(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
アミド系界面活性剤が固着された全芳香族ポリアミド繊維からなる繊維構造物であって、該全芳香族ポリアミド繊維構造物を燃焼させた際の繊維構造物の厚さ増加率が１．２０％以上であることを特徴とする高遮熱性全芳香族ポリアミド繊維構造物。
【請求項２】
アミド系界面活性剤が下記式（１）および／または下記式（２）で示されるアミド系界面活性剤である請求項１記載の高遮熱性全芳香族ポリアミド繊維構造物。
【化１】
0004242992.tif 000015
ここで、Ｒ1は炭素原子数３〜４０の一価の炭化水素基であり、該炭化水素基としてはアルキル基、アルケニル基、シクロアルキル基、アリール基又はアルキルアリール基が好ましい。ｍ及びｍ'は各々１〜３の整数を表す。
【化２】
0004242992.tif 000016
ここで、Ｒ2は炭素原子数３〜４０の一価の炭化水素基、Ｒ3はエチレン基を主体とし、一部プロピレン基であってもよく、ｎ及びｎ'は各々正の整数であって、ｎ＋ｎ'が２〜３０となる整数を表す。
【請求項３】
繊維構造物にアミド系界面活性剤を付着させた後、加熱処理して該界面活性剤を固着させてなる請求項１又は２記載の高遮熱性全芳香族ポリアミド繊維構造物。
【請求項４】
パディング法によりアミド系界面活性剤を繊維構造物に付着させてなる請求項３記載の高遮熱性全芳香族ポリアミド繊維構造物。
【請求項５】
スプレー法によりアミド系界面活性剤を繊維構造物に付着させてなる請求項３記載の高遮熱性全芳香族ポリアミド繊維構造物。
【請求項６】
繊維構造物を、アミド系界面活性剤を含む浴中で加熱処理してアミド系界面活性剤を固着させてなる請求項１又は２記載の高遮熱性全芳香族ポリアミド繊維構造物。
【請求項７】
全芳香族ポリアミド繊維がメタ系全芳香族ポリアミド繊維である請求項１〜６のいずれか１項に記載の高遮熱性全芳香族ポリアミド繊維構造物。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、高遮熱性を有する全芳香族ポリアミド繊維構造物に関するものであり、更に詳しくは、燃焼した際に膨張炭化して遮熱性が著しく向上する高遮熱性全芳香族ポリアミド繊維構造物に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
全芳香族ポリアミド（以下アラミドと略記）繊維にはコーネックス、ノーメックスに代表されるメタ系アラミド繊維とテクノーラ、ケブラー、トワロンに代表されるパラ系アラミド繊維とがある。
【０００３】
これらのアラミド繊維は、ナイロン６、ナイロン６６などの従来から広く使用されている脂肪族ポリアミド繊維に比較して、剛直な分子構造と高い結晶性のために耐熱性、耐炎性（難燃性）などの熱的性質、並びに耐薬品性、強力な耐放射線性、電気特性などの安全性に優れた性質を有している。従ってバグフィルターなどの産業資材用やカーテンなどのインテリア用、耐炎性（難燃性）や耐熱性を必要とする防護服などの衣料用として広く使用されている。
【０００４】
また、消防士が消火作業中に着用する遮熱性防護服を構成する繊維としては、従来より不燃性のアスベスト繊維、ガラス繊維などが使われていたが、環境問題や、動き易さの観点から近年では、アラミド繊維、ポリフェニレンスルフィド繊維、ポリイミド繊維、ポリベンズイミダゾール繊維などの難燃性の有機繊維からなる布帛の表面に、輻射熱を防止するため、金属アルミニウム等をコーティングあるいは蒸着したものが多く使用されている。
【０００５】
一方、近年、遮熱性の評価方法の国際標準化がなされ、輻射熱はもとより、伝導熱にも注目した評価方法が確立された（試験法番号：ＩＳＯ９１５１）。この評価方法による遮熱性の基準をクリアするに当たっては、熱伝導を遅延させるために、遮熱性防護服内に大量の空気層を作ることが有用となる。
【０００６】
しかしながら、上記のようなアルミニウムがコーティングされた有機繊維布帛を遮熱性防護服として用いた場合、重量が非常に重くなるので、空気層を作るために最も有用である積層構造を形成することが事実上不可能であった。
【０００７】
さらに、このような空気層を形成することは、保温性が向上するために熱を発散しにくくなることもあり、消火作業時のような非常に暑い環境下では、着用感が非常に悪くなるという問題も有していた。また更には繊維表面にコーティング等の加工を施した場合は、透湿性が全く得られず、その着用感は非常に劣悪なものとなる。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、上記従来技術の有する問題点を解消し、燃焼した際に膨張炭化して遮熱性が著しく向上し、軽量で着用感に優れた遮熱性防護服として用いることが可能な高遮熱性全芳香族ポリアミド繊維構造物を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは上記目的を達成するために鋭意検討した結果、繊維構造物を構成する全芳香族ポリアミド繊維にアミド系界面活性剤を固着させることにより、所望の繊維構造物が得られることを究明した。
【００１０】
かくして本発明によれば、アミド系界面活性剤が固着された全芳香族ポリアミド繊維からなる繊維構造物であって、該全芳香族ポリアミド繊維構造物を燃焼させた際の繊維構造物の厚さの増加率が１．２０％以上であることを特徴とする高遮熱性全芳香族ポリアミド繊維構造物が提供される。
【００１１】
【発明の実施の形態】
本発明におけるアラミド繊維とは、アミド結合が芳香環に直結した全芳香族ポリアミドを主たる構成成分とするもので、例えば、(1) 芳香族多価アミンと芳香族多価カルボン酸ハラミド、(2) 芳香族多価アミンと芳香族多価カルボン酸エステル、(3) 芳香族多価アミンと芳香族多価カルボン酸、(4) 芳香族多価イソシアネートと芳香族多価カルボン酸などのモノマーの組み合わせを重縮合することによって得られるポリマーより構成される。
【００１２】
中でも、芳香環がメタ−メタ或いは、メタ−パラで結合しているポリマーからなるアラミド繊維は、本発明の効果がより顕著に発現するため、本発明のアラミド繊維として好適である。例えば、メタフェンレンジアミンとイソフタル酸クロライドを低温溶液重合或いは、界面重合して得たポリメタフェニレンイソフタルアミドを主成分とするメタ−メタ結合のアラミドよりなる繊維（例えば、帝人(株)製、「コーネックス」など）が好適である。
【００１３】
また、メチル基などのアルキル基で置換された芳香環を有するアラミドも好ましく用いることができる。更にはポリメタフェニレンイソフタラミド又はそれを主成分とする共重合体繊維等を好ましいものとして挙げることができる。
【００１４】
中でも、特開平８−８１８２７号公報に開示されたような、メタ系アラミドにアルキルベンゼンスルホン酸オニウム塩が含有された組成物からなる易染性メタ系アラミド繊維において、本発明の効果が著しく顕著に奏されるため、特に好適である。かかるアルキルベンゼンスルホン酸オニウム塩としては、ドデシルベンゼンスルホン酸テトラブチルホスホニウム塩、下記式で示されるドデシルベンゼンスルホン酸トリブチルベンジルアンモニウム塩等を好ましいものとして挙げることができる。
【００１５】
【化３】
0004242992.tif 000002
【００１６】
ここで、上述のアルキルベンゼンスルホン酸オニウム塩を含有するメタ系アラミド繊維においては、オニウム塩を含有することによって難燃性や耐光性が劣ることが懸念されるので、難燃剤や紫外線吸収剤を含有させることが好ましい。
【００１７】
ここで、上記難燃剤の好ましい具体例としては下記式で示されるハロゲン化アルキル燐酸エステル系難燃剤を挙げることができる。
【００１８】
【化４】
0004242992.tif 000003
【００１９】
ここで、Ｒは炭素数２〜６、好ましくは炭素数２〜３のハロゲン化アルキル基を表すが、ハロゲン原子は塩素又は臭素を示し、ハロゲン化アルキル基中のハロゲンの置換数は１でも２以上であってもよい。中でも、２−クロロエチル基、２−クロロプロピル基が、抗菌性、難燃性及び洗濯耐久性をより高レベルにする効果が期待出来る。Ｘは直接結合又は炭素数１〜４のアルキレン基を表す。また、ｎは０〜１０の整数であり、なかでも特に２〜４の範囲の整数が好ましい。
【００２０】
また紫外線吸収剤としては下記式で示される化合物を例示することができる。
【００２１】
【化５】
0004242992.tif 000004
【００２２】
本発明でいう繊維構造物としては、織編物及び不織布が例示されるが、強度の点で織物を使用するものが好ましく、更にはメタ系アラミド繊維とパラ系アラミド繊維を混紡して紡績糸の形態で使用するものも好ましく例示される。また必要に応じて、コーティング法、パディング法、スプレー法、又は、浸漬法などの加工方法を用い、フッ素系の撥水樹脂を付与して加工することが、より高い撥水性能や耐薬品性能を有する防護服を得るためには好ましい。
【００２３】
アミド系界面活性剤を固着させたアラミド繊維構造物の製造方法としては、例えばパディング法、コーティング法、スプレー法又は浸漬法などの公知の加工方法を任意に採用することにより、アミド系界面活性剤を該繊維構造物に付着させた後、加熱処理する方法が例示される。また、アラミド繊維構造物を、アミド系界面活性剤を含む浴中で加熱処理してアミド系界面活性剤を固着させる方法を採用しても良い。
【００２４】
かくしてアミド系界面活性剤が該アラミド繊維構造物に固着されることにより、該アラミド繊維構造物が燃焼する際、膨張炭化が起こり、繊維内に空気層が生成増大し、遮熱性が向上する。
【００２５】
本発明のアラミド繊維は、他の繊維と混綿、混紡、混編織し、繊維構造物とすることもできる。アラミド繊維に混合する繊維素材は、特に限定はしないがアラミド繊維の難燃性を生かす上では、難燃レーヨン、難燃加工綿、難燃ポリエステル、難燃ビニロン、ノポラックなどの難燃素材が好ましい。中でも難燃素材として、難燃レーヨンなどのセルロース系を混合するとアラミド単独よりも高吸湿性となり快適性の面でより好ましい。
【００２６】
更に縫製品など最終繊維製品にも適用しうる。
【００２７】
更に本発明の目的を損なわない範囲内で安定剤、酸化防止剤、帯電防止剤、蛍光増白剤、触媒、着色剤、無機微粒子、消泡剤などを添加したものでもよい。
【００２８】
本発明におけるアミド系界面活性剤はアラミド繊維との親和性が高いために、遮熱性が向上するので好ましい。
【００２９】
ここで、アミド系界面活性剤とは水に可溶性でノニオン系を示す下記式（１）および／又は下記式（２）の構造を有するものが好ましく例示されるが、分子中にアミド結合を有し、且つ界面活性効果を有するものであれば、すべて使用することができる。
【００３０】
【化６】
0004242992.tif 000005
【００３１】
ここで、Ｒ1は炭素原子数３〜４０の一価の炭化水素基であり、該炭化水素基としてはアルキル基、アルケニル基、シクロアルキル基、アリール基又はアルキルアリール基が好ましい。ｍ及びｍ'は各々１〜３の整数を表す。
【００３２】
【化７】
0004242992.tif 000006
【００３３】
ここで、Ｒ2は炭素原子数３〜４０の一価の炭化水素基、Ｒ3はエチレン基を主体とし、一部プロピレン基であってもよく、ｎ及びｎ'は各々正の整数であって、ｎ＋ｎ'が２〜３０となる整数を表す。
【００３４】
中でも、均染化効果及び取り扱い性の点から、ノニオン系で且つ水溶性である、下記式（３）及び（４）で示される界面活性剤が特に好ましい。
【００３５】
【化８】
0004242992.tif 000007
【００３６】
ここで、ｉは８〜２０の整数を表す。
【００３７】
【化９】
0004242992.tif 000008
【００３８】
ここで、ｊは８〜２０の整数、ｋ及びｋ'は各々正の整数でｋ＋ｋ’が３〜１０となる整数を表す。
【００３９】
上記アミド系界面活性剤の使用量としては０．００５ｇ／ｌ〜２０ｇ／ｌの範囲が好ましく、０．２５ｇ／ｌ〜６ｇ／ｌの範囲が特に好ましい。この使用量が０．００５ｇ／ｌ未満では遮熱性効果が不十分になる傾向があり、逆に２０ｇ／ｌを超える場合には最早著しい遮熱性の向上効果を示さなくなることがある。
【００４０】
【作用】
前述したように、本発明はアラミド繊維からなる高遮熱性繊維構造物に関するものであり、アラミド繊維構造物、特にメタ系アラミド繊維構造物にアミド系界面活性剤が固着されていることにより、燃焼時に該アラミド繊維構造物を構成するアラミド繊維が膨張炭化し繊維内に空気層が生成増大するので遮熱性が向上する。
【００４１】
このようなアミド系界面活性剤が固着されたアラミド繊維からなる繊維構造物は、表地層、中間層、遮熱層などの多層構造からなる防護服に適用しても良く、前記多層構造を構成する何れかの層、好ましくは遮熱層或いは多層構造全てを該繊維構造物で構成しても良い。
【００４２】
以下、実施例により本発明を更に詳細に説明する。なお、実施例中の遮熱性および防炎性の評価は下記の方法に従って行った。
（１）遮熱性
ＩＳＯ９１５１に準拠し、２４℃温度上昇試験を行った。
（２）防炎性
ＪＩＳ Ｋ ７２０１（ＬＯＩ（限界酸素指数））及びＪＩＳ Ｌ １９０１  Ａ−４法（垂直法）に準拠し、測定を行った。
（３）繊維炭化時の繊維構造物の厚さ増加率
ＩＳＯ９１５１に準拠し、８０ｋＷ／ｍ2の熱流速により燃焼試験を行い、炭化繊維構造物の厚さ増加率をマイクロスコープを用いて測定した。
【００４３】
［実施例１］
メタ系アラミド繊維であるコーネックス（ポリメタフェニレンイソフタラミド又はそれを主成分とする共重合体）繊維に下記式で示す易染化剤をそれぞれ１３．０、５．０、３．０重量％含有させたメタ系アラミド短繊維よりなる紡績糸を用い、常法に従って製織（経４２本／ｉｎ、緯４６本／ｉｎ）し平織物を得た。
【００４４】
【化１０】
0004242992.tif 000009
【００４５】
該織物をスコアロール４００（花王製）で１ｇ／ｌ、８０℃で２０分間精錬した。水洗・乾燥後、１９０℃で１分間プレ・セットした。次いで、下記染浴で常温から２℃／分の速度で昇温し、１３５℃で６０分間染色処理した。
・染料C.I.Basic Blue 54（Kayacryl Blue GSL-ED）        ４  %owf
・硝酸Ｎａ                                            ２５  g/l
・酢酸                                              ０．５  cc/l
・浴比１：３０
【００４６】
染色後、織物を取り出し、次いで、染色された試料を下記洗浄浴で８０℃×２０分間還元洗浄した。
・ＮａＯＨ                                              １ｇ／ｌ
・ハイドロサルファイト                                  １ｇ／ｌ
・アミラジンＤ  （非イオン活性剤  第一工業製薬製）      １ｇ／ｌ
【００４７】
還元洗浄後、十分水洗して乾燥、ファイナル・セット（１８０℃×１分間）した。その後、該アラミド繊維全重量に対して５０重量％となるように、下記式に示すアミド系界面活性剤１０ｇ／ｌを臭素共重合タイプの難燃ウレタンをバインダーとして使用し、該織物にパディング法により付着させた。その後、熱風乾燥機にて１２０℃×３分間乾燥し、１６０℃×１分間加熱処理して界面活性剤を固着させた。
【００４８】
【化１１】
0004242992.tif 000010
【００４９】
［実施例２］
実施例１において、アミド系界面活性剤として下記式に示すアミド系界面活性剤を使用した以外は、実施例１と同様に処理し評価した。
【００５０】
【化１２】
0004242992.tif 000011
【００５１】
［実施例３］
実施例１において、アミド系界面活性剤として下記式に示すアミド系界面活性剤を使用した以外は、実施例１と同様に処理し評価した。
【００５２】
【化１３】
0004242992.tif 000012
【００５３】
［実施例４］
実施例１において、アミド系界面活性剤として下記式に示すアミド系界面活性剤を使用した以外は、実施例１と同様に処理し評価した。
【００５４】
【化１４】
0004242992.tif 000013
【００５５】
［実施例５］
実施例１において、アミド系界面活性剤バインダーを用いずにスプレー法により付着させた以外は、実施例１と同様に処理し評価した。
【００５６】
［実施例６］
実施例１と同じ織物を用い、該織物を実施例１と同様の方法で精練、水洗、乾燥、プレ・セットした後、実施例１と同じアミド系界面活性剤を含む下記組成の処理液にて常温から２℃／分の速度で昇温し、１３５℃で６０分間染色と同時に界面活性剤を固着させた。
・染料C.I.Basic Blue 54（Kayacryl Blue GSL-ED）        ４  %owf
・硝酸Ｎａ                                            ２５  g/l
・酢酸                                              ０．５  cc/l
・アミド系界面活性剤                                    ３  ｇ／ｌ
・浴比１：３０
【００５７】
染色後、織物を取り出し、次いで、染色された試料を下記洗浄浴で８０℃×２０分間還元洗浄した。
・ＮａＯＨ                                              １ｇ／ｌ
・ハイドロサルファイト                                  １ｇ／ｌ
・アミラジンＤ  （非イオン活性剤  第一工業製薬製）      １ｇ／ｌ
【００５８】
還元洗浄後、十分水洗して乾燥、ファイナル・セット（１８０℃×１分間）した。
【００５９】
［比較例１］
実施例１において、アミド系界面活性剤を使わなかった以外は、実施例１と同様に処理し評価した。
【００６０】
［比較例２］
実施例２において、アミド系界面活性剤を使わなかった以外は、実施例２と同様に処理し評価した。
【００６１】
［比較例３］
実施例３において、アミド系界面活性剤を使わなかった以外は、実施例３と同様に処理し評価した。
【００６２】
［比較例４］
実施例４において、アミド系界面活性剤を使わなかった以外は、実施例４と同様に処理し評価した。
【００６３】
［比較例５］
実施例５において、アミド系界面活性剤を使わなかった以外は、実施例５と同様に処理し評価した。
【００６４】
［比較例６］
実施例６において、アミド系界面活性剤を使わなかった以外は、実施例６と同様に処理し評価した。
結果を表１に示す。
【００６５】
【表１】
0004242992.tif 000014