(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも第１ポリマーおよび第２ポリマーの混合物を含む繊維であって；
前記第１ポリマーは、１種以上のアミンモノマーと複数の酸性モノマーとの反応に由来する構造を有し、
ｉ）前記１種以上のアミンモノマーは、アミンモノマーの総量に基づいて、少なくとも６０モルパーセントの５（６）−アミノ−２−（ｐ−アミノフェニル）ベンズイミダゾールを含み；および
ｉｉ）前記複数の酸性モノマーは：
Ｃｌ−ＣＯ−Ａｒ1−ＣＯ−Ｃｌ  及び  Ｃｌ−ＣＯ−Ａｒ2−ＣＯ−Ｃｌ
（式中、Ａｒ1はパラ型結合を有する芳香族基であり、およびＡｒ2はメタ型結合を有する芳香族基であり、前記複数の酸性モノマーは、芳香族基Ａｒ2を含有する少なくとも５０モルパーセントの前記モノマーを有する）
の構造を有する酸性モノマーを含み；および
前記第２ポリマーは、メタフェニレンジアミンと塩化イソフタロイルとの反応に由来する構造を有する、繊維。
【請求項２】
請求項１に記載の繊維を含むマルチフィラメント糸。
【請求項３】
請求項１に記載のステープルファイバーを含む糸。
【請求項４】
請求項１に記載の繊維を含む布地。
【請求項５】
請求項１に記載の繊維を含む防護衣類。
【請求項６】
ａ）少なくとも第１ポリマーおよび第２ポリマーを混合またはブレンドする工程であって；
前記第１ポリマーは、１種以上のアミンモノマーと複数の酸性モノマーとの反応に由来する構造を有し、
ｉ）前記１種以上のアミンモノマーは、アミンモノマーの総量に基づいて、少なくとも６０モルパーセントの５（６）−アミノ−２−（ｐ−アミノフェニル）ベンズイミダゾールを含み；および
ｉｉ）前記複数の酸性モノマーは：
Ｃｌ−ＣＯ−Ａｒ1−ＣＯ−Ｃｌ  及び  Ｃｌ−ＣＯ−Ａｒ2−ＣＯ−Ｃｌ
（式中、Ａｒ1はパラ型結合を有する芳香族基であり、およびＡｒ2はメタ型結合を有する芳香族基であり；
前記複数の酸性モノマーは、芳香族基Ａｒ2を含有する少なくとも５０モルパーセントの前記モノマーを有する）
の構造を有する酸性モノマーを含み；および
前記第２ポリマーは、メタフェニレンジアミンと塩化イソフタロイルとの反応に由来する構造を有する、工程；
ｂ）繊維を紡糸するための少なくとも第１ポリマーおよび第２ポリマーの均質溶液を提供する工程；および
ｃ）前記溶液から繊維を紡糸する工程
を含む、繊維を製造する方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、少なくとも２種のポリマーの混合物を含む複合ポリマー溶液から入手できる繊維などの成形品であって、少なくとも１種のポリマーはポリ（メタ−フェニレンイソフタルアミド）（ＭＰＤ−Ｉ）を含み、もう１種のポリマーはジアミンモノマーである５（６）−アミノ−２−（ｐ−アミノフェニル）ベンズイミダゾール（ＤＡＰＢＩ）から製造されたコポリマーである成形品ならびにそれを製造する方法に関する。これらの繊維は、ＤＡＰＢＩ系のポリマーに関連する特性、例えば酸可染性を実証した。この繊維についての１つの使用は、耐熱用途にある。そのような用途には、防護衣料用布地および衣類が含まれる。
【背景技術】
【０００２】
ＭＰＤ−Ｉのホモポリマー溶液から製造されたアラミド繊維はＮｏｍｅｘ（登録商標）（Ｅ．Ｉ．ｄｕ  Ｐｏｎｔ  ｄｅ  Ｎｅｍｏｕｒｓ  ａｎｄ  Ｃｏｍｐａｎｙ製）、ＴｅｉｊｉｎＣｏｎｅｘ（登録商標）（Ｔｅｉｊｉｎ  Ｌｔｄ．製）およびその他の名称を付けて市販されてきているが、着色布地に使用するためにこのアラミド繊維を染色しようとした場合は、ＭＰＤ−Ｉを酸性染料で染色するのが困難であるため、一般に塩基性染料を使用して繊維を着色する方法に制限された。しかし一部の用途では、酸性染料を使用してアラミド繊維に色を付与することが望ましいであろう。
【０００３】
ＭＰＤ−ＩとＭＰＤ−Ｉとは反対の電荷特性を有するモノマー（ＤＡＰＢＩ）から製造されたコポリマーとの均質混合物を含有する複合ポリマー溶液を紡糸して凝固させる工程によって、酸性染料のみを受け入れる繊維のような成形品を作成できることが見いだされている。この特徴は、ドープフィラメントの凝固中にその均質複合ポリマー溶液から形成される驚くべき鞘芯様構造に起因する。
【０００４】
さらに、より高速で凝固するＭＰＤ−Ｉホモポリマーは成形工程中により緩徐に凝固するＤＡＰＢＩ系コポリマーを成形品の表面に強制的に移動させると考えられる。成形品は、有意な量のあまり高価ではないＭＰＤ−Ｉホモポリマーを含有しながら、より高価なＤＡＰＢＩコポリマーの改良された特性を呈示すると考えられる。具体的には、成形品は、ＭＰＤ−Ｉホモポリマーより高度の絶縁耐力を有するＤＡＰＢＩコポリマーのみを用いて製造された製品に類似する絶縁耐力を有する。成形品はさらに、ＭＰＤ−Ｉについての約３０という低い限界酸素指数（Ｌ．Ｏ．Ｉ．）に対して、ＤＡＰＢＩについての４５というＬ．Ｏ．Ｉ．を反映する改良された熱安定性もまた有する。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明は、少なくとも第１ポリマーおよび第２ポリマーの混合物を含む繊維であって；第１ポリマーは、１種以上のアミンモノマーと複数の酸性モノマーとの反応に由来する(derived from)構造を有し、
ｉ）１種以上のアミンモノマーは、アミンモノマーの総量に基づいて、少なくとも６０モルパーセントの５（６）−アミノ−２−（ｐ−アミノフェニル）ベンズイミダゾールを含み；および
ｉｉ）複数の酸性モノマーは：
Ｃｌ−ＣＯ−Ａｒ1−ＣＯ−Ｃｌ  及び  Ｃｌ−ＣＯ−Ａｒ2−ＣＯ−Ｃｌ
（式中、Ａｒ1はパラ型結合を有する芳香族基であり、およびＡｒ2はメタ型結合を有する芳香族基であり、複数の酸性モノマーは、芳香族基Ａｒ2を含有する少なくとも５０モルパーセントのモノマーを有する）
の構造を有する酸性モノマーを含み；および第２ポリマーは、メタフェニレンジアミンと塩化イソフタロイルとの反応に由来する構造を有する、繊維に関する。
【０００６】
本発明はさらに：
ａ）少なくとも第１ポリマーおよび第２ポリマーを混合またはブレンドする工程であって；
第１ポリマーは、１種以上のアミンモノマーと複数の酸性モノマーとの反応に由来する構造を有し、
ｉ）１種以上のアミンモノマーは、アミンモノマーの総量に基づいて、少なくとも６０モルパーセントの５（６）−アミノ−２−（ｐ−アミノフェニル）ベンズイミダゾールを含み；および
ｉｉ）複数の酸性モノマーは：
Ｃｌ−ＣＯ−Ａｒ1−ＣＯ−Ｃｌ  及び  Ｃｌ−ＣＯ−Ａｒ2−ＣＯ−Ｃｌ
（式中、Ａｒ1はパラ型結合を有する芳香族基であり、およびＡｒ2はメタ型結合を有する芳香族基であり；
複数の酸性モノマーは、芳香族基Ａｒ2を含有する少なくとも５０モルパーセントのモノマーを有する）
の構造を有する酸性モノマーを含み；および
第２ポリマーは、メタフェニレンジアミンと塩化イソフタロイルとの反応に由来する構造を有する、工程；
ｂ）繊維を紡糸するために好適な少なくとも第１ポリマーおよび第２ポリマーの均質溶液を提供する工程；および
ｃ）溶液から繊維を紡糸する工程
を含む、繊維を製造する方法に関する。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】標準円形紡糸口金孔を通して紡糸された５０重量％の第１ポリマーおよび５０重量％の第２ポリマーからなる組成物を有する染色フィラメント断面の写真提示である。
【図２】標準円形紡糸口金孔を通して紡糸された３５重量％の第１ポリマーおよび６５重量％の第２ポリマーからなる組成物を有する染色フィラメント断面の写真提示である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
本発明は、少なくとも第１ポリマーおよび第２ポリマーの混合物を含む繊維に関する。第１ポリマーは、好ましくは酸性染料で染色できるが、第２ポリマーは、好ましくは塩基性染料で染色できる。
【０００９】
第１ポリマーは、１種以上のアミンモノマーと複数の酸性モノマーとの反応に由来する構造を有するが、１種以上のアミンモノマーはアミンモノマーの総量に基づいて、少なくとも６０モルパーセントの５（６）−アミノ−２−（ｐ−アミノフェニル）ベンズイミダゾール（ＤＡＰＢＩ）を含む。１つの好ましい第１ポリマーは、実質的に６０〜８０モルパーセントのＤＡＰＢＩジアミンモノマーから製造される。一部の他の実施形態では、１種以上のアミンモノマーは、１００モルパーセントの５（６）−アミノ−２−（ｐ−アミノフェニル）ベンズイミダゾール（ＤＡＰＢＩ）である。一部の実施形態では、１種以上のアミンモノマーには、ＤＡＰＢＩに加えてメタフェニレンジアミン（ＭＰＤ）が含まれる。一部の実施形態では、ＤＡＰＢＩは２０〜４０モルパーセントのＭＰＤアミンモノマーと組み合わされるが、最も好ましい組み合わせは６０／４０のＤＡＰＢＩ／ＭＰＤである。
【００１０】
１種以上のアミンモノマーは、コポリマーを製造するために適合する溶媒中で複数の酸性モノマーと共重合される。複数の酸性モノマーは：
Ｃｌ−ＣＯ−Ａｒ1−ＣＯ−Ｃｌ  及び  Ｃｌ−ＣＯ−Ａｒ2−ＣＯ−Ｃｌ
（式中、Ａｒ1はパラ配向結合を有する芳香族基であり、およびＡｒ2はメタ配向結合を有する芳香族基である）
の構造を有する酸性モノマーを含む。複数の酸性モノマーは、芳香族基Ａｒ2を含有する少なくとも５０モルパーセントのモノマーを有する。
【００１１】
Ａｒ1およびＡｒ2は任意の未置換または置換芳香環構造であってよいが、好ましくはベンゼン基である。芳香族基Ａｒ2を含有する好ましい酸性モノマーは二塩化イソフタロイルであり、Ａｒ1を含有する好ましい芳香族基は二塩化テレフタロイルである。一部の実施形態では、複数の酸性モノマーはメタ配向結合を有する芳香族基Ａｒ2を含有する６０〜８０モルパーセントのモノマーおよびパラ配向結合を有する芳香族基Ａｒ1を含有する２０〜４０パーセントのモノマーを有する。
【００１２】
モノマーである５（６）−アミノ−２−（ｐ−アミノフェニル）ベンズイミダゾール（ＤＡＰＢＩ）および第１ポリマーを製造するために有用な一般的方法には、例えば、Ｖｕｌａｋｈ  ｅｔ  ａｌ．への露国特許第２３４５９８８号明細書およびＭａｃｈａｌａｂａ  ｅｔ  ａｌ．への同第２１８０３６９号明細書；Ｋｕｄｒｙａｖｔｓｅｖ  ｅｔ  ａｌ．への英国特許第１３８１１８１号明細書；ならびにＢｌｅａｓｄａｌｅへの米国特許第３５１１８１９号明細書およびＨｉｌｌ  ｅｔ  ａｌ．への同第３３５４１２７号明細書に記載された方法が含まれる。
【００１３】
一部の実施形態では、第１ポリマーは１種以上の酸性染料で染色できる。すなわち、ポリマーは負電荷探索陽極（もしくは電子不足）中心を有する染料を受け入れ、その染料によって着色できる。
【００１４】
第２ポリマーは、メタフェニレンジアミンと塩化イソフタロイルとの反応に由来する構造を有する。好ましい第２ポリマーは、ポリアミドホモポリマーの形態にあるポリ（メタフェニレンイソフタミド（ｉｓｏｐｈｔｈａｍｉｄｅ））である。アラミドとして、第１ポリマーは、少なくとも８５％の２個の芳香環に直接付着したアミド（−ＣＯＮＨ−）結合を有する。環は、未置換または置換であってよい。好ましい第２ポリマーはメタ−アラミドであり、このとき２つの環もしくはラジカルは分子鎖に沿って相互に関してメタ配向である。好ましくは、メタフェニレンジアミンと塩化イソフタロイルとの反応に由来する第２ポリマーは、ポリマーを形成する際に使用された第１級メタフェニレンジアミンと置換された１０パーセント以下の他のジアミン類またはポリマーを形成する際に使用された第１級塩化イソフタロイルと置換された１０パーセント以下の他の二酸塩化物を有する。
【００１５】
第２ポリマー、および具体的にはポリ（メタ−フェニレンイソフタルアミド）（ＭＰＤ−Ｉ）を製造するために有用な一般的方法には、例えば、米国特許第３０６３９６６号明細書；同第３２２７７９３号明細書；同第３２８７３２４号明細書；同第３４１４６４５号明細書；および同第５６６７７４３号明細書に開示された方法が含まれる。
【００１６】
一部の実施形態では、第２ポリマーは、１種以上の塩基性染料で染色できる。すなわち、ポリマーは陽電荷探索陰極（もしくは電子豊富）中心を有する染料を受け入れて、その染料によって着色できる。
【００１７】
繊維を製造するために使用される少なくとも第１ポリマーおよび第２ポリマーの均質混合物は、好ましくは第１ポリマーおよび第２ポリマーの総量に基づいて、２５〜８０重量パーセントの第１ポリマーを含有する。繊維が第１ポリマーおよび第２ポリマーしか含有しない場合、繊維は、好ましくは２５〜８０重量パーセントの第１ポリマーおよび２０〜７５重量パーセントの第２ポリマーを含有する。
【００１８】
一部の実施形態では、繊維を製造するために使用される少なくとも第１ポリマーおよび第２ポリマーの均質混合物は、好ましくは第１ポリマーおよび第２ポリマーの総量に基づいて、２５〜５０重量パーセントの第１ポリマーを含有する。
【００１９】
第１ポリマーと第２ポリマーの混合物はまた別のポリマーまたはコポリマーと混合することができるが、好ましい実施形態では、混合物は第２ホモポリマーと組み合わされた第１コポリマーしか含有していない。
【００２０】
少なくとも第１ポリマーおよび第２ポリマーは、好ましくはジアルキアミド溶媒、例えばＮ−メチルピロリドン、ジメチルアセトアミドまたはそれらの混合物中での１つ以上のタイプのジアミンモノマーと１つ以上のタイプの塩化モノマーとの重縮合によって独立して製造できる。このタイプの重合の一部の実施形態では、塩化リチウムまたは塩化カルシウムなどの無機塩もまた存在する。必要に応じて、ポリマーは、例えば水などの非溶媒を用いた沈降法によって単離し、中和し、洗浄し、乾燥させることができる。ポリマーは、さらにその後に繊維製造のために溶媒中に溶解させることのできるポリマー粉末を直接的に生成する界面重合によって製造することもできる。
【００２１】
繊維は、溶液中の少なくとも第１ポリマーおよび第２ポリマーの均質混合物から紡糸される。均質混合物を含有する繊維を紡糸するために好適な溶液は、多数の方法によって達成できる。これらには、溶媒中で第１ポリマーを重合する工程およびその第１ポリマーを固体として単離する工程、その後に溶媒中の第２ポリマーを別個に重合させ、その第２ポリマーを固体として単離する工程が含まれる。これら２つの固体は、その後に固体の混合物を形成するために混合され、繊維を紡糸するために好適なポリマーの均質溶液を形成する量で好適な溶媒中に溶解させられる。または、第１ポリマーは第１ポリマー溶液を形成するために溶媒中で重合させることができ、第２ポリマーは第２ポリマー溶液を形成するために溶媒中で重合させることができる。２つの溶液は、次に繊維を紡糸するために好適な均質なポリマー溶液を形成するために混合できる。これらの方法の他の組み合わせは、少なくとも第１ポリマーおよび第２ポリマーの均質混合物を含有する繊維を紡糸するために好適な溶液を形成する他の可能な方法と同様に可能である。
【００２２】
繊維を紡糸する工程は、当技術分野において公知であるようにマルチフィラメント糸もしくは短繊維を作り出すために湿式紡糸、乾式紡糸またはドライジェットウェット紡糸（エアギャップ紡糸としても公知である）によって多孔紡糸口金を通して実施できる。紡糸後のマルチフィラメント糸もしくは短繊維内の繊維は、次に安定性で有用な繊維を製造するために従来型方法を使用して必要に応じて処理して繊維を中和する、洗浄する、乾燥させる、または熱処理することができる。典型的な乾式、湿式およびドライジェットウェット紡糸法は、米国特許第３０６３９６６号明細書；同第３２２７７９３号明細書；同第３２８７３２４号明細書；同第３４１４６４５号明細書；同第３８６９４３０号明細書；同第３８６９４２９号明細書；同第３７６７７５６号明細書；および同第５６６７７４３号明細書に開示されている。
【００２３】
本明細書に記載したポリマーの混合物の均質溶液が単一孔を含む規則的な孔またはキャピラリーを有する紡糸口金を通して紡糸される場合、形成されるフィラメントは、驚くべき鞘芯様構造を有することが見いだされている。驚くべきことに、この構造は、ドープフィラメントの凝固中に形成されると考えられ、特殊な鞘芯様デザインの紡糸口金孔またはキャピラリーを必要としない。これを言い換えると、本発明者は、繊維がポリマーの混合物を含有する単一均質溶液から紡糸されると、その繊維内でそれらのポリマーを半径方向に分布した様々な量で有することを見いだした。
【００２４】
本明細書のためには、用語「繊維」は、高い比率の長さ対その長さに垂直な断面幅を有する相当に柔軟性のある肉眼的に均質な本体であると規定されている。繊維断面は任意の形状であってよいが、典型的には円形である。好ましくは、繊維は、一般に肉眼的空隙もしくは孔または環状開放領域を含まない固体である。本明細書の用語「フィラメント」または「連続フィラメント」は、用語「繊維」と互換的に使用する。
【００２５】
凝固した繊維の断面は、繊維が鞘のための第１ポリマーリッチゾーン、芯のための第２ポリマーリッチゾーンおよび第１ポリマーと第２ポリマーとの組み合わせを有する遷移ゾーンを有することを明らかにする。第１ポリマーリッチゾーンの鞘と第２ポリマーリッチゾーンの厚さは、均質溶液中の第１ポリマーおよび第２ポリマーの相対量によって決定される。驚くべき鞘芯構造は、図１および図２に例示した。図１は、５０重量パーセントのＭＰＤ−Ｉポリマーと順に酸性染料で染色されている５０重量パーセントのＤＡＢＰＩ−Ｉ／Ｔ（６０／４０モル％）コポリマーの均質混合物から製造された凝固したフィラメントの写真提示である。これらの図は、結果として生じる繊維が３つのゾーンを有することを明らかにしている。第１は、酸性染料によって着色されていない、または染色されていない、フィラメントの中心もしくは芯にあるＭＰＤ−Ｉリッチゾーンである。第２は、外側の鞘を形成する、およびそのコポリマーを酸性染料で着色または染色する能力を表す、濃い黒ずんだ色に有意に染色されているＤＡＰＢＩ−Ｉ／Ｔリッチゾーンである。未着色の芯と着色された鞘との間は、２種のポリマーの混合物を含有する部分的に着色または染色された遷移ゾーンである。これらの図はＭＰＤ−Ｉリッチな芯とＤＡＰＢＩ−Ｉ／Ｔリッチな鞘との間に勾配が存在し、遷移ゾーンはＤＡＰＢＩ−Ｉ／ＴとＭＰＤ−Ｉとの混合物を有するが、このとき遷移ゾーン内では混合物は芯のより近くに高重量パーセントのＭＰＤ−Ｉポリマーおよび鞘のより近くに高重量パーセントのＤＡＰＢＩ−／Ｉ／Ｔコポリマーを有すると考えられる。図２は、同一の第１ポリマーおよび第２ポリマーから製造された同様に染色されたフィラメントの断面の写真提示である。しかしこれらのポリマーは６５重量パーセントのＭＰＤ−Ｉおよび３５重量パーセントのＤＡＰＢＩ−Ｉ／Ｔ（６０／４０モル％）の混合物から製造される。結果として生じる繊維は、芯ポリマー対鞘ポリマーの量における相対増加に起因してより大きな芯ゾーンとより小さな鞘ゾーンを有する。
【００２６】
理論によって拘束すべきではないが、この驚くべき鞘芯構造は、凝固および／または焼入中の混合物中の個々のポリマーからの溶媒除去の速度が様々に異なる結果であると考えられる。ＭＰＤ−Ｉポリマーの凝固速度は、ＤＡＰＢＩ−Ｉ／ＴコポリマーまたはＤＡＰＢＩ／ＭＰＤ−Ｉ／Ｔコポリマーいずれの凝固速度よりも有意に高いと考えられ、これはフィラメント表面へより緩徐に凝固するコポリマー（ＤＡＰＢＩ−Ｉ／ＴまたはＤＡＰＢＩ／ＭＰＤ−Ｉ／Ｔ）を押しながら芯材料（ＭＰＤ−Ｉ）が最初に凝固することを意味する。好ましい方法は、湿式紡糸を使用してこの多段階凝固を実施することであるが、このとき好ましい凝固剤（水）および凝固浴中の滞留時間の組み合わせは、より緩徐に凝固する、およびより流動性のあるコポリマーを凝固中のフィラメントの表面へ推し進めることを可能にするために十分であると考えられる。しかし好適な凝固剤および好適な滞留時間を含む好適な凝固システムが使用されると想定すると、任意の繊維紡糸配列を使用できると考えられる。
【００２７】
フィラメントは、当業者には周知の方法によって連続フィラメント繊維および連続フィラメントのマルチフィラメント糸として収集できる。例えば、マルチフィラメント連続フィラメント糸は、ボビン上にフィラメントスレッドラインを直接巻き付ける工程によって、ねじりを含めて、または含めずに；または必要であればより高デニール糸を形成するために複数のフィラメントスレッドラインを組み合わせることによって製造できる。
【００２８】
または、フィラメントは、ステープルファイバーに変換させることができる。本明細書で使用する用語「ステープルファイバー」は、フィラメントと比較した場合に、低比率の長さ対断面積の幅（長さに垂直）を有する所望の長さに切断またはけん切されている繊維を意味する。人造ステープルファイバーは、切断される、または綿糸、羊毛糸もしくは梳毛糸紡績装置上で加工するために適切な長さにされる。ステープルファイバーは、（ａ）実質的に一様な長さ、（ｂ）可変性もしくは任意の長さを有することができる、または（ｃ）サブセットのステープルファイバーは実質的に一様な長さを有し、他のサブセットのステープルファイバーは異なる長さを有しており、一緒に混合されたサブセット内のステープルファイバーは実質的に一様な分布を形成する。
【００２９】
一部の実施形態では、好適なステープルファイバーは、約０．２５センチメートル（０．１インチ）〜約３０センチメートル（１２インチ）の長さもしくは平均長さを有する。一部の実施形態では、ステープルファイバーの長さは、約１ｃｍ（０．３９インチ）〜約２０ｃｍ（８インチ）である。一部の好ましい実施形態では、短ステープル法によって製造されたステープルファイバーは、約１ｃｍ（０．３９インチ）〜約６ｃｍ（２．４インチ）のステープルファイバー長さを有する。
【００３０】
連続フィラメントは、多数の連続フィラメントのボビンをクリールし、同時に切断ステープルファイバーを形成するためにフィラメントを切断する方法を含む、当技術分野において公知のかなり多数の方法によってステープルファイバーに変換させることができる。例えば、ステープルファイバーは直線状（すなわち、非けん縮）ステープルファイバーを生じさせるロータリーカッターまたはギロチンカッターを用いて直線状連続繊維から切断できる、または追加してステープルファイバーの全長に沿って好ましくは１センチメートル当たり８クリンプ以下のクリンプ（もしくは繰り返し屈曲）頻度を備える波形に成形された鋸歯を有する連続けん縮繊維から切断することができる。
【００３１】
ステープルファイバーはさらに、クリンプとして作用する変形区間を備えるステープルファイバーを結果として生じさせる、連続繊維をけん切する工程によって形成することもできる。けん切されたステープルファイバーは、切断ゾーン調整によって制御された平均切断長さを有する任意の可変質量の繊維を製造する規定距離である１つ以上の切断ゾーンを有するけん切作業中に連続フィラメントの短繊維もしくは束を切断する工程によって製造することができる。
【００３２】
一般に、これらのステープルファイバーは保管および輸送のためにベールとして包装される。ステープルファイバーはその後、最初にステープルファイバーのベールを開く工程、およびさらにステープルファイバーのスライバーを形成するために開繊機、配合機および／または梳毛機内でステープルファイバーの一団のステープルファイバーを加工する方法によって紡績ステープル糸に形成される。一般に、個々のステープルファイバーでは、ステープルファイバーの不良な開繊に起因する繊維ノットもしくはスラブおよびその他の大きな欠陥が最終布地品質を損なわせる量で存在しないように、有用な布地を製造するための繊維加工において標準的な程度まで開繊または分離される。梳毛機は、一般に梳毛スライバーとして公知である繊維を分離し、整列させ、実質的な撚りを伴わない緩く組み立てられた連続ストランドに送出するために一般に使用される。梳毛スライバーは、典型的にはそれには限定されないが２段式練条法によって練条スライバーに加工される。
【００３３】
紡績ステープル糸は、次に従来方法を使用して練条スライバーから形成される。これらの方法には、従来型綿紡式短ステープル紡績法、例えば、オープンエンド紡績機、リング紡績またはより高速の空気紡績法、例えばステープルファイバーを糸に撚るために使用される村田エアジェット紡績法などが含まれる。布地において有用な紡績糸の形成は、さらにまた従来型羊毛法、長ステープルもしくはけん切紡績法、例えば梳毛もしくは半梳毛リング紡績法の使用によって達成することもできる。
【００３４】
加工システムとは無関係に、リング紡績法は一般に、当技術分野において周知の長および短ステープルのリング紡績法を使用して紡績ステープル糸を製造するための好ましい方法である。短ステープルの綿紡式紡績のためには、約１．９〜５．７ｃｍ（０．７５インチ〜２．２５インチ）の繊維長さが典型的に使用される。長ステープルの梳毛もしくは羊毛式紡績のためには、典型的には約１６．５ｃｍ（６．５インチ）までの繊維が使用される。
【００３５】
紡績ステープル糸は、さらにまたけん切トウ紡績（ｔｏｗ−ｔｏ−ｔｏｐ）ステープル法を使用してけん切する工程によって直接的に製造できる。伝統的なけん切法によって形成される糸内のステープルファイバーは、典型的には長さ約１８ｃｍ（７インチ）までの長さを有する。しかしけん切法によって製造された紡績ステープル糸は、例えば国際公開第００７７２８３号パンフレットに記載された方法を通して約５０ｃｍ（２０インチ）までの最大長さを有するステープルファイバーもまた有することができる。けん切ステープルファイバーは、通常は、けん切法はある程度のクリンプをファイバー内に付与するため、クリンプを必要としない。
【００３６】
布地は、繊維から、または紡績ステープル糸もしくはこれらの繊維を含むマルチフィラメント連続糸から製造することができ、そのような布地には織布もしくはニット布が含まれる可能性があるが、それらに限定されない。そのような布地は、当業者には周知である。「織」布は、縦糸もしくは縦方向の糸および横糸もしくは横方向の糸を相互に織り交ぜて何らかの布地模様、例えば平織、千鳥綾織、斜子織、朱子織、綾織などを生成する工程によって通常は織機上で形成される布地を意味する。平織および綾織は、貿易において使用される最も一般的な織り方であると考えられ、多くの実施形態において好ましい。
【００３７】
「ニット」布は、通常は針を使用して糸ループをインターループする工程によって形成される布地を意味する。多くの場合、ニット布を製造するために、紡績ステープル糸が糸を布地に変換させる編み機へ供給される。必要に応じて、複数の縦糸または糸をパイル状またはバラバラのいずれかで編み機に供給することができる。すなわち、１束の糸または１束のパイル状糸を編み機に同時供給し、従来方法を使用して布地に、または手袋などのアパレル製品に直接的に編むことができる。一部の実施形態では、繊維の均質なブレンドを有する１本以上の紡績ステープル糸とともに１本以上の他のステープルもしくは連続フィラメントを同時供給する工程によってニット布に機能性を付加することが望ましい。ニットの締まりは、任意の特定の必要に合致するように調整することができる。防護衣料のための極めて有効な特性の組み合わせは、例えば、シングルジャージーニットおよびテリーニットパターンにおいて見いだされている。
【００３８】
一部の特に有用な実施形態では、繊維および繊維を含有する糸は、耐燃性衣類を製造するために使用できる。一部の実施形態では、衣類は紡績ステープル糸から製造された本質的に１層の防護布地を有することができる。このタイプの典型的な衣類には、消防士または兵士のためのジャンプスーツおよびカバーオールが含まれる。そのようなスーツは、典型的には消防士の衣服の全体を覆って使用され、森林火災に対処するための地域にパラシュートで降下するために使用できる。その他の衣類は、例えば極度の熱事象が発生する可能性がある化学処理産業または工業用電気／公共施設などの場所で着用できるズボン、シャツ、手袋およびアンダーシャツなどを含むことができる。一部の好ましい実施形態では、布地は、少なくとも０．８カロリー毎平方センチメートル毎オンス毎平方ヤードの耐アーク性を有する。
【００３９】
他の実施形態では、繊維および繊維を含有する糸は、例えば米国特許第５４６８５３７号明細書に開示された一般構成を有する多層耐燃性衣類のいずれかの層において使用できる。１つのそのような衣類は、各層または各布地構成が別個の機能を果たす３層または３タイプの布地構成を有する。火炎防護を提供し、消防士のために火炎からの一次防御物として機能する外殻布地がある。外殻に隣接して、典型的には液体バリアであるが水蒸気がバリアを通過するのを許容するように選択できる防湿層である。線維状不織布もしくは織布メタアラミドスクリム布地上のＧｏｒｅ−Ｔｅｘ（登録商標）ＰＴＦＥ膜またはＮｅｏｐｒｅｎｅ（登録商標）膜は、そのような構成において典型的に使用される防湿層である。防湿層に隣接するのは、一般に内部フェースクロスに取り付けられた耐熱性繊維の芯を含むサーマルライナーである。防湿層は、サーマルライナーを乾燥した状態で保持し、サーマルライナーは着用者が対処している火災または熱処理から着用者を防護する。
【００４０】
繊維または繊維の糸は、例えば、米国特許第４６６８２３４号明細書、同第４７５５３３５号明細書、同第４８８３４９６号明細書および同第５０９６４５９号明細書に開示された方法などの方法を使用して着色できる。繊維は、布地に使用される前に着色できる。あるいは、繊維または糸は布地に製造することができ、この布地は次に染色して衣類に製造することができる。または、布地は衣類および後染めされた衣類に製造できる。キャリヤーとしても公知である染色助剤は、繊維の染料取り込みを増加させるのに役立つように使用されてもよい。キャリヤーを使用して繊維、布地または衣類を染色することにより、繊維の結晶度が増加させられることがある。有用なキャリヤーには、アリールエーテル、ベンジルアルコールまたはアセトフェノンが含まれる。
【００４１】
試験方法
繊維染色手順。３００ｍＬの脱イオン水、５０ｍＬのベンジルアルコール（キャリヤー）および０．２１８０グラムの繊維サンプルを用いて染色モジュールを作成し、キャップをきつく閉める。染色モジュールをＤａｔａ  Ｃｏｌｏｒ  Ｔｙｐｅ  ＰＭ  ８００８６による染色機Ａｈｉｂａ  Ｐｏｌｙｍａｔの加熱チャンバー内に配置する。温度を７０℃に設定し、１０分間ランする。染色機から染色モジュールを取り出し、繊維の重量に基づいて２重量パーセントの染料を加え、溶液中に溶解させる。
【００４２】
染色機内に染色モジュールを戻し、温度を１３０℃に設定し、１時間ランする。染色浴を室温に冷却させ、染色機を開く。染色機から染色モジュールを取り出して開く。繊維を取り出し、脱イオン水で数回すすぎ洗う。繊維を洗剤で完全に洗浄し、過剰な水を絞り出す。繊維を１２０℃のオーブン内で一晩乾燥させる。
【実施例】
【００４３】
本発明を下記の実施例によって例示するが、下記の実施例によって限定することは意図していない。他に特に規定しない限り、混合物中で提供されるポリマーおよびコポリマーの相対量は一緒に混合されるポリマーおよびコポリマーの総量に基づいて重量パーセントで表示し、コポリマー内で使用されるアミンまたは酸性モノマーの相対量はコポリマー内のモノマーのそのタイプ（アミンまたは酸性モノマー）の総量に基づいてモルパーセントで提示する。
【００４４】
実施例１
ＭＰＤ−Ｉホモポリマーの調製
ＭＰＤ−Ｉポリマーを濃度１９．３重量％で有するポリマー溶液を下記の方法で製造した。２１４．２グラムのＤＭＡｃおよび１８．１６８グラム（０．１６８モル）の１，３−フェニレンジアミン（ＭＰＤ）は、バスケット型攪拌器および窒素入口／出口を装備した１リットルの反応容器に加えた。内容物は、ＭＰＤの固体粒子が完全に溶解するまで室温の窒素ブランケット下で撹拌した。次に反応容器を氷水浴中に配置し、撹拌している間に内容物を約１０℃へ冷却した。反応容器を氷水浴から取り出した。３８．０９８グラム（０．１６８モル）の二塩化イソフタロイル（ＩＣＩ）を反応容器内の反応混合物に一度に全部加えた。溶液は経時的に緩徐に粘性および高濃度になった。溶液粘度がプラトーに達した時点に（１時間後位に）、等量のＤＭＡｃを用いてスラリー化されていた１２．４４７グラム（０．１６８モル）の水酸化カルシウム（Ｃａ（ＯＨ）2）を溶液に加え、その後Ｃａ（ＯＨ）2の全固体粒子が消失するまで強力に攪拌した。撹拌する工程は、中和を完了するまでさらに１時間継続した。反応容器を分解して真空オーブン内に配置し、７０℃へ加熱して全ポリマー溶液重量が２０７．２グラムになるまで追加のＤＭＡｃおよび水を蒸発させた。
【００４５】
実施例２
ＤＡＰＢＩ／ＭＰＤ（８０／２０）−Ｉ／Ｔ（７０／３０）コポリマーの調製
２１１．０グラムのＤＭＡｃおよび８．４２７グラムのＣａＣｌ2は、バスケット型攪拌器および窒素入口／出口を装備した１リットルの反応容器に加え、次に７０℃へ加熱してＣａＣｌ2を完全に溶解させた。１３．３６４グラム（０．０６０モル）のＤＡＰＢＩ［２−（ｐ−アミノフェニル）−５−アミノベンズイミダゾール］を高温溶液に加え、ＤＡＰＢＩが完全に溶解するまで撹拌した。この溶液を次に撹拌しながら室温（２５℃）へ冷却した。１０．８８９グラム（０．０５４モル）のＩＣＩ（塩化イソフタロイル）を一度に全部加え、３０分間撹拌した。１．７６５グラム（０．０１６モル）のＭＰＤ（ｍ−フェニレンジアミン）を次に加え、全ＭＰＤが溶解するまで撹拌した。次に、４．５６２グラム（０．０２２モル）のＴＣＩ（塩化テレフタロイル）を次に一度に全部加え、６０分間撹拌した。この溶液は経時的にますます粘性になり、溶液温度が５５℃へ上昇したため、それ以上の上昇は攪拌器の速度を緩徐化させることによって制御した。溶液中の生じたポリマー濃度は１０％（ｗ／ｗ）で、ＣａＣｌ2／アミンのモル比は１．０００であった。固有粘度を決定するために、溶液のごく一部を水中で単離し、数回洗浄し、１２０℃の真空オーブン中で乾燥させた。硫酸（０．５ｇ／１ｄＬ）中で測定した固有粘度は２．６５ｄＬ／ｇであった。
【００４６】
実施例３
ＤＡＰＢＩ−Ｔ／Ｉ（４０／６０）コポリマーの調製
３７２．４グラムのＤＭＡｃおよび１４．１０グラムのＣａＣｌ2は、バスケット型攪拌器および窒素入口／出口を装備した１リットルの反応容器に加え、次に７０℃へ加熱してＣａＣｌ2を完全に溶解させた。１５．８２５グラム（０．０７１モル）のＤＡＰＢＩを高温溶液に加え、ＤＡＰＢＩが溶解するまで撹拌した。この溶液を撹拌しながら室温（２５℃）へ冷却した。次に５．７３０グラム（０．０２８モル）のＴＣＩを一度に全部加え、３０分間撹拌し、その後に８．６１７グラム（０．０４２モル）のＩＣＩを加えた。反応混合物を次に６０分間撹拌した。この溶液は経時的にますます粘性になり、溶液温度が５５℃へ上昇したため、それ以上の上昇は攪拌器の速度を緩徐化させることによって制御した。溶液中の生じたポリマー濃度は６％（ｗ／ｗ）で、ＣａＣｌ2／アミンのモル比は１．８００であった。固有粘度を決定するために、溶液のごく一部を水中で単離し、数回洗浄し、その後に１２０℃の真空オーブン中で乾燥させた。硫酸（０．５ｇ／１ｄＬ）中で測定した固有粘度は５．０９ｄＬ／ｇであった。
【００４７】
実施例４
ＤＡＰＢＩ／ＭＰＤ（８０／２０）−Ｉ／Ｔ（７０／３０）コポリマーおよびＭＰＤ−Ｉホモポリマーの７８／２２重量パーセントのポリマー混合物の調製
実施例２の８０グラムのＤＡＰＢＩ／ＭＰＤ（８０／２０）−Ｉ／Ｔ（７０／３０）コポリマー溶液（８ｇのポリマー）は、ディスク型攪拌器および窒素入口／出口を装備した反応容器に加えた。実施例１の１５０グラムのＭＰＤ−Ｉホモポリマー溶液（２８．９５ｇのポリマー）を加え、高速で１時間撹拌した。溶液温度は５５℃未満に調節した。混合物溶液は、混合する工程中に発生する気泡を除去するために室温の真空オーブン中に一晩配置した。生じた溶液は透過性および透明で、このブレンドが適合性で繊維に紡糸できることを証明していた。
【００４８】
実施例５
ＤＡＰＢＩ−Ｉ／Ｔ（６０／４０）コポリマーおよびＭＰＤ−Ｉホモポリマーの２０／８０重量パーセントのポリマー混合物の調製
実施例３の１２０グラムのＤＡＰＢＩ−Ｉ／Ｔ（６０／４０）コポリマー溶液（７．２４ｇのポリマー）は、ディスク型攪拌器および窒素入口／出口を装備した反応容器に加えた。実施例１の１５０グラムのＭＰＤ−Ｉホモポリマー溶液（２８．９５ｇのポリマー）を加え、高速で１時間撹拌した。溶液温度は５５℃未満に調節した。混合物溶液は、混合する工程中に発生する気泡を除去するために室温の真空オーブン中に一晩配置した。生じた溶液は透過性および透明で、このブレンドが適合性で繊維に紡糸できることを明白に証明していた。
【００４９】
実施例６
ＤＡＰＢＩ−Ｉ／Ｔ（６０／４０）コポリマーおよびＭＰＤ−Ｉホモポリマーの５０／５０重量パーセントのポリマー混合物の調製
実施例３の４７５グラムのＤＡＰＢＩ−Ｉ／Ｔ（６０／４０）コポリマー溶液（２８．９５ｇのポリマー）は、ディスク型攪拌器および窒素入口／出口を装備した反応容器に加えた。実施例１の１５０グラムのＭＰＤ−Ｉ溶液（２８．９５ｇのポリマー）を加え、高速で１時間撹拌した。溶液温度は５５℃未満に調節した。混合物溶液は、混合する工程中に発生する気泡を除去するために室温の真空オーブン中に一晩配置した。生じた溶液は透過性および透明で、このブレンドが適合性で繊維に紡糸できることを明白に証明していた。
【００５０】
比較例Ａ
ＤＡＰＢＩ／ＭＰＤ（５０／５０）−Ｉ／Ｔ（２５／７５）コポリマーおよびＭＰＤ−Ｉホモポリマーの不適合性の２２／７８重量パーセントのポリマー混合物の調製
ＤＡＰＢＩ／ＭＰＤ（５０／５０）−Ｉ／Ｔ（２５／７５）コポリマーは下記のように作成した。２９７．１グラムのＤＭＡｃおよび１１．２４２グラムのＣａＣｌ2は、バスケット型攪拌器および窒素入口／出口を装備した１リットルの反応容器に加え、次に７０℃へ加熱してＣａＣｌ2を完全に溶解させた。７．５７１グラム（０．０３４モル）のＤＡＰＢＩを高温溶液に加え、ＤＡＰＢＩが完全に溶解するまで撹拌した。この溶液に、３．６５１グラム（０．０３４モル）のＭＰＤを加えて溶解させた。この溶液を撹拌しながら室温（２５℃）へ冷却した。次に１０．３０６グラム（０．０５４モル）のＴＣＩを一度に全部加え、５分間撹拌し、その後に３．４３５グラム（０．０１７モル）のＩＣＩを加え、６０分間撹拌した。この溶液は経時的にますます粘性になり、溶液温度は５５℃へ上昇したため、それ以上の上昇は攪拌器の速度を緩徐化させることによって制御した。溶液中の生じたポリマー濃度は６％（ｗ／ｗ）で、ＣａＣｌ2／アミンのモル比は１．５００であった。固有粘度を決定するために、溶液のごく一部を水中で単離し、数回洗浄し、その後に１２０℃の真空オーブン中で乾燥させた。硫酸（０．５ｇ／１ｄＬ）中で測定した固有粘度は３ｄＬ／ｇであった。
【００５１】
１３３グラムのＤＡＰＢＩ／ＭＰＤ（５０／５０）−Ｉ／Ｔ（２５／７５）コポリマー溶液（８ｇのポリマー）は、ディスク型攪拌器および窒素入口／出口を装備した反応容器に加えた。１５０グラムのＭＰＤ−Ｉ溶液（２８．９５ｇのポリマー）を加え、高速で１時間撹拌した。コポリマーの％は、ブレンド中において２１．６％（ｗ／ｗ）であった。溶液温度は５５℃未満に調節した。混合物溶液は、混合する工程中に発生する気泡を除去するために室温の真空オーブン中に一晩配置した。生じた溶液は、透明な上相および不透過性の最下層の２相に分離したが、これはこの溶液を繊維に紡糸できなかったことを意味している
【００５２】
比較例Ｂ
ＤＡＰＢＩ／ＭＰＤ（４０／６０）−ＴコポリマーおよびＭＰＤ−Ｉホモポリマーの不適合性の２２／７８重量パーセントのポリマー混合物の調製
３７５．５グラムのＤＭＡｃおよび９．７５０グラムのＣａＣｌ2は、バスケット型攪拌器および窒素入口／出口を装備した１リットルの反応容器に加え、次に７０℃へ加熱してＣａＣｌ2を完全に溶解させた。７．８８０グラム（０．０３５モル）のＤＡＰＢＩを高温溶液に加え、ＤＡＰＢＩが完全に溶解するまで撹拌した。この溶液に、５．６９９グラム（０．０５３モル）のＭＰＤを加えて溶解させた。この溶液を撹拌しながら室温（２５℃）へ冷却した。１７．１７７グラム（０．０８５モル）のＴＣＩを次に一度に全部加え、６０分間撹拌した。この溶液は経時的にますます粘性になり、溶液温度は５５℃へ上昇したため、それ以上の上昇は攪拌器の速度を緩徐化させることによって制御した。溶液中の生じたポリマー濃度は６％（ｗ／ｗ）で、ＣａＣｌ2／アミンのモル比は１．０００であった。固有粘度を決定するために、溶液のごく一部を水中で単離し、数回洗浄し、１２０℃の真空オーブン中で乾燥させた。硫酸（０．５ｇ／１ｄＬ）中で測定した固有粘度は２．８９ｄＬ／ｇであった。
【００５３】
１３３グラムのＤＡＰＢＩ／ＭＰＤ（４０／６０）−Ｔコポリマー溶液（８ｇのポリマー）は、ディスク型攪拌器および窒素入口／出口を装備した反応容器に加えた。１５０グラムのＭＰＤ−Ｉ溶液（２８．９５ｇのポリマー）を加え、高速で１時間撹拌した。コポリマーの％は、ブレンド中において２１．６％（ｗ／ｗ）であった。溶液温度は５５℃未満に調節した。混合物溶液は、混合する工程中に発生する気泡を除去するために室温の真空オーブン中に一晩配置した。生じた溶液は、ミクロ相分離を示した。この溶液はシロップのようなカッテージチーズの外観を伴って不透明に見えた。この溶液は繊維に紡糸することができなかった。
【００５４】
実施例７
ＤＡＰＢＩ／ＭＰＤ（８０／２０）−Ｉ／Ｔ（７０／３０）コポリマーおよびＭＰＤ−Ｉホモポリマーの７８／２２重量パーセントのポリマー混合物からの繊維の調製
実施例４のＤＡＰＢＩ／ＭＰＤ（８０／２０）−Ｉ／Ｔ（７０／３０）コポリマーおよびＭＰＤ−Ｉホモポリマーの透明な７８／２２ポリマー混合物は、気泡の封入を防止するために金属シリンジ内へ極めて注意深く装入した。充填したシリンジはシリンジ湿式紡糸装置上に配置し、室温のポリマー混合物は２．５ミル径のキャピラリーを有する１３６穴の紡糸口金を通してシリンジからポンプで排出した。このシステムに溶液が完全に充填され、紡糸口金からの全開流量が確立されると、紡糸口金は室温に維持した水凝固浴の表面の下方に浸漬させた。湿式紡糸押出フィラメントは５ヤード／分で凝固浴を通過させ、穿孔金属ボビン上に巻き上げた。フィラメント線密度はフィラメント１本当たりおよそ２〜３デニールであった。そして生じたボビンは溶媒を抽出するために脱イオン水中に配置し、溶媒の良好な除去を保証するために水を数回取り替えた。フィラメントは２５０℃の高温チューブ内で乾燥させ、ボビン上に収集した。
【００５５】
実施例８
ＤＡＰＢＩ−Ｉ／Ｔ（６０／４０）コポリマーおよびＭＰＤ−Ｉホモポリマーの２０／８０重量パーセントのポリマー混合物からの繊維の調製
ボビン上の乾燥フィラメントは、実施例５のＤＡＰＢＩ−Ｉ／Ｔ（６０／４０）コポリマーおよびＭＰＤ−Ｉホモポリマーの２０／８０ポリマー混合物を使用して実施例７と同様に製造した。
【００５６】
実施例９
ＤＡＰＢＩ−Ｉ／Ｔ（６０／４０）コポリマーおよびＭＰＤ−Ｉホモポリマーの５０／５０重量パーセントのポリマー混合物からの繊維の調製
ボビン上の乾燥フィラメントは、実施例６のＤＡＰＢＩ−Ｉ／Ｔ（６０／４０）コポリマーおよびＭＰＤ−Ｉホモポリマーの５０／５０ポリマー混合物を使用して実施例７と同様に製造した。
【００５７】
実施例１０
ポリマー混合物から製造したフィラメントの可染性
実施例８、９および１０において製造したフィラメントのボビンからの繊維サンプルを染色手順試験方法による可染性および物理的特性について試験した。全繊維サンプルは酸性染料を用いて可染性であり、ポリマー組成に依存して、１デニール当たり２〜４グラムの範囲内の繊維靱性を有することが見いだされた。
【００５８】
実施例１１
酸性染料および塩基性染料の作用
染料タイプの作用を詳細に試験するために、実施例７の繊維紡糸法を使用して、実施例３の１００％のＤＡＰＢＩ−Ｔ／Ｉ（４０／６０）コポリマーを利用して第１コントロール繊維を紡糸した。第２コントロール繊維もまた、実施例１の１００％のＭＰＤ−Ｉホモポリマーを利用して実施例７の繊維紡糸法を使用して製造した。
【００５９】
さらに、実施例５および６の手順にしたがって、実施例３のＤＡＰＢＩ−Ｔ／Ｉ（４０／６０）コポリマーおよび実施例１のＭＰＤ−Ｉホモポリマーの３５％／６５％ポリマー混合物を製造し、そのポリマー混合物から実施例７の方法を使用して繊維を紡糸した。
【００６０】
これら３種の繊維を、実施例９のＤＡＰＢＩ−Ｉ／Ｔ（６０／４０）コポリマーおよびＭＰＤ−Ｉホモポリマーの５０／５０ポリマー混合物からの繊維とともに、次に染色手順試験方法によって酸性染料および塩基性染料を用いて染色した。酸性染料および塩基性染料はどちらも赤色染料であった。
【００６１】
様々な組成物についての結果を表に表示した。２つのコントロール繊維は、１００％ポリマーの自然な特徴を示した。１００％のＤＡＰＢＩ−Ｉ／Ｔの繊維は酸性染料を容易に受け入れ、赤色に染色された。塩基性染料は繊維を赤色に染色しなかった。１００％のＭＰＤ−Ｉの繊維は赤色塩基性染料を用いた場合はほんのわずかにしか染色できず、これはホモポリマーを染色することに関する一般的課題を例示した。ＭＰＤ−Ｉ繊維は、酸性染料を用いた場合はより難染性であり、極めてわずかに淡い色が付いただけであった。これらのポリマーの混合物から製造された繊維は、繊維の外面上のＤＡＰＢＩ−Ｉ／Ｔポリマーの予想外の位置に起因して、驚くべき可染性  −−  ＤＡＰＢＩ−Ｉ／Ｔ可染性  −−  を証明している。
【００６２】
【表１】
0006438470.tif 000002
【００６３】
比較例Ｃ
ポリアクリロニトリルホモポリマー／ＭＰＤ−Ｉブレンド溶液からの繊維
先行実施例におけるような反応装置を使用して、２０グラムのポリアクリロニトリルホモポリマーを反応容器内の室温の窒素雰囲気下でバスケット型攪拌器を用いて撹拌することにより室温の８０グラムのＤＭＡｃ中に溶解させた。ポリマーを溶媒中に完全に溶解させると透過性／透明の溶液が製造された。
【００６４】
実施例１からのＤＭＡｃ／ＣａＣｌ2中の２９６グラムの１９．３％のＭＰＤ−Ｉ溶液は、上述のように調製したポリアクリロニトリルホモポリマー溶液に加え、高剪断で１時間混合した。このブレンド溶液を排気させるために５０℃の真空オーブン内に一晩配置した。この溶液を実施例７に記載した同一手順を使用する湿式紡糸のために使用した。繊維を実施例７と同一方法で洗浄して乾燥させた。
【００６５】
生じた繊維を染色機内に配置し、同一染色手順試験方法を使用して塩基性染料で染色した。コントロールとして、１００％のＭＰＤ−Ｉ繊維もまた同一染色手順試験方法を使用して塩基性染料で染色した。
【００６６】
ポリアクリロニトリルホモポリマー／ＭＰＤ−Ｉのブレンドから製造した繊維を１００％のＭＰＤ−Ｉ繊維と同様に着色または染色した。これは、ポリアクリロニトリルホモポリマー単独では塩基性染料で可染性ではないために、ポリアクリロニトリルホモポリマー／ＭＰＤ−Ｉブレンド内のポリマー成分の鞘／芯分離が発生しなかったことを示している。鞘／芯繊維が鞘内でポリアクリロニトリルホモポリマーを用いて形成されていた場合は、可染性であったはずはない。その後の試験は、ＤＡＰＢＩ−Ｉ／Ｔコポリマーと同様に、室温水中のアクリロニトリルホモポリマーの凝固速度がＭＰＤ−Ｉの凝固速度より緩徐であることを証明した。しかし、ポリアクリロニトリルホモポリマー／ＭＰＤ−Ｉポリマーブレンドは所望の類似の繊維を提供しない。
次に、本発明の態様を示す。
１.  少なくとも第１ポリマーおよび第２ポリマーの混合物を含む繊維であって；
前記第１ポリマーは、１種以上のアミンモノマーと複数の酸性モノマーとの反応に由来する構造を有し、
ｉ）前記１種以上のアミンモノマーは、アミンモノマーの総量に基づいて、少なくとも６０モルパーセントの５（６）−アミノ−２−（ｐ−アミノフェニル）ベンズイミダゾールを含み；および
ｉｉ）前記複数の酸性モノマーは：
Ｃｌ−ＣＯ−Ａｒ1−ＣＯ−Ｃｌ  及び  Ｃｌ−ＣＯ−Ａｒ2−ＣＯ−Ｃｌ
（式中、Ａｒ1はパラ型結合を有する芳香族基であり、およびＡｒ2はメタ型結合を有する芳香族基であり、前記複数の酸性モノマーは、芳香族基Ａｒ2を含有する少なくとも５０モルパーセントの前記モノマーを有する）
の構造を有する酸性モノマーを含み；および
前記第２ポリマーは、メタフェニレンジアミンと塩化イソフタロイルとの反応に由来する構造を有する、繊維。
２.  前記１種以上のアミンモノマーが、１００モルパーセントの５（６）−アミノ−２−（ｐ−アミノフェニル）ベンズイミダゾールである、上記１に記載の繊維。
３.  前記１種以上のアミンモノマーが、メタフェニレンジアミンを含む、上記１に記載の繊維。
４.  第１ポリマーおよび第２ポリマーの前記混合物が、第１ポリマーおよび第２ポリマーの総量に基づいて、２５〜８０重量パーセントの前記第１ポリマーを含有する、上記１〜３のいずれか一項に記載の繊維。
５.  第１ポリマーおよび第２ポリマーの前記混合物が、前記第１ポリマーおよび第２ポリマーの総量に基づいて、２５〜５０重量パーセントの前記第１ポリマーを含有する、上記４に記載の繊維。
６.  上記１〜５のいずれか一項に記載の繊維を含むマルチフィラメント糸。
７.  上記１〜５のいずれか一項に記載のステープルファイバーを含む糸。
８.  上記１〜５のいずれか一項に記載の繊維を含む布地。
９.  上記１〜５のいずれか一項に記載の繊維を含む防護衣類。
１０.  ａ）少なくとも第１ポリマーおよび第２ポリマーを混合またはブレンドする工程であって；
前記第１ポリマーは、１種以上のアミンモノマーと複数の酸性モノマーとの反応に由来する構造を有し、
ｉ）前記１種以上のアミンモノマーは、アミンモノマーの総量に基づいて、少なくとも６０モルパーセントの５（６）−アミノ−２−（ｐ−アミノフェニル）ベンズイミダゾールを含み；および
ｉｉ）前記複数の酸性モノマーは：
Ｃｌ−ＣＯ−Ａｒ1−ＣＯ−Ｃｌ  及び  Ｃｌ−ＣＯ−Ａｒ2−ＣＯ−Ｃｌ
（式中、Ａｒ1はパラ型結合を有する芳香族基であり、およびＡｒ2はメタ型結合を有する芳香族基であり；
前記複数の酸性モノマーは、芳香族基Ａｒ2を含有する少なくとも５０モルパーセントの前記モノマーを有する）
の構造を有する酸性モノマーを含み；および
前記第２ポリマーは、メタフェニレンジアミンと塩化イソフタロイルとの反応に由来する構造を有する、工程；
ｂ）繊維を紡糸するための少なくとも第１ポリマーおよび第２ポリマーの均質溶液を提供する工程；および
ｃ）前記溶液から繊維を紡糸する工程
を含む、繊維を製造する方法。
１１.  前記１種以上のアミンモノマーが、１００モルパーセントの５（６）−アミノ−２−（ｐ−アミノフェニル）ベンズイミダゾールである、上記１０に記載の繊維を製造する方法。
１２.  前記１種以上のアミンモノマーが、メタフェニレンジアミンを含む、上記１０に記載の繊維を製造する方法。
１３.  第１ポリマーおよび第２ポリマーの前記混合物が、第１ポリマーおよび第２ポリマーの総量に基づいて、２５〜８０重量パーセントの前記第１ポリマーを含有する、上記１０〜１２のいずれか一項に記載の繊維を製造する方法。
１４.  第１ポリマーおよび第２ポリマーの前記混合物が、前記第１ポリマーおよび第２ポリマーの総量に基づいて、２５〜５０重量パーセントの前記第１ポリマーを含有する、上記１３に記載の繊維を製造する方法。
【図１】
0006438470.tif 000003
【図２】
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