CN102797151B - 聚酯类纤维用阻燃加工剂和阻燃性聚酯类纤维制品的制备方法 - Google Patents
聚酯类纤维用阻燃加工剂和阻燃性聚酯类纤维制品的制备方法 Download PDFInfo
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Abstract
本发明涉及一种聚酯类纤维用阻燃加工剂,其由含有三(2,3-二溴丙基)异氰脲酸酯和阴离子表面活性剂(A)的水分散体组成,其中,该阴离子表面活性剂(A)以下述式(1)表示,其不含X的酚骨架和含有X的酚骨架的摩尔比为1∶0.2~1∶2.0,聚合度m+n+2的平均值为2~30,(所述式中,R1和R2表示下述式(1a)或(1b)所表示的基团, 所述式中,R3和R4表示-H或-CH3,X表示-SO3H、-CH2SO3H或它们的盐所表示的基团。)所述阴离子表面活性剂(A)的含量相对于100质量份的所述三(2,3-二溴丙基)异氰脲酸酯为5~40质量份。
Description
技术领域
本发明涉及一种聚酯类纤维用阻燃加工剂,更具体地涉及一种含有作为含溴阻燃剂的三(2,3-二溴丙基)异氰脲酸酯的聚酯类纤维用阻燃加工剂。另外,本发明涉及一种使用该聚酯类纤维用阻燃加工剂的阻燃性聚酯类纤维制品的制备方法。
背景技术
过去,聚酯类纤维的耐久阻燃加工主要是将六溴环十二烷(以下简称为“HBCD”)所代表的卤素类阻燃性化合物浸渍和附着到纤维的内部,通过加热将其进行固定的加工方法。然而,由于HBCD是难分解性并且高累积性的物质,因此在2004年9月被指定为一类监控化学物质,直到2010年12月末为止在汽车行业被全部废止,在纤维行业也提出了直到2014年3月末为止全部废止的政策。
作为代替这样的HBCD的阻燃组分,关注具有优异阻燃性和吸尽性的三(2,3-二溴丙基)异氰脲酸酯。例如:在日本特开2009-174109号公报(文献1)和日本特开2009-203595号公报(文献2)中公开了通过将含有三(2,3-二溴丙基)异氰脲酸酯的阻燃加工剂吸尽到聚酯类纤维中,可以赋予聚酯类纤维阻燃性,进一步具有优异的耐久性。
然而,如果在使用含有三(2,3-二溴丙基)异氰脲酸酯的阻燃加工剂,并在进行染色的同时对聚酯类纤维进行阻燃加工处理的情况下,则和仅实施了染色加工的情况之间,有得到的聚酯类纤维制品产生较大的色差的问题。
发明内容
鉴于上述现有技术中存在的问题,本发明的目的在于提供一种聚酯类纤维用阻燃加工剂,以及使用其的阻燃性聚酯类纤维制品的制备方法,在使用含有三(2,3-二溴丙基)异氰脲酸酯的阻燃加工剂,并在染色的同时对聚酯类纤维实施阻燃加工处理的情况下,可以获得与仅仅实施了染色加工处理的聚酯类纤维制品的色差小的聚酯类纤维制品。
本发明者们为了达到上述目的进行了锐意研究,其结果发现:在使用含有三(2,3-二溴丙基)异氰脲酸酯的阻燃加工剂,并在进行染色的同时实施阻燃加工处理的情况下,通过使酚-醛缩合物类阴离子表面活性剂与所述阻燃加工剂共存,从而可以抑制由三(2,3-二溴丙基)异氰脲酸酯产生的色差,至此完成了本发明。
也就是说,本发明的聚酯类纤维用阻燃加工剂和聚酯类纤维用阻燃和染色加工处理液为以下内容。
(1)一种聚酯类纤维用阻燃加工剂,其由含有三(2,3-二溴丙基)异氰脲酸酯和阴离子表面活性剂(A)的水分散体组成,其中,该表面活性剂(A)以下述式(1)表示,其不含取代基X的酚骨架和含有取代基X的酚骨架的摩尔比为1∶0.2~1∶2.0,聚合度m+n+2的平均值为2~30,
(式(1)中,R1和R2各自独立地表示下述式(1a)或(1b)所表示的基团,m和n各自独立地为0以上的整数,
式(1)、(1a)和(1b)中,R3和R4各自独立地表示-H或-CH3,X表示-SO3H、-CH2SO3H及其盐所表示的基团中任一种取代基。)
所述阴离子表面活性剂(A)的含量相对于100质量份的所述三(2,3-二溴丙基)异氰脲酸酯为5~40质量份。
(2)所述(1)记载的聚酯类纤维用阻燃加工剂,其中,所述水分散体进一步含有除所述阴离子表面活性剂(A)以外的表面活性剂(B)。
(3)所述(2)记载的聚酯类纤维用阻燃加工剂,其中,所述表面活性剂(B)含有硫酸酯型或硫酸酯盐型阴离子表面活性剂。
(4)所述(3)记载的聚酯类纤维用阻燃加工剂,其中,所述硫酸酯型或硫酸酯盐型阴离子表面活性剂以下述式(2)表示,
R5-O-(R6O)a-Y (2)
(式(2)中,R5表示碳原子数为8~21的烷基或烯基,R6表示碳原子数为2~4的亚烷基,Y表示-SO3H或其盐所表示的基团,a为1~100的整数。)
(5)一种聚酯类纤维用阻燃和染色加工处理液,其含有所述(1)~(4)中任意一项记载的聚酯类纤维用阻燃加工剂和染料。
此外,本发明的阻燃性聚酯类纤维制品的制备方法如下所述。
(6)一种阻燃性聚酯类纤维制品的制备方法,其使用了所述(1)~(4)中任一项记载的聚酯类纤维用阻燃加工剂,并在染色的同时对聚酯类纤维实施阻燃加工处理。
(7)一种阻燃性聚酯类纤维制品的制备方法,其使用了所述(5)记载的聚酯类纤维用阻燃和染色加工处理液,并在染色的同时对聚酯类纤维实施阻燃加工处理。
另外,由于在使用本发明的聚酯类纤维用阻燃加工剂,并在进行染色的同时实施阻燃加工处理的情况下得到的阻燃性聚酯类纤维制品和仅实施了染色加工处理的聚酯类纤维制品之间的色差变小的理由还未明确,本发明者们进行以下推测。也就是说,如果在染色液中存在阻燃成分三(2,3-二溴丙基)异氰脲酸酯,则与仅仅进行了染色加工处理的情况相比,推测染料的上染速度发生变化。因此,如果使用含有三(2,3-二溴丙基)异氰脲酸酯的染色液来实施阻燃和染色加工处理,则推测得到的阻燃性聚酯类纤维制品与只进行了染色加工处理的聚酯类纤维制品之间产生较大的色差。特别是,在使用多种染料的情况下,由于上染速度的变化比例随染料而不同,因此推测色差进一步变大。
一方面,在本发明的聚酯类纤维用阻燃加工剂中,通过与所述阴离子表面活性剂(A)共存,可以推测其可以抑制由三(2,3-二溴丙基)异氰脲酸酯导致的染料的上染速度的变化。因此,推测在使用本发明的聚酯类纤维用阻燃加工剂,并在染色同时实施阻燃加工处理的情况下,得到的阻燃性聚酯类纤维制品与只实施了染色加工处理的聚酯类纤维制品之间的色差变小。特别是,在使用多种染料的情况下,由于所有染料的上染速度的变化得到抑制,因此推测色差显著变小。
根据本发明,在使用含有三(2,3-二溴丙基)异氰脲酸酯的阻燃加工剂,并在染色的同时进行阻燃加工处理的情况下,可以得到与只进行了染色加工处理的聚酯类纤维制品的色差小的阻燃性聚酯类纤维制品。
附图说明
图1是表示在实施例A1和比较例A4中得到的阻燃性聚酯纤维制品的a*值和b*值之间关系的图表。
图2是表示在实施例B1和比较例B1中得到的阻燃性聚酯纤维制品的a*值和b*值之间关系的图表。
具体实施方式
以下,通过优选实施方式详细地说明本发明。
<聚酯类纤维用阻燃加工剂>
首先,说明本发明的聚酯类纤维用阻燃加工剂。本发明的聚酯类纤维用阻燃加工剂(以下简称为“阻燃加工剂”)是由含有三(2,3-二溴丙基)异氰脲酸酯和后述阴离子表面活性剂(A)的水分散体组成的。另外,在所述水分散体中优选含有除所述阴离子表面活性剂(A)以外的表面活性剂(B)。
(三(2,3-二溴丙基)异氰脲酸酯)
在本发明中,使用三(2,3-二溴丙基)异氰脲酸酯(以下简称为“TBC”)作为阻燃加工组分。通过将该TBC浸透到聚酯类纤维的内部,从而本发明的阻燃加工剂可以赋予聚酯类纤维优异耐久的阻燃性。对于本发明的阻燃加工剂,通过使用后述的表面活性剂(A),使该TBC分散到水中。另外,对于本发明的阻燃加工剂,即使TBC经时沉淀或分离,也可以通过搅拌使之容易地再分散。另外,如果并用后述表面活性剂(B),则TBC随时间在水中以稳定的状态存在。
(阴离子表面活性剂(A))
本发明中使用的阴离子表面活性剂(A)以下述式(1)表示,并且是至少2种的酚类化合物和甲醛的缩合物(以下,称为“酚-醛类缩合物”)。
所述式(1)中,R1和R2各自独立地表示下述式(1a)或(1b)所表示的基团,m和n各自独立地为0以上的整数。
所述式(1)、(1a)和(1b)中的R3和R4各自独立地表示-H或-CH3,X表示-SO3H、-CH2SO3H及其盐所表示的基团中的任意一种取代基。另外,对于本发明中所用的阴离子表面活性剂(A),其不含取代基X的酚骨架和含有取代基X的酚骨架的摩尔比为1∶0.2~1∶2.0,聚合物m+n+2的平均值为2~30。
通过使用该阴离子表面活性剂(A),可以抑制由TBC导致的染料的上染速度的变化,即使使用含有TBC的阻燃加工剂并在染色的同时进行阻燃加工处理,也可以获得与只进行了染色加工处理的聚酯类纤维制品的色差小的阻燃性聚酯类纤维制品。另外,根据抑制由TBC导致的染料的上染速度变化的效果,可以得到批次间色差小的阻燃性聚酯类纤维制品。该阴离子表面活性剂(A)可以1种单独使用,也可以并用2种以上。
作为构成所述式(1)和(1b)中的取代基X的盐,可以列举碱金属盐、铵盐、胺盐等。作为碱金属盐,可以列举锂、钠、钾等的盐。另外,作为胺盐,可以举例为甲胺、乙胺、丙胺、丁胺、烯丙胺等伯胺盐;二甲胺、二乙胺、二丙胺、二丁胺、二烯丙胺等仲胺盐;三甲胺、三乙胺、三丙胺、三丁胺等叔胺盐;单乙醇胺、二乙醇胺、三乙醇胺等烷醇胺的盐等。在这些盐中,从难以阻碍由TBC带来的阻燃效果的观点来看,优选钠盐、钾盐、铵盐,特别优选钠盐。
本发明所涉及的阴离子表面活性剂(A)具备不含取代基X的酚骨架和含有取代基X的酚骨架,是酚-醛类缩合物。在这样的阴离子表面活性剂(A)中,“不含取代基X的酚骨架”是指所述式(1a)所表示的端基和下述式(1c)所表示的重复单元。
(式(1c)中的R3表示-H或-CH3。)
所述式(1a)所表示的端基是苯酚端基或甲酚端基,所述式(1c)所表示的重复单元是由苯酚或甲酚与甲醛缩合而形成的重复单元。
另外,“含有取代基X的酚骨架”是指所述式(1b)所表示的端基和下述式(1d)所表示的重复单元。
(式(1d)中,R4表示-H或-CH3,X表示-SO3H、-CH2SO3H及其盐所表示的基团中任意一种的取代基。)
所述式(1b)所表示的端基是具有磺酸基、磺酸盐基、甲磺酸基和甲磺酸盐基中任意一种阴离子性基团的苯酚端基或甲酚端基,所述式(1d)所表示的重复单元是由具有磺酸基、磺酸盐基、甲磺酸基和甲磺酸盐基中任意一种阴离子性基团的苯酚或甲酚与甲醛缩合而形成的重复单元。
这样的阴离子表面活性剂(A)(即,酚-醛类缩合物)是通过用公知的方法使甲醛与苯酚和甲酚中至少一种不含取代基X的酚类化合物与选自苯酚磺酸、甲酚磺酸、羟基苯基甲磺酸、羟基甲苯基甲磺酸和其盐中的至少一种的含有取代基X的酚类化合物进行缩合反应而得到的。所述缩合反应可以是无规加成缩合,也可以是嵌段加成缩合。
本发明所涉及的阴离子表面活性剂(A)中不含取代基X的酚骨架(即,所述式(1a)所表示的端基和所述式(1c)所表示的重复单元)和含有取代基X的酚骨架(即,所述式(1b)所表示的端基和所述式(1d)所表示的重复单元)的摩尔比为[(1a)+(1c)]∶[(1b)+(1d)]=1∶0.2~1∶2.0。如果含有取代基X的酚骨架的比例在所述范围之外,则变得难以充分抑制由TBC导致的上染速度的变化,与仅进行了染色加工处理的情况之间的聚酯类纤维制品的色差变大。另外,批次之间的聚酯类纤维制品的色差也变大。进一步,TBC吸尽量降低,从而对于干洗的耐久阻燃性降低。在本发明所涉及的阴离子表面活性剂(A)中,从可以进一步抑制由TBC带来的上染速度的变化,与只进行了染色加工处理的情况之间的聚酯类纤维制品的色差进一步变小,此外,批次间聚酯类纤维制品的色差也变小,可以进一步抑制TBC吸尽量降低的观点来看,优选[(1a)+(1c)]∶[(1b)+(1d)]=1∶1.0~1∶1.5。另外,从调制阴离子表面活性剂(A)时使用的原料酚类的混合摩尔比可以求得不含X的酚骨架和含有X的酚骨架之间的摩尔比。
在所述式(1)中,m和n各自独立地为0以上的整数。另外,m和n的上限为使不含所述取代基X的酚骨架和含有取代基X的酚骨架的摩尔比以及所述聚合度m+n+2的平均值为所确定的范围的值。在本发明所涉及的阴离子表面活性剂(A)中,酚-醛类缩合物的聚合度(m+n+2)的平均值(以下,称为“平均聚合度”)为2~30。如果平均聚合度小于所述下限,则无法形成酚-醛类缩合物,难以充分抑制由TBC带来的上染速度的变化,与只进行了染色加工处理的情况之间的聚酯类纤维制品的色差变大。另外,批次间的聚酯类纤维制品的色差也变大。另一方面,如果平均聚合度超过所述上限,则形成凝胶化物。从进一步抑制由TBC带来的上染速度的变化,与只实施了染色加工处理的情况之间的聚酯类纤维制品的色差变小,另外,批次间的聚酯类纤维制品的色差也变小的观点来看,在本发明所涉及的阴离子表面活性剂(A)中,所述酚-醛类缩合物的平均聚合度优选为3~15,更优选为3~10。另外,在所述缩合反应时,通过调整甲醛相对于全部酚类化合物的混合摩尔比,可以控制该酚-醛类缩合物的平均聚合度。例如,将甲醛相对于全部酚类化合物的混合量调整为0.5~0.97摩尔倍,则可以获得所规定的平均聚合度的酚-醛类缩合物。由酚类化合物与甲醛的原料摩尔比,可以求得所述酚-醛类缩合物的平均聚合度。也就是说,如果将酚类化合物的加入摩尔数作为a,将甲醛的加入摩尔数作为b,将其中的过量成分作为分母,r=a/b或b/a,反应率作为p,则平均聚合度(Pn)以下述式Pn=(1+r)/[2r(1-p)+(1-r)]表示,如果将反应率看作100%(p=1),则Pn=(1+r)/(1-r),可以求得酚-醛类缩合物的数均聚合度。但是,在本发明中,如所述式(1)所示,由于将酚骨架数作为平均聚合度,因此本发明所涉及的酚-醛类缩合物的平均聚合度为(Pn+1)/2。
另外,由酚-醛类缩合物的结合硫酸值,可以求得不含取代基X的酚骨架和含有取代基X的酚骨架的比例Zm∶Zn,基于不含取代基X的酚骨架的分子量和所述比例Zm、含有取代基X的酚骨架的分子量和所述比例Zn、结合所述比率的酚骨架所需要的CH2的量、以及通过凝胶渗透色谱法测定的数均分子量,可以计算出平均聚合度。
(表面活性剂(B))
作为本发明的阻燃加工剂中根据需要所使用的表面活性剂(B),只要为所述阴离子表面活性剂(A)以外的表面活性剂就没有特别地限制,但是优选所述阴离子表面活性剂(A)以外的阴离子表面活性剂(以下,称为“其他的阴离子表面活性剂”)和非离子表面活性剂。由此,TBC以经时稳定的状态存在于水中。
作为非离子表面活性剂没有特别地限定,可以列举聚氧化烯醚、聚氧化烯烷基醚、聚氧化烯烯丙基醚、聚氧化烯芳基醚、聚氧化烯烷基芳基醚、聚氧化烯烷基多元醇醚。
作为所述其他的阴离子表面活性剂,只要是所述阴离子表面活性剂(A)以外的物质就没有特别地限定,可以列举烷基苯磺酸、α-烯烃磺酸等磺酸和其盐;聚氧化烯醚硫酸酯、聚氧化烯烷基醚硫酸酯、聚氧化烯烯丙基醚硫酸酯、聚氧化烯芳基醚硫酸酯、聚氧化烯烷基芳基醚硫酸酯、聚氧化烯烷基多元醇醚硫酸酯、醇硫酸酯、聚氧化烯三苯乙烯化苯基醚硫酸酯等硫酸酯和其盐;聚氧化烯醚磷酸酯、聚氧化烯烷基醚磷酸酯、聚氧化烯烯丙基醚磷酸酯、聚氧化烯芳基醚磷酸酯、聚氧化烯烷基芳基醚磷酸酯、聚氧化烯烷基多元醇醚磷酸酯、醇磷酸酯等磷酸酯和其盐等。
作为所述其他的阴离子表面活性剂的盐,例如可以列举碱金属盐、铵盐、胺盐等。作为碱金属盐可以列举锂、钠、钾等的盐。另外,作为胺盐,可以列举甲胺、乙胺、丙胺、丁胺、烯丙胺等伯胺的盐;二甲胺、二乙胺、二丙胺、二丁胺、二烯丙胺等仲胺的盐;三甲胺、三乙胺、三丙胺、三丁胺等叔胺的盐;单乙醇胺、二乙醇胺、三乙醇胺等烷醇胺的盐等。在这些盐中,从难以阻碍由TBC带来的阻燃效果的观点来看,优选钠盐、钾盐、铵盐,特别优选钠盐。
在本发明的阻燃加工剂中,可以单独使用这些的表面活性剂(B)中的一种,也可以并用2种以上。另外,也可以将非离子表面活性剂和所述其他的阴离子表面活性剂并用。在这些的表面活性剂(B)中,从TBC在100℃附近熔融的情况下也表现出优异的乳化分散稳定性,防止聚酯类纤维带斑,抑制染色斑的产生的观点来看,优选所述其他的阴离子表面活性剂,更优选硫酸酯型或硫酸酯盐型的阴离子表面活性剂,从在常温~150℃的较宽温度范围内,TBC的乳化分散稳定性优异的观点来看,特别优选聚氧化烯三苯乙烯化苯基醚硫酸酯和其盐、和下述式(2)所表示的聚氧化烯烷基醚硫酸酯和其盐。
R5-O-(R6O)a-Y (2)
所述式(2)中的R5表示碳原子数为8~21的烷基或烯基。如果R5的碳原子数在所述范围外,则分散染料和TBC在高温下的分解性降低。作为所述碳原子数为8~21的烷基,可以列举辛基、月桂基、肉豆蔻基、棕榈基、鲸蜡基、硬脂基等;作为碳原子数为8~21的烯基,可以列举油基。另外,从进一步抑制分散染料和TBC在高温下的分散性的降低的观点来看,作为R5的碳原子数特别优选为16~18,从在常温~150℃的较宽温度范围内TBC的乳化分散性充分稳定的观点来看,作为R5特别优选油基。
另外,所述式(2)中的R6表示碳原子数为2~4的亚烷基。作为这样的亚烷基,可以列举亚乙基、亚丙基、亚丁基,其中从所述聚氧化烯烷基醚硫酸酯和其盐在常温下的经时稳定性和高温下的分散稳定性优异的观点来看,作为R6优选亚乙基。作为所述式(2)中的a优选为1~100的整数,更优选为1~30的整数,特别优选为2~10的整数。如果a的值在所述范围之外,则TBC在高温下的分散性降低,并且有在聚酯类纤维上产生TBC斑的倾向。在a的值为2以上的情况下,所述式(2)中的R6O可以是相同的亚烷基、也可以是不同的亚烷基,另外,可以是无规结构、也可以是嵌段结构。
所述式(2)中的Y表示-SO3H或其盐所表示的端基。作为构成端基Y的盐,可以列举碱金属盐、铵盐、胺盐等。作为碱金属盐可以列举锂、钠、钾等的盐。另外,作为胺盐,可以列举甲胺、乙胺、丙胺、丁胺、烯丙胺等伯胺的盐;二甲胺、二乙胺、二丙胺、二丁胺、二烯丙胺等仲胺的盐;三甲胺、三乙胺、三丙胺、三丁胺等叔胺的盐;单乙醇胺、二乙醇胺、三乙醇胺等烷醇胺的盐。在这些盐中,从难以妨碍由TBC带来的阻燃效果的观点来看,优选钠盐、钾盐、铵盐,特别优选钠盐。
(阻燃加工剂及其制备方法)
本发明的阻燃加工剂由含有TBC、所述阴离子表面活性剂(A)、和根据需要的所述表面活性剂(B)的水分散体组成。可以通过将TBC、所述阴离子表面活性剂(A)、根据需要的所述表面活性剂(B)和水混合,使TBC分散到水中来制备该阻燃加工剂,也可以通过将所述阴离子表面活性剂(A)混合到TBC的水分散体中,或将阴离子表面活性剂(A)混合到TBC的由所述表面活性剂(B)得到的分散体中从而来制备该阻燃加工剂。
在本发明的阻燃加工剂中,TBC的含量相对于全部阻燃加工剂优选为15~50质量%,更优选为30~40质量%。如果TBC的含量小于所述下限,则如果阻燃加工剂的使用量较少,则有难以赋予聚酯类纤维充分的阻燃性的倾向,另一方面,如果超过所述上限,则TBC的分散稳定性倾向于降低。
另外,在本发明的阻燃加工剂中,所述阴离子表面活性剂(A)的含量相对于100质量份的TBC为5~40质量份。如果阴离子表面活性剂(A)的含量小于所述下限,则在没有并用所述表面活性剂(B)的情况下,TBC的分散性降低,难以赋予聚酯类纤维制品阻燃性,即使在并用了所述表面活性剂(B)的情况下,也难以充分抑制由TBC造成的上染速度的变化,与仅进行了染色加工处理的情况之间的聚酯类纤维制品的色差变大。另外,由于不能充分抑制染料的上染速度的变化,所以批次间的聚酯类纤维制品的色差也变大。另一方面,在没有并用所述表面活性剂(B)的情况下,如果阴离子表面活性剂(A)的含量超过所述上限,则TBC吸尽量降低,对于干洗的耐久阻燃性降低;在并用了所述表面活性剂(B)的情况下,即使超过所述上限地增加阴离子表面活性剂(A)的含量,也不仅不能确认抑制由TBC带来的上染速度的变化效果得到进一步提高、不能确认聚酯类纤维制品的色差进一步降低,而且TBC的分散性和吸尽量降低,对于干洗的耐久阻燃性降低。在本发明的阻燃加工剂中,从可以进一步抑制由TBC带来的上染速度的变化,与仅进行了染色加工处理的情况之间的聚酯类纤维制品的色差进一步变小,另外,批次间聚酯类纤维制品的色差也变小的观点来看,在没有并用表面活性剂(B)的情况下,阴离子表面活性剂(A)的含量相对于100质量份的TBC优选为5~30质量份,更优选为5~20质量份。另外,在并用了表面活性剂(B)的情况下,阴离子表面活性剂(A)的含量相对于100质量份的TBC优选为10~40质量份,更优选为20~40质量份。
进一步,在本发明的阻燃加工剂中,表面活性剂(B)的含量相对于100质量份的TBC优选为1~15质量份,更优选为3~8质量份。如果表面活性剂(B)的含量小于所述下限,则TBC的分散稳定性倾向于降低,另一方面,如果超过所述上限,则聚酯类纤维的TBC吸尽量变低,有难以赋予聚酯类纤维充分的阻燃性的倾向。
另外,在本发明的阻燃加工剂中,处于分散状态的TBC的平均粒径(中值粒径)优选为1.0μm以下,更优选为0.6μm以下。如果处于分散状态的TBC的平均粒径超过所述上限,则TBC的分散稳定性倾向于降低。作为使TBC以这样的平均粒径分散的方法,可以列举采用珠磨机(Bead mill)或均质机等使其进行湿式分散的方法等。另外,如果除了TBC的平均粒径(中值粒径),使90%粒径为1.0μm以下(优选为0.8μm以下),则可以得到进一步处于稳定分散状态的阻燃加工剂。另外,平均粒径(中值粒径)是指累计体积粒度分布中累计体积从小粒径侧开始达到50%时的粒径。90%粒径是指累计体积粒度分布中累计体积从小粒径侧开始达到90%时的粒径。
在不损害本发明的效果的范围内,可以在本发明的阻燃加工剂中添加胶体保护剂、有机溶剂。由此,可以抑制阻燃加工剂中各成分的分离、沉淀,并抑制阻燃加工剂的分散状态的经时变化。胶体保护剂可以列举例如聚乙烯醇、羧甲基纤维素、黄原胶、淀粉等水溶性高分子化合物,有机溶剂可以列举例如甲醇、乙醇、1-丙醇、2-丙醇、乙二醇、二乙二醇等水溶性有机溶剂。
从本发明的阻燃加工剂可以赋予聚酯类纤维阻燃性的观点来看,虽然其使用方式并没有被限定于在染色的同时进行阻燃处理,但是如后所述,从抑制由TBC带来的染料的上染速度的变化,获得的聚酯类纤维制品与仅进行了染色加工处理的聚酯类纤维制品之间的色差缩小,批次间聚酯类纤维制品的色差缩小的观点来看,优选用于在对聚酯类纤维进行染色的同时实施阻燃处理的情况。
<聚酯类纤维用阻燃·染色加工处理液>
本发明的聚酯类纤维用阻燃·染色加工处理液(以下,简称为“阻燃·染色加工处理液”)含有这样的本发明的阻燃加工剂和染料,并且优选用于在对聚酯类纤维进行染色的同时(优选同浴)实施阻燃加工处理的情况。作为在本发明的阻燃·染色加工处理液中使用的染料没有特别的限定,可以列举分散染料、分散型阳离子染料和荧光染料等现有公知的聚酯类纤维用染料。
<阻燃性聚酯类纤维制品的制备方法>
本发明的阻燃性聚酯类纤维制品的制备方法为使用本发明的阻燃加工剂(优选本发明的阻燃·染色加工处理液),在染色的同时(优选同浴),通过对聚酯类纤维实施阻燃加工处理从而制备阻燃性聚酯类纤维制品的方法。因此,通过使用本发明的阻燃加工剂(优选本发明的阻燃·染色加工处理液),并在对聚酯类限制进行染色的同时(优选同浴)实施阻燃加工处理,从而使聚酯类纤维吸附和/或吸收TBC,赋予其耐久性优异的阻燃性,并且可以缩小与仅进行染色加工处理的聚酯类纤维制品之间的色差。
用于本发明的阻燃性聚酯类纤维制品制备方法的聚酯类纤维没有特别地限定,可以列举例如常规聚酯纤维、阳离子可染聚酯纤维、再生聚酯纤维或这些的2种以上组成的聚酯类纤维所得到的丝、丝束(tow)、毛条(top)、绞纱(hank)、织物、针织品、无纺布、绳等。进一步还可以列举这些的聚酯类纤维与棉、麻、丝、羊毛等的天然纤维;人造纤维、醋酸人造丝等半合成纤维;尼龙、丙烯、聚酰胺等合成纤维;碳、玻璃、陶瓷、石棉、金属等无机纤维;或其混纺所得到的丝、丝束、毛条、绞纱、织物、针织品、无纺布、绳等。
在本发明的阻燃性聚酯类纤维制品的制备方法中,TBC吸尽量没有特别的限定,但是相对于聚酯类纤维优选为0.1~30%o.w.f.(相对于纤维质量的质量%),更优选为0.2~15%o.w.f.,特别优选为0.3~10%o.w.f.。如果TBC吸尽量小于所述下限,则可能不能获得充分的阻燃效果。另一方面,虽然随着TBC吸尽量增多,阻燃效果增强,但是如果超出所述上限,则得到的阻燃性聚酯类纤维制品的手感可能变硬。
使用本发明的阻燃加工剂对聚酯类纤维进行染色的同时实施阻燃加工处理的方法没有特别地限定,可以列举例如高压吸尽法、浸轧法、喷雾法、涂布法、印刷法等热喷法(thermosol process)。
在用高压吸尽法同浴中进行染色和阻燃·染色加工处理的情况下,通过将本发明的阻燃加工剂添加到含有分散染料、分散型阳离子染料和荧光染料等至少一种的染料、分散均染剂和pH调节剂(例如:醋酸)等的通常的染色浴中并使TBC浓度为0.1~30%o.w.f.,将聚酯类纤维浸渍于该阻燃·染色浴(本发明的阻燃·染色加工处理液),在110~150℃(更优选为120~145℃)下进行热处理10~90分钟(更优选为20~60分钟),从而在使得聚酯类纤维染色的同时,可以使TBC被聚酯类纤维吸附和/或吸收。如果阻燃·染色加工处理的温度小于所述下限,则TBC难以溶解,另外,由于聚酯类纤维的非结晶区域难以驰豫,因此TBC不能被聚酯类纤维充分吸附和/或吸收,有不能赋予聚酯类纤维充分的阻燃性的倾向。另一方面,即使超过所述上限,不仅得不到与添加量相匹配的效果,还倾向于使聚酯类纤维产生变色或脆化。作为高压吸尽法中使用的设备,可以列举液流染色机、经轴染色机、筒纱染色机(cheese dyeing machine)等。
在用浸轧法在同浴中进行染色和阻燃·染色加工处理的情况下,将本发明的阻燃加工剂添加到含有分散染料、分散型阳离子染料和荧光染料等至少一种的染料、分散均染剂和pH调节剂(例如:醋酸)等通常的染色浴中并使通过浸轧而附着到聚酯类纤维中的TBC浓度为0.1~30%o.w.f.,在该阻燃·染色浴(本发明的阻燃·染色加工处理液)中浸轧聚酯类纤维,使阻燃·染色加工处理液附着。
在用喷雾法或涂覆法、印刷法在染色的同时实施阻燃加工处理的情况下,将本发明的阻燃加工剂添加到含有分散染料、分散型阳离子染料和荧光染料等至少一种的染料、分散均染剂和pH调节剂(例如:醋酸)等通常的染色浴中并由喷雾、涂覆或印刷附着到聚酯类纤维中的TBC浓度为0.1~30%o.w.f.,通过喷雾或涂覆、印刷,使该阻燃·染色加工处理液附着到聚酯类纤维上。另外,在喷雾法中,也可以通过各自独立地同时喷涂含有分散染料、分散型阳离子染料和荧光染料等至少一种的染料、分散均染剂和pH调节剂(例如:醋酸)等通常的染色液和本发明的阻燃加工剂并且使附着到聚酯类纤维中的TBC浓度为0.1~30%o.w.f.,从而使染色液和阻燃加工剂附着到聚酯类纤维上。
通过对用这样的浸轧法、喷雾法、涂布法、印刷法而附着了阻燃·染色加工处理液的聚酯类纤维进行干热处理或常压蒸汽处理、加热蒸汽处理、高压蒸汽处理等蒸热处理,在使聚酯类纤维染色的同时,可以使TBC被聚酯类纤维吸着和/或吸收。作为干热处理和蒸热处理的温度没有特别限定,通常为110~210℃,优选为160~210℃。如果干热处理和蒸热处理的温度小于所述下限,则TBC难以溶解,另外,由于聚酯类纤维的非结晶区域难以驰豫,所以TBC不能被聚酯类纤维充分吸附和/或吸收,有不能赋予聚酯类纤维充分的阻燃性的倾向。另一方面,如果超过所述上限,则聚酯类纤维倾向于发生变色或脆化。
作为喷雾法中使用的喷雾器,可以列举例如通过压缩空气而使阻燃·染色加工处理液雾化喷涂的空气喷雾器、液压雾化方式的空气喷雾器。作为涂布法中使用的涂布机,可以列举例如气刀涂布机(air doctorcoater)、刮刀涂布机、棒式涂布机、刮涂机(Knife coater)、压挤涂布机、反向涂布器(reverse coater)、转移涂布机(transfer coater)、槽辊涂布机(gravure coater)、辊舐式涂布机(kiss roll coater)、流延涂布机(cast coater)、淋涂机(curtain coater)、涂胶砑光机(calendercoater)。作为印刷法中使用的印染机,可以列举例如辊筒印染机、平网印花机(flat screen printing machine)、圆网印花机。
另外,在用涂布法进行阻燃加工处理的情况下,可以适用将由阴离子表面活性剂或非离子表面活性剂组成的起泡剂添加到本发明的阻燃·染色加工处理液中,调制泡状的阻燃·染色加工处理液并使其附着在聚酯类纤维上的泡沫加工涂布法,在本发明的阻燃·染色加工处理液中添加粘度调节剂并调节至适合加工的粘度,使用该阻燃·染色加工处理液的涂布法等。
另外,通过泡沫加工涂布法,可以将必要量的阻燃加工剂附着到聚酯类纤维上,因为可以不浪费地使用全部的阻燃·染色加工处理液,所以可以大幅缩短干燥所需的能量和时间,但是由于起泡剂的作用而使阻燃加工剂的吸尽量可能降低,因此重要的是将起泡剂的使用量抑制到必要的最低限度。另外,作为粘度调节剂没有特别地限定,可以列举例如聚乙烯醇、甲基纤维素、丙基纤维素、羧甲基纤维素、羟乙基纤维素、黄原胶、淀粉糊等。
对于由此得到的阻燃性聚酯类纤维制品,在实施了阻燃·染色加工处理之后,优选采用通常公知的方法进行阻燃性聚酯类纤维制品的皂洗处理,除去未浸透或粘着在聚酯类纤维中并残留于其表面的剩余的TBC、分散染料、分散型阳离子染料等。仅附着在纤维表面的剩余的TBC、分散染料、分散型阳离子染料、荧光染料等可能会妨碍聚酯类纤维的阻燃性。作为这样的皂洗处理方法没有特别地限制,可以列举例如将经过阻燃·染色加工处理的阻燃性聚酯类纤维制品浸渍到含有0.3~5g/L的皂洗剂、0.3~5g/L的再污染防止剂、0.3~5g/L的苏打灰和水的皂洗处理浴中(浴比为1∶5~1∶30)中,然后在50~90℃下热处理5~30分钟的方法。作为这样的皂洗处理中使用的皂洗剂没有特别地限定,可以列举通常的阴离子类、非离子类、两性类的表面活性剂和配合了这些的市售的皂洗剂。另外,对于再污染防止剂也没有特别地限定,可以使用市售的再污染防止剂。
另外,在本发明的阻燃性聚酯类纤维制品的制备方法中,在不损害本发明的效果的范围内,也可以将其他纤维用加工剂与本发明的阻燃加工剂一起使用。作为这样的纤维用加工剂,例如可以列举浴中柔软剂、抗静电剂、拒水拒油剂、防污剂、硬度提高剂、手感调节剂、柔软剂、抗菌剂、吸水剂、防滑剂、耐光牢度提高剂、载体剂等。
实施例
以下,基于实施例和比较例更具体地说明本发明,但本发明并不受以下的实施例的限定。
<阴离子表面活性剂(A)的制备>
(制备例1)
将86g(0.8mol)甲酚、269g(1.2mol)羟基甲苯基甲磺酸钠、130g37质量%的甲醛溶液(1.6mol甲醛)、8g氢氧化钠和625g水装入反应容器中,在约100℃下使之反应5小时,从而得到阴离子表面活性剂(A-1)的水分散体。
(制备例2)
将130g(1.2mol)甲酚、179g(0.8mol)羟基甲苯基甲磺酸钠、130g37质量%的甲醛溶液(1.6mol甲醛)、8g氢氧化钠和602g水装入反应容器中,在约100℃下使之反应5小时,从而得到阴离子表面活性剂(A-2)的水分散体。
(制备例3)
将130g(1.2mol)甲酚、179g(0.8mol)羟基甲苯基甲磺酸钠、141.8g37质量%的甲醛溶液(1.75mol甲醛)、10g氢氧化钠和605g水装入反应容器中,在约100℃下使之反应5小时,从而得到阴离子表面活性剂(A-3)的水分散体。
(制备例4)
将86g(0.8mol)甲酚、252g(1.2mol)甲酚磺酸钠、108.1g37质量%的甲醛溶液(1.33mol甲醛)、8g氢氧化钠和607g水装入反应容器中,在约100℃下使之反应5小时,从而得到阴离子表面活性剂(A-4)的水分散体。
(制备例5)
将74g(0.8mol)苯酚、235g(1.2mol)苯酚磺酸钠、130g37质量%的甲醛溶液(1.6mol甲醛)、8g氢氧化钠和485g水装入反应容器中,在约100℃下使之反应5小时,从而得到阴离子表面活性剂(A-5)的水分散体。
(制备例6)
将448g(2.0mol)羟基甲苯基甲磺酸钠、130g37质量%的甲醛溶液(1.6mol甲醛)、8g氢氧化钠和674g水装入反应容器中,在约100℃下使之反应5小时,从而得到阴离子表面活性剂(a-1)的水分散体。
(制备例7)
将420g(2.0mol)甲酚磺酸钠、130g37质量%的甲醛溶液(1.6mol甲醛)、8g氢氧化钠和609g水装入反应容器中,在约100℃下使之反应5小时,从而得到阴离子表面活性剂(a-2)的水分散体。
(制备例8)
将86g(0.8mol)甲酚、269g(1.2mol)羟基甲苯基甲磺酸钠、33g37质量%的甲醛溶液(0.4mol甲醛)、2g氢氧化钠和588g水装入反应容器中,在约100℃下使之反应5小时,从而得到阴离子表面活性剂(a-3)的水分散体。
(制备例9)
将86g(0.8mol)甲酚、252g(1.2mol)羟基磺酸钠、33g37质量%的甲醛溶液(0.4mol甲醛)、2g氢氧化钠和549g水装入反应容器中,在约100℃下使之反应5小时,从而得到阴离子表面活性剂(a-4)的水分散体。
由原料的加入比可以求得获得的阴离子表面活性剂的酚骨架的摩尔比。另外,由于残留甲醛浓度小于0.1%,将反应率为100%,可以由酚类化合物和甲醛的原料摩尔比求得阴离子表面活性剂的平均聚合度。其结果表示于表1中。
表1
(实施例A1)
<阻燃加工剂的制备>
混合三(2,3-二溴丙基)异氰脲酸酯、作为阴离子表面活性剂(A)的阴离子表面活性剂(A-1)和水并使之成为表2所示的配合量,在使用MILDER进行预分散之后,用珠磨机进行分散处理,从而制备分散体的中值粒径(d50)为0.4~0.6μm的阻燃加工剂。另外,表2所示的阴离子性表面活性剂(A)的混合量为换算成不挥发成分的配合量的值。通过以下方法测定得到的分散体的中值粒径(d50)。另外,按照以下的方法评价得到的阻燃加工剂的稳定性。其结果表示于表2中。
(中值粒径(d50))
使用激光衍射/散射式粒度分布测定装置(HORIBA公司制造“LA-920”)来测定阻燃加工剂的累计体积粒度分布,将从小粒径侧起累计体积达到50%的粒径作为中值粒径(d50)。
(阻燃加工剂的稳定性)
通过目视观察刚制备的阻燃加工剂的外观,用下述基准进行判定。此后,将该阻燃加工剂在20℃下静置30天。通过目视观察静置后阻燃加工剂的外观,用下述基准进行判定。
A:没有沉淀或分离。
B:虽然发生分离,但是通过简单的搅拌操作可以再分散。
C:产生分离或沉淀物,通过简单的搅拌操作不能再分散。
另外,再分散静置后的阻燃加工剂,按照所述方法测定分散体的中值粒径(d50)。
<阻燃·染色加工处理(1)>
制备以下的阻燃·染色加工处理液,该处理液以12%o.w.f.的比例含有得到的阻燃加工剂,并以各自0.2%o.w.f.的比例含有作为分散染料的Dianix Red AC-E01、Dianix Yellow AC-E NEW和Dianix Blue AC-E(全部为DyStar Japan Ltd.制造),并含有0.5g/L的分散均染剂(日华化学(株)制造“NICCA SUNSOLT RM-3406”)、0.5g/L80质量%的醋酸。
接着,将面密度为220g/m2的纬纱纺前染色(solution-dyed)的常规聚酯(100%)未染色布安装于Minicolor染色机((株)TEXAM技研制造“MINI-JET D-100”),在加入所述阻燃·染色加工处理液的染色同浴中,在浴比为1∶15的条件下,从常温以2℃/分钟的升温速度升温到130℃,在130℃下保持30分钟,对聚酯布进行阻燃·染色加工处理。
接着,将由所述阻燃·染色加工处理得到的聚酯纤维制品浸渍于含有2g/L皂洗剂(日华化学(株)制造的“LIPOTOL TC-350”)和2g/L苏打灰的水溶液,并在80℃下实施皂洗处理20分钟。水洗该皂洗处理后的聚酯纤维制品,并在180℃下干燥1分钟从而获得阻燃性聚酯纤维制品。通过以下的方法测定得到的阻燃性聚酯纤维制品的阻燃成分吸尽量和阻燃性。其结果表示于表2中。
(阻燃成分吸尽量)
除了不使用阻燃加工剂之外,用与所述阻燃·染色加工处理(1)同样的方法对聚酯(100%)未染色布进行染色加工处理,从而制作聚酯染色布。测定该聚酯染色布和所述阻燃性聚酯纤维制品的质量来求得其质量差,将所述质量差相对于聚酯未染色布的质量的比例作为阻燃成分吸尽量(%)。
(阻燃性)
作为水洗洗涤前的加工完的样品,直接使用得到的阻燃性聚酯纤维制品。另外,作为水洗洗涤后的样品,使用按照JIS L 1091(1999)中记载的方法将得到的阻燃性聚酯纤维制品进行了5次水洗洗涤的样品。进一步,作为干洗后的样品,使用按照JIS L 1018(1999)中记载的方法将得到的阻燃性聚酯纤维制品干洗了5次的样品。通过以下的方法,评价这些样品的阻燃性。
(i)45°微型燃烧器法(45°Microburner Method)
根据JIS L 1091(1999)中记载的A-1法,测定续燃时间和燃烧面积。另外,将续燃时间为3秒以内并且燃烧面积为30cm2以下的情况判定为“A”,除此之外的情况判定为“B”。
(ii)线圈法(接燃试验)
按照JIS L 1091(1999)中记载的D法,测定接燃次数。另外,将接燃次数为3次以上的情况判定为“A”,将2次以下的情况判定为“B”。
<阻燃·染色加工处理(2)>
除了将分散染料的浓度分别改变为0.1%o.w.f.之外,用与所述阻燃·染色加工处理(1)同样的方法制作阻燃性聚酯纤维制品。通过以下的方法,评价得到的阻燃性聚酯纤维制品的色差。将其结果表示于表2中。
(色差)
除了不使用阻燃加工剂之外,用与所述阻燃·染色加工处理(2)相同的方法对聚酯(100%)未染色布进行染色加工处理,从而制作聚酯染色布。使用测色计(Minolta Co.,Ltd.制造的“CM-3700d”)测定该聚酯染色布和所述阻燃性聚酯纤维制品之间的色差(ΔE)。
另外,用感知色度指数(a*值、b*值)判定所述阻燃性聚酯纤维制品的色调,如图1所示,对相对于a*值的b*值进行作图。与聚酯染色布的情况同样地a*值、b*值推移到右下的判定为“A”,与聚酯染色布的情况相反a*值、b*值推移到右上的判定为“B”。
<阻燃·染色加工处理(3)>
制备以下的阻燃·染色加工处理液,该处理液含有12%o.w.f.比例的得到的阻燃加工剂、1%o.w.f.比例的分散染料(DyStar Japan Ltd.制造“Dianix Red AC-E01”)、1%o.w.f.比例的分散型阳离子染料(日本化药(株)制造的“Kayacryl Blue GSL-ED”)、0.5g/L分散均染剂(日华化学(株)制造“NICCA SUNSOLT RM-3406”)、0.5g/L80质量%的醋酸、2g/L的无水硫酸钠。
接着,将面密度为220g/m2的常规聚酯/阳离子可染聚酯混合原料(CD混合率为50质量%)安装于Minicolor染色机((株)TEXAM技研制造“MINI-JET D-100”),在加入所述阻燃·染色加工处理液的染色同浴中,在浴比为1∶15的条件下,一边观察有无析出物,一边从常温以2℃/分钟的升温速度升温到130℃,在130℃下保持30分钟,对聚酯/阳离子可染聚酯混合原料进行阻燃·染色加工处理。在阻燃·染色加工处理后,观察排出液中有无析出物、Minicolor染色机内部有无污垢附着,用下述基准判定阻燃加工剂的高温分散性。
(高温分散性的判断基准)
A:都没有看到处理中的析出物和处理后的排出液中的析出物以及染色机内部附着污垢的情况。
B:看到处理中的析出物和处理后的排出液中的析出物以及染色机内部附着污垢中的至少一种的情况。
(实施例A2~A8)
如表2所示,除了改变阴离子表面活性剂(A)的种类和配合量、以及水的配合量之外,用与实施例A1相同的方法制备阻燃加工剂。用与实施例A1相同的方法评价得到的阻燃加工剂的稳定性。其结果表示于表2中。
接着,使用得到的阻燃加工剂,并用与实施例A1同样的方法,对聚酯(100%)未染色布或聚酯/阳离子可染聚酯混合原料(CD混合率为50质量%)进行阻燃·染色加工处理,并评价各种特性。其结果表示于表2中。
(比较例A1~A6)
如表3所示,除了改变阴离子表面活性剂的种类和配合量、以及水的配合量之外,用与实施例A1相同的方法制备阻燃加工剂。另外,表3所示的阴离子表面活性剂的配合量为换算成不挥发成分的配合量的值。用与实施例A1相同的方法评价得到的阻燃加工剂的稳定性。其结果表示于表3中。
接着,使用得到的阻燃加工剂,并用与实施例A1相同的方法,对聚酯(100%)未染色布或聚酯/阳离子可染聚酯混合原料(CD混合率为50质量%)进行阻燃·染色加工处理,并评价各种特性。其结果表示于表3中。
由表2所示的结果表明,含有规定量的本发明所涉及的阴离子表面活性剂(A)的阻燃加工剂,虽然静置30天而发生分离,但是通过搅拌可以再分散。另外,具有优异的高温时的分散性。在使用这样的阻燃加工剂与染色同浴中进行阻燃·染色加工处理的情况下(实施例A1~A8),可以赋予聚酯纤维制品耐久性优异的阻燃性的同时,确定可以减小其与仅进行了染色加工的聚酯纤维制品的色差(ΔE)。
一方面,由表3所示的结果表明,在本发明所涉及的阴离子表面活性剂(A)的含量较少的情况下(比较例A1),在刚制备后发生分离,通过搅拌也难以分散。因此,使用比较例A1中制备的阻燃加工剂对聚酯纤维制品进行阻燃·加工处理比较困难。另一方面,比较例A2~A6中制备的阻燃加工剂,虽然通过30天的静置也发生分离,但是通过搅拌可以再分散。
另外,在本发明所涉及的阴离子表面活性剂(A)的含量较多的情况下(比较例A2~A3),可以得到高温时的分散性良好,并且与仪进行染色加工的聚酯纤维制品的色差(ΔE)较小的阻燃性聚酯纤维制品。然而,对于该阻燃性聚酯纤维制品,阻燃成分的吸尽量较少,干洗后的阻燃性降低。另外,即使在使用相比于实施例A8阴离子表面活性剂(A)浓度高的阻燃加工剂(比较例A3)的情况下,也难以获得具有耐久性优异的阻燃性的聚酯纤维制品。因此,聚酯纤维制品的耐久阻燃性受到阴离子表面活性剂(A)相对于TBC的比例的影响。
另外,在使用相比于本发明所涉及的阴离子表面活性剂(A)磺酸盐基比例高的阴离子表面活性剂的情况下(比较例A4~A5),虽然高温时的分散性高,并赋予聚酯纤维制品阻燃性,但是与仅进行染色加工的聚酯纤维制品的色差(ΔE)较大,另外,阻燃成分的吸尽量较少,对于干洗的耐久性降低。
进一步,在使用萘磺酸钠盐的甲醛缩合物代替本发明所涉及的阴离子表面活性剂(A)的情况下(比较例A6),虽然可以获得耐久优异的阻燃性的聚酯纤维制品,但是其高温时的分散性较低,与仅进行染色加工的聚酯纤维制品的色差(ΔE)变大。
另外,由图1所示的结果表明,在使用相比于本发明所涉及的阴离子表面活性剂(A)磺酸盐基的比例高的阴离子表面活性剂的情况下(比较例A4),染色温度上升和染色时间增加的同时,a*值和b*值一同增加,表现出与不使用阻燃加工剂仅进行了染色加工的情况不同的染色性能。考虑到这是因为作为Red成分的Dianix Red AC-E01的上染速度变化比其他染料的上染速度的变化大。
相对于此,在使用本发明所涉及的阴离子表面活性剂(A)的情况下(实施例A1),染色温度上升和染色时间增加的同时,a*值增大而b*值减小。该染色性能与仅进行染色加工的情况的染色性能近似。
进一步,如表2~3所示,根据感知色度指数的结果,在并用本发明所涉及的阴离子表面活性剂(A)的情况下(实施例A1~A8),表现出与仅进行染色加工的情况近似的染色性能。一方面,在使用相比于本发明所涉及的阴离子表面活性剂(A)磺酸盐的比例高的阴离子表面活性剂的情况下(比较例A4~A5)和使用萘磺酸钠盐的甲醛缩合物代替本发明所涉及的阴离子表面活性剂(A)的情况下(比较例A6),其表现出与仅进行染色加工的情况不同的性能。
(实施例B1)
<阻燃加工剂的制备>
除了混合三(2,3-二溴丙基)异氰脲酸酯、作为阴离子表面活性剂(A)的阴离子表面活性剂(A-1)、作为阴离子表面活性剂(B)的油醇的4mol环氧乙烷加成物的硫酸酯钠盐和水并使之成为表4所示的配合量之外,用与实施例A1相同的方法制备阻燃加工剂。另外,表4所示的阴离子性表面活性剂(A)和(B)的配合量为换算成不挥发成分的配合量的值。将得到的阻燃加工剂在20℃下静置30天后,用与实施例A1相同的方法评价静置后的阻燃加工剂的稳定性。其结果表示于表4中。
接着,使用得到的阻燃加工剂,并用与实施例A1相同的方法,对聚酯(100%)未染色布或聚酯/阳离子可染聚酯混合原料(CD混合率为50质量%)进行阻燃·染色加工处理,评价各种性能。其结果表示于表4中。
(实施例B2~B10)
如表4所示,除了改变阴离子表面活性剂(A)和阴离子表面活性剂(B)的种类和配合量、以及水的配合量之外,用与实施例B1相同的方法制备阻燃加工剂。用与实施例B1相同的方式评价得到的阻燃加工剂的稳定性。其结果表示于表4中。
接着,使用得到的阻燃加工剂,并用与实施例A1相同的方式对聚酯(100%)未染色布或聚酯/阳离子可染聚酯混合原料(CD混合率为50质量%)进行阻燃·染色加工处理,并评价各种性能。其结果表示于表4中。
(比较例B1~B10)
如表5所示,除了改变阴离子表面活性剂的种类和配合量、以及水的配合量之外,用与实施例B1相同的方法制备阻燃加工剂。另外,表5所示的阴离子表面活性剂的配合量为换算成不挥发成分的配合量的值。用与实施例B1相同的方式评价得到的阻燃加工剂的稳定性。其结果表示于表5中。
接着,使用得到的阻燃加工剂,并用与实施例A1相同的方式对聚酯(100%)未染色布或聚酯/阳离子可染聚酯混合原料(CD混合率为50质量%)进行阻燃·染色加工处理,并评价各种性能。其结果表示于表5中。
由表4所示的结果表明,含有规定量的本发明所涉及的阴离子表面活性剂(A)和所述阴离子表面活性剂(A)之外的表面活性剂(B)的阻燃加工剂,在静置30天后还保持高分散性,保存稳定性优异,另外,高温时的分散性也优异。在使用这样的阻燃加工剂在与染色同浴中进行阻燃·染色加工处理的情况下(实施例B1~B10),可以赋予聚酯纤维制品耐久优异的阻燃性的同时,确定可以减小其与仅进行染色加工的聚酯纤维制品的色差(ΔE)。
另一方面,由表5所示的结果表明,虽然比较例B1~B10中制备的阻燃加工剂均可以再分散,但是静置30天发生分离。进一步,在不使用本发明所涉及的阴离子表面活性剂(A)的情况下(比较例B1~B2),虽然可以赋予聚酯纤维制品耐久优异的阻燃性,但是与仅进行染色加工的聚酯纤维制品的色差(ΔE)变大。另外,对于含有本发明所涉及的阴离子表面活性剂(A)的阻燃加工剂(比较例B3~B4),在其含量少的情况(比较例B3)下,虽然赋予聚酯纤维制品耐久性优异的阻燃性,然而与仅进行染色加工的聚酯纤维制品的色差(ΔE)是略微变小的程度。进一步,在本发明所涉及的阴离子表面活性剂(A)的含量多的情况下(比较例B4),与仅进行染色加工的聚酯纤维制品的色差(ΔE)变小,虽然赋予聚酯纤维制品阻燃性,但阻燃成分的吸尽量较少,对于干洗的耐久性降低。
另外,在使用与本发明所涉及的阴离子表面活性剂(A)相比,磺酸盐基的比例高的阴离子表面活性剂的情况下(比较例B5~B6),以及在不形成酚-醛类缩合物的情况下(比较例B7~B9),虽然得到阻燃性聚酯纤维制品,但与仅进行染色加工的聚酯纤维制品的色差(ΔE)变大。进一步,在使用萘磺酸钠盐的甲醛缩合物代替本发明所涉及的阴离子表面活性剂(A)的情况下(比较例B10),虽然可以获得耐久性优异的阻燃性聚酯纤维制品,但与仅进行染色加工的聚酯纤维制品的色差(ΔE)变大。
另外,由图2所示的结果表明,在使用不含本发明所涉及的阴离子表面活性剂(A)的阻燃加工剂在与染色同浴下进行阻燃·染色加工处理的情况下(比较例B1),染色温度上升和染色时间增加的同时,a*值和b*值一同增加,其表现出与不使用阻燃加工剂仪进行染色加工的情况不同的染色性能。考虑到这是因为作为Red成分的Dianix RedAC-E01的上染速度的变化比其他染料的上染速度的变化大。
相对于此,在使用本发明所涉及的阴离子表面活性剂(A)的情况下(实施例B1),染色温度上升和染色时间增加的同时,a*值增大而b*值减小。该染色性能与仅进行染色加工的情况的染色性能近似。
进一步,如表4~5所示,根据感知色度指数的结果,在并用本发明所涉及的阴离子表面活性剂(A)的情况下(实施例B1~B10),表现出与仅进行染色加工的情况近似的染色性能。另一方面,在不使用本发明所涉及的表面活性剂(A)的情况下(比较例B1~B2,比较例B5~B10)和本发明所涉及的阴离子表面活性剂(A)含量较少的情况下(比较例B3),其表现出与仅进行染色加工的情况不同的性能。
由以上的结果表明,确认通过使用本发明所涉及的阴离子表面活性剂(A),可以抑制由TBC带来的染料的上染速度的变化。
如以上所说明的,根据本发明,使用含有TBC的阻燃加工剂在染色的同时进行阻燃加工处理的情况下,可以抑制由TBC带来的染料的上染速度的变化。
因此,本发明的阻燃加工剂和阻燃·染色加工处理液作为可以得到与仅进行染色加工处理的聚酯类纤维制品的色差小的高品质的阻燃性聚酯类纤维制品的阻燃加工剂和阻燃·染色加工处理液是有用的。另外,作为可以得到批次间的色差小的高品质的阻燃性聚酯类纤维制品的阻燃加工剂和阻燃·染色加工处理液也是有用的。
Claims (6)
1.一种聚酯类纤维用阻燃加工剂,其中,
所述聚酯类纤维用阻燃加工剂由含有三(2,3-二溴丙基)异氰脲酸酯和阴离子表面活性剂(A)的水分散体组成,
所述阴离子表面活性剂(A)的含量相对于100质量份的所述三(2,3-二溴丙基)异氰脲酸酯为5~40质量份,
所述阴离子表面活性剂(A)以下述式(1)表示,其不含取代基X的酚骨架和含有取代基X的酚骨架的摩尔比为1:0.2~1:2.0,聚合度m+n+2的平均值为2~30,
式(1)中,R1和R2各自独立地表示下述式(1a)或(1b)所表示的基团,m和n各自独立地为0以上的整数,
式(1)、(1a)和(1b)中,R3和R4各自独立地表示-H或-CH3,X表示-SO3H、-CH2SO3H及其盐所表示的基团中的任意一种取代基。
2.如权利要求1所述的聚酯类纤维用阻燃加工剂,其中,
所述水分散体进一步含有所述阴离子表面活性剂(A)以外的表面活性剂(B)。
3.如权利要求2所述的聚酯类纤维用阻燃加工剂,其中,
所述表面活性剂(B)含有硫酸酯型或硫酸酯盐型的阴离子表面活性剂。
4.如权利要求3所述的聚酯类纤维用阻燃加工剂,其中,
所述硫酸酯型或硫酸酯盐型的阴离子表面活性剂是以下述式(2)表示的阴离子表面活性剂,
R5-O-(R6O)a-Y (2)
式(2)中,R5表示碳原子数为8~21的烷基或烯基,R6表示碳原子数为2~4的亚烷基,Y表示-SO3H或其盐所表示的基团,a为1~100的整数。
5.一种聚酯类纤维用阻燃和染色加工处理液,其中,
所述处理液含有权利要求1~4中任意一项所述的聚酯类纤维用阻燃加工剂和染料。
6.一种阻燃性聚酯类纤维制品的制备方法,其中,
所述制备方法使用权利要求5所述的聚酯类纤维用阻燃和染色加工处理液,并在染色的同时对聚酯类纤维实施阻燃加工处理。
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