JP2012207324A

JP2012207324A - 全芳香族ポリアミド繊維

Info

Publication number: JP2012207324A
Application number: JP2011072100A
Authority: JP
Inventors: Yasushige Yakura; 靖重矢倉
Original assignee: Teijin Techno Products Ltd
Current assignee: Teijin Ltd
Priority date: 2011-03-29
Filing date: 2011-03-29
Publication date: 2012-10-25

Abstract

【課題】刃物等の突刺しに対して良好な防護性能を有する布帛を得ることのできる、耐切創性に優れた全芳香族ポリアミド繊維を提供すること。
【解決手段】窒化ホウ素粒子が、特定量配合された全芳香族ポリアミド繊維とする。すなわち、繊維全体に対して窒化ホウ素粒子を５〜３０質量％含有する全芳香族ポリアミド繊維とする。
【選択図】なし

Description

本発明は、窒化ホウ素粒子を分散させた全芳香族ポリアミド繊維に関する。

一般にガラスや液晶などの製造工場では、ガラスを取り出したり、切断したり、組み立てたり、製品を運搬したりする作業が行われており、機械化できない作業には人間が手でガラスを扱っている。このような切創事故や刺創事故を起こしやすい作業環境下では、従来、チタン板、ステンレス板、セラミック板等の耐切創性の優れた防護衣が使用されている。

しかしながら、チタン板、ステンレス板は比重が大きいうえ、十分な防刃性能を得るためにはある程度の厚みが必要となり、このため、得られる防護衣は、非常に重いものとなってしまっていた。また、全く柔軟性がないため、着用者にとってはかなりの負担となっていた。一方でセラミック板においては、チタン板やステンレス板等の金属板と比べれば軽量ではあるものの、いまだ十分に軽いといえる材料ではなく、また、柔軟性もないため、衣服とした場合の着心地にも劣るものであった。

そこで、チタン板、ステンレス板、セラミック板の代替として、耐切創性に優れた全芳香族ポリアミド繊維から得られる防護布帛が検討されている。例えば、特許文献１においては、高強力な芳香族ポリアミド繊維からなるシートに、針金等の各種の硬質部材を多数独立して存在せしめた防刃材料が提案されている。

しかしながら特許文献１に記載された防刃材料は、一部に硬質部材が締付されていることから、繊維織布や不織布のみの場合ように、自由自在に体にフィットするものではなかった。しかも、硬質部材のピースとピースの間隔をある幅以上に規定していることから、この間に刃物やアイスピック等の先端が入った場合には、防刃性能が極端に弱いという重大な欠点を有していた。

また、特許文献２から４においては、芳香族ポリアミド繊維からなる不織布に、エポキシ樹脂、ウレタン樹脂、不飽和ポリエステル樹脂等の熱可塑性または熱硬化性の樹脂やエラストマー等を含浸させて得られる、芳香族ポリアミド繊維シートを含む複合体が提案されている。しかしながら、特許文献２から４における複合材料を用いる場合には、十分な防刃性能を発現させるレベルにまで樹脂等を含浸すると、各種樹脂板と同等の硬さになってしまうことから柔軟性に問題が生じ、着心地の点でいまだ満足できるものではなかった。

また、特許文献５においては、芳香族ポリアミド繊維からなる不織布にロジンを含浸する方法が提案されている。しかしながら、特許文献５における複合材料によれば、柔軟性においてはある程度満足できるものの、さらなる防刃性能が必要な場合には、いまだ満足できるものではなかった。

さらに、特許文献６および７においては、芳香族ポリアミド繊維からなる布帛状物に、高硬度セラミックス粒子等の硬質無機粒子を固着させることが提案されている。特許文献６および７によれば、硬質無機粒子の存在によって防刃性能を高めるとともに、得られる防刃材料の厚みを薄くできることから軽量化が可能となる。しかしながら、特許文献６および７の防刃材料は、布帛の硬さが不均一となったり、あるいは、縫製が困難であることから、いまだ満足できる着用感が得られるものではなかった。また、固着させた無機粒子の脱落の点においても、問題となっていた。

特開昭６３−２６７８９８号公報特開昭６０−１５２８９８号公報特開昭６１−２０９２２８号公報実開平３−１０４６９２号公報特開平１０−００８３６３号公報特開昭６２−０６２１９８号公報特開２００２−２０１５６６号公報

本発明は、上記のごとき従来技術の問題を解消するためになされたもので、その目的とするところは、刃物等の突刺しに対して良好な防護性能を有する布帛を得ることのできる、耐切創性に優れた全芳香族ポリアミド繊維を提供することにある。

本発明者は、上記課題を解決すべく鋭意研究を重ねた。その結果、全芳香族ポリアミド繊維中に窒化ホウ素粒子を特定量配合することにより、当該繊維から得られる布帛は耐切創性に優れたものとなることを見出し、本発明を完成するに至った。
すなわち、本発明は、全芳香族ポリアミドからなる繊維であって、当該繊維全体に対して窒化ホウ素粒子を、５〜３０質量％含有する全芳香族ポリアミド繊維である。

本発明の全芳香族ポリアミド繊維は、飛躍的に耐切創性が向上した繊維となる。このため、本発明の繊維によれば、耐切創性が要求される各種繊維製品を提供することができる。

以下、本発明の実施の形態について詳細に説明する。
＜全芳香族ポリアミド＞
本発明の繊維を構成する全芳香族ポリアミドは、１種または２種以上の２価の芳香族基が、アミド結合により直接連結されたポリアミドである。また、芳香族基には、２個の芳香環が酸素、硫黄、または、アルキレン基を介して結合されたもの、あるいは、２個以上の芳香環が直接結合したものも含む。さらに、これらの２価の芳香族基には、メチル基やエチル基等の低級アルキル基、メトキシ基、クロル基等のハロゲン基等が含まれていてもよい。なお、２価の芳香族基を直接連結するアミド結合の位置は限定されず、パラ型、メタ型のいずれであってもよい。

このような全芳香族ポリアミドとしては、例えば、ポリパラフェニレンテレフタルアミド、ポリメタフェニレンイソフタルアミド、テレフタル酸成分と３，４’−ジアミノジフェニルエーテル成分およびパラフェニレンジアミン成分とが共重合された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、テレフタル酸成分とフェニルベンゾイミダゾール骨格を有する芳香族ジアミン成分およびパラフェニジレンジアミン成分とが共重合されたコポリパラフェニレン・フェニルベンゾイミダゾール・テレフタルアミド等を挙げることができる。また、本発明の繊維を構成する全芳香族ポリアミドとしては、１種単独で使用しても、２種以上を併用してもよい。

本発明においては、半乾半湿式法において高強度が発現するという観点から、パラ型全芳香族ポリアミドを主成分とするものが好ましい。ここで、主成分とは、得られる繊維となる全芳香族ポリアミド全体に対して、５０質量％より大きく１００質量％の範囲であることを意味する。なお、本発明においては、パラ型全芳香族ポリアミドが１００質量％であることが特に好ましい。

さらに、本発明においては、機械的強度、耐熱性、耐薬品性が特に優れていることから、ポリパラフェニレンテレフタルアミドまた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用いることが好ましい。さらには、アミド系溶剤等に可溶であるため成形加工性に優れ、熱延伸を施すことにより強度や弾性率等の引張特性を著しく向上できることから、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用いることが最も好ましい。

＜全芳香族ポリアミドの製造方法＞
本発明の繊維を構成する全芳香族ポリアミドは、従来公知の方法にしたがって製造することができる。例えば、アミド系極性溶媒中で、芳香族ジカルボン酸ジクロライド成分と芳香族ジアミン成分との低温溶液重合、または界面重合から得ることができる。

［全芳香族ポリアミドの原料］
（芳香族ジカルボン酸ジクロライド成分）
全芳香族ポリアミドの原料となる芳香族ジカルボン酸ジクロライド成分としては、特に限定されるものではなく、一般的に公知なものを用いることができる。例えば、イソフタル酸クロライド、テレフタル酸クロライド、２−クロルテレフタル酸クロライド、２，５−ジクロルテレフタル酸クロライド、２，６−ジクロルテレフタル酸クロライド、２，６−ナフタレンジカルボン酸クロライドなど挙げられるが、これらに限定されるものではない。

なかでは、汎用性の観点から、テレフタル酸ジクロライド、イソフタル酸ジクロライドが好ましい。さらには、得られる繊維の機械的物性等の観点から、テレフタル酸ジクロライドが最も好ましい。

（芳香族ジアミン成分）
全芳香族ポリアミドの原料となる芳香族ジアミン成分としては、ｐ−フェニレンジアミン、２−クロルｐ−フェニレンジアミン、２，５−ジクロルｐ−フェニレンジアミン、２，６−ジクロルｐ−フェニレンジアミン、ｍ−フェニレンジアミン、３，４’−ジアミノジフェニルエーテル、４，４’−ジアミノジフェニルエーテル、４，４’−ジアミノジフェニルメタン、４，４’−ジアミノジフェニルスルフォン、３，３’−ジアミノジフェニルスルフォンなどを挙げることができるが、これらに限定されるものではない。芳香族環に置換基が存在していても、あるいは、その他の複素環等が存在していても差し支えない。

なかでは、汎用性の観点から、ｐ−フェニレンジアミン、ｍ−フェニレンジアミンおよび３，４’−ジアミノジフェニルエーテルが好ましく、これらを単独あるいは２種以上を混合して使用することができる。さらには、得られる繊維の機械的物性等の観点から、パラフェニレンジアミンと３，４’−ジアミノジフェニルエーテルとの組み合わせが最も好ましい。パラフェニレンジアミンと３，４’−ジアミノジフェニルエーテルとを組み合わせて用いる場合には、その組成比は特に限定されるものではないが、芳香族ジアミンの全量に対して、それぞれ３０〜７０モル％、７０〜３０モル％とすることが好ましく、さらに好ましくは、それぞれ４０〜６０モル％、６０〜４０モル％、最も好ましくは、それぞれ４５〜５５モル％、５５〜４５モル％との範囲する。

［原料組成比］
芳香族ジカルボン酸クロライド成分と芳香族ジアミン成分との比は、芳香族ジアミン成分に対する芳香族ジカルボン酸クロライド成分のモル比として、好ましくは０．９０〜１．１０、より好ましくは０．９５〜１．０５の範囲とする。芳香族ジカルボン酸クロライド成分のモル比が０．９０未満または１．１０を超える場合には、芳香族ジアミン成分との反応が十分に進まず、高い重合度が得られないため好ましくない。

［反応条件］
芳香族ジカルボン酸クロライド成分と芳香族ジアミン成分との反応条件は、特に限定されるものではない。酸クロライドとジアミンとの反応は一般に急速であり、反応温度としては、例えば、−２５℃〜１００℃の範囲とすることが好ましく、−１０℃〜８０℃の範囲とすることがさらに好ましい。

［重合溶媒］
全芳香族ポリアミドを重合する際の溶媒としては、例えば、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、Ｎ−メチルカプロラクタムなどの有機極性アミド系溶媒、テトラヒドロフラン、ジオキサンなどの水溶性エーテル化合物、メタノール、エタノール、エチレングリコールなどの水溶性アルコール系化合物、アセトン、メチルエチルケトンなどの水溶性ケトン系化合物、アセトニトリル、プロピオニトリルなどの水溶性ニトリル化合物などが挙げられる。これらの溶媒は、単独あるいは２種以上の混合溶媒として使用することも可能である。なお、上記溶媒は、脱水されていることが望ましい。

全芳香族ポリアミドの製造においては、汎用性、有害性、取り扱い性、全芳香族ポリアミドに対する溶解性等の観点から、Ｎ−メチル−２−ピロリドン（ＮＭＰ）を用いることが最も好ましい。
また、溶解性を上げるために、重合前、途中、終了時に、公知の無機塩を適当量添加しても差し支えない。このような無機塩として、例えば塩化リチウム、塩化カルシウムなどが挙げられる。

［中和反応］
反応の終了後、必要に応じて、塩基性の無機化合物、例えば、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、水酸化カルシウム、酸化カルシウムなどを添加して、中和反応を実施することが好ましい。

［重合後処理等］
重合して得られる全芳香族ポリアミドは、アルコール、水などの貧溶媒に投入して沈澱させ、パルプ状にして取り出すことができる。取り出された芳香族ポリアミドを、再度、他の溶媒に溶解して繊維の成形に供することができるが、重合反応によって得られたポリマー溶液を、そのまま紡糸用溶液（ドープ）に調製して用いることも可能である。一度取り出してから再度溶解させる際に用いる溶媒としては、全芳香族ポリアミドを溶解するものであれば特に限定されるものではないが、上記した全芳香族ポリアミドの重合に用いられる溶媒とすることが好ましい。

［ポリマー重合度］
全芳香族ポリアミドの重合度は特に制限されないが、該ポリマーが溶媒に溶けるならば、成形加工性を損なわない範囲内で重合度は大きい方が好ましい。重合度を制御するためには、芳香族ジカルボン酸ジクロライド成分と芳香族ジアミン成分のいずれかを、過剰に用いることもできる。また、単官能性の酸成分、アミン成分等の末端封鎖剤を使用しても良い。

［ポリマー濃度］
得られる全芳香族ポリアミド溶液のポリマー濃度は、好ましくは０．５〜３０質量％、より好ましくは１〜１０質量％の範囲である。ポリマー濃度が０．５質量％未満では、ポリマーの絡み合いが少なく紡糸に必要な粘度が得られない。一方で、ポリマー濃度が３０質量％を超える場合、当該ポリアミド溶液をそのまま用いて繊維を製造すると、ノズルから吐出する際に流動が不安定になりやすく、安定的に紡糸することが困難となる。

＜全芳香族ポリアミド繊維の製造方法＞
本発明の全芳香族ポリアミド繊維は、全芳香族ポリアミド溶液（全芳香族ポリアミド製造時の生成ポリマードープであってもよい）と、窒化ホウ素分散液とを混合した紡糸用溶液（ポリマードープ）を調製し、湿式紡糸あるいは乾式紡糸したのち、溶媒を除去することによって得られる。

［紡糸用溶液（ポリマードープ）調製工程］
すなわち、本発明の窒化ホウ素を含有する全芳香族ポリアミド繊維を得るには、まず全芳香族ポリアミド、窒化ホウ素、および溶媒を含む均一な紡糸用溶液（ポリマードープ）を調製する。ここで、全芳香族ポリアミド溶液と窒化ホウ素の分散液に用いられる溶媒としては、上記した全芳香族ポリアミドの重合に用いられる溶媒を使用することができる。また、用いられる溶媒は、１種単独であっても２種以上を併用してもよい。全芳香族ポリアミドの製造によって得られたポリマー溶液から当該ポリマーを単離することなく、そのまま用いることも可能である。なお、紡糸上、全芳香族ポリアミド溶液と窒化ホウ素の分散に用いられる溶媒は、同一であることが好ましい。

本発明の繊維を得るための紡糸用溶液（ポリマードープ）の調製にあたっては、窒化ホウ素の凝集を抑制する必要がある。窒化ホウ素の凝集を抑制する方法としては特に限定されるものではないが、窒化ホウ素分散液を一定の圧力で注入し、ダイナミックミキシングおよび／またはスタティックミキシングする方法が好ましい。さらには、添加する窒化ホウ素分散液に、あらかじめ全芳香族ポリアミド溶液を少量添加することが効果的である。具体的には、窒化ホウ素１００質量部に対して、好ましくは全芳香族ポリアミドを１．０〜５．０質量部含有する窒化ホウ素分散液を作製し、この窒化ホウ素分散液と全芳香族ポリアミド溶液とを混合する。全芳香族ポリアミドが窒化ホウ素の１００質量部に対して１．０質量部未満の場合は、窒化ホウ素の凝集を抑制することが困難となる。一方で、全芳香族ポリアミドが窒化ホウ素の１００質量部に対して５．０質量部を超えると、窒化ホウ素分散液の粘度が高くなり、配管輸送を必要とするプロセスで取り扱いが困難となる。

紡糸用溶液（ポリマードープ）の固形分濃度（全芳香族ポリアミドおよび窒化ホウ素の合計の濃度）は、１〜２０質量％とすることが好ましく、さらに好ましくは３〜１５質量％程度とする。ポリマー濃度が１質量％未満では、ポリマーの絡み合いが少なく紡糸に必要な粘度が得られない。一方で、ポリマー濃度が２０質量％を超える場合には、ノズルから吐出する際に流動が不安定になりやすく、安定的に紡糸することが困難となる。

なお、本発明においては、繊維に機能性等を付与する目的で、物性を損なわない範囲で、窒化ホウ素以外のフィラーや添加剤等のその他の任意成分を配合してもよい。添加剤等を配合する場合には、ドープの調製において導入することができる。導入の方法は特に限定されるものではなく、例えば、ドープに対して、ルーダーやミキサ等を使用して導入する方法が挙げられる。

〔窒化ホウ素〕
（平均粒径）
次に、本発明に用いられる窒化ホウ素粒子の動的光散乱法で測定した平均粒径は、１０〜１０００ｎｍの範囲であることが好ましく、さらに好ましくは１０〜５００ｎｍの範囲である。ここで、平均粒径は、窒化ホウ素粒子が分散媒中に５質量％濃度で分散された状態で、動的光散乱法により測定された値である。

窒化ホウ素粒子の平均粒径を上記範囲内にすることで、窒化ホウ素粒子はそれ自体が非常に細かくなるため、窒化ホウ素粒子の質量あたりの個数や表面積を大幅に増加させることができ、その結果、少ない配合量であっても、繊維に高い耐切創性を付与することができる。

なお、分散媒中における窒化ホウ素粒子は、必ずしも一次粒子の状態で分散されているとは限らず、凝集状態にあるものも存在する。凝集状態にある窒化ホウ素粒子の平均粒径はは、凝集塊の大きさを窒化ホウ素粒子の粒径として求める。つまり、本発明において、「平均粒径」とは、分散媒における窒化ホウ素粒子の一次粒子または凝集塊の大きさの平均値を意味するものとする。

（窒化ホウ素粒子の製造方法）
本発明に用いられる窒化ホウ素粒子の具体例としては、六方晶窒化ホウ素結晶性のものが好ましい。鱗片形状の六方晶窒化ホウ素粉末は、公知の種々の方法により製造することができる。一般的な製造方法としては、例えば、ホウ素源となる酸化ホウ素やホウ酸と、窒素源となるメラミン、尿素、アンモニア等とを、必要により事前に反応させた後、窒素などの不活性ガス存在下あるいは真空下で１０００℃程度に加熱して乱層構造の窒化ホウ素を合成し、その後、さらに窒素やアルゴンなどの不活性ガス存在下あるいは真空下で２０００℃程度まで加熱して結晶化を進行させ、六方晶窒化ホウ素結晶粉末とする方法が挙げられる。

（表面処理）
なお、本発明に用いられる窒化ホウ素粒子は、シラン系カップリング剤もしくはチタン系カップリング剤などのカップリング剤、または界面活性剤などの表面処理剤によって、表面処理された表面処理層を有することが好ましい。
この表面処理剤は、被覆層の表面に存在し、表面処理層を形成する。表面処理剤の種類を適切に選択することにより、窒化ホウ素粒子の表面処理層の表面状態が調製され、ポリマーとの親和性が向上し、ポリマー中への粒子の分散性が良くなり、機械強度を損なうことなく耐切創性を付与することができる。

（含有量）
本発明の繊維における窒化ホウ素の含有量は、全芳香族ポリアミド繊維全体に対して５〜３０質量％であることが好ましく、さらに好ましくは７〜２０質量％であり、このような少量の配合量であっても得られる繊維の耐切創性を向上させることができる。含有量が５質量％未満の場合には、所定の耐切創性向上効果が発現しない。一方で、３０質量％を超える場合には、繊維成形性が乏しくなり好ましくない。しかしながら、繊維成形性が悪いながらも、窒化ホウ素の配合量を３０〜５０質量％とすることもできる。この場合には、繊維の機械的強度が多少犠牲となるが、本発明の効果である耐切創性を大幅に向上させることができる。

［紡糸・凝固工程］
本発明の繊維の製造においては、上述の如く調製された紡糸用溶液（ドープ）を用いて、湿式紡糸法あるいは半乾半湿式紡糸法によって繊維を成形する。すなわち、先ず、上記で得られた紡糸用溶液（ドープ）をノズルから吐出し、続いて、凝固浴中の凝固液に接触させて凝固糸を形成する。

凝固浴としては、全芳香族ポリアミドの貧溶媒が用いられるが、紡糸用溶液（ポリマードープ）の溶媒が急速に抜け出して、得られる全芳香族ポリアミド凝固糸に欠陥ができないように、通常は良溶媒を添加して凝固速度を調節する。貧溶媒としては水、良溶媒としては全芳香族ポリアミドドープ用の溶媒を用いることが好ましい。良溶媒／貧溶媒の質量比は、全芳香族ポリアミドの溶解性や凝固性にもよるが、１５／８５〜４０／６０の範囲とすることが好ましい。

［その他の工程］
凝固液から凝固糸条を引き上げた後は、公知の方法によって、最終的な全芳香族ポリアミド繊維を得ることができる。例えば、水洗工程を実施して溶媒を除去し、必要に応じて延伸を実施し、乾燥工程等を経た後に必要に応じて延伸して配向させ、最終的な繊維を得ることができる。

［延伸工程］
本発明の全芳香族ポリアミド繊維は、熱延伸を実施して、広角Ｘ線回折より求めた結晶配向度が８９％以上、結晶化度が７４％以上と高度に配向および結晶化させることが好ましい。結晶配向度、結晶化度のどちらか一方または両方が低い場合には、得られる繊維の機械的物性が不充分となりやすい。熱延伸の温度は、全芳香族ポリアミドのポリマー骨格にもよるが、好ましくは３００〜６００℃、さらに好ましくは３５０〜５５０℃とし、また、延伸倍率は好ましくは１０倍以上、さらに好ましくは１０〜１５倍とする。

＜全芳香族ポリアミド繊維＞
［全芳香族ポリアミド繊維の物性］
（単糸繊度）
本発明の全芳香族ポリアミド繊維の単糸繊度は、好ましくは０．５〜５０ｄｔｅｘの範囲、さらに好ましくは１．０〜１０ｄｔｅｘの範囲である。０．５ｄｔｅｘ未満の場合は添加された窒化ホウ素が糸欠陥として作用し、製糸性が不安定となる場合がある。また、繊維の比表面積が大きくなるため、耐光劣化を受け易い。一方で、５０ｄｔｅｘを超える場合には、繊維の比表面積が小さくなり耐光劣化を受けにくい反面、比表面積が小さいため製糸工程で凝固が不完全となりやすく、その結果、紡糸や延伸工程での工程調子が乱れやすく、物性も低下しやすくなる。

（強度）
本発明のパラ型全芳香族ポリアミド繊維の引張強度は、高い程好ましいが、窒化ホウ素の濃度を上げるにつれて強度は低下する傾向があり、１０ｃＮ／ｄｔｅｘ未満では高強度繊維としての特長が不足する。このため、本発明のパラ型全芳香族ポリアミド繊維の引張強度は、１０ｃＮ／ｄｔｅｘ以上とすることが好ましく、さらに好ましくは、１５ｃＮ／ｄｔｅｘ以上３０ｃＮ／ｄｔｅｘ以下である。

（伸度）
本発明のパラ型全芳香族ポリアミド繊維の伸度は、３．０％以上であることが好ましい。３．０％未満の場合は、撚糸して使用する場合に撚り歪が大きくなり、撚糸コードの強力利用率が低下する。このため、たとえば、耐光性が特に要求される屋外使用のロープやネットに用いられる場合、高強力耐久性が問題になる。伸度は、好ましくは３．５〜５．０％の範囲である。

（引張強度保持率）
本発明の全芳香族ポリアミド繊維は、窒化ホウ素を含有していない以外は同一の繊維の引張強度（Ｔｏ）に対する引張強度（Ｔ）の比（Ｔ／Ｔｏ）が、０．７以上であることが好ましく、さらに好ましくは０．８以上である。引張強度の比が０．７未満の場合には、全芳香族ポリアミド繊維の高強度性が失われているため好ましくない。引張強度の比を０．７以上にするには、例えば、繊維中に分散する分散粒子平均相当径を５００ｎｍ以下にする方法が挙げられる。

（分散粒子平均相当径）
本発明の繊維における窒化ホウ素粒子の分散粒子平均相当径は、１０〜１０００ｎｍの範囲であることが好ましく、さらに好ましくは１０〜５００ｎｍの範囲である。
窒化ホウ素粒子の分散粒子平均相当径を上記の範囲内（１０〜５００ｎｍ）にするには、本発明に用いられる窒化ホウ素粒子の平均粒径を上記範囲内（１０〜５００ｎｍ）とし、さらにこの窒化ホウ素粒子をビーズミル、などで微粉砕または分散してポリマー溶液に配合する方法が挙げられる。

なお、ここでいう窒化ホウ素粒子の「分散粒子平均相当径Ｙ」とは、繊維を繊維軸方向に対して直角方向に切断し、得られた繊維断面を電子顕微鏡により倍率１０万倍で観察した際の、観察断面積２５μｍ^２当りの平均粒子分散面積Ｓ（μｍ^２）を用いて、下記式により求められる値（Ｙ）である。
Ｙ（ｎｍ）＝２×√（Ｓ／π）

［全芳香族ポリアミド繊維の用途］
本発明の全芳香族ポリアミド繊維は、織物、編物、不織布などの布帛のほか、組紐、ロープ、撚糸コード、ヤーン、綿などの繊維構造物を構成することができる。

以下、実施例および比較例により、本発明をさらに詳しく具体的に説明する。ただし、これらは本発明の理解を助けるためのものであって、これらの記載によって本発明の範囲が限定されるものではない。

＜測定・評価方法＞
実施例および比較例においては、以下の項目について、以下の方法で測定・評価を実施した。

（１）窒化ホウ素の平均粒径
窒化ホウ素を、５質量％のＮ−メチル−２−ピロリドン（ＮＭＰ）中に分散した状態で、ＮＭＰ分散径として求めた。ＮＭＰ分散径は、「マイクロトラックＭＴ３３００ＥＸ」（日機装（株）製）を用いて、レーザー回折法により求めた。

（２）分散性（繊維中における窒化ホウ素の分散粒子平均相当径）
繊維を切断し、断面を電子顕微鏡により倍率１０万倍で観察した際の、観察断面積２５μｍ^２当りの平均粒子分散面積Ｓ（μｍ^２）を用いて、下記式により計算される（Ｙ）を分散平均相当径とした。
Ｙ（ｎｍ）＝２×√（Ｓ／π）

（３）繊度
ＪＩＳＬ１０１５に準じ、測定した。

（４）繊維の引張強度
引張試験機（ＩＮＳＴＲＯＮ社製、商品名：ＩＮＳＴＲＯＮ、型式：５５６５型）を用いて、ＡＳＴＭＤ８８５の手順に基づき、以下の条件で測定を実施した。
［測定条件］
温度：室温
試験試料長：５００ｍｍ
初荷重：０．２ｃＮ／ｄｔｅｘ
試験速度：２５０ｍｍ／分

（５）引張強度の比（Ｔ／Ｔｏ）
窒化ホウ素を含有していない以外は同一の繊維の引張強度（Ｔｏ）を、上記引張強度の測定により求め、引張強度（Ｔ）との比（Ｔ／Ｔｏ）を算出した。

（６）耐切創性
耐切創性の指標としては、繊維布帛の防刃性能を評価した。測定・評価方法を以下に示す。
［防刃性能の測定・評価方法］
十分な量の粘土層（縦×横×高さ＝２０×２０×１０ｃｍ、上面が平坦な工作用油粘土）の上面に、布帛１０枚が積層された積層サンプルを載置した。引張圧縮試験機（インテスコ社製、商品名：インストロン、型式：タイプ２００５）のロードセルの下部にアイスピックを下向きに固定し、アイスピックの先端が載置された布帛サンプルの上部５ｍｍの位置となるように、クロスヘッドの高さを調整した。次いで、２ｍｍ／分のクロスヘッド速度にて、圧縮を開始した。
防刃性能は、アイスピックがサンプルの全層を貫通した時、すなわち、アイスピックの先端がサンプルの最下層の布帛を貫通した時の応力とした。したがって、この値が大きいほど防刃性能が良好であることを示す。

＜窒化ホウ素表面改質粒子の製造＞
窒化ホウ素粒子（電気化学工業社製、商品名：デンカボロンナイトライド）１０ｇを、純水５００ｇに対して１時間、分散・撹拌し、窒化ホウ素分散液を得た。得られた窒化ホウ素分散液にフェニルエトキシシランを４ｇ添加して、さらに２４時間、分散・撹拌を行った。得られた分散液をろ過し、ろ過後に得られた沈殿物を１１０℃で２４時間乾燥して凝集体を得た。最後に、乾燥後に得られた凝集体を解砕し、外表面に表面処理層を有する表面改質窒化ホウ素粒子を得た。

＜実施例１＞
［紡糸用溶液（ポリマードープ）の調製］
上記で得られた表面改質窒化ホウ素粒子を、Ｎ−メチル−２−ピロリドン（ＮＭＰ）中に５質量％となるように、ビーズミル（淺田鉄工（株）製、ＮａｎｏＧｒａｉｎＭｉｌｌ）を用いて分散させた。このとき、メディアとして、０．３ｍｍのジルコニアビーズを使用した。
得られた分散液を、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（９８％濃度の濃硫酸中、ポリマー濃度０．５ｇ／ｄｌの溶液について３０℃で測定した固有粘度（ＩＶ）３．４）の濃度６質量％のＮＭＰ溶液中に添加し、攪拌機（栗本鐵工所製、商品名：ＫＲＣニーダーＳ５）を用いて、６０℃で２時間、攪拌機の周速度が０．８１ｍ／ｓの条件で撹拌混合し、紡糸用溶液（ポリマードープ）を得た。このとき、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に対する窒化ホウ素の配合量は、１０質量％となるようにした。

［全芳香族ポリアミド繊維の製造］
得られた紡糸用溶液（ポリマードープ）を用い、孔数６６７ホールの紡糸口金から吐出し、エアーギャップ約１０ｍｍを介してＮＭＰ濃度３０質量％の水溶液中に紡出して凝固させた後（半乾半湿式紡糸法）、水洗、乾燥し、次いで、温度５３０℃下で１０倍に延伸した後に巻き取ることにより、窒化ホウ素が良好に分散した全芳香族ポリアミド繊維を得た。得られた繊維の物性等を表１に示す。

［布帛（ロジン含浸不織布）の製造］
上記で得られた全芳香族ポリアミド繊維の短繊維（繊維長：３８ｍｍ）を用いて、不織布（フェルト）を作成した。得られた不織布（フェルト）の目付けは２８８ｇ／ｍ２であった。
得られた不織布（フェルト）を、ロジン（キシダ化学社製）のメタノール溶液中に含浸し、次いで、ニップ圧をコントロールしつつニップローラーに通すことにより余分なロジンメタノール溶液の除去を行い、ロジン含浸量を含浸前の不織布（フェルト）の質量に対して３０質量％となるように調製したロジン含浸不織布（フェルト）を得た。なお、含浸量の制御は、主にロジンメタノール溶液濃度（３〜２５質量％）の調整にて行い、上記ニップ圧の制御は含浸量の微調整のために行った。

［防刃性能試験］
上記で作成したロジン含浸不織布（フェルト）を１０枚重ね、上記の方法にて防刃性能試験を実施した。得られた防刃性能を表１に示す。

＜実施例２＞
表面改質窒化ホウ素粒子の含有量を５質量％とした以外は、実施例１と同様の方法で、窒化ホウ素が分散した全芳香族ポリアミド繊維を得た。得られた繊維の物性等を表１に示す。
また、得られた全芳香族ポリアミド繊維を用いて、実施例１と同様に布帛（ロジン含浸不織布）を製造した。得られた不織布（フェルト）の防刃性能を表１に示す。

＜実施例３＞
表面改質窒化ホウ素粒子の含有量を３０質量％とした以外は、実施例１と同様の方法で、窒化ホウ素が分散した全芳香族ポリアミド繊維を得た。得られた繊維の物性等を表１に示す。
また、得られた全芳香族ポリアミド繊維を用いて、実施例１と同様に布帛（ロジン含浸不織布）を製造した。得られた不織布（フェルト）の防刃性能を表１に示す。

＜比較例１＞
窒化ホウ素未添加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を得た。得られた繊維の物性等を表１に示す。
また、得られた全芳香族ポリアミド繊維を用いて、実施例１と同様に布帛（ロジン含浸不織布）を製造した。得られた不織布（フェルト）の防刃性能を表１に示す。

＜比較例２＞
表面改質窒化ホウ素粒子の含有量を１質量％とした以外は、実施例１と同様の方法で、窒化ホウ素が分散した全芳香族ポリアミド繊維を得た。得られた繊維の物性等を表１に示す。
また、得られた全芳香族ポリアミド繊維を用いて、実施例１と同様に布帛（ロジン含浸不織布）を製造した。得られた不織布（フェルト）の防刃性能を表１に示す。

＜比較例３＞
表面改質窒化ホウ素粒子の含有量を４０質量％とした以外は、実施例１と同様の方法で、窒化ホウ素が分散した全芳香族ポリアミド繊維を得た。得られた繊維の物性等を表１に示す。
また、得られた全芳香族ポリアミド繊維を用いて、実施例１と同様に布帛（ロジン含浸不織布）を製造した。得られた不織布（フェルト）の防刃性能を表１に示す。

本発明の全芳香族ポリアミド繊維は、耐切創性の高い繊維となる。このため、ガラスや液晶などの製造工場において、ガラスを取り出したり、切断したり、組み立てたり、製品を運搬したりする作業などの作業用防護服用途として、非常に有用である。

Claims

全芳香族ポリアミドからなる繊維であって、当該繊維全体に対して窒化ホウ素粒子を５〜３０質量％含有する全芳香族ポリアミド繊維。
前記全芳香族ポリアミドが、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である請求項１記載の全芳香族ポリアミド繊維。
前記全芳香族ポリアミド繊維が、延伸配向されてなる、請求項１または２に記載の全芳香族ポリアミド繊維。