| 【発明の名称】 |
ポリケトン繊維よりなる防弾防刃チョッキ |
| 【発明者】 |
【氏名】藤田 敏也
【氏名】加藤 仁一郎
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| 【要約】 |
【課題】湿潤状態、高温でも高強度高弾性率を維持することができ、且つ安価な防弾防刃チョッキを提供する。
【解決手段】繰り返し単位の９０モル％以上が下記の構造式（１）で示されるポリケトンから構成されたポリケトン繊維を用いたことを特徴とする防弾防刃チョッキ。 |
【特許請求の範囲】
【請求項１】 繰り返し単位の９０モル％以上が下記の構造式（１）で示されるポリケトンから構成されたポリケトン繊維を用いたことを特徴とする防弾防刃チョッキ。
【請求項２】 ポリケトン繊維の織物により構成されることを特徴とする請求項１記載の防弾防刃チョッキ。
【請求項３】織物の経糸および緯糸の少なくとも一方のカバーファクターが５以上であり、かつ経糸と緯糸のカバーファクターの積が５０以上になるように構成されている高密度織物であることを特徴とする請求項２記載の防弾防刃チョッキ。
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【発明の詳細な説明】【０００１】
【発明の属する技術的分野】本発明は、高強度高弾性率を有するポリケトン繊維からなる耐貫通性に優れた防弾防刃チョッキに関する。
【０００２】
【従来の技術】近年、高分子化学及び紡糸技術の発展により、アラミド繊維や高分子量ポリエチレン繊維等の高強度高弾性率繊維が製造されるようになり、従来金属でしか製造されなかった防弾、防護性等の耐貫通性が要求される分野でもその高強度高弾性率繊維が利用されるようになった。しかし、この高強度高弾性率繊維の利用は、確かに軽量化という点では大きな改善が見られるが、種々の性能の点においては未だ必ずしも十分満足されるとは言えない。
【０００３】アラミド繊維においては吸水性が高く、寸法安定性に問題がある。これは、水にぬれた時の繊維の強度低下、織物の織り密度の変化を引き起こし耐貫通性の低下につながる。高分子量ポリエチレンにおいては寸法安定性が良いが、融点が１２０℃と低いために高温になると物性低下を起こす。たとえば製鉄現場などで防護服として使用した場合、周囲の高温な雰囲気のために物性低下を起こし耐貫通性、耐擦過性を発揮できない。また、これらの物性面の問題のほかにも、いずれの繊維も高価であり汎用性に乏しいという問題がある。
【０００４】
【本発明が解決しようとしている課題】本発明が解決しようとしている課題は、湿潤状態、高温でも高強度高弾性率を維持することができ、且つ安価な防弾防刃チョッキを提供することである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明者らは上記課題について鋭意研究した結果、上記課題はポリケトンよりなる高強度高弾性率繊維を用いることにより解決されることを見出した。すなわち本発明は繰り返し単位の９０モル％以上が下記の構造式（１）で示されるポリケトンから構成されたポリケトン繊維を用いたことを特徴とする防弾防刃性チョッキに関するものである。
【０００６】
本発明のポリケトン繊維は、繰り返し単位の９０モル％以上が下記の構造式（１）で示されるポリケトンから構成される。１０モル％未満の範囲で下記の構造式（１）以外の繰り返し単位、例えば下記の構造式（２）に示したもの等を含有していても良い。
【０００７】
Ｒはエチレン以外の１〜３０の有機基であり、例えばプロピレン、ブチレン、１−フェニルエチレン等が例示される。これらの水素原子の一部または全部が、ハロゲン基、エステル基、アミド基、水酸基、エーテル基で置換されていてもよい。もちろん、Ｒは２種以上であってもよく、例えば、プロピレンと１−フェニルエチレンが混在していてもよい。高強度、高弾性率が達成可能で、高温での安定性が優れるという観点で繰り返し単位の９７モル％以上が上記構造式（１）で示されるポリケトンであるこことが好ましく、最も好ましくは１００モル％である。
【０００８】また、これらのポリケトンには必要に応じて、酸化防止剤、ラジカル抑制剤、他のポリマー、艶消し剤、紫外線吸収剤、難燃剤、金属石鹸等の添加剤を含んでいてもよい。本発明の防弾防刃チョッキはポリケトン繊維を用いることにより、湿潤状態、高温での使用が可能となり、且つ安価なものとなる。防弾防刃チョッキの構成はポリケトン繊維からなされておれば良く、その構成比率は１０重量％以上、好ましくは５０重量％以上、さらに好ましくは７０重量％以上であり、最も好ましくは１００重量％である。チョッキの構成は公知のもので良く、織物、編物、それらの複合物、樹脂加工物、積層物で良いが、中でも織物が好ましい。
【０００９】本発明に言う織物とは平織、斜文織、朱子織等である。最終用途から要求される織物の諸性質の基礎となる構造力学特性は、通常、組織と経および緯糸の配列間隔の両面から推論され、一般に、平織組織が最も締まりがきつく強く、朱子織組織が柔軟性に富む。本発明に言うカバーファクターＫとは、これらの傾向を数値化したもので織物表面から見える糸間の間隔の大きさを表すパラメーターである。すなわち、経糸（もしくは緯糸）の織物密度ｎ（本／２．５４ｃｍ）と糸の番手Ｓ（英式綿番手数）の平方根との比で定義され、Ｋ＝ｎ／Ｓ1/2で求められる。番手Ｓをデシテックスｄｔｅｘに換算すると、Ｋ＝ｎ／（０．５９０６×１００００／ｄｔｅｘ）1/2となる。経糸、緯糸について求めたカバーファクターを各々Ｋｗ、Ｋｆとし、その積ＫｗｆをＫｗｆ＝Ｋｗ×Ｋｆとして求める。
【００１０】本発明においては、経糸および緯糸の少なくとも一方のカバーファクターが５以上であり、かつ経糸と緯糸のカバーファクターの積が５０以上になるように織物を構成することが肝要点である。このＫｗｆが設定値から外れると、耐貫通性が劣ることとなる。尚織物に用いる経・緯糸は、ともに本発明で規定するポリケトン繊維が好ましいが、耐貫通性が劣らない範囲で、ポリアミド、ポリエステル、ポリウレタン、ポリエチレン、ポリアクリル、ポリビニルアルコール等の繊維を経・緯糸として１本以上混ぜ合わせ（例えば、本発明で規定する繊維特性を満足するポリケトン繊維５５６ｄｔｅｘ×２本とナイロン繊維５５６ｄｔｅｘ×１本の合糸）たりしてもよい。また、目的に合わせてシート状物を１層以上積層して用いてもよいことは無論である。
【００１１】本発明で用いるポリケトン繊維の性能には特に制限はないが、強度が７ｃＮ／ｄｔｅｘ以上、弾性率が８８ｃＮ／ｄｔｅｘ以上であることが好ましい。さらに好ましくは強度８．８ｃＮ／ｄｔｅｘ以上、弾性率１３２ｃＮ／ｄｔｅｘ以上、最も好ましくは強度１３ｃＮ／ｄｔｅｘ以上、弾性率１７６ｃＮ／ｄｔｅｘ以上である。繊維の強度が７ｃＮ／ｄｔｅｘ未満では前述した織物とした時、要求される耐貫通性を満足できない場合が生じ、好ましくない。また、弾性率が８８ｃＮ／ｄｔｅｘ未満でも衝撃時の繊維変形量（伸度）が同一強度の高弾性率繊維に比べ大きくなり、結果として耐貫通性に要求される性能に達せず、好ましくない。
【００１２】本発明で用いる上述のポリケトン繊維の製造は公知の紡糸方法で可能である。湿式紡糸、溶融紡糸、乾式紡糸が可能であり、好ましくは湿式紡糸、溶融紡糸である。最も好ましくは湿式紡糸法である。湿式紡糸で物性を発現させるためには、特開平２−１１２４１３号公報、特開平４−２２８６１３号公報、特表平４−５０５３４４号公報に記載の溶剤、例えば、ヘキサフルオロイソプロパノール、ｍ−クレゾール、クロロフェノール、レゾルシン／水、フェノール／アセトン、プロピレンカーボネート／ヒドロキノン、ピロール、レゾルシン／プロピレンカーボネート、ピリジン、ギ酸等の有機溶剤を用いた湿式紡糸を適用することもできるが、これらの溶剤は高価または毒性が高いものであったり、引火性の高い凝固剤を使用する必要がある等、工業的に使用するには問題がある。また、米国特許第５９２９１５０号明細書、国際特許出願第９９／１８１４３号では、例えば亜鉛塩溶液、リチウム塩の溶液が溶剤として使用できることが開示されている。リチウム塩の溶液は高価で工業的には使用できないが、亜鉛塩の溶液は安価で安定な湿式紡糸が可能となる。しかし、ポリケトンを亜鉛塩の溶液に溶した場合、工業的に必要な長期な時間安定に保つことは困難である。一方、本発明者らが発見したポリケトン溶液であるハロゲン化亜鉛とハロゲン化アルカリ金属または／及びハロゲン化アルカリ土類金属の混合塩の水溶液は、安価で安全である上に、長期安定性も優れており、工業的な溶剤であるという点で、最も好ましい溶剤である。従って、本発明に用いるポリケトン繊維はハロゲン化亜鉛とハロゲン化亜鉛とハロゲン化アルカリ金属及び／またはハロゲン化アルカリ土類金属の混合塩の水溶液を溶剤とした湿式紡糸法を用いて製造することが最も好ましく、その方法は国際特許出願第９９／０４２３５号に従うことによりできる。
【００１３】上記のようにして得られた繊維中には、重合触媒として使用したパラジウムが含まれる。このパラジウム元素の量は１００ｐｐｍ以下であることが好ましく、さらに好ましくは１０ｐｐｍ以下であることが好ましい。パラジウムの量を低減する方法としては、特に制限はないが、ポリケトンの重合終了時に重合溶媒を用いて１〜２０回洗浄すればよい。また、紡糸溶剤として使用した亜鉛元素も残留しており、その含量は１００００ｐｐｍ以下であることが好ましい。さらに好ましくは、３０００ｐｐｍ以下である。これらの元素が残留したまま長期に渡り湿潤状態、高温での使用を続けると防弾防刃性の低下を引き起こすため、紡糸時に充分な洗浄を施してから使用を行う必要が有る。溶融紡糸法としては、例えば特開平１−１２４６１７号公報の方法をそのまま適用できる。
【００１４】
【実施例】本発明を以下の実施例によりさらに詳しく説明するが、これらは本発明の範囲に限定されるものではない。実施例の説明中に用いられる各測定値の測定方法は、次の通りである。
（１）極限粘度極限粘度［η］は、次の定義式に基づいて求めた。
［η］＝ｌｉｍ（Ｔ−ｔ）／（ｔ・Ｃ） ［ｇ／ｄｌ］
Ｃ→０定義式中のｔ及びＴは、純度９８％以上のヘキサイソプロパノール及び該ヘキサフルオロイソプロパノールに溶解したポリケトンの希釈溶液の２５℃での粘度管の流下時間である。また、Ｃは上記１００ｍｌ中のグラム単位による溶質重量値である。
【００１５】（２）繊維の強力、強度、伸度、弾性率ＪＩＳ−Ｌ−１０１３に準じて測定した。
（３）耐貫通性耐貫通性試験には、織物シートの表裏表面を厚さ１ｍｍのポリエチレンシートで狭み、１５０℃で熱プレスしたものを使用した。耐貫通性の評価は、図１に示す重量２７０ｇの鉄錘を高さ１．７ｍより落下させることにより、異常無しを○、貫通したものを×として、判定することで実施した。
（４）パラジウム、亜鉛の元素の量高周波プラズマ発光分光分析により、公知の方法を用いて測定した。
【００１６】
【実施例１】塩化亜鉛／塩化ナトリウム／水（６５／１０／２５重量％）の水溶液に、極限粘度５．６のポリ（３−オキソトリメチレン）（上記構造式（１）で示されるポリケトン）を８重量％濃度になるように溶解した。このドープを孔数２００個、孔径０．２ｍｍの紡口から吐出線速度６．３ｍ／分でエアギャップ長１０ｍｍを介して凝固浴に押し出した。凝固浴長は１．２ｍで水のみで満たした。次に２％の硫酸水溶液を入れた２ｍの洗浄浴を通し、水を連続的に吹きかけるネルソンロールを通してから、定長で２４０℃の乾燥を行った。その後、ホットプレートを２つのフィードロールの間に備えた延伸機を用いて２４０℃で第一段目延伸、２５５℃で第二段目延伸、２６５℃で第三段目延伸を行い、次いで巻き取った。得られたポリケトン繊維の物性は次のようなものであった。
【００１７】強度＝１３．９ｃＮ／ｄｔｅｘ伸度＝５．２％弾性率＝３０６ｃＮ／ｄｔｅｘこのポリケトン繊維を用いて合糸により、経１６６７ｄｔｅｘ、緯５５６ｄｔｅｘとし経密度４０本／インチ、緯密度２５本／インチ、カバーファクターＫｗ＝２１．２、Ｋｆ＝７．７、Ｋｗｆ＝１６３の平織り組織を得た。この組織の耐貫通性試験の結果とパラジウム（Ｐｄ）元素含量、亜鉛（Ｚｎ）元素含量を表１に示す。
【００１８】
【実施例２】実施例１と同様の糸を用い、経１６６７ｄｔｅｘ、緯５５６ｄｔｅｘとし、織り組織を経密度２５本／インチ、緯密度を２５本／インチ、カバーファクターＫｗ＝１３．３、Ｋｆ＝７．７、Ｋｗｆ＝１０２の平織り組織を得た。この組織の耐貫通性試験の結果とパラジウム（Ｐｄ）元素含量、亜鉛（Ｚｎ）元素含量を表１に示す。
【００１９】
【実施例３】実施例１と同様の糸を用い、経１６６７ｄｔｅｘ、緯１６６７ｄｔｅｘとし、織り組織を経密度１３本／インチ、緯密度を３２本／インチ、カバーファクターＫｗ＝６．９、Ｋｆ＝１７．０、Ｋｗｆ＝１１７の平織り組織を得た。この組織の耐貫通性試験の結果とパラジウム（Ｐｄ）元素含量、亜鉛（Ｚｎ）元素含量を表１に示す。
【００２０】
【比較例１】実施例１と同様の糸を用い、経１６６７ｄｔｅｘ、緯１６６７ｄｔｅｘとし、織り組織を経密度８本／インチ、緯密度を３２本／インチ、カバーファクターＫｗ＝４．２、Ｋｆ＝１７．０、Ｋｗｆ＝７１の平織り組織を得た。この組織の耐貫通性試験の結果とパラジウム（Ｐｄ）元素含量、亜鉛（Ｚｎ）元素含量を表１に示す。
【００２１】
【比較例２】実施例１と同様の紡糸を行い、延伸を１段目延伸でとどめた。その結果得られたポリケトン繊維の物性は次のようなものであった。
強度＝６．６ｃＮ／ｄｔｅｘ伸度＝７．２％弾性率＝８６ｃＮ／ｄｔｅｘこのポリケトン繊維を用いて合糸により、経１６６７ｄｔｅｘ、緯５５６ｄｔｅｘとし経密度４０本／インチ、緯密度２５本／インチ、カバーファクターＫｗ＝２１．２、Ｋｆ＝７．７、Ｋｗｆ＝１６３の平織り組織を得た。この組織の耐貫通性試験の結果とパラジウム（Ｐｄ）元素含量、亜鉛（Ｚｎ）元素含量を表１に示す。
【００２２】
【表１】
【００２３】
【実施例４】実施例１と同様な方法で得られた平織り組織を用いて、１００℃の熱風乾燥機中で1 ０日間熱処理する前後での耐貫通性を評価した。また、平織り組織を作成するのに用いた繊維についても、１００℃の熱風乾燥機中で1 ０日間熱処理する前後での強度、弾性率を評価した。その結果を表２に示す。
【００２４】
【比較例３】ポリケトンの重合終了時に、メタノールによる洗浄を十分に行わず、パラジウム元素含量の高いポリケトンを得た。このポリケトンを用いて、実施例１と同様な方法で得られた平織り組織を１００℃の熱風乾燥機中で1 ０日間熱処理する前後での耐貫通性を評価した。また、平織り組織を作成するのに用いた繊維についても、１００℃の熱風乾燥機中で1 ０日間熱処理する前後での強度、弾性率を評価した。その結果を表２に示す。
【００２５】
【比較例４】比較例３と同様な方法で得たポリケトンを用いて、２％の硫酸水溶液による洗浄を行わなかった以外は実施例１と同様な方法でパラジウム元素含量、および亜鉛元素含量の高い平織り組織を得た。この平織り組織を１００℃の熱風乾燥機中で1 ０日間熱処理する前後での耐貫通性を評価した。また、平織り組織を作成するのに用いた繊維についても、１００℃の熱風乾燥機中で1 ０日間熱処理する前後での強度、弾性率を評価した。その結果を表２に示す。
【００２６】
【表２】
【００２７】
【発明の効果】これまでの防弾防刃チョッキでは使用環境の制約があったが、本発明により湿潤状態、高温でも高強度高弾性率を維持でき、且つ安価な防弾防刃チョッキを提供することが可能となった。
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| 【出願人】 |
【識別番号】０００００００３３
【氏名又は名称】旭化成株式会社
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| 【出願日】 |
平成１１年１２月２０日（１９９９．１２．２０） |
| 【代理人】 |
【識別番号】１００１０８６９３
【弁理士】
【氏名又は名称】鳴井 義夫 （外３名）
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| 【公開番号】 |
特開２００１−１７４１９５（Ｐ２００１−１７４１９５Ａ） |
| 【公開日】 |
平成１３年６月２９日（２００１．６．２９） |
| 【出願番号】 |
特願平１１−３６１２７２ |
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