JP4465438B2 - 多層構造紡績糸、その製造方法、これを用いた耐熱性布帛及び耐熱性防護服 - Google Patents
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Description
2 小径円柱体
3 大径円柱体
4,5 フロントトップローラ
6 アーバー
7 トランペットフィーダー
8 バックローラ
9 ドラフトエプロン
10 スネルワイヤ11 アンチノードリング
12 トラベラー
13 糸管
14 ヤーンガイド
A 短繊維束(芯繊維のパラ系アラミド牽切繊維束)
B 短繊維束(被覆繊維束)
C 芯鞘型複合紡績糸
本発明においては、芯繊維としてパラ系アラミド繊維を使用する。パラ系アラミド繊維は、引張強度が高く(例えば帝人社製“テクノーラ”:24.7cN/deci tex、デュポン社製“ケブラー”:20.3〜24.7cN/deci tex)、熱分解開始温度も高く(前記製品はいずれも約500℃)、限界酸素指数(LOI)は25〜29で、耐熱性布帛や耐熱性防護服として好適だからである。パラ系アラミド繊維の単繊維繊度は、1〜6deci texの範囲が好ましく、更に好ましくは2〜5deci texの範囲である。
被覆繊維としては、難燃アクリル繊維、ポリエーテルイミド繊維、メタ系アラミド繊維又はこれらの繊維を含む混紡品を含む。これらの繊維は難燃性が高く、耐光性も高いことから、被覆繊維として優れている。メタ系アラミド繊維は、例えば帝人社製“コーネックス”(限界酸素指数(LOI)30)とデュポン社製“ノーメックス”(限界酸素指数(LOI)30)があり、4〜7cN/deci tex程度の引張強度がある。難燃アクリル繊維としては、例えばカネカ社製モダアクリル繊維“プロテックスM”(限界酸素指数(LOI)32)、旧カネボウ・丸竹コーポレーション社製商品名“ルフネン”等がある。この繊維は2〜3cN/deci tex程度の引張強度がある。ポリエーテルイミド繊維としては、例えばSABIC INNOVATIVE PLASTICS社製“ULTEM”(限界酸素指数(LOI)32)がある。この繊維は約3cN/deci tex程度の引張強度がある。
多層構造紡績糸とするには、リング精紡機を使用する。このときに、芯繊維の牽切糸が持つ撚り方向と、多層構造糸の撚り方向とを同一方向とする。例えば、芯繊維の牽切糸がZ方向の撚りが掛かっていた場合、多層構造糸にもZ方向の撚り掛けをする。これにより、芯繊維と被覆繊維の一体化を強くし、糸強力を高くすることができる。多層構造糸の撚り数は、牽切糸の撚り数の1.2〜1.6倍の範囲であり、好ましくは1.3〜1.5倍である。前記撚り数であれば、さらに糸の強力を高くできる。
次に本発明の多層構造糸を製造するための装置と方法について説明する。
本発明の多層構造紡績糸は単糸で使用しても良いし、複数本撚り合わせても良い。これらの糸を経糸と緯糸に使用して織物とする。
(1)燃焼試験
JIS L1091A−4法で規定される、垂直に配置した織物試料の下端にブンゼンバーナーで12秒間接炎したときの炭化長、炎を外したときの残炎時間、及び残塵時間を測定した。
(2)帯電圧試験
JIS L1094 5.4法で規定される摩擦帯電減衰測定法により、帯電直後と半減期を測定した。
1.芯繊維
パラ系アラミド繊維として帝人社製"テクノーラ"、単繊維繊度1.7deci tex(1.5デニール)、繊維長37〜195mm(平均繊維長:106mm)、メートル番手:125番単糸、Z撚り450T/m(Tは撚り数、撚り係数Kは40.3)、黒色原着品からなる牽切糸を用いた。この牽切糸は、フランス国アンサン ランベル アン ビユゲイに存在するシャッペ社製製品を使用した。
(1)メタ系アラミド繊維は、帝人社製“コーネックス”、単繊維繊度2.2deci tex(2デニール)、繊維長76/102mmバイアスカット品(平均繊維長:89mm)を用いた。
(2)難燃アクリル繊維は、カネカ社製モダアクリル繊維“プロテックスM”、単繊維繊度3.3deci tex(3デニール)、繊維長82/120mmバイアスカット品(平均繊維長:101mm)を用いた。
(3)ポリエーテルイミド繊維は、SABIC INNOVATIVE PLASTICS社製“ULTEM”、単繊維繊度3.3deci tex(3デニール)、繊維長76/102mmバイアスカット品(平均繊維長:89mm)を用いた。
(4)帯電防止繊維として、KBセーレン社製“ベルトロン”、単繊維繊度5.5deci tex(5デニール)、平均繊維長:89mmを用いた。
図1に示すリング精紡機を用いて紡績糸とした。芯繊維束に対する被覆繊維束のオーバーフィード率は7%とした。撚り方向と撚り数は、Z方向に630T/mとした。得られた紡績糸は、メートル番手:32番であった。以上の条件で得られた結果を表1に示す。
実施例1、実験番号A1で得られた多層構造紡績糸を双糸とし、その際にS撚り方向に600T/mの撚りを掛けた(番手、撚り数表示:2/32)。この双糸を用いて、経糸密度196本/10cm、緯糸密度164本/10cmとし、目付け229.5g/m2の平組織の織物を得た。
(1)JIS L1091 A−4法(1992年接炎12秒、垂直法)による炭化長タテ:2.9cm、ヨコ:3.7cm、残炎時間タテ:0.0秒、ヨコ:0.0秒、残塵時間タテ:1.5秒、ヨコ:1.3秒
(2)JIS L1094 5.4(摩擦帯電減衰測定法)による直後タテ:−310V、ヨコ:−380V、半減期タテ:12.5秒、ヨコ:13.8秒
(3)JIS1096A法(ラベルドストリップ法)による引張強力:タテ1960N,ヨコ1940N,引張伸度は、タテ15.1%,ヨコ7.8%
(4)JIS1096A−2法による引裂強力:タテ173.5N,ヨコ169.5N
(5)染色試験
染色機としてニッセン社製高圧染色機を使用し、染料、その他の添加物としてはNICHILON GOLDEN YELLOW GL(日成化成) 1 o.w.f(o.w.fはon the weight of fiberの略)、NICHILON RED GRL(日成化成)0.02%o.w.f.,AIZEN CATHILON NAVY BLUE FRL 200%(保土ヶ谷化学) 0.13 o.w.f、無水芒硝3 o.w.fを加え、102℃で30分間、染色処理をした。
JIS L 0848による汗(酸)(アルカリ)は、変褪色、布汚染ともに5級であった。
JIS L 0849による摩擦(乾)は4−5級、同(湿)は4級であった。
JIS L 0842による耐光は、40時間、80時間ともに5級であった。
(6)洗濯試験
ISO6330 2A−Eによる洗濯試験5回後の寸法変化はタテ:−1.0%、ヨコ:−1.5%、外観は5級(外観変化なし)であった。
実施例1において、多層構造紡績糸を製造する際に、撚り方向をSとし、撚り数は、1080T/m(Tは撚り数)とした以外は実施例1の実験番号1と同一の条件で多層構造紡績糸を得た。得られた多層構造紡績糸の破断強力は758(N)であり、実施例1の紡績糸に比べて低いものであった。また、被覆性は不合格であった。
実施例1において、多層構造紡績糸を製造する際に、牽切糸に代えて、繊維長76/102mmバイアスカット品(平均繊維長:89mm)のステープル繊維を用いて梳毛工程−リング精紡機により得られた、メートル番手:125番単糸、Z撚り450T/m(Tは撚り数)、黒色原着品からなる紡績糸を用いた以外は実施例1の実験番号1と同一の条件とした。得られた多層構造紡績糸の破断強力は725(N)であり、実施例1の紡績糸に比べて低いものであった。また、被覆性は合格であった。
1.芯繊維
パラ系アラミド繊維として帝人社製"テクノーラ"、単繊維繊度1.7deci tex(1.5デニール)、繊維長37〜195mm(平均繊維長:106mm)、メートル番手:125番単糸、Z撚り450T/m(Tは撚り数、撚り係数Kは40.3)、黒色原着品からなる牽切糸を用いた。この牽切糸は、フランス国アンサン ランベル アン ビユゲイに存在するシャッペ社製製品を使用した。
(1)メタ系アラミド繊維は、帝人社製“コーネックス”、単繊維繊度2.2deci tex(2デニール)、繊維長76/102mmバイアスカット品(平均繊維長:89mm)を用いた。
(2)ポリエーテルイミド繊維は、SABIC INNOVATIVE PLASTICS社製“ULTEM”、単繊維繊度3.3deci tex(3デニール)、繊維長76/102mmバイアスカット品(平均繊維長:89mm)を用いた。
(3)帯電防止繊維として、KBセーレン社製“ベルトロン”、単繊維繊度5.5deci tex(5デニール)、平均繊維長:89mmを用いた。
図1に示すリング精紡機を用いて紡績糸とした。芯繊維束に対する被覆繊維束のオーバーフィード率は7%とした。撚り方向と撚り数は、Z方向に630T/m(牽切糸の撚り数の1.4倍)とした。以上の条件で得られた結果を表2に示す。
芯繊維をパラ系アラミド繊維(混率25.6wt%)とし、被覆繊維をメタ系アラミド繊維(混率54.0 wt%)とポリエーテルイミド繊維(20wt%)と帯電防止繊維(混率0.4 wt%)とした。芯繊維は、パラ系アラミド繊維である帝人社製“テクノーラ”、単繊維繊度1.7deci tex(1.5デニール)、繊維長37〜195mm(平均繊維長:106mm)、メートル番手:125番単糸(撚り係数Kは表3に示す)、黒色原着品からなる牽切糸を用いた。被覆繊維はメタ系アラミド繊維である帝人社製“コーネックス”、単繊維繊度2.2deci tex(2デニール)、繊維長76/102mmバイアスカット品(平均繊維長:89mm)とポリエーテルイミド繊維は、SABIC INNOVATIVE PLASTICS社製“ULTEM”、単繊維繊度3.3deci tex(3デニール)、繊維長76/102mmバイアスカット品(平均繊維長:89mm)と、帯電防止繊維として、KBセーレン社製“ベルトロン”、単繊維繊度5.5deci tex(5デニール)、平均繊維長:89mmを混紡した。
実施例3、実験番号B3で得られた多層構造紡績糸を双糸とし、その際にS撚り方向に600T/mの撚りを掛けた(番手、撚り数表示:2/32)。この双糸を用いて、経糸密度196本/10cm、緯糸密度168本/10cmとし、目付け234.4g/m2の平組織の織物を得た。
(1)JIS L1091 A−4法(1992年接炎12秒、垂直法)による炭化長タテ:2.0cm、ヨコ:2.0cm、残炎時間タテ:0.0秒、ヨコ:0.0秒、残塵時間タテ:0.9秒、ヨコ:0.8秒
(2)JIS L1094 5.4(摩擦帯電減衰測定法)による直後タテ:−260V、ヨコ:−250V、半減期タテ:20秒、ヨコ:13.9秒
(3)JIS1096A法(ラベルドストリップ法)による引張強力:タテ1980N,ヨコ1980N,引張伸度は、タテ16.2%,ヨコ8.4%
(4)JIS1096A−2法による引裂強力:タテ180.3N,ヨコ186.2N
(5)洗濯試験
ISO6330 2A−Eによる洗濯試験5回後の寸法変化はタテ:−1.0%、ヨコ:−1.5%、外観は5級(外観変化なし)であった。
実施例3において、多層構造紡績糸を製造する際に、撚り方向をSとし、撚り数は、1080T/mとした以外は実施例3の実験番号B1と同一の条件で多層構造紡績糸を得た。得られた多層構造紡績糸の破断強力は758(N)であり、実施例3の実験番号B1の紡績糸に比べて低いものであった。また、被覆性は不合格であった。
実施例1、実験番号A7で得られた多層構造紡績糸を双糸とし、その際にS撚り方向に600T/mの撚りを掛けた(番手、撚り数表示:2/32)。この双糸を用いて、経糸密度198本/10cm、緯糸密度166本/10cmとし、目付け237g/m2の平組織の織物を得た。
(1)JIS L1091 A−4法(1992年接炎12秒、垂直法)による炭化長タテ:3.3cm、ヨコ:3.7cm、残炎時間タテ:0.0秒、ヨコ:0.0秒、残塵時間タテ:0.9秒、ヨコ:0.8秒
(2)JIS L1094 5.4(摩擦帯電減衰測定法)による直後タテ:−340V、ヨコ:−390V、半減期タテ:16.1秒、ヨコ:16.5秒
(3)JIS L1096A法(ラベルドストリップ法)による引張強力:タテ1790N,ヨコ1650N,引張伸度:タテ19.5%,ヨコ11.5%
(4)JIS1096A−2法による引裂強力:タテ164N,ヨコ166N
(5)染色試験
染色機としてニッセン社製高圧染色機を使用し,染料,その他の添加物としてはKAYARON POLYESTER YELLOW FSL(日本化薬)3.60%o.w.f.、KAYARON RED SSL(日本化薬)0.36%o.w.f.、KAYARON POLYESTER BLUE SSL(日本化薬)1.24%o.w.f.、酢酸(68wt%)0.0036%o.w.f.、酢酸ソーダ0.0067%o.w.f.を加え、135℃で60分間染色処理をした。染色堅牢度は次のとおりであった。
JIS L 0848による汗(酸)(アルカリ)は、変褪色、布汚染ともに5級であった。
JIS L 0849による摩擦(乾)は5級、同(湿)は4−5級であった。
JIS L 0842による耐光は、40時間、80時間ともに4級であった。
(6)洗濯試験
ISO6330 2A−Eによる洗濯試験5回後の寸法変化はタテ:−1.0%、ヨコ:−1.0%、外観は5級(外観変化なし)であった。
Claims (16)
- 芯繊維と、その周囲を被覆する被覆繊維からなる多層構造紡績糸であって、
前記芯繊維が20〜50重量%の範囲であり、前記被覆繊維が50〜80重量%の範囲であり、
前記芯繊維は、パラ系アラミド繊維であり、メートル番手で算出した撚り係数が30〜50の範囲の実撚りを有する牽切糸であり、
前記被覆繊維は、難燃アクリル繊維、ポリエーテルイミド繊維、又はメタ系アラミド繊維を含み、
前記牽切糸が持つ撚り方向と、前記多層構造糸の撚り方向が同一方向であり、
前記多層構造糸の撚り数は、前記牽切糸の撚り数の1.2〜1.6倍であることを特徴とする多層構造紡績糸。 - 前記被覆繊維は、難燃アクリル繊維及びポリエーテルイミド繊維から選ばれる少なくとも1つの繊維が10重量%以上100重量%以下である請求項1に記載の多層構造紡績糸。
- 前記被覆繊維は、メタ系アラミド繊維が0重量%以上90重量%以下である請求項1に記載の多層構造紡績糸。
- 前記被覆繊維繊維はバイアスカットされている請求項1に記載の多層構造紡績糸。
- 前記被覆繊維繊維には、更に帯電防止繊維が混紡されている請求項1に記載の多層構造紡績糸。
- 前記芯繊維は単糸であり、その繊度はメートル番手で50〜180番(55.6〜200deci tex)の範囲である請求項1に記載の多層構造紡績糸。
- 前記芯繊維の繊維長は、30〜220mmの範囲に分布しており、平均繊維長は80〜120mmの範囲である請求項1に記載の多層構造紡績糸。
- 請求項1〜7のいずれか1項に記載の多層構造紡績糸を使用した耐熱性布帛。
- 請求項8に記載の耐熱性布帛を使用した耐熱性防護服。
- 芯繊維と、その周囲を被覆する被覆繊維からなる多層構造紡績糸の製造方法であって、
前記芯繊維を20〜50重量%の範囲、前記被覆繊維を50〜80重量%の範囲とし、
前記芯繊維として、パラ系アラミド繊維を含み、メートル番手で算出した撚り係数が30〜50の範囲の実撚りを有する牽切糸をリング精紡機のフロントニップロールに供給し、
前記被覆繊維をリング精紡機のドラフトゾーンから供給し、
直径の異なるフロントニップロールを有するリング精紡機を使用し、芯繊維の牽切糸よりも被覆繊維の速度を5〜9%の範囲高くして送り出し、撚り合わせ、その際に前記牽切糸が持つ撚り方向と、前記多層構造糸の撚り方向を同一方向とし、
前記多層構造糸の撚り数は、前記牽切糸の撚り数の1.2〜1.6倍とすることを特徴とする多層構造紡績糸。 - 前記被覆繊維は、難燃アクリル繊維及びポリエーテルイミド繊維から選ばれる少なくとも1つの繊維が10重量%以上100重量%以下である請求項10に記載の多層構造紡績糸の製造方法。
- 前記被覆繊維は、メタ系アラミド繊維が0重量%以上90重量%以下である請求項10に記載の多層構造紡績糸の製造方法。
- 前記被覆繊維繊維はバイアスカットされている請求項10に記載の多層構造紡績糸の製造方法。
- 前記被覆繊維繊維には、更に帯電防止繊維が混紡されている請求項10に記載の多層構造紡績糸の製造方法。
- 前記芯繊維は単糸であり、その繊度はメートル番手で50〜180番(55.6〜200deci tex)の範囲である請求項10に記載の多層構造紡績糸の製造方法。
- 前記芯繊維の繊維長は、30〜220mmの範囲に分布しており、平均繊維長は80〜120mmの範囲である請求項10に記載の多層構造紡績糸の製造方法。
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