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アラミド繊維、または芳香族ポリアミド繊維は、強度と耐熱性に優れた合成繊維の一種で、航空宇宙や軍事用途（例えば、防弾性能のある防弾服 生地や防弾複合材、船舶用ロープや船体補強材など）でアスベストの代替品として一般的に使用されており、[ 1 ]また、携帯電話ケースやテニスラケットなどの軽量消費財にも使用されています。
アラミド鎖を構成する個々のアミド分子は、繊維軸方向に重合し、結果として得られる繊維の構造的完全性を高めます。これは、ナイロンなどの他の合成繊維と比較して、物理的強度と耐熱性（融点 > 500 °C (932 °F) ）に寄与する化学結合の割合が高いためです。
アラミドという用語は、芳香族ポリアミドの略称です。1972年に導入され、[ 3 ] 1974年に 米国連邦取引委員会によってナイロンとは異なる繊維の一般的なカテゴリーの名称として承認され、[ 4 ] [ 5 ] 1977年に国際標準化機構によって採用されました。
正式名称の「芳香族」とは、炭素原子6個からなる芳香環が存在することを指します。アラミドでは、これらの環はアミド結合によって連結されており、各アミド結合はCO基とNH基が結合した構造をしています。
FTCのアラミドの定義を満たすためには、[ 5 ]これらの結合の少なくとも85%が2つの芳香環に結合していなければなりません。[ 6 ] 85%未満の場合、その材料はナイロンに分類されます。[ 5 ]
アラミドは、結合が環に付着する位置によって大きく2種類に分けられます。環の周りの炭素原子を順番に番号付けすると、パラアラミドでは結合が1位と4位に付着し、メタアラミドでは1位と3位に付着します。[ 7 ]つまり、パラアラミドでは結合点が互いに正反対の位置にあり、メタアラミドでは2原子離れています。したがって、図はパラアラミドを示しています。
芳香族ポリアミドは、1960年代初頭にデュポン社が製造したメタアラミド繊維HT-1（後にNomexという商標名で知られる）を皮切りに、初めて商業用途に導入されました。[ 8 ]この繊維は、通常の繊維製品と同様に扱いやすく、通常の酸素濃度では溶融も発火もしないという優れた耐熱性が特徴です。保護服、空気ろ過、断熱材、電気絶縁材の製造、アスベストの代替品として広く使用されています。
メタアラミドは、オランダと日本では帝人アラミドが帝人コネックスという商標名で、東レがアラウィンという商標名で製造しており、中国では煙台泰和がニュースターという商標名で、SROグループがX-Fiperという商標名で製造している。また、メタアラミドの変種は、フランスではケルメルがケルメルという商標名で製造している。
モンサント社とバイエル社による先行研究に基づき、1960年代から1970年代にかけて、デュポン社とアクゾノーベル社は、レーヨン、ポリエステル、ナイロンの加工技術に関する知識を活かし、より高い引張強度と弾性率を持つパラアラミド繊維を開発した。1973年、デュポン社はパラアラミド繊維を初めて市場に投入し、「ケブラー」と名付けた。これは現在でも最もよく知られているパラアラミド繊維、あるいはアラミド繊維の一つである。
1978年、アクゾはほぼ同じ化学構造を持つ類似の繊維をTwaronと名付けて発売した。製造プロセスに関する特許が先に取得されていたため、アクゾとデュポンは1980年代に特許紛争を起こした。その後、Twaronは帝人アラミド社の所有となった。2011年、煙台泰和は中国でTaparanと呼ばれる類似の繊維を発売した（製造を参照）。
パラアラミドは、航空宇宙や軍事用途など、多くのハイテク分野で「防弾」防弾生地として使用されています。
メタアラミド繊維とパラアラミド繊維の両方を使用してアラミド紙を作ることができます。アラミド紙は、電気絶縁材料やハニカムコアの製造材料として使用されます。デュポンは1960年代にアラミド紙を製造し、ノーメックス紙と名付けました。煙台メタスター特殊紙は2007年にアラミド紙を発売し、メタスター紙と名付けました。デュポンと煙台メタスターはどちらもメタアラミド紙とパラアラミド紙を製造しています。
1990年代には、アラミド繊維の試験管内試験で、放射性標識ヌクレオチドのDNAへの取り込みの増加やODC（オルニチンデカルボキシラーゼ）酵素活性の誘導など、アスベストと同様の上皮細胞への影響を示すことが示され、発がん性の可能性が浮上した。[ 9 ] しかし、2009年には、吸入されたアラミド繊維は短縮され、体から速やかに除去されるため、リスクはほとんどないことが示された。[ 10 ]その後、研究の著者は利益相反に関する訂正を行い、「このレビューはデュポンと帝人アラミドによって委託および資金提供されたが、論文の内容と執筆は著者のみの責任である」と述べた。[ 11 ]
パラアラミドの世界生産能力は、2002年には年間41,000トン（40,000ロングトン、45,000ショートトン）と推定され、毎年5～10%ずつ増加している。 [ 12 ] 2007年には、これは年間約55,000トンの総生産能力を意味する。
アラミドは一般的にアミン基とカルボン酸ハロゲン化物基との反応によって合成される。単純なABホモポリマーは−(NH−C 6 H 4 −CO) n −という結合を持つ。
ケブラー、トワロン、ノーメックス、ニュー・スター、テイジンコネックスなどのよく知られたアラミドポリマーは、ジアミンとジ酸（または同等の）前駆体から製造されます。これらのポリマーは、芳香族サブユニットの結合に応じてさらに分類できます。ノーメックス、テイジンコネックス、ニュー・スターは主にメタ結合を含みます。これらはポリメタフェニレンイソフタルアミド（MPIA）と呼ばれます。対照的に、ケブラーとトワロンは両方ともパラ結合を有します。これらは p-フェニレンテレフタルアミド（PPTA）と呼ばれます。PPTAは、 p-フェニレンジアミン（PPD）とテレフタロイルジクロリド（TDCまたはTCl）の生成物です。
PPTAの製造には、アミド基の水素結合を占有するイオン成分（塩化カルシウム、CaCl₂ ）と、芳香族ポリマーを溶解する有機成分（ N-メチルピロリドン、NMP）を含む共溶媒が用いられる。このプロセスは、Akzo社のレオ・フォルブラヒトによって発明された。発がん性物質であるHMPTを除けば、ポリマーを溶解する実用的な代替手段は未だ知られていない。NMP/ CaCl₂システムの使用は、Akzo社とデュポン社との間で長期にわたる特許紛争を引き起こした。
ポリマーの製造後、溶解したポリマーを液体化学混合物から紡糸して固体繊維にすることでアラミド繊維が製造されます。PPTAの紡糸に使用されるポリマー溶媒は、一般的に100%無水硫酸（H₂SO₄ ）です。
Nomexのようなメタアラミドの他に、アラミド繊維には様々な種類があります。これらは主にコポリアミド型で、帝人が開発し1976年に発売されたTechnoraというブランド名で最もよく知られています。Technoraの製造工程では、PPDと3,4'-ジアミノジフェニルエーテル（3,4'-ODA）をテレフタロイルクロリド（TCl）と反応させます。[ 13 ] この比較的シンプルな工程では、アミド溶媒を1種類しか使用しないため、ポリマー製造後すぐに紡糸することができます。
アラミド繊維は、超高分子量ポリエチレンなどの他の繊維と同様に高い配向性を有しており、この特性がアラミド繊維の特性を決定づけている。
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