JP2020045590A - Flame-retardant fabric containing meta-type wholly aromatic polyamide fiber - Google Patents

Flame-retardant fabric containing meta-type wholly aromatic polyamide fiber Download PDF

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Abstract

To provide a flame-retardant fabric containing, as a component, a meta-type wholly aromatic polyamide fiber that has high fire retardancy, is safe, and is friendly to the environment, and that has a good durability capable of a long-term safety especially in protective clothing.SOLUTION: A flame-retardant fabric contains, as a component, a meta-type wholly aromatic polyamide fiber which contains an organophosphorus compound such that a phosphorus atom content in the meta-type wholly aromatic polyamide fiber is 0.2 wt.% or more, and which has a limiting oxygen index (LOI) on combustion of 33 or more, a strength retention of 90% or more after wet-heat treatment for 2 hours at 130°C, and a lightness L value of 85 or more.SELECTED DRAWING: None

Description

本発明は、メタ型全芳香族ポリアミド繊維を含む布帛に関するものであり、さらに詳しくは、燃焼時限界酸素指数LOIが少なくとも33以上であり、かつ130℃で2時間湿熱処理した後の強度保持率が90%以上であり、かつ明度L値が85以上であるメタ型全芳香族ポリアミド繊維をその構成成分とする、耐久性に優れた含む難燃性布帛であり、残炎時間が1秒以下、残じん時間が1秒以下、炭化長が5cm以下の難燃性能を有したメタ型全芳香族ポリアミド繊維布帛に関するものである。   The present invention relates to a fabric containing a meta-type wholly aromatic polyamide fiber, and more specifically, has a limiting oxygen index LOI at combustion of at least 33 or more, and a strength retention rate after wet heat treatment at 130 ° C. for 2 hours. Is a flame-retardant fabric having excellent durability and containing a meta-type wholly aromatic polyamide fiber having a lightness L value of 85% or more as a constituent component, and a residual flame time of 1 second or less. The present invention relates to a meta-type wholly aromatic polyamide fiber cloth having a flame retardancy of 1 second or less and a carbonization length of 5 cm or less.

従来、芳香族ジアミンと芳香族ジカルボン酸ジハライドとから製造される全芳香族ポリアミドが耐熱性及び難燃性に優れていることは周知であり、また、これらの全芳香族ポリアミドはアミド系極性溶媒に可溶であり、全芳香族ポリアミドを該溶媒に溶解した重合体溶液から乾式紡糸、湿式紡糸、半乾半湿式紡糸等の方法により繊維となし得ることもよく知られている。これら全芳香族ポリアミドのうち、ポリメタフェニレンイソフタルアミドで代表されるメタ型全芳香族ポリアミド(「メタアラミド」と称されることもある)の繊維は、耐熱・難燃性繊維として特に有用なものであり、これらの特性を発揮する分野、例えば、フィルター、電子部品等の産業用途や、耐熱性、防炎性、耐炎性が重視される防護衣等の防災安全衣料用途等に用いられている。最近では、産業用途のみならず、寝具、衣料、インテリア等の審美性や視覚性の求められる分野への用途が、急速に広がりつつある。   Conventionally, it is well known that a wholly aromatic polyamide produced from an aromatic diamine and an aromatic dicarboxylic acid dihalide has excellent heat resistance and flame retardancy, and these wholly aromatic polyamides are amide-based polar solvents. It is also well known that fibers can be formed from a polymer solution obtained by dissolving a wholly aromatic polyamide in the solvent by a method such as dry spinning, wet spinning, and semi-dry semi-wet spinning. Of these wholly aromatic polyamides, fibers of meta-type wholly aromatic polyamides (sometimes referred to as “metaramid”) represented by polymetaphenylene isophthalamide are particularly useful as heat-resistant and flame-retardant fibers. It is used in fields that exhibit these characteristics, for example, industrial applications such as filters and electronic components, and heat-resistant, flame-resistant, and disaster-prevention and safety clothing applications such as protective clothing in which flame resistance is important. . In recent years, not only industrial applications, but also applications to fields requiring aesthetics and visual properties such as bedding, clothing, interiors, etc. are rapidly expanding.

これらの分野においてメタ型全芳香族ポリアミド繊維の難燃性は、火災防止、人命保護の観点からもより高く安定したものが求められている。   In these fields, the flame retardancy of meta-type wholly aromatic polyamide fibers is required to be higher and more stable from the viewpoint of fire prevention and human life protection.

そこで、メタ型全芳香族ポリアミド繊維の難燃性を改善するため、ポリマーに有機リン化合物、含リンフェノール樹脂、ハロゲン化合物等を添加する方法が提案されており、ハロゲン原子含有の有機リン化合物を配合して難燃性を改善する方法が提案されている(下記特許文献1参照)。しかし、ここで使用される化合物は、安定した繊維成形加工を行う観点から、低分子量の有機化合物が使用されるため、繊維成形加工時にその一部が排出・脱落されてしまう傾向があり、さらにはハロゲン化合物の場合は環境問題を危惧した近年の脱ハロゲン化の動きに逆向している。   In order to improve the flame retardancy of the meta-type wholly aromatic polyamide fiber, a method of adding an organic phosphorus compound, a phosphorus-containing phenol resin, a halogen compound, or the like to a polymer has been proposed. A method of improving the flame retardancy by blending has been proposed (see Patent Document 1 below). However, the compound used here, from the viewpoint of performing a stable fiber molding process, since a low molecular weight organic compound is used, there is a tendency that a part of the compound is discharged or dropped during the fiber molding process, In the case of halogen compounds, it is against recent trends in dehalogenation, which is concerned about environmental problems.

一方、メタ型全芳香族ポリアミド繊維は、その製造プロセスにアミド系有機溶媒を使用することが一般的であり、この場合、繊維中にアミド系溶媒が残留することが知られており、このことにより、本来メタ型全芳香族ポリアミドが有している難燃性が充分に発揮できず、難燃性に劣るものしか得られないという欠点を有している(下記特許文献2〜10参照)。   On the other hand, meta-type wholly aromatic polyamide fibers generally use an amide-based organic solvent in the production process, and in this case, it is known that the amide-based solvent remains in the fiber. Therefore, the flame retardancy inherently possessed by the meta-type wholly aromatic polyamide cannot be sufficiently exerted, and only the poor flame retardancy is obtained (see Patent Documents 2 to 10 below). .

また、メタ型全芳香族ポリアミド繊維の難燃性能を向上させるには、この残留溶媒量を低減することが望ましいとの考えの下、メタ型全芳香族ポリアミド重量を基準にして0.1〜10重量%の層状粘土鉱物を含有させ、この繊維中に残存する溶媒量を1.0%以下とし、本来メタ型全芳香族ポリアミドが有している難燃性を有効に発現させ、難燃剤を配合することなしに難燃効果の良好なメタ型全芳香族ポリアミド繊維を得る方法が提案されている。(下記文献11)しかし、この方法での難燃性向上には限界があり、それ以上の性能を与えるには難燃剤の配合が必須となり、当初の課題が十分には解決されていなかったのが実情である。   Further, in order to improve the flame retardancy of the meta-type wholly aromatic polyamide fiber, it is preferable to reduce the amount of the residual solvent. 10% by weight of a layered clay mineral is contained, the amount of solvent remaining in the fiber is set to 1.0% or less, and the flame retardancy inherently possessed by the meta-type wholly aromatic polyamide is effectively exhibited. There has been proposed a method for obtaining a meta-type wholly aromatic polyamide fiber having a good flame-retardant effect without incorporating the same. However, there is a limit to improving the flame retardancy by this method, and it is necessary to add a flame retardant in order to give a higher performance, and the initial problem has not been sufficiently solved. Is the actual situation.

さらに、繊維中に添加が容易であり、安価な難燃剤の多くは、160℃〜300℃で熱分解するために該繊維の製造段階で分解が始まり、リン酸成分が発生することが知られている。このため、湿熱状態においてメタ型全芳香族ポリアミド繊維のアミド結合部分を加水分解していき強度を低下させるという問題があった。   Furthermore, it is known that many of the inexpensive flame retardants that are easy to add to the fiber are thermally decomposed at 160 ° C. to 300 ° C., so that decomposition starts at the stage of producing the fiber and a phosphoric acid component is generated. ing. For this reason, there has been a problem in that the amide bond portion of the meta-type wholly aromatic polyamide fiber is hydrolyzed in a moist heat state to decrease the strength.

特開昭53−122817号公報JP-A-53-122817 特公昭35−14399号公報Japanese Patent Publication No. 35-14399 特公昭47−10863号公報JP-B-47-10863 特公昭48−17551号公報JP-B-48-17551 特開昭50−52167号公報JP-A-50-52167 特開昭56−31009号公報JP-A-56-31009 特開平8−74121号公報JP-A-8-74121 特開平10−88421号公報JP-A-10-88421 特開2000−303365公報JP 2000-303365 A 特開2001−348726公報JP 2001-348726 A 特開2007−254915公報JP 2007-254915 A

本発明の課題は、かかる従来技術における問題点を解消し、より安全で環境に対応した高い難燃性を示すと共に、特に防護衣料において、より安全な難燃性能を長期にわたり提供することが可能な耐久性に優れたメタ型全芳香族ポリアミド繊維を含む布帛を提供することにある。   The object of the present invention is to solve the problems in the prior art, and to show higher flame retardancy that is safer and more environmentally friendly, and to provide more secure flame retardancy for a long time, especially in protective clothing. Another object of the present invention is to provide a fabric containing a meta-type wholly aromatic polyamide fiber having excellent durability.

本発明者は、上記の課題を解決するために鋭意検討をおこなった結果、メタ型全芳香族ポリアミド繊維の製造に用いる有機溶剤に対し、特定の溶解挙動を示す有機リン化合物からなる難燃剤を、メタ型全芳香族ポリアミド繊維中のリン原子含有量が0.2wt%以上となるように含有させるとき、高い難燃性能を持ったメタ型全芳香族ポリアミド繊維が得られることを究明し、該繊維をその構成成分として含む布帛を得ることで本発明に到達した。   The present inventor has conducted intensive studies in order to solve the above problems, and as a result, with respect to an organic solvent used for producing a meta-type wholly aromatic polyamide fiber, a flame retardant made of an organic phosphorus compound showing a specific dissolution behavior. Investigating that a meta-type wholly aromatic polyamide fiber having high flame retardancy can be obtained when the phosphorus atom content in the meta-type wholly aromatic polyamide fiber is 0.2 wt% or more, The present invention has been achieved by obtaining a fabric containing the fiber as a component.

即ち、本発明によれば、メタ型全芳香族ポリアミド繊維中におけるリン原子含有量が0.2wt%以上となるように有機リン化合物が含有されたメタ型全芳香族ポリアミド繊維であって、該繊維の燃焼時限界酸素指数LOIが33以上、130℃で2時間湿熱処理した後の強度保持率が90%以上であり、かつ明度L値が85以上であるメタ型全芳香族ポリアミド繊維をその構成成分とすることを特徴とする難燃性布帛、
が提供される。
That is, according to the present invention, there is provided a meta-type wholly aromatic polyamide fiber containing an organic phosphorus compound such that the phosphorus atom content in the meta-type wholly aromatic polyamide fiber is 0.2 wt% or more. A meta-type wholly aromatic polyamide fiber having a fiber critical oxygen index LOI of 33 or more, a strength retention of 90% or more after heat-moisture treatment at 130 ° C. for 2 hours and a lightness L value of 85 or more is used. Flame-retardant fabric, characterized by being a constituent component,
Is provided.

本発明によれば、有機リン化合物からなる難燃剤が均一に混合されるので、繊維成形加工において糸切れなどの生産性低下が少ない上、難燃剤が繊維中に効率よく残留することから、少ない添加量で難燃効果を得ることができ、また、凝固液の再利用に際し、装置の腐食などの影響を与えることの無い、メタ型全芳香族ポリアミド繊維を得ることができる。   According to the present invention, since the flame retardant composed of the organic phosphorus compound is uniformly mixed, the decrease in productivity such as yarn breakage in the fiber molding process is small, and the flame retardant is efficiently left in the fiber. It is possible to obtain a meta-type wholly aromatic polyamide fiber which can provide a flame-retardant effect by the added amount and does not have an effect such as corrosion of the apparatus when the coagulating liquid is reused.

さらに熱分解開始温度が300℃以上である該有機リン化合物を使用することで繊維中にリン酸などの成分の発生が抑えられるので、130℃で2時間湿熱処理した後の強度保持率が90%以上である、耐久性に優れたメタ型全芳香族ポリアミド繊維を得ることができる。
また、上記のメタ型全芳香族ポリアミド繊維をその構成成分とする布帛を製造すれば、難燃性に優れ、湿熱強度劣化が防止された難燃性布帛を得ることができる。
Further, by using the organic phosphorus compound having a thermal decomposition initiation temperature of 300 ° C. or higher, the generation of components such as phosphoric acid in the fiber can be suppressed, so that the strength retention after the wet heat treatment at 130 ° C. for 2 hours is 90%. % Or more, and a meta-type wholly aromatic polyamide fiber excellent in durability can be obtained.
In addition, if a fabric containing the above-mentioned meta-type wholly aromatic polyamide fiber as a component is produced, a flame-retardant fabric having excellent flame retardancy and preventing deterioration in wet heat strength can be obtained.

以下、本発明について詳細を説明する。   Hereinafter, the present invention will be described in detail.

本発明におけるメタ型全芳香族ポリアミドは、メタ型芳香族ジアミンとメタ型芳香族ジカルボン酸ハライドとを原料として、例えば溶液重合や界面重合させることにより製造されるポリアミドであるが、本発明の目的を阻害しない範囲内で、例えばパラ型等の他の共重合成分を共重合したものであってもよい。   The meta-type wholly aromatic polyamide in the present invention is a polyamide produced by, for example, solution polymerization or interfacial polymerization using a meta-type aromatic diamine and a meta-type aromatic dicarboxylic acid halide as raw materials. May be copolymerized with another copolymerization component such as a para-type component within a range that does not inhibit the above.

上記メタ型芳香族ジアミンとしては、メタフェニレンジアミン、3,4’−ジアミノジフェニルエーテル、3,4’−ジアミノジフェニルスルホン等及びこれらの芳香環にハロゲン、炭素数1〜3のアルキル基等の置換基を有する誘導体、例えば2,4−トルイレンジアミン、2,6−トルイレンジアミン、2,4−ジアミノクロルベンゼン、2,6−ジアミノクロルベンゼン等を使用することができる。なかでも、メタフェニレンジアミン又はメタフェニレンジアミンを70モル%以上含有する上記の混合ジアミンが好ましい。   Examples of the meta-type aromatic diamine include metaphenylenediamine, 3,4′-diaminodiphenyl ether, 3,4′-diaminodiphenylsulfone and the like, and substituents such as halogen and alkyl groups having 1 to 3 carbon atoms on these aromatic rings. Such as 2,4-toluylenediamine, 2,6-toluylenediamine, 2,4-diaminochlorobenzene, and 2,6-diaminochlorobenzene. Among them, metaphenylenediamine or the above-mentioned mixed diamine containing 70% by mole or more of metaphenylenediamine is preferable.

また、上記メタ型芳香族ジカルボン酸ハライドとしては、イソフタル酸クロライド、イソフタル酸ブロマイド等のイソフタル酸ハライド、及びこれらの芳香環にハロゲン、炭素数1〜3のアルコキシ基等の置換基を有する誘導体、例えば3−クロルイソフタル酸クロライド、3−メトキシイソフタル酸クロライドを使用することができる。なかでも、イソフタル酸クロライド又はイソフタル酸クロライドを70モル%以上含有する上記の混合カルボン酸ハライドが好ましい。   Further, as the meta-type aromatic dicarboxylic acid halide, isophthalic acid chloride, isophthalic acid halides such as isophthalic acid bromide, and derivatives having a substituent such as halogen, an alkoxy group having 1 to 3 carbon atoms on these aromatic rings, For example, 3-chloroisophthalic acid chloride and 3-methoxyisophthalic acid chloride can be used. Among them, isophthalic acid chloride or the above-mentioned mixed carboxylic acid halide containing isophthalic acid chloride in an amount of 70 mol% or more is preferable.

上記のジアミンとジカルボン酸ハライド以外で使用し得る共重合成分としては、芳香族ジアミンとして、パラフェニレンジアミン、2,5−ジアミノクロルベンゼン、2,5−ジアミノブロムベンゼン、アミノアニシジン等のベンゼン誘導体、1,5−ナフチレンジアミン、4,4’−ジアミノジフェニルエーテル、4,4’−ジアミノジフェニルケトン、4,4’−ジアミノジフェニルアミン、4,4’−ジアミノジフェニルメタン等が挙げられ、一方、芳香族ジカルボン酸ハライドとして、テレフタル酸クロライド、1,4−ナフタレンジカルボン酸クロライド、2,6−ナフタレンジカルボン酸クロライド、4,4’−ビフェニルジカルボン酸クロライド、4,4’−ジフェニルエーテルジカルボン酸クロライド等が挙げられる。   Examples of copolymerizable components other than the above diamines and dicarboxylic acid halides include aromatic diamines, such as benzene derivatives such as paraphenylenediamine, 2,5-diaminochlorobenzene, 2,5-diaminobromobenzene, and aminoanisidine. , 1,5-naphthylenediamine, 4,4'-diaminodiphenylether, 4,4'-diaminodiphenylketone, 4,4'-diaminodiphenylamine, 4,4'-diaminodiphenylmethane, and the like. Examples of the dicarboxylic acid halide include terephthalic acid chloride, 1,4-naphthalenedicarboxylic acid chloride, 2,6-naphthalenedicarboxylic acid chloride, 4,4′-biphenyldicarboxylic acid chloride, and 4,4′-diphenylether dicarboxylic acid chloride. .

これらの共重合成分の共重合比は、あまりに多くなりすぎるとメタ型全芳香族ポリアミドの特性が低下しやすいので、ポリアミドの全酸成分を基準として20モル%以下が好ましい。特に、好適なメタ型全芳香族ポリアミドは、全繰返し単位の80モル%以上がメタフェニレンイソフタルアミド単位からなるポリアミドであり、なかでもポリメタフェニレンイソフタルアミドが好ましい。   If the copolymerization ratio of these copolymerization components is too large, the properties of the meta-type wholly aromatic polyamide tend to deteriorate, so the content is preferably 20 mol% or less based on the total acid components of the polyamide. In particular, a preferred meta-type wholly aromatic polyamide is a polyamide in which 80 mol% or more of all repeating units are composed of metaphenylene isophthalamide units, and among them, polymetaphenylene isophthalamide is preferable.

かようなメタ型全芳香族ポリアミドの重合度は、30℃において97%濃硫酸を溶媒として測定した固有粘度(IV)が1.3〜3.0の範囲が適当である。   The meta-type wholly aromatic polyamide suitably has a degree of polymerization in which the intrinsic viscosity (IV) measured at 30 ° C. using 97% concentrated sulfuric acid as a solvent is in the range of 1.3 to 3.0.

次にここで得られたメタ型全芳香族ポリアミドを溶解する溶媒に溶解して紡糸ドープを調整するが、重合後メタ型全芳香族ポリアミドを単離せずそのまま紡糸ドープとすることも可能である。ここで用いる溶媒としてアミド系溶媒を一般的に用いることができ、主なアミド系溶媒としては、N−メチル−2−ピロリドン(NMP)、ジメチルホルムアミド(DMF)、ジメチルアセトアミド(DMAc)等を例示することができる。これらのなかでは溶解性と取り扱い安全性の観点から、NMPまたはDMAcを用いることが好ましい。   Next, the spinning dope is adjusted by dissolving the meta-type wholly aromatic polyamide obtained here in a solvent that dissolves the same, but it is also possible to use the spinning dope as it is without isolating the meta-type wholly aromatic polyamide after polymerization. . An amide solvent can be generally used as the solvent used here, and examples of main amide solvents include N-methyl-2-pyrrolidone (NMP), dimethylformamide (DMF), and dimethylacetamide (DMAc). can do. Among these, it is preferable to use NMP or DMAc from the viewpoint of solubility and handling safety.

溶液濃度としては、次工程である紡糸・凝固工程での凝固速度および重合体の溶解性の観点から、適当な濃度を適宜選択すればよく、例えば、ポリマーがポリメタフェニレンイソフタルアミドで溶媒がNMPの場合には、通常は10〜30質量%の範囲とすることが好ましい。   As the solution concentration, an appropriate concentration may be appropriately selected from the viewpoints of the coagulation rate and the solubility of the polymer in the next step of spinning and coagulation, for example, the polymer is polymetaphenylene isophthalamide and the solvent is NMP. In this case, it is usually preferable to set the range to 10 to 30% by mass.

本発明においては、この紡糸ドープに有機リン化合物からなる難燃剤を添加するが、特に紡糸ドープの溶媒に5%以上溶解し、さらにこの溶媒の60%水溶液には溶解しない特性を持ったものを選定して添加することで、紡糸ドープ中に溶解させ均一に混ぜ合わすことが可能となり、繊維成形加工後の繊維中への残留率も高く効率の良い加工となる。   In the present invention, a flame retardant composed of an organic phosphorus compound is added to the spinning dope. In particular, a solvent having a property of dissolving at least 5% in the solvent of the spinning dope and not dissolving in a 60% aqueous solution of the solvent is used. By selecting and adding it, it is possible to dissolve it in the spinning dope and mix it uniformly, and the processing efficiency is high because the residual ratio in the fiber after the fiber forming processing is high.

ここで、溶媒に5%未満しか溶解しない有機リン化合物を使用した場合、紡糸ドープに必要な量の難燃剤を溶解することが困難となる。さらに、この場合、紡糸ドープに添加するには均一に分散させることが必要となるが、溶媒に5%未満しか溶解しない場合は非常に難しい工程となる。また均一に分散できたとしても粒子または、粒子の凝集物が存在すると繊維成形加工時に単糸が切断するなどの不具合が多く発生する上、繊維化できたとしても該繊維の強度が低下する。   Here, when an organic phosphorus compound that is less than 5% soluble in the solvent is used, it becomes difficult to dissolve the necessary amount of the flame retardant in the spinning dope. Furthermore, in this case, it is necessary to uniformly disperse it in order to add it to the spinning dope, but it is a very difficult process when less than 5% is dissolved in the solvent. Even if the particles can be uniformly dispersed, the presence of particles or agglomerates of particles often causes problems such as breakage of single yarns during fiber molding, and the strength of the fibers decreases even if the fibers can be formed.

また、紡糸ドープの溶媒に5%以上溶解し、この溶媒の60%水溶液にも十分溶解するものは、繊維成形加工時にこの溶媒と一緒に難燃剤も抜け落ちてしまいあらかじめ多くの剤を添加しておかなければその性能を発現することが出来ず、効率が悪く不適切な加工となる。   In addition, those which dissolve in the solvent of the spinning dope at 5% or more and sufficiently dissolve in a 60% aqueous solution of this solvent also lose the flame retardant together with this solvent at the time of the fiber forming process. Otherwise, the performance cannot be exhibited, resulting in poor efficiency and inappropriate processing.

該有機リン化合物の熱分解開始温度は、300℃以上であることが好ましく、さらに330℃以上であることがより好ましい。この熱分解開始温度が高いと有機リン酸化合物による難燃性能が高くなるだけでなく、メタ型全芳香族ポリアミドの繊維成形加工時に実施する熱処理加工時に分解が抑えられ、130℃で2時間湿熱処理した後の強度保持率が90%以上である、耐久性に優れたメタ型全芳香族ポリアミド繊維を得ることができる。   The thermal decomposition onset temperature of the organic phosphorus compound is preferably 300 ° C. or higher, and more preferably 330 ° C. or higher. When the thermal decomposition initiation temperature is high, not only the flame retardancy due to the organic phosphoric acid compound is increased, but also the decomposition is suppressed during the heat treatment performed at the time of forming the fiber of the meta-type wholly aromatic polyamide. It is possible to obtain a meta-type wholly aromatic polyamide fiber excellent in durability, having a strength retention of at least 90% after heat treatment.

さらに該有機リン化合物にハロゲンが含まれていないものを選択することで、環境問題への対応も可能となる。   Furthermore, by selecting a compound containing no halogen in the organic phosphorus compound, it is possible to cope with environmental problems.

ここで用いる有機リン化合物からなる難燃剤としては、芳香族リン酸エステル類、芳香族縮合リン酸エステル類、含ハロゲンリン酸エステル類、含ハロゲン縮合リン酸エステル類の中から上記特徴にあったものを選定することができる。特に紡糸ドープの溶媒に5%以上溶解し、さらにこの溶媒の60%水溶液には溶解しない特性を持ったものに該当するのは、芳香族縮合リン酸エステル類に多く、主に、レゾルシノールビス−ジフェニルホスフェート(RDP)レゾルシノールビス−ジキシレニルホスフェート(RDX)などを使用することができる。   The flame retardant composed of the organic phosphorus compound used here was the above-mentioned feature among aromatic phosphate esters, aromatic condensed phosphate esters, halogen-containing phosphate esters, and halogen-containing condensed phosphate esters. Things can be selected. Particularly, aromatic condensed phosphoric acid esters which have a property of dissolving 5% or more in the solvent of the spinning dope and not dissolving in a 60% aqueous solution of this solvent are many, and mainly resorcinol bis- Diphenyl phosphate (RDP) resorcinol bis-dixylenyl phosphate (RDX) and the like can be used.

ただし、下記構造を有する芳香族縮合リン酸エステルの多くは、常温で液体状であるものが多く紡糸ドープの溶媒の60%水溶液になじみやすく5%以上溶解することがあり使用することが一般的に好ましくない。   However, many of the aromatic condensed phosphoric acid esters having the following structures are often in a liquid state at normal temperature, and are easily used in a 60% aqueous solution of a spin dope solvent and can be dissolved in 5% or more. Not preferred.

Figure 2020045590
式中、Rは非ハロゲン化フェニル基、XはビスフェノールA残基、nは1〜3の整数を表す。
一方、下記構造式であらわされる芳香族縮合リン酸エステルは、常温で固体であり、本願の難燃剤として好ましい。
Figure 2020045590
In the formula, R represents a non-halogenated phenyl group, X represents a bisphenol A residue, and n represents an integer of 1 to 3.
On the other hand, the condensed aromatic phosphate represented by the following structural formula is solid at ordinary temperature and is preferable as the flame retardant of the present invention.

Figure 2020045590
式中、Rは非ハロゲン化フェニル基、Xは芳香環を有する構造で主に下記のものが好ましい。
Figure 2020045590
In the formula, R is a non-halogenated phenyl group, and X is a structure having an aromatic ring, and the following are mainly preferred.

Figure 2020045590
Figure 2020045590

該有機リン化合物は、メタ型全芳香族ポリアミド繊維の製造に用いる有機溶剤に5%以上溶解するため、紡糸ドープへの添加が容易であり、該有機リン化合物とメタ型全芳香族ポリアミドがともに溶解状態で均一に混合されることから繊維成形加工時に単糸切れなどの不具合が起こりにくくなり安定した繊維の製造が可能となる。   Since the organic phosphorus compound is dissolved in an organic solvent used for producing the meta-type wholly aromatic polyamide fiber in an amount of 5% or more, it can be easily added to the spinning dope, and both the organic phosphorus compound and the meta-type wholly aromatic polyamide can be used. Since the fibers are uniformly mixed in the dissolved state, troubles such as breakage of single yarn during fiber forming are less likely to occur, and stable fiber production can be achieved.

また該有機リン化合物は、該有機溶剤60%水溶液において不溶となる特性を持っていることから、繊維成形加工時においてその凝固液となる該有機溶剤水溶液中への溶出がなく、繊維中に効率よく残留するため難燃性能発現への寄与率が高くなる。   In addition, since the organic phosphorus compound has a property of being insoluble in a 60% aqueous solution of the organic solvent, it does not elute into the aqueous solution of the organic solvent, which is a coagulating liquid during fiber molding, and the efficiency is improved in the fiber. Because it remains well, the contribution to the development of flame retardancy is increased.

さらに、該有機リン化合物の熱分解開始温度が300℃以上である場合、繊維成形加工時に実施される熱処理による分解は、ほとんど起こらず、変色や強度低下の小さい繊維を得ることが可能となる。さらに該有機リン化合物にハロゲンが含まれていないものを選択することにより環境問題への対応も可能となる。   Further, when the thermal decomposition onset temperature of the organic phosphorus compound is 300 ° C. or higher, decomposition by heat treatment performed at the time of fiber molding hardly occurs, and it is possible to obtain a fiber with little discoloration and low strength. Furthermore, by selecting a compound containing no halogen in the organic phosphorus compound, it is possible to cope with environmental problems.

次に、上記のとおり調製された紡糸ドープを凝固液中へ紡出し凝固させる。紡糸装置としては特に限定されるものではなく、従来公知の湿式紡糸装置を使用することができる。また、安定して湿式紡糸できるものであれば、紡糸口金の紡糸孔数、配列状態、孔形状等は特に制限する必要はなく、例えば、孔数が500〜30000個、紡糸孔径が0.05〜0.2mmのスフ用の多ホール紡糸口金等を用いてもよい。   Next, the spinning dope prepared as described above is spun into a coagulating liquid and coagulated. The spinning device is not particularly limited, and a conventionally known wet spinning device can be used. The number of spinning holes, arrangement state, hole shape, etc. of the spinneret need not be particularly limited as long as the spinning can be performed stably. For example, the number of spinning holes is 500 to 30,000, and the spinning hole diameter is 0.05. You may use a multi-hole spinneret or the like for a soup of up to 0.2 mm.

また、紡糸口金から紡出する際の紡糸ドープの温度は、10〜90℃の範囲が適当である。   Further, the temperature of the spinning dope when spinning from the spinneret is suitably in the range of 10 to 90 ° C.

本発明に用いられる繊維を得るために用いる凝固浴の例としては、無機塩を含まないアミド系溶媒濃度45〜60質量%の水溶液を、浴液の温度10〜35℃の範囲で用いる。アミド系溶媒濃度が45質量%未満ではスキンが厚い構造となってしまい、洗浄工程における洗浄効率が低下し、最終繊維に溶媒が残存することとなる。また、アミド系溶媒濃度が60質量%を超える場合には、繊維内部に至るまで均一な凝固を行うことができず、このため、繊維成形加工時に単糸が切断するなどの不具合が多く発生する。なお、凝固浴中への繊維の浸漬時間は、0.1〜30秒の範囲が適当である。   As an example of the coagulation bath used to obtain the fiber used in the present invention, an aqueous solution of an amide-based solvent containing no inorganic salt and having a concentration of 45 to 60% by mass is used at a bath solution temperature of 10 to 35 ° C. If the amide solvent concentration is less than 45% by mass, the skin has a thick structure, the washing efficiency in the washing step is reduced, and the solvent remains in the final fiber. When the amide-based solvent concentration exceeds 60% by mass, uniform coagulation cannot be performed even to the inside of the fiber, and therefore, many problems such as breakage of a single yarn during fiber forming processing occur. . The time for immersing the fibers in the coagulation bath is suitably in the range of 0.1 to 30 seconds.

次に凝固浴にて凝固して得られた繊維が可塑状態にあるうちに、可塑延伸浴中にて繊維を延伸処理する。 可塑延伸浴液としては特に限定されるものではなく、従来公知の浴液を採用することができる。   Next, while the fiber obtained by coagulation in the coagulation bath is in a plastic state, the fiber is drawn in a plastic drawing bath. The plastic stretching bath solution is not particularly limited, and a conventionally known bath solution can be employed.

本発明の繊維を得るためには、可塑延伸浴中の延伸倍率を、3.5〜5.0倍の範囲とする必要があり、さらに好ましくは3.7〜4.5倍の範囲とする。本発明の繊維の製造においては、可塑延伸浴中にて特定倍率の範囲で可塑延伸することにより、凝固糸中からの脱溶剤を促進することができる。   In order to obtain the fiber of the present invention, the draw ratio in the plastic stretching bath needs to be in the range of 3.5 to 5.0 times, and more preferably in the range of 3.7 to 4.5 times. . In the production of the fiber of the present invention, solvent removal from the coagulated yarn can be promoted by performing plastic stretching in a specific draw ratio range in a plastic stretching bath.

可塑延伸浴中での延伸倍率が3.5倍未満である場合には、凝固糸中からの脱溶剤が不十分となる。また、破断強度が不十分となり、紡績工程等の加工工程における取り扱いが困難となる。一方で、延伸倍率が5.0倍を超える場合には、単糸切れが発生するため、工程安定性が悪くなる。   When the stretching ratio in the plastic stretching bath is less than 3.5 times, the solvent removal from the coagulated yarn becomes insufficient. Further, the breaking strength becomes insufficient, and handling in a processing step such as a spinning step becomes difficult. On the other hand, if the stretching ratio exceeds 5.0 times, breakage of single yarns occurs, resulting in poor process stability.

可塑延伸浴の温度は、10〜90℃の範囲が好ましい。好ましくは温度20〜90℃の範囲にあると、工程安定性がよい。   The temperature of the plastic stretching bath is preferably in the range of 10 to 90C. When the temperature is preferably in the range of 20 to 90 ° C., the process stability is good.

次に、繊維中に残留している溶剤を洗浄する。この工程においては、可塑延伸浴にて延伸された繊維を、十分に洗浄する。洗浄は、得られる繊維の品質面に影響を及ぼすことから、多段で行うことが好ましい。特に、洗浄工程における洗浄浴の温度および洗浄浴液中のアミド系溶媒の濃度は、繊維からのアミド系溶媒の抽出状態および洗浄浴からの水の繊維中への浸入状態に影響を与える。このため、これらを最適な状態とする目的においても、洗浄工程を多段とし、温度条件およびアミド系溶媒の濃度条件を制御することが好ましい。   Next, the solvent remaining in the fiber is washed. In this step, the fiber drawn in the plastic drawing bath is sufficiently washed. Washing is preferably performed in multiple stages because it affects the quality of the resulting fiber. In particular, the temperature of the washing bath in the washing step and the concentration of the amide-based solvent in the washing bath liquid affect the state of extraction of the amide-based solvent from the fibers and the state of water entering from the washing bath into the fibers. For this reason, it is preferable that the washing step is performed in multiple stages and the temperature condition and the concentration condition of the amide-based solvent are controlled, even for the purpose of setting these in an optimum state.

温度条件およびアミド系溶媒の濃度条件については、最終的に得られる繊維の品質を満足できるものであれば、特に限定されるものではない。ただし、最初の洗浄浴を60℃以上の高温とすると、水の繊維中への浸入が一気に起こるため、繊維中に巨大なボイドが生成し、品質の劣化を招く。このため、最初の洗浄浴は、30℃以下の低温とすることが好ましい。   The temperature condition and the concentration condition of the amide solvent are not particularly limited as long as the quality of the fiber finally obtained can be satisfied. However, if the temperature of the first washing bath is set to a high temperature of 60 ° C. or more, since water infiltrates into the fibers at once, huge voids are generated in the fibers, and the quality is deteriorated. For this reason, it is preferable that the temperature of the first cleaning bath is 30 ° C. or lower.

繊維中に溶媒が残っている場合、該繊維の難燃性を低下させる上に、該繊維を用いた製品の加工、および当該繊維を用いて形成された製品の使用における環境安全性においても好ましくない。このため、本発明に用いられる繊維に含まれる溶媒量は、0.2%以下であり、より好ましくは0.15%以下であり、0.1%以下であることが特に好ましい。   When the solvent remains in the fiber, the flame retardancy of the fiber is reduced, and the processing of a product using the fiber and the environmental safety in using the product formed using the fiber are also preferable. Absent. For this reason, the amount of the solvent contained in the fiber used in the present invention is 0.2% or less, more preferably 0.15% or less, and particularly preferably 0.1% or less.

次に、乾熱処理工程においては、洗浄工程を経た繊維を、乾燥・熱処理する。乾熱処理の方法としては特に限定されるものではないが、例えば、熱ローラー、熱板等を用いる方法を挙げることができる。乾熱処理を経ることにより、最終的に、本発明に用いられるメタ型全芳香族ポリアミド繊維を得ることができる。   Next, in the dry heat treatment step, the fiber that has undergone the cleaning step is dried and heat treated. The method of the dry heat treatment is not particularly limited, and examples thereof include a method using a hot roller, a hot plate, or the like. Through the dry heat treatment, the meta-type wholly aromatic polyamide fiber used in the present invention can be finally obtained.

本発明に用いられる繊維を得るためには、乾熱処理工程における熱処理温度を、260〜350℃の範囲とする必要があり、270〜340℃の範囲とすることがさらに好ましい。   In order to obtain the fiber used in the present invention, the heat treatment temperature in the dry heat treatment step needs to be in the range of 260 to 350 ° C, and more preferably in the range of 270 to 340 ° C.

熱処理温度が260℃未満の場合には、繊維の結晶化が不十分となり、繊維の収縮性が高くなる。一方で、350℃を越える場合には、繊維の結晶化が大きくなりすぎるため、破断伸度が著しく低下する。また、乾熱処理温度を270〜340℃の範囲とすることは、得られる繊維の破断強度の向上に寄与する。   When the heat treatment temperature is lower than 260 ° C., the crystallization of the fiber becomes insufficient, and the shrinkage of the fiber increases. On the other hand, when the temperature exceeds 350 ° C., the crystallization of the fiber becomes too large, so that the elongation at break is remarkably reduced. Further, setting the dry heat treatment temperature in the range of 270 to 340 ° C. contributes to improvement in the breaking strength of the obtained fiber.

乾熱処理が施されたメタ型全芳香族ポリアミド繊維には、必要に応じて、さらに捲縮加工を施してもよい。さらに、捲縮加工後は、適当な繊維長に切断し、次工程に提供してもよい。また、場合によっては、マルチフィラメントヤーンとして巻き取ってもよい。   The meta-type wholly aromatic polyamide fiber that has been subjected to the dry heat treatment may be further crimped, if necessary. Furthermore, after crimping, the fiber may be cut into an appropriate fiber length and provided to the next step. In some cases, it may be wound as a multifilament yarn.

本発明の布帛は、上記のメタ型全芳香族ポリアミド繊維をその構成成分として含むものである。この布帛におけるメタ型全芳香族ポリアミド繊維の含有量は、難燃性や風合いの観点から繊維の全質量に対して50質量%以上であり、好ましくは80質量%以上、さらに好ましくは90質量%以上、特に好ましくは100%である。   The fabric of the present invention contains the above meta-type wholly aromatic polyamide fiber as a constituent component thereof. The content of the meta-type wholly aromatic polyamide fiber in the fabric is 50% by mass or more, preferably 80% by mass or more, more preferably 90% by mass, based on the total mass of the fiber from the viewpoint of flame retardancy and texture. As described above, the content is particularly preferably 100%.

なお、本発明のメタ型全芳香族ポリアミド繊維を含む布帛において、該メタ型全芳香族ポリアミド繊維と混合する繊維としては、例えば、ポリベンゾイミダゾール繊維、ポリイミド繊維、ポリアミドイミド繊維、ポリエーテルイミド繊維、ポリアリレート繊維、ポリパラフェニレンベンゾビスオキサゾール繊維、ノボロイド繊維、難燃アクリル繊維、ポリクラール繊維、難燃ポリエステル繊維、難燃綿繊維、難燃ウール繊維、パラ型全芳香族ポリアミド繊維等を例示できる。これらのなかでは、繊維の強度や耐熱性の観点から、パラ型全芳香族ポリアミドが好ましい。   In the fabric containing the meta-type wholly aromatic polyamide fiber of the present invention, as the fiber to be mixed with the meta-type wholly aromatic polyamide fiber, for example, polybenzimidazole fiber, polyimide fiber, polyamideimide fiber, polyetherimide fiber , Polyarylate fiber, polyparaphenylene benzobisoxazole fiber, novoloid fiber, flame retardant acrylic fiber, polyclar fiber, flame retardant polyester fiber, flame retardant cotton fiber, flame retardant wool fiber, para-type wholly aromatic polyamide fiber and the like. Among these, para-type wholly aromatic polyamide is preferable from the viewpoint of fiber strength and heat resistance.

また、本発明において、布帛の形態は、織物、編物、不織布、いずれの形態であってもよい。   In the present invention, the form of the fabric may be any form of a woven fabric, a knitted fabric, or a nonwoven fabric.

メタ型全芳香族ポリアミド繊維以外の繊維を含む場合には、例えば、メタ型全芳香族ポリアミド繊維と混合される繊維とを、常法により混合して紡績糸の形態とした後に、該紡績糸を用いて布帛を形成することが挙げられる。
これら布帛の製造方法は特に限定されるものではなく、公知の方法を採用することができる。
When fibers other than the meta-type wholly aromatic polyamide fibers are included, for example, the fibers mixed with the meta-type wholly aromatic polyamide fibers are mixed by a conventional method to form a spun yarn, and then the spun yarn is used. To form a fabric.
The method for producing these fabrics is not particularly limited, and a known method can be employed.

以下、実施例により本発明をより詳細に説明する。ただし、本発明はこれら実施例により限定されるものではない。   Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to examples. However, the present invention is not limited by these examples.

なお、例中の「部」および「%」は特に断らない限りすべて質量基準に基づくものであり、量比は特に断らない限り質量比を示す。実施例および比較例における各物性値は下記の方法で測定した。   In the examples, “parts” and “%” are all based on mass unless otherwise specified, and the quantitative ratios indicate mass ratios unless otherwise specified. Each physical property value in Examples and Comparative Examples was measured by the following methods.

<固有粘度(I.V.)>
ポリマーを97%濃硫酸に溶解し、オストワルド粘度計を用い30℃で測定した。
<Intrinsic viscosity (IV)>
The polymer was dissolved in 97% concentrated sulfuric acid and measured at 30 ° C. using an Ostwald viscometer.

<溶解度評価>
溶解度評価は、2種の評価液で実施した。
(i)メタ型全芳香族ポリアミド繊維の製造に用いる有機溶剤100%、
(ii)該有機溶剤60%水溶液(有機溶剤60/水40)
測定は以下の手順で実施した。
(1)評価液100gをあらかじめ計量したフラスコに測定対象の化合物5gを加え20℃で2時間攪拌した後、全て溶解した場合、溶解度:>5%とする。
(2)溶け残りが確認された場合、20℃で12時間以上静置した後、溶け残りが全て溶解していた場合も、溶解度:>5%とする。
(3)この段階で溶け残りが確認された場合、上澄み液を50g秤量瓶に取り出し、絶乾法で溶解濃度を重量%で求める。
<Solubility evaluation>
Solubility evaluation was performed with two kinds of evaluation solutions.
(I) 100% of an organic solvent used for producing a meta-type wholly aromatic polyamide fiber,
(Ii) 60% aqueous solution of the organic solvent (organic solvent 60 / water 40)
The measurement was performed according to the following procedure.
(1) 5 g of the compound to be measured is added to a flask in which 100 g of the evaluation solution has been measured in advance, and the mixture is stirred at 20 ° C. for 2 hours.
(2) When undissolved residue is confirmed, the solution is left to stand at 20 ° C. for 12 hours or more, and when all the undissolved residue is dissolved, the solubility:> 5%.
(3) If residual undissolved is confirmed at this stage, 50 g of the supernatant is taken out into a weighing bottle, and the dissolution concentration is determined in% by weight by the absolute drying method.

<繊度>
JIS L1015に基づき、正量繊度のA法に準拠した測定を実施し、見掛繊度にて表記した。
<Fineness>
Based on JIS L1015, measurement based on the method A of the fineness of the fine weight was carried out, and the measurement was expressed in apparent fineness.

<破断強度、破断伸度>
JIS L1015に基づき、インストロン社製 型番5565を用いて、以下の条件で測定した。
<Breaking strength, breaking elongation>
Based on JIS L1015, it measured on condition of the following using Instron model number 5565.

(測定条件)
つかみ間隔 :20mm
初荷重 :0.044cN(1/20g)/dtex
引張速度 :20mm/分
<明度L値・色度b値>
分光色彩計 SD7000(日本電色工業製)を用いて測定した。
(Measurement condition)
Grip interval: 20mm
Initial load: 0.044 cN (1/20 g) / dtex
Tensile speed: 20 mm / min <Lightness L value / chromaticity b value>
It measured using the spectrocolorimeter SD7000 (made by Nippon Denshoku Industries).

<難燃性LOI値>
JIS K7201のLOI測定法に準拠して、LOI値を求めた。
<Flame retardant LOI value>
The LOI value was determined based on the LOI measurement method of JIS K7201.

<熱分解開始温度>
Pyris1 TGA(PerkinElmer製)にて熱重量測定を10℃/minの速度で昇温して実施、サンプル重量が5%減少した温度を熱分解開始温度とした。
<Thermal decomposition start temperature>
Thermogravimetric measurement was performed at a rate of 10 ° C./min using a Pyris 1 TGA (manufactured by PerkinElmer), and the temperature at which the sample weight decreased by 5% was defined as the pyrolysis onset temperature.

<布帛難燃性>
JIS L1091A−4の難燃性測定法に準拠して、残炎時間(秒)、残じん時間(秒)、炭化長(cm)を求めた。
<Fabric flame retardancy>
Based on the flame retardancy measurement method of JIS L1091A-4, the afterflame time (second), the residual dust time (second), and the carbonization length (cm) were determined.

[実施例1]
(ポリマーの製造)
乾燥窒素雰囲気下の反応容器に、水分率が100ppm以下のN,N−ジメチルアセトアミド(DMAc)721.5質量部を秤量し、このDMAc中にメタフェニレンジアミン97.2質量部(50.18モル%)を溶解させ、0℃に冷却した。この冷却したDMAc溶液に、さらにイソフタル酸クロライド(以下IPCと略す)181.3質量部(49.82モル%)を徐々に攪拌しながら添加し、重合反応を行った。
次に、平均粒径が10μm以下の水酸化カルシウム粉末を66.6質量部秤量し、重合反応が完了したポリマー溶液に対してゆっくり加え、中和反応を実施した。水酸化カルシウムの投入が完了した後、さらに40分間攪拌して、透明なポリマー溶液を得た。
[Example 1]
(Production of polymer)
In a reaction vessel under a dry nitrogen atmosphere, 721.5 parts by mass of N, N-dimethylacetamide (DMAc) having a water content of 100 ppm or less are weighed, and 97.2 parts by mass of metaphenylenediamine (50.18 mol) is added to the DMAc. %) Was dissolved and cooled to 0 ° C. To the cooled DMAc solution, 181.3 parts by mass (49.82 mol%) of isophthalic acid chloride (hereinafter abbreviated as IPC) was further added while gradually stirring to carry out a polymerization reaction.
Next, 66.6 parts by mass of calcium hydroxide powder having an average particle size of 10 μm or less was weighed and slowly added to the polymer solution after the completion of the polymerization reaction to carry out a neutralization reaction. After the addition of calcium hydroxide was completed, the mixture was further stirred for 40 minutes to obtain a transparent polymer solution.

得られたポリマー溶液からポリメタフェニレンイソフタルアミドを単離してIVを測定したところ、1.65であった。また、ポリマー溶液中のポリマー濃度は17%であった。   From the obtained polymer solution, polymetaphenylene isophthalamide was isolated and measured for IV. As a result, it was 1.65. The polymer concentration in the polymer solution was 17%.

(紡糸ドープの製造)
芳香族縮合リン酸エステルであるレゾルシノールビス−ジキシレニルホスフェートのDMAcへの溶解度を測定したところ溶解度:>5%、DMAc60%水溶液には溶解度:0%で不溶であった。またこの化合物の熱分解開始温度は320℃であった。
(Manufacture of spinning dope)
When the solubility of resorcinol bis-dixylenyl phosphate, which is an aromatic condensed phosphate ester, in DMAc was measured, the solubility was> 5%, and the solubility in a 60% aqueous solution of DMAc was 0%, which was insoluble. The thermal decomposition onset temperature of this compound was 320 ° C.

この化合物を難燃剤として該ポリマー溶液に、ポリマー成分に対してリン含有量として0.50wt%となるよう添加し、減圧脱法して紡糸ドープとした。   This compound was added as a flame retardant to the polymer solution so as to have a phosphorus content of 0.50 wt% with respect to the polymer component, and decompressed under reduced pressure to obtain a spinning dope.

(紡糸)
上記紡糸ドープを、孔径0.07mm、孔数500の紡糸口金から、浴温度30℃の凝固浴中に吐出して紡糸した。凝固液の組成は、水/DMAc=45/55(質量部)であり、凝固浴中に糸速7m/分で吐出して紡糸した。
(spinning)
The above spinning dope was discharged from a spinneret having a hole diameter of 0.07 mm and a number of holes of 500 into a coagulation bath at a bath temperature of 30 ° C and spun. The composition of the coagulation solution was water / DMAc = 45/55 (parts by mass), and the coagulation solution was spun at a yarn speed of 7 m / min into a coagulation bath.

引き続き、温度40℃の水/DMAc=45/55の組成の可塑延伸浴中にて、3.7倍の延伸倍率で延伸を行った。   Subsequently, the film was stretched at a draw ratio of 3.7 times in a plastic stretching bath having a composition of water / DMAc = 45/55 at a temperature of 40 ° C.

延伸後、20℃の水/DMAc=70/30の浴(浸漬長1.8m)、続いて20℃の水浴(浸漬長3.6m)で洗浄し、さらに60℃の温水浴(浸漬長5.4m)に通して十分に洗浄を行った。   After stretching, it was washed with a 20 ° C water / DMAc = 70/30 bath (immersion length 1.8 m), followed by a 20 ° C water bath (immersion length 3.6 m), and further washed with a 60 ° C warm water bath (immersion length 5 m). .4m) to sufficiently wash.

洗浄後、表面温度300℃の熱ローラーにて乾熱処理を施し、繊維を束ねてクリンパーを通し、捲縮を付与した後、カッターでカットして51mmの短繊維とすることにより、原綿を得た。得られた原綿を用いて難燃性LOI値を測定し、36と高い難燃性を示した。   After washing, dry heat treatment was performed with a hot roller having a surface temperature of 300 ° C., the fibers were bundled, passed through a crimper, crimped, and then cut with a cutter to obtain 51 mm short fibers, thereby obtaining raw cotton. . Using the obtained raw cotton, the flame retardancy LOI value was measured, indicating a high flame retardancy of 36.

さらに130℃にて2時間飽和蒸気下で湿熱処理を実施しその前後の破断強度保持率を求めたところ、96%と強度の低下がみられなかった。これらの結果を表1に示す。   Further, a wet heat treatment was performed at 130 ° C. for 2 hours under saturated steam, and the breaking strength retention before and after the heat treatment was determined. Table 1 shows the results.

(布帛作製)
また得られた原綿を通常の紡績工程を通して紡績糸(番手:20/2)を作製し、当該紡績糸から2/1の綾織に織成した織物(目付:280g/m、厚み:0.8mm)を作製した。得られた織物の難燃性は、残炎時間が0秒、残じん時間が0.7秒、炭化長が4.9cmと良好であった。これらの結果を表1に示す。
(Fabric production)
A spun yarn (count: 20/2) was prepared from the obtained raw cotton through a normal spinning process, and the spun yarn was woven into a 2/1 twill weave (basis weight: 280 g / m 2 , thickness: 0.8 mm). ) Was prepared. The flame retardancy of the obtained woven fabric was as good as 0 seconds for residual flame, 0.7 seconds for dust, and 4.9 cm in carbonization length. Table 1 shows the results.

[実施例2]
実施例1で製造した紡糸ドープに、耐光安定剤としてベンゾトリアゾール紫外線吸収剤であるチヌビン234をポリマー成分に対して3.0wt%となるようさらに添加し、さらに、芳香族縮合リン酸エステルであるレゾルシノールビス−ジキシレニルホスフェートをポリマー成分に対してリン含有量が0.75wt%となるよう添加し、減圧脱法して紡糸ドープとした以外は実施例1と同様に実施した。
[Example 2]
Tinuvin 234, which is a benzotriazole ultraviolet absorber, was further added as a light-resistant stabilizer to the spinning dope produced in Example 1 so as to be 3.0 wt% with respect to the polymer component. The procedure was performed in the same manner as in Example 1 except that resorcinol bis-dixylenyl phosphate was added so that the phosphorus content was 0.75 wt% with respect to the polymer component, and the solution was depressurized to obtain a spinning dope.

原綿のLOI値は、紫外線吸収剤の添加により低下傾向ではあるが、本発明の難燃剤を添加していることから33と高い値を維持していた。また、この原綿における130℃・2時間飽和蒸気下での湿熱処理における破断強度保持率を求めたところ、93%と強度の低下がみられなかった。   Although the LOI value of the raw cotton tends to decrease due to the addition of the ultraviolet absorber, it was maintained at a high value of 33 because the flame retardant of the present invention was added. Further, when the breaking strength retention rate of this raw cotton in a wet heat treatment at 130 ° C. for 2 hours under a saturated steam was determined, the strength was not reduced to 93%.

また得られた原綿を実施例1と同様に通常の紡績工程を通して紡績糸(番手:20/2)を作製し、当該紡績糸から2/1の綾織に織成した織物(目付:280g/m、厚み:0.8mm)を作製した。得られた織物の難燃性は、残炎時間が0秒、残じん時間が0.6秒、炭化長が4.6cmと良好であった。これらの結果を表1に示す。 Further, a spun yarn (count: 20/2) was produced from the obtained raw cotton through a normal spinning process in the same manner as in Example 1, and a woven fabric (basis weight: 280 g / m 2) was woven from the spun yarn into a 2/1 twill weave. , Thickness: 0.8 mm). The flame retardancy of the obtained woven fabric was as good as 0 seconds for afterflame time, 0.6 seconds for dust time, and 4.6 cm in carbonization length. Table 1 shows the results.

[実施例3]
実施例1で得られた原綿を通常の紡績工程を通して紡績糸(番手:20/−)を作製し、当該紡績糸からウエール密度40/inch、コース密度40/inchの天竺組織の丸編物に編成した編地(目付:270g/m、厚み:0.75mm)を作製した。
[Example 3]
A spun yarn (count: 20 /-) is prepared from the raw cotton obtained in Example 1 through a normal spinning process, and the spun yarn is knitted into a circular knitted fabric having a wool density of 40 / inch and a course density of 40 / inch. A knitted fabric (basis weight: 270 g / m 2 , thickness: 0.75 mm) was produced.

得られた編物の難燃性は、残炎時間が0秒、残じん時間が0.7秒、炭化長が4.5cmと良好であった。これらの結果を表1に示す。   The flame retardancy of the obtained knitted fabric was good, with a residual flame time of 0 seconds, a residual dust time of 0.7 seconds, and a char length of 4.5 cm. Table 1 shows the results.

[比較例1]
実施例1記載のポリマーの製造に従って得られたポリマー溶液よりポリメタフェニレンイソフタルアミドを単離したのち、アミド系溶媒であるN−メチル−2−ピロリドン(NMP)にポリマー濃度18%となるよう溶解し、得られたポリマー溶液に耐光安定剤としてベンゾトリアゾール紫外線吸収剤であるチヌビン234をポリマー成分に対して3.0wt%となるよう添加し、均一に分散させた後、減圧脱法して紡糸ドープとした。また、凝固液の組成を、水/NMP=70/30(質量部)とした以外は実施例1と同様に実施し、原綿を得た。
[Comparative Example 1]
After isolating polymetaphenylene isophthalamide from the polymer solution obtained according to the production of the polymer described in Example 1, it was dissolved in N-methyl-2-pyrrolidone (NMP), an amide solvent, so that the polymer concentration became 18%. Then, tinuvin 234, which is a benzotriazole ultraviolet absorber, was added as a light stabilizer to the polymer solution so as to have a concentration of 3.0 wt% with respect to the polymer component, and was uniformly dispersed. And Further, the same procedure as in Example 1 was carried out except that the composition of the coagulating liquid was changed to water / NMP = 70/30 (parts by mass), to obtain a raw cotton.

この原綿における130℃・2時間飽和蒸気下での湿熱処理における破断強度保持率を求めたところ、97%と強度の低下がみられなかったが、原綿のLOI値は、紫外線吸収剤と有機顔料の添加により24と低い値であった。
また得られた原綿を実施例1と同様に通常の紡績工程を通して紡績糸(番手:20/2)を作製し、当該紡績糸から2/1の綾織に織成した織物(目付:280/m、厚み:0.8mm)を作製した。得られた織物の難燃性は、残炎時間が1.1秒、残じん時間が2.9秒、炭化長が6.3cmと十分な性能が得られなかった。これらの結果を表1に示す。
When the breaking strength retention of this raw cotton in a wet heat treatment at 130 ° C. for 2 hours under saturated steam was determined, the strength was not reduced to 97%, but the LOI value of the raw cotton was determined by the UV absorber and the organic pigment. , The value was as low as 24.
A spun yarn (count: 20/2) was produced from the obtained raw cotton through the usual spinning process in the same manner as in Example 1, and a woven fabric (basis weight: 280 g / m2) woven from the spun yarn into a 2/1 twill weave. 2 , thickness: 0.8 mm). Regarding the flame retardancy of the obtained woven fabric, sufficient performance was not obtained because the afterflame time was 1.1 seconds, the dust time was 2.9 seconds, and the carbonization length was 6.3 cm. Table 1 shows the results.

[比較例2、3]
比較例1で得られたポリマー溶液に、有機リン化合物のNMPへの溶解度が5%以上ではあるが、NMP60%水溶液にもよく溶解するトリス(クロロプロピル)ホスフェート(熱分解開始温度:160℃)をポリマー成分に対しリン含有量として、0.47wt%、0.68%となるよう添加し、減圧脱法して紡糸ドープとした以外は比較例1と同様に実施し、原綿を得た。それぞれの紡糸ドープにおいてポリマー成分に対する塩素含有量は、2.50%、3.20%であった。
[Comparative Examples 2 and 3]
In the polymer solution obtained in Comparative Example 1, although the solubility of the organic phosphorus compound in NMP is 5% or more, it is well soluble in a 60% aqueous solution of NMP (tris (chloropropyl) phosphate (thermal decomposition starting temperature: 160 ° C.)). Was performed in the same manner as in Comparative Example 1 except that phosphorus was added to the polymer component so as to have a phosphorus content of 0.47% by weight and 0.68%, and spin-doped by depressurization to obtain a raw cotton. In each spin dope, the chlorine content relative to the polymer component was 2.50%, 3.20%.

また、これら原綿のLOI値は、難燃剤の添加により比較例1より改善され33、37と高い難燃性が示されたが、該原綿における130℃・2時間飽和蒸気下での湿熱処理における破断強度保持率を求めたところ、それぞれ86%、77%となり、強度の低下がみられた。   The LOI values of these raw cottons were improved by the addition of the flame retardant from Comparative Example 1, and the flame retardancy was high at 33 and 37. However, the raw cotton was subjected to a wet heat treatment at 130 ° C. for 2 hours under saturated steam. When the breaking strength retention rates were determined, they were 86% and 77%, respectively, indicating a decrease in strength.

また得られた原綿を実施例1と同様に通常の紡績工程を通して紡績糸(番手:20/2)を作製し、当該紡績糸から2/1の綾織に織成した織物(目付:280g/m、厚み:0.8mm)を作製した。得られた織物の難燃性は、それぞれ残炎時間が0秒・0秒、残じん時間が1.1秒・0.8秒、炭化長が4.9cm・4.7cmであった。これらの結果を表1に示す。 Further, a spun yarn (count: 20/2) was produced from the obtained raw cotton through a normal spinning process in the same manner as in Example 1, and a woven fabric (basis weight: 280 g / m 2) was woven from the spun yarn into a 2/1 twill weave. , Thickness: 0.8 mm). Regarding the flame retardancy of the obtained woven fabric, the after-flame time was 0 seconds and 0 seconds, the dust time was 1.1 seconds and 0.8 seconds, and the carbonization length was 4.9 cm and 4.7 cm, respectively. Table 1 shows the results.

Figure 2020045590
Figure 2020045590

本発明によって、主に防護衣料に最適な難燃性能と耐久性を有したメタ型全芳香族ポリアミド繊維を含む布帛を得ることができ、防護衣料を長期間着用しても難燃性の低下がなく、劣化の進行の少ない製品となる繊維素材を提供することができる。   According to the present invention, it is possible to obtain a fabric containing meta-type wholly aromatic polyamide fibers having the most suitable flame retardancy and durability for protective clothing, and the flame retardancy is reduced even when the protective clothing is worn for a long time. It is possible to provide a fibrous material that is a product that does not cause deterioration and has little progress in deterioration.

Claims (7)

メタ型全芳香族ポリアミド繊維中におけるリン原子含有量が0.2wt%以上となるように有機リン化合物が含有されたメタ型全芳香族ポリアミド繊維であって、該繊維の燃焼時限界酸素指数LOIが33以上、130℃で2時間湿熱処理した後の強度保持率が90%以上であり、かつ明度L値が85以上であるメタ型全芳香族ポリアミド繊維をその構成成分とすることを特徴とする難燃性布帛。   A meta-type wholly aromatic polyamide fiber containing an organic phosphorus compound such that the phosphorus atom content in the meta-type wholly aromatic polyamide fiber is 0.2 wt% or more, and the burning limit oxygen index LOI of the fiber Is a meta-type wholly aromatic polyamide fiber having a strength retention of 90% or more after wet heat treatment at 130 ° C for 2 hours or more and a lightness L value of 85 or more as its constituent component. Flame retardant fabric. 該繊維に含まれる有機リン化合物の熱分解開始温度が300℃以上である請求項1記載の難燃性布帛。   The flame-retardant fabric according to claim 1, wherein the thermal decomposition onset temperature of the organic phosphorus compound contained in the fiber is 300 ° C or higher. 有機リン化合物が、該繊維の製造に用いる有機溶剤に5%以上溶解し、該有機溶剤の60%水溶液には不溶である請求項1又は2に記載の難燃性布帛。   The flame-retardant fabric according to claim 1 or 2, wherein the organic phosphorus compound is dissolved in an organic solvent used for producing the fiber in an amount of 5% or more and is insoluble in a 60% aqueous solution of the organic solvent. 該繊維中におけるハロゲン含有量が0.2wt%以下である請求項1〜3のいずれか1項に記載の難燃性布帛。   The flame-retardant fabric according to any one of claims 1 to 3, wherein a halogen content in the fiber is 0.2 wt% or less. 難燃性能評価において、残炎時間が1秒以下、残じん時間が1秒以下、炭化長5cm以下である請求項1〜4のいずれか1項に記載の難燃性布帛。   The flame-retardant fabric according to any one of claims 1 to 4, wherein in the flame-retardant performance evaluation, the after-flame time is 1 second or less, the dust time is 1 second or less, and the carbonization length is 5 cm or less. 布帛が編物である請求項1〜5のいずれか1項に記載の難燃性布帛。   The flame-retardant fabric according to any one of claims 1 to 5, wherein the fabric is a knit. 布帛が不織布である請求項1〜5のいずれか1項に記載の難燃性布帛。   The flame-retardant fabric according to any one of claims 1 to 5, wherein the fabric is a nonwoven fabric.
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