(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
モースの硬度値少なくとも３を有する物質を充填した液晶ポリマーを含む繊維であって、前記物質が０．０２〜５重量％の量で存在し、かつ平均粒子寸法が２０μｍ以下である切断抵抗性繊維。
【請求項２】
前記液晶ポリマーが、溶融加工可能である請求項１に記載の繊維。
【請求項３】
前記液晶ポリマーが、ポリエステルである請求項１に記載の繊維。
【請求項４】
前記液晶ポリマーが、完全芳香族ポリエステルである請求項１に記載の繊維。
【請求項５】
前記液晶ポリマーが、ｐ−ヒドロキシ安息香酸および６−ヒドロキシナフトエ酸モノマー類から製造される完全芳香族ポリエステルである請求項１に記載の繊維。
【請求項６】
前記物質が、元素状の金属である請求項１に記載の繊維。
【請求項７】
前記物質が、粉末の形態である請求項１に記載の繊維。
【請求項８】
前記物質が、２重量％以下の量存在する請求項１に記載の繊維。
【請求項９】
前記物質が、０．１〜１重量％の範囲の量存在する請求項１に記載の繊維。
【請求項１０】
請求項１の繊維を含む織物。
【請求項１１】
請求項１の繊維を含む切断抵抗性の手袋。
【請求項１２】
請求項１の切断抵抗性繊維から製造される切断抵抗性保護衣服。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、充填剤入りの繊維に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ポリエステル繊維につや消し剤として少量の粒状二酸化チタンを使用することは、公知である。また、ポリエステル繊維に、少量のコロイド状二酸化ケイ素も使用される。二酸化ケイ素は、光沢を向上させるために使用される。
【０００３】
米国特許Ｎｏｓ．  ４，５３３，６８５，  ４，５５７，８５７，  ４，７７８，８２０，  ４，８７１，８９０，  ４，９２１，７５５および５，０６９，８０３に例示されているように、金属化されたポリマー類も公知である。金属は、フレーク、繊維または粉末の形態であってもよく、また、遷移金属または重金属であってもよい。金属化されたポリマーは、粒状の金属とポリマーとを混合するか、あるいは、金属とポリマーとの溶融物から形成することができる。米国特許Ｎｏ．    ４，９６０，８１８に例示されているように、ＰＥＥＫ粉末と硬い金属充填剤粒子との緻密なブレンドは公知である。米国特許Ｎｏ．  ４，５９２，９６１に例示されているように、高引っ張り強度芳香族ポリエステル樹脂と塩化ビニリデンポリマーとから形成される金属フレーク充填剤入りの柔軟な塗料組成物も公知である。
【０００４】
液晶または結晶性ポリマー類（ＬＣＰｓ）は、典型的には、高強度によって特徴づけられる。ガラス繊維、炭素繊維、鉱物およびグラファイトで強化されたＬＣＰｓは、Ｓｏｍｅｒｖｉｌｌｅ，Ｎｅｗ  Ｊｅｒｓｅｙ，  所在のＨｏｅｃｈｓｔ  Ｃｅｌａｎｅｓｅ  Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎから登録商標ＶＥＣＴＲＡ名で市販されている。
【０００５】
米国特許Ｎｏｓ．２，３２８，１０５および３，１８５，７５１に例示されているように、Ｘ線遮蔽手袋は、適当な多孔質の物質シートを、鉛、バリウム、ビスマスおよびタングステン等の微細重金属で処理することにより製造することができ、あるいは、重金属粒子含有ラテックスまたは分散液から製造することもできる。さらに最近では、米国特許Ｎｏｓ．  ４，００４，２９５，４，３８４，４４９および４，４７０，２５１，ならびにＥＰ  ４５８，３４３に示されているように、切断抵抗性を有する手袋は、柔軟な金属ワイヤーを含むか、または、高引っ張り強度繊維からなる糸から製造されるか、あるいは、米国特許Ｎｏ．  ５，０２０，１６１によって例示されているように、対腐蝕液保護手袋は、金属フィルム層で形成されている。切断抵抗性手袋は、食肉包装業で便利に使用されている。
【０００６】
柔軟な金属ワイヤーを含む糸製の手袋の欠点は、手が疲労し、その結果、生産性が低下し、障害が起こりやすい点である。さらに、長期にわたり摩耗および屈曲した場合、ワイヤーが疲労および破断し、手を切ったり、手を擦りむいたりし、また、食品を汚染したりする。また、洗濯した手袋を高温で乾燥する場合、ワイヤーは、放熱子として機能し、他のより糸繊維の引っ張り強度を低下させたり、手袋の保護性および手袋の寿命を低減したりする。切断抵抗性の保護服飾品においては、柔軟性が向上し、洗濯が容易であることが望ましい。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
したがって、日常的に洗濯した場合にその性質を保持し、屈曲疲労抵抗性である、柔軟で、高引っ張り強度の、切断抵抗性繊維に対する需要がある。このような繊維は、保護服飾品を製造するのに好適であり、特に、高柔軟性で、切断抵抗性の手袋を製造するのに好適である。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明に従えば、硬い物質を充填したポリマーを含む繊維が提供される。好ましくは、ポリマーは、溶融加工可能な液晶ポリマーであり、繊維に切断抵抗性を付与する充填剤が使用される。このような態様において、本発明は、充填剤入り液晶ポリマーを基体とし、充填剤は、金属であってもよい。その他の高引っ張り強度の繊維も、金属を充填するのが好ましい。
【０００９】
本発明に従う充填剤入り繊維は、柔軟である。充填剤は、一般に、繊維全体に均質に分布するのが好ましい。好ましくは、充填剤入り繊維は、編むことができる。保護服飾品は、この繊維から製造することができる。
【００１０】
上記したように、本発明は、好ましくは、充填剤入り液晶ポリマーを基体とする。本発明に従えば、保護服飾品製造に有用な、柔軟で、切断抵抗性の繊維は、切断抵抗性を付与する充填剤を使用する場合に、製造することができる。
【００１１】
サーモトロピックなＬＣＰｓは、充填剤入りポリマー類として、本発明における使用に特に有用である。サーモトロピックなＬＣＰｓは、それらの融点以上では、液晶状態で存在し、溶融相において、異方性であり、溶融加工可能である。サーモトロピックなＬＣＰｓは、高強度繊維の製造用に有用である。
【００１２】
サーモトロピックなＬＣＰｓとしては、完全および不完全芳香族ポリエステル類、芳香族−脂肪族ポリエステル類、芳香族ポリアゾメテン類、芳香族ポリエステル−カーボネート類、ならびに、完全芳香族および不完全芳香族ポリエステル−アミド類があげられるが、これらに限定されるものではない。種々のサーモトロピックなＬＣＰｓは、米国特許Ｎｏｓ．  ４，４５０，７３７および４，７９９，９８５に記載されており、本明細書では、参考のために、これを引用する。
【００１３】
本発明における使用について最も好ましいポリマー類は、ポリエステル類であり、特に好ましいサーモトロピックなＬＣＰｓは、完全芳香族ポリエステル類である。本発明で使用される“完全芳香族ポリエステル（ｗｈｏｌｌｙ  ａｒｏｍａｔｉｃ  ｐｏｌｙｅｓｔｅｒ）という用語は、ポリエステル骨格が芳香族モノマー製であることを意味する。充填剤入りポリマーとして本発明で特に有用なものは、ｐ−ヒドロキシ安息香酸および６−ヒドロキシ−２−ナフトエ酸モノマーから製造されるサーモトロピックな完全芳香族ポリエステルであり、これらは、登録商標ＶＥＣＴＲＡの下に市販されており、その繊維形態は、Ｃｈａｒｌｏｔｔｅ，Ｎｏｒｔｈ  Ｃａｒｏｌｉｎａ所在のＨｏｅｃｈｓｔ  Ｃｅｌａｎｅｓｅ  Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎにより登録商標名ＶＥＣＴＲＡＮの下に市販されている。
【００１４】
充填剤の適性は、充填剤入り樹脂の目的とする最終用途に一部依存する。本発明は、特に、高柔軟性で、切断抵抗性の服飾品に関する。この点に関して、本発明は、柔軟で、屈曲疲労抵抗性で、かつ、切断抵抗性の繊維が切断抵抗性を付与する物質を充填した適当なポリマーから製造することができるという発見に基づくものである。物質は、元素状の金属もしくは合金のような金属であってもよく、あるいは、非金属であってもよい。特に適当な充填剤は、モースの硬度値約４もしくは５〜６以上の範囲のものである。鉄、スチールおよびタングステンは、モースの硬度値約６．５〜７．５を有し、その例である。金属カーバイド、例えば、タングステンカーバイド等の物質も等しく有用である。一般的に言えば、モースの硬度値約３以上を有する充填剤であれば、いずれの充填剤も使用することができる。
【００１５】
粒状形態の充填剤が使用するのに便利であり、粉末形態が、一般に適当である。本発明の目的のためには、“粉末（（ｐｏｗｄｅｒ）”とは、平均粒子寸法約２０ミクロン以下、好ましくは、約０．２〜３ミクロンの範囲、例えば、平均粒子寸法約０．４〜１．０ミクロンを有する。適当な粒子寸法の選択は、充填剤入りポリマーの意図する加工による。例えば、粉末充填剤入りポリマー溶融物を繊維に紡糸する場合には、充填剤は、紡糸口金の開口部を容易に通過できる程度の小さな粒子寸法でなければならない。
【００１６】
少量パーセントの充填剤、典型的には、約０．０２〜５重量％、好ましくは、約２重量％以下、さらに好ましくは、約０．０５〜１重量％の充填剤が使用される。切断抵抗性の服飾品については、実用目的には、最少量の充填剤を使用するのが、所望の切断抵抗性と屈曲疲労抵抗性とを得るのと合致する。さらに、充填剤対ポリマーの適当な比は、後続域の加工に依存する。したがって、粉末形態で充填剤２重量％以上を含有するＬＣＰを溶融紡糸することは困難である。また、充填剤が多すぎると、繊維の靭性を弱くする。切断保護服飾品については、充填剤の量は、繊維の切断抵抗性を増強する量繊維に添加するだけで十分である。
【００１７】
本発明に従えば、充填剤入り樹脂が製造される。このためには、適当な量比の溶融加工可能な液晶ポリマーと充填剤とは、溶融混合物を与えるに十分な高温で従来の押出機中で配合される。配合は、不活性雰囲気、例えば、窒素雰囲気中で行われる。不活性雰囲気は、不活性ガス流で連続的にパージされる。一般的に言えば、樹脂中で充填剤の均質な分布を生じるものでれば、いかなる技術を用いてもよい。
【００１８】
本発明に従えば、充填剤入り繊維は、充填剤入り樹脂から製造される。本明細書中で使用される“繊維（ｆｉｂｅｒ）”という用語は、織物およびその他の繊維構造の基本要素を形成する物質の単位をいう。前述の定義の非限定的な例としては、モノフィラメント類、マルチフィラメント類、糸等が挙げられる。
【００１９】
充填剤入り繊維は、以下記載するように、充填剤入り、溶融加工可能なＬＣＰから紡糸される。充填剤入りＬＣＰは、従来の押出機に供給され、高温における溶融物質は、押出機から流出し、計量ポンプ、ついで、スクリーンパックを通り、紡糸口金を通る。溶融物は、紡糸口金開口の断面径よりも大きい寸法の粒状フレークを含んではならない。生成した繊維は、潤滑剤ガイド、引取ロールに導かれ、ワインダーユニットに進む。充填剤は、一般に、繊維全体に均質に分布するのが好ましい。
【００２０】
保護服飾品は、従来の方法および機械により製造される、本発明の充填剤入り編み織物等である。食品加工業で使用するようにデザインされた切断抵抗性で、安全な手袋は、好ましくは、この繊維から製造される。このような手袋は、非常に柔軟性で、かつ、容易に洗浄できる。充填剤入り繊維は、屈曲疲労に耐える。その他の保護服飾品、例えば、食肉加工およびチャプ（ｃｈａｐｓ）において使用される切断抵抗性のエプロンは、同様に、この繊維から製造することができる。
【００２１】
【実施例】
充填剤入りＬＣＰの調製
タングステン粉末充填、溶融加工可能なＬＣＰは、以下に記載するように、調製される。登録商標名ＶＥＣＴＲＡ  Ａ９１０の下に市販されているＬＣＰ（ペレット形態）（９５重量％）と、タングステン粉末（平均粒子寸法０．５ミクロン；５重量％）とを合わせて、容器内でともに混合する。しかる後、容器内容物は、ベルナー・プフレイデラー（Ｗｅｒｎｅｒ  ａｎｄ  Ｐｆｌｅｉｄｅｒｅｒ）・２８ｍｍＺＳＫ押出機（二軸スクリュー）用振動形フィーダーのホッパーに加えられ、振動トラフを通して、押出機に供給される。押出機のフィーダー、トラフおよびスロートは、窒素流下にある。３０５〜３１０℃の温度で粒状のタングステンを含有する溶融ポリマーは、押出機から２つのストランドで流出し、長い水浴を通過する。しかる後、冷却したストランドは、ペレタイザーに供給され、ペレットは、“尾（ｔａｉｌ）”を引いたペレットを取り除くために、＃４篩を通す。粒状充填剤の均質な分布をさらに確実にするためには、充填剤入りのペレットを押出機に供給し、本工程を繰り返す。
【００２２】
充填剤入り繊維の調製および評価
充填剤入り繊維を、以下に記載するように、タングステン金属粉末１重量％を配合したＶＥＣＴＲＡポリマーから溶融紡糸する。チップを従来の押出機用のホッパーに供給し、約３２０℃の温度で、粒状のタングステンを含有する溶融ポリマーを押出機から流出させる。この混合物を計量ポンプに通し（ポンプ速度，  ３８ｒｐｍ；  ０．５８４ｃｃ／回転）、ついで、紡糸口金スクリーン（１５〜２５ミクロン）を有する従来のスクリーンパックを通し、紡糸口金（穴数，４０；  穴径，０．００５”；  穴長さ，  ０．００７”）を通す。生成したフィラメントは、潤滑剤ガイド、引取ロール（２０００ｆｔ／分）に導かれ、続いて、フィラメントをワインダーユニットに進める。約４００デニール（４０フィラメント）のタングステン粉末充填ＬＣＰ繊維が得られる。充填剤は、一般に、繊維全体に均質に分布する。
【００２３】
溶融紡糸法を、変更（０．１〜２．０重量％タングステン；  押出温度３１０〜３２５℃；  ポンプ速度，  １２〜３８ｒｐｍ；  引取速度，  ５００〜２０００ｆｔ／分；  紡糸口金穴径，  ０．００５〜０．０１３”）して繰り返し、表１に示したように、種々のデニール（４０フィラメント）のタングステン粉末充填ＬＣＰ繊維を得る。
【００２４】
表をさらに参照し、金属充填繊維を示された性質について評価し、その結果について記載する。評価は、以下の試験原案を用いて行われる。靭性について、１インチ当たり２．５のよりを有し、１０％の歪み速度（ｓｔｒａｉｎ  ｒａｔｅ）を有する繊維の１０インチゲージ長さ；  およびモジュラスについては、ＡＳＴＭ  Ｄ８８５。
【００２５】
【表１】
0003563752.tif 000002
【表２】
0003563752.tif 000003
また、表２に示したように、ＶＥＣＴＲＡポリマーからのタングステン粉末充填繊維は、折り重ね耐久度（ｆｏｌｄｉｎｇ  ｅｎｄｕｒａｎｃｅ）（ＡＳＴＭ  Ｄ−２１７６）について、評価する。張力については、１ポンド重量が使用される。径０．００３”のステンレススチールワイヤーも試験する。試料は、同等の重量である。表２に記載する各結果は、１０回のトライアルの平均値を表す。ステンレススチールのワイヤーに比較して、タングステン充填繊維は、優れた屈曲／折り畳み抵抗性が認められた。
【００２６】
さらに、それぞれ、ｄｐｆ  １６．０，  １９．５および１１．０を有する０．５，  １．０，  ２．０重量％Ｗのタングステン粉末を充填したＶＥＣＴＲＡポリマー製の糸について、洗濯により、靭性が失われるか、試験した。保護服飾品は、繰り返し洗濯しても強度が損なわれないことが重要である。以下の洗浄操作を使用する。０．１％濃度の洗剤（登録商標名ＡＲＭ  ＆  ＨＡＭＭＥＲの下に市販されている）を含有する蒸留水中、６０℃で１０分間洗浄。蒸留水を用い、４０℃で、１０分間すすぎ。洗浄のために、新たな洗剤／水を使用し、蒸留したての水をすすぎに使用する。試料は、１，  ３，  ５，  １０および１５回洗浄し、最終回後、風乾する。１５回洗浄しても靭性は、失われない。
【００２７】
また、それぞれ、６２４，  ４０６および７７３デニールを有する０．５，  １．０，  ２．０重量％Ｗのタングステン粉末を充填したＶＥＣＴＲＡポリマー製の糸について、漂白剤（２．６２％Ｃｈｌｏｒｏｘ，  ５．２４％Ｃｈｌｏｒｏｘ）暴露により、靭性が失われるか、否か、試験する。穴のあいたステンレススチールチューブの周りを糸で十分にラップし、適当な溶液に、表示された時間（２，  １２および２４時間）浸漬する。しかる後、糸を水道水ですすぎ、風乾する。乾燥糸は、小さなスプールに巻取り、１インチ当たり２．５のよりを有し、１０％の歪み速度（ｓｔｒａｉｎ  ｓｐｅｅｄ）を有する長さ１０インチのゲージ長さを用いて試験する。８５％以上の強度保持が観測される。
【００２８】
切断抵抗性の評価
表３に示したような構成の複合糸製の手袋を作成する。高引っ張り強度のポリエチレン繊維は、Ｎｅｗ  Ｊｅｒｓｅｙ所在のＡｌｌｉｅｄ  Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎにより、商標名ＳＰＥＣＴＲＡの下に市販されている。高引っ張り強度のアラミド繊維は、Ｗｉｌｍｉｎｔｏｎ，  Ｄｅｌａｗａｒｅ所在のＤｕ  Ｐｏｎｔ社により、商標名ＫＥＶＬＡＲの下に市販されている。
【００２９】
手袋は、１層のみを測定するために、その側を引き裂き、インストロン（Ｉｎｓｔｒｏｎ）切断抵抗試験器の試料ホルダー（丸形，径４”）に締結する。試料ホルダーは、床に対して４５°の角度とする。手袋は、２ポンドの力で予備伸長され、刃が、ニットに対して垂直に切断するように、配向される。
【００３０】
試料ホルダーは、クロスヘッド速度１分間当たり５”で静止した２”の円形カーバイド刃に接触するように、上昇させ、試料を切断するのに必要とされる力（ポンド）は、インストロンによって、記録される。結果を表３に示す。
【００３１】
充填剤を入れないＬＣＰ繊維と比較した、充填剤入りＬＣＰ繊維の長所は、表３に明瞭に示されている。４３９および４４４デニールの充填剤入りのＶＥＣＴＲＡＮＭ繊維を４００デニールの充填剤を入れないＶＥＣＴＲＡＮ  Ｍ繊維と比較した場合、切断抵抗性の増大は、特に顕著である。また、充填剤入りのＬＣＰ繊維が、充填剤を入れない高引っ張り強度のポリエチレン繊維と比較して、優れていることも示されている。
【００３２】
ＶＥＣＴＲＡＮ  Ｍ繊維は、ポリエチレン繊維よりも耐熱性である。また、アラミド繊維は、漂白剤への暴露に耐えきれない。
【００３３】
有用な複合糸は、従来からの合成繊維でラップされた充填剤入りの繊維のコアストランドまたはストランドを有するか、あるいは、従来の合成繊維のコアを覆う充填剤入りの繊維の単一もしくは多重ラップを有する。糸は、高引っ張り強度繊維製であることが好ましい。
【００３４】
【表３】
0003563752.tif 000004
典型的には、巻数は、１インチ当たり、４〜２０回であり、一般には、１インチ当たり、約８〜１２回が好ましい。
【００３５】
本発明は、その精神および本質から逸脱することなく、種々の変更が可能であり、したがって、本発明の範囲は、特許請求の範囲に記載するものである。