JP2012036511A - 難燃性布帛およびそれを用いてなる防護衣 - Google Patents
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Abstract
【課題】耐熱性と難燃性、低発煙性、染色性、耐久性、快適性、環境適合性に優れた難燃性布帛、およびそれからなる防護衣を提供すること。
【解決手段】
特定の繰り返し構造単位を有するポリエーテルイミド系繊維と実質ハロゲンを含まない耐熱性繊維との混率(重量比)が90/10〜50/50である紡績糸からなる布帛であって、以下の条件を全て満たすことを特徴とする難燃性布帛。
(1)JIS L1091試験法に準拠して測定した酸素限界指数(LOI)値が28以上であること、
(2)JIS L0842試験法に準拠して測定した耐光堅牢度が3級以上であること、
(3)ASTM E662試験法に準拠して測定した発煙係数が50以下であること、
(4)JIS L1096試験法に準拠して測定した引張り強さが500N/5cm以上であること。
【選択図】 なし
【解決手段】
特定の繰り返し構造単位を有するポリエーテルイミド系繊維と実質ハロゲンを含まない耐熱性繊維との混率(重量比)が90/10〜50/50である紡績糸からなる布帛であって、以下の条件を全て満たすことを特徴とする難燃性布帛。
(1)JIS L1091試験法に準拠して測定した酸素限界指数(LOI)値が28以上であること、
(2)JIS L0842試験法に準拠して測定した耐光堅牢度が3級以上であること、
(3)ASTM E662試験法に準拠して測定した発煙係数が50以下であること、
(4)JIS L1096試験法に準拠して測定した引張り強さが500N/5cm以上であること。
【選択図】 なし
Description
本発明は、耐熱性、難燃性はもとより、低発煙性、染色性、耐久性、快適性、環境適合性に優れたポリエーテルイミド(以下、PEIと略記する)系繊維を主たる構成成分としたノンハロゲンの難燃性布帛とそれを用いてなる防護衣に関するものであり、消防士、飛行士、レースドライバーや、電力、化学、石油、オイル、ガス、溶鉱炉関係の作業従事者の作業衣、難燃衣料、寝具、インテリア、更には航空機、自動車、船舶、電車の内装材などの用途に対して極めて有効に使用することができる。
近年、難燃性防護衣の分野では、耐熱性や難燃性が更に強く要望される一方で、快適性や耐久性などの性能に対する要求も高まってきている。更には、衣料や寝具、カーテンやカーペット等のインテリア関係、輸送機の内装材などの繊維製品においても、難燃性と共に、低発煙性、カラーバリエーションによる意匠性の付与等の要求が強く求められるようになってきた。さらには、社会的な環境保護意識の高まりから、これらの分野においてもハロゲンを含まない難燃繊維製品の提案が強く求められている。
従来、天然繊維であるコットン、再生繊維であるレーヨンなどのセルロース系繊維は、環境適合素材であり、且つ風合、外観、吸湿性などの優れた特徴から多量に使用されてきた。しかしながら、これらセルロース系繊維は、極めて易燃性繊維であるため、難燃性の要求される分野では使用に耐えるものではなかった。
コットン、レーヨンなどの難燃化については、後加工や難燃剤の練り込み等がなされているが、これらの手法では十分な難燃性が付与できなかったり、本来の特徴である風合や吸湿性が低下したりするなどの課題があった。また、セルロース系繊維が本来有している特徴を維持しつつ、難燃化する方法も広く提案されている(例えば、特許文献1参照。)。しかしながら、特許文献1はハロゲンやアンチモン化合物などを用いた難燃化手法のため、燃焼時に有毒なハロゲン含有ガスの発生が懸念され、火災時に二次災害を引き起こす可能性があると同時に、例えば廃棄の際に焼却処理をすると、これらのガスが環境汚染の要因となると共に焼却炉を傷め易いという問題もあった。従って、環境適合性の観点からはこれに変わる新たな素材の提案が求められていた。さらには、ハロゲンやアンチモン化合物を含んだポリビニルアルコール系繊維やポリアクリロニトリル系繊維を用いた難燃性布帛も広く提案されているが、上記と同様の理由でこれに変わる素材の提案が強く望まれていた(例えば、特許文献3〜4参照。)。
一般に、メタ系アラミド繊維とパラ系アラミド繊維からなる布帛は、難燃性と耐熱性に優れていることから広く提案されている。更には、難燃性に優れたポリベンズイミダゾール繊維やフェノール繊維、ポリアリレート繊維等を用いた難燃性布帛も広く提案されているが、これら布帛は、耐熱性や難燃性には優れている一方で、基本的に染色することが極めて難しく、一般的には原着糸が用いられるため、カラーバリエーションに乏しく、また、その耐光性も劣るものであった。更には、燃焼時のガス発生量も多く、環境適合性の点からは更なる改良が望まれていた。
難燃性布帛の適用分野は広がっており、それに伴い高い難燃性と耐熱性だけでなく、低発煙性や意匠性、さらには社会意識の高まりから環境適合性、いわゆるハロゲンフリーの難燃性布帛が求められている。
本発明者等は上記した難燃性布帛を得るべく鋭意検討を重ねた結果、特定の構造を有するPEI系繊維とハロゲンを含まない耐熱性繊維とを混紡して得た紡績糸を用いて製織することで、難燃性と染色性、耐光性、低発煙性等に優れた、環境調和な難燃性布帛を安価に提供できることを見出した。
すなわち本発明は、少なくとも主たる繰り返し構造単位が下記式で示されるPEI系繊維とハロゲンを含まない耐熱性繊維との混率(重量比)が90/10〜50/50である紡績糸からなる布帛であって、以下の条件を全て満たすことを特徴とする難燃性布帛である。
(1)JIS L1091試験法に準拠して測定した酸素限界指数(LOI)値が28以上であること、
(2)JIS L0842試験法に準拠して測定した耐光堅牢度が3級以上であること、
(3)ASTM E662試験法に準拠して測定した発煙係数が50以下であること、
(4)JIS L1096試験法に準拠して測定した引張り強さが500N/cm以上であること。
(1)JIS L1091試験法に準拠して測定した酸素限界指数(LOI)値が28以上であること、
(2)JIS L0842試験法に準拠して測定した耐光堅牢度が3級以上であること、
(3)ASTM E662試験法に準拠して測定した発煙係数が50以下であること、
(4)JIS L1096試験法に準拠して測定した引張り強さが500N/cm以上であること。
また本発明は、好ましくはハロゲンを含まない耐熱性繊維が、メタ系アラミド繊維、パラ系アラミド繊維、フェノール繊維、ポリアミドイミド繊維、ポリベンズイミダゾール繊維、ポリアリレート繊維、セルロース繊維、ナイロン繊維、コットン繊維より選ばれた一種類以上から構成される上記の難燃性布帛である。
更に本発明は、より好ましくは室温における繊維強度が2.0cN/dtex以上、180℃における乾熱収縮率が5%以下であるPEI系繊維を含有し、さらに好ましくは溶融紡糸における繊維製造工程において、延伸を施していないPEI系繊維を含有してなる上記の難燃性布帛とこれを用いてなる防護衣に関するものである。
本発明によれば、優れた耐熱性、難燃性はもとより、低発煙性、染色性、耐久性、快適性、環境適合性に優れたPEI系繊維を主たる構成成分とした難燃性布帛とそれを用いてなる防護衣を得ることができ、消防士、飛行士、レースドライバーや、電力、化学、石油、オイル、ガス、溶鉱炉関係の作業従事者の防護衣、更には、難燃衣料、寝具、インテリア、更には航空機、自動車、船舶、電車の内装材などの用途に対して極めて有効に使用することができる。
以下、本発明について詳細に説明する。本発明の難燃性布帛は、少なくとも主たる繰り返し構造単位が下記式で示されるPEI系繊維とハロゲンを含まない難燃繊維からなることが必要である。このような構造単位を有するPEI系繊維は、難燃性、炭化性だけなく、染色性や低発煙性にも極めて優れたものであり、また、非晶性であり弾性率が低く、それ故、これを用いてなる布帛は、風合いの良好なものとなる。しかしながら、このPEI系繊維単独のみからなる布帛は、実質的に強度が低いが、特に高温暴露にも耐えうる耐熱性繊維を混紡することで、例えば火炎を被爆した後の織布の強度を確保することができ、結果として火炎の通過を抑制でき、優れた難燃性能を発現させることができる。
さらには、火災時や焼却時の際の有毒ガスの発生ならびに、その発煙量を極力抑えるため、ハロゲンを含有しない素材との組み合わせがキーポイントとなる。ハロゲンを含まない耐熱性繊維は特に限定はないが、メタ系アラミド繊維、パラ系アラミド繊維、フェノール繊維、ポリアミドイミド繊維、ポリベンズイミダゾール繊維、ポリアリレート繊維、セルロース繊維、ナイロン繊維より選ばれた一種類以上から構成されることが好ましい。なおこれら耐熱性繊維の一部は本発明の発明を損ねない限り、共重合や変性基導入、化学修飾などを施しても何等かまわない。
さらには、火災時や焼却時の際の有毒ガスの発生ならびに、その発煙量を極力抑えるため、ハロゲンを含有しない素材との組み合わせがキーポイントとなる。ハロゲンを含まない耐熱性繊維は特に限定はないが、メタ系アラミド繊維、パラ系アラミド繊維、フェノール繊維、ポリアミドイミド繊維、ポリベンズイミダゾール繊維、ポリアリレート繊維、セルロース繊維、ナイロン繊維より選ばれた一種類以上から構成されることが好ましい。なおこれら耐熱性繊維の一部は本発明の発明を損ねない限り、共重合や変性基導入、化学修飾などを施しても何等かまわない。
また本発明の難燃性布帛は、上記したPEI系繊維と耐熱性繊維の重量比率が90/10〜50/50である紡績糸を用いて製織することが必要である。PEI系繊維の重量比率が50より低い場合、燃焼時のガスの発生が多くなったり、耐光性が悪い布帛しか得られないので好ましくない。また、PEI系繊維の重量比率が90より大きい場合、前記したように布帛の強度が弱くなるので好ましくない。難燃性と強度、耐光性を確保し、また燃焼後の有毒ガスの発生やその発生量などを抑制するためには、90/10〜50/50であることが必要であり、好ましくは85/15〜55/45であり、より好ましくは80/20〜60/40である。
上記で得られた難燃性布帛は、JIS L1091試験法に準拠して測定したLOI(限界酸素指数)値が28以上であることが必要であり、30以上であることが好ましい。LOI値が28以上である布帛は難燃性においても優れた特性を有する。
さらに、上記で得られた難燃性布帛はJIS L0842試験法に準拠して測定した耐光堅牢度が3級以上である必要がある。前記条件における耐光堅牢度が3級未満の場合、耐久性の面で問題があるので好ましくない。好ましくは3.5級以上、より好ましくは4級以上である。
さらに、上記で得られた難燃性布帛はJIS L0842試験法に準拠して測定した耐光堅牢度が3級以上である必要がある。前記条件における耐光堅牢度が3級未満の場合、耐久性の面で問題があるので好ましくない。好ましくは3.5級以上、より好ましくは4級以上である。
更に本発明の難燃性布帛は、ASTM E662試験法に準拠して測定した発煙係数が50以下であることが必須である。発煙係数が50より大きいと、高温暴露時や燃焼時のガス発生量が多いことを示しており、例えば防護衣に適用した場合、そのガスを吸塵しかねないなど、使用安全上の問題があるので好ましくない。好ましくは45以下であり、より好ましくは40以下である。
また、本発明の難燃性布帛は、JIS L1096試験法に準拠して測定した引張り強さが500N/5cm以上であることも必須である。強度が500N/5cm未満の場合は、布帛がすぐに破れたりするなど、耐久性がないので好ましくない。好ましくは、600N/5cm以上であり、より好ましくは700N/5cm以上である。
また、本発明の難燃性布帛は、JIS L1096試験法に準拠して測定した引張り強さが500N/5cm以上であることも必須である。強度が500N/5cm未満の場合は、布帛がすぐに破れたりするなど、耐久性がないので好ましくない。好ましくは、600N/5cm以上であり、より好ましくは700N/5cm以上である。
また本発明の難燃性織布に用いる、PEI系繊維と耐熱性繊維の紡績糸の形態には特に制限が無く、均一混合された紡績糸または、芯部に耐熱性繊維、鞘部にPEI系繊維を配置した芯鞘型の紡績糸など、公知の紡績糸の形態を用いることができる。なお、ここでいう均一混合とは単純な混綿のことを指し、2種またはそれ以上の繊維の混合状態までは限定されず、不完全であってもかまわない。このような紡績糸を製織して布帛を得ることができるが、織組織については特に限定はなく、本発明の効果を損ねない範囲であればよい。 本発明で規定した性能を損なわない範囲であれば上記紡績糸以外の繊維、例えば導電性繊維や綿紡績糸等を好ましくは20重量%以下、さらに好ましくは10重量%以下の比率で混織してもかまわない。
次に、本発明の難燃性布帛の主たる成分であるPEI系繊維を構成するPEI系ポリマーについて説明する。本発明で用いるPEI系ポリマーとは、脂肪族、脂環族または芳香族系のエーテル単位と環状イミドを繰り返し単位として含有するポリマーであり、非晶性、溶融成形性を有すものであれば特に限定されない。また、本発明の効果を阻害しない範囲であれば、PEI系ポリマーの主鎖に環状イミド、エーテル結合以外の構造単位、例えば脂肪族、脂環族または芳香族エステル単位、オキシカルボニル単位等が含有されていてもよい。
具体的なPEI系ポリマーとしては、下記一般式で示されるポリマーが好適に使用される。但し、式中R1は、6〜30個の炭素原子を有する2価の芳香族残基、R2は、6〜30個の炭素原子を有する2価の芳香族残基、2〜20個の炭素原子を有するアルキレン基、2〜20個の炭素原子を有するシクロアルキレン基、および2〜8個の炭素原子を有するアルキレン基で連鎖停止されたポリジオルガノシロキサン基からなる群より選択された2価の有機基である。
上記R1、R2としては、例えば、下記式群に示される芳香族残基を有するものが好ましく使用される。
本発明では、非晶性、溶融成形性、コストの観点から、下記式で示される構造単位を主として有する、2,2−ビス[4−(2,3−ジカルボキシフェノキシ)フェニル]プロパン二無水物とm−フェニレンジアミンとの縮合物が好ましく使用される。このポリエーテルイミドは、「ウルテム」の商標でサービックイノベイティブプラスチックス社から市販されている。
上記のPEI系ポリマーの分子量は特に限定されるものではないが、得られる繊維の機械的特性や寸法安定性、工程通過性を考慮すると、重量平均分子量(Mw)が1000〜80000のものが望ましい。高分子量のものを用いると、繊維強度、耐熱性等の点で優れるので好ましいが、樹脂製造コストや繊維化コストなどの観点からMwが2000〜50000であることが好ましく、3000〜40000であるとより好ましい。
上記のPEI系ポリマーには、本発明の効果を損なわない範囲で、酸化防止剤、ラジカル抑制剤、艶消し剤、紫外線吸収剤、難燃剤、無機物、他ポリマーを含んでいてもよい。かかる無機物の具体例としては、カーボンナノチューブ、フラーレン、タルク、ワラステナイト、ゼオライト、セリサイト、マイカ、カオリン、クレー、パイロフィライト、シリカ、ベントナイト、アルミナシリケートなどの珪酸塩、酸化珪素、酸化マグネシウム、アルミナ、酸化ジルコニウム、酸化チタン、酸化鉄などの金属酸化物、炭酸カルシウム、炭酸マグネシウム、ドロマイトなどの炭酸塩、硫酸カルシウム、硫酸バリウムなどの硫酸塩、水酸化カルシウム、水酸化マグネシウム、水酸化アルミニウムなどの水酸化物、ガラスビーズ、ガラスフレーク、ガラス粉、セラミックビーズ、窒化ホウ素、炭化珪素、カーボンブラックおよびシリカ、黒鉛などが用いられる。また、かかるポリマーの具体例としては、ポリアミド、ポリブチレンテレフタレート、ポリエチレンテレフタレート、変性ポリフェニレンエーテル、ポリサルフォン、ポリエーテルスルホン、ポリアリルサルフォン、ポリケトン、ポリアリレート、液晶ポリマー、ポリエーテルケトン樹脂、ポリチオエーテルケトン、ポリエーテルエーテルケトン、ポリイミド、ポリアミドイミド、四フッ化ポリエチレン、ポリカーボネート等が用いられる。
このようなポリマーから得られる、本発明の難燃性布帛の主たる成分であるPEI系繊維は、180℃における乾熱収縮率が5%以下であることが好ましい。より具体的には、100〜180℃までの全ての温度域において、乾熱収縮率が−1〜5%であることが好ましい。かかる乾熱収縮率が5%を超えると加工時や使用時の製品の寸法変化が大きくなり、耐熱性を有しているとはいえない。また、−1%未満であっても、同様な理由で好ましくない。より好ましくは乾熱収縮率が−1〜4.5%、更に好ましくは0〜4%である。なお、ここでいう乾熱収縮率とは後述する方法により測定した値をいう。
また、本発明の難燃性布帛の主たる成分であるPEI系繊維は、室温における繊維強度が2.0cN/dtex以上であることが好ましい。繊維強度が2.0cN/dtex未満の場合、布帛にする際の工程通過性が悪化したり、使用用途に制限がかかるので好ましくない。2.3〜4.0cN/dtex、2.5〜4.0cN/dtexであると更に好ましい。
本発明の難燃性布帛の主たる成分であるPEI系繊維の単繊維繊度は特に限定されず、例えば0.1〜10dtex、好ましくは1〜5dtexの繊度の繊維が広く使用できる。繊維の繊度はノズル径や吐出量より適宜調整すればよい。
次に本発明の難燃性布帛の主たる成分であるPEI系繊維の製造方法について説明する。本発明のPEI系繊維の製造においては、公知の溶融紡糸装置を用いることができる。すなわち、溶融押出し機でPEI系ポリマーのペレットを溶融混練し、溶融ポリマーを紡糸筒に導きギヤポンプで計量し、紡糸ノズルから吐出させた糸条を巻き取ることで得られる。ここで注意すべきは、非晶性ポリマーに延伸を施すと、高温時の収縮が大きくなるので、本発明に用いるPEI系繊維は、紡糸ノズルから吐出された糸条は延伸せずにそのまま巻き取ることが好ましい。その際の巻き取り速度は特に限定されるものではないが、紡糸線上で分子配向が起こると好ましくないので、500m/分〜4000m/分の範囲で巻き取ることが好ましい。500m/分未満では生産性の点からは好ましくなく、一方、4000m/分を超えるような高速では、高温時の収縮を引き起こすに足る分子配向が進むばかりでなく、繊維の断糸が起こりやすくなるので好ましくない。
本発明で用いるPEI系繊維の製造においては、繊維とそれを製織して得られる布帛の耐熱性を確保するために、延伸工程を施さないことが好ましい。PEI系繊維は非晶性であるので、従来の繊維製造工程で実施されるような延伸を施すと、高温下において、分子運動の増大に起因するエントロピー収縮が起こり、大きな収縮を伴うことになり、高温時に寸法安定性が悪化し、実使用に耐えうる耐熱性を達成することは不可能である。それ故、本発明では、「非晶性」という特徴に配慮しながら、延伸を施さないことによって得られる高い耐熱性を有したPEI系繊維が好適に用いられる。なお、本発明の布帛に用いるPEI系繊維の断面形状に関しても特に制限はなく、円形、中空、扁平、あるいは星型等異型断面であってもかまわない。
以下実施例によって、本発明を説明するが、本発明はこれら実施例により何等限定されるものではない。なお本発明において繊維の強度、乾熱収縮率、布帛の難燃性能等は以下の測定方法により測定されたものを意味する。
[繊維強度 cN/dtex]
JIS L1013試験法に準拠して、予め調湿されたヤーンを試長20cm、初荷重0.25cN/dtex及び引張速度50%/分の条件で測定し、n=20の平均値を採用した。また繊維繊度(dtex)は質量法により求めた。
JIS L1013試験法に準拠して、予め調湿されたヤーンを試長20cm、初荷重0.25cN/dtex及び引張速度50%/分の条件で測定し、n=20の平均値を採用した。また繊維繊度(dtex)は質量法により求めた。
[乾熱収縮率 %]
10cmに切り出した繊維、あるいは10cm角に切り出した布帛を、末端を固定しない状態で180℃に保たれた空気恒温槽中で10分間保持した後の繊維長あるいは布帛長(Xcm)から、次式を用いて算出した。
乾熱収縮率(%)=<X/10>×100
10cmに切り出した繊維、あるいは10cm角に切り出した布帛を、末端を固定しない状態で180℃に保たれた空気恒温槽中で10分間保持した後の繊維長あるいは布帛長(Xcm)から、次式を用いて算出した。
乾熱収縮率(%)=<X/10>×100
[酸素限界指数 LOI]
布帛のLOIは、JIS L1091試験法に準拠して測定した。
布帛のLOIは、JIS L1091試験法に準拠して測定した。
[耐光堅牢度 %]
布帛の耐光堅牢度は、JIS L0842試験法に準拠して測定した。
布帛の耐光堅牢度は、JIS L0842試験法に準拠して測定した。
[発煙係数 D]
布帛の耐光堅牢度は、ASTM E662試験法に準拠して測定した。
布帛の耐光堅牢度は、ASTM E662試験法に準拠して測定した。
[引張強さ N/5cm]
布帛の引張り強さは、JIS L1096試験法に準拠して測定した。
布帛の引張り強さは、JIS L1096試験法に準拠して測定した。
[実施例1]
(1)PEI系ポリマー(サービックイノベイティブプラスチックス社製「ULTEM9001」)を150℃で12時間真空乾燥し、その後、紡糸ヘッド温度390℃、紡糸速度2000m/分、吐出量50g/分の条件で丸孔ノズルより吐出し、220dtex/100fのマルチフィラメントを得た。巻き取った糸に捲縮をかけ、カット長51mmの捲縮糸を得た。得られた繊維の強度は2.6cN/dtex、180℃における乾熱収縮率は0.3%であった。
(2)上記で得られたPEI系繊維85重量%と、耐熱性繊維として難燃レーヨン繊維(レンチング社製)15重量%を均一に混紡し、40番手(綿番手)の紡績糸を得た。この紡績糸2本を合撚して双糸とし、綾組織にて製織し、290g/m2の布帛を得た。
(3)得られた布帛を、分散染料(日本化薬社製、商品名:Kayalon P Yellow AL)2%owf、酢酸0.3mL/L、分散剤として染色助剤(明成化学工業社製、商品名:TN−55)0.5g/Lを含む染色液を用いて130℃で40分間、浴比1:40の条件で染色処理を実施した。染色処理後、ハイドロサルファイト2.0g/L、アミラジンD(第一工業製薬社製、商品名:アミラジンD)2.0g/L、水酸化ナトリウム2.0g/Lの割合で含有する処理液を用いて、80℃で20分間、浴比1:20の条件で還元洗浄を実施し、水洗後に乾燥することにより染色布帛を得た。得られた布帛の性能評価結果を表1に示す。
(1)PEI系ポリマー(サービックイノベイティブプラスチックス社製「ULTEM9001」)を150℃で12時間真空乾燥し、その後、紡糸ヘッド温度390℃、紡糸速度2000m/分、吐出量50g/分の条件で丸孔ノズルより吐出し、220dtex/100fのマルチフィラメントを得た。巻き取った糸に捲縮をかけ、カット長51mmの捲縮糸を得た。得られた繊維の強度は2.6cN/dtex、180℃における乾熱収縮率は0.3%であった。
(2)上記で得られたPEI系繊維85重量%と、耐熱性繊維として難燃レーヨン繊維(レンチング社製)15重量%を均一に混紡し、40番手(綿番手)の紡績糸を得た。この紡績糸2本を合撚して双糸とし、綾組織にて製織し、290g/m2の布帛を得た。
(3)得られた布帛を、分散染料(日本化薬社製、商品名:Kayalon P Yellow AL)2%owf、酢酸0.3mL/L、分散剤として染色助剤(明成化学工業社製、商品名:TN−55)0.5g/Lを含む染色液を用いて130℃で40分間、浴比1:40の条件で染色処理を実施した。染色処理後、ハイドロサルファイト2.0g/L、アミラジンD(第一工業製薬社製、商品名:アミラジンD)2.0g/L、水酸化ナトリウム2.0g/Lの割合で含有する処理液を用いて、80℃で20分間、浴比1:20の条件で還元洗浄を実施し、水洗後に乾燥することにより染色布帛を得た。得られた布帛の性能評価結果を表1に示す。
[実施例2]
実施例1において、PEI系繊維を65重量%、難燃レーヨン繊維を35重量%にした以外は、実施例1と同様な方法で紡績、製織、染色して染色布帛を得た。得られた布帛の性能評価結果を表1に示す。
実施例1において、PEI系繊維を65重量%、難燃レーヨン繊維を35重量%にした以外は、実施例1と同様な方法で紡績、製織、染色して染色布帛を得た。得られた布帛の性能評価結果を表1に示す。
[実施例3]
実施例1において、PEI系繊維を50重量%、難燃レーヨン繊維を50重量%にした以外は、実施例1と同様な方法で紡績、製織、染色して染色布帛を得た。得られた布帛の性能評価結果を表1に示す。
実施例1において、PEI系繊維を50重量%、難燃レーヨン繊維を50重量%にした以外は、実施例1と同様な方法で紡績、製織、染色して染色布帛を得た。得られた布帛の性能評価結果を表1に示す。
[実施例4]
実施例1において、耐熱性繊維としてポリアリレート繊維(クラレ社製「ベクトラン(登録商標)」)を用いた以外は実施例1と同様な方法で紡績、製織、染色して染色布帛を得た。性能評価結果を表1に示す。
実施例1において、耐熱性繊維としてポリアリレート繊維(クラレ社製「ベクトラン(登録商標)」)を用いた以外は実施例1と同様な方法で紡績、製織、染色して染色布帛を得た。性能評価結果を表1に示す。
[実施例5]
実施例1において、耐熱性繊維としてパラ系アラミド(DuPont社製「ケブラー(登録商標)」)を用いた以外は実施例1と同様な方法で紡績、製織、染色して染色布帛を得た。性能評価結果を表1に示す。
実施例1において、耐熱性繊維としてパラ系アラミド(DuPont社製「ケブラー(登録商標)」)を用いた以外は実施例1と同様な方法で紡績、製織、染色して染色布帛を得た。性能評価結果を表1に示す。
[実施例6]
実施例3において、耐熱性繊維としてメタ系アラミド(DuPnt社製「ノーメックス(登録商標)」)を用いた以外は実施例3と同様な方法で紡績、製織、染色して染色布帛を得た。性能評価結果を表1に示す。
実施例3において、耐熱性繊維としてメタ系アラミド(DuPnt社製「ノーメックス(登録商標)」)を用いた以外は実施例3と同様な方法で紡績、製織、染色して染色布帛を得た。性能評価結果を表1に示す。
[比較例1]
実施例1において、PEI系繊維100重量%(耐熱性繊維の使用はなし)にした以外は、実施例1と同様な方法で紡績、製織、染色して染色布帛を得た。得られた布帛の性能評価結果を表1に示す。
実施例1において、PEI系繊維100重量%(耐熱性繊維の使用はなし)にした以外は、実施例1と同様な方法で紡績、製織、染色して染色布帛を得た。得られた布帛の性能評価結果を表1に示す。
[比較例2]
実施例1において、PEI系繊維30重量%、難燃レーヨン70重量%にした以外は、実施例1と同様な方法で紡績、製織、染色して染色布帛を得た。得られた布帛の性能評価結果を表1に示す。
実施例1において、PEI系繊維30重量%、難燃レーヨン70重量%にした以外は、実施例1と同様な方法で紡績、製織、染色して染色布帛を得た。得られた布帛の性能評価結果を表1に示す。
[比較例3]
実施例1において、PEI系繊維35重量%、メタ系アラミド繊維65重量%にした以外は、実施例1と同様な方法で紡績、製織、染色して染色布帛を得た。得られた布帛の性能評価結果を表1に示す。
実施例1において、PEI系繊維35重量%、メタ系アラミド繊維65重量%にした以外は、実施例1と同様な方法で紡績、製織、染色して染色布帛を得た。得られた布帛の性能評価結果を表1に示す。
[比較例4]
実施例3において、難燃レーヨン繊維に代えてポリエステル繊維(株式会社クラレ製)を用いた以外は、実施例3と同様な方法で紡績、製織、染色して染色布帛を得た。得られた布帛の性能評価結果を表1に示す。
実施例3において、難燃レーヨン繊維に代えてポリエステル繊維(株式会社クラレ製)を用いた以外は、実施例3と同様な方法で紡績、製織、染色して染色布帛を得た。得られた布帛の性能評価結果を表1に示す。
[比較例5]
実施例3において、難燃レーヨン繊維に代えてハロゲン含有繊維であるモダアクリル繊維(カネカ社製「カネカロン(登録商標)」)を用いた以外は、実施例3と同様な方法で紡績、製織、染色して染色布帛を得た。得られた布帛の性能評価結果を表1に示す。
実施例3において、難燃レーヨン繊維に代えてハロゲン含有繊維であるモダアクリル繊維(カネカ社製「カネカロン(登録商標)」)を用いた以外は、実施例3と同様な方法で紡績、製織、染色して染色布帛を得た。得られた布帛の性能評価結果を表1に示す。
[比較例6]
(1)PEI系繊維は使用せずに、メタ系アラミド繊維85重量%と、パラ系アラミド繊維15重量%を均一に混紡し、40番手(綿番手)の紡績糸を得た。この紡績糸2本を合撚して双糸とし、綾組織にて製織し、290g/m2の布帛を得た。
(2)得られた布帛を、分散染料(日本化薬社製、商品名:Kayalon P Yellow AL)2%owf、酢酸0.3mL/L、分散剤として染色助剤(明成化学工業社製、商品名:TN−55)0.5g/Lを含む染色液を用いて130℃で40分間、浴比1:40の条件で染色処理を実施した。染色処理後、ハイドロサルファイト2.0g/L、アミラジンD(第一工業製薬社製、商品名:アミラジンD)2.0g/L、水酸化ナトリウム2.0g/Lの割合で含有する処理液を用いて、80℃で20分間、浴比1:20の条件で還元洗浄を実施し、水洗後に乾燥することにより染色布帛を得た。得られた布帛の性能評価結果を表1に示す。
(1)PEI系繊維は使用せずに、メタ系アラミド繊維85重量%と、パラ系アラミド繊維15重量%を均一に混紡し、40番手(綿番手)の紡績糸を得た。この紡績糸2本を合撚して双糸とし、綾組織にて製織し、290g/m2の布帛を得た。
(2)得られた布帛を、分散染料(日本化薬社製、商品名:Kayalon P Yellow AL)2%owf、酢酸0.3mL/L、分散剤として染色助剤(明成化学工業社製、商品名:TN−55)0.5g/Lを含む染色液を用いて130℃で40分間、浴比1:40の条件で染色処理を実施した。染色処理後、ハイドロサルファイト2.0g/L、アミラジンD(第一工業製薬社製、商品名:アミラジンD)2.0g/L、水酸化ナトリウム2.0g/Lの割合で含有する処理液を用いて、80℃で20分間、浴比1:20の条件で還元洗浄を実施し、水洗後に乾燥することにより染色布帛を得た。得られた布帛の性能評価結果を表1に示す。
表1に示すとおり、PEI系繊維と耐熱性繊維の比率、LOI、耐光堅牢度、発煙係数、引張り強さなど、本発明の構成を満足する実施例1〜8の布帛は難燃性能や耐久性、環境適合性が高く、また風合いや意匠性にも優れており、防護衣用途として適する条件を満たしている。
一方、PEI系繊維と耐熱性繊維の比率が本発明を満たさない比較例1〜3は、引張り強度、耐光性、低発煙性全てを満足するものはなく、防護衣としてのトータル物性を兼備しているものではなかった。また耐熱性繊維を用いない比較例4においては、布帛の引張強さや耐光性は問題ないものの、LOIや発煙性、収縮率といった耐熱性、難燃性能に劣るものであった。ハロゲン含有の耐熱性繊維を用いた比較例5においては、発煙が極めて大きく、また燃焼評価の際に異臭のあるものであり、本発明の構成を満足するものではなかった。また、一般的な防護衣仕様として知られる比較例6においては、難燃性や引張強力は兼備しているものの、耐光性や低発煙性に問題があるものであった。
一方、PEI系繊維と耐熱性繊維の比率が本発明を満たさない比較例1〜3は、引張り強度、耐光性、低発煙性全てを満足するものはなく、防護衣としてのトータル物性を兼備しているものではなかった。また耐熱性繊維を用いない比較例4においては、布帛の引張強さや耐光性は問題ないものの、LOIや発煙性、収縮率といった耐熱性、難燃性能に劣るものであった。ハロゲン含有の耐熱性繊維を用いた比較例5においては、発煙が極めて大きく、また燃焼評価の際に異臭のあるものであり、本発明の構成を満足するものではなかった。また、一般的な防護衣仕様として知られる比較例6においては、難燃性や引張強力は兼備しているものの、耐光性や低発煙性に問題があるものであった。
本発明は、優れた耐熱性、難燃性はもとより、低発煙性、染色性、耐久性、快適性、環境適合性に優れたPEI系繊維を主たる構成成分としたノンハロゲンの難燃性布帛とそれを用いてなる防護衣に関するものであり、消防士、飛行士、レースドライバーや、電力、化学、石油、オイル、ガス、溶鉱炉関係の作業従事者の作業衣、難燃衣料、寝具、インテリア、更には航空機、自動車、船舶、電車の内装材などの用途に対して極めて有効に使用することができる。
Claims (5)
- ハロゲンを含まない耐熱性繊維が、メタ系アラミド繊維、パラ系アラミド繊維、フェノール繊維、ポリアミドイミド繊維、ポリベンズイミダゾール繊維、ポリアリレート繊維、セルロース繊維、ナイロン繊維より選ばれた一種類以上から構成される請求項1記載の難燃性布帛。
- 室温における繊維強度が2.0cN/dtex以上、180℃における乾熱収縮率が5%以下であるポリエーテルイミド系繊維を含有する、請求項1または2記載の難燃性布帛。
- 溶融紡糸における繊維製造工程において、延伸を施していないポリエーテルイミド系繊維を含有してなる請求項1〜3のいずれか1項記載の難燃性布帛。
- 請求項1〜4のいずれか1項記載の難燃性布帛を用いてなる防護衣。
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