JPH06235173A - 耐摩擦強度及び耐切創強度が改良された芳香族ポリアミド繊維製品 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】通常の有機合成繊維よりも耐熱性、引っ張り強
さ、弾性強度等においてはるかに優れているという芳香
族ポリアミド繊維の特性を損なうことなく、耐摩擦強度
及び耐切創強度が改良された芳香族ポリアミド繊維製
品、及び該芳香族ポリアミド繊維製品を製造する方法を
提供することを目的とする。 【構成】芳香族ポリアミド繊維製品を水性溶媒中に浸積
して攪拌した状態で、該溶媒中でピロール系モノマーを
上記繊維製品に接触せしめ徐々に重合させながら、繊維
表面にピロール系重合体を析出させ、該重合体を芳香族
ポリアミド繊維の突起凹部に０．０１μｍ〜０．０５μ
ｍの厚みで複合一体化してなる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、耐摩擦強度及び耐切創
強度が改良された芳香族ポリアミド繊維製品に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、芳香族ポリアミド繊維は、パラ
系、メタ系、共重合系を問わず、高結晶性液晶ポリマー
としての特徴から、通常の有機合成繊維よりも耐熱性、
引っ張り強さ、弾性強度等においてはるかに優れている
という特性を有するため、広い分野で利用されている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら芳香族ポ
リアミド繊維は、耐熱性、引っ張り強さ及び弾性強度等
には優れているものの、表面の耐摩擦強度が弱いという
不具合がある。このため、芳香族ポリアミド繊維を紡績
した糸をワインダーに巻き取る際、芳香族ポリアミド繊
維の表面が金属製のガイド等に擦れると、繊維表面から
粉状の剥離物が発生し、ワインダー及びその周辺を汚し
てしまうという問題があった。これは、繊維学会誌，４
５，５（１９９２）に記載されているように、芳香族ポ
リアミド繊維は表面性状が粗く、表面に無数の超微細粒
状の突起構造を有しており、このような粒子が摩擦によ
り剥離するためであると思われる。

【０００４】本発明者らは上記問題を解決すべく、芳香
族ポリアミド繊維とピロール系重合体との接着性の良さ
に着目して鋭意研究した結果、特定条件のもとで芳香族
ポリアミド繊維にピロール系重合体を複合一体化するこ
とにより、通常の有機合成繊維よりも耐熱性、引っ張り
強さ、弾性強度等においてはるかに優れているという芳
香族ポリアミド繊維の特性を損なうことなく、該芳香族
ポリアミド繊維の耐摩擦強度を向上させると共に、従来
は繊維本来の性質として把握され、繊維の紡糸条件、繊
維製品のヒートセット条件等により決定されるものと考
えられていた耐切創強度さえも向上させることができる
ことを見出し本発明を完成するに到った。

【０００５】

【課題を解決するための手段】即ち、本発明の耐摩擦強
度及び耐切創強度が改良された芳香族ポリアミド繊維製
品は、超微細粒状の突起を有する芳香族ポリアミド繊維
表面の凹部に、０．０１μｍ〜０．０５μｍの厚みでピ
ロール系重合体を複合一体化してなることを特徴とす
る。

【０００６】本発明芳香族ポリアミド繊維製品に用いら
れる芳香族ポリアミド繊維は、メタ系、パラ系、共重合
系の何れであっても良いが、該繊維の表面に無数の超微
細粒状の突起を有することが必要である。尚、スパッタ
エッチング等の表面処理の施されていない未処理の該芳
香族ポリアミド繊維は、メタ系、パラ系、共重合系のい
かんにかかわらず、その表面性状はサブミクロンオーダ
ーの超微細粒状の突起構造となっている。

【０００７】また、本発明芳香族ポリアミド繊維製品
は、紡績糸、フィラメント糸、またはそれらの機織品、
或いは編織品であっても良い。尚、本発明における芳香
族ポリアミド繊維製品が機織品、或いは編織品である場
合、その形態は、例えば高強度繊維の特性が要求される
安全作業手袋、作業衣、防弾衣料、安全帽、各種カバ
ー、作業用前掛等が挙げられる。本発明芳香族ポリアミ
ド繊維製品をこのような形態で用いることは、繊維自体
が高強度であると共に繊維製品の耐摩擦強度及び耐切創
強度の向上を図ることができるため、装着時における安
全性等の点から好ましい。

【０００８】上記の如き機織品または編織品の繊維表面
にピロール系重合体を複合一体化するにあたって、製品
形状を保持したままで処理を施しても良く、また、原糸
に処理を施した後で所望される耐摩擦強度及び耐切創強
度の程度に応じて一定の比率で未処理糸と併用して機織
または編織して製品形態としても良い。尚、本発明繊維
製品を得るための製造コストを低減するためには、製品
形状を保持したままで処理を施すのが好ましい。

【０００９】本発明では、前述の如き超微細粒状の突起
を有する芳香族ポリアミド繊維製品の繊維表面の凹部に
ピロール系重合体を複合一体化し、該凹部におけるピロ
ール系重合体の厚みが０．０１μｍ〜０．０５μｍであ
ることが重要である。このように、微細突起の凹部に繊
維との密着性が良好なピロール系重合体が充填され、個
々の突起がピロール系重合体により固着されているため
に繊維の耐摩擦強度が向上し、粉状の剥離物が繊維表面
から生じにくくなると考えられる。また、上記の如くピ
ロール系重合体によって凹部が充填され繊維表面が平滑
になっているので、繊維表面の滑りが良くなり、例えば
刃物等の鋭利な被接触物が繊維に接触してもその先端が
繊維に食い込みにくくなるということが、繊維自体の耐
切創強度の向上に寄与するものと考えられる。尚、ピロ
ール系重合体の厚みが０．０５μｍを超えると該重合体
が繊維の表面から剥離しやすくなる虞があり、上記重合
体の厚みが０．０１μｍよりも薄い場合には、耐摩擦強
度、耐切創強度の向上という効果が得られなくなる。ま
た、ピロール系重合体は、芳香族ポリアミド繊維表面の
凹部に選択的に充填されているのが好ましく、凸部表面
が被覆される必要は特にない。仮に、凸部表面がピロー
ル系重合体により被覆されていても、その被覆厚は凹部
に充填されたピロール系重合体よりも薄く、通常０．０
１μｍ未満である。尚、水溶媒系で重合可能なピロール
系重合体は、有機溶剤可溶型で高強度物性を有する３・
４置換体ポリマーと異なって極めて低強度であるが、上
記繊維の凹部を埋めるに充分な量の付着で良く、必要以
上に多いとピロール系重合体の脱落が顕著になり、経済
的にも好ましくない。

【００１０】本発明芳香族ポリアミド繊維製品を得るに
は、芳香族ポリアミド繊維製品を水性溶媒中に浸積した
状態で攪拌し、または処理液を循環して、該溶媒中でピ
ロール系モノマーを上記繊維製品に接触せしめ徐々に重
合させれば良い。このとき、繊維表面にピロール系重合
体が析出すると共に、該ピロール系重合体が芳香族ポリ
アミド繊維表面の突起凹部に選択的に充填され、芳香族
ポリアミド繊維製品はその繊維表面の凹部から徐々にピ
ロール系重合体と複合一体化される。これは、繊維製品
を水性溶媒中に浸積した状態での液流速が、凸部に比べ
凹部のほうが小さいためと考えられる。

【００１１】本発明にて用いられるピロール系モノマー
としては、無置換ピロール、３−メチルピロール、Ｎ−
メチルピロール等が挙げられ、これらは単独で用いても
併用して用いても良い。また、酸化重合剤としては、ピ
ロール系モノマーを重合できるものであれば特に限定さ
れず、過マンガン酸、過マンガン酸カリウム等の過マン
ガン酸或いは過マンガン酸塩、重クロム酸カリウム、三
酸化クロム酸等のクロム酸類、硝酸銀等の硝酸塩類、塩
素、臭素等のハロゲン類、過酸化水素、過酸化ベンゾイ
ル等の過酸化物、ペルオクソ二硫酸等のペルオクソ酸
（又はその塩）、次亜塩素酸ナトリウム等の酸素酸（又
はその塩）、硝酸第二鉄、塩化第二鉄等の遷移金属塩化
物、或いは硫酸第二鉄、過硫酸ナトリウム、過硫酸カリ
ウム、過硫酸アンモニウム、過塩素酸第二鉄等が挙げら
れ、これらは単独または併用して用いてもい。

【００１２】本発明芳香族ポリアミド繊維製品は、ピロ
ール系重合体が該繊維製品に複合一体化されているの
で、耐摩擦強度及び耐切創強度が改良されており、それ
らの強度が向上したものである。また、本発明繊維製品
は導電性を有するピロール系重合体による処理が施され
ているので、導電性もあわせて付与されている。尚、ピ
ロール系モノマーの重合時に特殊添加剤を併用すること
で、該芳香族ポリアミド繊維製品に更に優れた導電性を
付与することもできるが、本発明では優れた導電性を付
与する必要はない。

【００１３】ピロール系モノマーを重合せしめるに際
し、導電性を付与せしめるための特殊添加剤としては、
五弗化リン等のルイス酸、塩化水素、硫酸等のプロトン
酸、過塩素酸銀、弗化ホウ素銀等の遷移金属化合物等が
挙げられる。更に前記酸化重合剤のうち、ハロゲン類、
ペルオクソ酸（塩）、遷移金属塩化物も導電性を付与せ
しめるための特殊添加剤として機能するため、酸化重合
剤としてこれらを用いた場合に、敢えて上記特殊添加剤
を併用する必要はないが、上記特殊添加剤を併用するこ
ともできる。

【００１４】水性溶媒としては水を主成分として、水と
混和性を有し且つピロール系モノマーの重合を阻害しな
い有機溶剤との混合物をいい、使用可能な有機溶剤とし
ては、メチルアルコール、エチルアルコール、イソプロ
ピルアルコール、イソブチルアルコール、Ｎ，Ｎ−ジメ
チルホルムアミド、テトラヒドロフラン、メチルエチル
ケトン、メチルイソブチルケトン、ジオキサン、シクロ
ヘキサノン、ベンジルアルコール、アセトアミド、Ｎ，
Ｎ−ジメチルアセトアミド等が挙げられる。これらの有
機溶剤は、主に繊維表面の濡れ性を改良する目的で併用
される。その比率は、一般に０．１〜１０％程度であ
る。尚、このような水性溶媒にて使用される水としては
純水が最も好ましく、蒸留水またはイオン交換水が良
く、純水の電導度としては１μｓ／ｍ以下であるのが好
ましい。

【００１５】繊維製品をピロール系モノマーと接触させ
て酸化重合剤の存在下にピロール系モノマーを重合させ
る具体的な方法としては、ピロール系モノマーと酸化
重合剤を添加した溶液に、モノマーが実質的に重合する
以前に繊維製品を攪拌しながら浸漬して処理する方法、
酸化重合剤を添加した溶液と、ピロール系モノマーを
添加した溶液とに繊維製品を攪拌しながら順次浸漬して
処理する方法、酸化重合剤を添加した溶液に繊維製品
を攪拌しながら浸漬して処理した後、この処理液中にピ
ロール系モノマーを添加して処理する方法、水性溶媒
中に繊維製品を攪拌しながら浸漬し、ピロール系モノマ
ーと酸化重合剤とを添加して処理する方法、上記の方
法で更に処理液を強制循環させる方法等が挙げられる。

【００１６】これらの処理液において酸化重合剤の濃度
は、一般に添加されるピロール系モノマーの当量数〜３
倍当量程度が使用され、ピロール系モノマーの濃度は付
与する耐摩擦強度及び耐切創強度の程度にもよるが繊維
当たり０．０１〜５重量％程度が好ましい。また特殊添
加剤を用いる場合、該添加剤の濃度はピロール系モノマ
ーのモル数に対して１／１００〜１／２が好ましく、こ
の程度の濃度となるように処理液を調整することが好ま
しい。

【００１７】上記方法の中でも、、の方法で、先ず
酸化重合剤を含む溶液に繊維製品を２０〜６０分浸漬処
理した後、ピロール系モノマーと接触させることが好ま
しい。ピロール系モノマーと接触させる際の処理液の温
度は、収率良く重合一体化せしめるために、できるだけ
低い温度であることが好ましく、０〜５°Ｃが特に好ま
しい。また、ピロール系モノマーを含む処理液への浸漬
時間はピロール系モノマーや酸化重合剤の濃度、所望す
る耐摩擦強度及び耐切創強度の程度、繊維製品の材質、
形態等によっても異なるが、通常３０分〜３時間程度で
ある。尚、このような処理に先立って、繊維に染色処理
を施しても良い。

【００１８】また、の方法では、酸化重合剤は一括し
て添加するか、または分割して連続的に添加しても良い
が、連続的に少量づつ添加することが特に好ましい。

【００１９】尚、繊維表面には紡績油剤や帯電防止剤等
が付着している場合、これらのものは本発明に従うピロ
ール系重合体を繊維表面に複合一体化せしめる際の密着
性阻害要因となるので、処理前に予め充分な洗浄工程を
経るのが好ましい。

【００２０】ピロール系重合体を繊維表面に複合一体化
せしめるための装置は、特に限定されないが、繊維製品
の形態に応じて適宜選択することが必要である。例え
ば、紡績糸、フィラメント糸では、噴射式綛染機、チー
ズ染色機、編織品では、ジッカー染色機、液流染色機、
ドラム染色機、ウィンス式染色機等が使用可能である。

【００２１】また、本発明において繊維製品の耐切創強
度向上のみを所望し帯電防止性、静電除去性能（導電
性）の付与が不必要であれば、酸化重合剤により重合一
体化せしめた後、チオ硫酸ナトリウム、ハイドロサルフ
ァイトナトリウム、亜硫酸ナトリウム、ヒドラジン、水
素化硼素ナトリウム等で還元し脱ドープ状態とすること
ができる。この場合、重合直後のある抵抗値が一定のレ
ベルの抵抗値まで還元剤使用量により変化させることが
できる。この還元反応（処理）は、１０〜６０°Ｃ程度
で行える。また、脱ドープはアルカリ処理のみでも可能
であり、使用可能なアルカリとしては水酸化ナトリウ
ム、水酸化カリウム、アンモニア水等が挙げられる。

【００２２】以上のようにして得られる本発明の芳香族
ポリアミド繊維製品は、芳香族ポリアミド繊維の表面に
ピロール系重合体が複合一体化しているか、或いはピロ
ール系重合体の一部が繊維内部に含浸された構成を有
し、表面性状が超微細粒状の突起構造であった芳香族ポ
リアミド繊維の表面が平滑になっているものである。

【００２３】

【実施例】以下、実施例を挙げて本発明を詳細に説明す
る。

【００２４】〔実施例１〕繊維状の芳香族パラ系ポリア
ミド繊維２０／２（デュポン東レケブラー（株）製、商
品名：ケブラー）を純粋中に浸積した状態で、該繊維に
対して２重量％のピロールモノマー、酸化重合剤として
過硫酸アンモニウムをピロールモノマーに対して当量使
用し、温度１０°Ｃ、処理時間３時間の条件で綛染機を
用いてピロールモノマーを重合させ、ポリピロールを繊
維表面に複合一体化した。

【００２５】このようにして得られたものは、耐摩擦強
度が優れたものであり、表面を擦っても粉状の剥離物が
生じず、また耐切創強度の優れたものであった。尚、未
処理の繊維と、実施例１において処理を施した繊維とを
併用し、その比率を変えて編製した手袋の切創強度を以
下に説明する測定方法により測定した結果を表１に示
す。

【００２６】〔測定方法〕 ・手袋に対して４５°の角度でカミソリ刃を当て、該刃
に徐々に荷重を掛けながら刃渡り方向に５００mm/minの
速度でカミソリ刃を移動させて切創時までの荷重を測定
する。

【００２７】

【表１】

【００２８】

【発明の効果】本発明の芳香族ポリアミド繊維製品は、
超微細粒状の突起を有する芳香族ポリアミド繊維表面の
凹部に、０．０１μｍ〜０．０５μｍの厚みでピロール
系重合体を複合一体化してなり、表面性状が平滑になっ
ているために通常の有機合成繊維よりも耐熱性、引っ張
り強さ、弾性強度等においてはるかに優れているという
芳香族ポリアミド繊維の特性を損うことなく、優れた耐
摩擦強度及び耐切創強度が付与されている。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】超微細粒状の突起を有する芳香族ポリアミ
   ド繊維表面の凹部に、０．０１μｍ〜０．０５μｍの厚
   みでピロール系重合体を複合一体化してなることを特徴
   とする耐摩擦強度及び耐切創強度が改良された芳香族ポ
   リアミド繊維製品。