JP5167905B2 - Fiber structure for industrial materials - Google Patents
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Description
本発明は安全ネット、養生ネットなどに代表される産業資材用繊維構造物に関する。詳しくは、優れた機械的特性と難燃性能とを兼ね備えた産業資材用繊維構造物に関する。 The present invention relates to a safety net, curing net, etc. so typified by industrial materials for the fiber structure. More specifically, the present invention relates to a fiber structure for industrial materials having both excellent mechanical properties and flame retardancy.
建築現場などに使用される安全ネット、養生ネット、養生メッシュなどの産業資材用繊維構造物は作業者および周囲の安全を確保するために使用されるものであり、例えば、作業者が落下した際には、容易に破断せず作業者を受け止めるだけの高い強力、高いエネルギー吸収性能が必要である。また、溶接作業等の火花が生じる環境下において、容易に着火・着炎しない難燃性能を有することが必要である。かかる特性を満足するためにこれまで種々の検討がなされてきた。 Fiber structures for industrial materials such as safety nets, curing nets, and curing meshes used in construction sites are used to ensure the safety of workers and their surroundings. For example, when workers fall Must have high strength and high energy absorption performance that do not break easily and accept workers. In addition, it is necessary to have flame retardancy that does not easily ignite or ignite in an environment where sparks such as welding work occur. Various studies have been made so far in order to satisfy such characteristics.
特許文献１には高強力のポリエステル繊維上に難燃剤であるポリ塩化ビニル樹脂を塗布することで、強力と難燃性能に優れた産業資材用繊維構造物を得る方法が記載されている。たしかにこの方法によると該特性に優れた繊維構造物が得られるものの屋外環境下で使用するうちに、繊維表面のポリ塩化ビニル樹脂が剥離してしまい、難燃性能が低下してしまう問題があった。また、難燃剤として使用しているポリ塩化ビニルはダイオキシンの発生源として、近年使用が敬遠されるものでもあった。 Patent Document 1 describes a method of obtaining a fiber structure for industrial materials excellent in strength and flame retardancy by applying a polyvinyl chloride resin, which is a flame retardant, on high strength polyester fibers. Although this method can provide a fiber structure having excellent properties, the polyvinyl chloride resin on the fiber surface peels off during use in an outdoor environment, resulting in a deterioration in flame retardancy. It was. In addition, polyvinyl chloride used as a flame retardant has been avoided in recent years as a source of dioxins.
そこで、屋外環境下においても長期間難燃性能を維持し、しかも環境面への負荷がない産業資材用繊維構造物を得る技術として特許文献２、３の提案がある。これらの方法ではポリエステル繊維に２官能性リン化合物を共重合させ難燃性ポリエステル繊維となし、該繊維を製網することで難燃耐久性に優れたネット構造物を得ることに成功している。しかしながら、これらのリン化合物を含む難燃性ポリエステル繊維は、難燃成分を含まないポリエステル繊維に比べ強力が低く、しいては該難燃性を使用してなるネット構造物の強力も低くなってしまい、安全性に対する要求性能が一段高まる近年においては、まだ不十分であるという問題があった。 Therefore, there are proposals in Patent Documents 2 and 3 as techniques for obtaining a fiber structure for industrial materials that maintains flame retardancy for a long period even in an outdoor environment and has no environmental load. In these methods, a polyester fiber is copolymerized with a bifunctional phosphorus compound to form a flame retardant polyester fiber, and a net structure excellent in flame resistance durability is successfully obtained by networking the fiber. . However, the flame-retardant polyester fiber containing these phosphorus compounds has a lower strength than a polyester fiber that does not contain a flame-retardant component, and thus the strength of the net structure using the flame-retardant property is also reduced. In recent years, the required performance for safety has increased further, and there has been a problem that it is still insufficient.
特許文献４は芯部にポリエステル、鞘部に２官能性リン化合物を共重合したポリエステル繊維からなる芯鞘複合難燃ポリエステル繊維を用いて、難燃性能と強力を兼ね備えたネットについて記載されている。しかしながら、この方法では繊維中にリン化合物が共重合されてなることから、結局、難燃成分を含まないポリエステル繊維に比べ繊維強度が劣ってしまい、十分な強力を有するネット構造体を得るには至らなかった。また、芯鞘複合繊維を製糸するには特殊な設備が必要であり、製造コスト面でも不利なものであった。
本発明は、上述した従来技術におけるそれぞれの問題点を同時に解決したものであり、安全ネット、養生ネットなどに適用すべく高い機械的特性と優れた難燃性能と兼ね備えた産業資材用繊維構造物を提供することにある。 The present invention has solved the respective problems simultaneously in the prior art described above, safety nets, high order to apply etc. curing net mechanical properties and excellent flame retardancy and combines industrial materials for the fiber structure To provide things.
上記目的を達成するため本発明は主として次の構成を有する。すなわち、強度が５〜８ｃＮ／ｄｔｅｘであり、難燃成分としてリン原子を含有する難燃性ポリエステル繊維と強度が６〜９ｃＮ／ｄｔｅｘである難燃成分を含まないポリエステル繊維とからなり、その重量比が２０：８０〜７０：３０である産業資材用繊維構造物であって、繊維構造物がネットであり、後述する式（１）で表される強力利用率が５０〜８０％であり、繊維構造物に占めるリン原子の割合が０．１０〜０．３５重量％であることを特徴とする産業資材用繊維構造物。 In order to achieve the above object, the present invention mainly has the following configuration. In other words, Ri strong degree 5~8cN / dtex der consists of a polyester fiber flame retardant polyester fiber and strength containing a phosphorus atom as a flame retardant component does not include a flame retardant component which is 6~9cN / dtex, The fiber structure for industrial materials having a weight ratio of 20:80 to 70:30, wherein the fiber structure is a net, and the strength utilization rate represented by the formula (1) described later is 50 to 80%. A fiber structure for industrial materials, wherein the proportion of phosphorus atoms in the fiber structure is 0.10 to 0.35% by weight.
さらに、本発明の産業資材用繊維構造物においては、次の（ａ）または／および（ｂ）を満たすことが好ましい態様であり、これらの要件を満足することでさらに優れた効果が期待できる。
（ａ）難燃性ポリエステル繊維に含まれるリン原子の量が繊維重量に対して０．３０〜１．２重量％であること。
（ｂ）繊維構造物がネットであって、該ネットの強力と該ネットを構成する全ての繊維強力の比率、すなわち式（１）で表されるネットの強力利用率が６５〜８０％であること。
Furthermore, in the fiber structure for industrial materials of the present invention, it is preferable that the following (a) or / and (b) is satisfied, and further excellent effects can be expected by satisfying these requirements.
(A) from 0.30 to 1.2 wt% der Rukoto amount of phosphorus atoms to the fiber weight contained in the flame retardant polyester fiber.
(B) The fiber structure is a net, and the ratio between the strength of the net and all the fiber strengths constituting the net, that is, the strength utilization rate of the net represented by the formula (1) is 65 to 80%. about.
本発明によれば、難燃成分としてリン原子を含有する難燃性ポリエステル繊維と、難燃成分を含まないポリエステル繊維とからなることで、優れた機械的特性と難燃性能とを兼ね備えた安全ネット、養生ネットなどのネットでる産業資材用繊維構造物を提供することができる。 According to the present invention, it comprises a flame retardant polyester fiber containing a phosphorus atom as a flame retardant component and a polyester fiber that does not contain a flame retardant component, so that it has excellent mechanical properties and flame retardant performance. net, it is possible to provide the industrial materials for the fiber structure that a curing net, etc. net.
以下に本発明を詳細に説明する。 The present invention is described in detail below.
本発明の繊維構造物は難燃性ポリエステル繊維と難燃成分を含まないポリエステル繊維とから構成される。このうち難燃成分を含まないポリエステル繊維は、繊維構造物における強度やエネルギー吸収性能を決めるうえで特に重要であり、高強度、高タフネス繊維であることが要求される。かかる特性を満足するために使用するポリマは特に限定されるものではないが、エチレンテレフタレートを主たる繰り返し単位とするポリエチレンテレフタレートがより好適である。また、該特性を阻害しない範囲において、イソフタル酸、アジピン酸、セバシン酸、ダイマー酸、２，６−ナフタレンジカルボン酸、１，４−シクロヘキサンジカルボン酸などの酸成分、ブタンジオール、ヘキサンジオール、ジエチレングリコール、ネオペンチルグリコール、１，４−シクロヘキサンジオールなどのジオール成分を含むものであっても良い。また、耐候性、耐熱性等を向上させる目的でベンゾフェノン系、ベンゾトリアゾール系などの紫外線吸収剤、抗酸化剤、ラジカル補足剤、また、酸化チタン、炭酸カルシウム、カオリン、クレーなどの無機物などを含有していても何ら差し支えなく、該薬剤を添加することで屋外環境下での長期間使用時における強伸度低下を抑制し、産業資材用繊維構造物として優れた特性を保持しやすくなる。 The fiber structure of the present invention is composed of a flame retardant polyester fiber and a polyester fiber not containing a flame retardant component. Among these, the polyester fiber not containing a flame retardant component is particularly important in determining the strength and energy absorption performance in the fiber structure, and is required to be a high strength and high toughness fiber. The polymer used for satisfying such properties is not particularly limited, but polyethylene terephthalate having ethylene terephthalate as a main repeating unit is more preferable. In addition, in the range not inhibiting the properties, acid components such as isophthalic acid, adipic acid, sebacic acid, dimer acid, 2,6-naphthalenedicarboxylic acid, 1,4-cyclohexanedicarboxylic acid, butanediol, hexanediol, diethylene glycol, It may contain a diol component such as neopentyl glycol or 1,4-cyclohexanediol. Also contains benzophenone and benzotriazole UV absorbers, antioxidants, radical scavengers, and inorganic substances such as titanium oxide, calcium carbonate, kaolin and clay for the purpose of improving weather resistance and heat resistance. However, there is no problem even if it is added, it is easy to maintain excellent characteristics as a fiber structure for industrial materials by adding a chemical to suppress a decrease in strength and elongation during long-term use in an outdoor environment.
難燃成分を含まないポリエステル繊維に使用するポリマの重合度は高い方が良く、ポリエチレンテレフタレートの場合、固有粘度０．８以上、好ましくは０．９以上、より好ましくは１．０以上である。かかる範囲とすることで高強度、高タフネスの繊維が得られやすくなる。そして、難燃成分を含まないポリエステル繊維は強度６〜９ｃＮ／ｄｔｅｘであることが好ましく、７〜９ｃＮ／ｄｔｅｘであることがより好ましい。また伸度１５〜３０％であることが好ましく、２０〜３０％であることがより好ましい。難燃成分を含まないポリエステル繊維は最終製品である繊維構造物の強伸度を担うものとして特に重要であり、かかる範囲の繊維特性を有することで、高強度、高エネルギー吸収性を有した繊維構造物が得られるようになる。 The degree of polymerization of the polymer used for the polyester fiber containing no flame retardant component is preferably high. In the case of polyethylene terephthalate, the intrinsic viscosity is 0.8 or more, preferably 0.9 or more, more preferably 1.0 or more. By setting it as such a range, it becomes easy to obtain a fiber with high strength and toughness. And the polyester fiber which does not contain a flame retardant component preferably has a strength of 6 to 9 cN / dtex, and more preferably 7 to 9 cN / dtex. Moreover, it is preferable that it is 15-30% of elongation, and it is more preferable that it is 20-30%. Polyester fibers that do not contain flame retardant components are particularly important as those responsible for the strength and elongation of the final product fiber structure. By having such a range of fiber characteristics, the fibers have high strength and high energy absorption. A structure can be obtained.
本発明の繊維構造物は難燃性ポリエステル繊維と難燃成分を含まないポリエステル繊維とから構成される。このうち難燃性ポリエステル繊維については、最終製品である繊維構造物に難燃性を付与するために使用されるものであり、その内部に難燃性能を有するリン原子が含有されている。リン原子は燃焼等の高温下においてポリマ中から脱落し燃焼・溶融の伝播を防ぐはたらきがあるものとして知られている。リン原子は単体であっても、化合物であっても良く特に限定されるものではないが、より優れた難燃性能を得るためには２官能性リン化合物が好適に用いられる。また、該化合物はポリエステル中に共重合された状態であることが、難燃性能の点で好ましく、また繊維の強度低下を抑制するという点でも適当である。ポリエステルに共重合する２官能性リン化合物は特に限定されるものではないが、ホスホネート、ホスフィネート、ホスフィンオキシドが好適である。ホスホネート類としてはフェニルホスホン酸ジメチル、フェニルホスホン酸ジフェニル等が挙げられ、ホスフィネート類としては、（２−カルボキシルエチル）メチルホスフィン酸、（２−メトキシカルボニルエチル）メチルホスフィン酸メチル、（２−カルボキシルエチル）フェニルホスフィン酸、（２−メトキシカルボニルエチル）フェニルホスフィン酸メチル、（４−メトキシカルボニルフェニル）フェニルホスフィン酸メチル、[２−（β−ヒドロキシエトキシカルボニル）エチル]メチルホスフィン酸のエチレングリコールエステル等が挙げられる。さらにホスフィンオキシド類としては、（１，２−ジカルボキシエチル）ジメチルホスフィンオキシド、（２，３−ジカルボキシプロピル）ジメチルホスフィンオキシド、（１，２−ジメトキシカルボニルエチル）ジメチルホスフィンオキシド、（２，３−ジメトキシカルボニルエチル）ジメチルホスフィンオキシド、[１，２ジ（β−ヒドロキシエトキシカルボニル）エチル]ジメチルホスフィンオキシド、[２，３ジ（β−ヒドロキシエトキシカルボニル）エチル]ジメチルホスフィンオキシド等が代表的である。 The fiber structure of the present invention is composed of a flame retardant polyester fiber and a polyester fiber not containing a flame retardant component. Of these, the flame-retardant polyester fiber is used for imparting flame retardancy to the fiber structure as the final product, and contains therein phosphorus atoms having flame retardancy. Phosphorus atoms are known to have a function to prevent the propagation of combustion / melting by dropping from the polymer under high temperature such as combustion. The phosphorus atom may be a simple substance or a compound, and is not particularly limited, but a bifunctional phosphorus compound is preferably used in order to obtain more excellent flame retardancy. Further, it is preferable that the compound is in a state of being copolymerized in polyester from the viewpoint of flame retardancy, and it is also appropriate from the viewpoint of suppressing a decrease in fiber strength. The bifunctional phosphorus compound copolymerized with the polyester is not particularly limited, but phosphonates, phosphinates, and phosphine oxides are suitable. Examples of phosphonates include dimethyl phenylphosphonate and diphenyl phenylphosphonate. Examples of phosphinates include (2-carboxylethyl) methylphosphinic acid, (2-methoxycarbonylethyl) methylphosphinic acid methyl, (2-carboxylethyl). ) Phenylphosphinic acid, methyl (2-methoxycarbonylethyl) phenylphosphinate, methyl (4-methoxycarbonylphenyl) phenylphosphinate, ethylene glycol ester of [2- (β-hydroxyethoxycarbonyl) ethyl] methylphosphinic acid, etc. Can be mentioned. Further, phosphine oxides include (1,2-dicarboxyethyl) dimethylphosphine oxide, (2,3-dicarboxypropyl) dimethylphosphine oxide, (1,2-dimethoxycarbonylethyl) dimethylphosphine oxide, (2,3 -Dimethoxycarbonylethyl) dimethylphosphine oxide, [1,2 di (β-hydroxyethoxycarbonyl) ethyl] dimethylphosphine oxide, [2,3 di (β-hydroxyethoxycarbonyl) ethyl] dimethylphosphine oxide and the like are typical. .
難燃性ポリエステル繊維中に含まれるリン原子の量は０．３〜１．２％であることが好ましく、より好ましくは０．５〜０．８％である。ポリエステル中に該範囲のリン原子を含有することで、繊維強度を大幅に低下させることなく、優れた難燃性を有するポリステル繊維となすことができる。最終製品である繊維構造物にとって、難燃性ポリエステル繊維中に含まれるリン量をかかる範囲に設定することは、優れた難燃性能および機械的特性を兼備するために特に適当な範囲といえる。 The amount of phosphorus atoms contained in the flame retardant polyester fiber is preferably 0.3 to 1.2%, more preferably 0.5 to 0.8%. By containing phosphorus atoms in this range in the polyester, it is possible to obtain a polyester fiber having excellent flame retardancy without greatly reducing the fiber strength. For the fiber structure as the final product, setting the amount of phosphorus contained in the flame-retardant polyester fiber in such a range can be said to be a particularly suitable range in order to combine excellent flame-retardant performance and mechanical properties.
上記の通り本発明で使用する難燃性ポリエステル繊維は、最終製品であるネット等の繊維構造物において主に難燃性を付与する役割を担うものであるが、当然ながら繊維構造物の強伸度特性にも寄与するものであり、高強度、高タフネス繊維であることが好ましい。高強度、高タフネスの繊維を得るうえで使用するポリマは特に限定されるものではないが、難燃成分を含まないポリエステル繊維の場合と同様にエチレンテレフタレートを主たる繰り返し単位とするポリエチレンテレフタレートがより好適に用いられる。また、ポリエチレンテレフタレートは前述したリン化合物との相性がよく、高強度、高タフネスを有す難燃性ポリエステル繊維とするためには最も好適である。ポリマの一部にはイソフタル酸、アジピン酸、セバシン酸、ダイマー酸、２，６−ナフタレンジカルボン酸、１，４−シクロヘキサンジカルボン酸などの酸成分、ブタンジオール、ヘキサンジオール、ジエチレングリコール、ネオペンチルグリコール、１，４−シクロヘキサンジオールなどのジオール成分を含むものであっても良い。耐候性、耐熱性等を向上させる目的でベンゾフェノン系、ベンゾトリアゾール系などの紫外線吸収剤、抗酸化剤、ラジカル捕捉剤、また、酸化チタン、炭酸カルシウム、カオリン、クレーなどの無機物などを含有していても何ら差し支えない。これら薬剤を含有することでネットなどを構成する産業資材用繊維に要求される各種特性を補強することができるようになる。 As described above, the flame-retardant polyester fiber used in the present invention mainly plays a role of imparting flame retardancy in a fiber structure such as a net as a final product. It also contributes to the degree characteristics, and is preferably a high strength and high toughness fiber. The polymer used for obtaining high-strength and high-toughness fibers is not particularly limited, but polyethylene terephthalate containing ethylene terephthalate as the main repeating unit is more suitable as in the case of polyester fibers not containing flame retardant components. Used for. Polyethylene terephthalate is most suitable for making a flame-retardant polyester fiber having good compatibility with the above-described phosphorus compound and having high strength and high toughness. Some polymers include isophthalic acid, adipic acid, sebacic acid, dimer acid, 2,6-naphthalenedicarboxylic acid, 1,4-cyclohexanedicarboxylic acid and other acid components, butanediol, hexanediol, diethylene glycol, neopentyl glycol, It may contain a diol component such as 1,4-cyclohexanediol. It contains UV absorbers such as benzophenone and benzotriazole, antioxidants, radical scavengers, and inorganic substances such as titanium oxide, calcium carbonate, kaolin, and clay for the purpose of improving weather resistance and heat resistance. There is no problem. Etc. Net by containing these agents will be able to reinforce the various properties required for industrial materials for fibers constituting the.
高強度、高タフネスの難燃性ポリエステル繊維を得るために使用するポリマの重合度は高い方が良く、ポリエチレンテレフタレートの場合は、固有粘度０．８以上が好ましく、０．９以上であればより好ましい。かかる範囲のポリマを使用した難燃性ポリエステル繊維の強度は５〜８ｃＮ／ｄｔｅｘであることが好ましく、６〜８ｃＮ／ｄｔｅｘであることがより好ましい。また伸度は１５〜３０％であることが好ましく、２０〜３０％であることがより好ましい。強度は高い方が好ましいが、８ｃＮ／ｄｔｅｘより高くすると難燃剤等の添加量にもよるが、毛羽が発生するなど品位が悪くなったり製糸性が悪化する傾向となる。また相対的に伸度が低下するため産業資材用途に好適に使用できる衝撃吸収性に優れた難燃性ポリエステル繊維を得ることが困難となる。 The degree of polymerization of the polymer used to obtain the high-strength, high-toughness flame-retardant polyester fiber is better, and in the case of polyethylene terephthalate, the intrinsic viscosity is preferably 0.8 or more, more preferably 0.9 or more preferable. The strength of the flame-retardant polyester fiber using such a polymer is preferably 5 to 8 cN / dtex, and more preferably 6 to 8 cN / dtex. Further, the elongation is preferably 15 to 30%, and more preferably 20 to 30%. Higher strength is preferred, but if it is higher than 8 cN / dtex, depending on the amount of flame retardant added, etc., there is a tendency for the quality to deteriorate and the yarn-making property to deteriorate, such as generation of fluff. Further, since the elongation is relatively lowered, it becomes difficult to obtain a flame-retardant polyester fiber excellent in impact absorbability that can be suitably used for industrial materials.
本発明の産業資材用繊維構造物はリン原子を含有する難燃性ポリエステル繊維と難燃成分を含まないポリエステル繊維とから構成され、難燃成分を含まないポリエステル繊維は主に強伸度特性を担い、難燃性ポリエステル繊維は難燃性を付与する役割を期待されるものである。 The fiber structure for industrial materials of the present invention is composed of a flame retardant polyester fiber containing phosphorus atoms and a polyester fiber not containing a flame retardant component, and the polyester fiber not containing a flame retardant component mainly has strong elongation characteristics. The flame retardant polyester fiber is expected to have a role of imparting flame retardancy.
ここで難燃性ポリエステル繊維と難燃成分を含まないポリエステル繊維の重量比は２０：８０〜７０：３０であり、３０：７０〜６０：４０であることが好ましい。さらに最終製品である繊維構造物中に占めるリン原子の割合が０．１０〜０．３５重量％であることが好ましく、０．１５〜０．３０重量％であることが好ましい。かかる範囲とすることで、優れた強伸度特性と十分な難燃性能を兼備した繊維構造物となり、安全ネット、養生ネットなど各種産業資材用途に好適に使用できるようになる。 Here, the weight ratio of the flame-retardant polyester fiber and the polyester fiber not containing the flame-retardant component is 20:80 to 70:30, and preferably 30:70 to 60:40. Furthermore, it is preferable that the ratio of the phosphorus atom which occupies in the fiber structure which is a final product is 0.10 to 0.35 weight%, and it is preferable that it is 0.15 to 0.30 weight%. With such a range, excellent become strength and elongation properties and sufficient flame retardancy fiber structure having both safety net, so can be suitably used for curing nets throat various industrial materials.
ここで最終の繊維構造物に十分な難燃性を付与するには、難燃性ポリエステル繊維の使用比率が低すぎる、また、繊維構造物に占めるリン原子量の割合が低すぎるとの印象を受けるかも知れないが、本発明のリン原子を含む難燃性ポリエステル繊維と難燃成分を含まないポリエステル繊維から構成される繊維構造物においては、十分な難燃性能が発現するものである。 Here, in order to give sufficient flame retardancy to the final fiber structure, the impression is that the use ratio of the flame retardant polyester fiber is too low, and the ratio of the amount of phosphorus atoms in the fiber structure is too low. However, in the fiber structure composed of the flame-retardant polyester fiber containing phosphorus atoms and the polyester fiber not containing a flame-retardant component of the present invention, sufficient flame-retardant performance is exhibited.
ポリエステル中に含まれるリン原子の主な難燃メカニズムは、熱によりポリマ中から容易に脱落し燃焼・溶融の伝播を妨げることであることから、おそらく繊維構造物において難燃性能を有する部分がある程度、集中して点在しておれば十分な難燃性能が得られると考えられる。つまり、繊維構造物中の一部を構成する難燃性ポリエステル繊維が燃焼・溶融をくい止め、結果として繊維構造物全体の難燃性能を発現させているものと考えられる。 The main flame retardant mechanism of the phosphorus atoms contained in the polyester is that it is easily removed from the polymer by heat and hinders the propagation of combustion / melting. Therefore, there is probably some flame retardant part in the fiber structure. It is considered that sufficient flame retardancy can be obtained if concentrated and scattered. That is, it is considered that the flame retardant polyester fiber constituting a part of the fiber structure prevents combustion and melting, and as a result, the flame retardant performance of the entire fiber structure is exhibited.
このことは、例えばリン原子を０．２５重量％含む難燃性ポリエステル繊維を１００％使用してなる繊維構造物と本発明のリン原子を含む難燃性ポリエステル繊維と難燃成分を含まないポリエステル繊維とから構成され、繊維構造物中に占めるリン原子の割合が前者と同じく０．２５重量％とした繊維構造物の難燃性能を比較した場合に後者の方が明らかに優れた結果が得られる点からも示唆されるものである。 This is because, for example, a fiber structure using 100% of a flame retardant polyester fiber containing 0.25% by weight of phosphorus atoms, a flame retardant polyester fiber containing phosphorus atoms of the present invention, and a polyester containing no flame retardant component When the flame retardant performance of a fiber structure composed of fibers and the proportion of phosphorus atoms in the fiber structure is 0.25% by weight as in the former, the latter is clearly superior. It is also suggested from the point.
難燃性ポリエステル繊維の重量比率が２０％に満たない場合、難燃性ポリエステル繊維自体の難燃性能をいくら高めても、さらに繊維構造物中で該難燃性ポリエステル繊維の配列をいくら工夫したとしても、難燃性能が不足し養生ネット等に適用した際に仮設工業界が定める難燃性規格をクリアしないケースが生じてしまう。 When the weight ratio of the flame retardant polyester fiber is less than 20%, no matter how much the flame retardant performance of the flame retardant polyester fiber itself is increased, the arrangement of the flame retardant polyester fiber is further devised in the fiber structure. However, when it is applied to a curing net or the like due to insufficient flame retardancy, there may be cases where the flame retardance standard set by the temporary construction industry is not cleared.
一方、難燃成分を含まないポリエステル繊維の重量比率が３０％に満たないと、最終の繊維構造物として十分な強力、優れたエネルギー吸収性能を有さなくなり、安全ネットや養生ネットなど人体の安全を確保する産業資材用途として適用できなくなる。 On the other hand, if the weight ratio of the polyester fiber containing no flame-retardant component is less than 30%, sufficient strength as the final fiber structure, excellent energy absorption performance will not have a safety net or curing nets throat body It can no longer be used as an industrial material for ensuring safety.
本発明の産業資材用繊維構造物の強力値は、使用用途および使用形態により適宜設定されるものであり、一概に何Ｎ以上あれば良いとは言えないが、例えば、１１００ｄｔｅｘの難燃性ポリエステル繊維４本と１１００ｄｔｅｘの難燃成分を含まないポリエステル繊維６本とを合わせ合計１０本の網足とした安全ネットの場合、４００Ｎ以上、好ましくは５００Ｎ以上である。この通り高強力ネットを得るためには、該ネットを構成する繊維自体の強力を高めることはさることながら、繊維の有する強力を如何に有効利用するかにも依存する。ここでネット強力とネットを構成する全ての繊維強力の比率、すなわち式（１）で表されるネットの強力利用率は５０〜８０％である。 The strength value of the fiber structure for industrial materials according to the present invention is appropriately set depending on the intended use and usage form. Generally, it cannot be said that N or more is necessary, but for example, a flame-retardant polyester of 1100 dtex. In the case of a safety net composed of 4 fibers and 6 polyester fibers not containing a flame retardant component of 1100 dtex and a total of 10 mesh legs, the safety net is 400 N or more, preferably 500 N or more. In order to obtain a high-strength net as described above, it depends on how effectively the strength of the fiber is used as well as increasing the strength of the fiber itself constituting the net. Here, the ratio between the net strength and the strength of all the fibers constituting the net, that is, the strength utilization rate of the net represented by the formula (1) is 50 to 80%.
引き続き本発明の繊維構造物の製造方法について説明する。一例として安全ネットの製造法を示すが、何らこれに限定されるものではない。安全ネットを構成する難燃性ポリエステル繊維および難燃成分を含まないポリエステル繊維としては、通常５００ｄｔｅｘ〜２０００ｄｔｅｘ程度の繊度を有するものがよく用いられる。難燃性ポリエステル繊維と難燃成分を含まないポリエステル繊維の繊度を必ずしも合わせる必要なく、異なる繊度品であっても何ら問題ない。使用する繊維の本数は繊維の繊度にもよるが、１８４０ｄｔｅｘであれば５〜１０本、１１００ｄｔｅｘであれば１０〜１６本程度である。 Next, the method for producing the fiber structure of the present invention will be described. As an example, a method for manufacturing a safety net is shown, but the present invention is not limited to this. As the flame retardant polyester fiber constituting the safety net and the polyester fiber not containing a flame retardant component, those having a fineness of about 500 dtex to 2000 dtex are often used. It is not always necessary to match the fineness of the flame-retardant polyester fiber and the polyester fiber not containing the flame-retardant component, and there is no problem even if the fineness is different. The number of fibers used depends on the fineness of the fibers, but is 5 to 10 for 1840 dtex and about 10 to 16 for 1100 dtex.
編網には所望のネット形状に応じた編網機を使用し、所望のネット形状に合わせた編網条件を選択すればよい。網目については、菱目、亀甲目、角目、千鳥目、六角目などが挙げられ、ネット種としては、蛙又、本目のような結節網、無結節網、ラッセル網、もじ網、織網などを採用することができる。このうち安全ネットとしてはラッセル網がもっとも多く採用されている。目合いについても特に限定されるものではないが、１５〜１００ｍｍが好ましく、１００ｍｍに設定される場合が多い。編網後のネットには通常１００〜２００℃程度の乾熱処理を施すことで、形態安定性に優れた安全ネットを得ることができる。以上述べてきた通り、本発明の産業資材用繊維構造物は優れた機械的特性と難燃性能を兼備したものであるが、特異な装置・方法を使用することなく常法が採用でき極めて実用的である。 A knitting network machine corresponding to a desired net shape may be used for the knitting network, and the knitting network conditions matching the desired net shape may be selected. As for the mesh, there are rhombus, turtle shell, square, staggered, hexagonal, etc., and the types of nets are knot, net-like nodule, no-knot net, russell net, mochi net, woven net Etc. can be adopted. Of these, the Russell network is most commonly used as a safety net. The scale is not particularly limited, but is preferably 15 to 100 mm and is often set to 100 mm. The net after knitting is usually subjected to a dry heat treatment at about 100 to 200 ° C., whereby a safety net having excellent shape stability can be obtained. As described above, the fiber structure for industrial materials according to the present invention combines excellent mechanical properties and flame retardancy, but can be used in a conventional manner without using special equipment and methods. Is.
以下実施例を挙げて発明を詳細に説明する。 Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to examples.
［ポリマ中のリン元素含有量］
試料であるリン化合物含有ベースチップ７ｇを加熱してペレット状に成形し、蛍光Ｘ線元素分析装置（Ｒｉｇａｋｕ社製、ＺＳＸ１００Ｅ型）を用いて、含有量既知のサンプルで予め作成した検量線から金属含有量に換算して求めた。
[Phosphorus element content in polymer]
7 g of a phosphor compound-containing base chip, which is a sample, is heated and molded into a pellet shape, and a metal is obtained from a calibration curve prepared in advance with a sample with a known content using a fluorescent X-ray elemental analyzer (manufactured by Rigaku, ZSX100E type) It calculated | required in conversion to content.
［ポリマの固有粘度（ＩＶ）］
試料８．０ｇにオルソクロロフェノール１００ｍｌを加えて、１６０℃×１０分間加熱溶解した溶液の相対粘度ηｒをオストワルド粘度計を用いて測定し、次の近似式に従い算出した。
ＩＶ＝０．０２４２ηｒ＋０．０２６３４
[Intrinsic viscosity of polymer (IV)]
The relative viscosity ηr of a solution obtained by adding 100 ml of orthochlorophenol to 8.0 g of a sample and heating and dissolving at 160 ° C. for 10 minutes was measured using an Ostwald viscometer, and calculated according to the following approximate expression.
IV = 0.0242ηr + 0.02634
［総繊度］
原糸をＪＩＳ Ｌ１０１３（１９９９）８．３．１正量繊度 ａ）Ａ法に従って、所定荷重としては５ｍＮ／ｔｅｘ×表示テックス数、所定糸長９０ｍで測定した。
[Total fineness]
The raw yarn was measured according to JIS L1013 (1999) 8.3.1 positive fineness a) A method with a predetermined load of 5 mN / tex × display tex number and a predetermined yarn length of 90 m.
［目付け］
ＪＩＳ Ｌ１０９６（１９９９）８．４．２に規定の方法で測定した。
[Weighing]
It was measured by the method defined in JIS L1096 (1999) 8.4.2.
［難燃性］
原糸をネットに製織し、ＪＩＳ Ｌ１０９１（１９９９）の８．４Ｄ法により測定し、接炎回数が２以下を区分１、３以上を区分２とした。
[Flame retardance]
The raw yarn was woven into a net and measured by the 8.4D method of JIS L1091 (1999). The number of flame contact was 2 or less and Category 1 and 3 or more were classified as Category 2.
［強力・強度・伸度］
試料を気温２０℃、湿度６５％の温調室において、オリエンテック社製“テンシロン”（ＴＥＮＳＩＬＯＮ）ＵＣＴ−１００でＪＩＳ Ｌ−１０１３（１９９９）８．５．１標準時試験に示される定速伸長条件で測定した。このときの掴み間隔は２５ｃｍ、引張速度は３０ｃｍ／ｍｉｎ、試験回数は１０回であった。なお、破断伸度はＳ−Ｓ曲線における最大強力を示した点の伸びから求めた。
[Strength / Strength / Elongation]
Constant speed extension conditions shown in the JIS L-1013 (1999) 8.5.1 standard time test in a temperature-controlled room with an air temperature of 20 ° C. and a humidity of 65% in the “TENSILON” UCT-100 manufactured by Orientec Corp. Measured with At this time, the holding interval was 25 cm, the tensile speed was 30 cm / min, and the number of tests was 10. The elongation at break was determined from the elongation at the point showing the maximum strength in the SS curve.
［ネットの強力］
ＪＩＳ Ａ−８９６０（２００４）７．２網糸の引張強さ試験の１本２節法に従って、引張速度２０ｃｍ／ｍｉｎとしてオリエンテック社製“テンシロン”（ＴＥＮＳＩＬＯＮ）ＵＣＴ−１００を用い測定した。
[Powerful Internet]
In accordance with JIS A-8960 (2004) 7.2 mesh yarn tensile strength test, the measurement was performed using “TENSILON” UCT-100 manufactured by Orientec Co., Ltd. at a tensile speed of 20 cm / min.
［ネットの強力利用率］
式１に基づいて計算した。
[Strong Internet usage rate]
Calculated based on Equation 1.
［実施例１］
二官能性リン化合物である２−メチル−２，５−ジオキソ−１，２−オキサホスホランがリン元素量換算して０．５重量％含有する固有粘度１．１のベースポリエステルチップと固有粘度が０．７で顔料としてフタロシアニンブルーをポリマに対して８重量％含有するマスターポリエステルチップを重量比４０：１の割合で混合し、エクストルーダー型紡糸機に供給し、紡糸温度３００℃にて溶融紡糸した。口金は０．６ｍｍφの丸孔で孔数１４４個の吐出孔から押し出した後、油剤を糸条に付与し、引き続き２３０℃の温度でトータル倍率が６．０倍となるように２段延伸熱処理した後、６％の弛緩率で処理し、巻き取り直前で交絡付与装置を用いて０．６ＭＰａの圧空で交絡付与を行なった後、巻き取ることにより１１００ｄｔｅｘ、１４４フィラメントからなる難燃性ポリエステル繊維（ａ）を得た。該繊維（ａ）は強力７７（N）、強度７．０（cN/dtex）、伸度２０(%)であった。また、固有粘度１．２のベースポリエステルチップと固有粘度が０．７で顔料としてフタロシアニンブルーをポリマに対して８重量％含有するマスターポリエステルチップを重量比４０：１の割合で混合し、（ａ）と同様な製糸条件で１１００ｄｔｅｘ、１４４フィラメントからなる難燃成分を含まないポリエステル繊維（ｂ）を得た。該繊維（ｂ）は強力８８（N）、強度８．０（cN/dtex）、伸度１６（%）であった。
[Example 1]
Base polyester chip having an intrinsic viscosity of 1.1 and containing an intrinsic viscosity of 0.5% by weight of 2-methyl-2,5-dioxo-1,2-oxaphospholane, which is a bifunctional phosphorus compound, in terms of the amount of phosphorus element Is mixed with a master polyester chip containing 0.7% of phthalocyanine blue as a pigment in a ratio of 40: 1 by weight, supplied to an extruder-type spinning machine, and melted at a spinning temperature of 300 ° C. Spinned. The base is a 0.6mmφ round hole that is extruded from 144 discharge holes, and then the oil is applied to the yarn, followed by a two-stage drawing heat treatment so that the total magnification becomes 6.0 times at 230 ° C. After that, it is treated with a relaxation rate of 6%, entangled with 0.6 MPa of compressed air using a entanglement applicator immediately before winding, and then wound to form a flame-retardant polyester fiber composed of 1100 dtex and 144 filaments. (A) was obtained. The fiber (a) had a strength of 77 (N), a strength of 7.0 (cN / dtex), and an elongation of 20 (%). Further, a base polyester chip having an intrinsic viscosity of 1.2 and a master polyester chip having an intrinsic viscosity of 0.7 and containing 8% by weight of phthalocyanine blue as a pigment with respect to the polymer are mixed in a ratio of 40: 1 by weight (a The polyester fiber (b) which does not contain the flame-retardant component which consists of 1100 dtex and 144 filaments on the same yarn-making conditions as). The fiber (b) had a strength of 88 (N), a strength of 8.0 (cN / dtex), and an elongation of 16 (%).
引き続き、得られた難燃性ポリエステル繊維（ａ）を２本、難燃成分を含まないポリエステル繊維（ｂ）を８本用いて（ａ）と（ｂ）の重量比が２０：８０になるようにしてラッセル編網機で目付４１０ｇ／ｍ２のネット構造体を製造した。 Subsequently, using the obtained two flame-retardant polyester fibers (a) and eight polyester fibers (b) containing no flame-retardant component, the weight ratio of (a) and (b) is 20:80. Thus, a net structure having a basis weight of 410 g / m 2 was manufactured using a Russell knitting machine.
[実施例２]
実施例１にて製糸した難燃性ポリエステル繊維（ａ）を５本、難燃成分を含まないポリエステル繊維（ｂ）を５本用いて（ａ）と（ｂ）の重量比が５０：５０になるようにしてラッセル編網機で目付４１０ｇ／ｍ２のネット構造体を製造した。
[Example 2]
The weight ratio of (a) and (b) is 50:50 using 5 flame-retardant polyester fibers (a) produced in Example 1 and 5 polyester fibers (b) containing no flame-retardant component. In this way, a net structure having a basis weight of 410 g / m 2 was manufactured with a Russell knitting machine.
[実施例３]
実施例１にて製糸した難燃性ポリエステル繊維（ａ）を７本、難燃成分を含まないポリエステル繊維（ｂ）を３本用いて（ａ）と（ｂ）の重量比が７０：３０になるようにしてラッセル編網機で目付４１０ｇ／ｍ２のネット構造体を製造した。
[Example 3]
The weight ratio of (a) and (b) is 70:30 using 7 flame-retardant polyester fibers (a) produced in Example 1 and 3 polyester fibers (b) containing no flame-retardant component. In this way, a net structure having a basis weight of 410 g / m 2 was manufactured with a Russell knitting machine.
［実施例４］
二官能性リン化合物である２−メチル−２，５−ジオキソ−１，２−オキサホスホランがリン元素量換算して０．２５重量％含有する固有粘度１．１のベースポリエステルチップと固有粘度が０．７で顔料としてフタロシアニンブルーをポリマに対して８重量％含有するマスターポリエステルチップを重量比４０：１の割合で混合し、エクストルーダー型紡糸機に供給し、紡糸温度３００℃にて溶融紡糸した。口金は０．６ｍｍφの丸孔で孔数１４４個の吐出孔から押し出した後、油剤を糸条に付与し、引き続き２３０℃の温度でトータル倍率が６．０倍となるように２段延伸熱処理した後、６％の弛緩率で処理し、巻き取り直前で交絡付与装置を用いて０．６ＭＰａの圧空で交絡付与を行なった後、巻き取ることにより１１００ｄｔｅｘ、１４４フィラメントからなる難燃性ポリエステル繊維を得た。該繊維（ａ）は強力８０（N）、強度７．３（cN/dtex）、伸度１９(%)であった。
[Example 4]
Base polyester chip having an intrinsic viscosity of 1.1 containing 2-methyl-2,5-dioxo-1,2-oxaphospholane, which is a bifunctional phosphorus compound, containing 0.25% by weight in terms of the amount of phosphorus element, and intrinsic viscosity Is mixed with a master polyester chip containing 0.7% of phthalocyanine blue as a pigment in a ratio of 40: 1 by weight, supplied to an extruder-type spinning machine, and melted at a spinning temperature of 300 ° C. Spinned. The base is a 0.6mmφ round hole that is extruded from 144 discharge holes, and then the oil is applied to the yarn, followed by a two-stage drawing heat treatment so that the total magnification becomes 6.0 times at 230 ° C. After that, it is treated with a relaxation rate of 6%, entangled with 0.6 MPa of compressed air using a entanglement applicator immediately before winding, and then wound to form a flame-retardant polyester fiber composed of 1100 dtex and 144 filaments. Got. The fiber (a) had a strength of 80 (N), a strength of 7.3 (cN / dtex), and an elongation of 19 (%).
また、固有粘度１．２のベースポリエステルチップと固有粘度が０．７で顔料としてフタロシアニンブルーをポリマに対して８重量％含有するマスターポリエステルチップを重量比４０：１の割合で混合し、（ａ）と同様な製糸条件で１１００ｄｔｅｘ、１４４フィラメントからなる難燃成分を含まないポリエステル繊維（ｂ）を得た。該繊維（ｂ）は強力８８（N）、強度８．０（cN/dtex）、伸度１６（%）であった。 Further, a base polyester chip having an intrinsic viscosity of 1.2 and a master polyester chip having an intrinsic viscosity of 0.7 and containing 8% by weight of phthalocyanine blue as a pigment with respect to the polymer are mixed in a ratio of 40: 1 by weight (a The polyester fiber (b) which does not contain the flame-retardant component which consists of 1100 dtex and 144 filaments on the same yarn-making conditions as) was obtained. The fiber (b) had a strength of 88 (N), a strength of 8.0 (cN / dtex), and an elongation of 16 (%).
引き続き、得られた難燃性ポリエステル繊維（ａ）を５本、難燃成分を含まないポリエステル繊維（ｂ）を５本用いて（ａ）と（ｂ）の重量比が５０：５０になるようにしてラッセル編網機で目付４１０ｇ／ｍ２のネット構造体を製造した。 Subsequently, using the obtained 5 flame retardant polyester fibers (a) and 5 polyester fibers (b) not containing flame retardant components, the weight ratio of (a) and (b) is 50:50. Thus, a net structure having a basis weight of 410 g / m 2 was manufactured using a Russell knitting machine.
[比較例１]
実施例１にて製糸した難燃成分を含まないポリエステル繊維（ｂ）を１０本用いてラッセル編網機で目付４１０ｇ／ｍ２のネット構造体を製造した。
[Comparative Example 1]
A net structure with a basis weight of 410 g / m 2 was manufactured using 10 polyester fibers (b) containing no flame retardant component produced in Example 1 using a Russell knitting machine.
[比較例２]
実施例１にて製糸した難燃性ポリエステル繊維（ａ）を１本、難燃成分を含まないポリエステル繊維（ｂ）を９本用いて（ａ）と（ｂ）の重量比が１０：９０になるようにしてラッセル編網機で目付４１０ｇ／ｍ２のネット構造体を製造した。
[Comparative Example 2]
The weight ratio of (a) and (b) was 10:90 using one flame retardant polyester fiber (a) produced in Example 1 and nine polyester fibers (b) not containing a flame retardant component. In this way, a net structure having a basis weight of 410 g / m 2 was manufactured with a Russell knitting machine.
［比較例３］
実施例１にて製糸した難燃性ポリエステル繊維（ａ）を９本、難燃成分を含まないポリエステル繊維（ｂ）を１本用いて（ａ）と（ｂ）の重量比が９０：１０になるようにしてラッセル編網機で目付４１０ｇ／ｍ２のネット構造体を製造した。
[Comparative Example 3]
The weight ratio of (a) and (b) was 90:10 using 9 flame-retardant polyester fibers (a) produced in Example 1 and 1 polyester fiber (b) containing no flame-retardant component. In this way, a net structure having a basis weight of 410 g / m 2 was manufactured with a Russell knitting machine.
[比較例４]
実施例１にて製糸した難燃性ポリエステル繊維（ａ）を１０本用いてラッセル編網機で目付４１０ｇ／ｍ２のネット構造体を製造した。
[Comparative Example 4]
A net structure having a basis weight of 410 g / m 2 was produced using 10 pieces of the flame-retardant polyester fiber (a) produced in Example 1 with a Russell knitting netting machine.
[比較例５]
芯成分に二官能性リン化合物である２−メチル−２，５−ジオキソ−１，２−オキサホスホランがリン元素量換算して０．５重量％含有する固有粘度１．１のポリエステルチップを用い、鞘成分に固有粘度１．２のベースポリエステルチップを用いエクストルーダー型複合紡糸機に供給し、紡糸温度３００℃にて溶融紡糸した。口金は０．６ｍｍφの丸孔で孔数１４４個の吐出孔から押し出した後、油剤を糸条に付与し、引き続き２３０℃の温度でトータル倍率が６．０倍となるように２段延伸熱処理した後、６％の弛緩率で処理し、巻き取り直前で交絡付与装置を用いて０．６ＭＰａの圧空で交絡付与を行なった後、巻き取ることにより１１００ｄｔｅｘ、１４４フィラメントからなる芯／鞘比率５０：５０の芯鞘複合難燃性ポリエステル繊維（ａ）を得た。該繊維（ａ）は強力６９（N）、強度６．３（cN/dtex）、伸度２０（%）であった。
[Comparative Example 5]
A polyester chip having an intrinsic viscosity of 1.1 containing 2-methyl-2,5-dioxo-1,2-oxaphosphorane, which is a bifunctional phosphorus compound, in the core component in an amount of 0.5% by weight in terms of phosphorus element Used, a base polyester chip having an intrinsic viscosity of 1.2 as a sheath component was supplied to an extruder type composite spinning machine and melt-spun at a spinning temperature of 300 ° C. The base is a 0.6mmφ round hole that is extruded from 144 discharge holes, and then the oil is applied to the yarn, followed by a two-stage drawing heat treatment so that the total magnification becomes 6.0 times at 230 ° C. Then, after treatment with a relaxation rate of 6%, entanglement was imparted with 0.6 MPa of compressed air using a entanglement imparting device immediately before winding, the core / sheath ratio consisting of 1100 dtex and 144 filaments by winding was 50. : 50 core-sheath composite flame-retardant polyester fiber (a) was obtained. The fiber (a) had a strength of 69 (N), a strength of 6.3 (cN / dtex), and an elongation of 20 (%).
引き続き、得られた芯鞘複合型難燃性ポリエステル繊維（ａ）を１０本用いラッセル編網機で目付４１０ｇ／ｍ２のネット構造体を製造した。 Subsequently, a net structure having a basis weight of 410 g / m 2 was manufactured using 10 core-sheath composite flame-retardant polyester fibers (a) obtained with a Russell knitting netting machine.
実施例１〜４、比較例１〜５で得られたネット強力、難燃性区分について表１、２に記載した。本発明のネットは難燃性能を具備するとともにネットを構成する原糸強力が有効利用できており高強力が得られている。一方、本発明の範囲外である比較例１、２では難燃性区分２となり、安全ネット、養生ネットに要求される難燃性能が得られなかった。比較例３〜５はネットを構成する原糸強力を効率的に利用するという点で十分ではなく、その結果ネット構造体の強力は満足できるものではなかった。 The net strength and flame retardancy classification obtained in Examples 1 to 4 and Comparative Examples 1 to 5 are shown in Tables 1 and 2. The net of the present invention has flame retardancy, and the raw yarn strength that constitutes the net can be effectively used to obtain high strength. On the other hand, in Comparative Examples 1 and 2, which are outside the scope of the present invention, the flame retardancy was set to 2, and the flame retardancy required for the safety net and the curing net was not obtained. Comparative Examples 3 to 5 were not sufficient in that the raw yarn strength constituting the net was efficiently used, and as a result, the strength of the net structure was not satisfactory.
安全ネット、養生ネットなどに代表される産業資材用繊維構造物に使用される。 Safety net, is used to typified by industrial materials for the fiber structure to etc. curing net.
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