TWI631249B - Cloth and fiber products - Google Patents

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TWI631249B
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帝人股份有限公司
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Abstract

本發明之課題在於提供不僅難燃性而且伸縮性亦優異之布帛，及使用該布帛所成之纖維製品，本發明之解決手段為使用含有根據JIS K7201所測定之極限氧指數為25以上之難燃性纖維的紡績絲、與2成分以並列型或偏心芯鞘型貼合的複合纖維，得到複合絲後，使用該複合絲，得到相對於布帛重量，前述難燃性纖維的重量比率為75重量%以上，且相對於布帛重量，前述複合纖維的重量比率為5~15重量%之範圍內之布帛。

Description

布帛及纖維製品
本發明關於不僅難燃性而且伸縮性亦優異之布帛，及使用該布帛所成之纖維製品。
以往，作為消防、電力、化學公司等之有暴露於火焰中之可能性的從事作業之人們所穿著的作業服，使用採用難燃性布帛者。該難燃性布帛係使用間位系芳香族聚醯胺纖維或對位系芳香族聚醯胺纖維等之難燃性纖維。而且，該難燃性纖維一般來說伸縮性差。
作為對使用難燃性纖維之布帛，賦予伸縮性之方法，有提案使用難燃性纖維連同彈性紗來構成布帛之方法(例如，參照專利文獻1、專利文獻2、專利文獻3)，或對難燃性纖維加撚後，熱定型、解撚後，使用該難燃性纖維來構成布帛之方法(例如，參照專利文獻4、專利文獻5、專利文獻6)等。
然而，於使用彈性紗的布帛中，有耐熱性、難燃性、耐藥品性等之問題。另一方面，使用加撚後熱定型、解撚的難燃性纖維之布帛，係在織造、後加工步驟及穿著中有 伸縮性降低的問題或成本變高的問題。
先前技術文獻 專利文獻
專利文獻1：特開2003-193314號公報
專利文獻2：特開2006-124865號公報
專利文獻3：特開2007-9378號公報
專利文獻4：特開2001-248027號公報
專利文獻5：特開2005-307429號公報
專利文獻6：特開2008-190103號公報
本發明係鑒於上述背景而完成者，其目的在於提供不僅難燃性而且伸縮性亦優異之布帛，及使用該布帛所成之纖維製品。
本發明者們為了達成上述課題而專心致力地檢討，結果發現使用包含含有難燃性纖維之紡績絲、與2成分以並列型或偏心芯鞘型貼合的複合纖維之複合絲來構成布帛，使前述難燃性纖維及前述複合纖維之重量比率成為特定之範圍時，得到不僅難燃性而且伸縮性亦優異之布帛，藉由重複專心致力的檢討，終於完成本發明。
如此地，依照本發明，可提供「一種布帛，其係使用複合絲所成之布帛，該複合絲包含：含有極限氧指數為25以上之難燃性纖維的紡績絲、與2成分以並列型或偏心芯鞘型貼合的複合纖維，其特徵為：相對於布帛重量，前述難燃性纖維的重量比率為75重量%以上，且相對於布帛重量，前述複合纖維的重量比率為5~15重量%之範圍內。」。
於該情況下，前述難燃性纖維較佳為由間位系芳香族聚醯胺纖維、對位系芳香族聚醯胺纖維、聚對伸苯基苯并唑纖維、聚苯并咪唑纖維、聚醯亞胺纖維、聚醚醯亞胺纖維、聚醯胺醯亞胺纖維、碳纖維、聚苯硫纖維、聚氯乙烯纖維、難燃縲縈、改性丙烯酸纖維(modacrylic fiber)、難燃丙烯酸纖維、難燃聚酯纖維、難燃維尼綸纖維、三聚氰胺纖維、氟纖維、難燃羊毛、難燃棉之群中選出的1種類以上之纖維。又，於前述紡績絲中，較佳為進一步包含由聚酯纖維、尼龍纖維、縲縈纖維、多元腦(polynosic)纖維、萊賽爾(Lyocell)纖維、丙烯酸系纖維、維尼綸纖維、棉、麻、羊毛之群中選出的1種類以上之纖維。另外，於前述紡績絲中，撚係數較佳為2.5~4.5之範圍內。還有，前述構成複合纖維的2成分較佳為由聚對苯二甲酸丙二酯與聚對苯二甲酸丙二酯之組合、聚對苯二甲酸丙二酯與聚對苯二甲酸乙二酯之組合、聚對苯二甲酸乙二酯與聚對苯二甲酸乙二酯之組合之群中選出的任一組合。又，前述複合纖維較佳為單纖維纖度0.5~10.0 dtex且總纖度20~200dtex之複絲。另外，前述複合絲較佳為合撚絲條或包覆絲條(covering yarn)。還有，布帛較佳為織物或編物。又，較佳為布帛係織物，於織物的經紗及緯紗中之任一者，配置包含含有極限氧指數為25以上之難燃性纖維的紡績絲、與2成分以並列型或偏心芯鞘型貼合的複合纖維之複合絲，於另一者之經紗或緯紗配置含有極限氧指數為25以上之難燃性纖維的紡績絲。另外，於布帛中，經向及/或緯向之伸長率較佳為3~50%之範圍。還有，於布帛中，經向及/或緯向之伸長回復率較佳為70%以上。又，於布帛中，極限氧指數較佳為25以上。
另外，依照本發明，可提供使用前述布帛所成之纖維製品。
依照本發明，可得到不僅難燃性而且伸縮性亦優異之布帛，及使用該布帛所成之纖維製品。
實施發明的形態
以下，詳細說明本發明之實施形態。
本發明中，複合絲包含紡績絲與複合纖維。而且，前述紡績絲含有極限氧指數(以下亦稱為「LOI」)為25以上之難燃性纖維(以下亦僅稱「難燃性纖維」)。再者， 極限氧指數係依照JIS K7201測定。
作為前述難燃性纖維，可例示間位系芳香族聚醯胺纖維、對位系芳香族聚醯胺纖維、聚對伸苯基苯并唑纖維、聚苯并咪唑纖維、聚醯亞胺纖維、聚醚醯亞胺纖維、聚醯胺醯亞胺纖維、碳纖維、聚苯硫纖維、聚氯乙烯纖維、難燃縲縈、改性丙烯酸纖維、難燃丙烯酸纖維、難燃聚酯纖維、難燃維尼綸纖維、三聚氰胺纖維、氟纖維、難燃羊毛、難燃棉等。可使用1種或2種以上的此等之難燃性纖維。
其中，從顯示優異的極限氧指數且優異的機械物性之點來看，較佳為間位系芳香族聚醯胺纖維，即間伸苯基間苯二甲醯胺纖維(市售品中，帝人股份有限公司製「Conex」(商標名)、杜邦公司製「Nomex」(商標名)等)。再者，亦較佳為使對位系芳香族聚醯胺纖即對伸苯基對苯二甲醯胺纖維(市售品中，帝人股份有限公司製「Twaron」(商標名)、東麗．杜邦股份有限公司製「Kevlar」(商標名)等)、共聚對伸苯基．3,4’氧基二伸苯基對苯二甲醯胺纖維(市售品中，帝人股份有限公司製「Technora」(商標名)等)混合。
於不損害本發明目的之範圍內，此等之難燃性纖維亦可含有抗氧化劑、紫外線吸收劑、熱安定劑、難燃劑、氧化鈦、著色劑、惰性微粒子等之添加劑。
前述紡績絲最佳為僅由前述的難燃性纖維所構成，但亦可包含非難燃性纖維(極限氧指數未達25之纖維)。 於該情況下，作為非難燃性纖維，可例示聚酯纖維、尼龍纖維、縲縈纖維、波里諾西克纖維、萊賽爾纖維、丙烯酸系纖維、維尼綸纖維、棉、麻、羊毛等。可使用1種或2種以上的此等之非難燃性纖維。
於不損害本發明目的之範圍內，此等之非難燃性纖維亦可含有抗氧化劑、紫外線吸收劑、熱安定劑、難燃劑、氧化鈦、著色劑、惰性微粒子等之添加劑。
於前述難燃性纖維及非難燃性纖維中，纖維長度較佳為35~110mm之範圍。
於前述紡績絲中，總纖度係可按照用途，考慮表面外觀、耐熱性、熱防護性、伸縮性、手感等來適宜選擇，特別地紡績絲之纖度較佳為58dtex(相當於英制棉紗支數100號單絲)~580dtex(相當於英制棉紗支數10支數)之範圍。
又，前述紡績絲之單纖維纖度，從對要求良好的紡績步驟通過性、柔軟性之衣料用途的使用之觀點來看，較佳為0.6~5.5dtex之範圍。
於前述紡績絲中，從布帛的物性及柔軟性之點來看，撚係數K較佳為2.5~4.5之範圍內。惟，T=K√n，T為每1吋(2.54cm)的撚數，n為英制棉紗支數，K為撚係數。
另外，於前述紡績絲係可為單絲，也可為雙絲。
於本發明中，複合纖維係2成分以並列型或偏心芯鞘型貼合的複合纖維。本案發明之布帛中所含有的複合絲， 由於不僅包含前述的紡績絲而且亦包含該複合纖維，於布帛之熱處理步驟中複合纖維取得三維線圈捲縮的形態，對複合絲給予伸縮性，結果對布帛亦給予伸縮性。
此處，作為形成前述複合纖維之2成分，可例示聚酯與聚酯之組合、聚酯與尼龍之組合等。更具體地，較佳為聚對苯二甲酸丙二酯與聚對苯二甲酸丙二酯之組合、聚對苯二甲酸丙二酯與聚對苯二甲酸乙二酯之組合、聚對苯二甲酸乙二酯與聚對苯二甲酸乙二酯之組合等。於該情況下，較佳為使固有黏度互相不同。又，亦可含有抗氧化劑、紫外線吸收劑、熱安定劑、難燃劑、氧化鈦、著色劑、惰性微粒子等之添加劑。
於前述複合纖維中，纖維之形狀係沒有特別的限定，可為長纖維(複絲)，也可為短纖維，但在能得到優異的伸縮性上，較佳為長纖維(複絲)。
前述複合纖維之總纖度、單纖維纖度係按照用途來適宜選定，較佳為總纖度20~200dtex、單纖維纖度0.5~10.0dtex之範圍。
本發明中，於複合絲中包含前述的紡績絲與前述的複合纖維。於該情況下，作為複合絲中所含有的複合纖維之重量比率，於使難燃性與伸縮性並存方面，複合纖維之重量比率較佳為複合絲重量對比2~40重量%(更佳為4~30重量%，特佳為4~20重量%)之範圍內。
於前述複合絲中，複合方法係沒有特別的限定，但較佳為合撚絲條或包覆絲。更具體地，使用前述的紡績絲與 複合纖維，使用市售的複撚機、包覆機、意大利式撚絲機、倍撚機等，進行合撚或包覆。於該情況下，固撚定型亦可按照所要求的品質而實施。複合合撚絲之固撚定型係可使用通常的紡績絲之定型用的真空蒸汽定型。複合合撚絲之定型時的溫度較佳為50~95℃(更佳為50~85℃)之範圍。複合合撚絲之固撚定型溫度若過高，則有損害最終所得之布帛的伸縮性之虞。
本發明之布帛係使用該複合絲所成之布帛。於該情況下，在得到優異的難燃性之方面，重要的是相對於布帛重量，前述難燃性纖維的重量比率為75重量%以上(較佳為75~95重量%)之範圍內。於此情況下，非難燃纖維的重量比率成為未達25重量%。相對於布帛重量，前述難燃性纖維的重量比率未達75重量%時，有難燃性降低之虞而不宜。
又，重要的是相對於布帛重量，前述複合纖維的重量比率為5~15重量%之範圍內。相對於布帛重量，前述複合纖維的重量比率超過15重量%時，由於火焰容易沿著複合纖維傳送而容易燃燒，故不宜。又，相反地，前述複合纖維的重量比率未達5重量%時，布帛的伸縮性有降低之虞而不宜。
布帛之布帛組織係沒有特別的限定，但較佳為織物或編物。
若為織物，可例示平紋組織、斜紋組織、緞紋組織等。又，若為編物，可例示機械編、鈎針編、棒針編、阿 富汗鈎編、花邊編等。例如，若為織物，則在經向及/或緯向中，可配置全量前述之複合絲，亦可使前述的紡績絲與前述複合絲例如以1：1、2：1、3：1、1：2、1：3之排列比進行排列。再者，編織造之方法係沒有特別的限定，可為使用通常的編機或織機之方法。
於此，較佳為布帛係織物，於織物的經紗及緯紗中之任一者，配置包含含有極限氧指數為25以上之難燃性纖維的紡績絲、與2成分以並列型或偏心芯鞘型貼合的複合纖維之複合絲，於另一者配置含有極限氧指數為25以上之難燃性纖維的紡績絲。
其次，藉由對於該布帛，施予精煉、鬆弛、染色處理、定型等之熱處理，布帛中所含有的2成分以並列型或偏心芯鞘型貼合的複合纖維係取得三維線圈捲縮之形態，對布帛給予伸縮性。
亦可附加地採用對該布帛賦予吸水加工、撥水加工、起毛加工、難燃加工、紫外線遮蔽或抗菌劑、消臭劑、防蟲劑、蓄光劑、再度返回反射劑、負離子產生劑等之機能的各種加工。
如此所得之布帛，由於含有前述的複合絲，不僅難燃性而且伸縮性亦優異。
於此，作為布帛之伸縮性，經向及/或緯向之伸長率較佳為3~50%之範圍內。又，作為布帛之伸長回復率，經向及/或緯向之伸長回復率較佳為70%以上(更佳為73~99%)。又，作為難燃性，在布帛中，依照JIS K7201 測定的極限氧指數較佳為25以上(更佳為25~40)。
其次，本發明之纖維製品係使用前述之布帛而成者。該纖維製品由於使用前述之布帛，而伸縮性及難燃性優異。於該纖維製品中，包含消防服、防火服、辦公服、賽車運動用賽車服、作業服、手套、帽子、背心、各種產業物資材料(薄片、帳篷、膜材、車篷、建築物資材料、住宅材料、車輛內裝材料等)等。又，於前述作業服中，製鐵廠或鋼鐵工廠之作業用作業服、焊接作業用作業服、防爆場所的作業服等。又，於前述手套中，包含操作精密零件的航空機產業、資訊機器產業、精密機器產業等所使用的作業手套等。
實施例
其次，詳述本發明之實施例及比較例，惟本發明不受此等所限定。再者，實施例中的各測定項目係藉由下述之方法測定。
(1)難燃性
依照JIS K7201：1999(氧指數法的高分子材料之燃燒試驗法)測定極限氧指數(LOI)，作為難燃性之指標。
(2)伸縮性
依照JIS L1096：2011(B法，恆定荷重法)，測定 伸長率及伸長回復率。
(3)燃燒性
依照JIS L1091A-4法附屬書8，測定殘火時間、殘燼時間、碳化長度，作為燃燒性之指標。
[實施例1]
作為紡績絲，於紡績步驟中，將由單纖維纖度2.2dtex、切斷長度(纖維長度)51mm、LOI為33的聚間伸苯基間苯二甲醯胺纖維(帝人股份有限公司製「Conex」(商標名))所成之短纖維、與由單纖維纖度1.7dtex、切斷長度(纖維長度)51mm、LOI為25的共聚對伸苯基．3,4’氧基二伸苯基對苯二甲醯胺纖維(帝人股份有限公司製「Technora」(商標名))所成之短纖維以重量比例(前者：後者)95：5之比例進行混紡，得到撚數20.87T/2.54cm(撚係數=3.3)、英制棉紗支數40號單絲。
另一方面，作為複合纖維，準備固有黏度互相不同之2種類的聚對苯二甲酸丙二酯貼合成偏心芯鞘型之總纖度40dtex/24長絲(filament)、伸度26%、沸水收縮率55.0%之複絲(長纖維)。
其次，將前述紡績絲2條予以合絲，用倍撚機以複撚數20.9T/2.54cm進行撚絲後，用真空蒸汽定型機在定型溫度120℃、定型時間20分鐘之條件下固撚定型，得到 難燃合撚絲A。
又，將前述紡績絲2條與複合纖維(複絲)1條予以合絲，用倍撚機以複撚數19.8T/2.54cm進行撚絲後，用真空蒸汽定型機在定型溫度80℃、定型時間20分鐘之條件下固撚定型，得到複合絲B。
其次，於經紗中配置100%的前述難燃合撚絲A，於緯紗中配置100%的前述複合絲B，以織物密度為經48條/2.54cm、緯48條/2.54cm，織物組織係以平紋織織成。
對所織成的織物施予精煉-鬆弛-定型(溫度190℃×時間30秒)之整理加工。於此，將鬆弛溫度設為95℃，藉由賦予加強的搓揉效果，而充分地展現複合纖維的捲縮，尤其展現伸張(stretch)性。
關於所得之伸縮性難燃織物，得到織物密度為經55條/2.54cm、緯48條/2.54cm，非難燃纖維的重量比例為6.0wt%，極限氧指數為29.0，緯伸長率為7.0%之良好的伸縮性，伸長回復率為75%。表1中顯示評價結果。
其次，使用該伸縮性難燃織物來得到作業服，結果為伸縮性與難燃性優異者。
[實施例2]
作為紡績絲，於紡績步驟中，將由單纖維纖度2.2dtex、切斷長度(纖維長度)51mm、LOI為33的聚間伸苯基間苯二甲醯胺纖維(帝人股份有限公司製「Conex」(商標名))所成之短纖維、由單纖維纖度1.7dtex、切 斷長度(纖維長度)51mm、LOI為25的共聚對伸苯基．3,4’氧基二伸苯基對苯二甲醯胺纖維(帝人股份有限公司製「Technora」(商標名))所成之短纖維、與由單纖維纖度1.7dtex、切斷長度(纖維長度)51mm、LOI為21的聚對苯二甲酸乙二酯纖維(帝人股份有限公司製)所成之短纖維，以此順序的重量比例80：5：15之比例進行混紡，得到撚數20.87T/2.54cm(撚係數=3.3)、英制棉紗支數40號單絲。此以外係與實施例1同樣。表1中顯示評價結果。
[實施例3]
除了於實施例1中，作為複合纖維，使用固有黏度互相不同之2種類的聚對苯二甲酸丙二酯貼合成偏心芯鞘型之總纖度84dtex/24長絲、伸度41%、沸水收縮率42.0%之複絲(長纖維)以外，與實施例1同樣。表1中顯示評價結果。
[實施例4]
僅使用與實施例1相同之複合絲B，使用20針號(gauge)之1襪口羅紋機(rib top machine)，編成編物，施予精練、整理加工。表1中顯示評價結果。
[比較例1]
除了於實施例1中，不使用複合絲B，於經紗及緯紗中配置100%的難燃合撚絲A以外，與實施例1同樣。表2中顯示評價結果。
[比較例2]
除了於實施例2中，作為紡績絲，於紡績步驟中，將由單纖維纖度2.2dtex、切斷長度(纖維長度)51mm、LOI為33的聚間伸苯基間苯二甲醯胺纖維(帝人股份有限公司製「Conex」(商標名))所成之短纖維、由單纖維纖度1.7dtex、切斷長度(纖維長度)51mm、LOI為25的共聚對伸苯基．3,4’氧基二伸苯基對苯二甲醯胺纖維(帝人股份有限公司製「Technora」(商標名))所成之 短纖維、與由單纖維纖度1.7dtex、切斷長度(纖維長度)51mm、LOL為21的聚對苯二甲酸乙二酯纖維(帝人股份有限公司製)所成之短纖維，以此順序的重量比例70：5：25之比例進行混紡，得到撚數20.87T/2.54cm(撚係數=3.3)、英制棉紗支數40號單絲。此以外係與實施例2同樣。表2中顯示評價結果。
[比較例3]
除了於實施例1中，作為複合纖維，使用固有黏度互相不同之2種類的聚對苯二甲酸丙二酯貼合成偏心芯鞘型之總纖度165dtex/24長絲、伸度41%、沸水收縮率42.0%之複絲(長纖維)以外，與實施例1同樣。表2中顯示評價結果。
[比較例4]
使用100%的比較例3所得之複合絲，使用20針號之1襪口羅紋機，編成編物，施予精練、整理加工。表2中顯示評價結果。
產業上的利用可能性
依照本發明，可提供不僅難燃性而且伸縮性亦優異之布帛，及使用該布帛所成之纖維製品，其工業的價值極大。

Claims (12)

  1. 一種布帛，其係使用複合絲所成之布帛，該複合絲包含：含有極限氧指數為25以上之難燃性纖維的紡績絲、與2成分以並列型或偏心芯鞘型貼合的複合纖維，其特徵為：相對於布帛重量，前述難燃性纖維的重量比率為75重量%以上，且相對於布帛重量，前述複合纖維的重量比率為5~15重量%之範圍內，且布帛係織物，於織物的經紗及緯紗中之任一者，配置包含含有極限氧指數為25以上之難燃性纖維的紡績絲、與2成分以並列型或偏心芯鞘型貼合的複合纖維之複合絲，於另一者配置含有極限氧指數為25以上之難燃性纖維的紡績絲而成。
  2. 如請求項1之布帛，其中前述難燃性纖維係由間位系芳香族聚醯胺纖維、對位系芳香族聚醯胺纖維、聚對伸苯基苯并唑纖維、聚苯并咪唑纖維、聚醯亞胺纖維、聚醚醯亞胺纖維、聚醯胺醯亞胺纖維、碳纖維、聚苯硫纖維、聚氯乙烯纖維、難燃縲縈、改性丙烯酸纖維(modacrylic fiber)、難燃丙烯酸纖維、難燃聚酯纖維、難燃維尼綸纖維、三聚氰胺纖維、氟纖維、難燃羊毛、難燃棉之群中選出的1種類以上之纖維。
  3. 如請求項1之布帛，其中於前述紡績絲中，進一步包含由聚酯纖維、尼龍纖維、縲縈纖維、多元腦(polynosic)纖維、萊賽爾(Lyocell)纖維、丙烯酸系纖 維、維尼綸纖維、棉、麻、羊毛之群中選出的1種類以上之纖維。
  4. 如請求項1之布帛，其中於前述紡績絲中，撚係數為2.5~4.5之範圍內。
  5. 如請求項1之布帛，其中前述構成複合纖維的2成分係由聚對苯二甲酸丙二酯與聚對苯二甲酸丙二酯之組合、聚對苯二甲酸丙二酯與聚對苯二甲酸乙二酯之組合、聚對苯二甲酸乙二酯與聚對苯二甲酸乙二酯之組合之群中選出的任一組合。
  6. 如請求項1之布帛，其中前述複合纖維係單纖維纖度0.5~10.0dtex且總纖度20~200dtex之複絲。
  7. 如請求項1之布帛，其中前述複合絲係合撚絲條或包覆絲條(covering yarn)。
  8. 如請求項1之布帛，其中布帛係織物或編物。
  9. 如請求項1之布帛，其中於布帛中，經向及/或緯向之伸長率為3~50%之範圍內。
  10. 如請求項1之布帛，其中於布帛中，經向及/或緯向之伸長回復率為70%以上。
  11. 如請求項1之布帛，其中於布帛中，極限氧指數為25以上。
  12. 一種纖維製品，其係使用如請求項1之布帛所成。
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