JP4044249B2

JP4044249B2 - Non-combustible yarn having abrasion resistance, non-combustible fabric and method for producing the same

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Publication number: JP4044249B2
Application number: JP24080499A
Authority: JP
Inventors: 雄二藤田; 欣豊本郷; 順寛瀧口
Original assignee: I.S.T. CORPORATION
Current assignee: I.S.T. CORPORATION
Priority date: 1999-08-27
Filing date: 1999-08-27
Publication date: 2008-02-06
Anticipated expiration: 2019-08-27
Also published as: JP2001064836A

Description

【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、例えば列車、バス、航空機、ホテル等に用いるのに好適な、柔軟で肌触りがよく、不燃性に優れるとともに耐摩耗性にも優れた不燃性布帛に関し、特に、少なくとも２種の耐熱長繊維を用いた合撚糸の表面にフッ素樹脂を被覆した不燃糸、その不燃糸を用いた不燃性布帛、及びその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
不燃性材料はその用途に応じて多くのものが開発され市場に出されている。例えば、建築材料、インテリア材料、産業資材など、防災における安全性の面、または信頼性の面などの要求に対して幅広い分野で不燃性材料の開発がなされている。超高層ビルや病院、老人ホーム等の内装インテリア材料、さらに、新幹線などの車両内装材等は、不燃性の特性やインテリア特性、風合い、人が触れた時の感触とともに耐摩耗性などの耐久性が要求されてきている。
【０００３】
従来、耐熱性繊維にフッ素樹脂を含浸あるいは被覆して不燃性布帛を製作する技術は知られており、フィラメント、撚糸、紡績糸等にフッ素樹脂を含浸、被覆し防汚性、耐薬品性の改良、ミシン性、耐紫外線性などの改良がなされたヤーンが市販されている。その製造方法は、特公平４−０１６３３９号公報に開示されている。
【０００４】
また、同様に耐熱長繊維にフッ素樹脂を含浸、被覆した繊維を用いた布帛で、無煙性、かつ皮膚に対するチクチク感等の不快感がなく、クリーニング性、色彩、風合いなどが改良されたものが、特開平８−１４４１７３号公報において提案されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来の繊維、例えば、ガラス繊維の表面にフッ素樹脂を含浸、被覆した繊維では、縫製糸としてのミシン性は改良されているが、壁などに貼る断熱クロスやカーテン等に用途に用いる繊維としては、擦れ等による繊維の破損が起こるという問題があった。
【０００６】
本発明は、従来の課題を解決するため、不燃性、柔軟性、風合い等を失わずに、耐摩耗性を向上させた不燃糸、その不燃糸を用いた不燃性布帛及びその製造方法を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明の不燃糸は、ガラス繊維及びカーボン繊維から選ばれた少なくとも１種の耐熱長繊維糸を芯糸とし、ポリイミド繊維、芳香族系ポリアミド繊維、芳香族ポリエステル繊維、ポリアリレート繊維及びＰＢＰ（ポリパラフェニレンベンゾビスオキサザール）樹脂から選ばれた少なくとも１種の耐摩耗繊維を前記芯糸の外周に合撚した合撚糸に、未焼成フッ素樹脂を含浸し、前記合撚糸に張力をかけて加熱焼成することにより、芯に前記耐熱長繊維を配置し前記芯糸の外周に耐摩耗繊維を配置されており、前記耐摩耗繊維の混合割合が３０〜７０重量％の範囲であり、前記合撚糸の１インチ間の撚り数が１〜１０回であり、前記フッ素樹脂の付着率が下記式（数１）で算出して５〜３０重量％の範囲である。
［数１］
Ｓ＝［（Ｗ ₁ −Ｗ ₀ ）／Ｗ ₁ ］×１００
（ただし、Ｓ：付着率
Ｗ ₀ ：フッ素樹脂被覆前の加工糸の重量
Ｗ ₁ ：フッ素樹脂被覆後の加工糸の重量）
【０００８】
好ましくは、合撚糸の外周部に配置された耐摩耗繊維の割合が、耐熱長繊維の割合よりも大であるように撚糸した合撚糸を用いる。それにより、合撚糸の外側に配置された耐摩耗繊維による耐摩耗性が効果的に発揮される。
【０００９】
好ましくは、耐摩耗繊維の繊維径を耐熱長繊維の繊維径よりも大とする。それにより、耐摩耗繊維が合撚糸の外周部により多く配置され易くなる。
【００１０】
また、耐熱長繊維をガラス繊維及びカーボン繊維から選ばれた少なくとも１種とし、耐摩耗繊維をポリイミド繊維、芳香族系ポリアミド繊維、芳香族ポリエステル繊維、ポリアリレート繊維及びＰＢＰ（ポリパラフェニレンベンゾビスオキサザール）樹脂から選ばれた少なくとも１種とすることが、好ましい。より好ましくは、耐熱長繊維としてガラス繊維を、耐摩耗繊維として芳香族系ポリアミド繊維を用いる。
【００１１】
さらに好ましくは、ガラス繊維の繊維径よりも芳香族ポリアミド繊維の繊維径を大きくし、芳香族ポリアミド繊維の混合割合を３０〜７０重量％の範囲とする。ガラス繊維の繊維径より芳香族ポリアミド繊維の繊維径が大きい構成で繊維を撚り合わせた場合、合撚糸の表面で芳香族ポリアミド繊維が外側に配置されやすくなり、耐摩耗性が向上する。ガラス繊維に対する芳香族ポリアミド繊維の混合割合は、ガラス繊維を多く使用すると不燃性は完全なものになるが耐摩耗性は低下するので、不燃性を損なわず、なおかつ耐摩耗性を両立させるためには、耐摩耗繊維の割合を３０〜７０重量％の範囲とするのが良い。より好ましくは、耐摩耗繊維の割合を４０〜６０重量％の範囲とする。
【００１２】
また、ガラス繊維と芳香族系ポリアミド繊維を用い、１インチ間の撚り数を１〜１０回とすることが好ましい。撚り数が１０回を超えた場合は、手で触れるとチクチクした感触があって、実用に適さない。
【００１３】
合撚糸にフッ素樹脂を含浸および焼成したときの付着率は５〜３０重量％の範囲とする。フッ素樹脂は不燃性樹脂であり、なおかつ防汚特性を兼ね備えていると同時に、ガラス繊維と芳香族ポリアミド繊維の合撚糸の表面保護材としての特徴を持つ。すなわちガラス繊維は毛羽立ちやすく屈強性が弱い材料であるが、フッ素樹脂加工することにより製織加工時の毛羽立ちや摩耗を防止できる。フッ素樹脂の付着量は５〜３０重量％の範囲が好ましく、より好ましくは１５〜２５％である。
【００１４】
フッ素樹脂には着色剤を含有させることが好ましい。このフッ素樹脂で着色した不燃糸は、布帛のデザインや目で見た感覚を向上させ、糸の状態で着色材の混合されたフッ素樹脂加工を行うため、製織設計における着色不燃糸の組み合わせで幅広いデザイン性を持つ布帛を作ることができる。
【００１５】
上記の不燃糸を用いて布帛を構成することにより、実用上好ましい特性を有する不燃性布帛を得ることができる。不燃糸製布帛は、アルコールの燃焼試験において着火、着炎がなく、発煙が僅少でありカストム式耐摩耗破壊回数が１，０００回以上であることが好ましい上記燃焼試験における着火、着炎および発煙が僅少であると、高層ビルや車両内装材料、あるいは老人ホームなどのインテリア材料などに使用した場合でも安全で、不慮の災害に十分に対応できる。また、耐摩耗破壊回数は回数が多いほど摩耗耐久性がよくなり好ましいが、１０００回以上であれば、不特定多数の人々がいろいろな形で接触する車輪内装材料や一般家屋のカーテンのように頻繁に開け閉めするところに使用されても十分に対応できる。
【００１６】
次に本発明の不燃糸の製造方法は、ガラス繊維及びカーボン繊維から選ばれた少なくとも１種の耐熱長繊維糸を芯糸とし、ポリイミド繊維、芳香族系ポリアミド繊維、芳香族ポリエステル繊維、ポリアリレート繊維及びＰＢＰ（ポリパラフェニレンベンゾビスオキサザール）樹脂から選ばれた少なくとも１種の耐摩耗繊維を前記芯糸の外周に合撚した合撚糸に、未焼成フッ素樹脂を含浸し焼成した不燃糸の製造方法であって、前記耐熱長繊維と前記耐摩耗繊維を合撚加工する際に、前記耐熱長繊維にかかる張力を前記耐摩耗繊維にかかる張力よりも大きくして、合撚糸の外周部に配置された前記耐摩耗繊維の割合が、前記耐熱長繊維の割合よりも大となるように合撚加工し、前記合撚糸に未焼成フッ素樹脂を含浸させた後、前記合撚糸の巻き出しから巻き取りの間の少なくとも加熱が行われる区間に前記耐摩耗繊維の熱収縮を抑制するための張力をかけて加熱焼成を行い、請求項１〜５のいずれか１項に記載の不燃糸を得ることを特徴とする。
【００１７】
ガラス繊維と芳香族系ポリアミド繊維の合撚糸を用いて不燃糸を製造する場合には、ガラス繊維と芳香族系ポリアミド繊維を合撚加工する際に、ガラス繊維に４０〜１５０ｇの張力をかけ、芳香族系ポリアミド繊維には通常の巻き取りに必要な張力のみがかかるようにして合撚加工することが、好ましい。
【００１８】
また、耐熱長繊維と耐摩耗繊維を用いた合撚糸に未焼成フッ素樹脂を含浸させた後加熱焼成を行う工程においては、合撚糸の巻き出しから巻き取りの間において耐摩耗繊維の熱収縮を抑制するための張力をかけて加熱焼成を行うことが好ましい。耐熱長繊維としてガラス繊維を用い、耐摩耗繊維として芳香族系ポリアミド繊維を用いる場合には、合撚糸に未焼成フッ素樹脂を含浸させた後加熱焼成を行う工程において、合撚糸の巻き出しから巻き取りの間において４０ｇ以上の張力をかけて加熱焼成を行う。
【００１９】
フッ素樹脂は一般的に２５０℃以上の融点を持ち、未焼成フッ素樹脂を合撚糸に含浸した後、フッ素樹脂の融点以上に合撚糸および含浸されたフッ素樹脂を加熱する必要がある。たとえばポリテトラフルオロエチレン樹脂（ＰＴＦＥ）は３２７℃に融点があり、この温度以上に加熱して焼成する必要がある。このように高温度で加熱焼成を行う工程において、合撚糸の中の芳香族ポリアミド繊維は収縮しようとする。
【００２０】
ガラス繊維と芳香族ポリアミド繊維の合撚糸において、芳香族ポリアミド繊維が熱収縮すると、芳香族ポリアミド繊維が引張られて張力がかかったような状態になり、芳香族ポリアミド繊維が撚り糸の内部に配置される構造に動き、ガラス繊維が合撚糸の外側に出てくることになる。すなわち、芳香族ポリアミド繊維が熱収縮して突っ張ったような状態になるのに対して、ガラス繊維は熱収縮しないため、芳香族ポリアミド繊維の熱収縮に伴ってたるみができ、合撚糸の外側にガラス繊維が配置されることになる。この状態では耐摩耗性は低下する。そのような現象を抑制するために、未焼成フッ素樹脂を合撚糸に含浸した後フッ素樹脂を焼成する工程で、４０ｇ以上の張力をかけることが効果的である。但し、張力をかけすぎると糸切れが発生する。
【００２１】
なお、上記の熱収縮に起因する対策の作用効果は、他の種類の繊維を用いた場合についても同様である。
【００２２】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態における不燃糸は、不燃性を維持したまま優れた耐摩耗性を改善するために、不燃材料である耐熱長繊維と、不燃材料ではないが耐摩耗性に優れている耐摩耗繊維とから作製した合撚糸を用いて構成する。特に、耐熱長繊維の周囲に耐摩耗繊維を配置した構造をとることにより、耐摩耗性を効果的に発揮させることができる。より正確には、合撚糸の外周部に配置された耐摩耗繊維の割合が、耐熱長繊維の割合よりも大となるように撚糸した合撚糸を用いる。耐摩耗繊維の繊維径を耐熱長繊維の繊維径よりも大とすることにより、容易にそのような形態をとることが可能となる。
【００２３】
上記の合撚糸には、未焼成フッ素樹脂を含浸し焼成することにより、合撚糸の表面保護材としての被覆を形成する。
【００２４】
耐熱長繊維としては、ガラス繊維あるいはカーボン繊維を用いることができる。本発明に用いるガラス繊維は、特に限定されるものではないが、ガラス長繊維のフィラメントの外径が大きくなると、ガラス繊維が人間の皮膚に対していわゆるチクチクした触感を与える現象が出てきて不快感の原因となるため、フィラメントの外径は６ミクロン以下が望ましい。ガラス繊維の呼称はそのフィラメント外径やフィラメントの本数および構成で一般的に表示されている。
【００２５】
また耐摩耗繊維は、ポリイミド繊維、芳香族系ポリアミド繊維、芳香族ポリエステル繊維、ポリアリレート繊維、ＰＢＰ繊維（ポリパラフエニレンベンソヒスオキサザール）などを用いることができる。芳香族系ポリアミド繊維ではメタ、パラ系でそれぞれノーメックス、コーネックス、およびケブラー（いずれも商品名）などがあり、また芳香族ポリエステル繊維ではテクノーラ（商品名）、ポリアリレート繊維ではベクトラン（商品名）、ＰＢＰ繊維ではザイロン（商品名）などが、それぞれ繊維メー力一から市販されている。
【００２６】
次に合撚糸にフッ素加工を行う工程において用いるフッ素樹脂は、フッ素樹脂の一次粒子を界面活性で水中に分散したディスパージョンと呼ばれる水分散懸濁液を使用することができる。フッ素樹脂も特に限定されるものではないが、ポリテトラフロロエチレン樹脂（ＰＴＦＥ樹脂）、テトラフロロエチレン−ヘキサフロロプロピレン共重合体（ＦＥＰ樹脂）、テトラフロロエチレン−パーフロロビニルエーテル共重合体（ＰＦＡ樹脂）などが一般的であり、用途に応じて混合したりあるいは水分散液以外に、溶媒に分散したフッ素樹脂エナメル液などを用いることができる。
【００２７】
着色剤としては、市販されている顔料、染料を使用することが出来る。着色剤とフッ素樹脂ディスパージョンとの混合は、顔料や染料の粉体を直接混合することも出来るが、あらかじめ着色材料を水中に分散させた分散液（カラーディスパージョン）を用いても良い。ただし、フッ素樹脂の焼成温度は３００℃を超えるものもあり、この温度に耐える着色材料としては顔料を使うことがが好ましい。
【００２８】
耐熱長繊維、耐摩耗性繊維およびフッ素樹脂、着色剤などの選定あるいは組合わせは、車両内装材料や、家屋のインテリア材料、壁材などの要求に応じて自由に選定し組みあわせることができる。更に各繊維の大きさ、織物の織り組織、着色不撚糸の糸使いなどによって、そのデザイン性なども幅広く対応することができる。
【００２９】
本発明の不燃糸の製造方法は、要約すると、耐熱長繊維と耐摩耗繊維を合撚加工する工程において、耐熱長繊維にかかる張力を耐摩耗繊維にかかる張力よりも大きくすることと、合撚糸に未焼成フッ素樹脂を含浸させた後加熱焼成を行う工程において、耐摩耗繊維の熱収縮を抑制するための張力をかけて加熱焼成を行うことに特徴を有する。
【００３０】
例えばガラス繊維と芳香族ポリアミド繊維の少なくとも２種類からなる合撚糸を作製する工程においては、ガラス繊維に４０〜１５０ｇの張カをかけて撚糸する。芳香族系ポリアミド繊維には通常の巻き取りに必要な張力のみをかける。また、合撚糸にフッ素加工を行う工程においては、未焼成フッ素樹脂を含浸し加熱焼成する際に、合撚糸に４０ｇ以上の張力をかけて加熱焼成を行う。
【００３１】
上記の製造方法により、不燃性を維持したまま優れた耐摩耗性を有する合撚糸を効果的に得ることが可能となる。すなわち不燃材料であるガラス繊維と、耐摩耗性は優れているが燃焼する芳香族ポリアミド繊維との合撚糸において、ガラス繊維の外側に耐摩耗性の優れた芳香族ポリアミド繊維を配置した構成を実現し、不燃性と耐摩耗性を両立させることができる。ガラス繊維と芳香族ポリアミド繊維を合撚するときに、ガラス繊維に４０〜１５０ｇの張力をかけて撚糸すると、合撚糸の内側にガラス繊維が配置され、張力のかかっていない芳香族ポリアミド繊維がガラス繊維の周囲により多く突出したような状態になり、耐摩耗性が有効に発揮される。
【００３２】
各工程中の張力の測定は、中浅測器（株）のテンションメータ（型式Ｔ−１０１−１０）を使用すると、それぞれの繊維を走行させた状態でも簡単に張力を測定することが出来る。
【００３３】
図１は、本発明の一実施の形態における不燃糸に関し、合撚糸に対してフッ素樹脂を被覆する工程を行うための製造装置の一例を示す図である。図１において、Ｇは上記のような合撚糸を示す。合撚糸Ｇは糸巻きパッケージ１から解舒されて、ガイドロール２、３、４、６、７を通過し、フッ素樹脂を含む分散液１１の中に存在するガイドロール８に導かれて浸漬される。ガイドロール４には、ニップロール５が当接し、合撚糸Ｇを挟み付けている。これにより、合撚糸Ｇには張力がかけられる。すなわち、合撚糸はガイドロール４とニップロール５のロールの回転速度により一定の速度で送り出され、フッ素加工終了後の合撚糸は引き取りローラー２１、２２の回転速度に合わせて引き取られることになる。従ってガイドロール４とニップロール５のロールの回転速度と、引き取りローラー２１、２２の回転速度に速度差を付けることにより、撚糸の巻出しから巻き取りの間において、張力を自由に調整することができる。合撚糸Ｇにかかる張力の大きさは、例えばガラス繊維と芳香族系ポリアミド繊維の合撚糸を用いた場合であれば、４０ｇ以上とする。４０ｇ未満だと、フッ素樹脂の被覆加工後に耐摩耗性が不十分となる。
【００３４】
フッ素樹脂を含む分散液１１は分散液槽１０に貯蔵され、合撚糸Ｇに付着して減る分は、供給槽９ａから供給ライン９ｂを通じて供給される。フッ素樹脂を含む分散液１１に浸漬された合撚糸Ｇは、上方のガイドロール１５に向かって引き上げられる。そしてフッ素樹脂が付着している合撚糸Ｇの表面をドクターロール２８に沿わせ、余分に付着したフッ素樹脂を絞り除去する。これにより、フッ素樹脂の付着率を所望の範囲に制御する。このように、ドクターロール２８を用いて絞ることにより、フッ素樹脂余剰付着分を取り除き、これを含浸槽に返すことができるので、製造コストを安価にできる。
【００３５】
次いで合撚糸Ｇは、乾燥ゾーンＡの糸通過孔１４で乾燥される。乾燥ゾーンＡには例えば熱板１２の中にヒーター１３が埋め込まれており、温度コントローラーＴ1によって温度１００〜３００℃の範囲に調節可能である。
【００３６】
次いで乾燥された合撚糸Ｇは、焼成ゾーンＢで焼成される。焼成ゾーンＢは、温度コントローラーＴ３によって温度７００℃の範囲まで調節可能である。なお、乾燥ゾーンＡと焼成ゾーンＢの境界部には、温度コントローラーＴ2を設けて、たとえば温度２８０〜４５０℃の範囲にコントロールする。乾燥から焼成までの各ゾーンにおける設定温度は、各ゾーンを通過する合撚糸Ｇの通過速度あるいは供給する合撚糸Ｇの本数、フッ素樹脂の付着量などに応じて、最適の条件に設定することができる。
【００３７】
以上のようにしてフッ素樹脂が焼成被覆された合撚糸Ｇは、ガイドロール１５、１６、１７、１８、１９とテンションロール２０を通過し、引き取りローラー２１、２２とテークアップローラー２３によって巻き取られる。図１においては、わかりやすくするために１本の合撚糸Ｇを用いた加工例を示したが、実用的には複数本、たとえば３０〜１５０本程度を並列させて処理することが好ましい。
【００３８】
以上のようにして得られた未焼成成分を含むフッ素樹脂で被覆した繊維を布帛に形成する。布帛は織物、編物、不織布から選ばれるが、公知の方法で形成することができる。たとえば織物の場合は公知の織機を用い、編物の場合は公知の編機を用い、不織布の場合は、ニードルパンチなどを用いる。その場合、織物や編物に形成したのち、これらに含まれている微小な油分（界面活性剤）等の有機物成分は、発煙物質になるため、無煙化処理が必要になる。
【００３９】
図２は、以上のようにして得られた布帛の少なくとも一方の面を加熱無煙化処理する工程の一例を示す。図２において、３１は加熱ロール、３２はニップロール、３０は供給布帛、３３は加熱処理後の布帛である。加熱ロール３１により、供給布帛３０の形成時に使用する油剤等の有機物成分が蒸発又は高温分解されて、それらを効果的に除去することができる。この処理を行うと、燃焼試験における発煙を無くせるか僅少にすることができる。また、加熱ロール３１の表面に接触している面は平滑で、毛羽が少なく、極薄くフッ素樹脂被膜の焼成層に覆われるため、クリーニング性、摩耗堅牢度が向上する。
【００４０】
加熱ロール３１としては、たとえば直径４００ｍｍの金属製ロールを用い、約２００℃〜５００℃に加熱できるようにする。そして布帛を約１ｍ／分〜５ｍ／分で通過させることにより、無煙化を行うと同時に、布帛が加熱ロール３１に接触する面は、フッ素樹脂が再溶融し平滑な面が得られる。
【００４１】
次に、以下の実施例と比較例を比較するために用いた燃焼試験の方法について、図３を参照して説明する。この燃焼試験は、鉄道営業法で定められている鉄道車両用材料の燃焼性規格に準じたものである（「車両に係わる普通鉄道構造規則及び特殊鉄道構造規則の運用等について」（昭和６２年４月１目付け官鉄保代１６号、地車第５０号）記のＩＶによる試験（鉄道車両用材料燃焼試験）を参照のこと）。
【００４２】
図３において、４１は測定器の台、４２は供試材（布帛）４７を４５°の角度で保持するための傾斜保持具である。４３はアルコール容器４５をのせるためのアーム、４４はアルコール容器４５をのせるためのコルク台である。アルコール容器４５は鉄製であり、エチルアルコールを用いる。４６は炎を示す。
【００４３】
供試材（布帛）４７は、Ｂ５判（１８２ｍｍ×２５７ｍｍ）の大きさで、傾斜保持具４２により４５°の角度で保持される。アルコール容器４５の底の中心が、供試材（布帛）４７の下面中心の垂直下方２５．４ｍｍ（１インチ）のところにくるように、熱伝導率の低いコルク台４４の上にアルコール容器４５をのせる。そして純エチルアルコール０．５ｃｃを入れて着火し、燃料が燃え尽きるまで放置する。
【００４４】
燃焼性判定は、アルコールの燃焼中と燃焼後に分けて、燃焼中は供試材への着火、着炎、発煙状態、炎の状態などを観察し、燃焼後は、残炎、残じん、炭化、変形状態を調査する。なお、供試材の試験前処理は、吸湿性材料の場合、通気性のある室内で直射日光を避け、床面から１ｍ以上離して５日以上経過させる。
【００４５】
試験室内の条件は、
温度：１５°Ｃ〜３０°Ｃ
湿度：６０％〜７５％
で、空気の流動はない状態とする。燃焼性の判定規格は表１に示す通りである。
【００４６】
【表１】

【００４７】
次に、以下の実施例と比較例を比較するために用いた摩耗試験の方法について説明する。この摩耗試験は、ＪＩＳＬ１０９６ユニバーサル形Ａ−１法に準じた試験である。
【００４８】
試料は、試験片の採取に十分な大きさとし、原則として織物の端末から１００ｃｍ以上、耳のあるものは耳端から１０ｃｍ以上離れた部分から採取し、標準状態とする。ただし、これによれないときは、織物を代表する部分から採取し、標準状態とする。また、試料が製品の場合は、無作為に採取し、標準状態とする。なお、温度及び湿度が影響しない試験を行う場合は、この限りではない。
【００４９】
試験場所は、標準状態の試験室とする。試験室が標準状態に保てない場合は、できるだけ標準状態に近い場所で試験を行い、試験時の温度及び湿度を試験結果に付記する。ただし、温度及び湿度が影響しない試験を行う場合は、この限りではない。上記の状態によって調整した試料から直径１２ｃｍの試験片を５枚採取し、これを図４の装置により試験する。
【００５０】
図４において、５０は往復台であり、その上にゴム膜５１が取り付けられている。ゴム膜５１の下方から圧縮空気が送られて、ゴム膜５１は上方に凸となるように支持される。ゴム膜５１の上に試験片５３をクランプ５２を用いて取り付ける。５４はラチェット、５５はクランプである。試験片５３の上面には研磨紙５６が配置され、押圧荷重５７により試験片５３に押しつけられる。５８はバランスウエイト、５９はカウンタである。
【００５１】
図４のようにゴム膜５１の上に載せた試験片５３を、６００番研磨紙で多方向に摩擦し、試験片５３が破壊したときの回数を測り、５回の平均値で表す（整数位まで）。摩擦速度は１分間当たり１２５±５回、押圧荷重４．４５Ｎ（０．４５４ｋｇｆ）とする。摩擦回数１００回について試験片が１回転するものとする。空気圧は、原則として２．７６×ｌ０⁴Ｐａ（０．２８１Ｋｇｆ／ｃｍ²）とし、その他の場合は試験結果に付記する。
【００５２】
【実施例】
以下、本発明について、その具体的な実施例、及び比較例を挙げて更に詳しく説明する。
【００５３】
（実施例）
ＥＣＤＥ１５０１／２３．８Ｓのガラス繊維と、２０／２の芳香族系ポリアミド繊維（デュポン（抹）ノーメックス繊維）を意匠撚糸機（（抹）共立機械製作所製ＦＴ−２０型）を使用して芳香族系ポリアミド繊維が４７重量％となる合撚糸を作製した。上記のＥＣＤＥ１５０１／２３．８Ｓは、ガラス繊維業界の品種記号である。Ｅは無アルカリ硝子、Ｃは長繊維、ＤＥはフィラメント直径６μｍ、１５０はストランド表示、１／２は撚糸のストランド合糸数、３．８Ｓは１インチ当りＳ撚り３．８回を意味する。以下同様である。また、２０／２も繊維業界の品種記号である。２０は綿番手、／２は双糸を意味する。以下同様である。
【００５４】
ダイヤルゲージで測定した前記ガラス繊維糸及び芳香族ポリアミド繊維糸の糸径は、それぞれ９０μｍと２３０μｍであった。
【００５５】
合糸前に各原糸に下撚りとしてインチ間に４．５回のＳ撚りをかけた。下撚りをかけた各原糸をインチ間に４．５回のＺ撚りに合糸加工した。合糸加工時に、ガラス繊維にのみ約８０ｇの荷重をかけた。この合糸繊維を、図１に示したような、フッ素樹脂含浸、被覆製造プロセスにより処理した。まずＰＴＦＥ樹脂（旭ガラス（株）製ＡＤ−１）ディスパージョン水溶液を、比重１．０７５ｇ／ｃｃになるように調整した。なおこのＰＴＦＥディスパージョンには、着色剤として大日精化工業（株）製の着色剤分散液、黒色（ＥＰ−５１０）と白色（ＥＰ−６７７）を、ＰＴＦＥ樹脂の固形分に対して黒色１．８％および白色３％混合し、灰色のＰＴＦＥディスパージョンに調合した。このＰＴＦＥディスパージョンに前記の合撚糸を浸漬した。
【００５６】
次いで乾燥ゾーンに入る前にフッ素樹脂が付着している合撚糸の表面をドクターロールに沿わせ、余分に付着しているフッ素樹脂を除去し付着量を調整した。次いで、乾燥ゾーン３００℃（滞留時間約６Ｓ）、焼成ゾーン４５０℃（滞留時間約９Ｓ）でフッ素樹脂を焼成処理した。これらの一連の処理は１０ｍ／分の線速で連続的に行った。この時の糸にかかる張力は、中浅測器（株）製のテンションメータ（形式Ｔ−１０１−１０）を用い、図１のガイドローラー１９、２０の間で測定した結果、５０ｇであった。焼成後のＰＴＦＥ樹脂の付着量は１６．８重量％であり、灰色に着色されたフッ素樹脂被覆不燃糸を得た。
【００５７】
このフッ素樹脂被覆繊維を用い、経糸として４１本／インチ、緯糸３３本／インチの織り組織で１３０ｍｍ幅の平織の織物を作製した。織り上がった織物を加熱ロールに供給し、無煙化処理を行った。この織物は柔軟性に富み風合いがあり、手で触れてもチクチクするような不快感の無い織物が完成した。
【００５８】
この織物をカストム式織物摩耗試験機（研磨紙６００番）を用いてユニバーサル形Ａ−１法（ＪＩＳＬ１０９６）の摩耗試験を行ったところ、１，６１０回で破壊した。後述の従来例２のガラス繊維単体の織物と比較して、約３倍の耐摩耗性の性能を有していた．
また、この織物を「軍両に係わる普通鉄道構造規則及ぴ特殊鉄道構造規則の運用等について」（昭和６２年４月１日付け官鉄保代１６号、地軍第５０号）記のＩＶによる試験（鉄道車両用材料燃焼試験）に準じた燃焼試験を行ったところ、着火、着炎もなく、煙の発生は僅少であり、炭化も１００ｍｍ以下であった。すなわち不燃性であった。
【００５９】
（比較例１）
フッ素樹脂含浸、被覆プロセスにおいて、糸の張力を３５ｇとした以外は実施例と同様の条件でフッ素樹脂含浸、被覆繊維を作製した。焼成後のＰＴＦＥ樹脂の付着量は１８．１重量％であった。この繊維の表面を実態顕微鏡で観察すると、ガラス繊維が芳香族系ポリアミド繊維の外側に巻き付いている状態であった。この繊維を用いて、実施例と同様の規格で織物を製作した。その後、加熱ロールを用いて実施例と同様の処理を行った。この織物は前記撚焼試験では着炎、着火及び発煙量、炭化長とも実施例と同様問題の無い特性であった。すなわち不燃性であった。しかしながら前記の摩耗試験を実施すると、８８４回にて穴があき、実用的に問題があった。
【００６０】
（比較例２）
芳香族系ポリアミド繊維の混合割合を２８重量％になるようにした合撚糸を作製し、実施例と同様の条件でフッ素樹脂含浸、被覆繊維を作製した。この繊維を用いて実施例と同様の条件にて平織の織物を作製した。その後、加熱ロールを用いて実施例と同様の処理を行った．この織物は前記燃焼試験では、着炎、着火及び発煙量、炭化長とも実施例と同様問題の無い特性であった。すなわち不燃性であった。しかしながら、前記摩耗試験を実施すると、５７４回にて穴があき、実用的に問題があった。
【００６１】
（比較例３）
芳香族系ポリアミド繊維の混合割合を７２重量％になるようにした合撚糸を作製し、実施例と同様の条件でフッ素樹脂含浸、被覆繊維を作製した。この繊維を用いて実施例と同様の条件にて平織りの織物を作製した。その後、加熱ロールを用いて実施例と同様の処理を行った。この織物は前記摩耗試験を実施すると、２，１００回にて穴があいた。しかしながら、前記燃焼試験では着炎、着火がおこり、発煙量は僅少レベルではなく、炭化長１００ｍｍを超えた。すなわち不燃性とはならなかった。
【００６２】
（比較例４）
１インチ間の撚り数を１１回になるようにした以外は、実施例と同様の条件にて合撚糸を作製した。この合撚糸の表面を実態顕微鏡で観察すると、ガラス繊維のフィラメントが切れ、毛羽立ったような状態であった。この合撚糸を用いて実施例と同様の条件でフッ素樹脂含浸、被覆繊維を作製した。次いで、この繊維を用いて実施例と同様の条件にて平織の織物を作製した。その後、加熱ロールを用いて実施例と同様の処理を行った。この繊維は手で触れた際、テクテクする感触があり、実用上問題のある物であった．
（比較例５）
芳香族系ポリアミド繊維にガラス繊維と同様の荷重をかけた以外は、実施例と同様の条件にて合撚糸を作製した。この合撚糸の表面を実態顕微鏡で観察すると、ガラス繊維が芳香族系ポリアミド繊維の外側に巻き付いている状態であった。すなわち、耐摩耗性に弱い成分が外周に存在していた。この合撚糸を用いて、実施例と同様の条件でフッ素樹脂含浸、被覆繊維を作製した。次いで、この繊維を用いて実施例と同様の条件にて平織の織物を作製した。その後、加熱ロールを用いて実施例と同様の処理を行った。この織物は、前記燃焼試験では、実施例と同様の特性であった。すなわち不燃性であった。しかしながら、前記摩耗試験を実施すると、７４７回で穴があき、実用的には問題があった。
【００６３】
（比較例６）
ガラス繊維にのみ３５ｇの荷重をかけた以外は、実施例と同様の条件にて合撚糸を作製した。この合撚糸の表面を実態顕微鏡で観察すると、比較例５同様ガラス繊維が芳香族系ポリアミド繊維の外側に巻き付いている状態であった。すなわち、耐摩耗性に弱い成分が外周に存在しており、繊維として耐摩耗性が弱いものとなった。
【００６４】
（比敏例７）
ガラス繊維にのみ１７０ｇの荷重をかけた以外は、実施例と同様の条件にて合撚糸を作製した。この合撚糸を作製する際に、ガラス繊維の糸切れが頻繁に起った。又、実態顕微鏡で表面を観察すると、比較例４と同様、フィラメントが切れ、毛羽だった状態となっていた。
【００６５】
【発明の効果】
以上のように、本発明によれば、不燃性、柔軟性、風合い等を失わずに、耐摩耗性を向上させた不燃糸を実現でき、その不燃糸を用いることにより、真に実用的な、耐摩耗性を有する不燃性布帛を提供できる。
【００６６】
また、本発明の不燃糸の製造方法によれば、十分な実用的特性を有する本発明の不燃糸を効率よく製造することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態における合撚糸のフッ素樹脂被覆プロセスを示す断面図
【図２】本発明の一実施の形態における布帛を加熱無煙化処理する工程を示す図
【図３】本発明の実施例、及び比較例において用いた燃焼試験の方法を示す図
【図４】本発明の実施例、及び比較例において用いた織物摩耗試験の方法を示す図
【符号の説明】
１糸巻きパッケージ
２，３，４，６．７，８，１５，１６，１７，１８，１９ガイドロール
５ニップロール
９ａフッ素樹脂を含む分散液の供給槽
９ｂフッ素樹脂を含む分散液の供給ライン
１０フッ素樹脂を含む分散液槽
１１フッ素樹脂を含む分散液
１２熱板
１３ヒーター
１４糸通過孔
２０テンションローラー
２１，２２引き取りローラー
２３テークアップローラー
２４排気ファン
２８ドクターロール
３０供給布帛
３１加熱ロール
３２ニップロール
３３加熱処理後の布帛
４１測定器の台
４２傾斜保持具
４３アーム
４４コルク台
４５エチルアルコール鉄製容器
４６炎
４７供試材（布帛）
５０往復台
５１ゴム膜
５２クランプ
５３試験片
５４ラチェット
５５クランプ
５６研磨紙
５７押圧荷重
５８バランスウエイト
５９カウンタ
Ａ乾燥ゾーン
Ｂ焼成ゾーン
Ｇ合撚糸
Ｔ１，Ｔ２，Ｔ３温度コントローラー[0001]
[Industrial application fields]
The present invention relates to a noncombustible fabric that is suitable for use in, for example, trains, buses, airplanes, hotels, and the like, is soft and soft to the touch, has excellent nonflammability, and is excellent in wear resistance. The present invention relates to a non-combustible yarn in which a surface of a twisted yarn using long fibers is coated with a fluororesin, a non-combustible fabric using the non-combustible yarn, and a method for producing the same.
[0002]
[Prior art]
Many non-combustible materials have been developed and put on the market according to their use. For example, incombustible materials have been developed in a wide range of fields in response to demands for safety or reliability in disaster prevention, such as building materials, interior materials, and industrial materials. Interior interior materials for high-rise buildings, hospitals, nursing homes, etc., as well as vehicle interior materials such as the Shinkansen, are non-flammable properties, interior properties, texture, and durability when it is touched by people. Has been required.
[0003]
Conventionally, a technique for producing a non-combustible fabric by impregnating or coating a heat-resistant fiber with a fluorine resin is known. Filament, twisted yarn, spun yarn, etc. are impregnated with a fluorine resin and coated to provide antifouling and chemical resistance. Yarns with improved, sewing, UV resistance, etc. are commercially available. The manufacturing method is disclosed in Japanese Patent Publication No. 4-16339.
[0004]
Similarly, a fabric using a fiber in which a heat-resistant long fiber is impregnated and coated with a fluororesin, has no smoke and no discomfort such as a tingling sensation on the skin, and has improved cleaning properties, color, texture, etc. Japanese Patent Laid-Open No. 8-144173.
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
In the above-mentioned conventional fibers, for example, fibers in which the surface of glass fiber is impregnated and coated with fluororesin, the sewing performance as a sewing thread has been improved, but as a fiber used for applications such as heat insulation cloth or curtains to be stuck on a wall, etc. However, there was a problem that the fiber was damaged by rubbing or the like.
[0006]
In order to solve the conventional problems, the present invention provides an incombustible yarn having improved wear resistance without losing incombustibility, flexibility, texture, etc., an incombustible fabric using the incombustible yarn, and a method for producing the same. The purpose is to do.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
  In order to achieve the above object, the incombustible yarn of the present invention comprises:Selected from glass fiber and carbon fiberAt least one heat-resistant long fiberThe yarn was used as a core yarn, and was selected from polyimide fiber, aromatic polyamide fiber, aromatic polyester fiber, polyarylate fiber, and PBP (polyparaphenylenebenzobisoxazal) resin.At least one wear-resistant fiberWas twisted on the outer periphery of the core yarnImpregnated unsintered fluororesin into the twisted yarnThe heat-resistant long fibers are arranged on the core and the wear-resistant fibers are arranged on the outer periphery of the core yarn by applying a tension to the twisted yarn and heating and firing, and the mixing ratio of the wear-resistant fibers is 30 to 70. In the range of% by weight, the number of twists per inch of the twisted yarn is 1 to 10 times, and the adhesion rate of the fluororesin is calculated by the following formula (Equation 1) in the range of 5 to 30% by weight. is there.
  [Equation 1]
      S = [(W ₁ -W ₀ ) / W ₁ ] × 100
      (However, S: Adhesion rate
                W ₀ : Weight of processed yarn before coating with fluororesin
                W ₁ : Weight of processed yarn after coating with fluororesin)
[0008]
Preferably, a twisted yarn that is twisted so that the ratio of the abrasion-resistant fibers arranged on the outer peripheral portion of the twisted yarn is larger than the ratio of the heat-resistant long fibers is used. Thereby, the abrasion resistance by the abrasion-resistant fiber arrange | positioned on the outer side of a twisted yarn is exhibited effectively.
[0009]
Preferably, the fiber diameter of the wear resistant fiber is larger than the fiber diameter of the heat resistant long fiber. Thereby, a lot of wear-resistant fibers are easily arranged in the outer peripheral portion of the twisted yarn.
[0010]
Further, the heat-resistant long fiber is at least one selected from glass fiber and carbon fiber, and the wear-resistant fiber is polyimide fiber, aromatic polyamide fiber, aromatic polyester fiber, polyarylate fiber, and PBP (polyparaphenylenebenzobisoxa). It is preferable to use at least one selected from sar) resin. More preferably, glass fiber is used as the heat-resistant long fiber, and aromatic polyamide fiber is used as the wear-resistant fiber.
[0011]
  More preferably, the fiber diameter of the aromatic polyamide fiber is made larger than the fiber diameter of the glass fiber, and the mixing ratio of the aromatic polyamide fiber is set in the range of 30 to 70% by weight. Aromatic poly from the fiber diameter of glass fiberAWhen the fibers are twisted together in a configuration in which the fiber diameter of the mid fiber is large, the aromatic polyamide fibers are easily arranged outside on the surface of the twisted yarn, and the wear resistance is improved. Aromatic poly to glass fiberAAs for the mixing ratio of the mid fiber, if a lot of glass fiber is used, the non-flammability will be perfect, but the wear resistance will decrease, so in order not to impair the non-flammability and to achieve both wear resistance, wear-resistant fiber The ratio is preferably in the range of 30 to 70% by weight. More preferably, the ratio of the abrasion-resistant fiber is in the range of 40 to 60% by weight.
[0012]
  Glass fiber and aromatic polyamideFiberIt is preferable that the number of twists per inch is 1 to 10 times. When the number of twists exceeds 10, there is a tingling feel when touched by hand, which is not suitable for practical use.
[0013]
  The adhesion rate when the fluororesin is impregnated and fired in the twisted yarn is in the range of 5 to 30% by weight. Fluorine resin is a non-flammable resin and has antifouling properties.AIt has the characteristics as a surface protective material for mid-strand yarns of mid fiber. That is, glass fiber is a material that is easy to fluff and has low flexibility. However, fluffing and wear during weaving can be prevented by processing with fluororesin. The adhesion amount of the fluororesin is preferably in the range of 5 to 30% by weight, more preferably 15 to 25%.
[0014]
The fluororesin preferably contains a colorant. This incombustible yarn colored with fluororesin improves the fabric design and visual perception, and processes fluororesin mixed with colorant in the state of yarn, so there are a wide range of combinations of colored incombustible yarn in weaving design Fabrics with design properties can be made.
[0015]
By constituting a fabric using the above-mentioned incombustible yarn, a noncombustible fabric having practically preferable characteristics can be obtained. The non-combustible yarn fabric is not ignited or ignited in an alcohol combustion test, preferably emits a small amount of smoke, and has a number of wear-resistant abrasion destructions of 1,000 or more. If it is very small, it can be used safely for high-rise buildings, vehicle interior materials, interior materials for nursing homes, etc., and can respond sufficiently to unexpected disasters. In addition, the higher the number of wear-resistant fractures, the better the wear durability, but it is preferable that the number of wear-resistant fractures is 1000 times or more, such as wheel interior materials that many unspecified people come into contact with in various forms and curtains of general houses. Even if it is used where it opens and closes frequently, it is fully compatible.
[0016]
  Next, the method for producing the incombustible yarn of the present inventionSelected from glass fiber and carbon fiberAt least one heat-resistant long fiberThe yarn was used as a core yarn, and was selected from polyimide fiber, aromatic polyamide fiber, aromatic polyester fiber, polyarylate fiber, and PBP (polyparaphenylenebenzobisoxazal) resin.At least one wear-resistant fiberWas twisted on the outer periphery of the core yarnA method for producing an incombustible yarn obtained by impregnating an unfired fluororesin into a twisted yarn, and firing the heat resistant long fiber and the wear resistant fiber when the heat resistant long fiber and the wear resistant fiber are twisted. Twisting process so that the ratio of the wear-resistant fibers arranged on the outer periphery of the twisted yarn is larger than the ratio of the heat-resistant long fibers, and is larger than the tension applied to the fibers.After the impregnated yarn is impregnated with an unfired fluororesin, a tension is applied to suppress the thermal shrinkage of the wear-resistant fiber in a section where at least heating is performed between unwinding and winding of the twisted yarn. To obtain the incombustible yarn according to any one of claims 1 to 5.It is characterized by that.
[0017]
In the case of producing a non-combustible yarn using a glass fiber and an aromatic polyamide fiber, when the glass fiber and the aromatic polyamide fiber are twisted, a tension of 40 to 150 g is applied to the glass fiber, The aromatic polyamide fiber is preferably twisted so that only the tension necessary for normal winding is applied.
[0018]
In addition, in the process of heat-firing after impregnating unsintered fluororesin into a twisted yarn using heat-resistant long fibers and wear-resistant fibers, the heat-resistant fibers are subjected to heat shrinkage between unwinding and winding of the twisted yarn. It is preferable to perform heating and baking while applying a tension to suppress the tension. When glass fiber is used as the heat-resistant long fiber and aromatic polyamide fiber is used as the wear-resistant fiber, the untwisted fluororesin is impregnated into the twisted yarn and then heated and fired, and then the twisted yarn is unwound and unwound. Heating and baking are performed while applying a tension of 40 g or more in the process.
[0019]
  The fluororesin generally has a melting point of 250 ° C. or higher, and after impregnating the unfired fluororesin into the twisted yarn, it is necessary to heat the twisted yarn and the impregnated fluororesin beyond the melting point of the fluororesin. For example, polytetrafluoroethylene resin (PTFE) has a melting point at 327 ° C., and it is necessary to heat and bak it above this temperature. In the process of heating and firing at such a high temperature, the aromatic polyester in the twisted yarn isAMid fiber tends to shrink.
[0020]
  Glass fiber and aromatic polyAIn the twisted yarn of mid fiber, aromatic polyAWhen the mid fiber is heat shrunk,AThe mid-fiber is pulled and becomes tensioned.AIt moves to a structure in which the mid fiber is arranged inside the twisted yarn, and the glass fiber comes out of the twisted yarn. Ie aromatic polyAThe glass fibers do not heat shrink while the mid fibers are in a state of being stretched due to heat shrink.AA slack is generated with the thermal contraction of the mid fiber, and the glass fiber is disposed outside the twisted yarn. In this state, the wear resistance decreases. In order to suppress such a phenomenon, it is effective to apply a tension of 40 g or more in the step of baking the fluororesin after impregnating the unfired fluororesin into the twisted yarn. However, thread breakage will occur if too much tension is applied.
[0021]
In addition, the effect of the countermeasure resulting from said heat shrink is the same also when using another kind of fiber.
[0022]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
In order to improve the excellent wear resistance while maintaining the nonflammability, the nonflammable yarn in the embodiment of the present invention is a heat resistant long fiber that is a nonflammable material and a nonflammable material that has excellent wear resistance. It comprises using the twisted yarn produced from the abrasion fiber. In particular, wear resistance can be effectively exhibited by adopting a structure in which wear-resistant fibers are arranged around heat-resistant long fibers. More precisely, a twisted yarn that is twisted so that the proportion of the abrasion-resistant fibers arranged on the outer peripheral portion of the twisted yarn is larger than the proportion of the heat-resistant long fibers is used. By making the fiber diameter of the wear-resistant fiber larger than the fiber diameter of the heat-resistant long fiber, it is possible to easily take such a form.
[0023]
The above twisted yarn is impregnated with an unfired fluororesin and fired to form a coating as a surface protective material for the twisted yarn.
[0024]
As the heat-resistant long fiber, glass fiber or carbon fiber can be used. The glass fiber used in the present invention is not particularly limited. However, when the outer diameter of the filament of the long glass fiber is increased, a phenomenon that the glass fiber gives a so-called tingling feel to human skin appears. In order to cause pleasure, the outer diameter of the filament is preferably 6 microns or less. The name of the glass fiber is generally indicated by the outer diameter of the filament and the number and configuration of the filaments.
[0025]
As the abrasion-resistant fiber, polyimide fiber, aromatic polyamide fiber, aromatic polyester fiber, polyarylate fiber, PBP fiber (polyparaphenylene benzohistoxazal), or the like can be used. For aromatic polyamide fibers, there are Nomex, Conex, and Kevlar (both trade names) for meta and para, respectively, for technola (trade name) for aromatic polyester fibers, and for Vectlan (trade name) for polyarylate fibers. As for PBP fibers, Zylon (trade name) and the like are commercially available from Fiber Maeichi.
[0026]
Next, as the fluororesin used in the step of fluorinating the twisted yarn, an aqueous dispersion suspension called dispersion in which primary particles of the fluororesin are dispersed in water with surface activity can be used. The fluororesin is not particularly limited, but polytetrafluoroethylene resin (PTFE resin), tetrafluoroethylene-hexafluoropropylene copolymer (FEP resin), tetrafluoroethylene-perfluorovinyl ether copolymer (PFA resin) ) And the like are common, and in addition to the aqueous dispersion, a fluorine resin enamel liquid dispersed in a solvent or the like can be used depending on the application.
[0027]
As the colorant, commercially available pigments and dyes can be used. The colorant and fluororesin dispersion can be mixed by directly mixing pigment or dye powder, but a dispersion (color dispersion) in which a coloring material is dispersed in water in advance may be used. However, the firing temperature of the fluororesin exceeds 300 ° C., and it is preferable to use a pigment as the coloring material that can withstand this temperature.
[0028]
The selection or combination of heat-resistant long fibers, wear-resistant fibers, fluororesin, and colorant can be freely selected and combined according to the requirements of vehicle interior materials, house interior materials, wall materials, and the like. Furthermore, the design properties can be widely supported by the size of each fiber, the woven structure of the fabric, the use of colored untwisted yarn, and the like.
[0029]
In summary, the method for producing an incombustible yarn according to the present invention includes a step in which the heat-resistant long fiber and the wear-resistant fiber are twisted together, and the tension applied to the heat-resistant long fiber is larger than the tension applied to the wear-resistant fiber; In the step of heating and baking after impregnating with an unfired fluororesin, the method is characterized in that heating and baking are performed while applying a tension for suppressing thermal shrinkage of the abrasion-resistant fiber.
[0030]
For example, in the step of producing a double twisted yarn composed of at least two types of glass fiber and aromatic polyamide fiber, 40 to 150 g of tension is applied to the glass fiber to twist it. Only the tension necessary for normal winding is applied to the aromatic polyamide fiber. Moreover, in the process of performing fluorine processing on the twisted yarn, when the unfired fluororesin is impregnated and heated and fired, the twisted yarn is heated and fired with a tension of 40 g or more.
[0031]
By the above production method, it becomes possible to effectively obtain a twisted yarn having excellent wear resistance while maintaining nonflammability. In other words, in the twisted yarn of glass fiber, which is a non-combustible material, and aromatic polyamide fiber that has excellent wear resistance but burns, a configuration in which aromatic polyamide fiber with excellent wear resistance is arranged outside the glass fiber is realized. In addition, both incombustibility and wear resistance can be achieved. When the glass fiber and the aromatic polyamide fiber are twisted together, when the glass fiber is twisted by applying a tension of 40 to 150 g, the glass fiber is disposed inside the twisted yarn, and the tensionless aromatic polyamide fiber is glass. It becomes in a state where it protrudes more to the periphery of the fiber, and wear resistance is effectively exhibited.
[0032]
The tension during each process can be easily measured by using a tension meter (model T-101-10) manufactured by Chuasaki Sokki Co., Ltd. even when each fiber is running.
[0033]
FIG. 1 is a diagram illustrating an example of a manufacturing apparatus for performing a step of coating a twisted yarn with a fluororesin, regarding the incombustible yarn according to an embodiment of the present invention. In FIG. 1, G shows the above-mentioned twisted yarn. The twisted yarn G is unwound from the spool package 1, passes through the guide rolls 2, 3, 4, 6, and 7, and is guided and immersed in the guide roll 8 existing in the dispersion 11 containing the fluororesin. . A nip roll 5 is brought into contact with the guide roll 4 to sandwich the twisted yarn G. Thereby, tension is applied to the twisted yarn G. That is, the twisted yarn is sent out at a constant speed according to the rotation speed of the rolls of the guide roll 4 and the nip roll 5, and the twisted yarn after the completion of the fluorine processing is taken up according to the rotation speed of the take-up

rollers

21 and 22. Therefore, the tension can be freely adjusted between unwinding and winding of the twisted yarn by making a speed difference between the rotation speed of the rolls of the guide roll 4 and the nip roll 5 and the rotation speed of the take-up

rollers

21 and 22. . The magnitude of the tension applied to the twisted yarn G is, for example, 40 g or more when a twisted yarn of glass fiber and aromatic polyamide fiber is used. If it is less than 40 g, the abrasion resistance becomes insufficient after the coating with the fluororesin.
[0034]
The dispersion 11 containing the fluororesin is stored in the dispersion tank 10, and the portion adhering to the twisted yarn G and decreasing is supplied from the supply tank 9 a through the supply line 9 b. The twisted yarn G immersed in the dispersion 11 containing a fluororesin is pulled up toward the upper guide roll 15. Then, the surface of the twisted yarn G to which the fluororesin is adhered is placed along the doctor roll 28, and the excessively adhered fluororesin is drawn and removed. Thereby, the adhesion rate of the fluororesin is controlled within a desired range. Thus, by squeezing using the doctor roll 28, the fluororesin surplus deposit can be removed and returned to the impregnation tank, so that the manufacturing cost can be reduced.
[0035]
Subsequently, the twisted yarn G is dried in the yarn passing hole 14 in the drying zone A. In the drying zone A, for example, a heater 13 is embedded in a hot plate 12 and can be adjusted to a temperature range of 100 to 300 ° C. by a temperature controller T1.
[0036]
Next, the dried twisted yarn G is fired in the firing zone B. The firing zone B can be adjusted to a temperature range of 700 ° C. by the temperature controller T3. A temperature controller T2 is provided at the boundary between the drying zone A and the firing zone B, and the temperature is controlled within a range of 280 to 450 ° C., for example. The set temperature in each zone from drying to firing can be set to optimum conditions according to the passing speed of the twisted yarn G passing through each zone, the number of supplied twisted yarns G, the amount of fluororesin attached, and the like. it can.
[0037]
The twisted yarn G fired and coated with the fluororesin as described above passes through the guide rolls 15, 16, 17, 18, 19 and the tension roll 20, and is taken up by the take-up

rollers

21, 22 and the take-up roller 23. . In FIG. 1, for the sake of clarity, an example of processing using a single twisted yarn G is shown. However, in practice, it is preferable to process a plurality of pieces, for example, about 30 to 150 pieces in parallel.
[0038]
A fiber coated with a fluororesin containing an unfired component obtained as described above is formed on a fabric. The fabric is selected from a woven fabric, a knitted fabric, and a non-woven fabric, but can be formed by a known method. For example, a known loom is used for woven fabrics, a known knitting machine is used for knitted fabrics, and a needle punch or the like is used for nonwoven fabrics. In that case, after forming into a woven fabric or a knitted fabric, organic components such as a minute oil (surfactant) contained therein become a smoke generating material, so that a smokeless treatment is necessary.
[0039]
FIG. 2 shows an example of a process of subjecting at least one surface of the fabric obtained as described above to a smokeless treatment. In FIG. 2, 31 is a heating roll, 32 is a nip roll, 30 is a supply fabric, and 33 is a fabric after heat treatment. The heating roll 31 evaporates or decomposes at high temperature an organic component such as an oil used when the supply fabric 30 is formed, and can effectively remove them. When this treatment is performed, smoke generation in the combustion test can be eliminated or minimized. Further, the surface in contact with the surface of the heating roll 31 is smooth, has few fuzz, and is extremely thin and is covered with the fired layer of the fluororesin coating, so that the cleaning property and the fastness to wear are improved.
[0040]
As the heating roll 31, for example, a metal roll having a diameter of 400 mm is used so that it can be heated to about 200 ° C. to 500 ° C. By passing the fabric at about 1 m / min to 5 m / min, smokelessness is achieved, and at the same time, the surface where the fabric contacts the heating roll 31 is remelted to obtain a smooth surface.
[0041]
Next, a combustion test method used for comparing the following examples and comparative examples will be described with reference to FIG. This combustion test conforms to the flammability standards for railway vehicle materials stipulated in the Railway Business Law (“Operation of the Ordinary Railway Structural Rules and Special Railway Structural Rules Related to Vehicles” (1987) (Refer to the IV test (Railway vehicle material combustion test) in April 1)
[0042]
In FIG. 3, reference numeral 41 denotes a measuring instrument base, and 42 denotes an inclined holder for holding a specimen (fabric) 47 at an angle of 45 °. Reference numeral 43 denotes an arm for placing the alcohol container 45, and 44 denotes a cork base for placing the alcohol container 45. The alcohol container 45 is made of iron and uses ethyl alcohol. 46 indicates a flame.
[0043]
The specimen (fabric) 47 has a B5 size (182 mm × 257 mm) size and is held at an angle of 45 ° by the inclined holder 42. The alcohol container 45 is placed on the cork table 44 having a low thermal conductivity so that the center of the bottom of the alcohol container 45 is located 25.4 mm (1 inch) vertically below the center of the lower surface of the test material (fabric) 47. Put on. Then add 0.5 cc of pure ethyl alcohol, ignite, and leave until the fuel is burned out.
[0044]
Combustion judgment is divided into alcohol combustion and after combustion. During combustion, the ignition, ignition, smoke generation, and flame conditions of the test material are observed. After combustion, afterflame, residual dust, carbonization are observed. Investigate deformation state. In the case of a hygroscopic material, the pre-test treatment of the test material avoids direct sunlight in a breathable room, and is allowed to elapse for 5 days or more from the floor surface at a distance of 1 m or more.
[0045]
Test room conditions are:
Temperature: 15 ° C-30 ° C
Humidity: 60% -75%
Therefore, it is assumed that there is no air flow. The standards for determining combustibility are shown in Table 1.
[0046]
[Table 1]

[0047]
Next, the abrasion test method used for comparing the following examples and comparative examples will be described. This abrasion test is a test according to JIS L1096 universal A-1 method.
[0048]
The sample should be large enough to collect a test piece. In principle, the sample should be collected from a portion 100 cm or more away from the end of the fabric, and those with ears from 10 cm or more away from the end of the ear to be in a standard state. However, if this is not the case, the sample is taken from the representative part of the fabric and set in the standard state. If the sample is a product, collect it at random and return it to the standard state. However, this does not apply to tests that are not affected by temperature and humidity.
[0049]
The test place shall be a standard test room. If the test room cannot be kept in the standard state, perform the test in a place as close to the standard state as possible, and add the temperature and humidity during the test to the test results. However, this does not apply to tests that are not affected by temperature and humidity. Five test pieces having a diameter of 12 cm are collected from the sample prepared according to the above state, and this is tested by the apparatus shown in FIG.
[0050]
In FIG. 4, 50 is a carriage, on which a rubber film 51 is attached. Compressed air is sent from below the rubber film 51, and the rubber film 51 is supported so as to protrude upward. A test piece 53 is attached on the rubber film 51 using a clamp 52. 54 is a ratchet, and 55 is a clamp. A polishing paper 56 is disposed on the upper surface of the test piece 53 and is pressed against the test piece 53 by a pressing load 57. 58 is a balance weight, 59 is a counter.
[0051]
As shown in FIG. 4, the test piece 53 placed on the rubber film 51 is rubbed in multiple directions with 600th polishing paper, and the number of times when the test piece 53 is broken is measured and expressed as an average value of five times (integer) To the rank). The friction speed is 125 ± 5 times per minute, and the pressing load is 4.45 N (0.454 kgf). It is assumed that the test piece rotates once for every 100 times of friction. In principle, the air pressure is 2.76 x 10^FourPa (0.281 kgf / cm²In other cases, it is added to the test results.
[0052]
【Example】
Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to specific examples and comparative examples.
[0053]
(Example)
ECDE150 1/2 3.8S glass fiber and 20/2 aromatic polyamide fiber (DuPont (Mori) Nomex fiber) using a design twisting machine (FT-20 model manufactured by (Mori) Kyoritsu Machinery Co., Ltd.) A twisted yarn having an aromatic polyamide fiber content of 47% by weight was produced. The above ECDE150 1/2 3.8S is a product type symbol in the glass fiber industry. E is an alkali-free glass, C is a long fiber, DE is a filament diameter of 6 μm, 150 is a strand display, 1/2 is the number of strands of twisted yarn, 3.8S means S twist 3.8 times per inch. The same applies hereinafter. 20/2 is also a product type symbol in the textile industry. 20 means cotton count and / 2 means twin yarn. The same applies hereinafter.
[0054]
Glass fiber measured with a dial gaugeyarnAnd aromatic polyAMid fiberyarnofyarnThe diameters were 90 μm and 230 μm, respectively.
[0055]
Each yarn was twisted 4.5 times between inches as a primary twist before combining. Each raw yarn subjected to the lower twist was processed into a Z twist of 4.5 times per inch. A load of about 80 g was applied only to the glass fiber during the yarn processing. This synthetic fiber was treated by a fluororesin impregnation and coating manufacturing process as shown in FIG. First, a PTFE resin (AD-1 manufactured by Asahi Glass Co., Ltd.) dispersion aqueous solution was adjusted to have a specific gravity of 1.075 g / cc. In this PTFE dispersion, a colorant dispersion manufactured by Dainichi Seikagaku Co., Ltd., black (EP-510) and white (EP-677) are used as the colorant. Mixed 8% and 3% white and formulated into gray PTFE dispersion. The above twisted yarn was immersed in this PTFE dispersion.
[0056]
Next, before entering the drying zone, the surface of the twisted yarn to which the fluororesin adhered was placed along a doctor roll, and the excess fluororesin adhered to the surface was removed to adjust the adhesion amount. Next, the fluororesin was fired at a drying zone of 300 ° C. (residence time of about 6S) and a firing zone of 450 ° C. (residence time of about 9S). These series of treatments were continuously performed at a linear speed of 10 m / min. The tension applied to the yarn at this time was 50 g as a result of measurement between the

guide rollers

19 and 20 of FIG. 1 using a tension meter (type T-101-10) manufactured by Chuasa Co., Ltd. . The amount of PTFE resin adhered after firing was 16.8% by weight, and a fluororesin-coated incombustible yarn colored in gray was obtained.
[0057]
Using this fluororesin-coated fiber, a plain weaving fabric having a width of 130 mm was produced with a weaving structure of 41 warps / inch and 33 wefts / inch. The woven fabric was fed to a heating roll and smokeless. This fabric is flexible and has a texture, and a fabric without any discomfort that tingles even when touched by hand has been completed.
[0058]
When this fabric was subjected to a wear test of universal type A-1 method (JIS L1096) using a castor fabric abrasion tester (polishing paper No. 600), it was destroyed 1,610 times. Compared to the glass fiber single-piece fabric of Conventional Example 2 described later, it had about three times the wear resistance performance.
In addition, according to IV described in "Regarding the operation of ordinary railway structure rules and special railway structure rules related to the military", etc. When a combustion test according to the test (Railway Vehicle Material Combustion Test) was performed, there was no ignition, no ignition, little smoke was generated, and carbonization was 100 mm or less. That is, it was nonflammable.
[0059]
(Comparative Example 1)
In the fluororesin impregnation and coating process, a fluororesin impregnated and coated fiber was produced under the same conditions as in Examples except that the tension of the yarn was 35 g. The amount of PTFE resin deposited after firing was 18.1% by weight. When the surface of this fiber was observed with an actual microscope, the glass fiber was wound around the outside of the aromatic polyamide fiber. Using this fiber, a woven fabric was produced according to the same standard as in the example. Then, the process similar to an Example was performed using the heating roll. In this twist firing test, the woven fabric had the same characteristics as in the examples in terms of ignition, ignition and smoke generation, and carbonization length. That is, it was nonflammable. However, when the wear test was carried out, a hole was formed at 884 times, and there was a problem in practical use.
[0060]
(Comparative Example 2)
A twisted yarn in which the mixing ratio of the aromatic polyamide fiber was 28% by weight was produced, and a fluororesin impregnated and coated fiber was produced under the same conditions as in the examples. Using this fiber, a plain weave fabric was produced under the same conditions as in the example. Thereafter, the same treatment as in the example was performed using a heating roll. In this combustion test, the woven fabric had the same characteristics as in the examples in terms of ignition, ignition and smoke generation, and carbonization length. That is, it was nonflammable. However, when the wear test was carried out, a hole was formed at 574 times, which was a practical problem.
[0061]
(Comparative Example 3)
A twisted yarn in which the mixing ratio of the aromatic polyamide fiber was 72% by weight was produced, and a fluororesin impregnated and coated fiber was produced under the same conditions as in the examples. Using this fiber, a plain weave fabric was produced under the same conditions as in the example. Then, the process similar to an Example was performed using the heating roll. This fabric was perforated at 2,100 times when the abrasion test was carried out. However, in the combustion test, ignition and ignition occurred, and the amount of smoke generated was not a slight level, exceeding a carbonization length of 100 mm. That is, it was not nonflammable.
[0062]
(Comparative Example 4)
A twisted yarn was produced under the same conditions as in the Examples except that the number of twists per inch was 11 times. When the surface of this twisted yarn was observed with a microscope, the filaments of the glass fiber were cut and fluffy. Using this twisted yarn, a fluororesin impregnated and coated fiber was produced under the same conditions as in the examples. Next, a plain woven fabric was produced using the fibers under the same conditions as in the example. Then, the process similar to an Example was performed using the heating roll. This fiber had a tactile feel when touched by hand, and was a practical problem.
(Comparative Example 5)
A twisted yarn was produced under the same conditions as in Examples except that the same load as that of the glass fiber was applied to the aromatic polyamide fiber. When the surface of this twisted yarn was observed with an actual microscope, the glass fiber was wound around the outside of the aromatic polyamide fiber. That is, a component weak in wear resistance was present on the outer periphery. Using this twisted yarn, a fluororesin impregnated and coated fiber was produced under the same conditions as in the examples. Next, a plain woven fabric was produced using the fibers under the same conditions as in the example. Then, the process similar to an Example was performed using the heating roll. This fabric had the same characteristics as the examples in the combustion test. That is, it was nonflammable. However, when the wear test was performed, a hole was formed at 747 times, and there was a problem in practical use.
[0063]
(Comparative Example 6)
A twisted yarn was produced under the same conditions as in the Examples except that a load of 35 g was applied only to the glass fiber. When the surface of this twisted yarn was observed with a microscope, it was in a state where the glass fiber was wound around the outer side of the aromatic polyamide fiber as in Comparative Example 5. That is, a component that is weak in abrasion resistance is present on the outer periphery, and the abrasion resistance of the fiber is weak.
[0064]
(Specific example 7)
A twisted yarn was produced under the same conditions as in the Examples except that a load of 170 g was applied only to the glass fiber. When producing this twisted yarn, breakage of the glass fiber frequently occurred. Further, when the surface was observed with a microscope, the filament was cut and fluffed as in Comparative Example 4.
[0065]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, an incombustible yarn with improved wear resistance can be realized without losing incombustibility, flexibility, texture, etc., and by using the incombustible yarn, it is truly practical. An incombustible fabric having abrasion resistance can be provided.
[0066]
In addition, according to the method for producing a non-combustible yarn of the present invention, the non-combustible yarn of the present invention having sufficient practical characteristics can be efficiently produced.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a cross-sectional view showing a process for coating a twisted yarn with a fluororesin according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a diagram showing a process of performing a smokeless heating treatment on a fabric according to an embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a diagram showing a combustion test method used in Examples and Comparative Examples of the present invention.
FIG. 4 is a diagram showing a method of a fabric abrasion test used in Examples and Comparative Examples of the present invention.
[Explanation of symbols]
1 Wound package
2,3,4,6.7,8,15,16,17,18,19 Guide roll
5 Nip roll
9a Dispersion supply tank containing fluororesin
9b Supply line for dispersion containing fluororesin
10 Dispersion tank containing fluororesin
11 Dispersion containing fluororesin
12 Hot plate
13 Heater
14 Yarn passage hole
20 Tension roller
21, 22 Take-up roller
23 Take-up roller
24 Exhaust fan
28 Doctor Roll
30 Supply fabric
31 Heating roll
32 Nip roll
33 Fabric after heat treatment
41 Measuring instrument base
42 Inclined holder
43 arms
44 Cork stand
45 Ethyl alcohol iron container
46 Flame
47 Sample material (fabric)
50 round trip
51 Rubber membrane
52 Clamp
53 Specimens
54 Ratchet
55 Clamp
56 Abrasive paper
57 Press load
58 Balance Weight
59 counter
A Drying zone
B Firing zone
G twisted yarn
T1, T2, T3 temperature controller

Claims

At least one kind of heat-resistant long fiber yarn selected from glass fiber and carbon fiber is used as a core yarn, polyimide fiber, aromatic polyamide fiber, aromatic polyester fiber, polyarylate fiber and PBP (polyparaphenylene benzobisoxazal) By impregnating unsintered fluororesin into a twisted yarn obtained by twisting at least one type of abrasion-resistant fiber selected from resin on the outer periphery of the core yarn, and heating and firing by applying tension to the twisted yarn, The heat-resistant long fibers are arranged, and the wear-resistant fibers are arranged on the outer periphery of the core yarn,
The mixing ratio of the abrasion-resistant fibers is in the range of 30 to 70% by weight,
The number of twists per inch of the twisted yarn is 1 to 10 times,
The adhesion rate of the fluororesin is in the range of 5 to 30% by weight calculated by the following formula (Equation 1).
[Equation 1]
S = [(W ₁ −W ₀ ) / W ₁ ] × 100
(However, S: Adhesion rate
W ₀ : Weight of processed yarn before coating with fluororesin
W ₁ : Weight of processed yarn after coating with fluororesin )
Non-combustible yarn characterized by being .

Wherein the weight ratio of the wear-resistant fibers disposed on the outer periphery of the twisted yarn is incombustible yarn according to 請 Motomeko 1 Ru Ah large than the weight percentage of refractory long fibers.

Incombustible yarn according to the diameter of the fiber yarn of the wear-resistant fibers 請 Motomeko 1 or 2 was larger Shun than the diameter of the fiber yarn of the heat-resistant long fibers.

It said refractory long fibers are glass fibers, non-combustible fiber of claim 1 wherein the wear-fibers are aromatic polyamide fibers.

The incombustible yarn according to claim 1, wherein the fluororesin contains a colorant.

A nonflammable fabric using the nonflammable yarn according to any one of claims 1 to 5 .

"Regarding the operation of ordinary railway structural rules and special railway structural rules related to vehicles, etc." The non-combustible fabric according to claim 6 , wherein in the combustion flame test of ethyl alcohol according to (1), there is no ignition, no ignition, and little smoke.

The nonflammable fabric according to claim 7 , wherein the number of wear-resistant fractures is 1,000 or more in a test using a custom-type fabric abrasion tester.

A vehicle interior wall covering using the non-combustible fabric according to claim 8 .

At least one kind of heat-resistant long fiber yarn selected from glass fiber and carbon fiber is used as a core yarn, polyimide fiber, aromatic polyamide fiber, aromatic polyester fiber, polyarylate fiber, and PBP (polyparaphenylene benzobisoxazal) A method for producing an incombustible yarn obtained by impregnating and firing an unfired fluororesin in a twisted yarn obtained by twisting at least one type of abrasion-resistant fiber selected from a resin onto the outer periphery of the core yarn ,
When the heat-resistant long fiber and the wear-resistant fiber are twisted, the tension applied to the heat-resistant long fiber is larger than the tension applied to the wear-resistant fiber, and the wear-resistant disposed on the outer peripheral portion of the twisted yarn. Twist processing so that the ratio of the fibers is greater than the ratio of the heat-resistant long fibers ,
After impregnating the unfired fluororesin into the twisted yarn,
The heating and baking are performed by applying a tension for suppressing thermal shrinkage of the wear-resistant fiber to a section where at least heating between unwinding and winding of the twisted yarn is performed, and heating and firing are performed. A method for producing a non- combustible yarn, comprising obtaining the non-combustible yarn described in 1 .