光性は向上しているものの、パラ系アラミド繊維の水分率を一定とするためには製造上のコントロールが難しく、歩留まりが悪いという欠点がある。

更に他のパラ系アラミド繊維の耐光性を改良する方法として、特開２０００−３０３２８５号公報にはパラ系アラミド繊維の耐光性不良を解消する方法として、染色されたパラ型アラミド繊維を芯成分として含む芯鞘型複合紡績糸とし、該パラ型アラミド繊維を耐光性の良い鞘繊維で覆うことが提案されている。この方法によりパラ型アラミド繊維の耐光性をカバーすることができるものの、芯鞘型複合紡績糸とすることによるコストアップやパラ型アラミド繊維が全繊維重量の５０％以上になると鞘繊維の量が相対的に低下しパラ型アラミド繊維を完全に覆うことが出来ず耐光性が低下するという問題があった。
こうした現状に鑑み、簡便な方法でパラ系アラミド繊維を４０％以上含むアラミド耐熱布帛の耐光性不良を解消する方法の開発が大いに望まれていた。

特開２０００−２１２８１０号公報特開平８−１１３７０６号公報特開２０００−２９０８４９号公報特開２０００−３０３２８５号公報

本発明の目的は、パラ系アラミド繊維の耐光性不良に基づく問題点を解消することに関し、特に全成分がアラミド繊維からなり、パラ系アラミド繊維を４０％以上含む布帛の耐光性を改善し、高強力で耐火炎性に優れた耐熱性布帛、並びに、該耐熱性布帛を用いて製造された耐熱性防護服を提供することにある。

本発明は、染色したパラ型アラミド繊維を３５重量％以上、及び染色しない生成り及び／又は顔料原着のパラ型アラミド繊維を５重量％以上を混紡した紡績糸とし、該紡績糸を用いてなる布帛とすることにより、耐光性を改善し高強力で耐火炎性に優れた耐熱布帛及びそれからなる耐熱性防護服とする。

本発明によれば、染色したパラ型アラミド繊維と非染色のパラ型アラミド繊維を適量用いて混紡紡績糸とし、これを用いた布帛とすることにより、パラ型アラミド繊維を用いた衣服の欠点であった耐光変色性が改善され、且つ高強力で耐火炎性に優れた耐熱性布帛とすることができ、消防服、防火服、防護服として有用である。

以下、本発明を詳細に説明する。アラミドとは、アミド結合の６０％以上、好ましくは８５％以上が芳香環に直接結合した線状高分子化合物を意味する。このようなアラミドとしては、例えば、パラ型アラミドとして、ポリパラフェニレンテレフタルアミドおよびその共重合体であるポリ（パラフェニレン）−コポリ（３，４−ジフェニルエーテル）テレフタルアミド、メタ型アラミドとして、ポリメタフェニレンイソフタルアミドおよびその共重合体などが挙げられる。

本発明で用いられる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、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が例示される。

本発明のパラ型アラミド繊維は上記のパラ型アラミド樹脂を溶媒に溶解し、湿式又は乾式紡糸、延伸し、公知の方法で繊維化したものであり、単繊維繊度は０．６〜６．０ｄｔｅｘであることが好ましい。０．６ｄｔｅｘ以下では繊維化や紡績糸とするのが難しく、６．０ｄｔｅｘ以上では布帛とした時に風合いの硬いものとなり好ましくない。

本発明においては、該パラ型アラミド繊維のうち、染色したパラ型アラミド繊維は、耐光試験において淡色化する一方、染色しない生成り及び／又は顔料原着の（以後染色しない生成り及び／又は顔料原着と言う表現を、非染色と略称することがある）パラ型アラミド繊維は、耐光試験において濃色化するという現象に着目し本発明は完成されたものである。ここで染色したアラミド繊維と非染色のパラ型アラミド繊維は同系統の色であるのが好ましく、染色したパラ型アラミド繊維の退色による色目と非染色のパラ型アラミド繊維の濃色化による色目とが互いに補完しあい、耐光試験にかける前の色目に近い色が維持される。

染色したパラ型アラミド繊維と非染色のパラ型アラミド繊維の総使用量としては、布帛を構成する全繊維に対して４０重量％以上が必要である。該両パラ型アラミド繊維の総使用量が４０重量％未満では、防護服として必要な高強力が得られにくく、又難燃性としてＪＩＳＬ１０９１Ａ−１法において、炭化面積が０ｃｍ^２を達成することが難しい。

染色したパラ型アラミド繊維と非染色のパラ型アラミド繊維の配合割合としては、染色したパラ型アラミド繊維が３５重量％以上、非染色のパラ型アラミド繊維が５％以上含む構成とし、必要に応じて他のアラミド繊維を混紡したアラミド紡績糸として使用することが好ましい。この構成とする時にパラ型アラミド繊維を４０％以上含む布帛の耐光性が改善されるとともに高強力、耐熱、耐火炎性を満たすものとすることができる。染色したパラ型アラミド繊維が３５重量％以下の場合は、高強力、耐熱、耐火炎性布帛を維持するためには、非染色のパラ型アラミド繊維を５％以上とする必要があり、所望の色目に調整するのが難しくなるばかりでなく、染色したパラ型アラミド繊維の退色と、非染色のパラ型アラミド繊維の濃色化とのバランスがくずれ濃色化し過ぎる傾向となり好ましくない。又非染色のパラ型アラミド繊維が５％以下の場合、高強力、高火炎性を維持するためには、染色繊維の量を増やす必要があり、濃色化成分が少ないため耐光性は低下し好ましくない。好ましくは、染色したパラ型アラミド繊維が３５〜７０重量％、非染色のパラ型アラミド繊維が５〜４０％の範囲である。より好ましくは、染色したパラ型アラミド繊維が４０〜６０重量％、非染色のパラ型アラミド繊維が１０〜３０％の範囲である。

該パラ型アラミド繊維の染色は短繊維化の前後で行うことができるが、短繊維化後の綿染めがより好ましい。染色は公知の染色装置、方法で行うことが出来、条件としては、染料を５〜３０％ｏｗｆ、キャリヤーを０〜１００ｇ／ｌ用いて、染色温度が１２０〜１５０℃で３０〜９０分の処理を行うことが好ましい。染料としては、カチオン染料、分散染料等公知の染料を用いることができる。
又顔料原着繊維を得るには公知の方法で行うことが出来る。例えば顔料のマスターバッチを作成して樹脂溶液に添加後乾式又は湿式紡糸、延伸、捲縮、カットして繊維化する。

上記の染色したパラ型アラミド繊維と非染色のパラ型アラミド繊維のバランス及び布帛に使用する総使用量が耐光性と高強力、耐火炎性に必須であるが、目的とする効果が得られるのであれば、メタ型アラミド繊維を併用することが好ましい。メタ型アラミド繊維はパラ型アラミド繊維より難燃性に優れ、且つ布帛としての柔軟性も向上するのでより好ましい。メタ型アラミド繊維としては、原着、染色のいずれでも構わない。混合形態としては、パラ型アラミド繊維と混紡して紡績糸の形態で使用するものが好ましく例示される。該メタ型アラミド繊維の混合比率としては、布帛を構成する全繊維重量に対して０〜６０％、好ましくは３０〜５０％である。

また、該布帛の目付は１５０〜３５０ｇ／ｍ^２の範囲とすることが好ましい。該目付が１５０ｇ／ｍ^２未満の場合には、十分な耐熱性能が得られない恐れがあり、また、該目付けが３５０ｇ／ｍ^２を超える場合には、防護服にした場合、重く、着用感が阻害されるので好ましくない。

なお、本発明の耐熱防護服は、上記布帛を用いた表地層と内層から構成される複合構造を有するが、各層は相互に接合されている必要はなく、重ね合わして縫合したものでよい。また、内層はファスナー等を使用して表地層から取り外し可能なようにし、洗濯が簡単に出来るような構造を有するものが好ましい。

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）耐光試験
ＪＩＳＬ０８４２第３露光法に準拠した方法による。
（２）燃焼性試験
ＪＩＳＬ１０９１Ａ−１法に準拠した方法による。

［実施例１］
単繊維繊度が１．６５ｄｔｅｘのポリパラフェニレンテレフタルアミド短繊維（帝人テクノプロダクツ製、商標名：トワロン）を下記染浴で常温から２℃／分の速度で昇温し、１３５℃で６０分間染色処理した。
染料Ｋ．Ｐ．Ｙｅｌｌｏｗ４Ｒ−Ｅ１０％ｏｗｆ
キャリヤー（ベンジルアルコール）７０ｇ／ｌ
酢酸０．３ｃｃ／ｌ
浴比１：３０

得られた染色したポリパラフェニレンテレフタルアミド短繊維と単繊維繊度が１．６５ｄｔｅｘの染色していない生成りの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短繊維（帝人テクノプロダクツ製、商標名：テクノーラ）と、黄顔料（大日精化株製ＦＲＹＥ５Ｙｅｌｌｏｗ顔料）を０．６部添加して繊維化した単繊維繊度が２．４２ｄｔｅｘの原着のポリメタフェニレンイソフタルアミド短繊維（帝人テクノプロダクツ製、商標名：コーネックス）を混合比率が４０：２０：４０となる割合で混合した耐熱繊維からなる紡績糸（４０／２）を用いて２／１綾織に織成した織物（目付：２４０ｇ／ｍ^２）を用いて、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。
得られた布帛の耐光性及び燃焼性の評価結果を表１に示す。

［実施例２］
実施例１で使用した、染色したパラフェニレンテレフタルアミド（帝人テクノプロダクツ製、商標名：トワロン）と染色していない生成りの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（帝人テクノプロダクツ製、商標名：テクノーラ）のみを用いて、混合比率が７０：３０となる割合で混合した耐熱繊維からなる紡績糸（４０／２）を用いて得られた布帛の評価結果を表１に併せて示す。

［実施例３］
実施例１において、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（帝人テクノプロダクツ製、商標名：テクノーラ）の代わりにパラフェニレンテレフタルアミド（帝人テクノプロダクツ製、商標名：トワロン）を用いた以外は実施例１と同様に実施した。得られた布帛の評価結果を表１に併せて示す。

［比較例１］
実施例１において、染色したパラフェニレンテレフタルアミド（帝人テクノプロダクツ製、商標名：トワロン）と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（帝人テクノプロダクツ製、商標名：テクノーラ）と原着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）との混合比率が２７：３：７０となる割合で混合した耐熱繊維からなる紡績糸（４０／２）を用いた以外は実施例１と同様に実施した。得られた布帛の評価結果を表１に併せて示す。

［比較例２］
実施例１において、染色したパラフェニレンテレフタルアミド（帝人テクノプロダクツ製、商標名：トワロン）と原着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）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（４０／２）を用いた以外は実施例１と同様に実施した。得られた布帛の評価結果を表１に併せて示す。

本発明の耐熱性布帛は、パラ型アラミド繊維の欠点であった耐光性が改善され、高強力で耐火炎性に優れた耐熱性布帛とすることができるので耐火服、防護服として有用である。

Claims

全成分がアラミド繊維からなる耐熱性布帛において、染色したパラ型アラミド繊維を全繊維重量に対して３５重量％以上、染色しない生成り及び／又は顔料原着のパラ型アラミド繊維を全繊維重量に対して５重量％以上含み、且つ、耐光性試験ＪＩＳＬ０８４２第３露光法において３級以上であることを特徴とする耐熱性布帛。
染色したパラ型アラミド繊維が全繊維重量に対して４０〜６０重量％、染色しない生成り及び／又は顔料原着のパラ型アラミド繊維を全繊維重量に対して１０〜３０重量％含む請求項１記載の耐熱性布帛。
パラ型アラミド繊維が、染色したパラ型アラミド繊維と染色しない生成り及び／又は顔料原着のパラ型アラミド繊維からなる紡績糸である請求項１〜２いずれか１項記載の耐熱性布帛。
燃焼性試験ＪＩＳＬ１０９１Ａ−１法において、炭化面積が０ｃｍ ^２である請求項１〜３いずれか１項記載の耐熱性布帛。
メタ型アラミド繊維を０〜６０重量％の範囲で含む請求項１〜４いずれか１項記載の耐熱性布帛。
メタ型アラミド繊維が、原着である請求項５記載の耐熱性布帛。
メタ型アラミド繊維が、染色されたメタ型アラミド繊維である請求項６記載の耐熱性布
帛。
染色したパラ型アラミド繊維を全繊維重量に対して３５重量％以上、染色しない生成り及び／又は顔料原着のパラ型アラミド繊維を全繊維重量に対して５重量％以上含む紡績糸とし、それを織製してなる布帛とすることを特徴とする、耐光性試験ＪＩＳＬ０８４２第３露光法において３級以上である、アラミド繊維からなる耐熱性布帛の製造方法。
表地層が請求項１〜７のいずれか１項記載の布帛からなることを特徴とする耐熱性防護服。