JPH01221537A - 耐炎性繊維 - Google Patents

耐炎性繊維

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JPH01221537A
JPH01221537A JP63042300A JP4230088A JPH01221537A JP H01221537 A JPH01221537 A JP H01221537A JP 63042300 A JP63042300 A JP 63042300A JP 4230088 A JP4230088 A JP 4230088A JP H01221537 A JPH01221537 A JP H01221537A
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flame
fiber
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resistant
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JP63042300A
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Makoto Tanaka
信 田中
Tadashi Seki
正 関
Mutsuo Kazu
嘉津 睦夫
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Teijin Ltd
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Teijin Ltd
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    • D01F2/00Monocomponent artificial filaments or the like of cellulose or cellulose derivatives; Manufacture thereof
    • DTEXTILES; PAPER
    • D02YARNS; MECHANICAL FINISHING OF YARNS OR ROPES; WARPING OR BEAMING
    • D02GCRIMPING OR CURLING FIBRES, FILAMENTS, THREADS, OR YARNS; YARNS OR THREADS
    • D02G3/00Yarns or threads, e.g. fancy yarns; Processes or apparatus for the production thereof, not otherwise provided for
    • D02G3/44Yarns or threads characterised by the purpose for which they are designed
    • D02G3/443Heat-resistant, fireproof or flame-retardant yarns or threads
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    • D10INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBLASSES OF SECTION D, RELATING TO TEXTILES
    • D10BINDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBLASSES OF SECTION D, RELATING TO TEXTILES
    • D10B2331/00Fibres made from polymers obtained otherwise than by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds, e.g. polycondensation products
    • D10B2331/02Fibres made from polymers obtained otherwise than by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds, e.g. polycondensation products polyamides
    • D10B2331/021Fibres made from polymers obtained otherwise than by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds, e.g. polycondensation products polyamides aromatic polyamides, e.g. aramides

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明は消防士、飛行士、レースドライバー。
電力会社、化学会社の作業者など火炎に曝される可能性
のある作業に従事する人々が着用するのに適した耐炎性
衣料等に用いる繊維に関するものである。
[従来技術] 火炎に曝された場合に燃焼し難く、かつ熱溶融性のない
繊維として難燃加工された木綿、羊毛。
難燃ビニロン、難燃レーヨンなどが知られており、耐炎
性衣料素材として提供されている。しかしこれらの繊維
は耐炎性作業服として必要な耐炎強度を有していなかっ
たり200℃以上の熱に長時間曝された場合の耐熱性が
充分でないなどという欠点を有する。一方、耐熱性、耐
炎性にすぐれた繊維として炭素化レーヨン、ポリベンツ
イミダゾール繊維などがあり、やはり耐炎性衣料素材と
して提供されている。しかしこれらの繊維は耐熱耐炎性
にはすぐれているが染色性が不良で衣料としての審美性
に欠け、風合1強度等も充分でないなどという欠点を有
する。そこで耐熱・耐炎性にすぐれ作業服としての強度
も有し、かつ任意の色に着色可能なポリ(メタフェニレ
ンイソフタルアミド)繊維が、耐炎性衣料素材として広
く用いられてきた。しかしポリ(メタフェニレンイソフ
タルアミド)繊維を主成分とする耐炎性衣料でも火炎に
曝された場合は熱収縮して穴あき破損を生ずる。
かかる課題を解決するために「仝芳香族ポリアミド繊v
120〜90重量%と接炎した際に繊維形態を残したま
ま炭化する難燃性繊維80〜10重量%とから成る耐炎
性の繊維製品」 (特開昭49−110921号公報)
が開示されている。ここに仝芳香族ポリアミド繊維とは
本発明にいうメタアラミド繊維である。しかしながら、
ここに得られる繊維製品は火炎に曝された場合に火炎か
ら逃げ出すのに充分な時間、穴あき破損を生ずることが
ないだけの耐熱性および強力保持性は有していない。す
なわちかかる特殊条件(雰囲気)下における実用性を有
していない。
[発明の目的] そこで我々は上記の課題を解決するために鋭意検討した
結果、かかる繊維成分からなる繊維であっても特定範囲
の収縮応力特性を有するメタアラミド繊維に特定範囲の
耐炎強力を有する特定の繊維を均一に混合すれば、得ら
れた混合繊維は火炎に曝された場合に火炎から逃げ出す
のに充分な時間、穴あき、破損を生ずることがなく耐炎
用衣料素材として充分実用性を有することを見出し本発
明に達したものである。
[発明の構成] すなわち本発明は、 (1) 350℃での熱収縮応力が130mg/de以
下であるメタアラミド短繊維(A繊維)91〜80重量
部とA繊維より高い耐炎強力を有する共重合パラアラミ
ド短繊維(B繊維)3〜20重量部とが均一に混合され
てなる耐炎性繊維 (2) 350℃での熱収縮応力が130mg/de以
下であるメタアラミド短繊維(A繊維)97〜80重量
部とA繊維より高い耐炎強力を有する共重合パラアラミ
ド意識1n(B繊維)3〜20重量部と非溶融性でA繊
維より低い熱収縮応力を有する短繊維(C繊維)とが均
一に混合されてなる耐炎性繊維 である。
ここに350℃での熱収縮応力は以下に述べる方法で測
定する。測定装置は理学電気(Il製[試料下位置TM
AJを用いる。デニール当り一定荷重となるように50
〜200デニールの太さに引き揃えた試料m維(試料長
20mm)の一端を固定し、他端に一定荷重をかける。
10℃/分の昇温速度で試料の雰囲気温度を昇温し、温
度と試料長との関係を測定する。測定結果(曲線)から
350℃での試料長を読み取り350℃での伸長率また
は収縮率を算出する。荷重を少なくとも3点変化させて
同様の測定を繰り返す。次に荷重を横軸;伸長率または
収縮率を縦軸にとり測定結果(伸長率または収縮率)を
プロットして横軸との交点(伸長率または収縮率)がO
になるときの荷重すなわち350℃での熱収縮応力)を
求める。求めた荷重値の荷重をかけ、350℃で熱収縮
率を測定し熱収縮率がO±0.2%・  の範囲内にあ
ることを確認したのち、この値を350℃での熱収縮応
力と定める。350℃での熱収縮応力が13omg/d
e以下のメタアラミド繊維を得るには種々の方法がある
が、たとえばポリメタフェニレンイソフタルアミド共重
合体をポリメタフェニレンイソフタルアミドホモポリマ
ーにポリマーブレンドするなどの方法でポリマー組成を
変更する方法あるいはポリメタフェニレンイソフタルア
ミド繊維の製造条件(紡速、延伸倍率、熱処理条件、リ
ラックス条件等)を変更する方法などがおる。
本発明においてメタアラミド繊維はポリメタフェニレン
イソフタルアミドに下記の芳香族ポリアミドを混合した
ポリマーからなる繊維を含む。
(イ)アミン成分がキシレンジアミン35〜100モル
%、芳香族ジアミン65〜Oモル%、酸成分が芳香族ジ
カルボン酸からなる芳香族ポリアミド(特開昭55−2
1406号公報)。
(0)アミン成分が炭素数1〜4までのアルキル置換基
を少なくとも1つ有するフェニレンジアミンと芳香族ジ
アミンであり、酸成分が芳香族ジカルボン酸よりなる芳
香族ポリアミド(特開昭55−21407号公報)。
(ハ)アミン成分が1ないし4個のハロゲン該置換基を
有するフェニレンジアミン40〜100モル%と芳香族
ジアミン60〜Oモル%とからなり、酸成分が芳香族ジ
カルボン酸からなる芳香族ポリアミド(特開昭55−2
9516号公報)。
メタアラミドの固有粘度は0.5(II/100 rn
lの濃硫酸溶液(30℃)で測定した値が0.8〜4.
01特に1.0〜3.0のものが好ましい。また難燃剤
2着色剤、耐光性向上剤、艶消剤、導電剤などの添加剤
は発明の目的を損なわない程度に含有されていてもよい
共重合パラアラミドとは下記一般式 %式% においてAr’r、Arzは置換されたもしくは置換さ
れない下記芳香環から成るものである。
共重合パラアラミド繊維はAm維より高い耐炎強力を有
するものを用いる。耐炎強力は帯状布帛を水平方向に置
き30mg/deの張力を加えた状態で布帛に対し垂直
に下方から750℃の火炎を当てたときの切断するまで
の時間で表す。メタアラミド繊維の耐炎強力はほぼ4秒
以下であり、パラアラミド繊維はこれより高い耐炎強力
を有するものを用いる。
パラアラミド繊維も同様に難燃剤1着色剤、耐炎性向上
剤、艶消剤などの添加剤を発明の目的を損なわない程度
に含有していてもよい。メタアラミド繊維、パラアラミ
ド繊維の繊維長はそれぞれ25〜200mmの範囲が好
ましい。繊維を均一に混合するには空気混合法、同時切
断法などの通常の繊維混合技術を用いる。
紡績工程で混合するときは捲縮数4〜20個/インチ程
度の捲縮糸を用いるのが好ましい。
メタアラミド繊維とパラアラミド繊維との混合割合は重
量比で80/20〜97/3である。メタアラミド短繊
維が97重量%を越えると接炎穴あき時間が20秒以下
となり、80重量%以下の場合には風合が粗剛になると
ともに布帛のいらつきが著しくなり実用性を失う。
ここに接炎穴あき時間とは火炎に曝された場合に火炎か
ら逃げ出すのに必要な時間の有無と関連した評価である
が下記の方法で測定した。
内枠が縦10cmx横10cmのピン枠(厚み0.5c
m)に、[12Cm、横12cmの布帛をとりつけ、高
さ22.5cmの三脚上にのせ、炎の長さ約13cm〜
15cm、炎の最高温度1100℃〜1200℃の火炎
に調節した内径1.15Cm。
外径1.6Cm 、高さ16cmのブンゼンバーナーを
布帛の真下に移動させ(布帛とブンゼンバーナーの先端
との距離7 cm)移動完了と同時にストップウtッチ
をおし布帛に穴あきもしくはクラックが発生するまでの
時間を測定する。
また本発明において97〜80重量部のA繊維と3〜2
0重量部のB、ili維とに第3成分として非熱溶融性
であってA繊維より低い熱収縮応力を有する繊維(C繊
維)を含有させるとざらにすぐれた衣料特性を兼備した
耐炎性繊維を得ることができる。
ここにC繊維は焔に@されたときに、熱溶融しない繊維
であってかつA繊維よりも低い熱収縮応力を有するw4
緒であり、具体的には難燃加工された木綿、羊毛、難燃
レーヨンなどであるaC繊維の混率は0〜240重量部
が好ましく特に25〜125重量部が好ましい。
非熱溶融性でA繊維より低い熱収縮応力を有する繊維は
本来200℃を越える高温での耐熱性および強力保持性
が低いので200℃以上の熱に長時間曝されるような雰
囲気下においては単独の使用に耐えることができないの
であるが、AI!維、B繊維、cm維をそれぞれ特定比
率で混合すればかかる混合繊維からなる布帛は高温雰囲
気下での使用に耐えることができるようになる。そして
かかる布帛から得られる繊維製品は耐熱耐炎性1強力保
持性、吸湿性、ピリング性、風合等を兼備した実用的な
ものであり、耐炎性衣料素材として従来にない優れたも
のとなる。
[発明の効果] 本発明の耐炎性繊維は火炎に曝された場合に火炎から逃
避するのに充分な時間、穴あき、クラックを生じること
がなく、耐炎衣服用等として充分実用性を有する。また
発明(2)は耐熱耐炎性、・強力保持性のはかすぐれた
吸湿性、ピリング性、風合等の衣料特性を兼備しており
耐炎衣服用として、さらに拡張された用途まで実用性を
有する。
[実施例] 以下に実施例により本発明の耐炎性繊維の製造法を示す
実施例1 2500部のテトラヒドロフランに152.5部のイソ
フタル酸クロライドを溶解し0℃に冷却した。次に25
00部の水にメタキシリレンジアミン102.3部と無
水の炭酸ナトリウム111.3部を溶解し5℃に冷却し
た後、激しく攪拌しながら上記テトラヒドロフラン溶液
を加えた。3分後に2500部の水を加え5分間攪拌を
続けた後、生成したポリマーをン戸別し、2500部の
水で3回水洗した後、100℃で減圧乾燥した。得られ
たポリマーの1.Vは1.0であった。
このようにして得られたポリメタキシリレンイソフタル
アミド20部とポリメタフェニレンイソフタルアミド(
1,Vは1.80) 80部とをN−メチル−2−ピロ
リドンにポリマー仝体の濃度が20.0重量%となるよ
うに溶解して紡糸液を調製した。
次いでCI Vat Brown3 (茶色有機顔料)
をポリマーに対し2重量%となるように加えて着色し得
られた紡糸液を孔径o、 08mm、孔数10,000
のノズルより速度4.0m/minで塩化カルシウムを
主体とする無機塩浴中に押出し凝固を行い、水洗後沸水
中で2,30倍に延伸し、つづいて320℃の温度の熱
板上で1.82倍に延伸し、捲縮、カットした。
このようにして得られた繊維のデニール、カット長、捲
縮数2強度、伸度、 300℃での収縮率。
350℃での収縮応力はそれぞれ1,5de 、 51
mm、 11個/インチ、 3.6g/de 、 40
%、9%、 35m(1/deであった。この短繊維と
共重合パラアラミド繊維(テクノーラ■意識維、帝人■
製、デニール1.5de:カット長51mm;捲縮数1
0個/in;強度25g/de)とを95重量%と5重
量%の割合となるように通常の方法で混紡2合撚し30
/2紡績糸とし、次いで製織し、 30/2 x30/2 55本/ inx 54本/in の平織物をえた。次に通常の方法で精練、仕上処理を行
い、目付183(1/7F1の織物をえた。この織物の
接炎穴あき時間を測定したところ52秒でクラックを発
生した。
比較例1 実施例1で用いたメタアラミド繊維のみで紡績製織した
布帛の接炎穴あき時間は3秒で穴あき面積はかなり大き
なものであった。
実施例2 2.4−ジアミノトルエンと2,6−ジアミノトルエン
との混合比が80対2である混合トルイレンジアミン1
0.995gをテトラヒドロフラン150 dに溶解し
た溶液を、テレフタル酸クロライド18.2730をテ
トラヒドロフラン150rrIiに溶解し0℃に冷却し
た溶液中に攪拌しながらゆっくりと滴下した。
つづいてここで得られたスラリー溶液を、13.4(]
の無水炭酸ナトリウムを300 dの水に溶解し0℃に
冷却した水溶液中に激しく攪拌しながら加えた。
3分(1300meの水を加えて5分間ざらに攪拌した
後ポリマーをン戸取し、約500 dの水で洗浄と2濾
過を3回繰り返し100℃で減圧乾燥した。得られたポ
リマーの1.Vは1.45であった。
このようにして得られたポリマー22.0CIとポリメ
タフェニレンイソフタルアミドのポリマー粉末(1,V
l、80) 124.7gとをN−メチル−2−ピロリ
ドン552.0(lに溶解して紡糸液を調製した。つづ
いてこの紡糸液を孔径o、 oamm、孔数100のノ
ズルより速度4.0m/minで塩化カルシウムを主体
とする無機塩浴中に押出して凝固せしめ水洗後、清水中
で2.30倍に延伸し、つづいて340℃の熱板上で1
.82倍に延伸しワインダーで巻き取った。この糸を1
00本集束して2万デニールのトウとし、捲縮を付与し
たのらカットした。1qられた繊維のデニール、カット
長、捲縮数1強度、伸度、 300℃の収縮率、350
℃の収縮応力はそれぞれ2.0de 、 51mm、 
11個/インチ、 4.3g/de 、 47%、 1
3.5%、45mMdeであった。この短繊維と実施例
1のテクノーラ■短繊維とを95重重伍と5型組%との
割合となるように通常の方法で混紡1合撚し、紡績糸と
し、ついで製織し、 30/2 x3Q/2 55本/1nx54本/in の平織物をえた。次に通常の方法で精練、仕上処理を行
い目付180(II/7Fjの織物をえた。この織物の
接炎穴あき時間を測定したところ40秒でクラックを発
生した。
実施例3 4−クロル−メタフェニレンジアミン17.8gをテト
ラヒドロフラン125dに溶解した溶液をイソフタル酸
クロライド25.4(]をテトラヒドロフラン125d
に溶解し0℃に冷却した溶液中に攪拌しながらゆっくり
と滴下した。つづいてこのスラリー溶液を、21.2(
Jの無水炭酸ナトリウムを250 dの水に溶解し3℃
に冷却した水溶液中に激しく攪拌しながら加えた。3分
後に約300 mgの水を加えて5分間ざらに攪拌した
後、ポリマーを)月収し、約500 dの水で洗浄を3
回繰り返し100℃で減圧乾燥した。得られたポリマー
の1.Vは0.24であった。
このようにして得られたポリマー4.0(lとポリメタ
フェニレンインフタルアミドのポリマー粉末(1,V 
1.80) 20.0(lとをN−メチル−2−ピロリ
ドン80dに溶解して紡糸液を調製した。つづいてこの
紡糸液を孔径0.08mm、孔数200のノズルより速
度4.0m/minで塩化カルシウムを主体とする無機
塩浴中に押出して凝固せしめ水洗後、潜水中で2.30
倍に延伸し、つづいて350℃の熱板上で1.80倍に
延伸しワインダーで巻き取った。この糸を100本集束
して3万デニールのトウとし、捲縮を付与したのちカッ
トした。
得られた繊維のデニール、カット長、捲縮数。
強度、伸度、300℃の収縮率、350℃の収縮応力は
それぞれ1.5de 、 51mm、 11個/インチ
、 4.1g/de、53%、7.5%、 40mg/
deであった。この短繊維と実施例1のテクノーラ■短
繊維とを90重珊%と10重邑%との割合となるように
通常の方法で混紡2合撚し、紡績糸とし、ついで製織し
30/2 x30/2 55本/1nX54本/in の平織物をえた。次に通常の方法で精練、仕上処理を行
い目付185(]/ rriの織物をえた。この織物の
接炎穴あき時間を測定したところ52秒でクラックを発
生した。
実施例4 実施例1でえた織物を130°Cで30分サすキュラ゛
−リラックス処理を施し、目付197g/′rdの織物
をえ、接炎穴あき時間を測定したところ71秒であった
実施例5.比較例2.3 メタフェニレンジアミンとイソフタル酸クロライドより
重合した固有粘度1.8のポリメタフェニレンイソフタ
ルアミド20部を、N、N−ジメチルアセトアミド80
部に混合溶解し50℃で脱泡して気泡を含まぬ紡糸原液
を調製した。これを孔径0.12mm、孔数7000の
円形細孔を有するノズルより水性凝固浴中へ毎分8m、
/++Nnの速度で押出し凝固させた。紡出糸を水洗後
、全延伸倍率が下表の値となるように潜水中と360℃
の熱板上とで延伸した後、押込捲縮機で捲縮を付与し、
カッターで51mに切断した。この糸の強度、伸度、3
00°Cでの収縮率。
350℃での収縮応力は表1の如くであった。
表1に示す短繊維95重量%と実施例1に示すテクノー
ラ■意識@5重量%とを紡績、製織し、30/2 x3
0/2 55本/1nX54本/in の平織物をえた。これらの織物の接炎穴あき時間を測定
し、結果を表2に示した。
表2 比較例4 比較例3に示す短繊維を用いて通常の方法で紡績製織し
、 30/2 X30/2 55本/1nx54本/in の平織物をえ、接炎穴あき時間を測定したところ3秒で
あり、穴あき面積はかなり大きいものであった。
実施例6〜9.比較例4 ポリメタフェニレンイソフタルアミド100部に対し顔
料としてCI  Vat BIue4 (青色有機顔料
)2部、難燃剤としてトリス(2,4−ジクロロフェニ
ル)フォスフェートを5部混合した以外は比較例1と全
く同じ条件で製綿化した。この原綿の品質はデニール2
 de、カット長51mm、捲縮数11個/in、強度
5.0(]/de ’ 、伸度38%、 300 ’C
での熱収縮率6%、 350 ’Cでの収縮応力100
mg/de’ LOI値39であった。
この短繊維と実施例1に示すテクノーラ■繊維とを表3
に示す比率で混紡、製織し 30/2 x30/2 55本/1nx54本/in の平織物をえた。得られた平織物の接炎穴あき時間を表
3に示した。
表  3 比較例4の織物は接炎穴あき時間は変らないがイラツキ
が目立ち風合が粗剛であり、実用的でなかった。
実施例10 比較例1の延伸後のトウを350℃の熱板上で5%収縮
熱処理を行った後同様に捲縮カットし、単糸繊度2 d
e、繊維長(バイアスカット)76〜102mm、強度
4.9(1/de 、伸度46%、300℃の熱収縮率
3%、350℃の収縮応力30mg/deの原綿を得た
この短繊維50重量%、単糸繊度2 de、繊維長76
mmのテクノーラ■意識維5重量%及び平均太さ21μ
カット長60〜130mmのメリノ(羊毛)45重量%
とを通常の方法で均一に混合し紡績、製織し2152x
2152 97本/1nX81本/in の2/2ツイル織物を得た。この織物を通常の方法で精
練、羊毛の防炎加工、仕上処理を行い得られた織物の接
炎穴あき時間を測定したところ35秒であった。
比較例5 ザプロ■防炎加工された羊毛織物(目付334(1/洸
)の接炎穴あき時間は4秒であった。
実施例11〜13 実施例5のメタアラミド繊維と実施例1のテクノーラ■
繊維及び難燃レーヨンとして東洋紡−社製タフバン■単
糸繊度1.4de 、繊維長44mm、捲縮数5〜12
を表4に示す割合で混紡製織し、レーヨン繊維を常法通
り染色、仕上加工を行った織物の接炎穴あき時間を表4
に示した。
表  4 *す〜キュラーリラックス処理 120 N)、X30
分実施例14 C,1,Pigment Red 144 (赤色有機
顔料)を固有粘度1.8のポリメタフェニレンインフタ
ルアミドの20重量%のN−メチル−ピロリドン溶液中
にポリマーに対し2重量%となるように加えて着色紡糸
液を調製した。
これに紫外線吸収剤である2−(2°−ヒドロキシ−3
°−ターシャリ−ブチル−5°−メチル)−5−クロロ
ベンゾトリアゾールをポリマー重量に対して5重量%添
加、溶解して紡糸ドープを調製した。これより比較例1
と同様にし工原綿を作成した。原綿の物性は単糸繊度1
.5de 、繊維長511III11゜捲縮数11個/
1n2強度4.8g/de’、伸度38%、300℃の
熱収縮率6%、350℃の収縮応力120mg/de’
であった。この短繊維50重重量、実施例1のテクノー
ラ■意識II5重量%及び単糸繊度1.9〜3.0de
、 lIi維長20〜30mmの木綿45重量%を混紡
製織し30/2 x30/2 55本/1nx54本/in の織物を得た。木綿繊維を常法により染色、防炎加工を
施し、目付200(1/ TIiの織物をえた。この織
物の接炎穴あき時間は29秒であった。
比較例9 プロパン■防炎加工された織物(日付287M TIi
)の接炎穴あき時間は14秒であった。なお本実施例。
比較例に示す織物はすべてJIS L 1091に示さ
れるA−1法、A−4法での燃焼性評価法により良好な
難燃性を示す織物であった。

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)350℃での熱収縮応力が130mg/de以下
    のメタアラミド短繊維(A繊維)97〜80重量部とA
    繊維より高い耐炎強力を有する共重合パラアラミド短繊
    維(B繊維)3〜20重量部とが均一に混合されてなる
    耐炎性繊維。
  2. (2)350℃での熱収縮応力が130mg/de以下
    のメタアラミド短繊維(A繊維)97〜80重量部とA
    繊維より高い耐炎強力を有する共重合パラアラミド短繊
    維(B繊維)3〜20重量部と非溶融性でA繊維より低
    い熱収縮応力を有する短繊維(C繊維)とが均一に混合
    されてなる耐炎性繊維。
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