JP2017106143A - 布帛および繊維製品 - Google Patents

Abstract

【課題】難燃性、耐薬品性、布帛強度、および軽量性に優れた布帛および繊維製品を提供する。
【解決手段】ポリベンゾイミダゾール繊維と共重合型芳香族ポリアミド繊維とを含む糸条を用いて布帛を構成し、必要に応じて該布帛を用いて繊維製品を得る。
【選択図】なし

Description

本発明は、難燃性、耐薬品性、布帛強度、および軽量性に優れた布帛および繊維製品に関する。

人体保護用の防護衣料の分野において、耐熱性、強度等の特性が要求される。例えば、消防士が着用する消防服に使用される難燃性織物では、難燃性、耐熱性だけではなく、機械的特性も求められる考慮されなければならない。さらには、使用させる環境においては化学品暴露も想定されることから耐薬品性も求められる。耐熱防護衣料では、着用者が安全であり快適であることを確保するため、複数の特性を兼備する必要がある。

かかる問題を解決するため、例えば、耐熱性のある難燃繊維と高強力繊維を混紡、交編織または２層構造布帛とする方法などが提案されている（特許文献１、特許文献２、特許文献３参照）。
しかしながら、耐熱性、難燃性、引裂強さには優れるものの、目付が重いという問題や耐薬品性を有しないという問題があった。

特開２００９−２６３８１５号公報 特表２００８−５１７１８１号公報 国際公開第２００７／０１８０８２号パンフレット

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、難燃性、耐薬品性、布帛強度、および軽量性に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、ポリベンゾイミダゾール繊維と共重合型芳香族ポリアミド繊維とで構成される糸条を用いて布帛を構成と、難燃性、耐薬品性、布帛強度、および軽量性に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「ポリベンゾイミダゾール繊維と共重合型芳香族ポリアミド繊維とを含む糸条を含むことを特徴とする布帛。」が提供される。
その際、前記共重合型芳香族ポリアミド繊維において、ポリマー繰返し単位の８０モル％以上が下記式からなる芳香族コポリアミドで構成されることが好ましい。

また、前記糸条を構成する繊維がポリベンゾイミダゾール繊維と共重合型芳香族ポリアミド繊維のみであり、かつポリベンゾイミダゾール繊維と共重合型芳香族ポリアミド繊維の重量比が（前者／後者）２０／８０〜８０／２０の範囲内であることが好ましい。また、前記糸条が紡績糸であることが好ましい。かかる紡績糸において英式綿番手で１０〜３０の範囲内であることが好ましい。
また、前記糸条に撚り係数５〜１１の範囲内で撚りがかけられていることが好ましい。
撚り係数＝Ｔ／√ｎ
ただし、Ｔは１インチ（２．５４ｃｍ）あたりの総撚数であり、ｎは英式綿番手である。
また、布帛が織物であることが好ましい。また、織物が、平織組織または綾織組織または朱子織組織を有することが好ましい。また、織物に前記糸条とは異なる第２の糸条が含まれ、かかる第２の糸条が経糸および緯糸に格子状に織り込まれていることが好ましい。

本発明の布帛において、目付けが１５０〜３００ｇ／ｃｍ^２の範囲内であることが好ましい。また、布帛の経方向または緯方向において、ＪＩＳ Ｌ１０９６引裂強さシングルタング Ａ−１法の値が２００Ｎ以上であることが好ましい。また、ＪＩＳ Ｌ１０９１Ａ−１法６０秒接炎において、残炎時間が０．５秒以下かつ残じん時間が０．５秒以下かつ炭化面積が３ｃｍ^２以下であることが好ましい。また、ＪＩＳ Ｌ１０９１Ａ−１法１２秒接炎において、残炎時間が２秒以下かつ残じん時間が２秒以下かつ炭化長が１０ｃｍ以下であることが好ましい。また、ＪＩＳ Ｌ１０９１Ｅ法において、ＬＯＩ値が３５以上であることが好ましい。また、硫酸２０ｗｔ％水溶液、室温４８時間浸漬前後の引裂強さの保持率が８０％以上であることが好ましい。また、水酸化ナトリウム１０ｗｔ％水溶液、室温４８時間浸漬前後の引裂強さの保持率が６０％以上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、消防服、防火服、執務服、モータースポーツ用レーシングスーツ、作業服、手袋、帽子、およびベスト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、難燃性、耐薬品性、布帛強度、および軽量性に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。
本発明の布帛は、ポリベンゾイミダゾール繊維と共重合型芳香族ポリアミド繊維とを含む糸条を含む。
ここで、ポリベンゾイミダゾール繊維としてはＰＢＩアドバンストマテリアルズ社などから市販されている市販品でよい。
一方、共重合型芳香族ポリアミド繊維としては、ポリマー繰返し単位の８０モル％以上が下記式からなる芳香族コポリアミド（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）で構成されることが好ましい。

かかるポリアミドには各種添加剤が含まれていてもよい。また、最大で１０重量％の量の他の高分子材料をポリアミドと混合すること、またはポリアミドを構成するジアミン成分の１０％を他のジアミン成分で置き換えるかもしくはポリアミドを構成するジ酸クロリド成分の１０％を他のジ酸クロリド成分で置き換えたコポリマーを使用することができる。

また、前記糸条を構成する繊維がポリベンゾイミダゾール繊維と共重合型芳香族ポリアミド繊維のみであることが好ましい。また、ポリベンゾイミダゾール繊維と共重合型芳香族ポリアミド繊維の重量比が（前者／後者）２０／８０〜８０／２０（より好ましくは３５／６５〜６５／３５）の範囲内であることが好ましい。ポリベンゾイミダゾール繊維の含有量が該範囲よりも小さいと、難燃性が低下するおそれがある。逆に、共重合型芳香族ポリアミド繊維の含有量が該範囲よりも小さいと、耐薬品性が低下するおそれがある。

前記糸条はマルチフィラメント（長繊維）でもよいが、難燃性と耐薬品性を両立させる上で紡績糸が好ましい。ポリベンゾイミダゾール繊維と共重合型芳香族ポリアミド繊維とを混紡して紡績糸とすることにより両繊維が混ざり合い難燃性と耐薬品性の両立が可能となる。なかでも、単繊維繊度１〜５ｄｔｅｘ、繊維長２５〜２００ｍｍのポリベンゾイミダゾール繊維からなる短繊維と、単繊維繊度１〜５ｄｔｅｘ、繊維長２５〜２００ｍｍの共重合型芳香族ポリアミド繊維からなる短繊維を用いた紡績糸が好ましい。
かかる紡績糸において、英式綿番手で１０〜３０の範囲内であることが好ましい。１０番よりも小さい（繊度が太い）場合、生地重量が増加し軽量性が損なわれるおそれがある。逆に３０番より大きい（繊度が細い）場合、布帛の引裂強さが低下するおそれがある。

特に、前記糸条に撚り係数５〜１１の範囲内で撚りがかけられていると、難燃性と耐薬品性と布帛強度が向上し好ましい。
撚り係数＝Ｔ／√ｎ
ただし、Ｔは２．５４ｃｍあたりの総撚数であり、ｎは英式綿番手である。総撚数とは、例えば下撚数＋上撚数を意味する。
撚り係数が５よりも小さいと布帛において十分な引裂強さを得られないおそれがある。逆に、撚り係数が１１よりも大きいと、解撚トルクのため製織工程が困難になるおそれがある。

前記紡績糸の製造方法は公知の方法でよく、例えば、リング精紡、コア精紡およびエアジェット精紡、空気を用いてステープル繊維を撚糸する村田エアジェット精紡のような高次エア精紡技術等、公知の精紡技術により製造してよい。
本発明の布帛において、布帛の組織は限定されず織物、編物、不織布いずれでもよいが、優れた布帛強度を得る上で織物が好ましい。その際、織物が平織組織または綾織組織または朱子織組織を有することが好ましい。

また、織物に前記糸条とは異なる糸条（「第２の糸条」と称す。）が含まれ、かかる第２の糸条が経糸および緯糸に格子状に織り込まれていることが好ましい。かかる組織はリップストップ組織とも称される。
その際、経方向および／または緯方向に互いに隣り合う第２の糸条同士の間隔は、２〜１５ｍｍ（より好ましくは３〜８ｍｍ）の範囲内であることが好ましい。

前記第２の糸条を構成する繊維としては、メタ系芳香族ポリアミド繊維、パラ型芳香族ポリアミド繊維、導電性繊維、ポリエステル繊維、ナイロン繊維、アクリル繊維、アクリレート系繊維、難燃レーヨン繊維、難燃ビニロン繊維などが例示される。
前記第２の糸条はマルチフィラメント（長繊維）でもよいし紡績糸でもよい。
本発明の布帛において、布帛の製造方法は特に限定されず、レピア織機やグリッパー織機など公知の織編機を用いることができる。

本発明の布帛において、目付けが１５０〜３００ｇ／ｃｍ^２（より好ましくは１７０〜２５０ｇ／ｃｍ^２）の範囲内であることが好ましい。目付けが該範囲よりも小さい場合は、難燃性、引裂強さが低下するおそれがある。逆に、目付けが該範囲よりも大きい場合は、重量が重くなり軽量性が損なわれるおそれがある。

本発明の布帛において、染色加工だけでなく、吸汗剤、撥水剤、蓄熱剤、紫外線遮蔽あるいは制電剤、抗菌剤、消臭剤、防虫剤、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。
本発明の布帛は前記の糸条を含むので、難燃性、耐薬品性、布帛強度、および軽量性に優れる。
ここで、布帛の経方向または緯方向において、ＪＩＳ Ｌ１０９６引裂強さシングルタング Ａ−１法の値が２００Ｎ以上（より好ましくは２００〜５００Ｎ）であることが好ましい。

また、ＪＩＳ Ｌ１０９１Ａ−１法６０秒接炎において、残炎時間が０．５秒以下かつ残じん時間が０．５秒以下かつ炭化面積が３ｃｍ^２以下であることが好ましい。
また、ＪＩＳ Ｌ１０９１Ａ−１法１２秒接炎において、残炎時間が２秒以下かつ残じん時間が２秒以下かつ炭化長が１０ｃｍ以下（より好ましくは残炎時間が１秒以下、かつ残じん時間が１秒以下、かつ炭化長が５ｃｍ以下）であることが好ましい。
また、ＪＩＳ Ｌ１０９１Ｅにおいて、ＬＯＩ値が３５以上（より好ましくは３５〜５０）であることが好ましい。
また、硫酸２０ｗｔ％水溶液、室温４８時間浸漬前後の引裂強さの保持率が８０％以上であることが好ましい。
また、水酸化ナトリウム１０ｗｔ％水溶液、室温４８時間浸漬前後の引裂強さの保持率が６０％以上であることが好ましい。
ただし、引裂強さの保持率は下記式により算出する。
引裂強さの保持率（％）＝（浸漬後の引裂強さ）／（浸漬前の引裂強さ）×１００

次に、本発明の繊維製品は、前記の布帛を用いてなる、消防服、防火服、執務服、モータースポーツ用レーシングスーツ、作業服、手袋、帽子、およびベストからなる群より選択されるいずれかの繊維製品である。なお、前記作業服には、製鉄所や鉄鋼工場の作業用作業服、溶接作業用作業服、防爆エリアにおける作業服などが含まれる。また、前記手袋には、精密部品を取り扱う航空機産業、情報機器産業、精密機器産業などで使用される作業手袋などが含まれる。
かかる繊維製品は前記の布帛を用いているので、難燃性、耐薬品性、および優れた生地物性と軽量を兼ね備えている。
ここで、前記の布帛は単独で用いてもよいし、他の布帛と複合して用いてもよい。その際、前記布帛を表地層とする多層構造体で構成されていることが好ましい。特に好ましい多層構造としては、（ａ）本発明の布帛からなる表地層、（ｂ）難燃性繊維からなる布帛に透湿防水性フィルムを積層してなる中間層、（ｃ）難燃性繊維からなる布帛からなる遮熱層、をこの順序に重ね合わせた多層構造体が挙げられる。

次に本発明の実施例及び比較例を詳述するが、本発明はこれらによって限定されるものではない。
（１）布帛目付
ＪＩＳ Ｌ １０９６により測定した。
（２）引裂強さ
ＪＩＳ Ｌ １０９６ Ａ−１法（シングルタング法）により測定した。
（３）難燃性
ＪＩＳ Ｌ １０９１ Ａ−１法６０秒接炎およびＡ−４法１２秒接炎、Ｅ法（ＬＯＩ）により測定した。
（４）耐薬品性
硫酸２０ｗｔ％水溶液、室温４８時間浸漬前後の引裂強さ、および水酸化ナトリウム１０ｗｔ％水溶液、室温４８時間浸漬前後の引裂強さを評価した。ただし、引裂強さは上記の方法で測定し、引裂強さの保持率は下記式により算出した。
引裂強さの保持率（％）＝（浸漬後の引裂強さ）／（浸漬前の引裂強さ）×１００

［実施例１］
平均単繊維繊度１．５ｄｔｅｘ、繊維長５１ｍｍのポリベンゾイミダゾール繊維（ＰＢＩアドバンストマテリアルズ社製）を４０重量％、平均単繊維繊度１．７ｄｔｅｘ、繊維長５１ｍｍ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からなる共重合型芳香族ポリアミド繊維（帝人株式会社製、登録商標「テクノーラ」）を６０重量％の混合比率で混紡して紡績糸を得た。撚数、繊度を表１に示す。
上記糸条を用い、表１に示す組織、経緯密度、目付で製織した。各評価試験の結果を表１に示す。

［比較例１］
平均単繊維繊度１．５ｄｔｅｘ、繊維長５１ｍｍのポリベンゾイミダゾール繊維（ＰＢＩアドバンストマテリアルズ社製）を４０重量％、平均単繊維繊度１．７ｄｔｅｘ、繊維長５１ｍｍのポリパラフェニレンテレフタルアミドからなる芳香族ポリアミド繊維（帝人株式会社製、登録商標「トワロン」）を６０重量％の混合比率で混紡して紡績糸を得た。撚数、繊度を表１に示す。
上記糸条を用い、表１に示す組織、経緯密度、目付で製織した。各評価試験の結果を表１に示す。

［比較例２］
平均単繊維繊度１．７ｄｔｅｘ、繊維長５１ｍｍ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からなる共重合型芳香族ポリアミド繊維（帝人株式会社製、登録商標「テクノーラ」）を２０重量％、平均単繊維繊度１．７ｄｔｅｘ、繊維長５１ｍｍのポリパラフェニレンテレフタルアミドからなる芳香族ポリアミド繊維（帝人株式会社製、登録商標「トワロン」）を４０重量％、平均単繊維繊度１．７ｄｔｅｘ、繊維長５１ｍｍのメタ型芳香族ポリアミド繊維（帝人株式会社製、登録商標「コーネックス」）を４０重量％の混合比率で混紡して紡績糸を得た。撚数、繊度を表１に示す。
上記糸条を用い、表１に示す組織、経緯密度、目付で製織した。各評価試験の結果を表１に示す。

［比較例３］
平均単繊維繊度１．５ｄｔｅｘ、繊維長５１ｍｍのポリベンゾイミダゾール繊維（ＰＢＩアドバンストマテリアルズ社製）だけで紡績糸を得た。撚数、繊度を表１に示す。
上記糸条を用い、表１に示す組織、経緯密度、目付で製織した。各評価試験の結果を表１に示す。

［比較例４］
平均単繊維繊度１．７ｄｔｅｘ、繊維長５１ｍｍ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からなる共重合型芳香族ポリアミド繊維（帝人株式会社製、登録商標「テクノーラ」）だけで紡績糸を得た。撚数、繊度を表１に示す。
上記糸条を用い、表１に示す組織、経緯密度、目付で製織した。各評価試験の結果を表１に示す。

本発明によれば、難燃性、耐薬品性、布帛強度、および軽量性に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 (17)

1. ポリベンゾイミダゾール繊維と共重合型芳香族ポリアミド繊維とを含む糸条を含むことを特徴とする布帛。
2. 前記共重合型芳香族ポリアミド繊維において、ポリマー繰返し単位の８０モル％以上が下記式からなる芳香族コポリアミドで構成される、請求項１に記載の布帛。
   

   
3. 前記糸条を構成する繊維がポリベンゾイミダゾール繊維と共重合型芳香族ポリアミド繊維のみであり、かつポリベンゾイミダゾール繊維と共重合型芳香族ポリアミド繊維の重量比が（前者／後者）２０／８０〜８０／２０の範囲内である、請求項１または請求項２に記載の布帛。
4. 前記糸条が紡績糸である、請求項１〜３のいずれかに記載の布帛。
5. 前記糸条において英式綿番手で１０〜３０の範囲内である、請求項４に記載の布帛。
6. 前記糸条に撚り係数５〜１１の範囲内で撚りがかけられている、請求項４または請求項５に記載の布帛。
   撚り係数＝Ｔ／√ｎ
   ただし、Ｔは２．５４ｃｍあたりの総撚数であり、ｎは英式綿番手である。
7. 布帛が織物である、請求項１〜６のいずれかに記載の布帛。
8. 織物が、平織組織または綾織組織または朱子織組織を有する、請求項７に記載の布帛。
9. 織物に前記糸条とは異なる第２の糸条が含まれ、かかる第２の糸条が経糸および緯糸に格子状に織り込まれている、請求項７または請求項８に記載の布帛。
10. 目付けが１５０〜３００ｇ／ｃｍ^２の範囲内である、請求項１〜９のいずれかに記載の布帛。
11. 布帛の経方向または緯方向において、ＪＩＳ Ｌ１０９６引裂強さシングルタング Ａ−１法の値が２００Ｎ以上である、請求項１〜１０のいずれかに記載の布帛。
12. ＪＩＳ Ｌ１０９１Ａ−１法６０秒接炎において、残炎時間が０．５秒以下かつ残じん時間が０．５秒以下かつ炭化面積が３ｃｍ^２以下である、請求項１〜１１のいずれかに記載の布帛。
13. ＪＩＳ Ｌ１０９１Ａ−１法１２秒接炎において、残炎時間が２秒以下かつ残じん時間が２秒以下かつ炭化長が１０ｃｍ以下である、請求項１〜１２のいずれかに記載の布帛。
14. ＪＩＳ Ｌ１０９１Ｅ法において、ＬＯＩ値が３５以上である、請求項１〜１３のいずれかに記載の布帛。
15. 硫酸２０ｗｔ％水溶液、室温４８時間浸漬前後の引裂強さの保持率が８０％以上である、請求項１〜１４のいずれかに記載の布帛。
16. 水酸化ナトリウム１０ｗｔ％水溶液、室温４８時間浸漬前後の引裂強さの保持率が６０％以上である、請求項１〜１５のいずれかに記載の布帛。
17. 請求項１〜１６のいずれかに記載された布帛を用いてなり、消防服、防火服、執務服、モータースポーツ用レーシングスーツ、作業服、手袋、帽子、およびベストからなる群より選択されるいずれかの繊維製品。