JPH0770817A - Flame-retardant acrylic fiber and flame-retardant fiber composite obtained by using the same - Google Patents

Flame-retardant acrylic fiber and flame-retardant fiber composite obtained by using the same

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JPH0770817A
JPH0770817A JP5221364A JP22136493A JPH0770817A JP H0770817 A JPH0770817 A JP H0770817A JP 5221364 A JP5221364 A JP 5221364A JP 22136493 A JP22136493 A JP 22136493A JP H0770817 A JPH0770817 A JP H0770817A
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JP
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flame
fiber
retardant
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parts
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JP5221364A
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Japanese (ja)
Inventor
Yoshihiro Nishihara
良浩 西原
Hiroshi Hosokawa
宏 細川
Yasuyuki Fujii
泰行 藤井
Tadao Kobayashi
忠男 小林
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Mitsubishi Chemical Corp
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Mitsubishi Rayon Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 高度の難燃性を有し、且つ、紡績性、加工性
の良好な機械的特性を有する難燃性アクリル繊維、及び
それを用いて得られる難燃繊維複合体を提供する。 【構成】 塩化ビニリデンを30〜42重量%の割合で
共重合したアクリロニトリル系重合体100重量部中
に、平均粒子径が200nm以下のアンチモン系化合物
3〜65重量部が分散されており、且つ、単繊維強度が
1.5g/d以上である難燃性アクリル繊維。
(57) [Summary] [Purpose] Flame-retardant acrylic fiber having a high degree of flame-retardant property and good mechanical properties with good spinnability and processability, and a flame-retardant fiber composite obtained using the same. Provide the body. [Structure] 3 to 65 parts by weight of an antimony compound having an average particle diameter of 200 nm or less is dispersed in 100 parts by weight of an acrylonitrile polymer obtained by copolymerizing vinylidene chloride in a proportion of 30 to 42% by weight, and Flame-retardant acrylic fiber having a single fiber strength of 1.5 g / d or more.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、高度の難燃性を有し、
且つ、紡績性、加工性の良好な機械的特性を有する難燃
性アクリル繊維、及びそれを用いて得られる難燃繊維複
合体に関する。
The present invention has a high degree of flame retardancy,
In addition, the present invention relates to a flame-retardant acrylic fiber having good mechanical properties with good spinnability and processability, and a flame-retardant fiber composite obtained using the same.

【0002】[0002]

【従来の技術】アクリル繊維を難燃化する方法として、
従来より、塩化ビニル、塩化ビニリデン、臭化ビニル、
臭化ビニリデン等の難燃性モノマ−をアクリロニトリル
と共重合して重合体自体を難燃化する方法が知られてお
り、既に種々の難燃性アクリル繊維やモダクリル繊維が
上市されている。
2. Description of the Related Art As a method for making acrylic fibers flame-retardant,
Conventionally, vinyl chloride, vinylidene chloride, vinyl bromide,
There is known a method of flame-retarding the polymer itself by copolymerizing a flame-retardant monomer such as vinylidene bromide with acrylonitrile, and various flame-retardant acrylic fibers and modacrylic fibers have already been put on the market.

【0003】更に、カ−テン等の高度難燃化が必要とさ
れる場合には、アクリロニトリルと塩化ビニリデンの共
重合体からなる繊維に、更に、難燃性を付与するため
に、3酸化アンチモン、5酸化アンチモン等の金属酸化
物を難燃剤としてアクリル系繊維の重合体に添加する方
法が特開昭63−126913号等で提案されている。
Further, in the case where a high degree of flame retardancy such as kathene is required, antimony trioxide is added to the fiber made of a copolymer of acrylonitrile and vinylidene chloride to further impart flame retardancy. JP-A-63-126913 proposes a method of adding a metal oxide such as antimony pentaoxide as a flame retardant to a polymer of acrylic fiber.

【0004】しかしながら、前記公報に開示されている
方法では、5酸化アンチモンの添加量が4.0重量%に
なると難燃性は飽和してしまい、それ以上の量の5酸化
アンチモンを添加しても、更なる効果が得られなくなっ
てしまう。
However, in the method disclosed in the above publication, the flame retardancy is saturated when the added amount of antimony pentaoxide reaches 4.0% by weight, and when the antimony pentaoxide is added in a larger amount than that. However, no further effect can be obtained.

【0005】また、特開昭61−89339号公報に
は、アクリロニトリル、塩化ビニル、塩化ビニリデン、
メタリルスルホン酸ソ−ダの共重合体からなる繊維に、
3酸化アンチモンを8重量%から70重量%まで添加
し、更に各種の繊維との繊維複合体を製造し、繊維複合
体の難燃性とアクリル系難燃繊維単独での難燃性との比
較がなされており、三酸化アンチモンの含有量を特定の
範囲に設定し、しかも綿と複合化した場合に難燃の低下
が少ないことが開示されている。
Further, JP-A-61-89339 discloses that acrylonitrile, vinyl chloride, vinylidene chloride,
A fiber made of a copolymer of soda methallyl sulfonate,
Add 8 wt% to 70 wt% of antimony trioxide, and manufacture a fiber composite with various fibers, and compare the flame resistance of the fiber composite with the flame resistance of the acrylic flame-retardant fiber alone. It is disclosed that the flame retardancy is less reduced when the content of antimony trioxide is set in a specific range and when it is compounded with cotton.

【0006】また、特開平5−78936号公報にも、
ハロゲンを17〜86重量%含む重合体に対して6〜5
0重量%のアンチモン化合物を含有させた繊維と天然繊
維または化学繊維とを複合する難燃複合体が提案されて
いる。しかしながら、この方法により、繊維中に3酸化
アンチモンを多量添加して難燃性を向上させようとする
と、紡糸性や繊維の機械的特性が低下する問題がある。
すなわち、この方法では、アンチモン化合物の添加量が
6〜12%の範囲では、紡糸性や繊維の機械特性は、良
好であるが、難燃性能が低くなる。一方、アンチモン化
合物の添加量がが12〜40%の範囲では、高度の難燃
性が得られるものの、繊維の機械特性(製糸性)が低下
する。したがって、高度の難燃性及び紡績性、加工性の
良好な機械的特性の両方の性能を満足する難燃性アクリ
ル繊維は未だ得られていないのが現状である。
Further, Japanese Patent Laid-Open No. 5-78936 discloses that
6 to 5 relative to a polymer containing 17 to 86% by weight of halogen
A flame-retardant composite is proposed in which a fiber containing 0% by weight of an antimony compound is combined with a natural fiber or a chemical fiber. However, if a large amount of antimony trioxide is added to the fiber by this method to improve the flame retardancy, there is a problem that the spinnability and the mechanical properties of the fiber deteriorate.
That is, according to this method, when the amount of the antimony compound added is in the range of 6 to 12%, the spinnability and the mechanical properties of the fiber are good, but the flame retardant performance is low. On the other hand, when the addition amount of the antimony compound is in the range of 12 to 40%, although a high degree of flame retardancy is obtained, the mechanical characteristics (fiber formability) of the fiber deteriorate. Therefore, it is the current situation that flame-retardant acrylic fibers satisfying both high flame retardancy, spinnability and mechanical properties with good processability have not yet been obtained.

【0007】[0007]

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的とすると
ころは、高度の難燃性を有し、且つ、紡績性、加工性の
良好な機械的特性を有する難燃性アクリル繊維、及びそ
れを用いて得られる難燃繊維複合体を提供することにあ
る。
DISCLOSURE OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a flame-retardant acrylic fiber having a high degree of flame-retardant property and mechanical properties with good spinnability and processability, and the same. Another object of the present invention is to provide a flame-retardant fiber composite obtained by using.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】本発明の第1の要旨とす
るところは、塩化ビニリデンを30〜42重量%の割合
で共重合したアクリロニトリル系重合体100重量部中
に、平均粒子径が200nm以下のアンチモン系化合物
3〜65重量部が分散されており、且つ、単繊維強度が
1.5g/d以上であることを特徴とする難燃性アクリ
ル繊維である。
The first gist of the present invention is that the average particle diameter is 200 nm in 100 parts by weight of an acrylonitrile polymer obtained by copolymerizing vinylidene chloride in a proportion of 30 to 42% by weight. The flame-retardant acrylic fiber is characterized in that 3 to 65 parts by weight of the following antimony-based compound is dispersed and the single fiber strength is 1.5 g / d or more.

【0009】また、本発明の第2の要旨は、第1の要旨
で得られた難燃性アクリル繊維と他繊維とを複合化して
得られる難燃繊維複合体である。
A second aspect of the present invention is a flame-retardant fiber composite obtained by compounding the flame-retardant acrylic fiber obtained in the first aspect with other fibers.

【0010】本発明において使用するアクリロニトリル
系重合体は、塩化ビニリデン成分を30〜42重量%含
むアクリロニトリルとの共重合体である。塩化ビニリデ
ンの共重合量が30重量%未満の場合には難燃性が低下
し、好ましくない。逆に、42重量%を越える場合に
は、得られる繊維の耐熱性、染色鮮明性が低下し、更
に、繊維の腰が低下するために好ましくない。
The acrylonitrile polymer used in the present invention is a copolymer with acrylonitrile containing 30 to 42% by weight of a vinylidene chloride component. When the copolymerization amount of vinylidene chloride is less than 30% by weight, the flame retardancy is lowered, which is not preferable. On the other hand, when it exceeds 42% by weight, the heat resistance and dyeing sharpness of the obtained fiber are lowered, and further, the stiffness of the fiber is lowered, which is not preferable.

【0011】また、本発明においては、本発明の目的を
逸脱しない範囲で、アクリロニトリル系重合体に他の共
重合成分を含んでいてもよい。他の共重合成分としては
特に限定されるものではなく、目的に応じて任意のもの
を選ぶことができるが、例えば、スルホン酸基含有単量
体が好ましいものとして挙げられる。
Further, in the present invention, the acrylonitrile polymer may contain other copolymerization components within a range not departing from the object of the present invention. The other copolymerization component is not particularly limited, and any one can be selected according to the purpose. For example, a sulfonic acid group-containing monomer is preferable.

【0012】この共重合成分は染色工程での染色むら発
生のトラブルを抑制する効果を有しており、共重合体中
に0.5〜5重量%含有させるのが好ましい。
This copolymer component has the effect of suppressing the trouble of uneven dyeing in the dyeing process, and it is preferably contained in the copolymer in an amount of 0.5 to 5% by weight.

【0013】また、スルホン酸基含有ビニル単量体とし
ては、例えば、メタリルスルホン酸、アクリルスルホン
酸、スチレンスルホン酸、ビニルベンゼンスルホン酸、
又はその塩類が挙げられる。
Examples of the sulfonic acid group-containing vinyl monomer include methallyl sulfonic acid, acrylic sulfonic acid, styrene sulfonic acid, vinyl benzene sulfonic acid,
Or the salt thereof is mentioned.

【0014】更に、繊維の特性改善のために、(メタ)
アクリル酸等の不飽和カルボン酸、(メタ)アクリル酸
エステル類、(メタ)アクリル酸アミド類、酢酸ビニル
等のビニルエステル類等のアクリロニトリルと共重合可
能な不飽和単量体の使用が可能である。
Further, in order to improve the characteristics of the fiber, (meth)
It is possible to use unsaturated monomers copolymerizable with acrylonitrile, such as unsaturated carboxylic acids such as acrylic acid, (meth) acrylic acid esters, (meth) acrylic acid amides, vinyl esters such as vinyl acetate. is there.

【0015】本発明においては、アクリロニトリル系重
合体の紡糸溶剤としては該重合体を溶解するものであれ
ば特に限定されるものではなく、紡糸技術に合わせて任
意に選択することができ、例えばジメチルホルムアミ
ド、ジメチルアセトアミド、ジメチルスルホキシド等が
挙げられる。
In the present invention, the spinning solvent for the acrylonitrile polymer is not particularly limited as long as it dissolves the polymer, and it can be arbitrarily selected according to the spinning technique, for example, dimethyl. Formamide, dimethylacetamide, dimethylsulfoxide and the like can be mentioned.

【0016】本発明の難燃アクリル繊維においては、上
記アクリロニトリル系重合体100重量部中に、平均粒
子径が200nm以下のアンチモン系化合物3〜65重
量部が分散されていることが必要である。
In the flame-retardant acrylic fiber of the present invention, 3 to 65 parts by weight of the antimony compound having an average particle diameter of 200 nm or less must be dispersed in 100 parts by weight of the acrylonitrile polymer.

【0017】本発明の繊維中のアンチモン系化合物の平
均粒子径が200nmを越えると、該アンチモン粒子が
欠陥点となるためか、繊維の機械特性が低下してくる。
また、粒子径が大きくなることによって、難燃性能も大
きく低下する。
If the average particle size of the antimony-based compound in the fiber of the present invention exceeds 200 nm, the mechanical properties of the fiber deteriorate, probably because the antimony particle becomes a defect point.
In addition, the flame retardant performance is significantly reduced due to the increase in particle size.

【0018】したがって、本発明の繊維は、後工程の紡
績工程などの工程通過性の点から、単繊維強度は1.5
g/d以上、好ましくは、2.5g/d以上であること
が必要であるが、良好な単繊維強度は、得るには、アン
チモン系化合物の平均粒子径が200nm以下であるこ
とが必須である。
Therefore, the fiber of the present invention has a single fiber strength of 1.5 from the viewpoint of processability in the subsequent spinning process and the like.
The average particle size of the antimony-based compound is essential to be 200 nm or less in order to obtain good single fiber strength, although it is necessary that the g / d be at least 2.5 g / d, preferably at least 2.5 g / d. is there.

【0019】また、アンチモン系化合物の添加量が3重
量部未満の場合には充分な難燃性得られず、逆に、65
重量部を越えると、紡糸時のノズルづまり、糸切れの原
因となり、更に得られる繊維の機械的特性も低下する。
Further, when the amount of the antimony compound added is less than 3 parts by weight, sufficient flame retardancy cannot be obtained, and conversely 65
If the amount is more than the weight part, nozzle clogging during spinning may occur, yarn breakage may occur, and the mechanical properties of the obtained fiber may deteriorate.

【0020】本発明で用いるアンチモン系化合物とし
て、5酸化アンチモン、4酸化アンチモン、3酸化アン
チモンなどの酸化アンチモンやアンチモン酸、オキシ塩
化アンチモンなどが挙げられる。これら、化合物は、単
独で用いても良く、2種以上を組み合わせて用いても良
い。本発明では、特に、この中でも、5酸化アンチモン
を用いることにより、さらに、高い難燃性が得られる。
Examples of the antimony compound used in the present invention include antimony oxides such as antimony pentaoxide, antimony tetraoxide, antimony trioxide and antimony trioxide, antimonic acid and antimony oxychloride. These compounds may be used alone or in combination of two or more. In the present invention, particularly high flame retardancy can be obtained by using antimony pentoxide.

【0021】上述したように、本発明においては、平均
粒子径200nm以下の極微小なアンチモン系化合物粒
子を繊維中に分散させることが非常に重要となるが、こ
のような繊維は、例えば、以下に示す方法によって得る
ことができる。
As described above, in the present invention, it is very important to disperse the ultrafine antimony compound particles having an average particle diameter of 200 nm or less in the fiber. It can be obtained by the method shown in.

【0022】まず、本発明においては、平均粒子径が8
0nm以下のアンチモン系化合物コロイド分散液を用い
る必要がある。この分散液用いる溶媒は、本発明で用い
られるアクリロニトリル系重合体の紡糸溶媒と同じ有機
溶媒を用いることが好ましい。
First, in the present invention, the average particle size is 8
It is necessary to use an antimony compound colloidal dispersion of 0 nm or less. The solvent used in this dispersion is preferably the same organic solvent as the spinning solvent for the acrylonitrile polymer used in the present invention.

【0023】また、平均粒子径が80nm以下のアンチ
モン系化合物コロイド分散液を用いる場合であっても、
重合体への添加法によっては、均一に分散せずにアンチ
モン化合物が部分凝集し、アンチモン化合物の平均粒子
径200nmを越えた状態になると、繊維の機械的特性
は著しく低下してしまう。従って、使用するアンチモン
化合物としては有機溶媒コロイド状態のものが好まし
い。
Even when an antimony compound colloidal dispersion having an average particle size of 80 nm or less is used,
Depending on the method of addition to the polymer, if the antimony compound partially aggregates without being uniformly dispersed and the average particle size of the antimony compound exceeds 200 nm, the mechanical properties of the fiber are significantly deteriorated. Therefore, the antimony compound used is preferably in the organic solvent colloid state.

【0024】本発明で用いる紡糸原液を作成する一例を
挙げると、まず、アクリロニトリル系重合体100重量
部、アンチモン系化合物3〜65重量部及び紡糸溶媒2
75〜725重量部となるように、該コロイド分散液に
前記紡糸溶媒により混合希釈した後に、液のpHを5〜
6に調整し、次いで、この調整液に塩化ビニリデンを3
0〜42重量%の割合で共重合したアクリロニトリル系
重合体を添加して、加熱溶解させて紡糸用原液を作成す
る。
To give an example of preparing the spinning solution for use in the present invention, first, 100 parts by weight of an acrylonitrile polymer, 3 to 65 parts by weight of an antimony compound, and a spinning solvent 2 are used.
After mixing and diluting the colloidal dispersion with the spinning solvent so as to be 75 to 725 parts by weight, the pH of the solution is adjusted to 5 to 5.
6 and then add 3% vinylidene chloride to the adjustment solution.
An acrylonitrile-based polymer copolymerized in a proportion of 0 to 42% by weight is added and dissolved by heating to prepare a spinning dope.

【0025】上記方法において、アクリロニトリル系重
合体を添加する前のアンチモン系化合物分散液のpHは
5〜6に調整される。pH調整液は特に限定されず、例
えば市販の通常の緩衝液等、周知のものの中から目的に
応じて適宜選択することが出来る。
In the above method, the pH of the antimony compound dispersion before adding the acrylonitrile polymer is adjusted to 5-6. The pH adjusting solution is not particularly limited, and can be appropriately selected from known ones such as a commercially available ordinary buffer solution according to the purpose.

【0026】液のpHが5よりも低いと、紡糸用原液の
調整工程でアンチモン系化合物が凝集し易くなり、逆に
pHが6を越えると、アクリロニトリル系重合体が着色
しやすくなり、得られる繊維の白度の低下の原因とな
る。
If the pH of the solution is lower than 5, the antimony compound is likely to aggregate in the step of adjusting the stock solution for spinning. On the contrary, if the pH exceeds 6, the acrylonitrile polymer is likely to be colored, which is obtained. This causes a decrease in the whiteness of the fiber.

【0027】尚、前記重合体の加熱溶解は60℃以下で
実施するのが好ましい。60℃より高いと、重合体が熱
劣化し易くなり、繊維の白度低下等が生じ易くなる。
The heat dissolution of the polymer is preferably carried out at 60 ° C. or lower. When the temperature is higher than 60 ° C., the polymer is likely to be deteriorated by heat and the whiteness of the fiber is apt to be lowered.

【0028】以上のようにして調製された紡糸原液を用
い、アクリル繊維の公知の紡糸方法で紡糸することによ
りアクリル系繊維が得られる。紡糸法は特に限定される
ものではなく、目的に応じて乾式紡糸法、湿式紡糸法、
乾湿式紡糸法のいずれかの紡糸法を選択すれば良い。
Using the spinning dope prepared as described above, an acrylic fiber is obtained by spinning the acrylic fiber by a known spinning method. The spinning method is not particularly limited, and depending on the purpose, a dry spinning method, a wet spinning method,
Any one of the dry and wet spinning methods may be selected.

【0029】このようにして得られる本発明のアクリル
繊維は、難燃剤であるアンチモン系化合物を多量に含有
しているにも拘らず、単繊維強度1.5g/d以上、単
繊維伸度25%以上という優れた機械的特性を有し、更
に他の合成繊維、天然繊維と複合化した場合にも、高度
の難燃性を有する繊維複合体を得ることが可能となる。
The acrylic fiber of the present invention thus obtained has a single fiber strength of 1.5 g / d or more and a single fiber elongation of 25, even though it contains a large amount of a flame retardant antimony compound. It is possible to obtain a fiber composite having excellent mechanical properties of not less than 100% and having a high degree of flame retardancy even when it is composited with other synthetic fibers or natural fibers.

【0030】本発明においては、上記の高度難燃性アク
リル繊維35〜85重量部と他繊維65〜15重量部と
なるように複合化することにより、難燃繊維複合体を得
ることが出来る。
In the present invention, a flame-retardant fiber composite can be obtained by compounding 35 to 85 parts by weight of the highly flame-retardant acrylic fiber and 65 to 15 parts by weight of the other fiber.

【0031】難燃性アクリル繊維の混率が85重量部を
越える場合は、得られる難燃繊維複合体の吸湿性や風合
いが低下する場合がある。一方、35重量部未満では難
燃繊維複合体の難燃性が低下する。
When the mixing ratio of the flame-retardant acrylic fiber exceeds 85 parts by weight, the hygroscopicity and texture of the obtained flame-retardant fiber composite may be deteriorated. On the other hand, if it is less than 35 parts by weight, the flame retardancy of the flame-retardant fiber composite decreases.

【0032】本発明で他の繊維は、特に限定されるもの
ではなく、あらゆる公知の繊維を用いることができる。
例えば、綿、ウール、麻、絹などの天然繊維、レーヨン
の如き再生繊維、アセテート繊維の半合成繊維、ポリエ
ステル、ナイロン、アクリル等の合成繊維を用いること
が可能性である。
The other fibers in the present invention are not particularly limited, and any known fiber can be used.
For example, it is possible to use natural fibers such as cotton, wool, hemp and silk, regenerated fibers such as rayon, semi-synthetic fibers such as acetate fibers, and synthetic fibers such as polyester, nylon and acrylic.

【0033】また、複合化の手法も特に限定されるもの
でなく、混紡、交撚、混綿、交織、交編などの方法を用
いることができる。さらに、得られる繊維複合体の形態
としては、紡績糸、織編物、フェルト、不織布、紙など
の形態が挙げられる。
The method of compounding is not particularly limited, and methods such as mixed spinning, mixed twisting, mixed cotton, mixed woven, and mixed knitting can be used. Further, examples of the form of the obtained fiber composite include spun yarn, woven and knitted fabric, felt, non-woven fabric, paper and the like.

【0034】この難燃繊維複合体において、他繊維とし
て特に綿を使用した場合、高い難燃性が得られる。さら
に、難燃性アクリル繊維35〜85重量部、好ましくは
45〜80重量部及び綿65〜15重量部、好ましくは
55〜20重量部の綿混率とした場合には、驚くべきこ
とに、難燃性アクリル繊維単独の場合よりも、難燃性が
大きく向上し、且つ、綿が有する優れた風合い、吸湿
性、吸水性を兼ね備えた繊維複合体を得ることが出来
る。
In this flame-retardant fiber composite, particularly when cotton is used as the other fiber, high flame retardancy can be obtained. Furthermore, when the cotton mixing ratio of 35 to 85 parts by weight of the flame-retardant acrylic fiber, preferably 45 to 80 parts by weight and 65 to 15 parts by weight of cotton, preferably 55 to 20 parts by weight, is surprisingly difficult. It is possible to obtain a fiber composite having a significantly improved flame retardancy as compared with the case of using only the flammable acrylic fiber, and having the excellent texture, hygroscopicity, and water absorption of cotton.

【0035】本発明においては、特に、アンチモン系化
合物として、5酸化アンチモンを用い、他の繊維とし
て、綿を用いた場合が、最も高い難燃性を示す。
In the present invention, particularly when antimony pentaoxide is used as the antimony compound and cotton is used as the other fiber, the highest flame retardancy is exhibited.

【0036】この理由は、明確でないが、次の如く考え
られる。ポリマーの燃焼過程では、空気中の酸素とポリ
マーの反応により発生するOHラジカルが連鎖反応を起
こし、ポリマーの燃焼が継続する。しかし、ポリマー中
に塩素原子が存在した場合、ポリマー自身の加熱分解に
より、塩酸を発生し、この塩酸がOHラジカルをトラッ
プし、難燃効果を発現するとともに、発生する水によっ
て難燃効果が高まる。また、ここに5酸化アンチモンが
存在すると、5酸化アンチモンは、オキシ塩化アンチモ
ンと3酸化アンチモンからなるサイクルを形成し、難燃
効果を高めると共に、5酸化アンチモンとポリマーの反
応によって生成する2酸化炭素が難燃性をさらに向上さ
せる。さらに、綿が共存すると、3塩化アンチモンと綿
が反応し、前述のサイクルのドライビングフォースにな
り、難燃性を高めるとともに、水の生成や綿の塩素化が
起こり、難燃性に寄与する。
The reason for this is not clear, but it is considered as follows. In the process of burning a polymer, OH radicals generated by the reaction between oxygen in the air and the polymer cause a chain reaction to continue the burning of the polymer. However, when a chlorine atom is present in the polymer, thermal decomposition of the polymer itself produces hydrochloric acid, and this hydrochloric acid traps OH radicals to exhibit a flame-retardant effect, and the generated water enhances the flame-retardant effect. . Further, when antimony pentoxide is present here, antimony pentoxide forms a cycle composed of antimony oxychloride and antimony trioxide to enhance the flame retardant effect and carbon dioxide formed by the reaction between antimony pentoxide and the polymer. Improves the flame retardancy. Furthermore, when cotton coexists, antimony trichloride reacts with cotton to form a driving force in the above-described cycle, which enhances flame retardancy, water generation and chlorination of cotton, which contributes to flame retardancy.

【0037】したがって、この過程で生成する化合物
は、次のような難燃効果を有し、これらが複雑に作用
し、難燃効果を大きく高めるものと推定できる。 (1)水、2酸化炭素の生成による酸素の希釈効果 (2)高比重の3酸化アンチモンガスが可燃物の周囲に
滞留することによる酸素の遮断効果 (3)塩酸、3塩化アンチモンがOHラジカルをトラッ
プすることにより、燃焼の連鎖反応の抑制効果 (4)3塩化アンチモンと綿の反応による綿の塩素化に
よる綿の難燃効果 したがって、5酸化アンチモンを効率よく、オキシ塩化
アンチモンと3塩化アンチモンに変換することによっ
て、高い難燃性が得られる。すなわち、アンチモン系化
合物、特に、5酸化アンチモンの粒子径を200nm以
下にすることによって、この変換効率を高め、高い難燃
性を得ることができる。
Therefore, it can be presumed that the compound produced in this process has the following flame retardant effects, which act in a complicated manner and greatly enhance the flame retardant effect. (1) Effect of diluting oxygen due to generation of water and carbon dioxide (2) Effect of blocking oxygen due to retention of high specific gravity antimony trioxide gas around combustible substances (3) Hydrochloric acid and antimony trichloride are OH radicals (4) Flame-retardant effect of cotton due to chlorination of cotton due to reaction of cotton with antimony trichloride. Therefore, antimony pentoxide can be efficiently treated with antimony oxychloride and antimony trichloride. High flame retardancy can be obtained by converting to. That is, when the particle size of the antimony-based compound, particularly antimony pentaoxide, is set to 200 nm or less, the conversion efficiency can be increased and high flame retardancy can be obtained.

【0038】[0038]

【実施例】以下、実施例によって本発明を具体的に説明
する。
EXAMPLES The present invention will be specifically described below with reference to examples.

【0039】尚、難燃性(LOI)の評価は、難燃性ア
クリル繊維から得られる紡績糸又は該アクリル繊維と他
繊維とを混紡して得られる難燃繊維複合体の紡績糸を用
いて目付け400g/m2 の編地を作成し、JIS K
7201 A−1号に従って測定した。
The flame retardancy (LOI) is evaluated by using a spun yarn obtained from flame-retardant acrylic fiber or a spun yarn of flame-retardant fiber composite obtained by mixing the acrylic fiber and other fibers. A knitted fabric with a basis weight of 400 g / m 2 was created and JIS K
It was measured according to No. 7201 A-1.

【0040】また、重合体の還元粘度(ηred )は0.
5%ジメチルホルムアミド溶液により25℃でキャノン
フェンスケ粘度計を用いて測定した。
The reduced viscosity (η red ) of the polymer is 0.
It was measured using a Canon Fenske viscometer at 25 ° C. with a 5% dimethylformamide solution.

【0041】なお、繊維中のアンチモン系化合物の平均
粒子径は透過型電子顕微鏡で、観察し、任意に選んだア
ンチモン径化合物の粒子100点の径の平均より求め
た。更に、実施例中「部」及び「%」はそれぞれ重量部
及び重量%を意味する。
The average particle size of the antimony-based compound in the fiber was determined by observing with a transmission electron microscope and averaging the diameters of 100 particles of the arbitrarily selected antimony compound. Furthermore, "parts" and "%" in the examples mean parts by weight and% by weight, respectively.

【0042】<実施例1〜3、比較例1、2>平均粒子
径60nmの5酸化アンチモンを40%含有するpH
5.2のジメチルアセトアミド(DMAcと略称)コロ
イド分散液20部にDMAcを318部添加し、1時間
攪拌混合し、pH5.6の希釈コロイド分散液を得た。
このコロイド分散液に、アクリロニトリル57.5%、
塩化ビニリデン40%、メタリルスルホン酸ソ−ダ2.
5%からなるアクリロニトリル系重合体(ηre d =1.
98)100部を添加し、攪拌混合した。次いで、この
混合液を50℃に加熱し、上記重合体を溶解させ、紡糸
原液を得た。この紡糸原液を、ノズル孔径0.06m
m、孔数3000のノズルを用いて、DMAc/水=4
0/60%、30℃の凝固浴に紡出し、熱水中で脱溶媒
処理を施した後、沸水中で6倍に延伸し、油剤の付与、
乾燥、湿熱緩和処理を行い、2デニ−ルのアクリル繊維
を得た。以下、同様にして、表1に示すように、五酸化
アンチモンの含有量を、アクリロニトリル系重合体10
0部に対し2部、4部、18部、42部、70部に変え
た5種のアクリル繊維を得た。次に、上記の各アクリル
繊維を用いて得られた紡績糸で編地を作成し、難燃性を
評価した。得られた結果を表1に示した。また、上記各
アクリル繊維70部と綿30部とを混紡して得られた紡
績糸で編地を作成し、難燃性を評価した。得られた結果
を表1に示した。
<Examples 1 to 3 and Comparative Examples 1 and 2> pH containing 40% of antimony pentaoxide having an average particle diameter of 60 nm.
To 20 parts of the dimethylacetamide (abbreviated as DMAc) colloidal dispersion of 5.2, 318 parts of DMAc was added and mixed with stirring for 1 hour to obtain a diluted colloidal dispersion having a pH of 5.6.
To this colloidal dispersion, 57.5% acrylonitrile,
Vinylidene chloride 40%, methallyl sulfonic acid soda 2.
Acrylonitrile polymer comprising 5% (η re d = 1 .
98) 100 parts were added and mixed with stirring. Next, this mixed solution was heated to 50 ° C. to dissolve the above-mentioned polymer to obtain a spinning dope. This spinning dope has a nozzle hole diameter of 0.06 m.
m, nozzle number of 3000, DMAc / water = 4
After spinning in a coagulation bath of 0/60% and 30 ° C., desolvation treatment in hot water, stretching 6 times in boiling water, application of oil agent,
Drying and heat-moisture relaxation treatment were performed to obtain a 2-denier acrylic fiber. Hereinafter, in the same manner, as shown in Table 1, the content of antimony pentoxide was changed to the acrylonitrile-based polymer 10
Five kinds of acrylic fibers were obtained, in which 0 parts were changed to 2, 4, 18, 42 and 70 parts. Next, a knitted fabric was prepared from the spun yarn obtained by using each of the above acrylic fibers, and the flame retardancy was evaluated. The obtained results are shown in Table 1. Further, a knitted fabric was prepared from a spun yarn obtained by mixing 70 parts of each acrylic fiber and 30 parts of cotton, and the flame retardancy was evaluated. The obtained results are shown in Table 1.

【0043】[0043]

【表1】 [Table 1]

【0044】表1から明らかなように、5酸化アンチモ
ンの添加量をかなりのレベルまで増やしても、得られる
繊維の機械的物性が優れていることがわかる。また、ア
クリル繊維と綿とを混紡すると、驚くべきことに難燃性
能が非常に向上することがわかる。
As is clear from Table 1, even if the amount of antimony pentoxide added is increased to a considerable level, the mechanical properties of the obtained fiber are excellent. Moreover, it is found that the flame retardancy is remarkably improved when the acrylic fiber and the cotton are mixed-spun.

【0045】<比較例3>平均粒子径が200nmであ
る5酸化アンチモンコロイド分散液を使用する以外は実
施例1と同様にして、繊維中の5酸化アンチモンの添加
量がアクリロニトリル系重合体に対して8部となるアク
リル繊維を製造し、難燃性を評価した。得られた結果を
表2に示した。
Comparative Example 3 The procedure of Example 1 was repeated except that an antimony pentaoxide colloidal dispersion having an average particle size of 200 nm was used, and the amount of antimony pentaoxide added to the fiber was relative to that of the acrylonitrile polymer. 8 parts of acrylic fiber was produced to evaluate flame retardancy. The obtained results are shown in Table 2.

【0046】[0046]

【表2】 [Table 2]

【0047】<比較例4>pHを4.5に調整した、平
均粒子径が60nmである5酸化アンチモンコロイド分
散液を使用し、得られる希釈コロイド分散液のpHを
4.9にする以外は実施例1と同様にして、繊維中の5
酸化アンチモンの添加量がアクリロニトリル系重合体に
対して8部となるアクリル繊維を製造し、難燃性を評価
した。得られた結果を表3に示した。
<Comparative Example 4> An antimony pentoxide colloidal dispersion having an average particle size of 60 nm, the pH of which was adjusted to 4.5, was used, and the pH of the resulting diluted colloidal dispersion was adjusted to 4.9. As in Example 1, 5 in the fiber
An acrylic fiber was produced in which the amount of antimony oxide added was 8 parts based on the acrylonitrile polymer, and flame retardancy was evaluated. The results obtained are shown in Table 3.

【0048】[0048]

【表3】 [Table 3]

【0049】〈比較例5〉平均粒子径が、300nmで
ある3酸化アンチモン分散液を使用する以外は、実施例
1と同様にして、繊維中の3酸化アンチモンの添加量が
アクリロニトリル系重合体に対して8部となるアクリル
繊維を製造し、難燃性を評価した。得られた結果を表4
に示した。
Comparative Example 5 In the same manner as in Example 1 except that an antimony trioxide dispersion liquid having an average particle diameter of 300 nm was used, the amount of antimony trioxide added to the fiber was changed to an acrylonitrile polymer. On the other hand, 8 parts of acrylic fiber was produced and flame retardancy was evaluated. Table 4 shows the obtained results.
It was shown to.

【0050】[0050]

【表4】 [Table 4]

【0051】<実施例4、5、6>実施例2で得られた
難燃アクリル繊維70部とウール、ジアセテート繊維及
びアクリロニトリルと酢酸ビニルとを重量比で93/7
で共重合して得られたレギュラーアクリル繊維とを混紡
し、難燃複合体紡績糸を作成し、難燃性能を評価した。
得られた結果を表5に示した。
<Examples 4, 5, and 6> 70 parts by weight of the flame-retardant acrylic fiber obtained in Example 2 and wool, diacetate fiber, acrylonitrile and vinyl acetate were used in a weight ratio of 93/7.
A flame-retardant composite spun yarn was prepared by blending with a regular acrylic fiber obtained by copolymerization in 1. to evaluate the flame-retardant performance.
The results obtained are shown in Table 5.

【0052】[0052]

【表5】 [Table 5]

【0053】<実施例7、8、9、10、11>実施例
2で得られたアクリル繊維と綿とを表6に示した比率で
混紡し、得られた各紡績糸の難燃性能を評価した。得ら
れた結果を表6に示した。
<Examples 7, 8, 9, 10, 11> The acrylic fiber obtained in Example 2 and cotton were mixed-spun in the ratios shown in Table 6, and the flame-retardant performance of each spun yarn obtained was evaluated. evaluated. The obtained results are shown in Table 6.

【0054】[0054]

【表6】 [Table 6]

【0055】[0055]

【発明の効果】本発明のアクリル繊維は、高度の難燃性
を有し、且つ、紡績性、加工性の良好な機械的特性を有
しており、それを用いて他の繊維と混紡して得られる難
燃繊維複合体は非常に高い難燃性能を有していることか
ら、インテリアから衣料まで幅広い用途で使用可能であ
り、その効果は極めて大きいものである。
INDUSTRIAL APPLICABILITY The acrylic fiber of the present invention has a high degree of flame retardancy and also has good mechanical properties such as spinnability and processability, and it is used as a blend with other fibers. Since the flame-retardant fiber composite obtained as described above has a very high flame-retardant performance, it can be used in a wide range of applications from interiors to clothing, and its effect is extremely large.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 D03D 15/12 Z 7199−3B // D01F 6/48 A 7199−3B (72)発明者 小林 忠男 広島県大竹市御幸町20番1号 三菱レイヨ ン株式会社大竹事業所内─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (51) Int.Cl. 6 Identification number Office reference number FI technical display location D03D 15/12 Z 7199-3B // D01F 6/48 A 7199-3B (72) Inventor Tadao Kobayashi 20-1 Miyukicho, Otake City, Hiroshima Prefecture Mitsubishi Rayon Co., Ltd. Otake Office

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 塩化ビニリデンを30〜42重量%の割
合で共重合したアクリロニトリル系重合体100重量部
中に、平均粒子径が200nm以下のアンチモン系化合
物3〜65重量部が分散されており、且つ、単繊維強度
が1.5g/d以上であることを特徴とする難燃性アク
リル繊維。
1. 3 to 65 parts by weight of an antimony compound having an average particle diameter of 200 nm or less is dispersed in 100 parts by weight of an acrylonitrile polymer obtained by copolymerizing vinylidene chloride in a proportion of 30 to 42% by weight, A flame-retardant acrylic fiber having a single fiber strength of 1.5 g / d or more.
【請求項2】 請求項1記載の難燃性アクリル繊維35
〜85重量部及び他繊維65〜15重量部を計100重
量部となるように複合化して得られる難燃繊維複合体。
2. The flame-retardant acrylic fiber 35 according to claim 1.
-85 parts by weight and 65 to 15 parts by weight of other fibers are combined into a total of 100 parts by weight to obtain a flame-retardant fiber composite.
【請求項3】 他繊維が綿である請求項2記載の難燃繊
維複合体。
3. The flame-retardant fiber composite according to claim 2, wherein the other fiber is cotton.
【請求項4】 請求項1記載の難燃性アクリル繊維60
〜75重量部及び綿40〜25重量部を計100重量部
となるように複合化して得られる請求項3記載の難燃繊
維複合体。
4. The flame-retardant acrylic fiber 60 according to claim 1.
The flame-retardant fiber composite according to claim 3, which is obtained by compounding ˜75 parts by weight and 40 to 25 parts by weight of cotton so that the total amount is 100 parts by weight.
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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US6890447B2 (en) 2001-08-03 2005-05-10 Yamaha Corporation Method of forming noble metal thin film pattern
CN104131393A (en) * 2014-06-06 2014-11-05 南通纺科纺织科技有限公司 Flame-retardant fabric and processing technique thereof
KR102043930B1 (en) * 2018-08-31 2019-11-12 한국생산기술연구원 Method for preparing flame retardant fiber comprising inorganic flame retardant additive
KR20220073092A (en) * 2020-11-26 2022-06-03 한국생산기술연구원 Flame retardant fiber comprising antimony type flame retardant additive and method of preparing same

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