Огнестойкие пряжа, материя, одежда и огнестойкая рабочая одежда - RU2533675C1
Код документа: RU2533675C1
Описание
ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ, К КОТОРОЙ ОТНОСИТСЯ ИЗОБРЕТЕНИЕ
Настоящее изобретение относится к огнестойкой пряже, огнестойкой материи, одежде и огнестойкой рабочей одежде, которую можно использовать, например, для работы, в которой требуется огнестойкость.
УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ
Пожарным и любым другим людям, работающим в условиях риска огня, требуется рабочая одежда, имеющая превосходную огнестойкость. Пара-арамидное волокно, волокно на полиарилатной основе и аналогичные волокна известны в качестве волокон, которые имеют высокую прочность и высокую термостойкость. Среди них пара-арамидное волокно, которое представляет собой волокно, обладающее огнестойкостью, а также высокой прочностью и высокой термостойкостью, широко используется для изготовления огнестойкой рабочей одежды, и известно, что оно придает материи повышенную огнестойкость при увеличении его доли в смеси. Однако увеличение доли в смеси пара-арамидного волокна приводит к значительному повышению стоимости изделий и препятствует широкому распространению этих защитных изделий. Кроме того, у материи, в которой используется пара-арамидное волокно, имеющее характерный желтоватый цвет, цветовой тон после окрашивания является ограниченным. Таким образом, оказывается невозможным обеспечение достаточных эстетических характеристик огнестойкой рабочей одежды.
Патентный документ 1 описывает добавление пара-арамидного волокна в смесь волокон, включающую огнестойкое модифицированное акриловое волокно в качестве одного типа модифицированных акриловых волокон и синтетическое целлюлозное волокно для цели обеспечения термостойкости, в результате которого допускается применение материи, изготовленной из смеси волокон, для защитной одежды. Патентный документ 1 описывает также, что Vectran (зарегистрированное товарное наименование) в качестве одного типа волокон на полиарилатной основе можно добавлять в смесь волокон, включающую огнестойкое модифицированное акриловое волокно в качестве одного типа модифицированных акриловых волокон и синтетическое целлюлозное волокно.
Однако поскольку волокно на полиарилатной основе добавляют для повышения износостойкости материи, изготовленной из смеси волокон, было не просто представить себе повышение огнестойкости материи, изготовленной из смеси волокон, посредством добавления волокна на полиарилатной основе в смесь волокон, включающую огнестойкое модифицированное акриловое волокно и синтетическое целлюлозное волокно.
ДОКУМЕНТЫ ПРЕДШЕСТВУЮЩЕГО УРОВНЯ ТЕХНИКИ
ПАТЕНТНЫЕ ДОКУМЕНТЫ
Патентный документ 1: японская патентная заявка JP 2010-502849 A
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТАТЕЛЬСКОЙ ПРОБЛЕМЫ ИЗОБРЕТЕНИЯ,
РЕШАЕМОЙ ИЗОБРЕТЕНИЕМ
Для решения традиционных проблем, которые упомянуты выше, в настоящем изобретении предложены имеющие низкую себестоимость огнестойкая пряжа, огнестойкая материя, одежда и огнестойкая рабочая одежда, обладающая превосходными эстетическими характеристиками и огнестойкими свойствами.
СРЕДСТВА РЕШЕНИЯ ПРОБЛЕМЫ
Огнестойкая пряжа согласно настоящему изобретению включает модифицированное акриловое волокно, содержащее соединение сурьмы, а также волокно на полиарилатной основе, причем огнестойкая пряжа отличается тем, что она содержит от 1 до 30 мас.% волокна на полиарилатной основе по отношению к суммарной массе огнестойкой пряжи.
Оказывается предпочтительным, что огнестойкая пряжа согласно настоящему изобретению дополнительно включает волокно природного происхождения, и огнестойкая пряжа содержит от 15 до 95 мас.% модифицированного акрилового волокна, содержащего соединение сурьмы, от 1 до 30 мас.% волокна на полиарилатной основе и от 4 до 84 мас.% волокна природного происхождения по отношению к суммарной массе огнестойкой пряжи. Кроме того, в огнестойкой пряже согласно настоящему изобретению сополимер на основе акрилонитрила, составляющий модифицированное акриловое волокно, включает от 35 до 65 мас.% галогенсодержащего винилового и/или галогенсодержащего винилиденового мономера по отношению к суммарной массе сополимера на основе акрилонитрила, и галогенсодержащий виниловый и/или галогенсодержащий винилиденовый мономер представляет собой, по меньшей мере, один мономер, выбранный из группы, которую составляют винилхлорид, винилиденхлорид, винилбромид и винилиденбромид. Кроме того, оказывается предпочтительным, что огнестойкая пряжа согласно настоящему изобретению включает 3 мас.% или более соединения сурьмы по отношению к суммарной массе огнестойкой пряжи. Кроме того, в огнестойкой пряже согласно настоящему изобретению оказывается предпочтительным, что соединение сурьмы представляет собой, по меньшей мере, одно соединение, выбранное из группы, которую составляют оксид сурьмы(III), оксид сурьмы(IV) и оксид сурьмы(V). Кроме того, в огнестойкой пряже согласно настоящему изобретению оказывается предпочтительным, что волокно на полиарилатной основе представляет собой волокно, получаемое из полностью ароматического сложного полиэфира, включающего 50 мол.% или более фрагментов из повторяющихся структурных звеньев, которые представляют приведенные ниже общая формула (P) и общая формула (Q). Кроме того, огнестойкая пряжа согласно настоящему изобретению включает пара-арамидное волокно, и огнестойкая пряжа может содержать от 0 до 4 мас.% пара-арамидного волокна по отношению к суммарной массе огнестойкой пряжи.
[Химическая формула 1]
Огнестойкая материя согласно настоящему изобретению включает модифицированное акриловое волокно, содержащее соединение сурьмы, и волокно на полиарилатной основе, и огнестойкая материя отличается тем, что она содержит от 1 до 30 мас.% волокна на полиарилатной основе по отношению к суммарной массе огнестойкой материи.
Оказывается предпочтительным, что огнестойкая материя согласно настоящему изобретению дополнительно включает волокно природного происхождения, и она содержит от 15 до 95 мас.% модифицированного акрилового волокна, содержащего соединение сурьмы, от 1 до 30 мас.% волокна на полиарилатной основе, и от 4 до 84 мас.% волокна природного происхождения по отношению к суммарной массе огнестойкой материи. Кроме того, оказывается предпочтительным, что в огнестойкой материи согласно настоящему изобретению сополимер на основе акрилонитрила, составляющий модифицированное акриловое волокно, включает от 35 до 65 мас.% галогенсодержащего винилового и/или галогенсодержащего винилиденового мономера по отношению к суммарной массе сополимера на основе акрилонитрила, и галогенсодержащий виниловый и/или галогенсодержащий винилиденовый мономер представляет собой, по меньшей мере, один мономер, выбранный из группы, которую составляют винилхлорид, винилиденхлорид, винилбромид и винилиденбромид. Кроме того, оказывается предпочтительным, что огнестойкая материя согласно настоящему изобретению включает 3 мас.% или более соединения сурьмы по отношению к суммарной массе огнестойкой материи. Кроме того, в огнестойкой материи согласно настоящему изобретению оказывается предпочтительным, что соединение сурьмы представляет собой, по меньшей мере, одно соединение, выбранное из группы, которую составляют оксид сурьмы(III), оксид сурьмы(IV) и оксид сурьмы(V). Кроме того, в огнестойкой материи согласно настоящему изобретению оказывается предпочтительным, что волокно на полиарилатной основе представляет собой волокно, получаемое из полностью ароматического сложного полиэфира, включающего 50 мол.% или более фрагментов из повторяющихся структурных звеньев, которые представляют приведенные выше общая формула (P) и общая формула (Q). Кроме того, в огнестойкой материи согласно настоящему изобретению оказывается предпочтительным, что длина обугливания, измеряемая посредством исследования огнестойкости на основании стандарта ASTM D6413-08, составляет 6 дюймов (15,24 см) или менее, и оказывается более предпочтительным, что длина обугливания составляет 4 дюйма (10,16 см) или менее. Кроме того, огнестойкая материя согласно настоящему изобретению включает пара-арамидное волокно и огнестойкая материя может содержать от 0 до 4 мас.% пара-арамидного волокна по отношению к суммарной массе огнестойкой материи.
Одежда согласно настоящему изобретению отличается тем, что она включает вышеупомянутую огнестойкую материю.
Огнестойкая рабочая одежда согласно настоящему изобретению отличается тем, что она включает вышеупомянутую огнестойкую материю.
ЭФФЕКТЫ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Согласно настоящему изобретению модифицированное акриловое волокно, содержащее соединение сурьмы, и волокно на полиарилатной основе используются совместно в пряже или материи, и волокно на полиарилатной основе содержится в количестве от 1 до 30 мас.%, таким образом, чтобы изготавливать огнестойкую рабочую одежду, имеющую превосходные эстетические характеристики и огнестойкие свойства, посредством использования пряжи или материи. Например, оказывается возможным изготовление по сниженной себестоимости огнестойкой рабочей одежды, имеющей превосходную огнестойкость, в результате чего сокращается длина обугливания (длина обугленной части), измеряемая посредством исследования огнестойкости на основании стандарта Американского общества по испытанию материалов (ASTM) D6413-08, таким образом, чтобы обеспечить широкое применение защитных изделий. Кроме того, огнестойкая рабочая одежда согласно настоящему изобретению имеет превосходные эстетические характеристики, которые допускают проявление светлых цветов после окрашивания, и, таким образом, может быть обеспечена достаточная огнестойкость разнообразных видов огнестойкой рабочей одежды, которая должна иметь различные цвета для каждого предприятия.
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Авторы настоящего изобретения неожиданно обнаружили, что пряжу, материю, одежду и огнестойкую рабочую одежду, имеющую превосходные огнестойкие свойства и эстетические характеристики, можно изготавливать посредством сочетания волокна на полиарилатной основе и модифицированного акрилового волокна, содержащего соединение сурьмы, хотя волокно на полиарилатной основе считается уступающим по огнестойкости пара-арамидному волокну, и в результате этого выполнили настоящее изобретение.
В частности, посредством использования волокна на полиарилатной основе, имеющего светло-желтый цвет, были достигнуты превосходные эстетические характеристики, а именно светлые цвета, которые проявлялись после окрашивания. Кроме того, даже для материи, в которой используется волокно на полиарилатной основе, посредством его сочетания с модифицированным акриловым волокном, которое выделяет гасящий пламя газ во время контакта с пламенем, подавляется возгорание материи, и длина обугливания как показатель огнестойкости дополнительно уменьшалась по сравнению со случаем использования пара-арамидного волокна. В результате по сравнению со случаем использования пара-арамидного волокна можно уменьшить в материи долю волокон, имеющих высокую прочность и высокую термостойкость, и, таким образом, огнестойкая рабочая одежда, имеющая превосходную огнестойкость, получается при меньшей себестоимости.
Согласно настоящему изобретению огнестойкость можно оценивать по отношению к длине обугливания, измеряемой посредством исследования огнестойкости на основании стандарта ASTM D6413-08. Предпочтительно, когда длина обугливания составляет 6 дюймов (15,24 см) или менее, признается огнестойкость, причем меньшая величина длины обугливания показывает превосходную огнестойкость. В случае пряжи огнестойкость можно оценивать посредством использования материи, изготовленной из пряжи, в качестве измеряемого образца. Кроме того, согласно настоящему изобретению, эстетические характеристики можно оценивать по отношению к уровню проявления оттенка светлого цвета после процесса окрашивания. В частности, эстетические характеристики можно оценивать посредством функциональной оценки или посредством измерения цветность на основании колориметрической системы Hunter Lab.
ОГНЕСТОЙКАЯ ПРЯЖА
Прежде всего, далее будет описана огнестойкая пряжа как вариант осуществления 1 согласно настоящему изобретению. Огнестойкая пряжа согласно настоящему изобретению включает модифицированное акриловое волокно, содержащее соединение сурьмы, и волокно на полиарилатной основе.
Модифицированное акриловое волокно получают из сополимера на основе акрилонитрила, который образуется посредством сополимеризации от 35 до 85 мас.% акрилонитрила и от 15 до 65 мас.% другого компонента (компонентов). Оказывается более предпочтительным, что содержание акрилонитрила в сополимере на основе акрилонитрила составляет от 35 до 65 мас.%. Примеры других компонентов включают галогенсодержащий виниловый и/или галогенсодержащий винилиденовый мономер. Оказывается более предпочтительным, что содержание галогенсодержащего винилового и/или галогенсодержащего винилиденового мономера в сополимере на основе акрилонитрила составляет от 35 до 65 мас.%. Пример другого компонента (компонентов) представляет собой мономер, который содержит группу сульфоновой кислоты. В сополимере на основе акрилонитрила оказывается предпочтительным, что содержание мономера, содержащего группу сульфоновой кислоты, составляет от 0 до 3 мас.%.
Когда содержание акрилонитрила в сополимере на основе акрилонитрила составляет 35 мас.% или более, получается пряжа, имеющая достаточную термостойкость. Когда содержание акрилонитрила составляет 85 мас.% или менее, получается пряжа, имеющая достаточную огнестойкость.
Когда содержание галогенсодержащего винилового и/или галогенсодержащего винилиденового мономера в сополимере на основе акрилонитрила составляет 15 мас.% или более, получается пряжа, имеющая достаточную огнестойкость. Когда содержание галогенсодержащего винилового и/или галогенсодержащего винилиденового мономера составляет 65 мас.% или менее, получается пряжа, имеющая достаточную термостойкость.
Примеры галогенсодержащего винилового и/или галогенсодержащего винилиденового мономера включают винилхлорид, винилиденхлорид, винилбромид, винилиденбромид и подобные соединения. Можно использовать один или более чем один из данных примеров.
Примеры мономера, содержащего группу сульфоновой кислоты представляют собой метакрилсульфоновая кислота, аллилсульфоновая кислота, стиролсульфоновая кислота, 2-акриламид-2-метилпропансульфоновая кислота, а также соответствующие соли и подобные соединения. Можно использовать один или более чем один из данных примеров. В приведенном выше описании примеры солей представляют собой соли натрия, соли калия, соли аммония и подобные соединения, хотя соли не ограничиваются данными примерами. Используется требуемый мономер, содержащий группу сульфоновой кислоты. Превосходная производственная устойчивость на стадии прядения достигается, если содержание мономера, содержащего группу сульфоновой кислоты, в сополимере на основе акрилонитрила составляет 3 мас.% или менее.
Примеры соединения сурьмы, которое можно включать в модифицированное акриловое волокно, представляют собой оксид сурьмы(III), оксид сурьмы(IV), оксид сурьмы(V), сурьмяная кислота и ее соли, оксихлорид сурьмы и подобные соединения. Можно использовать один или более чем один из данных примеров. Среди них с точки зрения производственной устойчивости на стадии прядения, предпочтительно используют одно соединение или несколько соединений, выбранных из группы, которую составляют оксид сурьмы(III), оксид сурьмы(IV) и оксид сурьмы(V).
В качестве модифицированного акрилового волокна, содержащего соединение сурьмы, можно использовать, например, любые имеющиеся в продаже изделия, такие как PROTEX (зарегистрированное товарное наименование) типа M, типа C или аналогичные изделия, которые изготавливает KANEKA Corporation.
Волокно на полиарилатной основе получают из полимера, который представляет собой имеющий длинную цепь синтетический полимер, в котором все составляющие мономеры представляют собой ароматические соединения и который проявляет свойства термотропного жидкого кристалла. Несмотря на отсутствие определенного ограничения в отношении химической структуры, при том условии, что жидкокристаллические полимеры можно отливать из расплава, можно использовать, например, термопластичный жидкокристаллический сложный полиэфир (включая также термопластичный жидкокристаллический сложный полиэфирамид, полученный введением амидной связи) или подобное вещество.
Оказывается возможным введение в ароматический сложный полиэфир или ароматический сложный полиэфирамид любых дополнительных связей или аналогичных структур на основе изоцианата, таких как имидная связь, карбонатная связь, карбодиимидная связь или изоциануратная связь.
Оказывается предпочтительным, что термопластичный жидкокристаллический сложный полиэфир представляет собой полностью ароматический сложный полиэфир, включающий 50 мол.% или более фрагментов из повторяющихся структурных звеньев, которые представляют приведенные ниже общая формула (P) и общая формула (Q). Предпочтительнее он включает 55 до 95 мол.% и еще предпочтительнее 60 до 90 мол.% таких фрагментов. Когда содержание фрагментов из повторяющихся структурных звеньев, которые представляют общая формула (P) и общая формула (Q), в термопластичном жидкокристаллическом сложном полиэфире составляет 50 мол.% или более, достигается превосходная производственная устойчивость на стадии прядения.
В термопластичном жидкокристаллическом сложном полиэфире оказывается предпочтительным, что молярное соотношение между повторяющимися структурными звеньями, которые представляет приведенная ниже общая формула (P), и повторяющимися структурными звеньями, которые представляет приведенная ниже общая формула (Q), т.е. (P):(Q) составляет от 100:1 до 100:50. Соотношение (P):(Q) составляет предпочтительнее от 100:1 до 100:45 и еще предпочтительнее от 100:1 до 100:40. Когда молярное соотношение между повторяющимися структурными звеньями, которые представляет приведенная ниже общая формула (P), и повторяющимися структурными звеньями, которые представляет приведенная ниже общая формула (Q), т.е. (P):(Q) составляет от 100:1 до 100:50, достигается превосходная производственная устойчивость на стадии прядения.
[Химическая формула 2]
В термопластичном жидкокристаллическом сложном полиэфире термопластичный полимер, такой как полиэтилентерефталат, модифицированный полиэтилентерефталат, полиолефин, поликарбонат, полиарилат, полиамид, полифениленсульфид, полиэфирэфиркетон, фторполимер и подобные соединения можно смешивать в пропорциях, не уменьшая эффект настоящего изобретения. Кроме того, могут содержаться также наполнители или разнообразные добавки. Примеры добавок представляют собой пластификатор, фотостабилизатор, устойчивый против атмосферных воздействий стабилизатор, антиоксидант, поглотитель ультрафиолетового излучения, антистатик, огнезащитное вещество, красящий пигмент, смазочное вещество, регулятор вязкости и подобные вещества.
Оказывается предпочтительным, что линейная плотность одиночного волокна на полиарилатной основе составляет от 1 до 20 дтекс, предпочтительнее от 1,5 до 15 дтекс и еще предпочтительнее от 2 до 10 дтекс. Линейная плотность одиночного волокна на полиарилатной основе определяется соответствующим образом по отношению к балансу с другими материалами, подлежащими сочетанию, и меньшая линейная плотность является предпочтительный с точки зрения повышения прочности. Кроме того, линейные плотности каждого из одиночных волокон, которые составляют длинное волокно (нить) и/или короткое волокно (штапель), могут быть одинаковыми или отличаться друг от друга.
Пример волокна на полиарилатной основе, которое можно использовать согласно настоящему изобретению, представляет собой волокно Vectran (зарегистрированное товарное наименование), изготавливаемое Kuraray Co., Ltd.
Огнестойкая пряжа включает от 1 до 30 мас.% волокна на полиарилатной основе. Когда содержание волокна на полиарилатной основе составляет от 1 до 30 мас.%, получается пряжа, имеющая достаточную огнестойкость. С точки зрения огнестойкости и снижения себестоимости огнестойкая пряжа включает предпочтительно от 3 до 28 мас.% и предпочтительнее от 5 до 25 мас.% волокна на полиарилатной основе.
Оказывается предпочтительным, что в огнестойкой пряже содержание модифицированного акрилового волокна, содержащего соединение сурьмы, составляет от 15 до 95 мас.%. Оно составляет предпочтительнее от 20 до 88 мас.%, еще предпочтительнее от 30 до 80 мас.%, еще предпочтительнее от 33 до 70 мас.%, особенно предпочтительно от 34 до 60 мас.% и наиболее предпочтительно 35 до 55 мас.%. Когда содержание модифицированного акрилового волокна, содержащего соединение сурьмы, составляет 15 мас.% или более, получается пряжа, имеющая достаточную огнестойкость. Кроме того, когда содержание модифицированного акрилового волокна, содержащего соединение сурьмы, составляет 95 мас.% или менее, улучшается термостойкость пряжи согласно настоящему изобретению.
Огнестойкая пряжа может включать любые другие волокна, а не только модифицированное акриловое волокно, содержащее соединение сурьмы, а также волокно на полиарилатной основе в пропорции, не уменьшающей эффект настоящего изобретения. Примеры других волокон включают волокно природного происхождения, синтетическое волокно и подобные волокна. Несмотря на отсутствие определенного ограничения примеры синтетического волокна включают волокна на основе алифатических полиамидов, такие как полигексаметиленадипинамидное волокно (Nylon 66), мета-арамидное волокно, акриловое волокно, сложнополиэфирное волокно, такие как полиэтилентерефталатное (PET) волокно, политриметилентерефталатное (PTT) волокно и полибутилентерефталатное (PBT) волокно, волокно на полиолефиновой основе, такое как полиэтиленовое волокно, волокно на основе поливинилового спирта, такое как винилоновое волокно, волокно на основе поливинилхлорида, такое как поливинилхлоридное волокно, полиуретановое волокно, полиоксиметиленовое волокно, политетрафторэтиленовое (PTFE) волокно, полифениленсульфидное (PPS) волокно, меламиновое волокно, полисульфонамидное (PSA) волокно и подобные волокна. Волокна природного происхождения будут описаны ниже. Содержание других волокон в огнестойкой пряже можно регулировать соответствующим образом в таком интервале, который не уменьшает эффект настоящего изобретения. В том случае, когда огнестойкая пряжа включает пара-арамидное волокно в качестве дополнительного волокна, с точки зрения обеспечения эстетических характеристик содержание пара-арамидного волокна в огнестойкой пряже составляет предпочтительно от 0 до 4 мас.% и предпочтительнее от 0 до 3 мас.%.
Для улучшения влагопоглощения и влагопроницаемости гибкости и осязания огнестойкая пряжа может включать дополнительное волокно природного происхождения. Согласно настоящему изобретению волокно природного происхождения представляет собой натуральное волокно и химическое волокно, изготовленное из природных материалов. Примеры химических волокон, изготовленных из природных материалов, включают полусинтетическое волокно и регенерированное волокно. Несмотря на отсутствие определенного ограничения, примеры волокон природного происхождения включают натуральные волокна, такие как хлопок, лен, рами (китайская крапива), шелк, шерсть и подобные волокна; полусинтетические волокна, такие как ацетатное волокно, и регенерированные волокна, такие как вискоза, лиоцелл и подобные волокна. Волокно природного происхождения может представлять собой целлюлозное волокно, такое как хлопок, лен, рами, ацетатное волокно, вискоза, огнестойкая вискоза, лиоцелл и подобные волокна, или оно может представлять собой белковое волокно, такое как шелк, шерсть и подобные волокна, без какого-либо определенного ограничения данными примерами. Среди них целлюлозные волокна, такие как хлопок, лен, рами, ацетатное волокно, вискоза, огнестойкая вискоза, лиоцелл и подобные волокна предпочтительно используются с точки зрения обеспечения превосходной текстуры и влагопоглощения и влагопроницаемости. Эти волокна природного происхождения можно использовать в чистом виде или в сочетании двух или более материалов.
Оказывается предпочтительным, что содержание волокна природного происхождения, которое включается в огнестойкую пряжу, составляет от 4 до 84 мас.%. Оно составляет предпочтительнее от 9 до 77 мас.%, еще предпочтительнее от 15 до 65 мас.%, еще предпочтительнее 20 до 50 мас.% и особенно предпочтительно 25 до 45 мас.%. Когда содержание волокна природного происхождения составляет 4 мас.% или более, получается пряжа, обеспечивая достаточное удобство. Когда содержание волокна природного происхождения составляет 84 мас.% или менее, получается пряжа, имеющая достаточную огнестойкость.
С точки зрения превосходных огнестойких свойств и эстетических характеристик, а также предпочтительного влагопоглощения и влагопроницаемости, гибкости, осязания и подобных свойств, оказывается предпочтительным, что огнестойкая пряжа содержит от 15 до 95 мас.% модифицированного акрилового волокна, содержащего соединение сурьмы, от 1 до 30 мас.% волокна на полиарилатной основе и от 4 до 84 мас.% волокна природного происхождения по отношению к суммарной массе огнестойкой пряжи. Предпочтительнее она содержит от 20 до 88 мас.% модифицированного акрилового волокна, содержащего соединение сурьмы, от 3 до 28 мас.% волокна на полиарилатной основе и от 9 до 77 мас.% волокна природного происхождения по отношению к суммарной массе огнестойкой пряжи. Кроме того, она предпочтительно содержит 30 до 80 мас.% модифицированного акрилового волокна, содержащего соединение сурьмы, от 5 до 25 мас.% волокна на полиарилатной основе и 15 до 65 мас.% волокна природного происхождения по отношению к суммарной массе огнестойкой пряжи.
Оказывается предпочтительным, что огнестойкая пряжа содержит 3 мас.% или более соединения сурьмы по отношению к суммарной массе пряжи. Данное содержание составляет предпочтительнее 3,2 мас.% или более и еще предпочтительнее 3,6 мас.% или более. Когда содержание соединения сурьмы составляет 3 мас.% или более, получается пряжа, имеющая достаточную огнестойкость. Не существует никакого определенного верхнего ограничения содержания соединения сурьмы в огнестойкой пряже; с точки зрения прочности пряжи, это содержание составляет предпочтительно 33 мас.% или менее и предпочтительнее 21 мас.% или менее по отношению к суммарной массе огнестойкой пряжи.
Огнестойкую пряжу согласно настоящему изобретению можно изготавливать, используя хорошо известный процесс прядения. Хотя примеры процесса прядения включают кольцевое прядение, пневмомеханическое прядение, воздухоструйное прядение и подобные способы, данные примеры не являются ограничительными. Вышеописанное волокна можно использовать как длинное волокно (нить) и/или короткое волокно (штапель).
Огнестойкая материя
Далее огнестойкая материя будет разъясняться как вариант осуществления 2 настоящего изобретения. Огнестойкая материя включает модифицированное акриловое волокно, содержащее соединение сурьмы, и волокно на полиарилатной основе.
В качестве модифицированного акрилового волокна, включаемого в огнестойкую материю, можно использовать модифицированное акриловое волокно, получаемое из сополимера на основе акрилонитрила, который разъясняется в описанном выше варианте осуществления 1.
Когда содержание акрилонитрила в сополимере на основе акрилонитрила составляет 35 мас.% или более, получается материя, имеющая достаточную термостойкость. Когда содержание акрилонитрила составляет 85 мас.% или менее, получается материя, имеющая достаточную огнестойкость.
Когда содержание галогенсодержащего винилового и/или галогенсодержащего винилиденового мономера в сополимере на основе акрилонитрила составляет 15 мас.% или более, получается материя, имеющая достаточную огнестойкость. Когда содержание галогенсодержащего винилового и/или галогенсодержащего винилиденового мономера составляет 65 мас.% или менее, получается материя, имеющая достаточную термостойкость.
В качестве волокна на полиарилатной основе, включаемого в огнестойкую материю, можно использовать волокно на полиарилатной основе, которое разъясняется в описанном выше варианте осуществления 1.
Огнестойкая материя включает от 1 до 30 мас.% волокна на полиарилатной основе. Когда содержание волокна на полиарилатной основе составляет от 1 до 30 мас.%, получается материя, имеющая достаточную огнестойкость. С точки зрения огнестойкости и снижения себестоимости, огнестойкая материя включает предпочтительно от 3 до 28 мас.% и предпочтительнее от 5 до 25 мас.% волокна на полиарилатной основе.
Оказывается предпочтительным, что содержание модифицированного акрилового волокна, содержащего соединение сурьмы, в огнестойкой материи составляет от 15 до 95 мас.%. Данное содержание составляет предпочтительнее от 20 до 88 мас.%, еще предпочтительнее от 30 до 80 мас.%, еще предпочтительнее от 33 до 70 мас.%, особенно предпочтительно от 34 до 60 мас.% и наиболее предпочтительно 35 до 55 мас.%. Когда содержание модифицированного акрилового волокна, содержащего соединение сурьмы, составляет 15 мас.% или более, получается материя, имеющая достаточную огнестойкость. Кроме того, когда содержание модифицированного акрилового волокна, содержащего соединение сурьмы, составляет 95 мас.% или менее, улучшается термостойкость материи согласно настоящему изобретению.
Огнестойкая материя может включать любые волокна, которые не представляют собой модифицированное акриловое волокно, содержащее соединение сурьмы, и волокно на полиарилатной основе в интервале, который не препятствует эффекту настоящего изобретения. Примеры других волокон включают волокно природного происхождения, синтетическое волокно и подобные волокна. Несмотря на отсутствие определенного ограничения примеры синтетического волокна включают волокна на основе алифатических полиамидов, такие как полигексаметиленадипинамидное волокно (Nylon 66), мета-арамидное волокно, акриловое волокно, сложнополиэфирное волокно, такие как полиэтилентерефталатное (PET) волокно, политриметилентерефталатное (PTT) волокно и полибутилентерефталатное (PBT) волокно, волокно на полиолефиновой основе, такое как полиэтиленовое волокно, волокно на основе поливинилового спирта, такое как винилоновое волокно, волокно на основе поливинилхлорида, такое как поливинилхлоридное волокно, полиуретановое волокно, полиоксиметиленовое волокно, политетрафторэтиленовое (PTFE) волокно, полифениленсульфидное (PPS) волокно, меламиновое волокно, полисульфонамидное (PSA) волокно и подобные волокна. Волокна природного происхождения будут описаны ниже. Содержание других волокон в огнестойкой пряже можно регулировать соответствующим образом в таком интервале, который не уменьшает эффект настоящего изобретения. В том случае, когда огнестойкая пряжа включает пара-арамидное волокно в качестве дополнительного волокна, с точки зрения обеспечения эстетических характеристик содержание пара-арамидного волокна в огнестойкой пряже составляет предпочтительно от 0 до 4 мас.% и предпочтительнее от 0 до 3 мас.%.
Для улучшения влагопоглощения и влагопроницаемости, гибкости и осязания огнестойкая пряжа может включать дополнительное волокно природного происхождения. В качестве волокна природного происхождения можно использовать волокно природного происхождения, которое упомянуто в описанном выше варианте осуществления 1.
Оказывается предпочтительным, что содержание волокна природного происхождения, включаемого в огнестойкой материи, составляет от 4 до 84 мас.%. Данное содержание составляет предпочтительнее от 9 до 77 мас.%, еще предпочтительнее от 15 до 65 мас.% и еще предпочтительнее от 20 до 50 мас.%. Когда содержание волокна природного происхождения составляет 4 мас.% или более, получается материя, имеющая достаточное удобство. Кроме того, когда содержание волокна природного происхождения составляет 84 мас.% или менее, получается материя, имеющая достаточную огнестойкость.
С точки зрения превосходных огнестойких свойств и эстетических характеристик, а также предпочтительного влагопоглощения и влагопроницаемости, гибкости и осязания, оказывается предпочтительным, что огнестойкая материя содержит от 15 до 95 мас.% модифицированного акрилового волокна, содержащего соединение сурьмы, от 1 до 30 мас.% волокна на полиарилатной основе и от 4 до 84 мас.% волокна природного происхождения по отношению к суммарной массе огнестойкой материи. Предпочтительнее, она содержит от 20 до 88 мас.% модифицированного акрилового волокна, содержащего соединение сурьмы, от 3 до 28 мас.% волокна на полиарилатной основе и от 9 до 77 мас.% волокна природного происхождения по отношению к суммарной массе огнестойкой материи. Кроме того, она предпочтительно содержит от 30 до 80 мас.% модифицированного акрилового волокна, содержащего соединение сурьмы, от 5 до 25 мас.% волокна на полиарилатной основе и от 15 до 65 мас.% волокна природного происхождения по отношению к суммарной массе огнестойкой материи.
Оказывается предпочтительным, что огнестойкая материя содержит 3 мас.% или более соединения сурьмы по отношению к суммарной массе материи. Данное содержание составляет предпочтительнее 3,2 мас.% или более и еще предпочтительнее 3,6 мас.% или более. Когда содержание соединения сурьмы составляет 3 мас.% или более, получается материя, имеющая достаточную огнестойкость. Не существует никакого определенного верхнего ограничения для содержания соединение сурьмы в огнестойкой материи, с точки зрения прочности на разрыв и прочности на растяжение, оно составляет предпочтительно 33 мас.% или менее и предпочтительнее 21 мас.% или менее по отношению к суммарной массе огнестойкой материи.
В огнестойкой материи, несмотря на отсутствие определенного ограничения, с точки зрения прочности на разрыв и прочности на растяжение, линейная плотность модифицированного акрилового волокна, содержащего соединение сурьмы, составляет предпочтительно от 1 до 20 дтекс и предпочтительнее от 1,5 до 15 дтекс. Линейная плотность волокна на полиарилатной основе составляет предпочтительно 1 до 20 дтекс и предпочтительнее от 1,5 до 15 дтекс, и линейная плотность волокна природного происхождения составляет предпочтительно от 0,5 до 20 дтекс и предпочтительнее от 1 до 15 дтекс. В огнестойкой материи несмотря на отсутствие определенного ограничения с точки зрения прочности на разрыв и прочности на растяжение длина волокна для модифицированного акрилового волокна, содержащего соединение сурьмы, составляет предпочтительно от 38 до 127 мм и предпочтительнее от 38 до 76 мм. Длина волокна для волокна на полиарилатной основе составляет предпочтительно от 38 до 127 мм и предпочтительнее от 38 до 76 мм, и длина волокна для волокна природного происхождения составляет предпочтительно от 15 до 152 мм и предпочтительнее от 20 до 127 мм. Кроме того, несмотря на отсутствие определенного ограничения с точки зрения гибкости и осязания оказывается предпочтительным, что поверхностная плотность огнестойкой материи составляет от 100 до 500 г/м2, предпочтительнее от 150 до 400 г/м2 и еще предпочтительнее от 200 до 300 г/м2.
Огнестойкую материю согласно настоящему изобретению можно изготавливать, используя хорошо известный способ изготовления материи. Примерные формы материи представляют собой тканая материя, трикотажная материя, нетканая материя и подобная материя, несмотря на то что настоящее изобретение не ограничивается данными примерами. Тканую материю можно изготавливать посредством комбинированного ткачества, и трикотажную материя можно изготавливать посредством комбинированного вязания. Кроме того, огнестойкую пряжу можно использовать для изготовления огнестойкой материи.
Структура тканой материи не ограничивается определенным образом, но она может представлять собой грунтовое переплетение трех нитей, такое как полотняное переплетение, саржевое переплетение, атласное переплетение или подобное переплетение, или она может представлять собой узорчатую тканую материю, изготовленную посредством использования специального ткацкого станка, такого как кареточный ткацкий станок (Dobby) или жаккардовый ткацкий станок (Jacquard). Аналогичным образом, структура трикотажной материи не ограничивается определенным образом, но может представлять собой любую структуру, такую как кругловязаная, плосковязаная или основовязаная. Примеры формы нетканой материи представляют собой гидроуложенная нетканая материя, кардочесаная нетканая материя, пневмоуложенная нетканая материя, термически соединенная нетканая материя, химически соединенная нетканая материя, иглопробивная нетканая материя, водоструйно соединенная нетканая материя, простроченная нетканая материя и подобная материя.
Огнестойкая материя согласно настоящему изобретению имеет превосходную огнестойкость; и предпочтительно ее длина обугливания, измеряемая посредством исследования огнестойкости на основании стандарта ASTM D6413-08, составляет 6 дюймов (15,24 см) или менее и предпочтительнее ее длина обугливания, измеряемая посредством исследования огнестойкости на основании стандарта ASTM D6413-08, составляет 4 дюйма (10,16 см) или менее.
Одежда и огнестойкая рабочая одежда
Одежду согласно настоящему изобретению изготавливают, используя описанную выше огнестойкую материю, и ее можно изготавливать хорошо известным способом шитья, используя огнестойкую материю. Поскольку огнестойкая материя имеет превосходную огнестойкость, одежду согласно настоящему изобретению, изготовленную из огнестойкой материи, можно предпочтительно использовать в качестве огнестойкой рабочей одежды. Оказывается возможным использование одного слоя огнестойкой материи для изготовления однослойной огнестойкой рабочей одежда. Кроме того, оказывается возможным использование двух или более слоев огнестойкой материи согласно настоящему изобретению для изготовления многослойной огнестойкой рабочей одежды. Кроме того, оказывается возможным использование огнестойкой материи для изготовления многослойной материи с любыми другими видами материи, из которой получается многослойная огнестойкая рабочая одежда. Кроме того, поскольку огнестойкая материя имеет не только превосходные эстетические характеристики и огнестойкие свойства, но также превосходную износоустойчивость и прочность, может быть изготовлена огнестойкая рабочая одежда, имеющая превосходную износоустойчивость, а также может быть изготовлена огнестойкая рабочая одежда, имеющая превосходную устойчивость к порезам. Кроме того, огнестойкость сохраняется даже после повторной стирки.
ПРИМЕРЫ
Далее настоящее изобретение будет описано более конкретно со ссылкой на примеры, хотя настоящее изобретение не ограничивается данными примерами.
В первую очередь, в примерах, которые описаны ниже, представлены способы измерения огнестойких свойств и оценки эстетических характеристик.
Огнестойкость
Длина обугливания (длина обугленной части) как показатель огнестойкости измеряли, используя исследование огнестойкости на основании стандарта Американского общества по испытанию материалов (ASTM) D6413-08.
Эстетические характеристики
Эстетические характеристики материи после окрашивание подвергали функциональной оценке и классифицировали по трем уровням A-C в соответствии с критериями, которые перечислены ниже.
A: оттенок светлого цвет проявляется в достаточной степени, и отсутствуют заметные пушинки волокон различных цветов на поверхности материи.
B: хотя проявляется оттенок светлого цвета, слегка заметны пушинки волокон различных цветов на поверхности материи.
C: оттенок светлого цвета не проявляется, и заметны пушинки волокон различных цветов на поверхности материи.
В качестве волокон использовали следующие материалы.
(1) Модифицированное акриловое волокно, содержащее соединение сурьмы, представляло собой: модифицированное акриловое волокно, изготовленное из сополимера на основе акрилонитрила, содержащего 50 мас.% акрилонитрила, 49 мас.% винилиденхлорида и 1 мас.% стиролсульфоната натрия, к которому добавлен оксид сурьмы(III) в количестве 10 мас.% по отношению к суммарной массе сополимера на основе акрилонитрила (линейная плотность 1,7 дтекс, длина волокна 38 мм, далее называется также PC); и модифицированное акриловое волокно, изготовленное из сополимера на основе акрилонитрила, содержащего 50 мас.% акрилонитрила, 49 мас.% винилиденхлорида и 1 мас.% стиролсульфоната натрия, к которому добавлен оксид сурьмы(III) в количестве 25 мас.% по отношению к суммарной массе сополимера на основе акрилонитрила (линейная плотность 2,2 дтекс, длина волокна 38 мм, далее называется также PM).
(2) Волокно на полиарилатной основе представляло собой Vectran (зарегистрированное товарное наименование; линейная плотность 2,8 дтекс, длина волокна 38 мм, далее называется также VEC), изготовленное компанией Kuraray Co., Ltd.
(3) Другие волокна представляли собой следующие: полигексаметиленадипинамидное волокно (Nylon 66, линейная плотность 1,3 дтекс, длина волокна 38 мм, далее называется также NY66); хлопок (имеющийся в продаже чесаный хлопок, далее называется также COT); огнестойкое вискоза волокно Lenzing FR (зарегистрированное товарное наименование, линейная плотность 2,2 дтекс, длина волокна 51 мм, далее называется также LFR), изготовленное компанией Lenzing AG; и пара-арамидное волокно Twaron (зарегистрированное товарное наименование, линейная плотность 1,7 дтекс, длина волокна 40 мм, далее называется также TWA), изготовленное компанией Teijin Limited.
Справочные примеры 1-2
В справочных примерах 1-2 короткие волокна, составы которых представлены ниже в таблице 1, смешивали для изготовления нетканой материи, имеющей поверхностную плотность 150 г/м2, используя иглопробивной способ для изготовления нетканой материи. Получаемая материя (иглопробивная нетканая материя) была использована для осуществления исследования огнестойкости на основании стандарта ASTM D6413-08; длину обугливания измеряли, и результаты проиллюстрированы ниже в таблице 1. Приведенная ниже таблица 1 иллюстрирует также время контакта с пламенем (в секундах), измеряемое посредством исследования огнестойкости на основании стандарта ASTM D6413-08. Приведенная ниже таблица 1 представляет, что волокно на полиарилатной основе, используемые в чистом виде, снижает огнестойкость пара-арамидного волокна.
Примеры 1-3 и сравнительные примеры 1-5
В примерах 1-3 и сравнительных примерах 1-5 короткие волокна смешивали, получая составы волокон, которые проиллюстрированы ниже в таблице 2, пряжу изготавливали посредством кольцевого прядения и получаемую пряжу использовали для изготовления трикотажной материи. Пряжа представляла собой смешанную пряжу, у которой линейная плотность составляла 20 английских хлопковых единиц (0,59 г/м); трикотажная материя имела однофонтурную трикотажную структуру, и ее поверхностная плотность составляла 200 г/м2. После очистки и отбеливания получаемой материи (трикотажной материи) эту материю окрашивали в светло-синий цвет, используя 0,01 мас.% синего красителя Maxilon Blue GRL (300%), изготовленного HUNTSMAN Corporation, по отношению к массе модифицированного акрилового волокна. Используя материю после окрашивания, осуществляли исследование огнестойкости на основании стандарта ASTM D6413-08. Кроме того, оценивали эстетические характеристики материи после окрашивания. Результаты проиллюстрированы ниже в таблице 2. В таблице 2 также представлено содержание соединения сурьмы в материи (далее называется также содержание Sb в материи).
Таблица 2 представляет, что при включении модифицированного акрилового волокна, содержащего соединение сурьмы, материя с использованием волокна на полиарилатной основе имеет огнестойкость, которая превосходит огнестойкость материи с использованием пара-арамидного волокна. В частности, как показывает сопоставление примера 1 и сравнительного примера, в том случае, когда содержание смешанного волокна на полиарилатной основе является меньше, чем содержание смешанного пара-арамидного волокна, огнестойкость является более предпочтительной. Кроме того, как показывает сопоставление примера 1 и примера 5, когда содержание волокна на полиарилатной основе составляет 5 мас.% или более по отношению к суммарной массе огнестойкой материи, длина обугливания, измеряемая посредством исследования огнестойкости на основании стандарта ASTM D6413-08, составляет 4 дюйма (10,16 см) или менее, т.е. огнестойкость оказывается более предпочтительной. Кроме того, становится очевидным, что материя с использованием волокна на полиарилатной основе является превосходной в отношении эстетических характеристик.
Примеры 4-5 и сравнительные примеры 6-8
В примерах 4-5 и сравнительных примерах 6-8 короткие волокна смешивали, получая составы волокон, которые проиллюстрированы ниже в таблице 3; пряжу изготавливали посредством кольцевого прядения и получаемую пряжу использовали для изготовления тканой материи, используя хорошо известный способ ткачества. Пряжа представляла собой смешанную пряжу, у которой линейная плотность составляла 20 английских хлопковых единиц (0,59 г/м) и тканая материя имела саржевое переплетение и поверхностную плотность, составляющую 210 г/м2. После очистки и отбеливания получаемой материи (трикотажной материи) эту материю окрашивали в светло-синий цвет, используя 0,01 мас.% синего красителя Maxilon Blue GRL (300%), изготовленного HUNTSMAN Corporation, по отношению к массе модифицированного акрилового волокна. Используя материю после окрашивания, осуществляли исследование огнестойкости на основании стандарта ASTM D6413-08. Кроме того, оценивали эстетические характеристики материи после окрашивание. Результаты проиллюстрированы ниже в таблице 3. В таблице 3 также представлено содержание соединения сурьмы в материи.
Таблица 3 представляет, что при включении модифицированного акрилового волокна, содержащего соединение сурьмы, материя, в которой используется волокно на полиарилатной основе в количестве менее 40 мас.%, имеет огнестойкость, которая превосходит огнестойкость материи с использованием пара-арамидного волокна. Кроме того, становится очевидным, что материя с использованием волокна на полиарилатной основе является превосходной в отношении эстетических характеристик.
Материю (тканую материю), получаемую в примере 4 и в сравнительном примере 7, очищали и отбеливали, а затем окрашивали в светло-синий цвет, как описано выше. Материю после окрашивания использовали для измерения цветности согласно колориметрической системе Hunter Lab, используя спектрофотометр CM-2600d, изготовленный компанией Konica Minolta, Inc. Результаты проиллюстрированы ниже в таблице 4.
Приведенная выше таблица 4 представляет, что светло-синий цвет четко проявлялся на материи в примере 4 с использованием волокна на полиарилатной основе, что демонстрирует ее превосходство в отношении эстетических характеристик. С другой стороны, материя в сравнительном примере 7 с использованием пара-арамидного волокна сохраняла характерный желтый цвет пара-арамидного волокна без отбеливания, оттенок светло-синего цвета не мог проявляться, и текстильная материя имела светло-зеленый цвет, то есть неблагоприятные эстетические характеристики.
Реферат
Предложенная огнестойкая пряжа содержит волокно на полиарилатной основе и волокно на акриловой основе, содержащее соединение сурьмы, а также содержит от 1 до 30 мас.% волокна на полиарилатной основе по отношению к суммарной массе огнестойкой пряжи. Предложенная огнестойкая материя содержит волокно на полиарилатной основе и волокно на акриловой основе, содержащее соединение сурьмы, а также содержит от 1 до 30 мас.% волокна на полиарилатной основе по отношению к суммарной массе огнестойкой материи. Предложенная одежда и огнестойкая рабочая одежда включает огнестойкую материю. Таким образом, согласно настоящему изобретению предложены имеющие низкую себестоимость огнестойкая пряжа, огнестойкая материя, а также использующие их одежда и огнестойкая рабочая одежда, которые обеспечивают превосходные эстетические характеристики и огнестойкие свойства. 5 н. и 14 з.п. ф-лы.
Формула
[Химическая формула 1]
[Химическая формула 2]
