阻燃性合成纤维和阻燃纤维集合体及它们的制造方法、以及纤维制品转让专利

申请号 : CN200980122780.4

文献号 : CN102066625B

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法律信息:

相似专利:

发明人 : 田中健羽木裕康戎敏明

申请人 : 株式会社钟化

摘要 :

本发明提供满足高阻燃性、高度火焰遮蔽性的阻燃性合成纤维和阻燃纤维集合体及它们的制造方法、以及纤维制品。本发明的阻燃性合成纤维含有聚合物(1)和促进聚合物(1)的燃烧时的脱卤反应及燃烧时的炭化反应的至少1种金属化合物(2),在0.0054mN/dtex的载荷下、温度从50℃上升到300℃时的收缩变动为45%以下,所述聚合物(1)在聚合物100质量份中含有丙烯腈30~70质量份、含卤素亚乙烯基单体70~30质量份、及能够与它们共聚的乙烯基系单体0~10质量份。

权利要求 :

1.一种阻燃性合成纤维,其特征在于,其含有聚合物(1)和促进所述聚合物(1)的燃烧时的脱卤反应及燃烧时的炭化反应的至少1种金属化合物(2),所述聚合物(1)在聚合物100质量份中含有丙烯腈30~70质量份、含卤素亚乙烯基单体和/或含卤素乙烯基单体70~30质量份、及能够与它们共聚的乙烯基系单体0~10质量份,所述阻燃性合成纤维在0.0054mN/dtex的载荷下、温度从50℃上升到300℃时的收缩变动为45%以下。

2.根据权利要求1所述的阻燃性合成纤维,其单纤维强度为0.5~1.6cN/dtex,伸长率为50~90%。

3.根据权利要求1或2所述的阻燃性合成纤维,所述阻燃性合成纤维在0.0054mN/dtex的载荷下、温度从50℃上升至300℃时未被切断而残存。

4.根据权利要求1或2所述的阻燃性合成纤维,所述阻燃性合成纤维通过在下述条件下制造而得到:挤出纺丝液,进行一次拉伸和水洗,然后进行干燥、二次拉伸、热处理,所述拉伸时的拉伸倍率乘以所述热处理时纤维收缩的比例即缓和倍率而得到的总拉伸倍率为

4.5倍以下。

5.根据权利要求1或2所述的阻燃性合成纤维,相对于所述聚合物(1)100质量份,含有0.05~50质量份的所述金属化合物(2)。

6.根据权利要求1或2的阻燃性合成纤维,所述金属化合物(2)包含促进脱卤反应及炭化反应这两种反应的金属化合物2-1、或所述金属化合物2-1与促进脱卤反应的金属化合物2-2的组合。

7.根据权利要求6所述的阻燃性合成纤维,相对于所述聚合物(1)100质量份,含有

5~30质量份的所述金属化合物2-2。

8.根据权利要求6所述的阻燃性合成纤维,所述金属化合物2-1为选自由氧化锌、碳酸锌、硫化锌、硼酸锌、锡酸锌、偏锡酸、氧化钨、氧化锆、氧化锡、氧化铜、磷酸铜、三氧化铟、钛酸钡及对甲苯磺酸锌组成的组中的至少一种化合物。

9.根据权利要求8所述的阻燃性合成纤维,所述金属化合物2-1为选自由氧化锌、锡酸锌、碳酸锌及氧化锡组成的组中的至少一种化合物。

10.根据权利要求6或7所述的阻燃性合成纤维,所述金属化合物2-2为选自由锑化合物、氧化铁、磷酸铁、草酸铁、硫化铁、氧化钼、三氧化铋、氯氧化铋及碘化铜组成的组中的至少一种化合物。

11.根据权利要求10所述的阻燃性合成纤维,所述金属化合物2-2为锑化合物。

12.根据权利要求5所述的阻燃性合成纤维,相对于所述聚合物(1)100质量份,还含有0.1~20质量份的含环氧基化合物。

13.根据权利要求12所述的阻燃性合成纤维,所述含环氧基化合物为甲基丙烯酸缩水甘油酯。

14.根据权利要求1所述的阻燃性合成纤维,所述聚合物(1)含有丙烯腈40~60质量份、含卤素亚乙烯基单体和/或含卤素乙烯基单体60~30质量份及能够与它们共聚的乙烯基系单体0~10质量份。

15.一种阻燃纤维集合体,其含有权利要求1~14中任一项所述的阻燃性合成纤维。

16.根据权利要求15所述的阻燃纤维集合体,所述阻燃纤维集合体是含有权利要求

1~14中任一项所述的阻燃性合成纤维10质量%以上、和选自由天然纤维、再生纤维及所述阻燃性合成纤维以外的合成纤维组成的组中的至少1种纤维90质量%以下的阻燃纤维复合体。

17.根据权利要求16所述的阻燃纤维集合体,所述阻燃纤维复合体中,所述阻燃性合成纤维以外的合成纤维为聚酯纤维,且所述聚酯纤维的含有率为20质量%以上。

18.一种阻燃性合成纤维的制造方法,其特征在于,将含有聚合物(1)和促进所述聚合物(1)的燃烧时的脱卤反应及燃烧时的炭化反应的至少1种金属化合物(2)的组合物纺丝后,进行热处理,从而得到在0.0054mN/dtex的载荷下、温度从50℃上升到300℃时的收缩变动为45%以下的阻燃性合成纤维,所述聚合物(1)在聚合物100质量份中含有丙烯腈

30~70质量份、含卤素亚乙烯基单体和/或含卤素乙烯基单体70~30质量份、及能够与它们共聚的乙烯基系单体0~10质量份,所述组合物的纺丝通过挤出纺丝液、进行一次拉伸和水洗、然后进行干燥、二次拉伸、热处理而进行,所述热处理时的纤维收缩的比例即缓和倍率为0.3~1.0倍,以及/或所述拉伸时的拉伸倍率为1.0~10.0倍。

19.根据权利要求18所述的阻燃性合成纤维的制造方法,所述拉伸时的拉伸倍率乘以所述热处理时纤维收缩的比例即缓和倍率而得到的总拉伸倍率为4.5倍以下。

20.根据权利要求18或19所述的阻燃性合成纤维的制造方法,所述热处理是在140℃以上的干热、或90℃以上的湿热中的松弛热处理。

21.根据权利要求18或19所述的阻燃性合成纤维的制造方法,所述热处理是在180℃以上的干热、或150℃以上的湿热中的紧张热处理。

22.根据权利要求18或19所述的阻燃性合成纤维的制造方法,所述热处理是在90~

150℃的湿热中的松弛热处理。

23.根据权利要求18或19所述的阻燃性合成纤维的制造方法,所述热处理是在100℃以上的湿热加压蒸汽中的松弛热处理。

24.根据权利要求18或19所述的阻燃性合成纤维的制造方法,相对于所述聚合物(1)

100质量份,含有0.05~50质量份的所述金属化合物(2)。

25.一种纤维制品,其含有权利要求15~17中任一项所述的阻燃纤维集合体。

说明书 :

阻燃性合成纤维和阻燃纤维集合体及它们的制造方法、以

及纤维制品

技术领域

[0001] 本发明涉及具有高度阻燃性的阻燃性合成纤维和阻燃纤维集合体及它们的制造方法、以及纤维制品,所述阻燃性合成纤维和阻燃纤维集合体通过在燃烧时表现出非常高度的炭化性、形态保持性、自熄性,从而能够适合用于在寝具和家具等中所使用的需要高度阻燃性的纤维制品。

背景技术

[0002] 近年来,确保衣食住的安全性的要求增强,从防火的观点出发使用阻燃性原材料的必要性正在不断提高。其中,特别是为了防止发生时人的受害较大的就寝中的火灾,对寝具、家具等所使用的原材料赋予阻燃性的必要性正在不断提高。
[0003] 在这些寝具、家具等布饰制品中,为了使用时的舒适性、设计性而经常将棉或聚酯、聚氨酯泡沫等易燃性原材料用于其内部或表面。为了确保它们的阻燃性,通过将适当的阻燃性原材料用于这些制品中,从而具备在长时间内防止该易燃性原材料着火的高度的阻燃性是很重要的。另外,该阻燃性原材料还必须保持这些寝具、家具等制品的舒适性和设计性。
[0004] 作为该阻燃性原材料,作为使用纤维的阻燃纤维原材料,过去研究了各种阻燃性纤维和防火试剂,但至今尚未出现充分兼备该高度的阻燃性和寝具、家具等制品所要求的舒适性、设计性等必要条件的阻燃性原材料。
[0005] 例如有在棉布上涂布防火试剂的、所谓的后加工防火之类的方法,但存在防火试剂附着的均匀化、附着所致的布的硬化、洗涤所致的脱离、安全性等问题。
[0006] 另外,廉价的原材料即聚酯系纤维由于在燃烧时会熔化,因此仅由聚酯系纤维制成布帛时,会开孔,无法维持结构,从而导致上述的寝具、家具等中所用的棉、聚氨酯泡沫着火,性能方面不充分。还有含磷原子等的阻燃聚酯纤维,但燃烧时的行为与上述同样地最终发生熔化,性能方面不充分。
[0007] 另外,在纺丝原液中添加三氧化锑或五氧化锑、氧化镁等而获得高阻燃改性聚丙烯腈纤维(modacryl fiber)的方法虽然能够赋予阻燃性,但存在对火焰和热的遮蔽性不能令人满意的问题。作为满足这些性能、即赋予阻燃性且对火焰和热的遮断性的纤维,有添加了含甲基丙烯酸缩水甘油酯的聚合物的交联高阻燃丙烯酸系纤维(专利文献1),但暴露于燃烧器火焰那样的强力火焰中时,有时纤维自身发生分解,最终进入火焰。
[0008] 另外,有添加了以水玻璃、氧化锌等为代表的固相阻燃剂的高阻燃火焰遮断性改性聚丙烯腈纤维(专利文献2),这些纤维虽然熄火性能、火焰遮断性能优异,但燃烧时所形成的炭化膜发硬,根据家具或寝具的种类、燃烧部位的形状不同,有时纤维的收缩变动较大而导致燃烧时的炭化膜受到应力作用,炭化膜产生裂纹,或者很小的载荷就会使炭化膜产生开孔。作为解决该问题的手段,提出了通过添加氧化锌及缩合磷酸盐系化合物来控制收缩时的炭化速度,从而不易产生裂纹的改性聚丙烯腈纤维(专利文献3),但使用这些纤维时,存在必须是多个且受限定的种类的纤维、进而是受限定的纤维混纱率否则无法获得高度阻燃性的问题。
[0009] 另外,还提出了通过施加湿热紧张热处理从而获得耐热收缩性良好的丙烯酸系合成纤维的制造方法(专利文献4)。然而,存在如下问题:由于以紧张状态赋予热处理,因而无法充分除去残余收缩应力,虽能够抑制160℃这样比较低温下的收缩,但在火焰那样200℃以上的高温下会明显收缩,结果是阻燃性差。另外,完全未考虑作为实用纤维制品与必要的其他纤维的混用,因此并不耐受作为实用的阻燃性原材料的使用。
[0010] 提出了各种大量添加了阻燃剂的高度阻燃化的含卤素纤维与非阻燃纤维组合而成的阻燃纤维复合体(专利文献5)、以及由本质上为阻燃性的纤维和含卤素纤维等构成的具有蓬松度的阻燃性无纺布(专利文献6)。
[0011] 但是,这些方法中,燃烧时无法保持布帛或织物这样的燃烧前的形态,无法确保所期望的阻燃性、特别是火焰遮蔽性;必须是多个且受限定的种类的纤维、进而是受限定的纤维混纱率否则得不到高度的阻燃性,在制品设计上和制造工序上存在障碍;通常耐热性纤维和本质上为阻燃性的纤维虽容易获得所期望的阻燃性,但纤维自身经常硬而脆,坯布制造加工时的处理非常困难,且成本高;进而必须限定纤维混纱率否则得不到高度的阻燃性,在制品设计上和制造工序上存在障碍。
[0012] 专利文献
[0013] 专利文献1:日本特开2005-179876号公报
[0014] 专利文献2:日本特开2006-225805号公报
[0015] 专利文献3:日本特开2007-291570号公报
[0016] 专利文献4:日本特开昭58-156014号公报
[0017] 专利文献5:日本特开昭61-89339号公报
[0018] 专利文献6:美国专利7259117号说明书

发明内容

[0019] 本发明为了解决上述以往的问题,提供一种满足高阻燃性、高度火焰遮蔽性的阻燃性合成纤维和阻燃纤维集合体及它们的制造方法、以及纤维制品。
[0020] 本发明的阻燃性合成纤维的特征在于,其含有聚合物(1)和促进上述聚合物(1)的燃烧时的脱卤反应及燃烧时的炭化反应的至少1种金属化合物(2),在0.0054mN/dtex的载荷下、温度从50℃上升到300℃时的收缩变动为45%以下,所述聚合物(1)在聚合物100质量份中含有丙烯腈30~70质量份、含卤素亚乙烯基单体和/或含卤素乙烯基单体70~30质量份、及能够与它们共聚的乙烯基系单体0~10质量份。
[0021] 本发明的阻燃性合成纤维的制造方法的特征在于,将含有聚合物(1)和促进上述聚合物(1)的燃烧时的脱卤反应及燃烧时的炭化反应的至少1种金属化合物(2)的组合物纺出后,进行热处理,从而得到在0.0054mN/dtex的载荷下、温度从50℃上升到300℃时的收缩变动为45%以下的阻燃性合成纤维,所述聚合物(1)在聚合物100质量份中含有丙烯腈30~70质量份、含卤素亚乙烯基(vinylidene)单体和/或含卤素乙烯基单体70~30质量份、及能够与它们共聚的乙烯基系单体0~10质量份。
[0022] 本发明的阻燃纤维集合体含有上述阻燃性合成纤维。另外,本发明的阻燃纤维集合体优选为含有上述阻燃性合成纤维10质量%以上、和选自天然纤维、再生纤维及上述阻燃性合成纤维以外的合成纤维中的至少1种纤维90质量%以下的阻燃纤维复合体。
[0023] 本发明的阻燃纤维集合体的制造方法的特征在于,制造上述阻燃纤维集合体。
[0024] 本发明的纤维制品的特征在于,含有上述阻燃纤维集合体。
[0025] 根据本发明,能够得到具有高阻燃性、高度火焰遮蔽性的纤维制品。

附图说明

[0026] 图1是表示本发明的一个实施例中的阻燃性评价用试验体的结构的整体图。
[0027] 图2是表示图1的阻燃性评价用试验体的结构的侧截面图。
[0028] 图3是表示本发明的另一个实施例中的阻燃性评价用试验体的结构的整体图。
[0029] 图4是表示图3的阻燃性评价用试验体的结构的侧截面图。
[0030] 图5是表示将本发明的实施例品即制造例6中得到的含卤素纤维和比较例品的纤维加热时的收缩行为的图表。
[0031] 图6是表示本发明的一个实施例中的阻燃性合成纤维的收缩模式的图表。
[0032] 图7是表示比较例的阻燃性合成纤维的收缩模式的图表。
[0033] 图8是表示比较例的阻燃性合成纤维的收缩模式的图表。
[0034] 图9是表示本发明的其他实施例中的阻燃性合成纤维的收缩模式的图表。
[0035] 图10是表示本发明的另一其他实施例中的阻燃性合成纤维的收缩模式的图表。
[0036] 图11是表示本发明的另一其他实施例中的阻燃性合成纤维的收缩模式的图表。
[0037] 图12是表示比较例的阻燃性合成纤维的收缩模式的图表。
[0038] 图13A是表示作为实施例6中的阻燃性评价用试验体的热粘合无纺布的炉子试验后的状态的照片。图13B是表示作为比较例3中的阻燃性评价用试验体的热粘合无纺布的炉子试验后的状态的照片。图13C是表示作为比较例1中的阻燃性评价用试验体的热粘合无纺布的炉子试验后的状态的照片。

具体实施方式

[0039] 本发明人等为了解决上述问题而重复进行了深入研究,结果发现,通过使含有丙烯腈和含卤素亚乙烯基和/或含卤素乙烯基单体的合成纤维中含有促进脱卤反应及炭化反应的至少1种金属化合物,使在0.0054mN/dtex的载荷下、温度从50℃上升到300℃时的收缩变动达到45%以下,从而能够获得高度的阻燃性,从而完成了本发明。另外发现,通过降低阻燃性合成纤维的强度,提高伸长率,从而使在0.0054mN/dtex的载荷下、温度从50℃上升到300℃时的收缩变动达到45%以下,能够获得高度的阻燃性,从而完成了本发明。
[0040] 本发明的聚合物(1)在聚合物100质量份中含有丙烯腈30~70质量份、含卤素亚乙烯基单体和/或含卤素乙烯基单体70~30质量份、及能够与它们共聚的乙烯基系单体0~10质量份。另外,本发明的聚合物(1)中,“在聚合物100质量份中,含有丙烯腈30~
70质量份、含卤素亚乙烯基单体和/或含卤素乙烯基单体70~30质量份、及能够与它们共聚的乙烯基系单体0~10质量份”意味着,相对于聚合物(1)的总体质量,含有丙烯腈
30~70质量%、含卤素亚乙烯基单体和/或含卤素乙烯基单体70~30质量%、及能够与它们共聚的乙烯基系单体0~10质量%。上述丙烯腈含量为30~70质量份时,可得到纤维化所需要的耐热性,并且还能够阻燃化。优选的丙烯腈含量为40~60质量份,如果在该范围内,则纤维的着色变得更少。进而,如果丙烯腈含量为40~46质量份,则能够实现低温、短时间的热处理,因此更优选,如果丙烯腈含量为50~60质量份,则纤维的着色变得更少,因此更优选。
[0041] 作为这样的在聚合物100质量份中含有丙烯腈30~70质量份、含卤素亚乙烯基单体和/或含卤素乙烯基单体70~30质量份、及能够与它们共聚的乙烯基系单体0~10质量份的聚合物(1),例如可列举出丙烯腈-偏氯乙烯、丙烯腈-偏氯乙烯-偏氟乙烯等含卤素亚乙烯基系单体的1种以上与丙烯腈的共聚物;偏氯乙烯、偏溴乙烯、偏氟乙烯等含卤素亚乙烯基系单体的1种以上与丙烯腈及能够与它们共聚的乙烯基系单体的共聚物等,但并不限定于这些。另外,也可以将一种以上的上述共聚物适当混合使用。
[0042] 作为上述能够与它们共聚的乙烯基系单体,例如可列举出丙烯酸及其酯、甲基丙烯酸及其酯、丙烯酰胺、甲基丙烯酰胺、乙酸乙烯酯、乙烯基磺酸及其盐、甲代烯丙基磺酸及其盐、苯乙烯磺酸及其盐、2-丙烯酰胺-2-甲基磺酸及其盐等,可以使用它们中的1种或2种以上。另外,其中至少1种为含磺酸基乙烯基系单体时,染色性提高,因此优选。
[0043] 作为上述在聚合物100质量份中含有丙烯腈30~70质量份、含卤素亚乙烯基单体70~30质量份、及能够与它们共聚的乙烯基系单体0~10质量份的聚合物(1)的具体例,例如可列举出下述的聚合物。
[0044] (1)含有丙烯腈51质量份、偏氯乙烯48质量份、苯乙烯磺酸钠1质量份的共聚物[0045] (2)含有丙烯腈43质量份、偏氯乙烯56.1质量份、2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸钠0.9质量份的共聚物
[0046] (3)含有丙烯腈57质量份、偏氯乙烯41质量份、烯丙基磺酸钠2质量份的共聚物[0047] (4)含有丙烯腈60质量份、偏氯乙烯30质量份、2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸钠10质量份的共聚物
[0048] (5)含有丙烯腈55质量份、偏氯乙烯43质量份、甲代烯丙基磺酸钠2质量份的共聚物
[0049] (6)含有丙烯腈69质量份、偏氯乙烯16质量份、2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸钠15质量份的共聚物与含有丙烯腈58质量份、偏氯乙烯42质量份的共聚物以质量比1/10混合(混合系中,丙烯腈59质量份、偏氯乙烯39.6质量份、2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸钠1.4质量份)
[0050] (7)含有丙烯腈56质量份、偏氯乙烯42质量份、2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸钠2质量份的共聚物。
[0051] 上述共聚物可以通过已知的聚合方法得到。例如,作为聚合方式,可列举出本体聚合、悬浮聚合、乳液聚合、溶液聚合等,作为聚合形态,可列举出连续式、间歇式、半间歇式等,但并不限定于这些。其中,从工业的观点出发,作为聚合方式,优选为乳液聚合和溶液聚合,作为聚合形态,优选为连续式和半间歇式。
[0052] 作为本发明的促进聚合物(1)的燃烧时的脱卤反应及燃烧时的炭化反应的至少1种金属化合物(2),可以使用促进脱卤反应及炭化反应这两种反应的选自氧化锌、碳酸锌、硫化锌、硼酸锌、锡酸锌、偏锡酸、氧化钨、氧化锆、氧化锡、氧化铜、磷酸铜、三氧化铟、钛酸钡、对甲苯磺酸锌中的金属化合物(2-1),或者将上述金属化合物(2-1)和促进脱卤反应的选自锑化合物、氧化铁、磷酸铁、草酸铁、硫化铁、氧化钼、三氧化铋、氯氧化铋、碘化铜中的金属化合物(2-2)组合使用。
[0053] 可以认为,金属化合物(2-1)促进聚合物(1)的燃烧时的脱卤反应,促进燃烧时的炭化反应的前体即多烯的生成,进而,通过脱卤而生成的金属卤化物对多烯结构起催化性作用而促进炭化。作为金属化合物(2-1),从促进脱卤反应后的炭化的方面出发,优选为使脱卤反应在200℃以下产生的化合物。特别优选为选自氧化锌、锡酸锌、碳酸锌及氧化锡中的至少一种。
[0054] 金属化合物(2-1)可以单独使用,也可以组合一种以上使用。另外,也可以将金属化合物(2-1)与选自锑化合物、氧化铁、磷酸铁、草酸铁、硫化铁、氧化钼、三氧化铋、氯氧化铋、碘化铜中的促进聚合物(1)的燃烧时的脱卤反应的金属化合物(2-2)组合使用。促进聚合物(1)的脱卤反应的金属化合物(2-2)通过促进聚合物(1)的脱卤反应,从而促进炭化反应的前体即多烯的生成,但另一方面,并不兼具促进由所生成的多烯结构开始的炭化的能力,因此单独使用金属化合物(2-2)在本发明中没有效果。
[0055] 作为金属化合物(2-2),特别优选为锑化合物。锑化合物不仅促进聚合物(1)的燃烧时的脱卤反应,而且通过脱卤而生成的锑卤化物在燃烧时的很宽的温度范围内变成气体,该气体可发挥捕捉自由基而抑制燃烧的作用、即熄火性能。
[0056] 作为上述锑化合物,可列举出三氧化锑、四氧化锑、五氧化锑等氧化锑化合物、锑酸或其盐类、氯氧化锑等无机锑化合物等,但并不限定于这些。另外也可以将它们组合使用。其中,从性能和工业上的获得性的观点出发,优选三氧化锑及五氧化锑。
[0057] 相对于含有丙烯腈30~70质量份、含卤素亚乙烯基单体和/或含卤素乙烯基单体70~30质量份、及能够与它们共聚的乙烯基系单体0~10质量份的聚合物(1)100质量份,金属化合物(2)的添加量优选为0.05~50质量份。对于下限值,更优选为0.1质量份,进一步优选为1质量份。另外,对于上限值,更优选为40质量份,进一步优选为30质量份。如果金属化合物(2)的用量为0.05~50质量份,则具有燃烧时使聚合物炭化的效果(炭化效果),能够得到对于获得所期望的高度阻燃性能所必须的炭化效果,可获得所期望的收缩率。在优选的范围内时,上述的作用效果变得更高。
[0058] 相对于含有丙烯腈30~70质量份、含卤素亚乙烯基单体和/或含卤素乙烯基单体70~30质量份、及能够与它们共聚的乙烯基系单体0~10质量份的聚合物(1)100质量份,金属化合物(2-1)的添加量优选为0.05~50质量份。对于下限值,更优选为0.1质量份,进一步优选为1质量份。另外,对于上限值,更优选为40质量份,进一步优选为30质量份。如果金属化合物(2-1)的用量为0.05~50质量份,则具有燃烧时使聚合物炭化的效果(炭化效果),能够得到对于获得所期望的高度阻燃性能所必须的炭化效果,可获得所期望的收缩率。在优选的范围内时,上述的作用效果变得更高。
[0059] 相对于含有丙烯腈30~70质量份、含卤素亚乙烯基单体和/或含卤素乙烯基单体70~30质量份、及能够与它们共聚的乙烯基系单体0~10质量份的聚合物(1)100质量份,金属化合物(2-2)的添加量为0~50质量份,优选为3~40质量份,更优选为5~30质量份。即使为0质量份,有时也可达到所期望的阻燃性能,但自熄效果少,因此在用于要求更高度的自熄效果的用途中时,优选添加3质量份以上且40质量份以下。
[0060] 作为金属化合物(2)的平均粒径,优选为3μm以下,更优选为2μm以下。如果金属化合物(2)的平均粒径为3μm以下,从避免在含卤素聚合物中添加金属化合物成分而成的纤维的制造工序上的喷嘴堵塞等故障、提高纤维的强度、纤维中的金属化合物成分粒子的分散等方面出发是优选的。金属化合物(2)的平均粒径中的下限没有特别限定,从处理性的方面出发,优选为0.01μm以上,更优选为0.05μm以上。进而对于上述金属化合物(2),为了改善结块性可以对粒子表面实施化学改性,也可以在分散于水中或有机溶剂中的状态下使用。这里,平均粒径是指中值粒径。作为中值粒径的测定方法,可以采用光散射法。
[0061] 相对于上述聚合物(1)100质量份,本发明的阻燃性合成纤维优选还含有含环氧基化合物0.1~20质量份。通过含有含环氧基化合物,从而可利用纤维制造工序中的干燥或热处理而发生交联,在纤维中形成高分子交联结构,可进一步抑制纤维的收缩。
[0062] 作为上述含环氧基化合物,可列举出含有环氧基的聚合物,例如可以为缩水甘油醚型、缩水甘油胺型、缩水甘油酯型、环状脂肪族型、或含有它们的共聚物。若考虑在纺丝浴中的溶出、相对于每单位重量的反应基(环氧基)的数目,作为缩水甘油酯型,例如优选使用聚甲基丙烯酸缩水甘油酯(重均分子量3000~100000)。
[0063] 本发明的阻燃性合成纤维中,可以根据需要含有抗静电剂、热着色防止剂、耐光性提高剂、白度提高剂、失透性防止剂、着色剂、阻燃剂等其他添加剂。
[0064] 本发明中,阻燃性合成纤维的在0.0054mN/dtex的载荷下、温度从50℃上升到300℃时的收缩变动在45%以下的范围。
[0065] 上述中,温度从50℃上升到300℃时的收缩变动是指,在50℃~300℃的温度范围内,收缩率的最高点与最低点之差。该差肯定为0以上的数值。用本申请附图中的标记来说的话,例如相当于图6~12中的箭头所示的范围。具体进行说明的话,如下所述。
[0066] 1.例如如图6和图8那样,随着温度上升而单调收缩的情况下,收缩变动=c点(i.e.300℃)的收缩率。
[0067] 2.如图9~12那样,收缩后一度伸长并再次收缩的情况下,根据一度伸长时的伸长情况,图9中收缩变动=c点的收缩率,图10中收缩变动=b点的收缩率,图11、12中收缩变动=b点的收缩率-b’点的收缩率。
[0068] 3.如图7那样,收缩后单调伸长、或者伸长过程中断开的情况下,收缩变动=箭头所示的收缩率(伸长并断开时收缩变动为∞)。
[0069] 4.图中的a点为软化开始点。在a点~b点之间,发生应力松弛引起的收缩、脱卤引起的收缩、和软化引起的“伸长”,收缩更甚于伸长。b点以后,成为脱卤引起的收缩、炭化所致的收缩(形状维持)、软化引起的“伸长”的竞争,变成下面的模式。
[0070] (1)炭化能力优异时,收缩(或形状维持)甚于伸长,成为图6和图8那样的收缩模式。
[0071] (2)炭化能力稍差时,在b点附近伸长更甚,随着温度上升而炭化更甚,在某一点(图中b’点)再次开始收缩(图9、10、11、12)。
[0072] (3)没有炭化能力时,b点以后,伸长更甚,成为图7的收缩模式。
[0073] 5.本发明中实施例的阻燃性合成纤维的收缩模式有4个(图6、图9、图10、图11)。本发明中实施例的阻燃性合成纤维的收缩模式中最优选为图6,其次为图9,再其次为图10、图11。如图6那样,应力松弛引起的收缩和脱卤引起的收缩较小,且炭化能力强,单调收缩是最优选的收缩模式,也可以是如图9、10、11那样的收缩模式,即,炭化能力有些差,即使炭化之前因软化而伸长,但在某温度以上再次发生炭化而收缩(形状维持)。其中,图中b’点中的收缩率更优选为0%以上。另外,上述阻燃性合成纤维在0.0054mN/dtex的载荷下、将温度从50℃上升至300℃时,炭化且未被切断而是残存下来。本发明中,上述阻燃性合成纤维在0.0054mN/dtex的载荷下、将温度从50℃上升到300℃时炭化且未被切断而是残存下来意味着,一边在0.0054mN/dtex的载荷下将温度从50℃上升到300℃,一边通过后述的纤维收缩率的测定方法测定纤维收缩率时,上述阻燃性合成纤维不会被切断而是残存下来。
[0074] 6.与此相对,比较例的纤维的收缩模式为图7、图8、图12。比较例的纤维的收缩模式中,图7由于升高温度时伸长或断开,因此不优选。图8虽然炭化能力优异,随着温度上升而单调收缩,但应力松弛引起的收缩(图中a~b点)过大,结果是温度从50℃上升到300℃时的收缩变动超过45%,因此不优选。图12是与图9、10相同的收缩模式,但炭化能力弱,伸长更甚,收缩变动(b点的收缩率-b’点的收缩率)超过45%,因此不优选。
[0075] 本发明的阻燃性合成纤维的单纤维强度优选为0.5~1.6cN/dtex,更优选为0.5~1.1cN/dtex。另外,本发明的阻燃性合成纤维的伸长率优选为50~90%,伸长率更优选为60~80%。本发明的阻燃性合成纤维中,在0.0054mN/dtex的载荷下、温度从50℃上升到300℃时的收缩变动容易为45%以下,可获得高阻燃性。本发明中,单纤维强度是指依据JIS L 1015测定得到的值,伸长率是指依据JIS L 1015测定得到的值。
[0076] 本发明的阻燃性合成纤维可以为短纤维,也可以为长纤维,可在使用方法中适当选择。纤度可根据所使用的复合体、纤维制品的用途而适当选择,优选为1~50dtex,更优选为1.5~30dtex,进一步优选为1.7~15dtex。切断长度可根据复合体、纤维制品的用途而适当选择。例如可列举出短切纤维(short cut fiber)(纤维长为0.1~5mm)、短纤维(纤维长为38~128mm)、或完全没有切断的长纤维(长丝)。其中,优选纤维长为38~76mm左右的短纤维。其中,与其他纤维组合时,可以与其他纤维的纤度相等,也可以较细或较粗。本发明的阻燃性合成纤维能够与其他纤维、特别是聚酯纤维复合。
[0077] 说明本发明的阻燃性合成纤维中的阻燃机制。
[0078] (1)关于金属化合物(2-1)
[0079] 作为金属化合物(2-1),例如可列举出氧化锌,据说氧化锌具有促进阻燃性合成纤维的脱卤反应的作用。另外认为,通过脱卤、脱卤化氢而生成的卤化锌(氯的情况下为氯化锌(ZnCl2))不仅对多烯结构起催化性作用而促进炭化(燃烧时的残渣变成形态保持成分),并且还有助于丙烯腈的三嗪环形成反应(纤维通过环化而收缩)。不仅是氧化锌,其他锌化合物、氨基甲酸锌、辛酸锌等有机锌化合物、或氧化锡、氧化铜等部分金属氧化物也可发挥这样的效果。另外,金属化合物(2-1)引起的炭化、环化促进作用的结果是产生的炭化物很坚固,残渣、特别是保持纤维形态的残渣的存在成为可能。使用这样的残存有加热时的残渣、特别是保持纤维形态的残渣的纤维的布帛、无纺布等复合体接触火焰时,通过该残渣能够遮断火焰。
[0080] (2)关于在0.0054mN/dtex的载荷下、温度从50℃上升到300℃时的收缩变动为45%以下
[0081] 通常,含卤素纤维表现出在加热(燃烧)时暂时收缩、其后伸长的行为。作为加热(燃烧)时收缩的主要原因,认为是a.炭化引起的收缩、和b.纺丝残余应力引起的收缩这2个主要原因。其中,a.炭化引起的收缩起因于从共聚物的脱卤反应、丙烯腈的三嗪环形成。这是来源于共聚物组成的化学反应,抑制该反应引起的收缩较困难。另一方面,b.纺丝残余收缩应力引起的收缩起因于纤维制造过程中的凝固、拉伸操作时对纤维赋予的残余应变,通过适当选择纤维的制造条件、特别是纤维制造过程中的热处理条件,能够抑制该收缩。作为热处理方法,可列举出松弛热处理、湿热150℃以上的紧张热处理、干热180℃以上的紧张热处理。其中,作为充分抑制纺丝残余应力的热处理方法,优选为松弛热处理。通过实施这些热处理,能够抑制纺丝残余收缩应力,能够使加热(燃烧)时的收缩变动、即在0.0054mN/dtex的载荷下温度从50℃上升到300℃时的收缩变动为45%以下。如果在
0.0054mN/dtex的载荷下温度从50℃上升到300℃时的收缩变动为45%以下,则表现出高阻燃性、高度的火焰遮蔽性。例如在美国的床的燃烧试验16CFR1633中,燃烧时,纤维收缩得到抑制,也不会发生如下情况:暴露于火焰的部分开孔,或者因变形而产生裂纹,火焰由此进入导致内部易燃性结构物着火而试验不合格,因此优选。从表现出更高阻燃性、更高度的火焰遮蔽性的方面出发,上述在0.0054mN/dtex的载荷下将温度从50℃上升到300℃时的收缩变动更优选为40%以下,特别优选为35%以下。另外,上述在0.0054mN/dtex的载荷下将温度从50℃上升到300℃时的收缩变动优选尽可能小,越接近0%则越优选。另外,在0.0054mN/dtex的载荷下将温度从50℃上升至300℃时,优选炭化且未被切断而是残存下来。本发明的阻燃性合成纤维由于软化温度接近于脱卤开始温度(分解点),因此如果提高热处理温度,有时产生脱卤反应而使纤维着色,或者难以赋予充分的热处理。作为其解决对策,有减少本发明的阻燃性合成纤维的丙烯腈含量而降低软化点的方法,根据该方法,能够将热处理温度设定在分解温度以下。此外,如果在加压湿热条件下,则即使在软化点温度以下也能够进行充分的热处理。
[0082] (3)关于含有环氧基的聚合物(作为一个例子,聚甲基丙烯酸缩水甘油酯(pGMA))的收缩抑制机制
[0083] 通过使pGMA在纺丝工序中反应,向纤维中引入高分子交联结构,从而抑制收缩。pGMA利用干燥或热处理的热而发生交联,认为如果存在酸催化剂的话,则更加促进交联。本发明的阻燃性合成纤维中所含的金属氧化物(三氧化锑(Sb2O3)、氧化锌(ZnO))夺取纤维中所含的聚合物中的卤素而变成卤化物(氯的情况下为SbCl3、ZnCl2),认为它们作为酸催化剂而促进pGMA的交联。
[0084] 本发明的阻燃性合成纤维可以通过将含有下述聚合物和促进燃烧时的脱卤反应及燃烧时的炭化反应的至少1种金属化合物的组合物纺丝后,进行热处理从而制造得到,所述聚合物在聚合物100质量份中,含有丙烯腈30~70质量份、含卤素亚乙烯基单体和/或含卤素乙烯基单体70~30质量份、及能够与它们共聚的乙烯基系单体0~10质量份。具体而言,可以通过湿式纺丝法、干式纺丝法、半干半湿式法等公知的方法来进行。例如在湿式纺丝法中,将上述聚合物溶解到N,N-二甲基甲酰胺、N,N-二甲基乙酰胺、丙酮、硫氰酸盐水溶液、二甲基亚砜、硝酸水溶液等溶剂中后,通过喷嘴挤出到凝固浴中而使其凝固,接着进行拉伸、水洗、干燥、热处理,根据需要赋予卷缩并切断,从而得到制品。上述溶剂优选为N,N-二甲基甲酰胺、N,N-二甲基乙酰胺、丙酮,进而N,N-二甲基甲酰胺、丙酮由于能够在工业上处理因而优选。
[0085] 另外,只要在0.0054mN/dtex的载荷下、温度从50℃上升到300℃时的收缩变动达到45%以下的范围内,也可以在纺出后、热处理前施加拉伸。即,本发明的阻燃性合成纤维的制造也可以通过下述方式进行:将含有上述组合物的纺丝液挤出(纺出),进行一次拉伸和水洗,然后进行干燥、二次拉伸,并进行热处理。本发明中,一次拉伸是指在纺出后、干燥之前的纤维制造工序(纺丝工序)中进行拉伸的操作,二次拉伸是指在从干燥到热处理为止的纺丝工序中进行拉伸的操作。另外,只要在干燥工序之前,一次拉伸可以在任意工序中进行,例如可以在水洗前、水洗过程中、水洗后进行,或者从水洗中到水洗后连续进行。
[0086] 本发明的阻燃性合成纤维的制造中,拉伸倍率(倍)乘以缓和倍率(倍)而得到的总拉伸倍率(倍)(拉伸倍率(倍)×缓和倍率(倍))优选低于4.5倍,更优选低于4.1倍,特别优选为3.2倍以下。由此能够进一步抑制纺丝残余收缩应力,能够得到更高的阻燃性。另外,上述总拉伸倍率(倍)优选为0.1倍以上,更优选为1.0倍以上。
[0087] 本发明中拉伸倍率(倍)是指在进行热处理前的纤维制造工序(纺丝工序)中纤维长被拉伸的比例。上述进行热处理前的纺丝工序例如包括凝固工序(纺丝液的挤出)、水洗工序(也包括一边水洗一边拉伸的情况)、干燥工序、拉伸工序等处理。如果假定纤维长不变的处理、例如丝条(纤维的束)在2根辊间移动时的处理,则入侧辊速度与出侧辊速度相同时,拉伸倍率为1.0倍,如果假定纤维长变成3倍的处理、例如丝条(纤维的束)在2根辊间移动时的处理,则出侧辊速度相对于入侧辊速度为3倍时,拉伸倍率为3.0倍。上述拉伸倍率没有特别限定,但从纤维的生产率、纤维强度的表现、以及使在0.0054mN/dtex的载荷下温度从50℃上升到300℃时的收缩变动为45%以下的方面出发,优选为1.0~10.0倍。另外,作为上述拉伸倍率的下限值,更优选为2.0倍,特别优选为3.0倍,作为上限值,更优选为9.0倍,特别优选为8.0倍。另外,在进行热处理前的多个纺丝工序中赋予多次拉伸时,本发明中的拉伸倍率变成各拉伸赋予工序中的拉伸倍率的乘积。例如如上所述,在纤维制造工序中进行一次拉伸及二次拉伸时,拉伸倍率变成一次拉伸倍率乘以二次拉伸倍率的乘积。这种情况下,如果拉伸倍率相同,则优选一次拉伸所带来的贡献大于二次拉伸。作为更优选的方式,可列举出仅通过一次拉伸施加拉伸。并且,一次拉伸倍率优选为8倍以下,更优选为6倍以下,特别优选为5倍以下。另外,二次拉伸倍率优选为3倍以下,更优选为1.2倍以下。
[0088] 另外,本发明中缓和倍率(倍)是指上述热处理工序中纤维收缩的比例。具体而言,是指在纤维制造工序(纺丝工序)中的热处理工序中、例如在包括凝固工序(纺丝液的挤出)、水洗工序(也包括一边水洗一边拉伸的情况)、干燥工序、拉伸工序等的处理工序后进行的热处理工序中使纤维长收缩的比例。例如赋予纤维长不变的热处理时,缓和倍率变成1.0倍,赋予纤维长为50%的热处理时,缓和倍率变成0.5倍。作为上述缓和倍率,没有特别限定,但从使在0.0054mN/dtex的载荷下、温度从50℃上升到300℃时的收缩变动为45%以下的方面出发,优选为0.3~1.0倍。并且,作为上述缓和倍率的下限值,更优选为
0.4倍,特别优选为0.5倍,作为上限值,更优选为0.9倍,特别优选为0.85倍。
[0089] 本发明的热处理有松弛热处理和紧张热处理。本发明中所说的松弛热处理是指,例如如果假定在丝条(纤维的束)在2根辊间移动时赋予热处理,则指在纤维不会收缩的温度条件下且2根辊的旋转速度相同的情况下在辊间移动时的丝条的状态(定长状态)、或移动的丝条比其松弛的状态(松弛状态)下的热处理。另外,即使由于热处理而导致2根辊间纤维收缩的情况下,只要纤维受到的张力与上述状态为同一水平,则也为松弛热处理。另外,本发明中所说的紧张热处理是指,在上述松弛热处理中的丝条的状态以外的状态、例如超过在纤维不会收缩的温度条件下且2根辊的旋转速度相同的情况下在辊间移动时的丝条的状态(定长状态)而使纤维受到的张力更大的状态(紧张状态)下的热处理。另外,即使由于热处理而导致2根辊间纤维收缩的情况下,只要纤维受到的张力与上述状态为同一水平,则也为紧张热处理。并且,不使用辊的情况下,只要是与松弛热处理中的丝条的状态为同等的张力状态下的热处理,也为松弛热处理,只要是与紧张热处理中的丝条的状态为同等的张力状态下的热处理,也为紧张热处理。
[0090] 作为本发明的阻燃性合成纤维的热处理方法,可以是一般的热处理方法即干热处理法、湿热处理法中的任一种方法。本发明中的湿热处理定义为在含有水蒸汽的气氛(湿润空气)中的加热状态的处理。作为上述气氛,为相对湿度30%以上,优选为相对湿度50%以上,更优选为相对湿度70%以上,特别优选为相对湿度100%(饱和水蒸汽条件)。相对湿度越高,收缩变动率、纤维白度等越良好。进而,作为湿热处理法,可列举出加热水蒸汽处理法、湿热加压蒸汽处理法,但并不限定于此。进而,为湿热加压蒸汽处理法时,作为赋予湿热的方式,没有特别限定,例如可列举出向装有丝条的装置内投入蒸汽的方法、向装有丝条的装置内投入蒸汽以达到饱和水蒸汽条件的方法、在利用另外安装的热风制造机(加热器)向装有丝条的装置中投入热风的基础上投入蒸汽的方法等。作为热处理时的纤维(丝条)的张力状态,可以是松弛、紧张中的任一种状态。另外,这里,松弛状态包括定长状态。作为它们的组合,可列举出干热紧张热处理法、干热松弛热处理法、加热水蒸汽紧张热处理法、加热水蒸汽松弛热处理法、湿热加压蒸汽紧张热处理法、湿热加压蒸汽松弛热处理法,优选为干热松弛热处理法、加热水蒸汽松弛热处理法、湿热加压蒸汽松弛热处理法,更优选为干热松弛热处理法、湿热加压蒸汽松弛热处理法。另外,也可以将这些方法、纤维的纤维(丝条)的张力状态多种组合来形成热处理工序。
[0091] 通常,阻燃性合成纤维的热处理中,处理温度越高,越能够降低纺丝残余收缩应力,但特别是在湿热处理、进而在湿热加压蒸汽中进行处理的情况下,即使热处理所需要的热在阻燃性合成纤维的软化温度或分解温度以下也会传递至纤维内部,因此不会着色或降低强度,能进行充分的热处理。上述热处理可以通过连续式或分批式处理来进行。特别是使用丙烯腈超过50质量份的共聚物的情况下,优选为加热水蒸汽处理法、湿热加压蒸汽处理法,在使用丙烯腈为50质量份以下的共聚物的情况下,优选为干热处理法、湿热加压蒸汽处理法。任一种方法中纤维的着色均少。关于热处理温度,在松弛热处理的情况下,若为干热处理法,则为120~200℃,优选为140~180℃,更优选为150~170℃,若为湿热加压蒸汽处理法,则为80~160℃,优选为90~150℃,更优选为100~140℃,若为加热水蒸汽处理法,则为140~230℃,优选为150~210℃,更优选为160~190℃。在紧张热处理的情况下,若为干热处理法,则为180~260℃,优选为180~240℃,若为湿热加压蒸汽处理法,则为150~230℃,优选为160~210℃,若为加热水蒸汽处理法,则为160~250℃,优选为170~220℃。热处理温度的上限没有特别限定,但从上述阻燃性合成纤维的着色及工业上的观点出发,为300℃,优选为250℃,更优选为220℃。
[0092] 本发明中,作为热处理,优选进行松弛热处理或180℃以上的干热紧张热处理或150℃以上的湿热紧张热处理。容易获得在0.0054mN/dtex的载荷下、温度从50℃上升到
300℃时的收缩变动为45%以下的阻燃性合成纤维。另外,作为热处理,更优选进行松弛热处理,特别优选在90~150℃的湿热中进行松弛热处理。另外,本发明中所说的热处理是指加热下使纤维收缩从而降低、除去纺丝收缩应力。
[0093] 本发明的阻燃性合成纤维当然可以单独使用,也可以与天然纤维、再生纤维、其他合成纤维等组合使用。
[0094] 本发明的阻燃纤维集合体(composite)是指含有本发明的阻燃性合成纤维的物体,是指填充物等的棉、无纺布、织物、编织物、花边网眼织物、编带等。
[0095] 本发明的阻燃纤维复合体(mixture)是作为本发明的阻燃纤维集合体的一个例子,指本发明的阻燃性合成纤维与其他纤维组合而形成的复合体。本发明中,阻燃纤维复合体包含上述阻燃性合成纤维10质量%以上、选自天然纤维、再生纤维及上述阻燃性合成纤维以外的合成纤维中的至少1种纤维90质量%以下。另外,上述阻燃纤维复合体中的阻燃性合成纤维的含量的上限优选为90质量%以下,选自天然纤维、再生纤维及上述阻燃性合成纤维以外的合成纤维中的至少1种纤维的含量的下限优选为10质量%以上。
[0096] 作为天然纤维,有棉花纤维、木棉纤维(kapok fiber)、亚麻纤维、大麻纤维、苎麻纤维、黄麻纤维、马尼拉麻纤维、洋麻纤维、羊毛纤维、马海毛纤维、开士米纤维、骆驼毛纤维、阿尔帕卡纤维、安哥拉纤维、绢纤维等。作为再生纤维,有再生纤维素纤维(人造丝、波里诺西克(polynosic)、旭化成公司制造的商品名“キユプラ”、Lenzing公司制造的商品名“Tencel”、Lenzing公司制造的商品名“Lenzing Modal”)、再生胶原纤维、再生蛋白纤维、醋酸纤维素纤维、普罗米克斯(promix)纤维等。作为合成纤维,有聚酯纤维、聚酰胺纤维、聚乳酸纤维、丙烯腈系纤维、聚烯烃纤维、聚乙烯醇纤维、聚氯乙烯纤维、聚偏氯乙烯纤维(旭化成纤维公司制造的商品名“サラン”)、波莱克勒尔聚氯乙烯醇(polychlal)纤维、聚乙烯纤维(东洋纺公司制造的商品名“Dyneema”)、聚氨酯纤维、聚氧亚甲基纤维、聚四氟乙烯纤维、芳族聚酰胺纤维(杜邦公司制造的商品名“Kevler”、商品名“Nomex”、帝人公司制造的商品名“Technora”、商品名“Twaron”、商品名“Conex”)、苯甲酸酯纤维、聚苯硫醚纤维(东洋纺公司制造的商品名“Procon”)、聚醚醚酮纤维、聚吲哚(polybenzazole)纤维、聚酰亚胺纤维(东洋纺公司制造的商品名“P84”)、聚酰胺酰亚胺纤维(Kermel公司制造的商品名“Kermel”)等。另外,作为合成纤维,也可以使用阻燃聚酯(东洋纺公司制造的商品名“Heim”、Trevira公司制造的商品名“Trevira CS”)、聚萘二甲酸乙二醇酯纤维(帝人公司制造的商品名“Teonex”)、三聚氰胺纤维(Basofil Fiber,LLC.制商品名“Basofil”)、丙烯酸酯纤维(东洋纺公司制造的商品名“MOIS CARE”)、polybenzoxide纤维(东洋纺公司制造的商品名“Zylon”)等。进而,作为再生纤维,有特殊再生纤维素纤维(含有水玻璃的人造丝纤维:Sateri公司制商品名“Visil”、DAIWABO公司制商品名“FR Corona”)、涂布有阻燃剂的后加工阻燃纤维素纤维、原材料阻燃人造丝纤维(Lenzing公司制造的商品名“Lenzing FR”)等。此外,有氧化丙烯腈系纤维、碳纤维、玻璃纤维、活性炭纤维等。
[0097] 其中,优选为棉花纤维、人造丝纤维、含水玻璃人造丝纤维、聚酯纤维、芳族聚酰胺纤维及三聚氰胺纤维,特别优选为聚酯纤维,成本也便宜,特别是无纺布的情况下,具有蓬松性。另外,棉花纤维、人造丝纤维、含水玻璃人造丝纤维、芳族聚酰胺纤维及三聚氰胺纤维从进一步赋予阻燃性的方面来看而优选。上述阻燃性合成纤维以外的合成纤维为聚酯系纤维,且在阻燃纤维复合体中的含量优选为20质量%以上,更优选为30质量%以上,特别优选为40质量%以上。另外,上限值优选为90质量%以下。
[0098] 本发明中,作为阻燃纤维复合体,有混棉、混纺、混纤、并丝、合丝、芯鞘等复合丝、交织、交编、层叠等,作为具体的形态,有填充物等的棉、无纺布、织物、编织物、花边网眼织物、编带等。
[0099] 作为填充物等的棉,有开纤棉、棉球、棉网、成形后的棉等。
[0100] 作为无纺布,有湿式抄造无纺布、梳理无纺布、气流成网无纺布、热粘合无纺布、化学粘合无纺布、针刺无纺布、水刺无纺布、缝编(stitch bond)无纺布等。热粘合无纺布、针刺无纺布在工业上廉价。另外,无纺布可以具有在厚度、宽度、长度方向上均匀的结构、明确的层叠结构、不明确的层叠结构中的任一种结构。
[0101] 作为织物,有平纹织物、斜纹织物、缎纹织物、变化平纹织物、变化斜纹织物、变化缎纹织物、花式织物、提花织物、单层组织、双层组织、多重组织、经编起绒织物、纬编起绒织物、沙罗织物等。平纹织物、缎纹织物、提花织物作为商品的手感和强度等优异。
[0102] 作为编织物,包括圆编、纬编、经编、毛圈编织等,有平针编织物、平针织物、罗纹(rib)编织物、双罗纹编织物(双罗纹针织物)、罗纹(gom)编织物、双反面编织物、单梳栉经平组织、经绒组织、经编缎纹组织、编链组织、衬垫组织等。平针织物、罗纹(rib)编织物作为商品的手感优异。
[0103] 本发明的纤维制品(application)包含上述阻燃纤维集合体,是以下示出一个例子的制品等的总称。作为上述纤维制品,作为一个例子有下述物品。
[0104] (1)衣类及日用品材料
[0105] 衣服(包括外衣、内衣、毛衣、背心、裤子等)、手套、袜子、围巾、帽子、寝具、枕、坐垫、包缝等
[0106] (2)特殊服装
[0107] 防护服、消防服、工作服、防寒服等
[0108] (3)室内装饰材料
[0109] 椅子套、窗帘、壁纸、地毯等
[0110] (4)产业资材
[0111] 过滤器、耐火填充物、内衬材料等。
[0112] 例如使用本发明的纤维制品来制造寝具或家具、例如床垫、枕头、盖被(comforter)、床罩(bed spread)、床垫衬(mattress pad)、被褥、坐垫、椅子等的阻燃性布饰制品时,能够得到具有阻燃性、且具有手感、触感、色调、吸湿性等优异特性的布饰制品。作为床垫,例如有内部使用金属制弹簧圈的袋装弹簧床垫(Pocket Coil Mattress)、盒装弹簧床垫Box Coil Mattress、或内部使用使苯乙烯或聚氨酯树脂等发泡而得到的绝缘体(insulator)和低回弹聚氨酯的床垫等。利用本发明的阻燃性合成纤维的阻燃性,能够防止火焰蔓延至上述床垫内部的结构体,因此,对于任意结构的床垫,均能够同时获得阻燃性以及手感和触感优异的床垫。作为椅子,可列举出屋内使用的凳子、长条椅、无扶手的直背椅子、扶手椅、躺椅·沙发、组合式椅子(sectional chair、separate chair)、摇摆椅、折叠椅、叠椅(stacking chair)、转椅(swivel chair)、或屋外车辆用座位等所使用的汽车座席、船舶用座位、飞机用座位、火车用座位等,在这些当中,均能够同时获得具有作为通常的家具所要求的外观、触感以及防止火焰蔓延至内部的功能的阻燃性制品。
[0113] 作为对阻燃性布饰制品应用含有本发明的阻燃性合成纤维和/或阻燃纤维复合体的坯布(以下,称为本发明的坯布)的方法,可以以织物或编织物的形态用于表面的布料,也可以以织物、编织物、无纺布的形态夹入表面的布料和内部结构物例如聚氨酯泡沫或填充棉之间。用于表面的布料的情况下,只要使用本发明的坯布来代替以往的表面的布料即可。另外,在表面坯布和内部结构物之间夹持织物或编织物的情况下,可以按照将2片表面坯布重叠的要点夹入,也可以用本发明的坯布包覆内部结构物。在表面坯布和内部结构物之间夹持本发明的坯布的情况下,对内部结构物整体,至少与表面的布料接触的部分,务必在内部结构物的外侧覆盖本发明的坯布,再从其上铺设表面的布料。实施例
[0114] 以下,通过实施例对本发明进行更详细的说明,但本发明并不限定于所述实施例。另外,下述的实施例中“%”表示“质量%”。
[0115] (促进脱卤反应的评价方法)
[0116] 促进脱卤反应的评价方法用差示热·热重量测定计(Seiko Instruments Inc.制、商品名“TG/DTA220”)如下实施。
[0117] 将由丙烯腈51.5质量份、含卤素亚乙烯基单体47.4质量份及苯乙烯磺酸钠1.1质量份构成的聚合物(1)5mg在空气条件下(气体流量:200ml/min、升温速度:20℃/min)进行加热时,测定重量开始减少的温度。本发明中,将该重量开始减少的温度定义为脱卤开始温度。测定得到的脱卤开始温度为243℃。
[0118] 接着,相对于上述聚合物(1)100质量份,添加10质量份下述表1所示的金属化合物,将充分混合后的试样5mg在空气条件下(气体流量:200ml/min、升温速度:20℃/min)进行加热。此时,脱卤开始温度低于243℃的情况下,判断为促进了脱卤反应,设为A。另外,脱卤开始温度为243℃以上的情况下,判断为未促进脱卤反应,设为B。各金属化合物的评价结果示于表1中。
[0119] (促进炭化反应的评价方法)
[0120] 促进炭化反应的评价方法用差示热·热重量测定计(Seiko Instruments Inc.制、商品名“TG/DTA220”)如下实施。
[0121] 将由丙烯腈51.5质量份、含卤素亚乙烯基单体47.4质量份及苯乙烯磺酸钠1.1质量份构成的聚合物(1)5mg在空气条件下(气体流量:200ml/min、升温速度:20℃/min)进行加热时,测定500℃下的残余重量率。其结果是,残余重量率为52%。
[0122] 接着,相对于上述聚合物(1)100质量份,添加10质量份下述表1所示的金属化合物,将充分混合后的试样5mg在空气条件下(气体流量:200ml/min、升温速度:20℃/min)进行加热。此时,500℃中的残余重量率为47%以上的情况下,判断为促进了炭化反应,设为A。另外,500℃中的残余重量率低于47%的情况下,判断为未促进炭化反应,设为B。各金属化合物的评价结果示于下述表1中。
[0123] [表1]
[0124]
[0125] (含卤素纤维的制造例1~9)
[0126] 将由丙烯腈51%、偏氯乙烯48%及对苯乙烯磺酸钠1%构成的共聚物溶解到丙酮中,使树脂浓度达到30%,相对于所得到的树脂溶液的树脂100质量份,以下述表2所示的添加量添加作为金属化合物(2-1)的氧化锌(氧化锌JIS3种)、作为金属化合物(2-2)的三氧化锑、作为含环氧基化合物的聚甲基丙烯酸缩水甘油酯(重均分子量40000),制成纺丝原液。用喷嘴孔径为0.10mm及孔数为1000孔的喷嘴将该纺丝原液挤出到30%丙酮水溶液中,一边进行一次拉伸一边进行水洗后,在120℃下干燥,再在湿热加压蒸汽中(饱和水蒸汽)123℃下、以无紧张的状态松弛处理15分钟,进而切断,从而得到含卤素纤维。所得到的纤维是纤度为7.8dtex、切断长度为64mm的短纤维。
[0127] (含卤素纤维的制造例10、11)
[0128] 将由丙烯腈43%、偏氯乙烯56%及对苯乙烯磺酸钠1%构成的共聚物溶解到丙酮中,使树脂浓度达到30%,相对于所得到的树脂溶液的树脂100质量份,以下述表2所示的添加量添加作为金属化合物(2-1)的氧化锌(氧化锌JIS3种)、作为金属化合物(2-2)的三氧化锑、作为含环氧基化合物的聚甲基丙烯酸缩水甘油酯(重均分子量40000),制成纺丝原液。用喷嘴孔径为0.10mm及孔数为1000孔的喷嘴将该纺丝原液挤出到30%丙酮水溶液中,一边进行一次拉伸一边进行水洗后,在120℃下干燥,再在170℃下、以无紧张的状态干热松弛处理2分钟,进而切断,从而得到含卤素纤维。所得到的纤维是纤度为7.8dtex、切断长度为64mm的短纤维。
[0129] (含卤素纤维的制造例12)
[0130] 将由丙烯腈38%、偏氯乙烯61%及对苯乙烯磺酸钠1%构成的共聚物溶解到丙酮中,使树脂浓度达到30%,相对于所得到的树脂溶液的树脂100质量份,以下述表2所示的添加量添加作为金属化合物(2-1)的氧化锌(氧化锌JIS3种)、作为金属化合物(2-2)的三氧化锑、作为含环氧基化合物的聚甲基丙烯酸缩水甘油酯(重均分子量40000),制成纺丝原液。用喷嘴孔径为0.10mm及孔数为1000孔的喷嘴将该纺丝原液挤出到30%丙酮水溶液中,一边进行一次拉伸一边进行水洗后,在120℃下干燥,再在170℃下、以无紧张的状态干热松弛处理2分钟,进而切断,从而得到含卤素纤维。所得到的纤维是纤度为7.8dtex、切断长度为64mm的短纤维。
[0131] (含卤素纤维的制造例13)
[0132] 将由丙烯腈51%、偏氯乙烯48%及对苯乙烯磺酸钠1%构成的共聚物溶解到丙酮中,使树脂浓度达到30%,相对于所得到的树脂溶液的树脂100质量份,以下述表2所示的添加量添加作为金属化合物(2-1)的氧化锌(氧化锌JIS3种)、作为金属化合物(2-2)的三氧化锑,制成纺丝原液。用喷嘴孔径为0.10mm及孔数为1000孔的喷嘴将该纺丝原液挤出到30%丙酮水溶液中,一边进行一次拉伸一边进行水洗后,在120℃下干燥,再在185℃下干热紧张热处理2分钟,进而切断,从而得到含卤素纤维。所得到的纤维是纤度为7.8dtex、切断长度为64mm的短纤维。
[0133] (含卤素纤维的制造例14)
[0134] 将由丙烯腈51%、偏氯乙烯48%及对苯乙烯磺酸钠1%构成的共聚物溶解到丙酮中,使树脂浓度达到30%,相对于所得到的树脂溶液的树脂100质量份,以下述表2所示的添加量添加作为金属化合物(2-1)的氧化锌(氧化锌JIS3种)、作为金属化合物(2-2)的三氧化锑、作为含环氧基化合物的聚甲基丙烯酸缩水甘油酯(重均分子量40000),制成纺丝原液。用喷嘴孔径为0.10mm及孔数为1000孔的喷嘴将该纺丝原液挤出到30%丙酮水溶液中,一边进行一次拉伸一边进行水洗后,在120℃下干燥,再在湿热加压蒸汽中(饱和水蒸汽)150℃下、湿热紧张热处理15分钟,进而切断,从而得到含卤素纤维。所得到的纤维是纤度为7.8dtex、切断长度为64mm的短纤维。
[0135] (含卤素纤维的制造例15)
[0136] 将由丙烯腈51%、偏氯乙烯48%及对苯乙烯磺酸钠1%构成的共聚物溶解到丙酮中,使树脂浓度达到30%,相对于所得到的树脂溶液的树脂100质量份,以下述表2所示的添加量添加作为金属化合物(2-1)的氧化锌(氧化锌JIS3种)、作为金属化合物(2-2)的三氧化锑、作为含环氧基化合物的聚甲基丙烯酸缩水甘油酯(重均分子量40000),制成纺丝原液。用喷嘴孔径为0.10mm及喷嘴孔径为0.12mm、孔数为1000孔的喷嘴将该纺丝原液挤出到30%丙酮水溶液中,一边进行一次拉伸一边进行水洗后,在120℃下干燥,然后在120℃下进行二次拉伸,再在湿热加压蒸汽中(饱和水蒸汽)123℃下、以无紧张的状态松弛处理10分钟,进而切断,从而得到含卤素纤维。所得到的纤维是纤度分别为7.8dtex、切断长度为64mm的短纤维。
[0137] (含卤素纤维的制造例16)
[0138] 将由丙烯腈51%、偏氯乙烯48%及对苯乙烯磺酸钠1%构成的共聚物溶解到丙酮中,使树脂浓度达到30%,相对于所得到的树脂溶液的树脂100质量份,以下述表2所示的添加量添加作为金属化合物(2-1)的氧化锌(氧化锌JIS3种)、作为金属化合物(2-2)的三氧化锑、作为含环氧基化合物的甲酚酚醛清漆环氧树脂(日本化药社制商品名“EOCN-104S”),制成纺丝原液。用喷嘴孔径为0.10mm及孔数为1000孔的喷嘴将该纺丝原液挤出到30%丙酮水溶液中,一边进行一次拉伸一边进行水洗后,在120℃下干燥,再在湿热加压蒸汽中(饱和水蒸汽)123℃下、以无紧张的状态松弛处理15分钟,进而切断,从而得到含卤素纤维。所得到的纤维是纤度为7.8dtex、切断长度为64mm的短纤维。
[0139] (含卤素纤维的制造例17)
[0140] 将由丙烯腈51%、偏氯乙烯48%及对苯乙烯磺酸钠1%构成的共聚物溶解到丙酮中,使树脂浓度达到30%,相对于所得到的树脂溶液的树脂100质量份,以下述表2所示的添加量添加作为金属化合物(2-1)的氧化锌(氧化锌JIS3种)、作为金属化合物(2-2)的五氧化锑、作为含环氧基化合物的聚甲基丙烯酸缩水甘油酯(重均分子量40000),制成纺丝原液。用喷嘴孔径为0.10mm及孔数为1000孔的喷嘴将该纺丝原液挤出到30%丙酮水溶液中,一边进行一次拉伸一边进行水洗后,在120℃下干燥,再在湿热加压蒸汽中(饱和水蒸汽)123℃下、以无紧张的状态松弛处理15分钟,进而切断,从而得到含卤素纤维。所得到的纤维是纤度为7.8dtex、切断长度为64mm的短纤维。
[0141] (含卤素纤维的制造例18)
[0142] 将由丙烯腈51%、偏氯乙烯48%及对苯乙烯磺酸钠1%构成的共聚物溶解到丙酮中,使树脂浓度达到30%,相对于所得到的树脂溶液的树脂100质量份,以下述表2所示的添加量添加作为金属化合物(2-1)的氧化锌(氧化锌JIS3种)、作为金属化合物(2-2)的碘化铜,制成纺丝原液。用喷嘴孔径为0.10mm及孔数为1000孔的喷嘴将该纺丝原液挤出到30%丙酮水溶液中,一边进行一次拉伸一边进行水洗后,在120℃下干燥,然后在120℃下进行二次拉伸,再在湿热加压蒸汽中(饱和水蒸汽)123℃下、以无紧张的状态松弛处理15分钟,进而切断,从而得到含卤素纤维。所得到的纤维是纤度为7.8dtex、切断长度为64mm的短纤维。
[0143] (含卤素纤维的制造例19)
[0144] 将由丙烯腈51%、偏氯乙烯48%及对苯乙烯磺酸钠1%构成的共聚物溶解到丙酮中,使树脂浓度达到30%,相对于所得到的树脂溶液的树脂100质量份,以下述表2所示的添加量,作为金属化合物(2-1)的氧化锡、作为金属化合物(2-2)的三氧化锑、作为含环氧基化合物的聚甲基丙烯酸缩水甘油酯(重均分子量40000),制成纺丝原液。用喷嘴孔径为0.10mm及孔数为1000孔的喷嘴将该纺丝原液挤出到30%丙酮水溶液中,一边进行一次拉伸一边进行水洗后,在120℃下干燥,再在湿热加压蒸汽中(饱和水蒸汽)、123℃下、以无紧张的状态松弛处理15分钟,进而切断,从而得到含卤素纤维。所得到的纤维是纤度为7.8dtex、切断长度为64mm的短纤维。
[0145] (含卤素纤维的制造例20)
[0146] 将由丙烯腈51%、偏氯乙烯48%及对苯乙烯磺酸钠1%构成的共聚物溶解到丙酮中,使树脂浓度达到30%,相对于所得到的树脂溶液的树脂100质量份,以下述表2所示的添加量,作为金属化合物(2-1)的碳酸锌、作为金属化合物(2-2)的三氧化锑,制成纺丝原液。用喷嘴孔径为0.10mm及孔数为1000孔的喷嘴将该纺丝原液挤出到30%丙酮水溶液中,一边进行一次拉伸一边进行水洗后,在120℃下干燥,再在湿热加压蒸汽中(饱和水蒸汽)123℃下、以无紧张的状态松弛处理15分钟,进而切断,从而得到含卤素纤维。所得到的纤维是纤度为7.8dtex、切断长度为64mm的短纤维。
[0147] (含卤素纤维的制造例21、27)
[0148] 将由丙烯腈51%、偏氯乙烯48%及对苯乙烯磺酸钠1%构成的共聚物溶解到丙酮中,使树脂浓度达到30%,相对于所得到的树脂溶液的树脂100质量份,以下述表2所示的添加量添加作为金属化合物(2-1)的氧化锌(氧化锌JIS3种)、作为金属化合物(2-2)的三氧化锑、作为含环氧基化合物的聚甲基丙烯酸缩水甘油酯(重均分子量40000),制成纺丝原液。将该纺丝原液分别用喷嘴孔径为0.10mm及喷嘴孔径为0.12mm、孔数为1000孔的喷嘴挤出到30%丙酮水溶液中,一边进行一次拉伸一边进行水洗后,在120℃下干燥,再在湿热加压蒸汽中(饱和水蒸汽)110℃下、以无紧张的状态松弛处理30分钟,进而切断,从而得到含卤素纤维。所得到的纤维是纤度分别为7.8dtex、11dtex、切断长度为64mm的短纤维。
[0149] (含卤素纤维的制造例22、28)
[0150] 将由丙烯腈51%、偏氯乙烯48%及对苯乙烯磺酸钠1%构成的共聚物溶解到丙酮中,使树脂浓度达到30%,相对于所得到的树脂溶液的树脂100质量份,以下述表2所示的添加量添加作为金属化合物(2-1)的氧化锌(氧化锌JIS3种)、作为金属化合物(2-2)的三氧化锑、作为含环氧基化合物的聚甲基丙烯酸缩水甘油酯(重均分子量40000),制成纺丝原液。将该纺丝原液分别用喷嘴孔径为0.10mm及喷嘴孔径为0.12mm、孔数为1000孔的喷嘴挤出到30%丙酮水溶液中,一边进行一次拉伸一边进行水洗后,在120℃下干燥,再在湿热加压蒸汽中(饱和水蒸汽)120℃下、以无紧张的状态松弛处理10分钟,进而切断,从而得到含卤素纤维。所得到的纤维是纤度分别为7.8dtex、11dtex、切断长度为64mm的短纤维。
[0151] (含卤素纤维的制造例23、29)
[0152] 将由丙烯腈51%、偏氯乙烯48%及对苯乙烯磺酸钠1%构成的共聚物溶解到丙酮中,使树脂浓度达到30%,相对于所得到的树脂溶液的树脂100质量份,以下述表2所示的添加量添加作为金属化合物(2-1)的氧化锌(氧化锌JIS3种)、作为金属化合物(2-2)的三氧化锑、作为含环氧基化合物的聚甲基丙烯酸缩水甘油酯(重均分子量40000),制成纺丝原液。将该纺丝原液分别用喷嘴孔径为0.10mm及喷嘴孔径为0.12mm、孔数为1000孔的喷嘴挤出到30%丙酮水溶液中,一边进行一次拉伸一边进行水洗后,在120℃下干燥,再在湿热加压蒸汽中(饱和水蒸汽)123℃下、以无紧张的状态松弛处理10分钟,进而切断,从而得到含卤素纤维。所得到的纤维是纤度分别为7.8dtex、11dtex、切断长度为64mm的短纤维。
[0153] (含卤素纤维的制造例24、30)
[0154] 将由丙烯腈51%、偏氯乙烯48%及对苯乙烯磺酸钠1%构成的共聚物溶解到丙酮中,使树脂浓度达到30%,相对于所得到的树脂溶液的树脂100质量份,以下述表2所示的添加量添加作为金属化合物(2-1)的氧化锌(氧化锌JIS3种)、作为金属化合物(2-2)的三氧化锑、作为含环氧基化合物的聚甲基丙烯酸缩水甘油酯(重均分子量40000),制成纺丝原液。将该纺丝原液分别用喷嘴孔径为0.10mm及喷嘴孔径为0.12mm、孔数为1000孔的喷嘴挤出到30%丙酮水溶液中,一边进行一次拉伸一边进行水洗后,在120℃下干燥,再在湿热加压蒸汽中(饱和水蒸汽)123℃下、以无紧张的状态松弛处理30分钟,进而切断,从而得到含卤素纤维。所得到的纤维是纤度分别为7.8dtex、11dtex、切断长度为64mm的短纤维。
[0155] (含卤素纤维的制造例25、31)
[0156] 将由丙烯腈51%、偏氯乙烯48%及对苯乙烯磺酸钠1%构成的共聚物溶解到丙酮中,使树脂浓度达到30%,相对于所得到的树脂溶液的树脂100质量份,以下述表2所示的添加量添加作为金属化合物(2-1)的氧化锌(氧化锌JIS3种)、作为金属化合物(2-2)的三氧化锑、作为含环氧基化合物的聚甲基丙烯酸缩水甘油酯(重均分子量40000),制成纺丝原液。将该纺丝原液分别用喷嘴孔径为0.10mm及喷嘴孔径为0.12mm、孔数为1000孔的喷嘴挤出到30%丙酮水溶液中,一边进行一次拉伸一边进行水洗后,在120℃下干燥,再在湿热加压蒸汽中(饱和水蒸汽)130℃下、以无紧张的状态松弛处理5分钟,进而切断,从而得到含卤素纤维。所得到的纤维是纤度分别为7.8dtex、11dtex、切断长度为64mm的短纤维。
[0157] (含卤素纤维的制造例26、32)
[0158] 将由丙烯腈51%、偏氯乙烯48%及对苯乙烯磺酸钠1%构成的共聚物溶解到丙酮中,使树脂浓度达到30%,相对于所得到的树脂溶液的树脂100质量份,以下述表2所示的添加量添加作为金属化合物(2-1)的氧化锌(氧化锌JIS3种)、作为金属化合物(2-2)的三氧化锑、作为含环氧基化合物的聚甲基丙烯酸缩水甘油酯(重均分子量40000),制成纺丝原液。将该纺丝原液分别用喷嘴孔径为0.10mm及喷嘴孔径为0.12mm、孔数为1000孔的喷嘴挤出到30%丙酮水溶液中,一边进行一次拉伸一边进行水洗后,在120℃下干燥,再在湿热加压蒸汽中(饱和水蒸汽)130℃下、以无紧张的状态松弛处理20分钟,进而切断,从而得到含卤素纤维。所得到的纤维是纤度分别为7.8dtex、11dtex、切断长度为64mm的短纤维。
[0159] (含卤素纤维的制造例33)
[0160] 将由丙烯腈57%、偏氯乙烯41%及烯丙基磺酸钠2%构成的共聚物溶解到二甲基甲酰胺中,使树脂浓度达到25%,相对于所得到的树脂溶液的树脂100质量份,以下述表2所示的添加量添加作为金属化合物(2-1)的氧化锌(氧化锌JIS3种)、作为金属化合物(2-2)的五氧化锑,制成纺丝原液。将该纺丝原液用喷嘴孔径为0.06mm及孔数为1000孔的喷嘴挤出到55%二甲基甲酰胺水溶液中,一边进行一次拉伸一边进行水洗后,在120℃下干燥,再在湿热加压蒸汽中(饱和水蒸汽)130℃下、以无紧张的状态松弛处理15分钟,进而切断,从而得到含卤素纤维。所得到的纤维是纤度1.7dtex、切断长度为64mm的短纤维。
[0161] (含卤素纤维的制造例34、35)
[0162] 将由丙烯腈51%、偏氯乙烯48%及对苯乙烯磺酸钠1%构成的共聚物溶解到丙酮中,使树脂浓度达到30%,相对于所得到的树脂溶液的树脂100质量份,以下述表2所示的添加量添加作为金属化合物(2-2)的三氧化锑、作为含环氧基化合物的聚甲基丙烯酸缩水甘油酯(重均分子量40000),制成纺丝原液。用喷嘴孔径为0.10mm及孔数为1000孔的喷嘴将该纺丝原液挤出到30%丙酮水溶液中,一边进行一次拉伸一边进行水洗后,在120℃下干燥,再在170℃下、以无紧张的状态干热松弛处理2分钟,进而切断,从而得到含卤素纤维。所得到的纤维是纤度为7.8dtex、切断长度为64mm的短纤维。
[0163] (含卤素纤维的制造例36)
[0164] 将由丙烯腈51%、偏氯乙烯48%及对苯乙烯磺酸钠1%构成的共聚物溶解到丙酮中,使树脂浓度达到30%,相对于所得到的树脂溶液的树脂100质量份,以下述表2所示的添加量添加作为金属化合物(2-1)的氧化锌(氧化锌JIS3种)、作为金属化合物(2-2)的三氧化锑,制成纺丝原液。用喷嘴孔径为0.10mm及孔数为1000孔的喷嘴将该纺丝原液挤出到30%丙酮水溶液中,一边进行一次拉伸一边进行水洗后,在120℃下干燥,再在170℃下、干热紧张热处理2分钟,进而切断,从而得到含卤素纤维。所得到的纤维是纤度为7.8dtex、切断长度为64mm的短纤维。
[0165] (含卤素纤维的制造例37)
[0166] 将由丙烯腈51%、偏氯乙烯48%及对苯乙烯磺酸钠1%构成的共聚物溶解到二甲基甲酰胺中,使树脂浓度达到23%,相对于所得到的树脂溶液的树脂100质量份,以下述表2所示的添加量添加作为金属化合物(2-1)的氧化锌(氧化锌JIS3种)、作为金属化合物(2-2)的三氧化锑、作为含环氧基化合物的聚甲基丙烯酸缩水甘油酯(重均分子量40000),制成纺丝原液。将该纺丝原液用喷嘴孔径为0.06mm的喷嘴挤出到55%二甲基甲酰胺水溶液中,一边进行一次拉伸一边进行水洗后,在120℃下干燥,然后在130℃下进行二次拉伸,再在湿热加压蒸汽中(饱和水蒸汽)140℃下、湿热紧张处理15分钟,进而切断,从而得到含卤素纤维。所得到的纤维是纤度为1.7dtex、切断长度为64mm的短纤维。
[0167] (含卤素纤维的制造例38)
[0168] 将由丙烯腈57%、偏氯乙烯41%及烯丙基磺酸钠2%构成的共聚物溶解到二甲基甲酰胺中,使树脂浓度达到25%,相对于所得到的树脂溶液的树脂100质量份,以下述表2所示的添加量添加作为金属化合物(2-2)的三氧化锑,得到纺丝原液。将该纺丝原液用喷嘴孔径为0.06mm的喷嘴挤出到55%二甲基甲酰胺水溶液中,一边进行一次拉伸一边进行水洗后,在120℃下干燥,然后在130℃下进行二次拉伸,再在湿热加压蒸汽中(饱和水蒸汽)130℃下、湿热紧张处理15分钟,进而切断,从而得到含卤素纤维。所得到的纤维是纤度为1.7dtex、切断长度为64mm的短纤维。
[0169] (含卤素纤维的制造例39)
[0170] 将由丙烯腈60%、氯乙烯30%及烯丙基磺酸钠10%构成的共聚物2份、由丙烯腈42%、氯乙烯57%及对苯乙烯磺酸钠1%构成的共聚物22份溶解到二甲基甲酰胺中,使树脂浓度达到23%,相对于所得到的树脂溶液的树脂100质量份,以下述表2所示的添加量添加作为金属化合物(2-1)的偏锡酸,制成纺丝原液。将该纺丝原液用喷嘴孔径为0.06mm的喷嘴挤出到60%二甲基甲酰胺水溶液中,一边进行一次拉伸一边进行水洗后,在120℃下干燥,再在湿热加压蒸汽中(饱和水蒸汽)130℃下、湿热紧张处理15分钟,进而切断,从而得到含卤素纤维。所得到的纤维是纤度为2.2dtex、切断长度为64mm的短纤维。
[0171] (含卤素纤维的制造例40)
[0172] 将由丙烯腈55%、偏氯乙烯43%及烯丙基磺酸钠2%构成的共聚物溶解到二甲基亚砜中,使树脂浓度达到23.5%,相对于所得到的树脂溶液的树脂100质量份,以下述表2所示的添加量添加作为金属化合物(2-2)的三氧化锑,得到纺丝原液。将该纺丝原液用喷嘴孔径为0.065mm的喷嘴挤出到55%二甲基亚砜水溶液中,一边进行一次拉伸一边进行水洗后,在120℃下干燥,再在湿热加压蒸汽中(饱和水蒸汽)130℃下、湿热紧张处理15分钟,进而切断,从而得到含卤素纤维。所得到的纤维是纤度为2.2dtex、切断长度为64mm的短纤维。
[0173] (含卤素纤维的制造例41)
[0174] 将由丙烯腈55%、偏氯乙烯43%及烯丙基磺酸钠2%构成的共聚物溶解到二甲基亚砜中,使树脂浓度达到23.5%,相对于所得到的树脂溶液的树脂100质量份,以下述表2所示的添加量添加作为金属化合物(2-2)的三氧化锑,得到纺丝原液。将该纺丝原液用喷嘴孔径为0.065mm的喷嘴挤出到55%二甲基亚砜水溶液中,一边进行一次拉伸一边进行水洗后,在120℃下干燥,再在湿热加压蒸汽中(饱和水蒸汽)130℃下、湿热紧张处理15分钟,进而切断,从而得到含卤素纤维。所得到的纤维是纤度为2.2dtex、切断长度为64mm的短纤维。
[0175] (含卤素纤维的制造例42)
[0176] 将由丙烯腈55%、偏氯乙烯43%及烯丙基磺酸钠2%构成的共聚物溶解到二甲基亚砜中,使树脂浓度达到23.5%,相对于所得到的树脂溶液的树脂100质量份,以下述表2所示的添加量添加作为金属化合物(2-1)的氧化锌(氧化锌JIS3种),得到纺丝原液。将该纺丝原液用喷嘴孔径为0.065mm的喷嘴挤出到55%二甲基亚砜水溶液中,一边进行一次拉伸一边进行水洗后,在120℃下干燥,再在湿热加压蒸汽中(饱和水蒸汽)130℃下、湿热紧张处理2分钟,进而切断,从而得到含卤素纤维。所得到的纤维是纤度为2.2dtex、切断长度为64mm的短纤维。
[0177] (含卤素纤维的制造例43)
[0178] 将由丙烯腈51%、偏氯乙烯48%及对苯乙烯磺酸钠1%构成的共聚物溶解到丙酮中,使树脂浓度达到30%,相对于所得到的树脂溶液的树脂100质量份,以下述表2所示的添加量添加作为金属化合物(2-2)的三氧化锑、作为其他金属化合物的氢氧化铝,制成纺丝原液。用喷嘴孔径为0.10mm及孔数为1000孔的喷嘴将该纺丝原液挤出到30%丙酮水溶液中,一边进行一次拉伸一边进行水洗后,在120℃下干燥,再在湿热加压蒸汽中(饱和水蒸汽)123℃下、以无紧张的状态松弛处理15分钟,进而切断,从而得到含卤素纤维。所得到的纤维是纤度为7.8dtex、切断长度为64mm的短纤维。
[0179] (含卤素纤维的制造例44)
[0180] 将由丙烯腈50%、氯乙烯49.5%及苯乙烯磺酸钠0.5%构成的共聚物溶解到丙酮中,使树脂浓度达到30%,相对于所得到的树脂溶液的树脂100质量份,以下述表2所示的添加量添加作为金属化合物(2-1)的羟基锡酸锌、作为含环氧基化合物的聚甲基丙烯酸缩水甘油酯(重均分子量40000),制成纺丝原液。另外,向上述纺丝原液中添加0.5质量份的汽巴(Ciba)特殊化学品公司制造的“TINUVIN 1577FF”(2-(4,6-二苯基-1,3,5-三嗪-2-基))。将该纺丝原液用喷嘴孔径为0.10mm及孔数为120000孔的喷嘴挤出到25%丙酮水溶液中,一边进行一次拉伸一边进行水洗后,在135℃下干燥,然后在145℃下进行二次拉伸,再在170℃下进行3分钟干热紧张处理,进而切断,从而得到含卤素纤维。所得到的纤维是纤度为2.2dtex、切断长度为51mm的短纤维。
[0181] (含卤素纤维的制造例45)
[0182] 将由丙烯腈52%、偏氯乙烯46.8%及苯乙烯磺酸钠1.2%构成的共聚物溶解到丙酮中,使树脂浓度达到30%,相对于所得到的树脂溶液的树脂100质量份,以下述表2所示的添加量添加作为金属化合物(2-1)的羟基锡酸锌、作为金属化合物(2-2)的三氧化锑,制成纺丝原液。将该纺丝原液用喷嘴孔径为0.08mm及孔数为15000孔的喷嘴挤出到38%丙酮水溶液中,一边进行一次拉伸一边进行水洗后,在120℃下干燥,然后在150℃下进行二次拉伸,再在170℃下进行30秒钟干热紧张处理,进而切断,从而得到含卤素纤维。所得到的纤维是纤度为3dtex、切断长度为38mm的短纤维。
[0183] (含卤素纤维的制造例46)
[0184] 将由丙烯腈52%、偏氯乙烯47%及甲代烯丙基磺酸钠1%构成的共聚物溶解到二甲基甲酰胺中,使树脂浓度达到25%,相对于所得到的树脂溶液的树脂100质量份,以下述表2所示的添加量添加作为金属化合物(2-1)的氧化锆、作为金属化合物(2-2)的五氧化锑,制成纺丝原液。将该纺丝原液用喷嘴孔径为0.07mm及孔数为30000孔的喷嘴挤出到50%二甲基甲酰胺水溶液中,一边进行一次拉伸一边进行水洗后,在130℃下干燥,再在湿热加压蒸汽中(饱和水蒸汽)120℃下、以无紧张的状态松弛处理15分钟,进而切断,从而得到含卤素纤维。所得到的纤维是纤度为7.8dtex、切断长度为64mm的短纤维。
[0185] (含卤素纤维的制造例47)
[0186] 将由丙烯腈50%、氯乙烯48%及甲代烯丙基磺酸钠2%构成的共聚物溶解到丙酮中,使树脂浓度达到30%,制成纺丝原液。将该纺丝原液用喷嘴孔径为0.07mm及孔数为30000孔的喷嘴挤出到30%丙酮水溶液中,一边进行一次拉伸一边进行水洗后,在135℃下干燥,然后在145℃下进行二次拉伸,再在湿热加压蒸汽中(饱和水蒸汽)115℃下、以无紧张的状态松弛处理15分钟,松弛处理后在115℃下进行10分钟的干燥后,拉伸至除去卷缩,进而切断,从而得到含卤素纤维。所得到的纤维是纤度为7.8dtex、切断长度为64mm的短纤维。
[0187] (含卤素纤维的制造例48)
[0188] 将由丙烯腈57%、偏氯乙烯40%及烯丙基磺酸钠1%构成的共聚物溶解到二甲基甲酰胺中,使树脂浓度达到24.5%,相对于所得到的树脂溶液的树脂100质量份,以下述表2所示的添加量添加作为金属化合物(2-2)的三氧化锑,制成纺丝原液。将该纺丝原液用喷嘴孔径为0.06mm及孔数为100000孔的喷嘴挤出到55%二甲基甲酰胺水溶液中,一边进行一次拉伸一边进行水洗后,在130℃下干燥,再在湿热加压蒸汽中(饱和水蒸汽)115℃下、湿热紧张处理15分钟,进而切断,从而得到含卤素纤维。所得到的纤维是纤度为1.9dtex、切断长度为38mm的短纤维。
[0189] [表2]
[0190]
[0191] 制造例1~48中的一次拉伸倍率(倍)、二次拉伸倍率(倍)、热处理时的缓和倍率(倍)及总拉伸倍率(倍)等纺丝条件一并示于下述表3中。
[0192] 另外,上述总拉伸倍率(倍)是通过一次拉伸倍率(倍)×二次拉伸倍率(倍)×热处理时的缓和倍率(倍)而得到的值。
[0193] [表3]
[0194]
[0195] (阻燃性评价用试验体的制作方法)
[0196] 阻燃性合成纤维、阻燃纤维集合体及使用其的纤维制品的阻燃性的评价,对阻燃性评价用试验体通过以下的方法制作试样来实施。
[0197] 1.阻燃性评价试验用热粘合无纺布的制作方法
[0198] 将以下所示的纤维按照下述表4及表5所示的规定的混纱率进行混合,通过梳棉机开纤后,利用通常的热熔接方式,制作规定单位面积重量的热粘合无纺布。通过上述含卤素纤维制造例1~48所示的制造方法制作的含卤素纤维、作为聚酯系纤维而通用的聚酯纤维即东丽(TORAY)公司制的商品名“Tetoron”(纤度为6dtex、切断长度为51mm,以下也称作reg.PET)、作为热熔接聚酯纤维的东丽(TORAY)公司制造的商品名“サフメツト”(纤度为4.4dtex、切断长度为51mm、熔点为110℃,以下也称作melt PET)、通用的人造丝和/或对位系芳族聚酰胺纤维(Dupont公司制造的商品名“Kevler”)、特殊再生纤维素纤维(Sateri公司制造的商品名“Visil”)。
[0199] 2.阻燃性评价试验用针刺无纺布的制作方法
[0200] 将通过上述制造例5、11、35所示的制造方法制作的含卤素纤维、和作为聚酯系纤维而通用的聚酯纤维即东丽(TORAY)公司制造的商品名“Tetoron”(纤度为6dtex、切断长度为51mm)和/或棉花混合,使得上述纤维达到下述表5所示的规定的混纱率,通过梳棉机开纤后,通过通常的针刺方式制作规定单位面积重量的针刺无纺布。
[0201] 3.Pillow top型床垫试验体的制作方法
[0202] Pillow top型床垫的结构如图1及图2所示。将2片纵30cm×横45cm×厚1.9cm、3
密度为22kg/m 的聚氨酯泡沫(东洋橡胶工业株式会社制造型360S)(1)、1片纵30cm×横
3
45cm×厚1.27cm、密度为22kg/m 的聚氨酯泡沫(东洋橡胶工业株式会社制造型360S)(2)、
1片通过阻燃性评价试验用无纺布的制作方法制作的无纺布(3)、1片作为外层的表面坯布(4)的选自聚酯/聚丙烯制织布、聚酯制织布、人造丝/聚酯制织布、棉花织布中的坯布(单
2
位面积重量为120g/m)如图2那样重叠而得到结构物,将所得到的结构物用尼龙丝(5)以绗缝间隔20cm进行绗缝,将其粘到厚15cm的聚氨酯泡沫(东洋橡胶工业株式会社制造型
360S)(6)上,制作了pillow top型床垫试验体。
[0203] 4.Tight top型床垫试验体的制作方法
[0204] Tight top型床垫试验体的结构如图3及图4。将1片通过阻燃性评价试验用无纺布的制作方法制作的无纺布(3)、1片作为外层的表面坯布(4)的选自聚酯/聚丙烯制织2
布、聚酯制织布、人造丝/聚酯制织布、棉花织布中的坯布(单位面积重量120g/m)如图4那样重叠而得到结构物,将所得到的结构物用尼龙丝(5)以绗缝间隔20cm进行绗缝,将其粘到厚15cm的聚氨酯泡沫(东洋橡胶工业株式会社制造型360S)(6)上,制作tight top型床垫试验体。
[0205] 5.枕头的试验体制作方法
[0206] (棉胎的制造)
[0207] 使用通过上述制造例5、11及35所示的制造方法制作的含卤素纤维及作为聚酯系纤维而通用的聚酯纤维即东丽(TORAY)公司制造的商品名“Tetoron”(纤度为6dtex、切断长度为51mm)。将上述纤维以下述表5所示的混纱率通过梳棉机开纤,制成棉网状,并多层化,制作棉胎。
[0208] (包布的制作)
[0209] 将棉花纤维50重量%和聚酯纤维50重量%通过混纺而得到公制支数为34支的2
细纱。将该细纱通过公知的方法制成单位面积重量为120g/m 的平纹织坯布。
[0210] (阻燃性评价用坐垫的制作方法)
[0211] 将制作的棉胎切割成纵约30.5cm×横约30.5cm。将该棉胎夹入切割成纵约38.1cm×横约38.1cm的坯布(包布)中,放上重325g的板将坐垫的高度调整至89mm(3.5英寸)以上且102mm(4.0英寸)以内,将4条边用缝纫线闭合,制作阻燃性评价用坐垫。
[0212] 6.假定为坯布的试验体制作方法
[0213] 将通过上述制造例5、11及35所示的制造方法制作的含卤素纤维及棉花按照下述表5所示的规定的混纱率混合,通过梳棉机开纤后,通过通常的针刺方式制作规定的单位面积重量的针刺无纺布。将制作的针刺无纺布用热压机在150℃下热压缩300秒钟,制作厚2mm的试验体,将其作为假定为坯布的试验体。
[0214] 7.针织坯布的试验体制作方法
[0215] 将制造例中制作的含卤素纤维与棉花纤维以规定量混合,制作混纺的细纱(公制支数为34支),使用公知的圆形的针织物编织机,制作了具有规定混纱率的针织坯布。
[0216] (阻燃性评价方法)
[0217] 实施例中的阻燃性合成纤维的阻燃性能使用阻燃性评价用试验体的制作步骤中制作的试验体。
[0218] 1.Panel试验评价法
[0219] 根据美国的床的燃烧试验方法16CFR1633的床上表面的燃烧试验方法来实施。简单说明美国16CFR1633的床上表面的燃烧试验方法的话,为如下试验方法:在距离床的上表面为39mm的地方水平固定T字型的燃烧器,燃烧气体使用丙烷气体,气体压力为101KPa,气体流量为12.9L/min,点火70秒钟。阻燃性的评价如下所述。
[0220] A等级的合格:通过上述试验方法进行试验时,自熄,且暴露于火焰的部分没有出现裂纹或孔。
[0221] B等级的合格:通过上述试验方法进行试验时,自熄,但暴露于火焰的部分产生低于1cm的裂纹。
[0222] C等级的合格:通过上述试验方法进行试验时,自熄,但暴露于火焰的部分产生1cm以上的裂纹。
[0223] D等级的合格:通过上述试验方法进行试验时,内部易燃性聚氨酯一度着火,但立刻熄灭,最终自熄。
[0224] 不合格:通过上述试验方法进行试验时,内部易燃性聚氨酯着火,强制性灭火而中止试验。
[0225] 2.炉子试验评价法
[0226] 准备纵200mm×横200mm×厚10mm的中心开有直径15cm的孔的珠光板,在其上放置根据阻燃性评价试验用热粘合无纺布的制作方法而制作的无纺布,为了防止加热时阻燃性评价试验用无纺布收缩,将4条边用夹子固定。将该试样以阻燃性评价试验用无纺布的面朝上地在煤气灶(パロマ工业株式会社制造的商品名“PA-10H-2”)上距离燃烧器面40mm的地方固定,使得试样的中心与燃烧器的中心重合。燃料气体使用纯度为99%以上的丙烷,火焰的高度为25mm,火焰接触时间为180秒。将此时没有贯通阻燃性评价试验用无纺布的炭化层的孔也没有裂纹的情况、或者没有贯通的孔但有裂纹的情况设为合格,将有孔也有裂纹的情况设为不合格。
[0227] 3.TB604试验评价法
[0228] 阻燃性根据美国加利福尼亚州的燃烧试验方法Technical Bulletin 604的2004年10月发行的草案(TB604)Section2来实施。简单说明美国加利福尼亚州的TB604燃烧试验方法的话,以枕头类或坐垫类为对象的试验的情况下,从距离水平放置的上述阻燃性评价用坐垫的一个角的下侧3/4英寸的地方点燃35mm的火焰20秒钟。如果6分钟后的重量减少率为25重量%以下则合格。下述表5中将重量减少率为25重量%以内者设为合格,超过25重量%者设为不合格。所使用的燃烧器管的内径为6.5mm、外形为8mm、长度为200mm。燃料气体为纯度99%以上的丁烷气体,丁烷气体流量为45ml/min,火焰的高度约为
35mm。
[0229] 4.JISL1091A-4试验评价法
[0230] 坯布的评价根据JISL1091A-4法来实施。准备各5片通过假定为坯布的试验体制作方法制作的试验体(纵8.9cm×横25.4cm),安装到支撑框中。接着,将试验体垂直保持到依据JISL1091A-4试验的垂直法燃烧试验机中,调整燃烧器和试验体的位置,使得从与垂直方向倾斜25°安装的本生式燃烧器(Bunsen burner)的前端到试验体的下端中央部为17mm。使样品接触火焰,样品着火后用秒表计时,着火12秒后,将燃烧器撤离样品。接着,对试验后的试验体炭化部分的一侧施加重量(0.25磅),测定至拿住相反的一端慢慢提起时破裂的部分作为炭化长,将炭化长最大低于254mm且平均为178mm以下的情况判定为合格,将除此以外的情况判定为不合格。
[0231] (纤维收缩率的测定方法)
[0232] 将按照上述制造例制作的含卤素纤维以3333dtex(分特)取约5mm,通过TMA(热应力变形测定装置〔Seiko Instruments Inc.制造的商品名“TMA/SS150C”〕、使用气体为氮气、气体流量为30L/min、升温速度:20℃/min、载荷18mN)进行测定。以初期样品长度为X、以任意温度下的样品长为Y时,纤维收缩率通过以下的式子表示。本发明的阻燃性合成纤维在0.0054mN/dtex的载荷下、温度从50℃升高到300℃时未被切断而是残存意味着,一边在0.0054mN/dtex的载荷下、将温度从50℃升高到300℃,一边通过上述测定方法测定纤维收缩率(本说明书中,也简称为收缩率)时,本发明的阻燃性合成纤维未被切断而是残存。
[0233] 纤维收缩率(%)=100-[(100×Y)/X]
[0234] (单纤维强度)
[0235] 依据JISL 1015测定按照上述制造例制作的含卤素纤维的单纤维强度。
[0236] (伸长率)
[0237] 依据JISL 1015测定按照上述制造例制作的含卤素纤维的单纤维强度。
[0238] (实施例1~33)
[0239] 按照上述的制造例1~33,制作了按上述表2的量添加有金属化合物(2-1)、金属化合物(2-2)、含环氧基化合物的含卤素纤维。如上所述测定所得到的制造例1~33的含卤素纤维的单纤维强度、伸长率及纤维收缩率,通过测定单纤维强度、伸长率以及纤维收缩率而得到的在0.0054mN/dtex的载荷下、温度从50℃上升到300℃时的收缩变动及收缩模式的结果示于下述表4中。另外,使用制造例1~33的含卤素纤维,以规定的混纱率(含卤素纤维∶传统聚酯纤维(reg.PET)∶熔融聚酯纤维(mPET)=50∶30∶20(质量比)、单2
位面积重量为280g/m)制作阻燃性评价试验用热粘合无纺布,用使用了该无纺布的pillow top型床垫试验体,通过panel试验试验评价法进行阻燃性评价,其结果示于下述表4中。
上述制造例1~33中得到的纤维各自对应于实施例1~33。
[0240] [表4]
[0241]
[0242] 实施例1~9中,含卤素纤维通过相对于聚合物(1)100质量份含有0.05~50质量份的金属氧化物(2)、特别是0.05~50质量份的金属化合物(2-1),且在湿热加压蒸汽中123℃下以无紧张的状态松弛处理15分钟,从而使得在0.0054mN/dtex的载荷下、温度从50℃上升到300℃时的收缩变动达到45%以下,使用阻燃性评价用试验体进行的燃烧试验结果良好,合格与否的判定为合格。另外,由上述表2~表4的实施例5~8的结果可知,相对于聚合物(1)100质量份含有相同含量的金属化合物(2-1)及金属氧化物(2)时,使用了相对于聚合物(1)100质量份还含有0.1~20质量份的含环氧基化合物的制造例6~8的含卤素纤维的实施例6~8与使用不含含环氧基化合物的制造例5的含卤素纤维的实施例5相比,在0.0054mN/dtex的载荷下、温度从50℃上升到300℃时的收缩变动较低,使用阻燃性评价用试验体进行的燃烧试验结果的合格等级也较高。另外,由上述表2~表4的实施例1和2、及实施例3和4的结果的比较可知,卤素纤维中相对于聚合物(1)100质量份含有相同含量的金属化合物(2-1)时,如果还含有金属化合物(2-2),则使用阻燃性评价用试验体进行的燃烧试验结果的合格等级变高。另外,图13A中示出了作为实施例6中的阻燃性评价用试验体的热粘合无纺布的炉子试验后的状态。
[0243] 实施例10~12中,含卤素纤维通过相对于聚合物(1)100质量份含有0.05~50质量份的金属氧化物(2)、特别是0.05~50质量份的金属化合物(2-1),且在170℃下以无紧张的状态干热处理2分钟,从而使得在0.0054mN/dtex的载荷下、温度从50℃上升到300℃时的收缩变动为45%以下,使用阻燃性评价用试验体进行的燃烧试验结果良好,合格与否的判定为合格。
[0244] 另外,实施例12中,如上所述,使用阻燃性评价用试验体进行的燃烧试验结果良好,合格与否的判定为合格,但由于使用了由丙烯腈38%、偏氯乙烯61.1%及对苯乙烯磺酸钠0.9%构成的共聚物作为含卤素纤维,因此与其他实施例相比耐热性较差,纺丝时、特别是在松弛处理时纤维彼此发生熔接而变硬,因此在制作阻燃性评价用无纺布时,开纤性差,无法将含卤素纤维和聚酯纤维及热熔接聚酯纤维均匀混合而制作无纺布。
[0245] 实施例13中,含卤素纤维通过相对于聚合物(1)100质量份含有0.05~50质量份的金属氧化物(2)、特别是0.05~50质量份的金属化合物(2-1),且在185℃下以紧张状态干热处理2分钟,从而使得在0.0054mN/dtex的载荷下、温度从50℃上升到300℃时的收缩变动为45%以下,使用阻燃性评价用试验体进行的燃烧试验结果良好,合格与否的判定为合格。
[0246] 实施例14中,含卤素纤维通过相对于聚合物(1)100质量份含有0.05~50质量份的金属氧化物(2)、特别是0.05~50质量份的金属化合物(2-1),且在150℃下湿热紧张处理15分钟,从而使得在0.0054mN/dtex的载荷下、温度从50℃上升到300℃时的收缩变动为45%以下,使用阻燃性评价用试验体进行的燃烧试验结果良好,合格与否的判定为合格。
[0247] 实施例15中,含卤素纤维通过相对于聚合物(1)100质量份含有0.05~50质量份的金属氧化物(2)、特别是0.05~50质量份的金属化合物(2-1),还含有含环氧基化合物,且在湿热加压蒸汽中123℃下以无紧张的状态松弛处理10分钟,从而使得含卤素纤维在温度从50℃上升到300℃时的收缩变动为45%以下,使用阻燃性评价用试验体进行的燃烧试验结果良好,使用阻燃性评价用试验体进行的燃烧试验结果良好,合格与否的判定为合格。
[0248] 实施例16中,使用甲酚酚醛清漆环氧树脂树脂作为含环氧基化合物来代替聚甲基丙烯酸缩水甘油酯,在0.0054mN/dtex的载荷下、温度从50℃上升到300℃时的收缩变动为45%以下,使用阻燃性评价用试验体进行的燃烧试验结果良好,合格与否的判定为合格。
[0249] 实施例17、18中,作为金属化合物(2-2),分别使用五氧化锑、碘化铜来代替三氧化锑,在0.0054mN/dtex的载荷下、温度从50℃上升到300℃时的收缩变动为45%以下,使用阻燃性评价用试验体进行的燃烧试验结果良好,合格与否的判定为合格。
[0250] 实施例19、20中,作为金属化合物(2-1),分别使用氧化锡、碳酸锌来代替氧化锌,在0.0054mN/dtex的载荷下、温度从50℃上升到300℃时的收缩变动为45%以下,使用阻燃性评价用试验体进行的燃烧试验结果良好,合格与否的判定为合格。
[0251] 实施例21~33中,含卤素纤维通过相对于聚合物(1)100质量份含有0.05~50质量份的金属氧化物(2)、特别是0.05~50质量份的金属化合物(2-1),通过在湿热加压蒸汽中以上述表3中记载的条件、例如在110~130℃以无紧张的状态松弛处理5~30分钟,从而在0.0054mN/dtex的载荷下、温度从0℃上升至300℃时的收缩变动为45%以下。另外,使用阻燃性评价用试验体进行的燃烧试验结果良好,合格与否的判定全部合格。
[0252] 并且,在0.0054mN/dtex的载荷下、温度从50℃上升到300℃时的收缩变动变为45%以下,能获得高度阻燃性的实施例1~33的含卤素纤维的单纤维强度在0.5~1.6cN/dtex的范围内,伸长率在50~90%范围内,这是在通常的用途中本领域技术人员未采用的范围。
[0253] (比较例1~15)
[0254] 按照上述的制造例34~48,制作了以上述表2的量添加有金属化合物(2-1)、金属化合物(2-2)、含环氧基化合物的含卤素纤维。如上所述测定所得到的制造例34~48的含卤素纤维的单纤维强度、伸长率及纤维收缩率,通过测定单纤维强度、伸长率以及纤维收缩率而得到的在0.0054mN/dtex的载荷下、温度从50℃上升到300℃时的收缩变动及收缩模式的结果示于上述表4中。另外,使用制造例34~48的含卤素纤维,以规定的混纱率(含卤素纤维∶传统聚酯纤维(reg.PET)∶熔融聚酯纤维(mPET)=50∶30∶20(质量2
比)、单位面积重量为280g/m)制作阻燃性评价试验用热粘合无纺布,用使用了该无纺布的pillow top型床垫试验体,通过panel试验试验评价法进行阻燃性评价,其结果示于上述表4中。上述的制造例34~48中得到的纤维分别对应于比较例1~15。
[0255] 比较例1中,实施了松弛热处理,但由于含卤素纤维不含金属化合物(2-1),因此在0.0054mN/dtex的载荷下、温度从50℃上升到300℃时的收缩变动为47%,超过了45%。因此,在使用阻燃性评价用试验体进行的燃烧试验评价中,燃烧试验时,用于阻燃性评价用试验体的阻燃性评价用无纺布开孔,内部易燃性聚氨酯着火,强制性熄火而中止试验,因此不合格。另外,图13C中示出了作为比较例1中的阻燃性评价用试验体的热粘合无纺布的炉子试验后的状态。
[0256] 比较例2中,含卤素纤维的收缩变动为28%,变为45%以下,但由于不含金属化合物(2-1),因此在使用阻燃性评价用试验体进行的燃烧试验评价中,燃烧试验时,用于阻燃性评价用试验体的阻燃性评价用无纺布开孔,内部易燃性聚氨酯着火,强制性熄火而中止试验,因此不合格。
[0257] 比较例3中,含卤素纤维含有氧化锌作为金属化合物(2-1),但由于在170℃下以紧张状态干热处理2分钟,导致在0.0054mN/dtex的载荷下、温度从50℃上升到300℃时的收缩变动为67%,超过了45%。因此,燃烧试验时,试验体产生裂纹,火由此进入而导致内部易燃性聚氨酯着火,因此合格与否的判定为不合格。另外,图13B中示出了作为比较例3中的阻燃性评价用试验体的热粘合无纺布的炉子试验后的状态。
[0258] 比较例4中,含卤素纤维含有氧化锌作为金属化合物(2-1),但由于在140℃下以紧张状态湿热处理15分钟,导致在0.0054mN/dtex的载荷下、温度从50℃上升到300℃时的收缩变动为48%,超过了45%。因此,燃烧试验时,试验体产生裂纹,火由此进入而导致内部易燃性聚氨酯着火,因此合格与否的判定为不合格。
[0259] 比较例5、7中,含卤素纤维不含金属化合物(2-1),另外,在130℃下以紧张状态湿热处理15分钟,因此在0.0054mN/dtex的载荷下、温度从50℃上升到300℃时的收缩变动分别为93%、68%,超过了45%。因此,在使用阻燃性评价用试验体进行的燃烧试验评价中,燃烧试验时,用于阻燃性评价用试验体的阻燃性评价用无纺布开孔,内部易燃性聚氨酯着火,强制性熄火而中止试验,因此不合格。
[0260] 比较例6中,含卤素纤维含有偏锡酸作为金属化合物(2-1),但由于在130℃下以紧张状态湿热处理15分钟,导致在0.0054mN/dtex的载荷下、温度从50℃上升到300℃时的收缩变动为62%,超过了45%。因此,燃烧试验时,试验体产生裂纹,火由此进入而导致内部易燃性聚氨酯着炎,因此合格与否的判定为不合格。
[0261] 比较例8中,含卤素纤维在纺丝时的总拉伸倍率低于4.5倍,但由于在130℃下以紧张状态湿热处理15分钟,且不含金属化合物(2-1),因此在0.0054mN/dtex的载荷下、温度从50℃上升到300℃时的收缩变动为63%,超过了45%。因此,在使用阻燃性评价用试验体进行的燃烧试验评价中,燃烧试验时,用于阻燃性评价用试验体的阻燃性评价用无纺布开孔,内部易燃性聚氨酯着火,强制性熄火而中止试验,因此不合格。
[0262] 比较例9中,含卤素纤维含有氧化锌作为金属化合物(2-1),但由于在130℃下以紧张状态湿热处理2分钟,导致在0.0054mN/dtex的载荷下、温度从50℃上升到300℃时的收缩变动为65%,超过了45%。因此,燃烧试验时,试验体产生裂纹,火由此进入而导致内部易燃性聚氨酯着火,因此合格与否的判定为不合格。
[0263] 比较例10中,含卤素纤维含有氢氧化铝作为金属化合物,但由于不含金属化合物(2-1),因此在0.0054mN/dtex的载荷下、温度从50℃上升到300℃时的收缩变动为46%,超过了45%。因此,在使用阻燃性评价用试验体进行的燃烧试验评价中,燃烧试验时,用于阻燃性评价用试验体的阻燃性评价用无纺布开孔,内部易燃性聚氨酯着火,强制性熄火而中止试验,因此不合格。
[0264] (比较例11)
[0265] 比较例11是追加试验日本特开2004-197255的实施例的比较例。日本特开2004-197255是本申请人申请的专利申请相关的现有技术。比较例11中,在日本特开
2004-197255中未具体记载的含卤素纤维的制造条件、例如一次拉伸倍率、二次拉伸倍率、热处理缓和倍率、热处理方法等由日本特开2004-197255的申请当时本申请人所进行的含卤素纤维的制造条件推定得到。由表4可知,比较例11中,在0.0054mN/dtex的载荷下、温度从50℃上升到300℃时的收缩变动超过了45%。因此,在使用阻燃性评价用试验体进行的燃烧试验评价中,燃烧试验时,用于阻燃性评价用试验体的阻燃性评价用无纺布开孔,内部易燃性聚氨酯着火,强制性熄火而中止试验,因此不合格。
[0266] (比较例12)
[0267] 比较例12是追加试验WO01/32968的实施例的比较例。WO01/32968是本申请人申请的专利申请相关的现有技术。比较例12中,WO01/32968中未具体记载的含卤素纤维的制造条件、例如一次拉伸倍率、热处理缓和倍率、热处理方法等由WO01/32968的申请当时本申请人所进行的含卤素纤维的制造条件推定得到。由表4可知,比较例12中,在0.0054mN/dtex的载荷下、温度从50℃上升到300℃时的收缩变动超过了45%。因此,在使用阻燃性评价用试验体进行的燃烧试验评价中,燃烧试验时,作为阻燃性评价用试验体使用的阻燃性评价用无纺布产生裂纹,火由此进入而导致内部易燃性聚氨酯着火,强制性熄火而中止试验,因此不合格。
[0268] (比较例13)
[0269] 比较例13是追加试验日本特开昭61-282420的实施例的比较例。比较例13中,日本特开昭61-282420中未具体记载的含卤素纤维的制造条件、例如一次拉伸倍率、二次拉伸倍率、热处理缓和倍率、热处理方法等参考日本特开昭61-282420的申请人的多个专利文献而推定得到。由表4可知,比较例13中,在0.0054mN/dtex的载荷下、温度从50℃上升到300℃时的收缩变动超过了45%。因此,在使用阻燃性评价用试验体进行的燃烧试验评价中,燃烧试验时,用于阻燃性评价用试验体的阻燃性评价用无纺布开孔,内部易燃性聚氨酯着火,强制性熄火而中止试验,因此不合格。
[0270] (比较例14)
[0271] 比较例14是追加试验日本特开昭53-106825的实施例的比较例。日本特开昭53-106825是本申请人申请的专利申请相关的现有技术。比较例14中,日本特开昭53-106825中未具体记载的含卤素纤维的制造条件、例如一次拉伸倍率、热处理缓和倍率、热处理方法等由日本特开昭53-106825的申请当时申请人所进行的含卤素纤维的制造条件推定得到。由表4可知,比较例14中,在0.0054mN/dtex的载荷下,温度从50℃上升到
300℃时的收缩变动超过了45%。因此,在使用阻燃性评价用试验体进行的燃烧试验评价中,燃烧试验时,用于阻燃性评价用试验体的阻燃性评价用无纺布开孔,内部易燃性聚氨酯着火,强制性熄火而中止试验,因此不合格。
[0272] (比较例15)
[0273] 比较例15是追加试验日本特开平6-287806的实施例的比较例。比较例15中,日本特开平6-287806中未具体记载的含卤素纤维的制造条件、例如一次拉伸倍率、热处理缓和倍率、热处理方法等参考日本特开平6-287806的申请人的专利文献即日本特公平1-29888。由表4可知,比较例15中,在0.0054mN/dtex的载荷下、温度从50℃上升到300℃时的收缩变动超过了45%。因此,在使用阻燃性评价用试验体进行的燃烧试验评价中,燃烧试验时,用于阻燃性评价用试验体的阻燃性评价用无纺布开孔,内部易燃性聚氨酯着火,强制性熄火而中止试验,因此不合格。
[0274] 另外,比较例1~15中,全部的含卤素纤维的单纤维强度超过1.6cN/dtex,伸长率低于50%。
[0275] (实施例34~60、比较例16~31)
[0276] 实施例34~60中,阻燃纤维复合体中的、通过本发明的阻燃性合成纤维的一个例子即制造例5或11制作的含卤素纤维的混纱率为10%以上,不管阻燃纤维复合体中所含的其他纤维种类、制品的结构如何,在各种试验中均示出优异的阻燃性能,均为合格。另一方面,比较例16~25中,由于使用了不含促进聚合物(1)燃烧时的炭化的金属化合物(2-1)的通过制造例35制作的含卤素纤维,因此所有试验均不合格。另外,比较例26~31中,使用了通过本发明的阻燃性合成纤维的一个例子即制造例5制作的含卤素纤维,但纤维复合体中的含卤素纤维的混纱率低于10%,因此所有试验均不合格。
[0277] 下述表5中一并示出了实施例34~60、及比较例16~31的阻燃性燃烧试验结果。
[0278]
[0279] 分别以3333dtex(分特)取约5mm的本发明的阻燃性合成纤维的一个例子即制造例6中得到的含卤素纤维(A)、现行品的改性聚丙烯腈纤维(钟渊公司制造的商品名“Protex-M”)(B)、本发明中的比较例品即制造例36中得到的含卤素纤维(C),在氮气气氛下、20℃/min的升温速度、18mN的载荷下(相当于对通常的制品所施加的张力)的条件下测定从50℃至300℃以上的收缩行为,结果示于图5。作为比较例品的现行品(B)在约超过180℃左右收缩,在约205℃左右达到峰值,其后转变为伸长并在250℃左右切断。另外,作为比较例品的制造例36中获得的纤维(C)在约超过180℃和约200℃之间大大收缩。与此相对,作为本发明品的制造例6中得到的纤维(A)在超过约170℃后慢慢收缩,收缩率与纤维(C)相比较低,且炭化未被切断而残存。
[0280] 附图标记
[0281] 1、2、6聚氨酯泡沫
[0282] 3无纺布
[0283] 4外层表面坯布
[0284] 5尼龙丝