專(zhuān)利名稱(chēng)：防火混紡織物的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種防火(flame resistant)混紡織物(union fabric)。明確的說(shuō)，本發(fā)明涉及一種擁有較高防火能力的混紡織物，其由含有銻化合物的含鹵素的纖維；以及纖維素纖維和在200℃到400℃的溫度下熔化的纖維的股線(compound yarn)組成。
背景技術(shù)：
近年來(lái)，對(duì)于保證安全的食品、衣服和住宅的要求變得越來(lái)越強(qiáng)烈，而且防火材料的必要性也在增加。在這種形式下，通過(guò)復(fù)合(compounding)通用的可燃纖維和具有高度防火性的防火纖維，同時(shí)還保留了可燃紗線的特性，提出多種方法來(lái)給可燃的紗線提供防火的性能。作為這種復(fù)合纖維(compound fiber)，例如，在日本專(zhuān)利No.2593985說(shuō)明書(shū)和日本專(zhuān)利No.2593986說(shuō)明書(shū)中都公開(kāi)了一種在含鹵素防火纖維和天然纖維的復(fù)合中，通過(guò)使用銻化合物作為防火試劑(flame resistant agent)加入到由含鹵素的防火纖維中的方法。
最近，使用通用(general-purpose)纖維素纖維作為經(jīng)紗和含有銻化合物的含鹵素防火纖維作為緯紗的混紡織物經(jīng)常應(yīng)用于內(nèi)部裝飾產(chǎn)品中，例如窗簾門(mén)簾和椅套，因?yàn)槔w維素纖維的特性，比如天然感覺(jué)、吸濕性和耐熱性得到了體現(xiàn)。其中，使用纖維素纖維作為經(jīng)紗和含有銻化合物的含鹵素防火纖維作為緯紗的混紡織物，例如提花織物(jacquard)、小提花織物(dobby)和經(jīng)緞織物(satin)，由于在織物的表面?zhèn)?surface side)上分布了很多的纖維素纖維而具有了一些特殊性質(zhì)。
但是，在這些混紡織物中，織物中的纖維素纖維和含鹵素的防火纖維的不均勻存在，使其很難通過(guò)法國(guó)NF P92-503燃燒測(cè)試中的最高防火等級(jí)M1，其要求一種非常高等級(jí)的防火性能。
僅在國(guó)際公開(kāi)No.01/32968小冊(cè)子(pamphlet)中提供了進(jìn)一步使用這種技術(shù)的方法，其中一種混紡織物使用纖維素纖維作為經(jīng)紗，含有銻化合物并加入了錫酸鋅化合物進(jìn)行結(jié)合的含鹵素的纖維作為緯紗，該織物具有非常高的防火等級(jí)，可以通過(guò)NF P92-503燃燒測(cè)試中的最高防火等級(jí)M1。
但是，由于錫酸鋅化合物比銻化合物的成本更高，所以這種纖維的費(fèi)用比普通纖維獨(dú)立地將銻化合物加入到含鹵素的纖維要高，這就造成了混紡織物更高的成本。
因此，在包括僅加入銻化合物的含鹵素的纖維和通用纖維(比如纖維素纖維)的混紡織物中，一直在期待開(kāi)發(fā)出顯示高防火性并被劃分為NFP92-503燃燒測(cè)試中的最高防火等級(jí)M1的混紡織物，并且無(wú)需結(jié)合使用錫酸鋅化合物等。
本發(fā)明的目的在于在混紡織物包括含鹵素的防火纖維和纖維素纖維時(shí)，提供一種具有高度防火性的織物，并且被分類(lèi)為NF P92-503燃燒測(cè)試中的防火等級(jí)M1。
發(fā)明概述本發(fā)明人針對(duì)由改良丙烯酸防火纖維(modacrylic flame resistant fiber)作為含鹵素防火纖維和纖維素纖維組成的混紡織物進(jìn)行了反復(fù)地研究。結(jié)果，發(fā)現(xiàn)在混紡織物，例如提花織物、小提花織物和經(jīng)緞織物中，使用含有銻化合物的改良丙烯酸纖維、規(guī)定量的纖維素纖維和熔化纖維(melting fiber)的股線可以體現(xiàn)出較強(qiáng)的防火性能。
即，本發(fā)明涉及一種防火混紡織物，其通過(guò)共同編織(co-weaving)(A)和(B)獲得，其中(A)30％～70％的纖維紗線(fiber yarn)，其具有作為主要成分的含鹵素的防火纖維，該含鹵素的防火纖維包含100重量份(以下僅簡(jiǎn)單地縮寫(xiě)為份)丙烯酸基共聚物中的25份～50份的銻化合物，該共聚物由30％～70％重量(以下僅簡(jiǎn)單縮寫(xiě)為％)的丙烯腈、30％～70％的含鹵素的乙烯基單體、0％～10％的與它們可共聚的乙烯基單體組成；和(B)70％～30％的股線，由纖維素纖維(b-1)和在200℃～400℃的溫度下熔化的纖維(b-2)組成。
這種防火的混紡織物優(yōu)選是一種混紡織物，其中纖維素纖維(b-1)至少一種選自棉花、麻(hemp)、人造絲、波里諾西克(polynosic)、銅氨纖維(cupra)、醋酯纖維(acetate)和三醋酯纖維(triacetate)的纖維。
實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的最好模式本發(fā)明涉及一種防火的混紡織物，通過(guò)共同編織30％～70％的纖維紗線(A)和70％～30％的股線(B)而獲得，其中纖維紗線(A)包含作為主要成分的含鹵素的防火纖維，該防火纖維包括100份丙烯酸基共聚物中的25份～50份的銻化合物，該共聚物由重量百分比30％～70％的丙烯腈、30％～70％的含鹵素的乙烯基單體、和0％～10％的與之能共聚的乙烯基單體組成；股線(B)由纖維素纖維(b-1)和在200℃～400℃的溫度下熔化的纖維(b-2)組成。
在本發(fā)明中，包含含鹵素的防火纖維(A)(以下還稱(chēng)作纖維紗線(A))作為主要成分的纖維紗線是一種用來(lái)給本發(fā)明的混紡織物提供防火性能的纖維。作為纖維紗線(A)的主要成分的含鹵素防火纖維由一種組合物組成，該組合物包括在丙烯酸基共聚物中的銻化合物，通過(guò)聚合包括30％～70％丙烯腈、30％～70％的含鹵素乙烯基單體和0％～10％的可以和丙烯腈和含鹵素的乙烯基單體共聚的乙烯基單體(此后稱(chēng)作可共聚的乙烯基單體)的單體混合物來(lái)獲得丙烯酸基共聚物。
在用來(lái)得到丙烯酸基共聚物的單體混合物中，丙烯腈的百分比不小于30％，優(yōu)選為不小于40％(下限)，但其不能超過(guò)70％，優(yōu)選為不大于60％(上限)。
在單體混合物中，含鹵素乙烯基單體的百分比不小于30％，優(yōu)選為不小于40％(下限)，但其不能超過(guò)70％，優(yōu)選為不大于60％(上限)。在單體混合物中，可共聚的乙烯基單體的百分比為不小于0％，優(yōu)選為不小于1％(下限)，并且其不能超過(guò)10％，優(yōu)選為不大于5％(上限)。
當(dāng)然，調(diào)整丙烯腈、含鹵素乙烯基單體和可共聚的乙烯基單體的總百分比使其和為100％。
在單體混合物中，百分比小于下限的丙烯腈或者百分比大于上限的含鹵素乙烯基單體都不能顯示足夠的耐熱性，同樣百分比大于上限的丙烯腈單元或者百分比小于下限的含鹵素乙烯基單體顯示出不足的防火性能。在單體混合物中，百分比大于上限的可共聚的乙烯基單體不能全部表現(xiàn)出防火性能和觸感(touch)，這些是含鹵素防火纖維的特性。
任何含鹵素的乙烯基單體都可以使用，只要含鹵素的乙烯基單體為一種包含鹵素原子的乙烯基單體，鹵素原子優(yōu)選為溴原子或者氯原子。作為含鹵素的乙烯基單體的實(shí)例可提及的有氯乙烯、1，2-二氯乙烯、溴乙烯等等。這些可以單獨(dú)使用或者兩種或多種結(jié)合使用。
作為可共聚的乙烯基單體，可提及的實(shí)例為丙烯酸；丙烯酸酯，例如丙烯酸乙酯和丙烯酸丙酯；甲基丙烯酸；甲基丙烯酸酯，例如甲基丙烯酸甲酯和甲基丙烯酸乙酯；此外，丙烯酰胺、乙酸乙烯酯、乙烯磺酸、乙烯基磺酸鹽(乙烯基磺酸鈉等)、苯乙烯磺酸、苯乙烯磺酸鹽(苯乙烯磺酸鈉等)。這些可以單獨(dú)使用或者兩種或多種結(jié)合使用。
作為通過(guò)聚合包括丙烯腈、含鹵素的單體和可與它們共聚的單體的單體混合物制備丙烯酸基共聚物的方法，任何方法，例如通常的乙烯基聚合方法，淤漿聚合法、乳液聚合法、溶液聚合法等等，都是適用的，并且沒(méi)有什么特殊的限制。
作為銻化合物的優(yōu)選實(shí)例，可提及例如無(wú)機(jī)銻化合物，如三氧化銻、五氧化銻、銻酸和三氯氧化銻(antimony oxychloride)。這些可以單獨(dú)使用或者兩種或多種結(jié)合使用。
100份丙烯酸基共聚物中的銻化合物的含量為不小于25份，優(yōu)選為不小于30份(下限)，并且含量不大于50份(上限)。銻化合物的含量小于下限不能充分地確保復(fù)合的防火混紡織物的防火性。另一方面，銻化合物的含量大于上限會(huì)降低含鹵素防火纖維的物理性能，例如強(qiáng)度和伸長(zhǎng)，從而在操作的過(guò)程中造成噴嘴堵塞。
作為在丙烯酸基共聚物中添加作為防火試劑的銻化合物來(lái)得到組合物(含鹵素的防火纖維)的方法，可被提及的是在能夠溶解共聚物的溶劑中溶解丙烯酸基共聚物，然后在得到的溶液中混合和分散防火試劑來(lái)制造纖維的方法；將從丙烯酸基共聚物中得到的纖維浸入包含防火試劑的水性粘合劑溶液中，然后擠壓、干燥，并且使用后期處理技術(shù)等來(lái)熱處理來(lái)浸漬防火試劑的方法。得到含鹵素的防火纖維的方法并不局限于此，也可以使用其它的公知方法。
雖然纖維紗線(A)最好僅從含鹵素的防火纖維制得，但也可以包括包括含鹵素的防火纖維作為主要的成分的其它的纖維。這里的“主要成分”是指其成分的含量至少為80％。
股線(B)由纖維素纖維(b-1)和在200℃～400℃的溫度下熔化的纖維(b-2)組成。
包含在200℃～400℃的溫度下熔化的纖維(b-2)的股線(B)優(yōu)于不包含纖維(b-2)的紗線，因?yàn)槿刍w維(b-2)會(huì)覆蓋含鹵素的防火纖維來(lái)改善織物的耐熱性能和防火性能，并且在織物燃燒測(cè)試中可控制與加熱器火焰接觸的發(fā)熱量(calorific power)。
纖維的混和優(yōu)選為100份的總量，以使股線(B)中纖維素纖維(b-1)的含量為95～75份，優(yōu)選為90～80份，在200℃～400℃的溫度下熔化的纖維(b-2)的含量為5份～25份，優(yōu)選為10份～20份。纖維素纖維(b-1)的含量小于75份會(huì)顯示出降低防火性能的趨勢(shì)。
纖維素纖維(b-1)的含量大于95份會(huì)導(dǎo)致顯示出防火性能降低同時(shí)伴隨著股線(B)的耐熱性降低的趨勢(shì)。雖然纖維素纖維(b-1)沒(méi)有特別限制，考慮到充分顯示自然的觸感，優(yōu)選至少一種選自棉花、麻、人造絲、波里諾西克、銅氨纖維、醋酯纖維和三醋酯纖維的纖維?？紤]到更多的優(yōu)點(diǎn)，比如耐洗性、染色親和力和低成本，棉花為其中最優(yōu)選的。
雖然只要具有在200℃～400℃的溫度下熔化的特征，對(duì)在200℃～400℃的溫度下熔化的纖維(b-2)沒(méi)有特別限定，可以列舉聚酰胺纖維，例如尼龍-6和尼龍-6，6、聚烯丙基酯纖維(polyallylate fiber)。其中，從給織物提供的耐熱性和耐服用性、抗磨損性上來(lái)說(shuō)，聚酰胺纖維是特別優(yōu)選的。
作為熔化纖維，熔化溫度為200℃～300℃的纖維是較優(yōu)選的。低于200℃的溫度下就熔化的纖維在熔化纖維接觸到加熱器火焰時(shí)不能抑制發(fā)熱量，在溫度超過(guò)400℃熔化的纖維包裹含鹵素防火纖維以前，燃燒就會(huì)開(kāi)始，結(jié)果就是得不到期望的耐熱性能改善得織物。
混和纖維素纖維(b-1)和在200℃～400℃溫度下熔化的纖維(b-2)的方法沒(méi)有什么特別的限制，可以提及的有混合、加捻(twisting)等方法。
本發(fā)明的防火混紡織物是通過(guò)將纖維紗線(A)或者股線(B)作為經(jīng)紗和另一種紗線作為緯紗共同編織制得的?；旒徔椢锉旧硎且环N在設(shè)計(jì)非常典型的外觀方面優(yōu)異的織物，而且特別是在防火纖維和普通的非防火纖維共同編織中，一些特定的編織方法使具有極好的觸感或者吸濕性能的非防火纖維大量沉積在織物表面，使得能夠提高織物的經(jīng)濟(jì)價(jià)值。然而，表面分布了許多非防火纖維的織物和平織物(plain fabric)相比通常防火性能降低。本發(fā)明的通過(guò)混和紡織纖維紗線(A)和股線(B)得到的混紡織物，使用復(fù)合纖維素纖維(b-1)和在200℃～400℃熔化的纖維(b-2)得到的股線(B)作為不防火纖維，由此在在混紡織物中保持M1等級(jí)的高度防火性能的同時(shí)，使織物的表面沉積大量的棉花(b-1)或者尼龍(b-2)。結(jié)果是可以得到一種有極好觸感、極好吸濕性能和優(yōu)異設(shè)計(jì)性能(design property)的織物，而且進(jìn)一步最大地體現(xiàn)出纖維紗線(A)的防火特性和股線(B)的觸感。
在防火混紡織物中，股線(B)的百分比為不小于30％，優(yōu)選為不小于40％(下限)，并且不大于70％，優(yōu)選為不大于60％(上限)。另一方面，纖維紗線(A)在防火混紡織物中的百分比為不小于30％，優(yōu)選為不小于40％(下限)，并且不大于70％，優(yōu)選為不大于60％(上限)。
當(dāng)然，纖維紗線(A)和股線(B)的總和應(yīng)該調(diào)整為100％。
在防火混紡織物中股線(B)的百分比小于下限就不能提供足夠的防火性能，另一方面，如果百分比超過(guò)上限就不能全部顯示出作為防火紗線的纖維紗線(A)的特性。
NF P 92-503燃燒測(cè)試中，本發(fā)明的防火纖維混紡織物表現(xiàn)出等級(jí)M1的高防火性能的原因還不能確定，但是舉例來(lái)說(shuō)，可能是下列理由。
(1)通過(guò)在200℃～400℃熔化的纖維(b-2)和纖維素纖維(b-1)的復(fù)合，熔化纖維(b-2)在織物的燃燒測(cè)試中覆蓋住含鹵素的防火纖維，結(jié)果織物的耐熱性得到改善，導(dǎo)致了織物的防火性能的最終改善。
(2)特別的，混合進(jìn)纖維素纖維(b-1)中的具有高分解溫度的熔化纖維(b-2)(聚酰胺纖維，例如尼龍-6、尼龍-6，6)在接觸到加熱器的火焰時(shí)抑制發(fā)熱量。
實(shí)施例(防火性測(cè)試)對(duì)混紡織物防火性能的評(píng)估是根據(jù)法國(guó)NF P 92-503方法進(jìn)行的。法國(guó)NF P 92-503燃燒測(cè)試方法將概述如下。待檢測(cè)的織物水平傾斜30度放置，將500瓦的電加熱器靠近織物，在加熱器加熱開(kāi)始后的20秒鐘、45秒鐘、75秒鐘、105秒鐘、135秒鐘和165秒鐘中的每個(gè)時(shí)刻，接觸燃燒器火焰5秒。防火性能通過(guò)火焰保持燃燒(remain burning)的秒數(shù)和碳化的距離來(lái)判斷。這種測(cè)試是一項(xiàng)非常嚴(yán)格的燃燒測(cè)試，其中與燃燒器火焰的接觸是和用電加熱器加熱同時(shí)進(jìn)行的。
混紡織物的燃燒是在四個(gè)方向進(jìn)行的經(jīng)線表面?zhèn)?、?jīng)線背面?zhèn)?reverseside)、緯線表面?zhèn)群途暰€背面?zhèn)?。防火性能的判斷是通過(guò)參照下述NF P92-503標(biāo)準(zhǔn)來(lái)執(zhí)行的。
接受的標(biāo)準(zhǔn)M1所有四個(gè)方向的火焰留存期(flame-remaining periods)不超過(guò)5秒。
M2在四個(gè)方向的檢測(cè)中，至少一片(one sheet)的火焰留存期超過(guò)5秒，并且碳化的平均距離為不大于35cm。
M3在四個(gè)方向的檢測(cè)中，至少一片的火焰留存期超過(guò)5秒，并且碳化的平均距離為不大于60cm。
制造實(shí)施例1(含鹵素的防火纖維的制造)丙烯腈52份、1，1-二氯乙烯46.8份、和苯乙烯磺酸鈉1.2份共聚得到丙烯酸基共聚物。將得到的丙烯酸基共聚物溶解于丙酮中得到濃度為30％的溶液。在100份得到的共聚物中加入50份的三氧化銻來(lái)制備紡絲溶液。通過(guò)孔徑0.07mm并擁有33000個(gè)洞的噴嘴，將制得的紡絲溶液在25℃下擠入濃度為38％的丙酮水溶液中，在使用水洗滌后得到的長(zhǎng)絲在120℃的溫度下干燥8分鐘。然后得到的長(zhǎng)絲在150℃下拉伸三倍，并且隨后在175℃下進(jìn)行30秒的熱處理，得到纖維尺寸為3dtex的含鹵素的防火纖維。用于紡絲的整理油(finishing oil)(由TAKEMOTO OIL & FAT CO.，LTD.制造)給予得到的含鹵素防火纖維，變形(textured)來(lái)形成縐紋織物，并隨后切割成38mm的長(zhǎng)度。結(jié)果，制備了公制支數(shù)(metric count)為No.10的細(xì)紗(spunyarn)。
對(duì)比制造實(shí)施例1(含鹵素防火纖維的制備)除在100份的丙烯酸基共聚物中加入20份的三氧化銻來(lái)制備紡絲溶液以外，重復(fù)制造實(shí)施例1中的相似方法，制備含鹵素防火纖維，隨后得到公制支數(shù)為No.10的細(xì)紗。
實(shí)施例1(混紡織物的制備)80份棉和20份尼龍-6，6(熔點(diǎn)為260℃)混合為總量100份。使用這種原料得到公制支數(shù)為No.26的細(xì)紗。這種細(xì)紗作為經(jīng)紗使用(經(jīng)線百分比55％)，密度為130單位(units)/2.54cm(1英寸)，并且由制造實(shí)施例1中制造的含鹵素防火纖維構(gòu)成的細(xì)紗作為緯線(緯線百分比45％)，密度為45單位/2.54cm(1英寸)，將其紡織成為具有5綜(harness)緞紋組織(satin weave)的混紡織物。
對(duì)比實(shí)施例1(混紡織物的制備)
除了使用由對(duì)比制造實(shí)施例1制造的含鹵素防火纖維構(gòu)成的細(xì)紗作為緯線以外，重復(fù)和實(shí)施例1中相似的方法來(lái)制備具有5綜緞紋組織的混紡織物。
對(duì)比實(shí)施例2(混紡織物的制備)使用100份的棉花的公制支數(shù)為No.26的細(xì)紗作為經(jīng)紗使用(經(jīng)線百分比為55％)，密度為130單位/2.54cm(1英寸)，并且使用由制造實(shí)施例1中制造的含鹵素防火纖維組成的細(xì)紗作為緯線(緯線百分比為45％)，密度為45單位/2.54cm(1英寸)，紡織得到有5綜緞紋組織的混紡織物。
對(duì)得到的混紡織物進(jìn)行了防火性能的評(píng)估。表1顯示了結(jié)果表1

表1清晰的顯示出由細(xì)紗(A)和股線(B)組成的混紡織物的燃燒試驗(yàn)結(jié)果表現(xiàn)出了等級(jí)M1的高防火性能，細(xì)紗(A)由含鹵素防火纖維組成，該防火纖維包括作為防火試劑的規(guī)定量的三氧化銻，股線(B)包含纖維素纖維和在200℃～400℃熔化的纖維。
在含鹵素的防火纖維中只有低含量的三氧化銻的對(duì)比實(shí)施例1顯示出比實(shí)施例1中得到的混紡織物差的防火性能，顯示為等級(jí)M2。
不含在200℃～400℃熔化的纖維的對(duì)比實(shí)施例2顯示出比實(shí)施例1中得到的混紡織物差的防火性能，顯示為等級(jí)M2。
如上所述，明顯看到通過(guò)共同編織纖維紗線(A)和股線(B)，可以獲得防火性能達(dá)到等級(jí)M1的織物，纖維紗線(A)由包含三氧化銻的含鹵素防火纖維組成，股線(B)由纖維素纖維和在200℃～400℃的溫度下熔化的纖維組成。
工業(yè)實(shí)用性由于本發(fā)明的防火混紡織物為一種擁有可以通過(guò)法國(guó)NF P 92-503燃燒測(cè)試的防火等級(jí)M1的高防火性混紡織物，所以它也可以在混紡織物，例如提花織物、小提花織物和經(jīng)緞織物中產(chǎn)生高防火性。
權(quán)利要求
1.一種防火混紡織物，其通過(guò)共同編織(A)和(B)而獲得，其中(A)30％～70％的纖維紗線，其具有作為主要成分的含鹵素的防火纖維，該含鹵素的防火纖維包含100份丙烯酸基共聚物中的25份～50份的銻化合物，該共聚物由30％～70％重量的丙烯腈、30％～70％的含鹵素的乙烯基單體、0％～10％的可與之共聚的乙烯基單體組成；和(B)70％～30％的股線，由纖維素纖維(b-1)和在200℃～400℃的溫度下熔化的纖維(b-2)組成。
2.權(quán)利要求1的防火混紡織物，其中纖維素纖維(b-1)為至少一種選自棉花、麻、人造纖維、波里諾西克、銅氨纖維、醋酯纖維和三醋酯纖維中的纖維。
全文摘要
本發(fā)明在混紡織物包括含銻化合物的含鹵素防火纖維和纖維素纖維時(shí)，提供一種具有高度防火性的織物，并且該織物被劃分為法國(guó)NF P92－503燃燒測(cè)試中的防火等級(jí)M1。本發(fā)明涉及一種防火混紡織物，其通過(guò)共同編織(A)和(B)獲得，其中(A)30％～70％的纖維，其具有作為主要成分的含鹵素的防火纖維，該含鹵素的防火纖維包含100份丙烯酸基共聚物中的25份～50份的銻化合物，該共聚物由30％～70％重量的丙烯腈、30％～70％的含鹵素的乙烯基單體、0％～10％的與之可共聚的乙烯基單體組成；并且(B)70％～30％的股線，由纖維素纖維(b－1)和在200℃～400℃的溫度下熔化的纖維(b－2)組成。
文檔編號(hào)D02G3/44GK1653219SQ03811279
公開(kāi)日2005年8月10日 申請(qǐng)日期2003年3月20日 優(yōu)先權(quán)日2002年3月25日
發(fā)明者足立優(yōu)之, 松本隆治, 田村正信 申請(qǐng)人:株式會(huì)社鐘化