(57)【要約】【課題】柔軟性に富んでいて着用時の着心地が優れていると共に、良好な耐突刺し性能を有する防刃材料を提供すること。【解決手段】全芳香族ポリアミド繊維不織布から構成されてなる防刃材料であって、該全芳香族ポリアミド繊維の繊維表面には無機微粉末が０．４〜１５ｍｇ／ｍ２の割合で付着されている。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
全芳香族ポリアミド繊維不織布から構成されてなる防刃材料であって、該全芳香族ポリアミド繊維の繊維表面には無機微粉末が０．４〜１５ｍｇ／ｍ２の割合で付着されていることを特徴とする防刃材料。
【請求項２】
無機微粉末の平均粒径が２０μｍ以下である請求項１記載の防刃材料。
【請求項３】
無機微粉末が、無水珪酸アルミニウムまたはアルミノ珪酸ナトリウムの微粉末である請求項１又は２記載の防刃材料。
【請求項４】
全芳香族ポリアミド繊維が、コポリパラフェニレン・３、４’−オキシジフェニレン・テレフタラミド繊維である請求項１〜３のいずれか１項に記載の防刃材料。
【請求項５】
全芳香族ポリアミド繊維不織布が、該全芳香族ポリアミド繊維不織布の重量に対して０．５〜５０重量％のロジンを含む請求項１〜４のいずれか１項に記載の防刃材料。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、アイスピック、刃物等の鋭利な武器から身体を守るための防刃材料に関する。さらに詳しくは、本発明は、軽量且つ柔軟で着用感に優れると共に、特に刃物等の突刺しに対する防護性能も良好な防刃材料に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、先端の鋭利なアイスピックなどの刃物から身体を保護するための防刃材料としては、様々な素材、形態のものが知られているが、一般的には、チタン板、ステンレス板、セラミック板等が多用されている。しかし、チタン板、ステンレス板は比重が大きい上に、十分な防刃性能を得るためにはある程度の厚みが必要であるため、非常に重くなる。また、衣服としての着用を考えた場合、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る。一方セラミック板の場合には、金属板と比べれば軽量であるものの、それでもまだかなり重いだけでなく、柔軟性もないために着心地に劣るという問題を有する。
【０００３】
このような問題を改善するために、金属と比較して比重が小さいポリカーボネート樹脂やナイロン樹脂等の樹脂板を用いたり、特開平９−２２９５９８号公報には、金属板およびプラスチック板を布帛で被覆することにより着用性の改善が提案されている。しかしながら、これらの方法では、例え比重が小さい樹脂であっても、十分な防刃性能を得るためには、やはり厚みを厚くせざるを得ないため重量的な問題は解決することは出来ない。また、布帛で金属および樹脂を被覆したとしても、着用性は若干改善されるものの、柔軟性の点で、満足のいくものとはなり得ない。
【０００４】
かかる柔軟性の問題を改善するために、小さな樹脂ピースを緻密に組み合わせる方法や、特開昭６３−２６７８９８号公報には、柔軟性に優れて、かつ着心地の良好な防刃材料として、高強力繊維からなる繊維配列シート等の不織布に、前記のような各種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、これらの防刃材料は、繊維織布や不織布のように自由自在に体にフィットするものではない。しかも、ピースとピースの間に刃やアイスピックなどの先端が入ったときの防刃性能が極端に弱いという重大な欠点を有している。
【０００５】
このような柔軟性の問題が低減された、高強力繊維不織布の防刃性能を改善する別の方法として、特開昭６１−２１５７０３号公報、実開平３−１０４６９２号公報、特公平５−５８４４９号公報などには、該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もしくは熱硬化性の樹脂を含浸もしくは被覆する方法が提案されている。しかし、これらの防刃材料は、十分な防刃性能を発現させるまで含浸又は被覆すると前記樹脂板と同等の硬さになり、やはり着心地の点でまだ満足できるレベルには到達していない。
【０００６】
一方、特開２００２−２０１５６６号公報では、布帛状物の少なくとも片側面に粒子の大きさが１０μｍ〜１７００μｍの範囲の硬質無機物粒子を固着させることによって防刃性能を高め、樹脂層の厚みを薄くすることにより軽量化する方法が提案されている。しかし、この防刃材料においても、着心地性を満足させることの出来る硬さには至っていない。
【０００７】
さらに、特開平１０−８３６３号公報では、高強力繊維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、この防刃材料は、用いられる高強力繊維の強度から期待されるほどの防刃性能が得られないという欠点を有している。
【０００８】
【特許文献１】特開平９−２２９５９８号公報
【特許文献２】特開昭６３−２６７８９８号公報
【特許文献３】特開昭６１−２１５７０３号公報
【特許文献４】実開平３−１０４６９２号公報
【特許文献５】特公平５−５８４４９号公報
【特許文献６】特開２００２−２０１５６６号公報
【特許文献７】特開平１０−８３６３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明は、上記従来技術を背景になされたもので、その目的は、柔軟性に富んでいて着用時の着心地が優れていると共に、良好な耐突刺し性能を有する防刃材料を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明者らは、上記目的を達成するため鋭意検討した結果、全芳香族ポリアミド繊維の繊維表面に無機微粉末を特定の割合で付着させるとき、上記目的が達成できることを究明し、本発明に到達した。
【００１１】
すなわち、本発明によれば、全芳香族ポリアミド繊維不織布から構成されてなる防刃材料であって、該全芳香族ポリアミド繊維の繊維表面には無機微粉末が０．４〜１５ｍｇ／ｍ２の割合で付着されていることを特徴とする防刃材料が提供される。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、柔軟性に富んでいて着用時の着心地が優れていると共に、良好な耐突刺し性能を有する防刃材料が提供される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
本発明で使用するアラミド繊維とは、芳香族ジカルボン酸／芳香族ジアミン、芳香族アミノカルボン酸等の全芳香族ポリアミドからなる繊維で、例えばポリパラフェニレンテレフタラミド、ポリパラアミノベンズアミド、ポリパラアミノベンズヒドラジドテレフタレート、ポリテレフタル酸ヒドラジド、ポリメタフェニレンイソフタラミド等、もしくは、これらに第３成分を共重合せしめた共重合体からなる繊維、例えば、コポリパラフェニレン・３、４’オキシジフェニレン・テレフタラミド繊維等をあげることができる。なかでもコポリパラフェニレン・３、４’オキシジフェニレン・テレフタラミド繊維が高い強度を有すると同時に耐久性に優れているので特に好ましい。
【００１４】
アラミド繊維の強度としては１８ｃＮ／ｄｔｅｘ以上、さらに好ましくは２０〜３０ｃＮ／ｄｔｅｘの範囲が適当である。強度が１８ｃＮ／ｄｔｅｘ未満である場合には、構成する不織布の強度が十分でないために優れた防刃性能を得ることが困難である。単繊維繊度及び長繊維で用いる場合のヤーンデニールとも特に限定する必要はないが、好適な単繊維繊度は０．５５〜５．５ｄｔｅｘ、特に１．１〜３．３ｄｔｅｘであり、ヤーン繊度は１１０〜５５００ｄｔｅｘ、特に３３０〜３３００ｄｔｅｘの範囲が適当である。
【００１５】
不織布に用いられるアラミド繊維の表面には、無機微粉末を０．４〜１５ｍｇ／ｍ２の割合で付着させている必要がある。さらに好ましくは、１．３〜１０ｍｇ／ｍ２の範囲とする必要がある。無機微粉末の付着量が０．４ｍｇ／ｍ２未満である場合には、不織布に加工する工程のガイド等による摩擦によって繊維が損傷されるなどの問題が生じやすく、また、ガイドローラー等への巻き付きなど良好な工程調子を得ることが困難となるので好ましくない。一方、無機微粉末の付着量が１５ｍｇ／ｍ２を超える場合には、繊維間に該無機微粉末が介在することによる繊維間摩擦が低下して防刃性能が低下するので好ましくない。また、不織布化工程での粉塵の発生、及びロジンや樹脂等を含浸する場合には、繊維表面とロジンとの界面接着強度を低下させるという問題も発生するので好ましくない。
【００１６】
該アラミド繊維表面に付着させる無機微粉末の平均粒径は２０μｍ以下であることが望ましい。さらに好ましくは１０μｍ以下、特に好ましくは５μｍ以下のものが、単繊維の表面に均一に付着しやすくなるので好適である。
【００１７】
本発明で有効に使用できる無機微粉末は数多く存在するが、珪酸化合物が好適である。なかでも、無水珪酸アルミニウム、アルミノ珪酸ナトリウムから選ばれた１種または２種の混合物が好適である。
【００１８】
かかるアラミド繊維は不織布として用いるが、不織布の形態は特に限定する必要はない。すなわち、短繊維からなる不織布、長繊維からなる不織布いずれでもよく、いわゆる「紙」状のものや「フェルト」をも含む。また、短繊維不織布は、乾式不織布でも、湿式不織布（紙も含む）でもよく、長繊維不織布は、いわゆるスパンボンド不織布でも、トウ開繊不織布でも、さらには長繊維を一方向に配列させた後その配列方向が交叉するように該配列シートを複数枚積層したものであってもよい。なかでも、短繊維からなるウエブを交絡処理してなるフェルトが、ロジン含浸後の柔軟性に優れ、且つ刃物の突刺しに対する防刃性能も良好なので好ましい。
【００１９】
不織布の目付けは、小さすぎると防刃性能が不十分となり、逆に大きくなりすぎると厚みが厚くなりすぎて着用性が悪化するので、１０００〜５０００ｇ／ｍ２、特に１５００〜３０００ｇ／ｍ２の範囲が適当である。なお、目付けの小さい不織布を複数枚積層してもよいが、その場合には、全体としての目付けを上記範囲にすればよく、各不織布の目付けは５０〜５００ｇ／ｍ２程度のものが通常用いられる。このように不織布を積層すると、各不織布層間はお互いに動くことができ、着用時の着心地が向上するので好ましい。
【００２０】
これらの不織布は、必要に応じて接着剤や、熱接着性繊維を併用して繊維間を相互に結合していてもよい。また、ニードルパンチやウォータージェットにより交絡処理を施しておいてもよい。
【００２１】
本発明においては、上記のアラミド繊維不織布に、ロジンを含浸させることが好ましい。ここでロジンとは、マツ科の樹幹から分泌されるテルペンチンを、水蒸気蒸留して揮発性のテレビン油を除いた残りの樹脂分である。植物の種類によってその組成は多少異なるが、主成分はアビエチン酸およびデキストロピマール酸である。
【００２２】
アラミド繊維不織布に含浸させるロジンの量は、不織布重量を基準として０．５〜５０重量％、特に３〜３０重量％の範囲が適当である。この含浸量が０．５重量％未満の場合には、不織布と金属との間の摩擦係数がそれほど増加しない結果、防刃性能の向上はあまり大きくない。一方、５０重量％を越える場合には、アラミド繊維不織布が硬くなりすぎて本発明の重要な目的である着心地が悪化する傾向にある。また、含浸量が多くなればそれだけ、得られる防刃材料としての重量が増加するため、着用者にとっては負担が増加することになる。
【実施例】
【００２３】
以下、実施例により本発明をさらに具体的に説明する。なお、実施例中の各特性は、以下の方法に従って評価した。
【００２４】
（１）無機微粒子の付着量（ＤＰＵ-1）
予め仕上げオイルを付与しないアラミドフェルト等の試料を約３ｇサンプリングする。次いで１２０℃で１時間乾燥した後に重量Ａ（ｇ）を精秤する。次いで、この試料を８００℃の焼却炉中で完全に灰化させ、灰化後の灰分重量Ｂ（ｇ）を測定し、次式で計算する。
【数１】
2006207051.tif 000002
【００２５】
（２）無機微粒子の付着量（ＤＰＵ-2）
上記方法により得られた無機微粒子の付着量の重量％をＤ（％）、単糸の繊度をＳ（ｄｔｅｘ）、単糸フィラメントの半径をＲ（μｍ）として、次式で計算する。
【数２】
2006207051.tif 000003
【００２６】
（３）防刃性能
十分な量の工作用油粘土層（縦×横×高さ＝２０×２０×１０ｃｍ）の上面に、複数層積層した不織布サンプルを置く。一方、引張圧縮試験機（株式会社インテスコ製、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する。アイスピックの先端が不織布サンプルの上部約５ｍｍとなるようにクロスヘッドの高さを調整し、ついで、２ｍｍ／分のクロスヘッド速度で圧縮を開始する。防刃性能は、アイスピックがサンプルを全層貫通した時、すなわち、アイスピックの先端がサンプルの最後層不織布を貫通した時の応力で表示した。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。
【００２７】
［実施例１〜４、比較例１〜２］
目付け２００ｇ／ｍ２又は４００ｇ／ｍ２のコポリパラフェニレン・３、４’−オキシジフェニレン・テレフタラミド繊維フェルト（帝人株式会社製：テクノーラフェルト、繊維長３８ｍｍ、１．６７ｄｔｅｘ）を、ロジン（キシダ化学株式会社製）のメタノール溶液中に浸漬し、ついでニップローラー（ニップ圧をコントロール）を通して余分なロジンメタノール溶液を除去し、表１記載の含浸量（不織布重量対比）となるよう調整した。なお、含浸量の変化はロジンメタノール溶液の濃度調整（３〜２５重量％）で行い、上記ニップ圧の調整は含浸量の微調整のために行った。
得られた処理不織布を、アラミド繊維のみの目付けが２０００ｇ／ｍ２となるように複数枚積層して、防刃性能を評価した。結果を表１に示す。
【００２８】
【表１】
2006207051.tif 000004
【００２９】
［実施例５〜７、比較例３］
目付け７２ｇ／ｍ２のコポリパラフェニレン・３、４’−オキシジフェニレン・テレフタラミド繊維紙（帝人株式会社製、テクノーラ紙：カット長３ｍｍ、１．６７ｄｔｅｘ、バインダー水溶性エポキシ樹脂（紙重量に対して）１２重量％）に、濃度３重量％のロジンメタノール溶液を噴霧機で表２記載の含浸量となるよう噴霧量を調整して噴霧し、次いで１２０℃下３０分間熱処理した後カレンダー加工して、表２記載の目付け量の加工紙を得た。得られた紙を３０枚積層し、前記の方法にしたがって防刃性能を評価した。結果を表２に示す。
【００３０】
【表２】
2006207051.tif 000005
【産業上の利用可能性】
【００３１】
本発明によれば、柔軟性に富んでいて着用時の着心地が優れていると共に、良好な耐突刺し性能を有する防刃材料が提供されるので、軽量で優れた保護用品、あるいは安全用品等の用途分野に有用である。