JP7429402B2

JP7429402B2 - 難燃性布帛

Info

Publication number: JP7429402B2
Application number: JP2019037660A
Authority: JP
Inventors: 耕二吉田; 大輔北阪
Original assignee: Unitika Ltd
Current assignee: Unitika Ltd
Priority date: 2019-03-01
Filing date: 2019-03-01
Publication date: 2024-02-08
Anticipated expiration: 2039-03-01
Also published as: JP2020139254A

Description

本発明は、難燃性布帛に関する。

従来から難燃性布帛として、所定の限界酸素指数（ＬＯＩ値）を充足する布帛が知られている（例えば、特許文献１）。特許文献１に記載の防炎性織布は、耐熱性繊維と炭化性難燃繊維とを含むものであり、通気性と軽量性とを確保しながらも同時に高い防炎性能を有するものである。

特開２００８－１０１２９４号公報

しかし、特許文献１の防炎性織布においては、摩耗強力について何ら検討されていないうえに速乾性に劣るものであるために、布帛の用途等が制限されるという問題がある。

本発明の課題は、上記のような従来技術の欠点を解消するものであり、通気性と軽量性とを確保しつつ、摩耗強力および速乾性にも優れる難燃性布帛を提供することを目的とする。

本発明者らは、布帛の平面磨耗強力と目付と通気度とが特定の式を満足する難燃性布帛は、通気性と軽量性とを確保しつつ、摩耗強力および速乾性にも優れるものであることを知見し、本発明を完成させた。

すなわち、本発明は以下の（１）～（４）を要旨とする。
（１）難燃性合成繊維Ａと、難燃性合成繊維Ａ以外の合成繊維Ｂとを含む布帛であって、難燃性合成繊維Ａは難燃性ビニロン繊維であり、合成繊維Ｂはナイロン６６からなるポリアミド繊維であり、かつ布帛中の難燃性合成繊維Ａの含有量が６０～８０質量％、合成繊維Ｂの含有量が１０～４０質量％であり、かつ目付けが１８０～２４０ｇ／ｍ^２、通気度が１４ｃｍ^３／ｃｍ^２・秒以上、拡散乾燥速度が５０分以下であり、下記式（Ｉ）および（ＩＩ）を満足することを特徴とする、難燃性布帛。
（Ｉ）平面摩耗強力≧１００（回）
（ＩＩ）平面摩耗強力÷（目付÷通気度）≧１３
なお、平面摩耗強力は、ＪＩＳＬ１０９６Ａ－１法（荷重４．４５Ｎ、研磨紙としてＰ８００－Ｃｗを使用）に従って算出される値である。
（２）ＪＩＳＬ１０９１Ｅ法によって測定されるＬＯＩ値（限界酸素指数）が２４以上である、（１）の難燃性布帛。
（３）ＪＩＳＬ１０９１Ａ－１法により区分される燃焼性試験において、燃焼性区分が２以上である（１）または（２）の難燃性布帛。
（４）さらにセルロース繊維を含む、（１）～（３）の何れかの難燃性布帛。

本発明の難燃性布帛は、通気性と軽量性とを確保しつつ、摩耗強力および速乾性にも優れ、快適性が良好であるために、防護服、防炎防護服、作業服、手袋、エプロン、ユニフォーム、アウトドア用品、またはインテリア用品などに好適である。

以下、本発明について詳細に説明する。
本発明の難燃性布帛は、難燃性合成繊維Ａ（以下、繊維Ａという場合がある）と難燃性合成繊維Ａ以外の合成繊維Ｂ（以下、繊維Ｂという場合がある）とを含む。

本発明の難燃性布帛に含まれる繊維Ａとしては、特に限定されるものではなく、例えば難燃性を付与したビニロン繊維、難燃性を付与したレーヨン、難燃性を付与したアクリル繊維、難燃性を付与したポリエステル繊維、メタ系アラミド繊維、パラ系アラミド繊維、ポリパラフェニレンベンズオキサゾール繊維、ポリベンゾイミダゾール繊維、ポリイミド繊維、ポリエーテルイミド繊維、ポリアミドイミド繊維、炭素繊維、ポリフェニレンサルファイド繊維、ポリ塩化ビニル繊維、モダアクリル繊維、メラミン繊維、フッ素繊維などが挙げられる。中でも難燃性、摩耗強力に顕著に優れるとともに、燃焼ガスの安全性、コストの観点から、難燃性を付与したビニロン繊維（難燃性ビニロン繊維）が好ましい。

繊維Ａは、難燃性の指標である、ＪＩＳＬ１０９１Ｅ法によって測定されるＬＯＩ値（限界酸素指数）が２８以上である繊維であることが好ましい。繊維Ａの単糸繊度としては、特に限定されるものではないが、紡績性、強度等の観点から、０．５～３ｄｔｅｘが好ましい。

本発明の難燃性布帛における、繊維Ａの混用率は、難燃性、摩耗強力を損なわず、繊維Ｂの特性を確保するために、５０～９５質量％であることが好ましく、６０～８０質量％であることがより好ましい。

本発明の難燃性布帛に含まれる繊維Ｂとしては、特に限定されるものではなく、例えばポリエステル繊維、ポリアミド繊維、ポリオレフィン繊維、ポリウレタン繊維などが挙げられる。中でも速乾性または摩耗強力に優れるために、ポリアミド繊維が好ましい。中でもナイロン６６からなるポリアミド繊維が好適である。繊維Ｂの単糸繊度としては、特に限定されるものではないが、強度等の観点から、０．５～１０ｄｔｅｘが好ましい。

本発明の難燃性布帛における、繊維Ｂの混用率は、速乾性、摩耗強力を損なわず、繊維Ａの特性を確保するために、５～５０質量％であることが好ましく、２０～４０質量％であることがより好ましい。

ポリアミド繊維としては、引張強さが４ｃＮ／ｄｔｅｘ以上であるものが好ましく、４～１０ｃＮ／ｄｔｅｘであるものがより好ましく、６～７ｃＮ／ｄｔｅｘであるものがさらに好ましい。用いられるポリアミド繊維がこのような引張強さを満たすものであると、本発明の難燃性布帛は、優れた摩耗強力を備えることができるために好ましい。なお本発明において、繊維の引張強さは、「ＪＩＳＬ１０１３：２０１０化学繊維フィラメント糸試験方法」の「８．５．１標準時試験」に規定される引張強さの測定方法に準じて測定される値である。

本発明の難燃性布帛において、繊維Ａと繊維Ｂとの混用方法は、特に限定されるものではない。例えば、繊維Ａの短繊維と繊維Ｂの短繊維とを含む紡績糸、繊維Ａおよび繊維Ｂのマルチフィラメント糸、または繊維Ａと繊維Ｂとからなる長短複合糸、繊維Ａの短繊維紡績糸と繊維Ｂのフィラメント糸などを構成繊維として含む、難燃性布帛とすることができる。なかでも本発明の難燃性布帛としては、難燃性、摩耗強力、速乾性のバランスに優れるために、繊維Ａの短繊維と繊維Ｂの短繊維とを含む紡績糸を含むことが好ましい。こうした紡績糸において、繊維Ａと繊維Ｂとの質量比率は、（繊維Ａ）：（繊維Ｂ）＝１０：９０～９０：１０であることが好ましく、２０：８０～８０：２０であることがより好ましい。上記範囲とすることで、難燃性に優れるとともに、布帛の摩耗強力と速乾性を維持させることができる。こうした紡績糸の番手は、特に限定されるものではないが、例えば１０～１００番手であることが好ましく、摩耗強力の観点から１０～５０番手の双糸がより好ましく、２０～３５番手の双糸がさらに好ましい。

本発明の難燃性布帛においては、さらにセルロース繊維が含まれていることが好ましい。セルロース繊維を含むことで、ＪＩＳＬ１０９１Ｅ法によって測定されるＬＯＩ値（限界酸素指数）の低下を抑制することができる。セルロース繊維としては、特に限定されるものではなく、例えば、綿、麻などの天然セルロース繊維、ビスコースレーヨン、溶剤紡糸セルロース繊維などの再生セルロース繊維を用いることができる。中でも、難燃性ビニロン繊維との難燃性の相性がよいことから、綿が好ましい。本発明の難燃性布帛における、セルロース繊維の混用率は、速乾性を損なわないために、２０質量％以下であることが好ましく、１～２０質量％であることがより好ましい。

本発明の難燃性布帛は、拡散乾燥速度が５０分以下であり、中でも４５分以下であることが好ましく、４０分以下であることがより好ましい。
拡散乾燥速度は速乾性の指標となるものであり、以下のような手法で測定される。
すなわち１０ｃｍ×１０ｃｍの試験片の質量（Ｗ）を測定する。試験片の裏側に０．６ｍｌの水を滴下し、質量（Ｗ０）を測定する。次いで、水を滴下した後の試験片に対し、標準状態（２０℃，６５％ＲＨ）において質量（Ｗｔ）を測定する。そして試験片を秤に載せたままで、質量（Ｗｔ）が、以下の算出式により求められる残留水分率（％）が１０％以下となるまでの時間を計測し、この時間を拡散乾燥速度とする。
残留水分率（％）＝｛（Ｗｔ－Ｗ）／（Ｗ０－Ｗ）｝×１００

拡散乾燥速度を上記の範囲とするためには、繊維Ｂとして好ましい種類のものを選択したり、後述するように下記式（Ｉ）および（ＩＩ）を満足したりすることが好ましい。

本発明の難燃性布帛は、下記式（Ｉ）および（ＩＩ）を満足することを必須とする。なお下記式（Ｉ）および（ＩＩ）において、平面磨耗強力とは、ＪＩＳＬ１０９６Ａ－１法（荷重４．４５Ｎ、研磨紙として、日本研磨紙社製「Ｐ８００－Ｃｗ」を使用）に従って算出される値である。
（Ｉ）平面摩耗強力≧１００（回）
（ＩＩ）平面摩耗強力÷（目付÷通気度）≧１３

上記式（Ｉ）および（ＩＩ）が所定の範囲であることで、本発明の難燃性布帛は通気性と軽量性とを確保しつつ、摩耗強力および速乾性にも優れ、快適性のバランスに優れるものとなる。こうした理由から、上記式（Ｉ）は１２０回以上であることが好ましく、２５０回以上であることがより好ましく、２８０回以上であることがさらに好ましい。また、上記式（ＩＩ）は１５以上であることが好ましく、１７以上であることがより好ましい。

本発明の難燃性布帛において目付けは２５０ｇ／ｍ^２以下であることが好ましい。中でも１８０～２４０ｇ／ｍ^２であることがより好ましい。本発明の難燃性布帛における通気度は、通気性の指標となるものであり、フラジール法により測定される。こうした通気度は、１４ｃｍ^３／ｃｍ^２・秒以上であることが好ましい。中でも、１５～４５ｃｍ^３／ｃｍ^２・秒であることがより好ましい。

本発明の難燃性布帛は、難燃性を有しており、ＪＩＳＬ１０９１Ｅ法によって測定されるＬＯＩ値（限界酸素指数）は２４以上であることが好ましく、２５以上であることがより好ましく、２６以上であることがさらに好ましい。また、本発明の難燃性布帛は、ＪＩＳＬ１０９１Ａ－１法により区分される燃焼性試験において、燃焼性区分が２以上であることが好ましい。
ＬＯＩ値、燃焼性区分を上記の範囲とするためには、繊維Ａの種類または布帛における混用率、さらには布帛の組織を好ましいものとすることができる。

本発明の難燃性布帛の組織としては、織物、編物の何れでもよいが、難燃性、速乾性、摩耗強力などのバランスに優れる観点から、織物であることが好ましい。本発明の難燃性布帛が織物である場合、その組織としては平組織、綾組織、または朱子組織などが挙げられるが、なかでも、構成繊維を拘束し難く、空気を含み難いために難燃性が向上することから綾組織が好ましい。特に、摩耗強力に優れる観点から、リップ目を配する組織であることが好ましい。また編物である場合、組織としては得に限定されず、天竺、鹿の子、スムースなどの他、アトラス、トリコットハーフ、またはクインズコードなどが挙げられる。

上記式（ＩＩ）を所定範囲とするために、中でも本発明の難燃性布帛としては、構成繊維を繊維Ａの短繊維および繊維Ｂの短繊維からなり、かつ繊維Ａと繊維Ｂとの質量比率が１０：９０～９０：１０である１０～１００番手の紡績糸とし、こうした紡績糸を経糸または緯糸に用いたリップ目を配する綾織組織の布帛とすることが好ましい。

本発明の難燃性布帛の用途としては、特に限定されるものではないが、例えば、防護服、防炎防護服、作業服、手袋、エプロン、ユニフォーム、アウトドア用品、またはインテリア用品などが挙げられる。

以下に実施例および比較例を示して本発明を詳細に説明する。ただし、本発明は、以下の実施例に限定されない。
なお、それぞれの物性の測定方法又は評価方法は以下の通りである。

＜混用率＞
ＪＩＳＬ１０３０－１およびＪＩＳＬ１０３０－２に従って測定した。
＜番手・密度＞
ＪＩＳＬ１０９６Ａ法に従って測定した。
＜質量＞
１０５℃で２時間乾燥後の絶乾質量にて測定した。

＜限界酸素指数＞
ＪＩＳＬ１０９１Ｅ法に従って測定した。

＜燃焼性＞
ＪＩＳＬ１０９１のＡ－１法による区分と、およびＪＩＳＬ１０９１のＡ－４法による残炎時間、残じん時間、および燃焼長さとに従って評価した。

＜発煙性（燃焼時の発生ガス濃度）＞
ＡＳＴＭＥ６０２－０５検知管方式（シアン化水素：ドレーゲル検知管８１０３６０１を使用）に従って測定した。なお、試験片を３枚重ねて燃焼させ、４分後のシアン化水素ガス濃度を測定した。

＜通気度（通気性）＞
ＪＩＳＬ１０９６Ａ法フラジール法に従って測定した。

＜平面摩耗強力＞
ＪＩＳＬ０１９６Ａ－１法（平面法）に従って測定した。ただし荷重を４．４５Ｎとし、研磨紙として、日本研磨紙社製「Ｐ８００－ＣＷ」を用いた。

＜拡散乾燥速度＞
前記の方法で測定した。

＜実施例１＞
紡績糸として、難燃性ビニロン繊維（単糸繊度１．７ｄｔｅｘ、繊維長３８ｍｍ、ユニチカトレーディング社製、商品名「ミューロン」、ＬＯＩ値３２）とポリアミド繊維（ナイロン６６、単糸繊度１．９ｄｔｅｘ、繊維長３８ｍｍ、引張強さ７ｃＮ／ｄｔｅｘ）とを準備し、難燃性ビニロン繊維を７５質量％、ポリアミド繊維を２５質量％の割合で用い、公知の方法で紡績して、３０番手双糸の紡績糸を得た。次いで、上記紡績糸を用いてタテ７６本／インチ、ヨコ５６本／インチの２／１綾組織とし、経方向、緯方向ともにともに２．５本／インチのピッチで、引きそろえによるリップ目を配する織物を得た。次に、上記織物を常法による精練漂白シルケットを施した後、スレン染料を用いて連続法による染色を実施した。そして、仕上げ剤として、日華化学社製商品名「サンソフターＧＡｃｏｎｃ．ＮＥＷ２％ｓｏｌ」を用いて浸漬し、ウェットピックアップ５０％で絞り、熱処理、およびサンフォライズ処理を行って、実施例１の難燃性布帛（タテ８５本／インチ、ヨコ５６本／インチ）を得た。

＜実施例２＞
経糸に難燃性ビニロン繊維（単糸繊度１．７ｄｔｅｘ、繊維長３８ｍｍ、ユニチカトレーディング社製、商品名「ミューロン」、ＬＯＩ値３２）を７５質量％、綿（豪州綿カード）を２５質量％の割合で用いた紡績糸（３０番手双糸）を配した以外は、実施例１と同様にして実施例２の難燃性布帛を得た。

＜実施例３＞
紡績糸として、難燃性ビニロン繊維（単糸繊度１．７ｄｔｅｘ、繊維長３８ｍｍ、ユニチカトレーディング社製、商品名「ミューロン」、ＬＯＩ値３２）、ポリアミド繊維（ナイロン６６、単糸繊度１．９ｄｔｅｘ、繊維長３８ｍｍ、引張強さ７ｃＮ／ｄｔｅｘ）、綿（豪州綿カード）を準備し、難燃性ビニロン繊維を７５質量％、ポリアミド繊維を１５質量％、綿を１０質量％の割合で用いた紡績糸（３０番手双糸）を用いた以外は、実施例１と同様にして実施例３の難燃性布帛を得た。

＜参考例４＞
経糸に難燃性ビニロン繊維（単糸繊度１．７ｄｔｅｘ、繊維長３８ｍｍ、ユニチカトレーディング社製、商品名「ミューロン」、ＬＯＩ値３２）を７５質量％、綿（豪州綿カード）を２５質量％の割合で用いた紡績糸（３０番手双糸）を配した以外は、実施例３と同様にして参考例４の難燃性布帛を得た。

＜実施例５＞
紡績糸の番手を４０番手双糸とした以外は、実施例１と同様にして実施例５の難燃性布帛を得た。

＜比較例１＞
紡績糸として、難燃性ビニロン繊維（単糸繊度１．７ｄｔｅｘ、繊維長３８ｍｍ、ユニチカトレーディング社製、商品名「ミューロン」、ＬＯＩ値３２）７５質量％と、綿（豪州綿カード）２５質量％とからなる紡績糸を（３０番手双糸）用いた以外は、実施例１と同様にして比較例１の布帛を得た。

＜比較例２＞
織物組織を、ヨコ８８本／インチ、ヨコ５９本／インチの２／１の綾織とし、仕上げ後の密度をタテ９２本／インチ、ヨコ６０本／インチとした以外は、実施例１と同様にして比較例２の布帛を得た

＜比較例３＞
紡績糸として、モダクリル繊維（単糸繊度２．２ｄｔｅｘ、繊維長３８ｍｍ、カネカ社製、商品名「プロテクスＭ」）７５質量％と、綿（豪州綿カード）２５質量％とを用いた紡績糸（３０番手双糸）を用いた以外は、実施例１と同様にして比較例３の布帛を得た。

＜比較例４＞
紡績糸の番手を４０番手双糸とした以外は、比較例１と同様にして比較例４の布帛を得た。

＜実施例６＞
紡績糸として、難燃性ビニロン繊維（単糸繊度１．７ｄｔｅｘ、繊維長３８ｍｍ、ユニチカトレーディング社製、商品名「ミューロン」、ＬＯＩ値３２）とポリアミド繊維（ナイロン６６、単糸繊度１．９ｄｔｅｘ、繊維長３８ｍｍ）を準備し、難燃性ビニロン繊維６０質量％と、ポリアミド繊維４０質量％とからなる、４０番手双糸の紡績糸を得た。

次いで、上記紡績糸を用いて、フロント１－０／０－１、バック２－３／１－０であり、４４コース／インチ、２９ウェール／インチ、ラック数１５０Ｒのタテ編地（クインズコード組織）を得た。次に、上記タテ編地に対し、常法によって精練漂白シルケットを施した後、スレン染料を用いてバッチ法による染色を実施した。仕上げ剤として、里田化工社製の商品名「ＮＫ－１２％ｓｏｌ」を用いて、浸漬し、ウェットピックアップ１００％で絞り、熱処理を行い実施例６の難燃性布帛を得た。

＜比較例５＞
紡績糸として、ポリアミド繊維の代わりに綿（豪州綿コーマ）を２５質量％で含む紡績糸を用いた以外は、実施例６と同様にして比較例５の布帛を得た。

実施例および比較例の評価結果を、表１および表２にまとめて示す。

（考察）
実施例１～３、５、６にて得られた難燃性布帛は、平面摩耗強力、目付および通気度のバランスに優れ、通気性と軽量性とを確保しつつ、摩耗強力および速乾性に優れるものであった。
実施例２～３の難燃性布帛はセルロース繊維を含むために、実施例１と比較すると、平面摩耗強力はやや低くなったが、難燃性（ＬＯＩ値）が向上した。

実施例５の難燃性布帛は、構成繊維としての紡績糸が４０番手と実施例１よりも細いものであったために、実施例１と比較すると平面摩耗強力は低くなったが、通気性が向上したために上記式（ＩＩ）で得られる値は好ましいものとなり、快適性のバランスが良好であった。

実施例６の難燃性布帛は編物であったために、織物である実施例１と比較すると、平面摩耗強力は低くなったが、通気性が向上したために上記式（ＩＩ）で得られる値は好ましいものとなり、快適性のバランスが良好であった

比較例１の難燃性布帛においては、ポリアミド繊維を用いていないために、拡散乾燥速度が遅くなるとともに、平面摩耗強力が低くなることで、上記式（ＩＩ）で得られる値は本発明の範囲外となり、快適性のバランスに劣るものであった。

比較例２の難燃性布帛においては、リップ組織の無い綾織を採用したことから摩耗強力に劣るために、平面摩耗強力を高くしようとして目付けを高めた。そのため、平面磨耗強力は良好であったが通気性に顕著に劣るものとなることで、上記式（ＩＩ）で得られる値は本発明の範囲外となり、快適性のバランスに劣るものであった。

比較例３の難燃性布帛においては、モダクリル繊維とセルロース繊維のみからなるために、上記式（ＩＩ）で得られる値は本発明の範囲外となり、快適性のバランスに劣るものであった。また、燃焼時に発生する有害ガスが多く、安全性にも問題があるものであった。

比較例４の難燃性布帛においては、比較例１の難燃性布帛の快適性のバランスを向上させるために、構成繊維としての紡績糸を４０番手と細いものとして目付けを低減させて通気性を向上させた。しかし、平面摩耗強力が顕著に低く、本発明の効果を達成することができなかった。

比較例５の難燃性布帛においてはポリアミド繊維を用いていないために、実施例６と比較すると、平面摩耗強力および拡散乾燥速度が悪くなり、上記式（ＩＩ）で得られる値は本発明の範囲外となり、快適性のバランスに劣るものであった。

Claims

難燃性合成繊維Ａと、難燃性合成繊維Ａ以外の合成繊維Ｂとを含む布帛であって、難燃性合成繊維Ａは難燃性ビニロン繊維であり、合成繊維Ｂはナイロン６６からなるポリアミド繊維であり、かつ布帛中の難燃性合成繊維Ａの含有量が６０～８０質量％、合成繊維Ｂの含有量が１０～４０質量％であり、かつ目付けが１８０～２４０ｇ／ｍ^２、通気度が１４ｃｍ^３／ｃｍ^２・秒以上、拡散乾燥速度が５０分以下であり、下記式（Ｉ）および（ＩＩ）を満足することを特徴とする、難燃性布帛。
（Ｉ）平面摩耗強力≧１００（回）
（ＩＩ）平面摩耗強力÷（目付÷通気度）≧１３
なお、平面摩耗強力は、ＪＩＳＬ１０９６Ａ－１法（荷重４．４５Ｎ、研磨紙としてＰ８００－Ｃｗを使用）に従って算出される値である。
ＪＩＳＬ１０９１Ｅ法によって測定されるＬＯＩ値（限界酸素指数）が２４以上であることを特徴とする、請求項１に記載の難燃性布帛。
ＪＩＳＬ１０９１Ａ－１法により区分される燃焼性試験において、燃焼性区分が２以上であることを特徴とする、請求項１または２に記載の難燃性布帛。
さらにセルロース繊維を含むことを特徴とする、請求項１～３の何れかに記載の難燃性布帛。