JPWO2018066439A1

JPWO2018066439A1 - 遮炎性編物

Info

Publication number: JPWO2018066439A1
Application number: JP2018516202A
Authority: JP
Inventors: 原田　大; 大原田; 弘至土倉
Original assignee: Toray Industries Inc
Current assignee: Toray Industries Inc
Priority date: 2016-10-05
Filing date: 2017-09-27
Publication date: 2019-08-22
Anticipated expiration: 2037-09-27
Also published as: MX2019003777A; BR112019006562A2; WO2018066439A1; RU2019112284A3; CN109642365A; RU2744425C2; US20190233988A1; EP3524721A4; CA3038996A1; RU2019112284A; JP7036007B2; WO2018066439A9; TW201823540A; EP3524721A1; KR20190056372A; CN109642365B

Abstract

高温収縮率が３％以下の非溶融繊維Ａと、ＪＩＳＫ７２０１−２（２００７年）に準拠するＬＯＩ値が２５以上でありかつ融点が非溶融繊維Ａの発火温度よりも低い融点を有する熱可塑性繊維Ｂから成る編物あって、該編物を構成する糸の破断伸度が５％よりも大きく、かつ、編物の完全組織における投影面積において、前記非溶融繊維Ａの面積率が１０％以上かつ前記熱可塑性繊維Ｂの面積率が５％以上かつＪＩＳＬ１０９６−Ａ法（２０１０年）に準拠する厚さが０．０８ｍｍ以上であることを特徴とする遮炎性編物。高い遮炎性を備えた遮炎性編物を提供する。

Description

本発明は、遮炎性編物に関する。

従来より、難燃性が求められる用途では、ポリエステル、ナイロン、セルロース系繊維に難燃効果のある薬剤を原糸段階で練りこむ方法や後加工で付与する方法が採用されてきた。

難燃剤としては、ハロゲン系やリン系が一般的に用いられるが、近年では、環境規制により、ハロゲン系薬剤からリン系薬剤への置き換えが進んでいる。しかし、リン系薬剤では、従来のハロゲン系薬剤の難燃効果に及ばないものがある。

そこで、より高い難燃性を付与する方法として、高い難燃性を有したポリマーを複合する方法がある。例えば、炭化型難燃ポリマーのメタアラミドと難燃処理したポリエステルおよびモダクリル繊維の複合体（特許文献１）や、メタアラミドとPPSの複合体（特許文献２）、あるいは、耐炎化糸と難燃処理したポリエステルの複合体（特許文献３）などが知られている。
特開平１１−２９３５４２号公報特開平０１−２７２８３６号公報特開２００５−３３４５２５号公報

しかしながら、従来の難燃性能は、ＪＩＳに規定されたＬＯＩ値や、消防法に定められた防炎規格によるものであって、いずれも着火源や加熱時間が規格化された条件下での性能であり、実際の火災のように長時間炎に晒された際の延焼防止に際して、十分とはいえなかった。長時間の延焼防止効果を付与するためには、難燃素材の厚みを十分に厚くしたり、あるいは不燃性の無機材料との複合化を余儀なくされ、そのために風合いが大きく損なわれ、柔軟性が乏しくなるほか、曲面上への施工性が低下するといった問題点を有していた。

特許文献１記載の方法では、柔軟性があり、さらにＬＯＩ値も高く難燃性に優れているものの、メタアラミドは温度上昇によって急激に収縮・硬化してしまうため、局所的に応力集中が発生してテキスタイル形態を保つことができず、長時間炎を遮断する性能に欠ける。

また、特許文献２では、メタアラミドとＰＰＳを複合することで耐薬品性に優れ、ＬＯＩ値も高いことが開示されているが、糸状での評価であり、長時間炎を遮断するためのテキスタイル形態について、記載されていない。また、かかる技術をそのまま用いてテキスタイル形態としても長時間炎を遮断する性能において十分とはいえない。

さらに、特許文献３では、耐炎化糸と難燃ポリエステルの織物が開示されているが、経糸は難燃ポリエステルであるため、難燃性は示すものの、長時間の接炎によって織物構造が崩壊してしまい、炎を遮断する性能に欠ける。

本発明は、このような従来の難燃性布帛の有する課題に鑑みてなされたものであって、高い遮炎性を備えた遮炎性編物を提供することを目的とする。

本発明の遮炎性編物は上記課題を解決するために、次の構成を有する。すなわち、
高温収縮率が３％以下の非溶融繊維Ａと、ＪＩＳＫ７２０１−２（２００７年）に準拠するＬＯＩ値が２５以上でありかつ融点が非溶融繊維Ａの発火温度よりも低い融点を有する熱可塑性繊維Ｂから成る編物であって、該編物を構成する糸の破断伸度が５％よりも大きく、かつ、編物の完全組織における投影面積において、前記非溶融繊維Ａの面積率が１０％以上かつ前記熱可塑性繊維Ｂの面積率が５％以上かつＪＩＳＬ１０９６−Ａ法（２０１０年）に準拠する厚さが０．０８ｍｍ以上である遮炎性編物、である。

本発明の遮炎性編物は、前記非溶融繊維Ａおよび熱可塑性繊維Ｂ以外の繊維Ｃを編物の完全組織における投影面積の面積率で２０％以下含有することが好ましい。

本発明の遮炎性編物は、前記非溶融繊維Ａが、耐炎化繊維、メタアラミド系繊維、ガラス繊維およびこれらの混合物の群から選択されることが好ましい。

本発明の遮炎性編物は、前記熱可塑性繊維Ｂが、ポリフェニレンサルファイド、難燃性液晶ポリエステル、難燃性ポリ（アルキレンテレフタレート）、難燃性ポリ（アクリロニトリルブタジエンスチレン）、難燃性ポリスルホン、ポリ（エーテル−エーテル−ケトン）、ポリ（エーテル−ケトン−ケトン）、ポリエーテルスルホン、ポリアリレート、ポリフェニルスルホン、ポリエーテルイミド、ポリアミドイミドおよびこれらの混合物の群から選択される樹脂からなる繊維であることが好ましい。

本発明の遮炎性編物は、上記の構成を備えることにより、高い遮炎性を備えている。

遮炎性を評価するための燃焼試験を説明するための図である。編物の完全組織およびそれぞれの繊維の投影面積を説明するための天竺編組織の概念図である。

本発明について説明する。

《高温収縮率》
本発明において高温収縮率とは、不織布の原料となる繊維を標準状態（２０℃、相対湿度６５％）中で１２時間放置後、０．１ｃＮ／ｄｔｅｘの張力を与えて原長Ｌ_０を測定し、その繊維に対して荷重を付加せずに２９０℃の乾熱雰囲気に３０分間暴露し、標準状態（２０℃、相対湿度６５％）中で十分冷却したうえで、さらに繊維に対して０．１ｃＮ／ｄｔｅｘの張力を与えて長さＬ_１を測定し、Ｌ_０およびＬ_１から以下の式で求められる数値である。

高温収縮率＝〔（Ｌ_０−Ｌ_１）／Ｌ_０〕×１００（％）
本発明の遮炎性編物において、非溶融繊維Ａの高温収縮率は３％以下である。炎が近づき熱が加わると熱可塑性繊維が溶融し、溶融した熱可塑性繊維が非溶融繊維（骨材）の表面に沿って薄膜状に広がる。さらに温度が上がると、やがて、両繊維は炭化するが、非溶融繊維の高温収縮率が３％以下を超えると、高温となった接炎部近辺は収縮しやすく、また、炎の接していない低温部と高温度部の間で生じた熱応力による編物の破断が生じやすいので、長時間炎を遮断することができない。この点で、高温収縮率は低く、編物を構成する糸の破断伸度は高い方が好ましいが、縮まずとも熱によって大幅に膨張しても編物構造が崩れ、その部分から炎が貫通する原因となるので、高温収縮率は−５％以上であることが好ましい。なかでも高温収縮率が０〜２％であることが好ましい。

《ＬＯＩ値》
ＬＯＩ値は、窒素と酸素の混合気体において、物質の燃焼を持続させるのに必要な最小酸素量の容積百分率であり、ＬＯＩ値が高いほど燃え難いと言える。そこで、本発明の遮炎性編物の熱可塑性繊維ＢのＪＩＳＫ７２０１−２（２００７年）に準拠するＬＯＩ値は２５以上である。熱可塑性繊維ＢのＬＯＩ値が２５に満たないと、熱可塑性繊維は燃えやすく、火源を離しても消火しにくく、延焼を防ぐことができない。ＬＯＩ値は高い方が好ましいが、現実に入手可能な物質のＬＯＩ値の上限は６５程度である。

《発火温度》
発火温度は、ＪＩＳＫ７１９３（２０１０年）に準拠した方法で測定した自然発火温度である。

《融点》
融点は、ＪＩＳＫ７１２１（２０１２年）に準拠した方法で測定した値である。１０℃／分で加熱した際の融解ピーク温度の値をいう。

《糸の破断伸度》
糸の破断伸度は、ＪＩＳＬ１０９５（２０１０年）に準拠した方法で測定したものをいう。具体的には、０．２ｃＮ／ｄｔｅｘの初荷重を加えて、つかみ間隔２００ｍｍ、引張速度１００％歪／分の条件で引張試験をおこない、糸が破断した時点の伸度とする。５０回試験をおこない、掴み部分で破断したものを除いたものの平均値を採用する。

本発明の遮炎性織物を構成する糸の破断伸度は５％以上である。糸の破断伸度が５％に満たないと、接炎している高温部と炎の接していない低温部との間で生じた熱応力による編物の破断が生じやすいので、長時間炎を遮断することができず、張力をかけて施工することは不可能である。

《非溶融繊維Ａ》
本発明において、非溶融繊維Ａとは炎にさらされた際に液化せずに繊維形状を保つ繊維をいい、７００℃の温度で液化および発火しないものが好ましく、８００℃以上の温度で液化および発火しないものがさらに好ましい。上記高温収縮率が本発明で規定する範囲にある非溶融繊維として、例えば、耐炎化繊維、メタアラミド系繊維およびガラス繊維を挙げることができる。耐炎化繊維は、アクリロニトリル系、ピッチ系、セルロース系、フェノール系繊維等から選択される繊維を原料として耐炎化処理を行った繊維である。これらは単独で使用しても２種類以上を同時に使用してもよい。なかでも、高温収縮率が低くかつ、後述する熱可塑性繊維Ｂが接炎時に形成する皮膜による酸素遮断効果によって、炭素化が進行し、高温下での耐熱性がさらに向上する耐炎化繊維が好ましく、各種の耐炎化繊維の中で比重が小さく柔軟で難燃性に優れる繊維としてアクリロニトリル系耐炎化繊維がより好ましく用いられ、かかる耐炎化繊維は前駆体としてのアクリル系繊維を高温の空気中で加熱、酸化することによって得られる。市販品としては、後記する実施例および比較例で使用した、Ｚｏｌｔｅｋ社製耐炎化繊維“ＰＹＲＯＮ”（登録商標）の他、東邦テナックス（株）“パイロメックス”（Ｐｙｒｏｍｅｘ）（登録商標）等が挙げられる。また、一般にメタアラミド系繊維は高温収縮率が高く、本発明で規定する高温収縮率を満たさないが、高温収縮率を抑制処理することにより本発明の高温収縮率の範囲内としたメタアラミド系繊維であれば、好ましく使用することができる。さらに、一般にガラス繊維は破断伸度が小さく、本発明で規定する破断伸度の範囲を満たさないが、紡績糸として用いたり、異素材と複合することで織物を構成する糸として本発明の破断伸度内としたガラス繊維であれば、好ましく用いることができる。

また本発明で好ましく用いられる非溶融繊維は、非溶融繊維単独あるいは異素材と複合する方法で用いられ、フィラメント、ステープルのいずれの形態であってもよい。ステープルを紡績して用いる場合には、繊維長は３０〜６０ｍｍの範囲内にあることが好ましく、３８〜５１ｍｍの範囲内にあることがより好ましい。繊維長が３８〜５１ｍｍの範囲内であれば、一般的な紡績工程で紡績糸とすることが可能であり、異素材と混紡することが容易である。また、非溶融繊維の単繊維の太さについても、特に限定されるものではないが、紡績工程の通過性の点から、単繊維繊度は０．１〜１０ｄｔｅｘの範囲内にあるものが好ましい。

《熱可塑性繊維Ｂ》
本発明で用いる熱可塑性繊維Ｂは、前記ＬＯＩ値が２５以上であり、かつ融点が非溶融繊維Ａの発火温度よりも低い融点を有する。熱可塑性繊維ＢのＬＯＩ値が２５に満たないと、空気中での燃焼を抑制できず、ポリマーが炭化しにくい。熱可塑性繊維Ｂの融点が非溶融繊維Ａの発火温度以上であると、溶融したポリマーが非溶融繊維Ａの表面および繊維間で皮膜を形成する前に発してしまうので、遮炎効果は期待できない。熱可塑性繊維Ｂの融点は、非溶融繊維Ａの発火温度よりも２００℃以上低いことが好ましく、３００℃以上低いことがさらに好ましい。具体例としては例えば、ポリフェニレンサルファイド、難燃性液晶ポリエステル、難燃性ポリ（アルキレンテレフタレート）、難燃性ポリ（アクリロニトリルブタジエンスチレン）、難燃性ポリスルホン、ポリ（エーテル−エーテル−ケトン）、ポリ（エーテル−ケトン−ケトン）、ポリエーテルスルホン、ポリアリレート、ポリフェニルスルホン、ポリエーテルイミド、ポリアミドイミドおよびこれらの混合物の群から選択される熱可塑性樹脂で構成される繊維を挙げることができる。これらは単独で使用しても、２種類以上を同時に使用してもよい。これらの中で、ＬＯＩ値の高さおよび融点の範囲および入手の容易さの点から、最も好ましいのはポリフェニレンサルファイド繊維（以下、ＰＰＳ繊維ともいう）である。また、ＬＯＩ値が本発明で規定する範囲にないポリマーであっても、難燃剤で処理することによって、処理後のＬＯＩ値が本発明で規定する範囲内であれば好ましく用いることができる。難燃剤は特に制限されるものではないが、熱分解時にリン酸あるいは硫酸を生成し、ポリマー基材を脱水炭化させる機構を発現するリン系や硫黄系の難燃剤が好ましい。

また本発明で用いられる熱可塑性繊維Ｂは、上記熱可塑性樹脂単独あるいは異素材と複合する方法で用いられ、フィラメント、ステープルのいずれの形態であってもよい。ステープルを紡績して用いる場合には、繊維長は３０〜６０ｍｍの範囲内にあることが好ましく、３８〜５１ｍｍの範囲内にあることがより好ましい。繊維長が３８〜５１ｍｍの範囲内であれば、一般的な紡績工程で紡績糸とすることが可能であり、異素材と混紡することが容易である。また、熱可塑性繊維Ｂの単繊維の太さについても、特に限定されるものではないが、紡績工程の通過性の点から、単繊維繊度は０．１〜１０ｄｔｅｘの範囲内にあるものが好ましい。

フィラメントとして用いる場合の総繊度、紡績糸とする場合の番手としては特に制限はなく、本発明の規定を満たす範囲であればよく、所望の厚さを考慮して適宜選択すればよい。

本発明で好ましく用いられるＰＰＳ繊維は、ポリマー構成単位が−（Ｃ_６Ｈ_４−Ｓ）−を主な構造単位とする重合体からなる合成繊維である。これらＰＰＳ重合体の代表例としては、ポリフェニレンスルフィド、ポリフェニレンスルフィドスルホン、ポリフェニレンスルフィドケトン、これらのランダム共重合体、ブロック共重合体およびそれらの混合物などが挙げられる。特に好ましいＰＰＳ重合体としては、ポリマーの主要構造単位として、−（Ｃ_６Ｈ_４−Ｓ）−で表されるｐ−フェニレン単位を、好ましくは９０モル％以上含有するポリフェニレンスルフィドが望ましい。質量の観点からは、ｐ−フェニレン単位を８０質量％、さらには９０質量％以上含有するポリフェニレンスルフィドが望ましい。

また本発明で好ましく用いられるＰＰＳ繊維は、ＰＰＳ繊維単独あるいは異素材と複合する方法で用いられ、フィラメント、ステープルのいずれの形態であってもよい。ステープルを紡績して用いる場合には、繊維長は３０〜６０ｍｍの範囲内にあることが好ましく、３８〜５１ｍｍの範囲内にあることがより好ましい。繊維長が３８〜５１ｍｍの範囲内であれば、一般的な紡績工程で紡績糸とすることが可能であり、異素材と混紡することが容易である。また、ＰＰＳの単繊維の太さについても、特に限定されるものではないが、紡績工程の通過性の点から、単繊維繊度は０．１〜１０ｄｔｅｘの範囲内にあるものが好ましい。

本発明で用いられるＰＰＳ繊維の製造方法は、上述のフェニレンサルファイド構造単位を有するポリマーをその融点以上で溶融し、紡糸口金から紡出することにより繊維状にする方法が好ましい。紡出された繊維は、そのままでは未延伸のＰＰＳ繊維である。未延伸のＰＰＳ繊維は、その大部分が非晶構造であり、破断伸度は高い。一方、このような繊維は熱による寸法安定性が乏しいので、紡出に続いて熱延伸して配向させ、繊維の強力と熱寸法安定性を向上させた延伸糸が市販されている。ＰＰＳ繊維としては、“トルコン”（登録商標）（東レ（株）製）、“プロコン”（登録商標）（東洋紡（株）製）など、複数のものが流通している。

本発明においては、本発明の範囲を満たす範囲で上記未延伸のＰＰＳ繊維と延伸糸を併用することができる。なお、ＰＰＳ繊維の代わりに本発明の範囲を満たす繊維の延伸糸と未延伸糸を併用することでももちろん構わない。

《非溶融繊維Ａおよび熱可塑性繊維Ｂ以外の繊維Ｃ》
非溶融繊維Ａおよび熱可塑性繊維Ｂ以外の繊維Ｃを、編物に特定の性能をさらに付加するために含有させてもよい。例えば、編物の吸湿性や吸水性を向上させるために、ビニロン繊維、熱可塑性繊維Ｂ以外のポリエステル繊維、ナイロン繊維等を用いてもよい。また、ストレッチ性を付与するために、スパンデックス繊維を用いてもよい。スパンデックス繊維の例としては、東レオペロンテックス（株）の“ライクラ”(登録商標)、旭化成株式会社の“ロイカ“（登録商標）、ヒョスンコーポレーションの“クレオラ“(登録商標)等が挙げられる。繊維Ｃの含有量は本発明の効果を損なわない限り特に制限はないが、遮炎性編物の完全組織における投影面積において、前記非溶融繊維Ａおよび熱可塑性繊維Ｂ以外の繊維Ｃの面積率が２０％以下であるのが好ましく、１０％以下であるのがより好ましい。

本発明の編物の厚さはＪＩＳＬ１０９６（２０１０年）に準拠する方法で測定したもので、０．０８ｍｍ以上である。編物の厚さは０．３ｍｍ以上であることが好ましい。編物の厚さが０．０８ｍｍに満たないと、十分な遮炎性能を得ることができない。

本発明の編物の密度は、特に制限はないが、編物の形態安定性やストレッチ性と、目標とする遮炎性を考慮して決定すればよい。

本発明の編物に用いる糸の形態として、紡績糸、フィラメント糸のいずれも用いることができる。

紡績糸の場合には、非溶融繊維Ａおよび熱可塑性繊維Ｂそれぞれを紡績糸としても良いし、本発明の範囲内で非溶融繊維Ａおよび熱可塑性繊維Ｂを所定の割合で混紡しても良い。繊維同士の絡合性を十分得るためには、繊維のけん縮数は７個／２．５４ｃｍ以上であることが好ましいが、けん縮数が多すぎると梳綿機によってスライバーとする工程の通過性が悪くなるため、３０個／２．５４ｃｍ未満であることが好ましい。非溶融繊維Ａおよび熱可塑性繊維Ｂを混紡する場合には、いずれも同じ長さの短繊維を用いることが、より均一な紡績糸を得ることができるので好ましい。なお同じ長さは厳密に同じでなくてもよく、非溶融繊維Ａの長さに対し±５％程度の差異があってもよい。かかる観点から、非溶融繊維の繊維長も、溶融繊維の繊維長も繊維長は３０〜６０ｍｍの範囲内にあることが好ましく、３８〜５１ｍｍの範囲内にあることがより好ましい。混紡糸は、例えば、まず開繊装置を用いて均一に混合し、次いで、梳綿機によってスライバーとし、練条機で延伸し、粗紡、精紡する工程を経ることで得られる。得られた紡績糸を複数本撚合わせても良い。

フィラメントの場合には、非溶融繊維Ａおよび熱可塑性繊維Ｂのそれぞれの仮撚り加工糸、あるいはエア混繊や複合仮撚りなどの方法により非溶融繊維Ａおよび熱可塑性繊維Ｂを複合したものを用いることができる。

本発明の編物は、上記で得られた紡績糸あるいはフィラメント糸を用いて、横編機、古ファッション編機、丸編機、コンピュータージャガード編機、ソックス編機、筒編み機といった緯編み機や、トリコット編機、ラッセル編機エアージェット織機、ミラニーズ編機とった経編み機を使用して編成する。スパンデックス糸を挿入するためのドラフト給糸装置を備えていてもよい。編物組織は、風合いや意匠性に合わせて選択すればよく、緯編では、天竺編、ゴム編、パール編、タック編、浮き編、レース編やそれらの変化組織などが挙げられ、経編では、シングル・デンビー編、シングル・バンダイク編、シングル・コード編、ベルリン編、ダグル・デンビー編、アトラス編、コード編、ハーフ・トリコット編、サテン編、シャークスキン編やそれらの変化組織などが挙げられる。

《面積率》
編物を構成する糸および編み構造は、編物の完全組織における投影面積において、前記非溶融繊維Ａの面積率が１０％以上かつ前記熱可塑性繊維Ｂの面積率が５％である。非溶融繊維Ａの面積率が１０％に満たないと、骨材としての機能が不十分となる。非溶融繊維Ａの面積率は１５％以上であるのが好ましい。熱可塑性繊維Ｂの面積率が５％に満たないと、骨材の非溶融繊維の間に熱可塑性繊維が膜状に十分広がらなくなる。熱可塑性繊維Ｂの面積率は１０％以上であるのが好ましい。

以下、面積率の算出法について説明する。

ここで、編物の完全組織とは、その編物を構成する最小の繰返し単位のことをいう。編物を構成する糸の綿番手をＮ_ｅとし、糸の断面が円形であるとみなして換算すると、糸の密度がρ（ｇ／ｃｍ^３）のとき、糸の直径Ｄ（ｃｍ）は、次式で算出される。繊維の密度ρは、ＡＳＴＭＤ４０１８−１１に準拠する方法で測定した。

Ｄ＝０．０８６７３／｛（Ｎ_ｅ×ρ）^１／２｝
ここで、織物を構成する糸が２種類の繊維αと繊維βの複合体である場合には、糸の密度ρ´は、それぞれの繊維の密度をρ_αおよびρ_β、重量混率をＷｔ_αおよびＷｔ_βとしたとき、次式で算出される。

ρ´＝（ρ_α×Ｗｔ_α）＋（ρ_β×Ｗｔ_β）
ただし、Ｗｔ_α＋Ｗｔ_β＝１である。

例えば、天竺編組織の場合には、図２で表現される。図２は編物の完全組織およびそれぞれの繊維の投影面積を説明するための天竺編組織の概念図である。１インチ（２．５４ｃｍ）あたりのヨコ方向のループの数２１および同タテ方向のループの数２２をそれぞれＷウェール／インチ（２．５４ｃｍ）、Ｃコース／インチとしたとき、１インチ（２．５４ｃｍ）四方の平面に合計Ｗ×Ｃ個のループが存在する。1ループあたりの糸の交点は４個存在する。

編物を構成する糸の断面を円形と仮定し、編成による糸の変形はないと仮定すると、編物を構成する糸の投影直径はＤとなる。糸の直径をＤとすると、１インチ（２．５４ｃｍ）四方の平面を糸が占める面積Ｓは、次式で算出される。

Ｓ＝｛（Ｄ×Ｌ−４×Ｄ^２）×Ｗ｝×Ｃ
ここで、Ｌ（ｃｍ）はループ長２３で、１つのループあたりの糸長であり、編地から任意の長さの編みループをほどいたときの、ほどいたループの個数をｎ、ほどいた糸に０．１ｃＮ／ｄｔｅｘの張力をかけたときの糸長をｌとしたときに次式で求められる長さである。

Ｌ＝（ｌ／ｎ）
編物を構成する糸は２種類の繊維αと繊維βから成っており、それぞれの重量混率がＷｔ_α、Ｗｔ_βであるので、編物を構成する糸中に含まれる繊維αと繊維βが占める体積Ｖ_αとＶ_βには次の関係が成り立つ。

（ρ_α×Ｖ_α）：（ρ_β×Ｖ_β）＝Ｗｔ_α：Ｗｔ_β
つまり、
（Ｖ_α／Ｖ_β）＝（ρ_β×Ｗｔ_α）／（ρ_α×Ｗｔ_β）
ここで、２種類の繊維が複合されている形態に関わらず、本発明の遮炎性編物に接炎した際に熱可塑性繊維Ｂは溶融して編物表面を被覆するため、本発明では編物を構成する糸表面をそれぞれの繊維が占める面積比（Ｓ_α／Ｓ_β）はそれぞれの繊維が占める体積の比（Ｖ_α／Ｖ_β）と等しいとみなし、編物を構成する糸の投影面積Ｓに、それぞれの繊維が占める体積比を乗じることで、各繊維の投影面積Ｓ_αおよびＳ_βを算出するものとする。

Ｓは、１インチ（２．５４ｃｍ）四方の平面中で糸が占める投影面積であるから、繊維αおよび繊維βが占める面積比率Ｐ_αおよびＰ_βは、それぞれ、次式、次次式で算出される。

Ｐ_α（％）＝｛Ｓ_α／（２．５４×２．５４）｝×１００
Ｐ_β（％）＝｛Ｓ_β／（２．５４×２．５４）｝×１００
編物を構成する糸に含まれる繊維が３種類以上の場合および異なる素材の挿入糸が存在する場合もそれぞれの繊維の重量混率から以上と同様の手順で計算することができる。その他の編み構造の場合も同様の考え方で計算することができる。なおダブル編みなどの多層構造の場合には、炎があたる面の投影面積で算出する。

編成後、通常の方法で精練を実施後、テンターを用いて所定の幅および密度に熱セットしてもよいし、生機のまま使用してもよい。セット温度は高温収縮率を抑制する効果が得られる温度がよく、好ましくは１６０〜２４０℃、より好ましくは１９０〜２３０℃である。

熱セットと同時あるいは、熱セット後に別工程で本発明の効果を損なわない範囲で耐摩耗性改善や風合い改善の目的等で樹脂加工をおこなってもよい。樹脂加工は、用いる樹脂の種類に応じて、織物を樹脂槽に浸漬させたのちパッダーで絞り、乾燥、固着させるパッドドライキュア法と、蒸気槽中で樹脂を反応、固着させるパッドスチーム法のいずれかを選択することができる。

かくして得られる本発明の遮炎性編物は遮炎性に優れ、火災の延焼防止効果に優れるので、難燃性が要求される衣料材、壁材、床材、天井材、被覆材などに使用するのに好適であって、特に、耐火防護服や、自動車や航空機などのウレタンシート材の延焼防止被覆材およびベッドマットレスの延焼防止で使用するのに好適に使用することができる。

次に、実施例に基づき本発明を具体的に説明する。ただし、本発明はこれらの実施例のみに限定されるものではない。本発明の技術的範囲を逸脱しない範囲において、様々な変形や修正が可能である。なお、本実施例で用いる各種特性の測定方法は、以下のとおりである。

［目付］
ＪＩＳＬ１０９６（２０１０年）に準拠して測定し、１ｍ^２当たりの質量(ｇ／ｍ^２)で表した。

［厚さ］
ＪＩＳＬ１０９６（２０１０年）に準拠して、測定した。

［ＬＯＩ値］
ＬＯＩ値は、ＪＩＳＫ７２０１−２（２００７年）に準拠して、測定した。

[遮炎性評価]
ＪＩＳＬ１０９１(繊維製品の燃焼性試験方法、１９９９年)のＡ−１法（４５゜ミクロバーナ法）に準じた方法で着火し、以下のとおり遮炎性を評価した。図１に示すように、火炎長さＬが４５ｍｍであるミクロバーナ１を垂直方向に立て、水平面に対して４５度の角度で試験体２を配置し、試験体２に対して厚さｔｈが２ｍｍのスペーサー３を介して燃焼体４を配置して燃焼する試験で遮炎性を評価した。燃焼体４には含有水分率を均一とするために標準状態で２４時間放置した、ＧＥヘルスケア・ジャパン株式会社が販売する定性ろ紙グレード２（１００２）を用い、ミクロバーナ１に着火してから燃焼体４が引火するまでの時間を秒単位で測定した。なお、接炎３分以内で燃焼体４に引火した場合は、「遮炎性無し」とし、不可とする。３分以上炎にさらされても燃焼体４に引火しない場合を「遮炎性能有り」とするが、遮炎時間は長ければ長いほどよく、３分以上２０分未満を良、２０分以上を優とした。

次に、以下の実施例および比較例における用語について説明する。

《ＰＰＳ繊維の延伸糸》
延伸されたＰＰＳ繊維として、単繊維繊度２．２ｄｔｅｘ（直径１４μｍ）、カット長５１ｍｍの東レ（株）製“トルコン”（登録商標）、品番Ｓ３７１を用いた。このＰＰＳ繊維のＬＯＩ値は３４、融点は２８４℃である。

《ポリエステル繊維の延伸糸》
延伸されたポリエステル繊維として、単繊維繊度２．２ｄｔｅｘ（直径１４μｍ）のポリエチレンテレフタレート繊維である東レ（株）製“テトロン”（登録商標）、品番Ｔ９６１５を５１ｍｍにカットして用いた。このポリエステル繊維のＬＯＩ値は２２、融点は２５６℃である。

《耐炎化糸》
１．７ｄｔｅｘのＺｏｌｔｅｋ社製耐炎化繊維“ＰＹＲＯＮ”（登録商標）を５１ｍｍにカットしたものを用いた。“ＰＹＲＯＮ”（登録商標）の高温収縮率は１．６％であった。ＪＩＳＫ７１９３（２０１０年）に準拠した方法で加熱したところ、８００℃でも発火は認められず、発火温度は８００℃以上である。

［実施例１］
（紡績）
ＰＰＳ繊維の延伸糸および耐炎化糸を開繊機によって混合し、次いで混打綿機によって更に混合し、次いで梳綿機に通じてスライバーとした。得られたスライバーの重量は、３２０ゲレン／６ヤード（１ゲレン＝１／７０００ポンド）（２０．７４ｇ／５．４６ｍ）であった。次いで練条機でトータルドラフトを８倍に設定して延伸し、２８０ゲレン／６ヤード（１８．１４ｇ／５．４６ｍ）のスライバーとした。次いで粗紡機で０．５５Ｔ／２．５４ｃｍに加撚して７.９倍に延伸し、２３０ゲレン／６ヤード（１４．９０ｇ／５．４６ｍ）の粗糸を得た。次いで精紡機で１６．４Ｔ／２．５４ｃｍに加撚してトータルドラフト３２倍に延伸して加撚し、綿番手で４０番の紡績糸を得た。紡績糸のＰＰＳ繊維の延伸糸と耐炎化糸の重量混率は、６０対４０であった。紡績糸の引張強度は２．２ｃＮ／ｄｔｅｘ、引張伸度は２０％であった。

（編成）
得られた紡績糸を、２０Ｇ丸編み機を用いて、天竺編みで編成した。得られた編地のウェール数は２９ウェール／インチ（２．５４ｃｍ）、コース数は２８コース／インチ（２．５４ｃｍ）であり、ループ長は０．３９ｃｍ／１ループであった。

（精練・熱セット）
界面活性剤を含む８０℃の温水中で、２０分間精練をおこなったのち、１３０℃のテンターで乾燥させ、さらに２３０℃のテンターで熱セットをおこなった。熱セット後の編物の糸密度は、３１ウェール／インチ（２．５４ｃｍ）、３０コース／インチ（２．５４ｃｍ）であった。また織物の厚さは０．３１２ｍｍであった。分解糸の強伸度を測定したところ、引張強度は２．０ｃＮ／ｄｔｅｘ、引張伸度は１８％であった。

（遮炎性評価）
本編物の遮炎評価では３０分間、燃焼体に引火することが無く、十分な遮炎性を有していた。

［実施例２］
実施例１に記載の紡績糸を用い、２０ウェール／インチ（２．５４ｃｍ）、２０コース／インチ（２．５４ｃｍ）で製織し、実施例１と同様の条件で精錬後、２３０℃の熱セットをおこなうことで、２１ウェール／インチ（２．５４ｃｍ）、２０コース／インチ（２．５４ｃｍ）での編物を得た。また、編物の厚さは０．２９０ｍｍであった。分解糸の強伸度を測定したところ、引張強度は２．１ｃＮ／ｄｔｅｘ、引張伸度は１７％であった。

本編物の遮炎評価では１５分間、燃焼体に引火することが無く、十分な遮炎性を有していた。

［実施例３］
実施例１で、紡績糸のＰＰＳと耐炎化糸の混率を８０対２０にした以外は同様の条件でおこなった。得られた紡績糸の引張強度は２．３ｃＮ／ｄｔｅｘ、引張伸度は１９％であった。精錬・熱セット後の編物の糸密度は、３１ウェール／インチ（２．５４ｃｍ）、３０コース／インチ（２．５４ｃｍ）であった。また編物の厚さは０．３２４ｍｍであった。分解糸の強伸度を測定したところ、引張強度は２．０ｃＮ／ｄｔｅｘ、引張伸度は１６％であった。本編物の遮炎評価では１５分間、燃焼体に引火することが無く、十分な遮炎性を有していた。

［実施例４］
実施例１で、紡績糸のＰＰＳと耐炎化糸の混率を２０対８０にした以外は同様の条件でおこなった。得られた紡績糸の引張強度は２．２ｃＮ／ｄｔｅｘ、引張伸度は１５％であった。精錬・熱セット後の編物の糸密度は、３１ウェール／インチ（２．５４ｃｍ）、３０コース／インチ（２．５４ｃｍ）であった。また編物の厚さは０．３１０ｍｍであった。分解糸の強伸度を測定したところ、引張強度は１．７ｃＮ／ｄｔｅｘ、引張伸度は１６％であった。本編物の遮炎評価では３０分間、燃焼体に引火することが無く、十分な遮炎性を有していた。

［実施例５］
実施例１で、紡績糸にＰＰＳと耐炎化糸以外にさらにポリエステル繊維の延伸糸を混紡し、混率を５０対３０対２０にした以外は同様の条件でおこなった。得られた紡績糸の引張強度は２．３ｃＮ／ｄｔｅｘ、引張伸度は２０％であった。精錬・熱セット後の編物の糸密度は、３１ウェール／インチ（２．５４ｃｍ）、３１コース／インチ（２．５４ｃｍ）であった。また編物の厚さは０．３２１ｍｍであった。分解糸の強伸度を測定したところ、引張強度は２．２ｃＮ／ｄｔｅｘ、引張伸度は１８％であった。本編物の遮炎評価では２５分間、燃焼体に引火することが無く、十分な遮炎性を有していた。

［実施例６］
実施例１で用いた紡績糸に、東レオペロンテックス（株）の繊度３０デニール（３３．３ｄｔｅｘ）のスパンデックス糸“ライクラ”（登録商標）Ｔ−１７８Ｃをドラフト率３．５で挿入し、全体の重量混率がＰＰＳ５５対耐炎化糸３５対スパンデックス１０である編地を得た。熱セット後の織物の糸密度は、３４ウェール／インチ（２．５４ｃｍ）、３３コース／インチ（２．５４ｃｍ）であった。また編物の厚さは０．４１２ｍｍであった。分解糸の強伸度を測定したところ、引張強度は１．７ｃＮ／ｄｔｅｘ、引張伸度は１５％であった。本編物の遮炎評価では２０分間、燃焼体に引火することが無く、十分な遮炎性を有していた。

［比較例１］
実施例３の紡績糸を用いて、２０ウェール／インチ（２．５４ｃｍ）、１９コース／インチ（２．５４ｃｍ）の編地を編成し、実施例１と同様の条件で精錬後、２３０℃で熱セットをおこなうことで、２１ウェール／インチ（２．５４ｃｍ）、２０コース／インチ（２．５４ｃｍ）の編物を得た。また、編物の厚さは０．２８７ｍｍであった。分解糸の強伸度を測定したところ、引張強度は２．１ｃＮ／ｄｔｅｘ、引張伸度は１７％であった。本編物で遮炎評価をおこなったところ、耐炎化糸の面積比率が小さすぎ、接炎時にＰＰＳが耐炎化糸間で被膜を形成することができずに炎が２分後に貫通し、燃焼体に引火した。

［比較例２］
実施例４の紡績糸を用いて、１９ウェール／インチ（２．５４ｃｍ）、１８コース／インチ（２．５４ｃｍ）の編地を編成し、実施例１と同様の条件で精錬後、２３０℃で熱セットをおこなうことで、１８ウェール／インチ（２．５４ｃｍ）、１７コース／インチ（２．５４ｃｍ）の編物を得た。また、編物の厚さは０．２９１ｍｍであった。分解糸の強伸度を測定したところ、引張強度は１．８ｃＮ／ｄｔｅｘ、引張伸度は１７％であった。本編物で遮炎評価をおこなったところ、ＰＰＳの面積比率が小さすぎるため、耐炎化糸間に十分に被膜を形成することができず、接炎によって徐々に耐炎化糸が細くなり、接炎１分３０秒後に燃焼体に引火した。

［比較例３］
実施例１で、紡績糸にＰＰＳと耐炎化糸以外にさらにポリエステル繊維の延伸糸を混紡し、混率を１０対１０対８０にした以外は同様の条件でおこなった。得られた紡績糸の引張強度は２．２ｃＮ／ｄｔｅｘ、引張伸度は２１％であった。精錬・熱セット後の編物の糸密度は、３１ウェール／インチ（２．５４ｃｍ）、３１コース／インチ（２．５４ｃｍ）であった。また編物の厚さは０．３１９ｍｍであった。分解糸の強伸度を測定したところ、引張強度は２．１ｃＮ／ｄｔｅｘ、引張伸度は１８％であった。本編物で遮炎評価をおこなったところ、耐炎化糸の面積比率が小さすぎ、接炎時にＰＰＳが耐炎化糸間で被膜を形成することができず、またポリエステル繊維に引火して接炎３０秒後に燃焼体に引火した。

下記の表１に実施例１〜６および比較例１〜３の非溶融繊維Ａの面積率、前記非溶融繊維Ａの発火温度よりも低い融点を有する熱可塑性繊維Ｂの面積率、その他繊維Ｃの面積率、編物の厚さおよび遮炎性評価結果をまとめて示す。

本発明は、火災の延焼防止に有効で、難燃性が要求される衣料材、壁材、床材、天井材、被覆材などに使用するのに好適であって、特に、耐火防護服や、自動車や航空機などのウレタンシート材の延焼防止被覆材およびベッドマットレスの延焼防止で使用するのに好適である。

１ミクロバーナ
２試験体
３スペーサー
４燃焼体
２１１インチ（２．５４ｃｍ）あたりのヨコ方向のループの数
２２１インチ（２．５４ｃｍ）あたりのタテ方向のループの数
Ｄ糸の直径
２３ループ長

Claims

高温収縮率が３％以下の非溶融繊維Ａと、ＪＩＳＫ７２０１−２（２００７年）に準拠するＬＯＩ値が２５以上でありかつ融点が非溶融繊維Ａの発火温度よりも低い融点を有する熱可塑性繊維Ｂから成る編物であって、該編物を構成する糸の破断伸度が５％よりも大きく、かつ、編物の完全組織における投影面積において、前記非溶融繊維Ａの面積率が１０％以上かつ前記熱可塑性繊維Ｂの面積率が５％以上かつＪＩＳＬ１０９６−Ａ法（２０１０年）に準拠する厚さが０．０８ｍｍ以上である遮炎性編物。
前記非溶融繊維Ａおよび前記熱可塑性繊維Ｂ以外の繊維Ｃを編物の完全組織における投影面積の面積率で２０％以下含有する請求項１に記載の遮炎性編物。
前記非溶融繊維Ａが、耐炎化繊維、メタアラミド系繊維、ガラス繊維およびこれらの混合物の群から選択される請求項１または２に記載の遮炎性編物。
前記熱可塑性繊維Ｂが、ポリフェニレンサルファイド、難燃性液晶ポリエステル、難燃性ポリ（アルキレンテレフタレート）、難燃性ポリ（アクリロニトリルブタジエンスチレン）、難燃性ポリスルホン、ポリ（エーテル−エーテル−ケトン）、ポリ（エーテル−ケトン−ケトン）、ポリエーテルスルホン、ポリアリレート、ポリフェニルスルホン、ポリエーテルイミド、ポリアミドイミドおよびこれらの混合物の群から選択される樹脂からなる繊維である請求項１〜３の何れかに記載の遮炎性編物。