[发明专利]芳香族聚酰胺纤维及其制造方法以及包含其的防护衣料

说明书

技术领域

本发明涉及单丝纤度细、且拉伸强度、初始模量等机械物性优异的 芳香族聚酰胺纤维及其制造方法，以及包含该芳香族聚酰胺纤维的、轻 量且防弹性能优异的防护衣料。

背景技术

一直以来，由芳香族二羧酸成分和芳香族二胺成分形成的芳香族聚 酰胺(芳族聚酰胺)纤维，尤其是对位系的芳族聚酰胺纤维，利用其强 度、高弹性模量、高耐热性之类的特性而广泛用于产业用途、衣料用途。

例如，使用了芳族聚酰胺纤维布帛的叠层物的防护衣料是其具体用 途之一，至今提出了日本特开昭52-46700号公报、日本特开昭57-207799 号公报等大量的方法。

作为用于上述用途的代表性的对位系芳族聚酰胺纤维，有聚对苯二 甲酰对苯二胺(PPTA)纤维。该纤维有很多优点，但从利用聚合物纺 丝液的光学各向异性的所谓液晶纺丝法来制造这一点来看，在制造上有 缺点，此外，从纤维性能上看还有机械物性中强度未必高和伸长率低、 韧度不充分等的缺点。

特别是近年来，关于防御枪弹的关心提高，对于防护衣料的防护发 射具有更高水平能量的子弹的枪械的要求不断最高。对此，就PPTA纤 维而言，为了提高耐弹性能，必须增加层叠层数，因此重量显著增加， 从而不易常用作防护衣料。

为了解决此类问题，进行了如下尝试：开发在公知的酰胺溶剂中具 有高溶解度、可以容易地进行纺丝的芳香族聚酰胺，由该芳香族聚酰胺 得到的纤维在拉伸处理后具有高拉伸强度和高初始模量。

例如，在日本特开平7-300534号公报中，提出了如下方案：使二酰 卤类与至少两种的二胺类缩聚，由此制造在酰胺溶剂中形成各向同性溶 液的芳香族聚酰胺纤维。

然而，实际情况是：在上述公报中公开的芳香族聚酰胺纤维的拉伸 强度、初始模量等机械物性不充分，还没有得到能够显示优异的机械物 性的芳族聚酰胺纤维。

发明内容

本发明的目的在于解决上述现有技术的问题，提供单丝纤度细、且 拉伸强度、初始模量等机械物性优异，例如作为对枪弹的防护衣料使用 时能够发挥充分的防弹性能的芳香族聚酰胺纤维及其制造方法，以及包 含该芳香族聚酰胺纤维的防护衣料。

本发明人为了解决上述课题反复进行了研究，结果完成了本发明。

即，本发明的目的通过芳香族聚酰胺纤维、防护衣料以及芳香族聚 酰胺纤维的制造方法来达成，所述芳香族聚酰胺纤维的特征在于包含芳 香族聚酰胺，所述芳香族聚酰胺相对于芳香族聚酰胺结构单元的总量含 有下式(1)的结构重复单元和下式(2)的结构重复单元30摩尔％以上， 所述芳香族聚酰胺纤维的强度为20cN/dtex以上，拉伸弹性模量为 500cN/dtex以上；所述防护衣料的特征在于，其是将一种或多种纤维布 帛层叠而成，所述纤维布帛由上述的芳香族聚酰胺纤维构成；所述芳香 族聚酰胺纤维的制造方法的特征在于，制造芳香族聚酰胺纤维时，将相 对于芳香族聚酰胺结构单元的总量含有下式(1)的结构重复单元和下 式(2)的结构重复单元30摩尔％以上的芳香族聚酰胺溶液从纺丝喷嘴 吐出，然后使其在温度为20～50℃、浓度为10～50重量％的NMP水溶 液中凝固，接着在温度为20～50℃、浓度为30～80％的NMP水溶液中 拉伸到1.3～2.5倍，进而进行热处理。

-CO-Ar¹-CO-NH-Ar²-NH-                    ...(1)

(Ar¹和Ar²各自独立，是未取代或取代的二价芳香族基团。)

具体实施方式

以下，对本发明的实施方式进行详细说明。

本发明所说的芳香族聚酰胺，是指一种或两种以上的二价芳香族基 团直接通过酰胺键连结的聚合物，该芳香族基团可以是两个芳香环通过 氧、硫或亚烷基键合的芳香族基团。此外，在这些二价芳香族基团中可 以含有甲基、乙基等低级烷基，甲氧基，氯等卤素基团等。

本发明的芳香族聚酰胺可以根据以往公知的方法，使芳香族二甲酰 氯和芳香族二胺在酰胺系极性溶剂中反应而得到聚合物溶液。

本发明的芳香族二甲酰氯可以是以往公知的物质。可以列举例如对 苯二甲酰氯、2-氯对苯二甲酰氯、3-甲基对苯二甲酰氯、4，4’-联苯二甲 酰氯、2，6-萘二甲酰氯、间苯二甲酰氯等。