CN107109709B - 耐电弧性丙烯酸系纤维、电弧防护服用布帛及电弧防护服 - Google Patents

耐电弧性丙烯酸系纤维、电弧防护服用布帛及电弧防护服 Download PDF

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Abstract

本发明涉及相对于丙烯酸系聚合物的总重量、含有1重量以上％且30重量％以下的红外线吸收剂的耐电弧性丙烯酸系纤维。本发明还涉及含有上述耐电弧性丙烯酸系纤维、且相对于布帛的总重量、红外线吸收剂的含量为0.5重量％以上的电弧防护服用布帛。本发明还涉及一种电弧防护服用布帛，其为含有纤维素系纤维的布帛，其进一步含有红外线吸收剂和阻燃剂，且对波长为750～2500nm的入射光的平均总反射率为60％以下。本发明还涉及含有上述电弧防护服用布帛的电弧防护服。

Description

耐电弧性丙烯酸系纤维、电弧防护服用布帛及电弧防护服
技术领域
本发明涉及具有耐电弧性的耐电弧性丙烯酸系纤维、电弧防护服用布帛及电弧防护服。
背景技术
近年来，报告了数量众多的因电弧闪光导致的事故，为了防止电弧闪光的危险性，研究了使电力维修员、工厂工人等在有实际暴露于电弧的危险性的环境下作业的工作人员所穿的防护服具有耐电弧性。
例如，专利文献1及专利文献2中记载了使用含有改性聚丙烯腈纤维(modacrylicfiber)和芳纶纤维的电弧防护用纱线或布帛而成的防护服。另外，专利文献3中记载了在电弧防护服中使用含有含锑的改性聚丙烯腈纤维或阻燃丙烯酸纤维及芳纶纤维的纱线或者布帛。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特表2007-529649号公报
专利文献2：日本特表2012-528954号公报
专利文献3：美国专利申请公开第2006/0292953号公报
发明内容
发明要解决的技术问题
但是，专利文献1及专利文献3中对于通过调整改性聚丙烯腈纤维或芳纶纤维的配合量以对纱线或布帛赋予耐电弧性、从而提高改性聚丙烯腈纤维的耐电弧性并未进行过研究。另外，专利文献2中对于通过将减少了锑量的改性聚丙烯腈纤维与芳纶纤维制成混纺品以赋予耐电弧性、从而提高改性聚丙烯腈纤维的耐电弧性也未进行过研究。
本发明提供具有耐电弧性的耐电弧性丙烯酸系纤维、电弧防护服用布帛及电弧防护服。
用于解决技术问题的方法
本发明涉及一种耐电弧性丙烯酸系纤维，其为由丙烯酸系聚合物构成的丙烯酸系纤维，其特征在于，相对于丙烯酸系聚合物的总重量，含有红外线吸收剂1重量％以上且30重量％以下。
本发明还涉及一种电弧防护服用布帛，其特征在于，其含有上述耐电弧性丙烯酸系纤维，且相对于布帛总重量，红外线吸收剂的含量为0.5重量％以上。
上述红外线吸收剂优选为氧化锡系化合物，更优选为选自锑掺杂氧化锡、铟锡氧化物、铌掺杂氧化锡、磷掺杂氧化锡、氟掺杂氧化锡及担载于氧化钛基材上的锑掺杂氧化锡中的1种以上。
上述耐电弧性丙烯酸系纤维优选进一步含有紫外线吸收剂。上述紫外线吸收剂更优选为氧化钛。
上述丙烯酸系聚合物优选相对于丙烯酸系聚合物的总重量，含有丙烯腈40～70重量％、其他成分30～60重量％。
上述电弧防护服用布帛优选进一步含有芳纶纤维。另外，上述电弧防护服用布帛优选进一步含有纤维素系纤维。
上述电弧防护服用布帛优选在单位面积重量为8oz/yd2以下时，基于ASTM F1959/F1959M-12(Standard Test Method for Determining the Arc Rating of Materialsfor Clothing，测定服装材料电弧额定值的标准试验方法)测定的ATPV值为8cal/cm2以上。
上述电弧防护服用布帛优选对波长为750～2500nm的入射光的平均总反射率为50％以下。
本发明还涉及一种电弧防护服用布帛，其为含有纤维素系纤维的布帛，其特征在于，上述布帛进一步含有红外线吸收剂和阻燃剂，对波长为750～2500nm的入射光的平均总反射率为60％以下。
本发明还涉及一种电弧防护服，其特征在于，含有上述电弧防护服用布帛。
发明效果
本发明通过使丙烯酸系纤维中含有红外线吸收剂，能够提供具有耐电弧性的耐电弧性丙烯酸系纤维。另外，通过使布帛中含有丙烯酸系纤维和红外线吸收剂，能够提供具有耐电弧性的电弧防护服用布帛及含有该布帛的电弧防护服。另外，本发明通过使含有纤维素系纤维的布帛中进一步含有红外线吸收剂和阻燃剂、且对波长为750～2500nm的入射光的平均总反射率为60％以下，能够提供具有耐电弧性的电弧防护服用布帛及含有该布帛的电弧防护服。
附图说明
图1为表示实施例的布帛在250～2500nm波长区域中的总反射率的曲线图。
图2为表示比较例的布帛在250～2500nm波长区域中的总反射率的曲线图。
图3为表示实施例的布帛在250～2500nm波长区域中的总反射率的曲线图。
图4为表示实施例的布帛在250～2500nm波长区域中的总反射率的曲线图。
图5为表示实施例的布帛在250～2500nm波长区域中的吸光率的曲线图。
图6为表示实施例及比较例的布帛在250～2500nm波长区域中的总反射率的曲线图。
图7为测定布帛对入射光的总反射率的测定方法的示意说明图。
图8为测定布帛对入射光的透射率的测定方法的示意说明图。
具体实施方式
本发明者们对于对纤维或布帛赋予耐电弧性进行了深入研究，结果发现：通过使丙烯酸系纤维含有红外线吸收剂并调整光的反射和/或吸收，能够对丙烯酸系纤维赋予电弧性能、可作为耐电弧用纤维进行使用，从而完成了本发明。通常，通过使纤维含有红外线吸收剂以对作为热线的红外线进行吸收来赋予保温性，但本发明令人惊奇地发现，通过使丙烯酸系纤维或含有丙烯酸系纤维的布帛中含有红外线吸收剂以对红外线区域的光进行吸收，丙烯酸系纤维或含有丙烯酸系纤维的布帛显示高的耐电弧性。另外，通过使含有纤维素系纤维的布帛中含有红外线吸收剂和阻燃剂、同时使布帛对波长为750～2500nm的入射光的平均总反射率为60％以下，能够对布帛赋予电弧性能、可作为耐电弧用布帛进行使用，从而完成了本发明。
(耐电弧性丙烯酸系纤维)
上述耐电弧性丙烯酸系纤维含有红外线吸收剂。上述红外线吸收剂可以存在于纤维内部、也可附着在纤维表面。从手感、耐洗涤性的观点出发，优选红外线吸收剂存在于纤维内部。上述耐电弧性丙烯酸系纤维相对于丙烯酸系聚合物的总重量，含有红外线吸收剂1～30重量％。红外线吸收剂的含量为1重量％以上时，丙烯酸系纤维具有高的耐电弧性。红外线吸收剂的含量为30重量％以下时，手感变得良好。从提高耐电弧性的观点出发，上述耐电弧性丙烯酸系纤维相对于丙烯酸系聚合物的总重量，优选含有红外线吸收剂2重量％以上、更优选含有3重量％以上、进一步优选含有5重量％以上。从手感的观点出发，上述耐电弧性丙烯酸系纤维相对于丙烯酸系聚合物的总重量，优选含有红外线吸收剂28重量％以下、更优选含有26重量％以下、进一步优选含有25重量％以下。
上述红外线吸收剂只要具有红外线吸收效果即可，并无特别限定。例如，可举出锑掺杂氧化锡、铟锡氧化物、铌掺杂氧化锡、磷掺杂氧化锡、氟掺杂氧化锡、担载于氧化钛基材上的锑掺杂氧化锡、铁掺杂氧化钛、碳掺杂氧化钛、氟掺杂氧化钛、氮掺杂氧化钛、铝掺杂氧化锌、锑掺杂氧化锌等。铟锡氧化物包括铟掺杂氧化锡和锡掺杂氧化铟。从提高耐电弧性的观点出发，上述红外线吸收剂优选为氧化锡系化合物，更优选为选自锑掺杂氧化锡、铟锡氧化物、铌掺杂氧化锡、磷掺杂氧化锡、氟掺杂氧化锡及担载于氧化钛基材上的锑掺杂氧化锡中的1种以上，更优选为选自锑掺杂氧化锡及担载于氧化钛基材上的锑掺杂氧化锡中的1种以上，进一步优选为担载于氧化钛基材上的锑掺杂氧化锡。上述红外线吸收剂可单独使用，也可组合使用2种以上。
上述红外线吸收剂从易于分散在构成丙烯酸系纤维的丙烯酸系聚合物中的观点出发，粒径优选为2μm以下、更优选为1μm以下、进一步优选为0.5μm以下。另外，红外线吸收剂的粒径在上述范围内时，附着在丙烯酸系纤维的纤维表面上时的分散性也变得良好。本发明中，红外线吸收剂的粒径在为粉体时可利用激光衍射法进行测定，在为分散于水或有机溶剂中的分散体(分散液)时可利用激光衍射法或动态光散射法进行测定。
上述耐电弧性丙烯酸系纤维优选进一步含有紫外线吸收剂。通过除了红外线区域外还吸收紫外线区域的光，耐电弧性进一步提高。作为上述紫外线吸收剂并无特别限定，例如可以使用氧化钛、氧化锌等无机化合物，三嗪系化合物、二苯甲酮系化合物、苯并***系化合物等有机化合物等。其中，从着色度的观点出发，优选为氧化钛。上述耐电弧性丙烯酸系纤维相对于丙烯酸系聚合物的总重量，优选含有紫外线吸收剂0.3～10重量％、更优选含有0.5～7重量％、进一步优选含有1～5重量％。在提高耐电弧性的同时，手感也变得良好。
上述紫外线吸收剂从易于分散在构成丙烯酸系纤维的丙烯酸系聚合物中的观点出发，粒径优选为2μm以下、更优选为1.5μm以下、进一步优选为1μm以下。另外，紫外线吸收剂的粒径在上述范围内时，附着在丙烯酸系纤维的纤维表面上时的分散性也变得良好。另外，为氧化钛时，粒径优选为0.4μm以下、更优选为0.2μm以下。对于以有机系紫外线吸收剂溶解于制作纺丝液时所使用的有机溶剂中的化合物，粒径并无限制。本发明中，紫外线吸收剂的粒径在为粉体时、可以利用激光衍射法进行测定，在为分散在水或有机溶剂中的分散体时、可以利用激光衍射法或动态光散射法进行测定。
上述耐电弧性丙烯酸系纤维相对于丙烯酸系聚合物的总重量，优选由含有丙烯腈40～70重量％、其他成分30～60重量％的丙烯酸系聚合物构成。上述丙烯酸系聚合物中的丙烯腈的含量为40～70重量％时，丙烯酸系纤维的耐热性及阻燃性变得良好。
作为上述其他成分，只要是能够与丙烯腈共聚即可，并无特别限定。例如可举出含卤乙烯基系单体、含磺酸基的单体等。
作为上述含卤乙烯基系单体，例如可举出含卤乙烯、偏卤乙烯等。作为含卤乙烯，例如可举出氯乙烯、溴乙烯等，作为偏卤乙烯，可举出偏氯乙烯、偏溴乙烯等。这些含卤乙烯基系单体可以使用1种或组合2种以上使用。从耐热性及阻燃性的观点出发，上述耐电弧性丙烯酸系纤维相对于丙烯酸系聚合物的总重量，优选作为其他成分含有含卤乙烯基系单体30～60重量％。
作为上述含有磺酸基的单体，例如可举出甲基丙烯磺酸、烯丙基磺酸、苯乙烯磺酸、2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸及它们的盐等。上述中，作为盐，例如可举出对苯乙烯磺酸钠等钠盐、钾盐、铵盐等，但并不限定于这些。这些含有磺酸基的单体可以使用1种或者组合使用2种以上。含有磺酸基的单体根据需要进行使用，但当上述丙烯酸系聚合物中的含磺酸基的单体的含量为3重量％以下时，纺纱工序的生产稳定性优异。
上述丙烯酸系聚合物优选是共聚了40～70重量％的丙烯腈、30～57重量％的含卤乙烯基系单体、0～3重量％的含磺酸基的单体的共聚物。更优选上述丙烯酸系聚合物是共聚了45～65重量％的丙烯腈、35～52重量％的含卤乙烯基系单体、0～3重量％的含磺酸基的单体的共聚物。
上述耐电弧性丙烯酸系纤维还可以含有锑化合物。上述丙烯酸系纤维中的锑化合物的含量相对于纤维总重量优选为1.6～33重量％、更优选为3.8～21重量％。上述丙烯酸系纤维中的锑化合物的含量在上述范围内时，则纺纱工序的生产稳定性优异，同时防燃性变得良好。
作为上述锑化合物，例如可举出三氧化锑、四氧化锑、五氧化锑、锑酸、锑酸钠等锑酸的盐类，氧氯化锑等，可以使用其中的1种或组合使用2种以上。从纺纱工序的生产稳定性的方面出发，优选上述锑化合物为选自三氧化锑、四氧化锑及五氧化锑中的1种以上的化合物。
上述耐电弧性丙烯酸系纤维的纤度并无特别限定，从制成布帛时的手感、强度的观点出发，优选为1～20dtex、更优选为1.5～15dtex。另外，上述丙烯酸系纤维的纤维长并无特别限定，从强度的观点出发，优选为38～127mm、更优选为38～76mm。本发明中，纤维的纤度基于JIS L 1015进行测定。
上述耐电弧性丙烯酸系纤维的强度并无特别限定，从纺织性、加工性的观点出发，优选为1.0～4.0cN/dtex、更优选为1.5～3.0cN/dtex。另外，上述耐电弧性丙烯酸系纤维的伸长率并无特别限定，从纺织性、加工性的观点出发，优选为20～35％、更优选为20～25％。本发明中，纤维的强度及伸长率基于JIS L 1015进行测定。
上述耐电弧性丙烯酸系纤维除了将红外线吸收剂、紫外线吸收剂等添加在纺丝液中之外，与通常的丙烯酸系纤维时同样，可以通过进行湿式纺纱来制造。或者，还可以通过将丙烯酸系纤维浸渍在红外线吸收剂、紫外线吸收剂的水分散体中，使红外线吸收剂、紫外线吸收剂附着在丙烯酸系纤维上来制造。此时，还可以使用纤维加工中使用的粘合剂。
上述耐电弧性丙烯酸系纤维的耐电弧性可通过相对于芳纶纤维的耐电弧性的相对值来进行评价。具体而言，可以利用耐电弧性丙烯酸系纤维100重量％的布帛的比ATPV与芳纶纤维100重量％的布帛的比ATPV的相对值进行评价。比ATPV((cal/cm2)/(oz/yd2))是ATPV除以单位面积重量所获得的每单位面积重量(oz/yd2)的ATPV(cal/cm2)，ATPV(arcthermal performance value、电弧热性能比)利用基于ASTM F1959/F1959M-12(StandardTest Method for Determining the Arc Rating of Materials for Clothing)的电弧试验进行测定。ATPV由于受布帛的种类影响，因此需要使用相同种类的布帛进行评价。在没有相同种类的布帛或者没有耐电弧性丙烯酸系纤维100重量％的布帛时，可以使用后述的方法对耐电弧性丙烯酸系纤维的耐电弧性进行评价。
(电弧防护服用布帛)
以下对本发明的电弧防护服用布帛进行说明。首先，说明实施方式1的电弧防护服用布帛。
(实施方式1)
本发明的实施方式1的电弧防护服用布帛含有上述耐电弧性丙烯酸系纤维，且相对于布帛总重量的红外线吸收剂的含量为0.5重量％以上。从耐电弧性的观点出发，优选相对于布帛总重量的红外线吸收剂的含量为1重量％以上、更优选为5重量％以上。从手感的观点出发，电弧防护服用布帛相对于布帛的总重量优选含有红外线吸收剂10重量％以下。作为红外线吸收剂，可以使用与上述耐电弧性丙烯酸系纤维中所用的吸收剂相同的红外线吸收剂。
上述电弧防护服用布帛优选相对于布帛的总重量进一步含有紫外线吸收剂0.15～5重量％、更优选含有0.75～3.5重量％、进一步优选含有0.5～2.5重量％。作为紫外线吸收剂，可以使用与上述耐电弧性丙烯酸系纤维中所用的吸收剂相同的紫外线吸收剂。
上述电弧防护服用布帛从耐久性的观点出发，更优选含有芳纶纤维。芳纶纤维可以是对位芳纶纤维、也可以是间位芳纶纤维。上述芳纶纤维的纤度并无特别限定，从强度的观点出发，优选为1～20dtex、更优选为1.5～15dtex。另外，上述芳纶纤维的纤维长并无特别限定，从强度的观点出发，优选为38～127mm、更优选为38～76mm。
上述电弧防护服用布帛相对于布帛的总重量优选含有芳纶纤维5～30重量％、更优选含有10～20重量％。上述电弧防护服用布帛中的芳纶纤维的含量在上述范围内时，可以提高布帛的耐久性。
上述电弧防护服用布帛从手感的观点出发，还可以进一步含有纤维素系纤维。作为纤维素系纤维并无特别限定，从耐久性的观点出发，优选使用天然纤维素系纤维。作为上述天然纤维素系纤维，例如可以使用棉(cotton)、木棉(kabok)、亚麻(linen)、苎麻(ramie)、黄麻(jute)等。另外，上述天然纤维素系纤维还可以是利用N-羟甲基膦酸酯化合物、四羟基烷基鏻盐等磷系化合物等阻燃剂对棉(cotton)、木棉(kabok)、亚麻(linen)、苎麻(ramie)、黄麻(jute)等天然纤维素纤维进行了阻燃化处理而得到的阻燃化纤维素纤维。这些天然纤维素系纤维可以使用1种或组合使用2种以上。从强度的观点出发，上述天然纤维素系纤维的纤维长优选为15～38mm、更优选为20～38mm。
上述电弧防护服用布帛相对于布帛的总重量，优选含有天然纤维素系纤维30～60重量％、更优选含有30～50重量％、进一步优选含有35～40重量％。上述电弧防护服用布帛中的天然纤维素系纤维的含量在上述范围内时，可以在对布帛赋予优异的手感或吸湿性的同时，提高布帛的耐久性。
上述电弧防护服用布帛还可以含有除上述耐电弧性丙烯酸系纤维以外的丙烯酸系纤维(以下也记为“其他的丙烯酸系纤维”)。作为其他的丙烯酸系纤维并无特别限定，可以使用不含红外线吸收剂的所有丙烯酸系纤维。作为其他的丙烯酸系纤维，可以使用含有氧化锑等锑化合物的丙烯酸系纤维、也可使用不含锑化合物的丙烯酸系纤维。
上述电弧防护服用布帛从耐热性的观点出发，相对于布帛的总重量，以总量计优选含有丙烯酸系纤维30重量％以上、更优选含有35重量％以上、进一步优选含有40重量％以上。
上述电弧防护服用布帛的每单位面积重量(单位面积(1平方码，1squard yard)的布帛的重量(盎斯，ounce))优选为3～10oz/yd2、更优选为4～9oz/yd2、进一步优选为4～8oz/yd2。单位面积重量为上述范围时，能够提供轻量且作业性优异的防护服。
上述电弧防护服用布帛在单位面积重量为8oz/yd2以下时，基于ASTM F1959/F1959M-12(Standard Test Method for Determining the Arc Rating of Materialsfor Clothing)测定的ATPV值优选为8cal/cm2以上。能够提供轻量且耐电弧性良好的防护服。每单位面积重量的ATPV、即比ATPV(cal/cm2)/(oz/yd2)优选为1.1以上、更优选为1.2以上、进一步优选为1.3以上。
上述电弧防护服用布帛对波长为750～2500nm的入射光的平均总反射率优选为50％以下、更优选为40％以下、进一步优选为30％以下、更进一步优选为20％以下。对波长为750～2500nm的入射光的平均总反射率在上述范围内时，吸收红外线的能力高、耐电弧性优异。另外，上述电弧防护服用布帛从吸收红外线的能力高、耐电弧性优异的观点出发，在2000nm以上的波长域中总反射率优选为30％以下、更优选为25％以下、进一步优选为20％以下。如此，上述电弧防护服用布帛通过对波长为750～2500nm的入射光(红外线区域的光)不是进行反射而是进行吸收，从而在电弧照射时，直接照射了电弧的面会发生碳化，能够进一步减少透射光。本发明中，布帛的总反射率可以在表面及背面的任一个面上进行测定。上述电弧防护服用布帛在以表面作为测定面的总反射率测定和以背面作为测定面的总反射率测定中，对波长为750～2500nm的入射光的平均总反射率之差优选为10％以下、更优选为5％以下、进一步优选为0％。
作为上述电弧防护服用布帛的形态，可以举出纺织物、编织物、无纺布等，但并不限定于这些。另外，纺织物可以经交织、编织物还可以经交编。
上述电弧防护服用布帛并无特别限定，从作为工作服的布料的强度及舒适性的观点出发，优选厚度为0.3～1.5mm、更优选为0.4～1.3mm、进一步优选为0.5～1.1mm。厚度根据JIS L 1096(2010)进行测定。
对于上述纺织物的组织并无特别限定，可以是平纹组织、斜纹组织、缎纹组织等三原组织，也可以是使用了多臂织机(dobby loom)或提花织机(Jacquard loom)等特殊织机的花纹纺织物。另外，上述编织物的组织也并无特别限定，可以是圆编、横编、经编中的任一个。从撕裂强度高、耐久性优异的观点出发，布帛优选是纺织物，更优选是斜纹的纺织物。
上述电弧防护服用布帛可以是将含有含红外线吸收剂的耐电弧性丙烯酸系纤维的纤维混合物制成布帛而成的，也可以使红外线吸收剂附着在含有丙烯酸系纤维的布帛上而成的。通过使红外线吸收剂附着在含有丙烯酸系纤维的布帛上，红外线吸收剂也附着在丙烯酸系纤维上。例如，通过使含有丙烯酸系纤维的布帛含浸在分散有红外线吸收剂的水分散体中，可以使红外线吸收剂附着在布帛上，同时使红外线吸收剂也附着在丙烯酸系纤维上。此时，可以使用在纤维加工中使用的粘合剂。
(实施方式2)
本发明实施方式2的电弧防护服用布帛含有纤维素系纤维、红外线吸收剂及阻燃剂，且对波长为750～2500nm的入射光的平均总反射率为60％以下。
作为上述纤维素系纤维并无特别限定，从耐久性的观点出发，优选使用天然纤维素纤维。作为上述天然纤维素纤维，例如可以使用棉(cotton)、木棉(kabok)、亚麻(linen)、苎麻(ramie)、黄麻(jute)等，其中从耐久性更为优异的观点出发，优选棉(cotton)。这些天然纤维素系纤维可以使用1种，也可组合使用2种以上。
上述天然纤维素纤维从强度的观点出发，纤维长优选为15～38mm、更优选为20～38mm。
上述红外线吸收剂只要具有红外线吸收效果即可，并无特别限定。例如，可举出锑掺杂氧化锡、铟锡氧化物、铌掺杂氧化锡、磷掺杂氧化锡、氟掺杂氧化锡、担载于氧化钛基材上的锑掺杂氧化锡、铁掺杂氧化钛、碳掺杂氧化钛、氟掺杂氧化钛、氮掺杂氧化钛、铝掺杂氧化锌、锑掺杂氧化锌等。铟锡氧化物包括铟掺杂氧化锡和锡掺杂氧化铟。从提高耐电弧性的观点出发，上述红外线吸收剂优选为氧化锡系化合物，更优选为选自锑掺杂氧化锡、铟锡氧化物、铌掺杂氧化锡、磷掺杂氧化锡、氟掺杂氧化锡及担载于氧化钛基材上的锑掺杂氧化锡中的一种以上，进一步优选为选自锑掺杂氧化锡及担载于氧化钛基材上的锑掺杂氧化锡中的一种以上，更进一步优选为担载于氧化钛基材上的锑掺杂氧化锡。上述红外线吸收剂可以单独使用，也可组合使用2种以上。
上述电弧防护服用布帛从耐电弧性优异的观点出发，相对于布帛的总重量优选含有紫外线吸收剂0.15～5重量％、更优选含有0.3～3.5重量％、进一步优选含有0.4～2.5重量％。作为紫外线吸收剂，可以使用与上述耐电弧性丙烯酸系纤维中使用的吸收剂相同的紫外线吸收剂。
上述阻燃剂并无特别限定，但从提高耐电弧性的观点出发，优选为磷系阻燃剂，更优选为N-羟甲基膦酸酯化合物、四羟基烷基鏻盐等磷系化合物。N-羟甲基膦酸酯化合物易于与纤维素分子反应而结合于纤维素分子。作为N-羟甲基膦酸酯化合物，例如可以使用含有N-羟甲基二甲基膦酸基丙酸酰胺等的N-羟甲基二甲基膦酸基羧酸酰胺等。四羟基烷基鏻盐在纤维素系纤维中易于形成不溶性聚合物。作为四羟基烷基鏻盐，例如可以使用四羟基甲基氯化鏻(THPC)、四羟基甲基硫酸鏻(THPS)等。
上述电弧防护服用布帛从耐电弧性优异的观点出发，相对于布帛的总重量优选含有阻燃剂5～30重量％、更优选含有10～28重量％、进一步优选含有12～24重量％。
上述电弧防护服用布帛优选对波长为750～2500nm的入射光的平均总反射率为55％以下、更优选为50％以下、进一步优选为45％以下、更进一步优选为40％以下。对波长为750～2500nm的入射光的平均总反射率在上述范围内时，吸收红外线的能力高、耐电弧性优异。另外，上述电弧防护服用布帛从吸收红外线的能力高、耐电弧性优异的观点出发，在2000nm以上的波长域内，总反射率优选为45％以下、更优选为40％以下、进一步优选为35％以下。本发明中，布帛的总反射率可以在表面及背面的任一个面上进行测定。上述电弧防护服用布帛在以表面为测定面的总反射率测定及以背面为测定面的总反射率测定中，对波长为750～2500nm的入射光的平均总反射率之差优选为10％以下、更优选为5％以下、进一步优选为0％。
上述电弧防护服用布帛从耐久性的观点出发，可以含有芳纶纤维。芳纶纤维可以是对位芳纶纤维、也可以是间位芳纶纤维。上述芳纶纤维的纤度并无特别限定，从强度的观点出发，优选为1～20dtex、更优选为1.5～15dtex。另外，上述芳纶纤维的纤维长也无特别限定，从强度的观点出发，优选为38～127mm、更优选为38～76mm。
上述电弧防护服用布帛相对于布帛的总重量优选含有芳纶纤维5～30重量％、更优选含有10～20重量％。上述电弧防护服用布帛中的芳纶纤维的含量在上述范围内时，可以提高布帛的耐久性。
上述电弧防护服用布帛在不损害本发明效果的范围内，可以进一步含有棉及麻等植物纤维，羊毛、骆驼毛、山羊毛及丝绸等动物纤维，粘胶人造纤维及铜氨纤维等再生纤维，醋酸酯纤维等半合成纤维，尼龙纤维、聚酯纤维及丙烯酸纤维等合成纤维等其他纤维。其他纤维相对于布帛的总重量优选含有40重量％以下。其中，由于易于碳化，优选植物纤维或再生纤维。
上述电弧防护服用布帛的单位面积重量(每单位面积(1平方码)的布帛的重量(盎斯))优选为3～10oz/yd2、更优选为4～9oz/yd2、进一步优选为4～8oz/yd2。单位面积重量为上述范围时，能够提供轻量且操作性优异的防护服。
上述电弧防护服用布帛在单位面积重量为8oz/yd2以下时，基于ASTM F1959/F1959M-12(Standard Test Method for Determining the Arc Rating of Materialsfor Clothing)测定的ATPV值优选为8cal/cm2以上。能够提供轻量且耐电弧性良好的防护服。每单位面积重量的ATPV、即比ATPV(cal/cm2)/(oz/yd2)优选为1.1以上、更优选为1.2以上、进一步优选为1.3以上。
作为上述电弧防护服用布帛的形态，可举出纺织物、编织物、无纺布等，但并不限定于这些。另外，纺织物可以经交织、编织物可以经交编。
对于上述纺织物的组织而言，并无特别限定，可以是平纹组织、斜纹组织、缎纹组织等三原组织，还可以是使用了多臂织机或提花织机等特殊织机的花纹纺织物。另外，上述编织物的组织并无特别限定，可以是圆编、横编、经编中的任一种。从撕裂强度高、耐久性优异的观点出发，布帛优选为纺织物、更优选为斜纹的纺织物。
上述电弧防护服用布帛并无特别限定，从制成工作服的布料的强度及舒适性的观点出发，厚度优选为0.3～1.5mm、更优选为0.4～1.3mm、进一步优选为0.5～1.1mm。厚度基于JIS L 1096(2010)进行测定。
上述电弧防护服用布帛可以通过利用阻燃剂对含有纤维素系纤维的布帛进行阻燃化处理后、进而使红外线吸收剂附着来制造。
作为阻燃剂，当使用N-羟甲基膦酸酯化合物、四羟基烷基鏻盐等磷系化合物时，利用上述磷系化合物进行的阻燃化处理并无特别限定，例如从使上述磷系化合物与上述天然纤维素纤维的纤维素分子结合的观点出发，优选利用PYROVATEX加工法进行。PYROVATEX加工法例如可以按照HUNTSMAN公司的PYROVATEX CP技术资料等中记载的公知的通常顺序进行。
另外，利用上述磷系化合物进行的阻燃化处理并无特别限定，例如从磷系化合物在纤维素纤维中易于形成不溶性聚合物的观点出发，优选利用使用了四羟基甲基鏻盐的氨固化法(以下也记为THP-氨固化法)进行。THP-氨固化法例如可以按照日本特公昭59-39549公报等中记载的公知的通常顺序进行。
接着，通过使经阻燃化处理的含天然纤维素纤维的布帛含浸在分散有红外线吸收剂的水分散体中，可以使红外线吸收剂附着在布帛上。此时，可以使用纤维加工中使用的粘合剂。
(电弧防护服)
本发明的电弧防护服可以使用本发明的电弧防护服用布帛、利用公知的方法制造。上述电弧防护服可以以单层使用上述电弧防护服用布帛、制成单层的防护服进行使用，还可以以2个以上的层使用上述电弧防护服用布帛、制成多层防护服进行使用。为多层防护服时，可以是所有的层使用上述的电弧防护服用布帛，也可以是一部分层使用上述电弧防护服用布帛。当多层防护服的一部分层使用上述电弧防护服用布帛时，优选外侧的层使用上述电弧防护服用布帛。
本发明的电弧防护服不仅耐电弧性优异，而且阻燃性及作业性也良好。此外，即便是反复洗涤，其耐电弧性、阻燃性也得以维持。
本发明提供将上述丙烯酸系纤维作为耐电弧性丙烯酸系纤维进行使用的方法。具体而言，提供一种作为耐电弧性丙烯酸系纤维的用途，其中，上述耐电弧性丙烯酸系纤维由丙烯酸系聚合物构成，相对于丙烯酸系聚合物的总重量含有红外线吸收剂1重量％以上且30重量％以下。另外，提供将上述布帛作为电弧防护服用布帛进行使用的方法。具体而言，提供一种作为电弧防护服用布帛的用途，其中，上述电弧防护服用布帛含有上述耐电弧性丙烯酸系纤维，且相对于布帛总重量的红外线吸收剂的含量为0.5重量％以上。另外，还提供一种作为电弧防护服用布帛的用途，其中，上述电弧防护服用布帛含有纤维素系纤维、红外线吸收剂及阻燃剂，且对波长为750～2500nm的入射光的平均总反射率为50％以下。
实施例
以下利用实施例详细地叙述本发明。但本发明并不限定于这些实施例。以下中，只要未特别指出，“％”及“份”分别是指“重量％”及“重量份”。
(实施例1)
按照树脂浓度达到30重量％的方式，将由丙烯腈51重量％、偏氯乙烯48重量％及对苯乙烯磺酸钠1重量％构成的丙烯酸系共聚物溶解在二甲基甲酰胺中。在所得的树脂溶液中添加相对于树脂重量100重量份为10重量份的三氧化锑(Sb2O3、日本精矿公司制、商品名“Patx-M”)和10重量份的锑掺杂氧化锡(ATO、石原产业公司制、商品名“SN-100P”)，制成纺丝液。上述三氧化锑预先按照达到30重量％的方式添加到二甲基甲酰胺中，使其均匀分散进行制备，得到分散液进行使用。上述三氧化锑的分散液中，利用激光衍射法测定的三氧化锑的粒径为2μm以下。上述锑掺杂氧化锡预先按照达到30重量％的方式添加到二甲基甲酰胺中，使其均匀分散进行制备，得到分散液进行使用。上述锑掺杂氧化锡的分散液中，利用激光衍射法测定的锑掺杂氧化锡的粒径为0.01～0.03μm。使用喷嘴孔径为0.08mm及孔数为300孔的喷嘴将所得纺丝液挤出至50重量％的二甲基甲酰胺水溶液中使其凝固，接着在进行水洗后，在120℃下干燥，干燥后拉伸至3倍，进而在145℃下进行5分钟热处理，从而获得丙烯酸系纤维。所得实施例1的丙烯酸系纤维(以下也记为“Arcl”)的纤度为1.7dtex、强度为2.5cN/dtex、伸长率为26％、剪切长度为51mm。实施例及比较例中，丙烯酸系纤维的纤度、强度及伸长率基于JIS L 1015进行测定。
(实施例2)
在所得树脂溶液中相对于树脂重量100重量份添加20重量份的锑掺杂氧化锡(ATO、石原产业公司制、商品名“SN-100P”)，制成纺丝液，除此之外，与实施例1同样地获得丙烯酸系纤维。所得实施例2的丙烯酸系纤维(以下也记为“Arc2”)的纤度为2.71dtex、强度为1.77cN/dtex、伸长率为23.0％、剪切长度为51mm。
(实施例3)
在所得树脂溶液中相对于树脂重量100重量份添加5重量份的锑掺杂氧化锡(ATO、石原产业公司制、商品名“SN-100P”)，制成纺丝液，除此之外，与实施例1同样地获得丙烯酸系纤维。所得实施例3的丙烯酸系纤维(以下也记为“Arc3”)的纤度为1.80dtex、强度为2.60cN/dtex、伸长率为28.5％、剪切长度为51mm。
(实施例4)
在所得树脂溶液中相对于树脂重量100重量份添加5重量份的担载于氧化钛基材上的锑掺杂氧化锡(石原产业公司制、商品名“ET521W”)，制成纺丝液，除此之外，与实施例1同样地获得丙烯酸系纤维。上述担载于氧化钛基材上的锑掺杂氧化锡按照达到30重量％的方式添加到二甲基甲酰胺中，制备使其均匀分散的分散液，进行使用。上述担载于氧化钛基材上的锑掺杂氧化锡的分散液中，利用激光衍射法测定的锑掺杂氧化锡的粒径为0.2～0.3μm。所得实施例4的丙烯酸系纤维(以下也记为“Arc4”)的纤度为1.85dtex、强度为2.63cN/dtex、伸长率为27.2％、剪切长度为51mm。
(实施例5)
在所得树脂溶液中相对于树脂重量100重量份添加10重量份的锑掺杂氧化锡(ATO、石原产业公司制、商品名“SN-100D”)，制成纺丝液，除此之外，与实施例1同样地获得丙烯酸系纤维。上述锑掺杂氧化锡是按照达到30重量％的方式添加、分散到水中而成的水分散体，利用激光衍射法测定的粒径为0.085～0.120μm。所得实施例5的丙烯酸系纤维(以下也记为“Arc5”)的纤度为1.76dtex、强度为2.80cN/dtex、伸长率为29.2％、剪切长度为51mm。
(实施例6)
在所得树脂溶液中相对于树脂重量100重量份添加10重量份的锑掺杂氧化锡(ATO、石原产业公司制、商品名“SN-100P”)，制成纺丝液，除此之外，与实施例1同样地获得丙烯酸系纤维。所得实施例6的丙烯酸系纤维(以下也记为“Arc6”)的纤度为1.53dtex、强度为2.80cN/dtex、伸长率为26.5％、剪切长度为51mm。
(实施例7)
在所得树脂溶液中相对于树脂重量100重量份添加5重量份的锑掺杂氧化锡(ATO、石原产业公司制、商品名“SN-100P”)和10重量份的氧化钛(堺化学工业公司制、商品名“R-22L”)，制成纺丝液，除此之外，与实施例1同样地获得丙烯酸系纤维。上述氧化钛预先按照达到30重量％的方式添加到二甲基甲酰胺中，使其均匀分散制备成分散液进行使用。上述氧化钛的分散液中，利用激光衍射法测定的氧化钛的粒径为0.4μm。所得实施例7的丙烯酸系纤维(以下也记为“Arc7”)的纤度为1.75dtex、强度为1.66cN/dtex、伸长率为22.9％、剪切长度为51mm。
(实施例8)
在所得树脂溶液中相对于树脂重量100重量份添加20重量份的担载于氧化钛基材上的锑掺杂氧化锡(石原产业公司制、商品名“ET521W”)和10重量份的三氧化锑(Sb2O3、日本精矿公司制、商品名“Patx-M”)，制成纺丝液，除此之外，与实施例1同样地获得丙烯酸系纤维。上述担载于氧化钛基材上的锑掺杂氧化锡预先按照达到30重量％的方式添加到二甲基甲酰胺中，使其均匀分散制备成分散液进行使用。上述担载于氧化钛基材的锑掺杂氧化锡的分散液中，利用激光衍射法测定的锑掺杂氧化锡的粒径为0.2～0.3μm。所得实施例8的丙烯酸系纤维(以下也记为“Arc8”)的纤度为1.81dtex、强度为2.54cN/dtex、伸长率为27.5％、剪切长度为51mm。
(实施例9)
代替由丙烯腈51重量％、偏氯乙烯48重量％及对苯乙烯磺酸钠1重量％构成的丙烯酸系共聚物，使用由丙烯腈51重量％、氯乙烯48重量％及对苯乙烯磺酸钠1重量％构成的丙烯酸系共聚物，除此之外，与实施例8同样地获得丙烯酸系纤维。所得实施例9的丙烯酸系纤维(以下也记为“Arc9”)的纤度为1.78dtex、强度为1.97cN/dtex、伸长率为33.3％、剪切长度为51mm。
(比较例1)
在所得树脂溶液中相对于树脂重量100重量份添加10重量份的三氧化锑(Sb2O3、日本精矿公司制、商品名“Patx-M”)，制成纺丝液，除此之外，与实施例1同样地获得丙烯酸系纤维。所得比较例1的丙烯酸系纤维(以下也记为“Arc101”)的纤度为1.71dtex、强度为2.58cN/dtex、伸长率为27.4％、剪切长度为51mm。
(比较例2)
在所得树脂溶液中相对于树脂重量100重量份添加10重量份的三氧化锑(Sb2O3、日本精矿公司制、商品名“Patx-M”)和10重量份的氧化钛(堺化学工业公司制、商品名“R-22L”)，制成纺丝液，除此之外，与实施例1同样地获得丙烯酸系纤维。上述氧化钛预先按照达到30重量％的方式添加到二甲基甲酰胺中，使其均匀分散制备成分散液进行使用。上述氧化钛的分散液中，利用激光衍射法测定的氧化钛的粒径为0.4μm。所得比较例2的丙烯酸系纤维(以下也记为“Arc102”)的纤度为1.74dtex、强度为2.37cN/dtex、伸长率为28.6％、剪切长度为51mm。
(比较例3)
在所得树脂溶液中相对于树脂重量100重量份添加10重量份的三氧化锑(Sb2O3、日本精矿公司制、商品名“Patx-M”)和10重量份的氧化钛(堺化学工业公司制、商品名“STR-60A-LP”)，制成纺丝液，除此之外，与实施例1同样地获得丙烯酸系纤维。上述氧化钛预先按照达到30重量％的方式添加到二甲基甲酰胺中，使其均匀分散制备成分散液进行使用。上述氧化钛的分散液中，利用激光衍射法测定的氧化钛的粒径为0.05μm。所得比较例3的丙烯酸系纤维(以下也记为“Arc103”)的纤度为1.70dtex、强度为2.59cN/dtex、伸长率为27.1％、剪切长度为51mm。
(比较例4)
在所得树脂溶液中相对于树脂重量100重量份添加10重量份的三氧化锑(Sb2O3、日本精矿公司制、商品名“Patx-M”)和10重量份的氧化锌(堺化学工业公司制、商品名“FINEX-25-LPT”)，制成纺丝液，除此之外，与实施例1同样地获得丙烯酸系纤维。上述氧化锌预先按照达到30重量％的方式添加到二甲基甲酰胺中，使其均匀分散制备成分散液进行使用。上述氧化锌的分散液中，利用激光衍射法测定的氧化锌的粒径为0.06μm。所得比较例4的丙烯酸系纤维(以下也记为“Arc104”)的纤度为1.83dtex、强度为2.13cN/dtex、伸长率为26.2％、剪切长度为51mm。
(比较例5)
在所得树脂溶液中相对于树脂重量100重量份添加10重量份的三氧化锑(Sb2O3、日本精矿公司制、商品名“Patx-M”)和10重量份的SB-UVA6164(三嗪系紫外线吸收剂、SHUANG-BANG INDUSTRIAL CORP.制)，制成纺丝液，除此之外，与实施例1同样地获得丙烯酸系纤维。上述SB-UVA6164预先按照达到5重量％的方式添加到二甲基甲酰胺中，使其溶解制备成溶液进行使用。所得比较例5的丙烯酸系纤维(以下也记为“Arc105”)的纤度为1.71dtex、强度为2.26cN/dtex、伸长率为26.9％、剪切长度为51mm。
(比较例6)
在所得树脂溶液中相对于树脂重量100重量份添加10重量份的三氧化锑(Sb2O3、日本精矿公司制、商品名“Patx-M”)和10重量份的SB-UVA6577(三嗪系紫外线吸收剂、SHUANG-BANG INDUSTRIAL CORP.制)，制成纺丝液，除此之外，与实施例1同样地获得丙烯酸系纤维。上述SB-UVA6577预先按照达到5重量％的方式添加到二甲基甲酰胺中，使其溶解制备成溶液进行使用。所得比较例6的丙烯酸系纤维(以下也记为“Arc106”)的纤度为1.77dtex、强度为2.46cN/dtex、伸长率为31.2％、剪切长度为51mm。
(实施例A1～实施例A12、比较例A1～A7)
以下述表1所示的配比，将实施例1～9及比较例1～6的丙烯酸系纤维、对位芳纶纤维(Yantai Tayho Advanced Materials Co.,Ltd.制、商品名“泰普龙(Taparan、注册商标)”、纤度为1.67dtex、纤维长为51mm、以下也记为“PA”)、间位芳纶纤维(Yantai TayhoAdvanced Materials Co.,Ltd.制、商品名“泰美樟(Tametar、注册商标)”、纤度为1.5dtex、纤维长为51mm、以下也记为“MA”)、丙烯酸系纤维(Kaneka公司制、商品名“Protex-C”、由丙烯腈51重量％、偏氯乙烯48重量％及对苯乙烯磺酸钠1重量％构成的丙烯酸系共聚物形成，相对于树脂(丙烯酸系共聚物)重量含有10重量％的三氧化锑，纤度为1.7dtex、纤维长为51mm、以下也记为“ProC”)、丙烯酸系纤维(Kaneka制、商品名“PBB”、由丙烯腈51重量％、偏氯乙烯48重量％及对苯乙烯磺酸钠1重量％构成的丙烯酸系共聚物形成，纤度为1.7dtex、纤维长为51mm、以下也记为“PBB”)混合，利用环锭纺纱进行纺织。所得纺织纱线为英式棉纱支数为20支的混纺纱线。使用该纺织纱线，利用通常的制造方法，使用横编机制造下述表1所示单位面积重量的天竺编织物。
(实施例A13)
将丙烯酸系纤维(ProC)50重量％和对位芳纶纤维(PA)50重量％混合，利用环锭纺纱进行纺织。所得纺织纱线为英式棉纱支数为20支的混纺纱线。使用该纺织纱线，利用通常的制造方法，使用横编机制造下述表1所示单位面积重量的天竺编织物。将所得布帛含浸在锑掺杂氧化锡的分散体(石原产业公司制、商品名“SN-100D”、按照达到30重量％的方式将锑掺杂氧化锡添加到水中进行分散而得到的水分散体、利用激光衍射法测定的粒径分布为0.085～0.120μm)中之后，将其干燥，从而相对于布帛的总重量使2重量％的锑掺杂氧化锡附着。
(实施例A14)
首先，按照树脂浓度达到30重量％的方式将丙烯腈51重量％、偏氯乙烯48重量％及对苯乙烯磺酸钠1重量％构成的丙烯酸系共聚物溶解在二甲基甲酰胺中。在所得树脂溶液中相对于树脂重量100重量份添加26重量份的三氧化锑(Sb2O3、日本精矿公司制、商品名“Patx-M”)，制成纺丝液。使用喷嘴孔径为0.08mm及孔数为300孔的喷嘴将所得纺丝液挤出至50重量％的二甲基甲酰胺水溶液中使其凝固，接着进行水洗，然后在120℃下干燥，干燥后拉伸至3倍，进而在145℃下进行5分钟热处理，从而获得丙烯酸系纤维。所得丙烯酸系纤维的纤度为2.2dtex、强度为2.33cN/dtex、伸长率为22.3％、剪切长度为51mm。
接着，将所得丙烯酸系纤维(以下也记为“ProM”)60质量％和市售的棉(中纤维棉、以下也记为“Cot”)40质量％混合，利用环锭纺纱进行纺织。所得纺织纱线是英式棉纱支数为20支的混纺纱线。使用该纺织纱线，利用通常的编织方法，制造下述表1所示单位面积重量的斜纹的纺织物(布帛)。将所得布帛含浸在担载于氧化钛基材上的锑掺杂氧化锡(石原产业公司制、商品名“ET521W”)的分散体(按照达到30重量％的方式将担载于氧化钛基材上的锑掺杂氧化锡添加到二甲基甲酰胺中进行分散而得到的分散体，利用激光衍射法测定的粒径为0.2～0.3μm)中之后，将其干燥，从而相对于布帛的总重量，使1.3重量％的担载于氧化钛基材上的锑掺杂氧化锡附着。
(实施例A15)
与实施例A14同样地制造下述表1所示单位面积重量的斜纹的纺织物(布帛)。将所得布帛含浸在锑掺杂氧化锌的分散体(日产化学工业公司制、商品名“CELNAX CX-Z610M-F2”、按照达到60重量％的方式将锑掺杂氧化锌添加到甲醇中进行分散而得到的甲醇分散体，利用激光衍射法测定的平均粒径(D50)为15nm)中之后，使其干燥，从而相对于布帛的总重量、使0.66重量％的锑掺杂氧化锌附着。
(实施例A16)
除了相对于布帛的总重量使1.4重量％的锑掺杂氧化锌附着之外，与实施例A15同样地制作布帛。
(实施例A17)
除了相对于布帛的总重量、使2.1重量％的锑掺杂氧化锌附着之外，与实施例A15同样地制作布帛。
(参考例1)
将对位芳纶纤维(PA)50重量％和间位芳纶纤维(MA)50重量％混合，利用环锭纺纱进行纺织。所得纺织纱线是英式棉纱支数为20支的混纺纱线。使用该纺织纱线，利用通常的编织方法，制造下述表1所示单位面积重量的斜纹的纺织物(布帛)。
(参考例2)
将丙烯酸系纤维(ProC)50重量％、对位芳纶纤维(PA)25重量％和间位芳纶纤维(MA)25重量％混合，利用环锭纺纱进行纺织。所得纺织纱线是英式棉纱支数为20支的混纺纱线。使用该纺织纱线，利用通常的编织方法，制造下述表1所示单位面积重量的斜纹的纺织物(布帛)。
(参考例3)
将丙烯酸系纤维(ProC)50重量％、对位芳纶纤维(PA)25重量％和间位芳纶纤维(MA)25重量％混合，利用环锭纺纱进行纺织。所得纺织纱线是英式棉纱支数为20支的混纺纱线。使用该纺织纱线，利用通常的制造方法，使用横编机，制造下述表1所示单位面积重量的天竺编织物。
实施例1～9及比较例1～6的丙烯酸系纤维的耐电弧性使用含有实施例A1～A17及比较例A1～A7的丙烯酸系纤维的布帛进行电弧试验，利用下述标准进行评价，将其结果示于下述表1。使用电弧试验对实施例A1～A17及比较例A1～A7中获得的布帛的耐电弧性进行评价，将其结果示于下述表1。另外，如下地测定实施例A1～A10、A14～17及比较例A1～A7中获得的布帛的厚度，将其结果示于下述表1。其中，下述表1中，红外线吸收剂的含量为相对于布帛总重量的重量比例。另外，如下测定实施例A1～A17以及比较例A1～A7中获得的布帛的总反射率，将其结果示于图1、图2、图3、图4、下述表2及表3。下述表2及表3中，平均总反射率是对波长为750～2500nm的入射光的平均总反射率。另外，如下地测定实施例A4及A8以及比较例A7的布帛的透射率。将根据实施例A4及A8以及比较例A7的布帛的总反射率及透射率算出的吸光率(光吸收率)的数据示于图5、表4中。下述表4中，平均吸光率是对波长为750～2500nm的入射光的平均吸光率。
(电弧试验)
电弧试验基于ASTM F1959/F1959M-12(Standard Test Method for Determiningthe Arc Rating of Materials for Clothing)进行，求出ATPV(cal/cm2)。
(比ATPV)
根据布帛的单位面积重量及在电弧试验中求出的ATPV，算出布帛每单位面积重量的ATPV(cal/cm2)/(oz/yd2)，即比ATPV。
(丙烯酸系纤维的耐电弧性)
(1)将参考例1布帛(纺织物)的比ATPV记为Ref1、将参考例2的布帛(纺织物)的比ATPV记为Ref2、将参考例3的布帛(编织物)的比ATPV记为Ref3，利用下述式算出芳纶纤维100重量％的编织物的比ATPV。
芳纶纤维100重量％的编织物的比ATPV＝Ref1×Ref3/Ref2
(2)假设对位芳纶纤维与间位芳纶纤维的耐电弧性相同，将芳纶纤维100重量％的编织物的比ATPV作为芳纶纤维的比ATPV，使用对象布帛的比ATPV，利用下述式(I)算出对象布帛中的丙烯酸系纤维的比ATPV。
丙烯酸系纤维的比ATPV＝(X－Y×Wa/100)/(Wb/100) (I)
式(I)中，X为对象布帛的比ATPV(cal/cm2)/(oz/yd2)、Y为芳纶纤维的比ATPV、Wa为相对于对象布帛总重量的芳纶纤维的含量(重量％)、Wb为相对于对象布帛总重量的丙烯酸系纤维的含量(重量％)。
(3)将芳纶纤维的比ATPV记为1，用利用下述式II算出的ATPC评价丙烯酸系纤维的耐电弧性。
丙烯酸系纤维的ATPC＝丙烯酸系纤维的比ATPV/芳纶纤维的比ATPV(II)
(4)丙烯酸系纤维的ATPC值为2.1以上时，判断耐电弧性为合格。ATPC的值越高，则耐电弧性变得越良好。
其中，对象布帛除了丙烯酸系纤维和芳纶纤维之外、还含有其他纤维时，上述(2)中，式(I)替换成下述所示的式(III)。
丙烯酸系纤维的比ATPV(cal/cm2)/(oz/yd2)＝(X－Y×Wa/100－Z×Wz/100)/(Wb/100)(III)
式(III)中，X为对象布帛的比ATPV、Y为芳纶纤维的比ATPV、Z为其他纤维的比ATPV、Wa为相对于对象布帛总重量的芳纶纤维的含量(重量％)、Wb为相对于对象布帛总重量的丙烯酸系纤维的含量(重量％)、Wz为相对于对象布帛总重量的其他纤维的含量(重量％)。
(厚度)
厚度根据JIS L 1096(2010)进行测定。
(总反射率及透射率)
(1)首先，使用分光光度计(Hitachi High-Technologies公司制、型号“U-4100”)测定布帛的总反射率。具体而言，如图7所示，将来自氙气灯1的光分光，将经分光的光照射至背面放置有氧化铝板2的布帛3的表面，利用积分球4对经反射的光进行积分，利用光电倍增管5测定其光强度，由此算出总反射率(R)。其中，总反射光考虑了在布帛的表面处反射的光和透射至布帛背面的光被氧化铝板反射、再次从布帛表面射出的总光量。
(2)接着，使用分光光度计(Hitachi High-Technologies公司制、型号“U-4100”)测定布帛的透射率。具体而言，如图8所示，将来自氙气灯11的光分光，将经分光的光照射至直接配置于积分球14的光照射侧入口的布帛13的表面，利用积分球14对透射的光进行积分，利用光电倍增管15测定其光强度，由此算出透射率(t1)。图8中，12为氧化铝板。
(3)使用总反射率(R)及透射率(t1)，利用下述联立方程式算出吸光率(a1)。其中，在下述联立方程式中，r1表示布帛所具有的反射率。
[数学式1]
1＝r1+t1+a1...............................(1)
Figure BDA0001342882970000231
(4)在以所得入射光的波长为横轴、以总反射率为横轴的总反射率的曲线图中，计算在被波长为750nm～2500nm、总反射率为0％～100％包围的面积内，总反射率的曲线下方部分所占面积的比例，作为对波长为750～2500nm的入射光的平均总反射率。
(5)在以所得入射光的波长为横轴、以吸光率为横轴的吸光率的曲线图中，计算在被波长为750nm～2500nm、吸光率为0％～100％包围的面积内，吸光率的曲线下方部分所占面积的比例，作为对波长为750～2500nm的入射光的平均吸光率。
表1
Figure BDA0001342882970000241
表2
Figure BDA0001342882970000242
表3
比较例 A1 A2 A3 A4 A5 A6 A7
平均总反射率(％) 71.4 70.3 70.7 74.4 74.2 74.8 74.0
表4
实施例A4 实施例A8 比较例A7
平均吸光率(％) 67.7 75.1 22.5
由上述表1的数据可知，含红外线吸收剂的实施例的丙烯酸系纤维的ATPC为2.1以上、ATPC比不含红外线吸收剂的比较例的丙烯酸系纤维高、耐电弧性良好。当红外线吸收剂的含量高时，丙烯酸系纤维的耐电弧性更为良好。红外线吸收剂为担载于氧化钛基材上的锑掺杂氧化锡时，耐电弧性比锑掺杂氧化锡更为良好。另外，当将红外线吸收剂锑掺杂氧化锡和紫外线吸收剂氧化钛并用时，相比较于仅使用红外线吸收剂锑掺杂氧化锡时，耐电弧性更为良好。另外，实施例的布帛的比ATPV为1(cal/cm2)/(oz/yd2)以上、耐电弧性良好。
从上述表2、表3及图1、图2、图3及图4可知，实施例A1的布帛(图1A)、实施例A4的布帛(图1B)、实施例A5的布帛(图1C)、实施例A7的布帛(图1D)、实施例A8的布帛(图1E)、实施例A10的布帛(图1F)、实施例A12的布帛(图1G)、实施例A2的布帛(图3A)、实施例A3的布帛(图3B)、实施例A6的布帛(图3C)、实施例A9的布帛(图3D)、实施例A11的布帛(图3E)、实施例A13的布帛(图3F)、实施例A14的布帛(图4A)、实施例A15的布帛(图4B)、实施例A16的布帛(图4C)及实施例A17的布帛(图4D)的对波长为750～2500nm的入射光的平均总反射率为50％以下，吸收红外线的性能高。特别是，实施例A1的布帛(图1A)、实施例A4的布帛(图1B)、实施例A5的布帛(图1C)、实施例A8的布帛(图1E)及实施例A10的布帛(图1F)在2000nm以上的波长域内，总反射率为20％以下。另一方面，比较例A1的布帛(图2A)、比较例A2的布帛(图2B)、比较例A3的布帛(图2C)、比较例A4的布帛(图2D)、比较例A5的布帛(图2E)、比较例A6的布帛(图2F)及比较例A7的布帛(图2G)对波长为750～2500nm的入射光的平均总反射率超过50％、吸收红外线的性能低。实施例的布帛由于吸收红外线的性能高而推测耐电弧性提高。并且，由图5A(实施例A4)、图5B(实施例A8)、图5C(比较例A7)的对比、表4及表1的结果也可知，红外线吸收剂的含量越高，则吸光率越高(吸收红外线的性能高)、布帛的耐电弧性越提高。吸光率高，则意味着吸收红外线的性能高。实施例A4、实施例A8及比较例A7对波长为750～2500nm的入射光的平均总反射率和平均吸光率为逆相关，即具有平均总反射率越低、则平均吸光率越高的关系，可以利用平均总反射率评价吸收红外线的性能。
(实施例B1)
作为天然纤维素纤维使用市售的棉(中纤维棉)，利用环锭纺纱进行纺织。所得纺织纱线的英式棉纱支数为20支。使用该纺织纱线，利用通常的方法，使用横编机制造下述表5所示单位面积重量的棉100重量％的天竺编织物。
＜阻燃化处理＞
对于所得布帛(编织物)，使用磷系化合物、利用PYROVATEX加工进行阻燃化处理。首先，制备含有磷系化合物(商品名“PYROVATEX CP NEW”、HUNTSMAN制、N-羟甲基二甲基膦酸基丙酸酰胺)400g/L、交联剂(商品名“BECKAMINE J-101”、DIC制、六甲氧基羟甲基型蜜胺)60g/L、软化剂(商品名“ULTRATEX FSA NEW”、HUNTSMAN公司制、有机硅系软化剂)30g/L、85％磷酸20.7g/L、渗透剂(商品名“INVADINE PBN”、HUNTSMAN公司制)5ml/L的阻燃化处理液(加工药剂)。将阻燃化处理液充分地渗透至布帛之后，按照绞拧率达到80±2％的方式，利用脱水机对阻燃化处理液进行绞拧，然后在110℃下进行5分钟前干燥，在150℃下热处理5分钟。之后，利用碳酸钠水溶液和水对布帛进行洗涤，利用过氧化氢水进行中和，在水洗、脱水之后，使用滚筒干燥机在60℃下干燥30分钟，获得阻燃性布帛。所得阻燃性布帛相对于布帛100重量份，以固体成分计含有20重量份的PYROVATEX。
＜红外线吸收剂的附着＞
将所得阻燃性布帛含浸于锑掺杂氧化锡的分散体(石原产业公司制、商品名“SN-100D”、按照达到30重量％的方式将锑掺杂氧化锡添加在水中进行分散而得到的水分散体，利用激光衍射法测定的粒径为0.085～0.120μm)中之后，将其干燥，由此相对于阻燃性布帛100重量份，使0.42重量份的锑掺杂氧化锡附着。
(实施例B2)
与实施例B1同样地获得阻燃性布帛。将所得阻燃性布帛含浸于锑掺杂氧化锡的分散体(石原产业公司制、商品名“SN-100D”、按照达到30重量％的方式将锑掺杂氧化锡添加在水中进行分散而得到的水分散体，利用激光衍射法测定的粒径为0.085～0.120μm)中之后，将其干燥，由此相对于阻燃性布帛100重量份，使0.89重量份的锑掺杂氧化锡附着。
(实施例B3)
作为天然纤维素纤维使用市售的棉(中纤维棉)，利用环锭纺纱进行纺织。所得纺织纱线的英式棉纱支数为20支。使用该纺织纱线，利用通常的编织方法，制造单位面积重量为7.4oz/yd2的斜纹的纺织物。接着，与实施例B1同样地进行阻燃化处理，获得阻燃性布帛。将所得阻燃性布帛含浸于锑掺杂氧化锡的分散体(石原产业公司制、商品名“SN-100D”、按照达到30重量％的方式将锑掺杂氧化锡添加在水中进行分散而得到的水分散体，利用激光衍射法测定的粒径为0.085～0.120μm)中之后，将其干燥，由此相对于阻燃性布帛100重量份，使1.4重量份的锑掺杂氧化锡附着。
(实施例B4)
与实施例B3同样地获得阻燃性布帛。将所得阻燃性布帛含浸于锑掺杂氧化锌的分散体(日产化学工业公司制、商品名“CELNAX CX-Z610M-F2”、按照达到60重量％的方式将锑掺杂氧化锌添加在甲醇中进行分散而得到的甲醇分散体，利用激光衍射法测定的平均粒径(D50)为15nm)中之后，将其干燥，由此相对于阻燃性布帛100重量份，使0.62重量份的锑掺杂氧化锌附着。
(实施例B5)
相对于阻燃性布帛100重量份，使1.21重量份的锑掺杂氧化锌附着，除此之外，与实施例B4同样地制作布帛。
(实施例B6)
相对于阻燃性布帛100重量份，使1.86重量份的锑掺杂氧化锌附着，除此之外，与实施例B14同样地制作布帛。
(比较例B1)
作为天然纤维素纤维使用市售的棉(中纤维棉)，利用环锭纺纱进行纺织。所得纺织纱线的英式棉纱支数为20支。使用该纺织纱线，利用通常的方法，使用横编机，制造下述表5所示单位面积重量的棉100重量％的天竺编织物。将所得布帛含浸于锑掺杂氧化锡的分散体(石原产业公司制、商品名“SN-100D”、按照达到30重量％的方式将锑掺杂氧化锡添加在水中进行分散而得到的水分散体，利用激光衍射法测定的粒径为0.085～0.120μm)中之后，将其干燥，由此相对于布帛100重量份，使2.3重量份的锑掺杂氧化锡附着，获得下述表4所示单位面积重量的布帛。
利用上述电弧试验对实施例B1～B6及比较例B1获得的布帛的耐电弧性进行评价，将其结果示于下述表5中。另外，如上地测定实施例B1～B6及比较例B1获得的布帛的总反射率，将其结果示于图6、下述表5中。下述表5中，平均总反射率为对波长为750～2500nm的入射光的平均总反射率。图6A表示实施例B1的布帛的总反射率曲线图、图6B表示实施例B2的布帛的总反射率曲线图、图6C表示实施例B3的布帛的总反射率曲线图、图6D表示实施例B4的布帛的总反射率曲线图、图6E表示实施例B5的布帛的总反射率曲线图、图6F表示实施例B6的布帛的总反射率曲线图、图6G表示比较例B1的布帛的总反射率曲线图。另外，如上测定实施例B1～B6及比较例B1中获得的布帛的厚度，将其结果示于下述表5。
表5
Figure BDA0001342882970000281
由上述表5可知，含有天然纤维素纤维(棉)、阻燃剂及红外线吸收剂，对波长为750～2500nm的入射光的平均总反射率为60％以下的实施例B1～B6的布帛的比ATPV为1(cal/cm2)/(oz/yd2)以上、耐电弧性良好。另一方面，含有天然纤维素纤维及红外线吸收剂、但不含阻燃剂的比较例B1的布帛不仅比ATPV小于0.98(cal/cm2)/(oz/yd2)，而且会产生开孔、耐电弧性差。

Claims (9)

1.一种耐电弧性丙烯酸系纤维，其为由丙烯酸系聚合物构成的丙烯酸系纤维，其特征在于，
相对于丙烯酸系聚合物的总重量，含有红外线吸收剂1重量％以上且30重量％以下，
所述红外线吸收剂为选自锑掺杂氧化锡及担载于氧化钛基材上的锑掺杂氧化锡中的一种以上，
所述丙烯酸系聚合物相对于丙烯酸系聚合物的总重量，含有丙烯腈40～70重量％、含卤乙烯基系单体30～57重量％、含磺酸基的单体0～3重量％。
2.根据权利要求1所述的耐电弧性丙烯酸系纤维，其中，所述氧化锡系化合物为担载于氧化钛基材上的锑掺杂氧化锡。
3.根据权利要求1或2所述的耐电弧性丙烯酸系纤维，其进一步含有紫外线吸收剂。
4.根据权利要求3所述的耐电弧性丙烯酸系纤维，其中，所述紫外线吸收剂为氧化钛。
5.一种电弧防护服用布帛，其特征在于，其含有权利要求1～4中任一项所述的耐电弧性丙烯酸系纤维，且相对于布帛总重量的红外线吸收剂的含量为0.5重量％以上，
在所述电弧防护服用布帛的表面及背面的任一个面中对波长为750～2500nm的入射光的平均总反射率均为37.8％以下，并且在布帛的表面及背面中，对波长为750～2500nm的入射光的平均总反射率之差为5％以下，
所述平均总反射率如下测定算出：
(1)首先，使用分光光度计测定布帛的总反射率，
(2)接着，使用分光光度计测定布帛的透射率，
(3)使用总反射率(R)及透射率(t1 )，利用下述联立方程式算出吸光率(a1 )，其中，在下述联立方程式中，r1 表示布帛所具有的反射率，
[数学式1]
1＝r1+t1+a1…………………………·(1)
Figure FDF0000012483760000021
(4)在以所得入射光的波长为横轴、以总反射率为纵轴的总反射率的曲线图中，计算在被波长为750nm～2500nm、总反射率为0％～100％包围的面积内，总反射率的曲线图的曲线下方部分所占面积的比例，作为对波长为750～2500nm的入射光的平均总反射率。
6.根据权利要求5所述的电弧防护服用布帛，其进一步含有芳纶纤维。
7.根据权利要求5所述的电弧防护服用布帛，其进一步含有纤维素系纤维。
8.根据权利要求5～7中任一项所述的电弧防护服用布帛，其中，所述电弧防护服用布帛在单位面积重量为8oz/yd2以下时，基于ASTM F1959/F1959M-12即测定服装材料电弧额定值的标准试验方法测定的ATPV值为8cal/cm2以上。
9.一种电弧防护服，其特征在于，其含有权利要求5～8中任一项所述的电弧防护服用布帛。
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