JP2000303355A - ポリエステル/セルロース混用繊維構造物の難燃加工方法 - Google Patents

ポリエステル/セルロース混用繊維構造物の難燃加工方法

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JP2000303355A
JP2000303355A JP11602999A JP11602999A JP2000303355A JP 2000303355 A JP2000303355 A JP 2000303355A JP 11602999 A JP11602999 A JP 11602999A JP 11602999 A JP11602999 A JP 11602999A JP 2000303355 A JP2000303355 A JP 2000303355A
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flame retardant
flame
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cellulose
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Yutaka Masuda
豊 増田
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Abstract

(57)【要約】 【課題】本発明はポリエステル系繊維とセルロース系繊
維の混用繊維構造物において、比較的少量で難燃効果が
あり、かつ、洗濯耐久性も風合いも良好な非ホルマリン
系の難燃加工方法を提供せんとするものである。 【解決手段】本発明のポリエステル/セルロース混用繊
維構造物の難燃加工方法は、ポリエステル系繊維および
セルロース系繊維が混用された繊維構造物に少なくとも
下記A、B群から選ばれる各々1種以上の難燃剤を付与
した後、A群の難燃剤がポリエステル系繊維繊維内部に
拡散する温度で熱処理することを特徴とするか、あるい
は、あらかじめ下記A群から選ばれた1種以上の難燃剤
をポリエステル繊維内部に吸尽させた後、B群の難燃剤
を含む加工剤を付与することを特徴とするものである。 A:ポリエステル系繊維内部に吸尽可能な有機ハロゲン
系難燃剤 B:酸化アンチモン

Description

【発明の詳細な説明】本発明は、比較的少量で難燃効果
がある上に、洗濯耐久性も風合いも良好な非ホルマリン
系のポリエステル系繊維とセルロース系繊維が混用され
た繊維構造物の難燃加工方法に関するものである。
【0001】
【発明の属する技術分野】
【0002】
【従来の技術】ポリエステル系繊維とセルロース系繊維
が混用された繊維構造物は両方の繊維の特徴が生かされ
るため衣料や資材に多用されている。しかしながらこの
混用物の問題のひとつにそれぞれ単独の場合にくらべ燃
えやすい傾向であり、難燃化が困難であるという課題が
ある。これは燃焼時にセルロースがいわばろうそくの芯
の役割をしてポリエステルのドリップを阻害するためと
されている。このポリエステル繊維とセルロース繊維の
混用品(以下P/C混と称する)の難燃加工については
種々の試みがなされている。考え方としてポリエステル
とセルロースについてそれぞれの素材対応の難燃加工剤
を併用する場合と両者に同じ難燃剤を適用する試みがあ
る。前者の例として例えば特開昭62−90373号公
報においてはポリエステル用としてのハロゲン化シクロ
アルカンとセルロース用としてのN−メチロールジメチ
ルホスホノプロピオンアミドの混合物で加工することが
提案されている。本発明者の検討によるとこの方法はそ
れぞれの素材の難燃機構が異なるため、混用品の場合難
燃化の効率が悪く必要な難燃性を得るのに多量の難燃剤
を要する問題がある。また、セルロース用の難燃加工剤
の多くはホルマリン系のものであるという問題もある。
【0003】一方、有機ハロゲン化合物と酸化アンチモ
ンを併用すると難燃相乗効果があることは知られてお
り、これをP/C混に適用した例として例えば、V.Mish
utin(Textile Chemist and Cololist,vol.7.No3.40-42
(1975))や中西らの報告(繊維製品消費学会誌vol.33.No
8.57-64(1991)) がある。中西の報告にはいくつかの難
燃剤が比較されているが有機ハロゲンとしてヘキサブロ
ムシクロドデカンと5酸化アンチモンおよびメラミン系
樹脂でキュア温度150℃での加工例において、初期の
難燃性は高いが洗濯耐久性がないことが記載されてい
る。耐久性を高めるためにはバインダ成分を多くした
り、高接着性のバインダーを使用すると風合いが硬くな
る問題が残っている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、かかる従来
技術の背景に鑑み、ポリエステル/セルロース系混用繊
維構造物において、比較的少量で難燃効果があり、洗濯
耐久性が良好で、風合いが良好な非ホルマリン系の難燃
加工方法を提供せんとするものである。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明は上記課題を解決
するために下記の構成よりなるものである。すなわち、
本発明のポリエステル/セルロース混用繊維構造物の難
燃加工方法は、ポリエステル系繊維およびセルロース系
繊維が混用された繊維構造物に少なくとも下記A、B群
から選ばれる各々1種以上の難燃剤を付与した後、A群
の難燃剤がポリエステル系繊維繊維内部に拡散する温度
で熱処理することを特徴とするか、あるいは、あらかじ
め下記A群から選ばれた1種以上の難燃剤をポリエステ
ル繊維内部に吸尽させた後、B群の難燃剤を含む加工剤
を付与することを特徴とするものである。
【0006】A:ポリエステル系繊維内部に吸尽可能な
有機ハロゲン系難燃剤 B:酸化アンチモン
【0007】
【発明の実施の形態】本発明は、前記課題のように、有
機ハロゲン系難燃剤と酸化アンチモンを併用するP/C
混用品の難燃加工において、有機ハロゲン系難燃剤をポ
リエステル繊維内部に拡散させると、意外にも、難燃
性、耐久性を向上させ、しかも風合い変化をも抑えるこ
とができることを究明したものである。
【0008】すなわち、ポリエステル系繊維内部に拡散
可能な難燃剤を付与した後、ポリエステル繊維内部に難
燃剤が拡散する条件で熱処理するか、あるいは、あらか
じめ有機ハロゲン難燃剤を染色同時加工などで繊維内部
に吸尽させておくことにより達成されることを見出した
ものである。
【0009】本発明でいうポリエステル系繊維として
は、ポリエチレンテレフタレート、ポリプロピレンテレ
フタレート、ポリブチレンテレフタレートなどを使用す
ることができる。かかるポリエステル系繊維には、これ
らを主成分とした公知の各種の改質ポリエステル繊維も
含まれる。
【0010】本発明のセルロース系繊維としては、綿や
再生セルロースを使用することができる。
【0011】また、本発明でいう混用品としては、混紡
糸、複合糸使いのものや、交編交織品などが含まれる。
かかる混用品の混用比率(重量%)としては、ポリエス
テル成分が好ましくは20〜80%、セルロース成分が
80〜20%の混用比率のものが好ましく用いられる。
その他の成分として、他の合成繊維、天然繊維を少量含
有するものにも使用することができる。
【0012】次に、本発明に用いられるポリエステル系
繊維内部に吸尽可能なA群の有機ハロゲン系難燃剤とし
ては、好ましくは分子量250〜1000の芳香族また
は脂環族臭素化合物を使用することができる。具体的に
はテトラブロモビスフェノールA、テトラブロモビスフ
ェノールAのエチレンオキシド付加物、ブロム化ジフェ
ニルオキシド、脂環族化合物としてはブロム化シクロア
ルカン、特に好ましくはヘキサブロムシクロドデカンが
用いられる。
【0013】一方、B群の酸化アンチモンとしては、3
酸化アンチモン、5酸化アンチモンを使用することがで
きるが、特に好ましくは3酸化アンチモンが用いられ
る。
【0014】これらの難燃剤は、好ましくは2μm以下
の微粒子の形で分散させた状態で繊維構造物に付与され
るのがよい。
【0015】さらに本発明では、特にB群の難燃剤を固
着させるため、バインダー成分を併用するのが望まし
く、例えばアクリル系、ウレタン系、ポリエステル系、
塩化ビニリデン系などのバインダーが用いられる。しか
し、多量のバインダを使用すると、風合い硬化、難燃低
下を招くため、風合いを柔軟に保持し、かつ、難燃性を
低下することの少ないバインダーを最小限使用するのが
よい。
【0016】本発明ではA群の難燃剤の多くは、繊維内
部に吸尽されているため、バインダーは不要であり、B
群の難燃剤に対してのみのバインダー量でよく、したが
って、少量で高耐久性が得られ、かつ、風合いがよくな
るというメリットがある。かかるバインダー量として
は、B群の難燃剤の10〜20重量%の範囲で使用する
のがよい。
【0017】これらの難燃剤の付与量としては、必要な
難燃性レベルにもよるが、好ましくは繊維重量に対し、
固形分でA群の難燃剤が1〜30重量%、B群の酸化ア
ンモンとして、1〜20重量%、A群とB群の混用比率
としては、A/(A+B)が、好ましくは0.3〜0.
8、さらに好ましくは0.5〜0.7、また、バインダ
成分としては、好ましくは0.1〜5重量%で、トータ
ルの付与量は、好ましくは2〜40重量%、さらに好ま
しくは3〜30重量%程度である。その他必要に応じ、
浸透剤、柔軟剤、強力低下防止剤、架橋剤、染顔料など
他の薬剤を併用することができる。
【0018】本発明は、A群の難燃剤の少なくとも一部
をポリエステル繊維内部に吸尽させるところに特徴を有
するものである。そのためには、該難燃剤付与後の熱処
理により吸尽させる方法と、染料と同様に染色条件で吸
尽させる方法の2種の手段を採用することができる。
【0019】前者の手段においては、付与後の熱処理温
度を好ましく170℃〜215℃、さらに好ましくは1
90〜210℃とするが、代表的には、ポリエチレンテ
レフタレートとヘキサブロムシクロドデカンの場合で
は、195〜205℃で、30秒〜120秒の熱処理を
行うのがよい。この条件で処理したものは、通常の15
0〜160℃の熱処理をしたものに比して、難燃性が高
く、洗濯耐久性も向上することが見出された。この熱処
理温度の差、つまり前者の高温熱処理の場合、該繊維内
部に該難燃剤が吸尽されているのに対して、後者の低温
熱処理の場合では、該難燃剤がポリエステル繊維の表面
に単に付着されるのみであるという差として出現するこ
とが、SEM(走査型電子顕微鏡)観察やXMA(X線
マイクロアナライザー)分析により確認されたものであ
る。
【0020】次に後者の手段においては、例えば100
〜140℃の高圧染色条件で、該難燃剤を吸尽させるこ
とができるが、この場合、B群の難燃剤は吸尽しないの
で、A群の難燃剤を吸尽させた後、B群の難燃剤をバイ
ンダーとともに付与することにより固着させるものであ
る。
【0021】ところで、ポリエステル100%の布帛に
おいては、ヘキサブロムシクロドデカンは、いわゆる染
色同時法やサーモゾル加工法により、繊維内部に吸尽さ
せることは公知であるが、P/C混用品で酸化アンチモ
ンを併用した場合、本発明のように、ポリエステル系繊
維に吸尽させた方が、難燃性が向上することは知られて
いない。
【0022】本発明のポリエステル/セルロース混用繊
維構造物の難燃加工品は、難燃性、耐久性が良好であ
り、したがって付着量も比較的少なくて効果が高く、風
合いや引裂強力面でも有利であり、かつ、ホルマリンを
含まないため、各種の用途に何ら心配することなく使用
することができるという利点がある。
【0023】
【実施例】以下実施例で本発明を具体的に説明する。な
お、実施例における難燃性の評価は、JIS K−72
01に基づく酸素指数(LOI)で評価した。数値が高
い方が難燃性が高いことを示す。
【0024】難燃加工については、以下の条件で、パッ
ド−ドライ−キュア−ソープ−ドライの処理順序で処理
を行った。得られた結果を表1、表2に示した。なお、
%はすべて重量%を意味する。 (使用生地) I :ポリエステル65%コットン35%の混紡糸タテ、
ヨコ使いの平織物(目付 106g/m2;常法により
精練漂白マーセライズ加工したもの) II:ポリエステル45%コットン55%の混紡糸タテ、
ヨコ使いの平織物(目付 134g/m2;常法により
精練漂白マーセライズ加工したもの) (加工剤) A群の難燃剤:ニッカファイノン CG−1(日華化学
(株)製 ヘキサブロモシクロドデカン 50%分散
液) B群の難燃剤:フレームガード VF−59(大日本イ
ンキ(株)製、三酸化アンチモン 60%分散液) バインダー:ボンコート AB−885(大日本インキ
(株)製、アクリル酸エステル系エマルジョン 50
%) (加工条件) パッド:ウエットピックアップ 80% ドライ:120℃ 2分 キュア:所定温度、時間 ソーピング:炭酸ソーダ3% 50℃×30分 (加工後固着率)加工後の固着率は下記計算式により求
めた。
【0025】加工後固着率=(S1 /C1 )×100 S1 :ソーピング後の樹脂付着量 C1 :キュア後の樹脂付着量 付着量は、生地の重量増加から求めた。 (洗濯条件)家庭用洗濯機を用いて、洗剤2g/lで4
0℃×5分洗濯を1回分とし、5回分(25分)洗濯
後、脱水、すすぎ10分を2回後脱水するのを1サイク
ル5回分として、これを10回繰り返し、50回洗濯相
当とした。
【0026】 洗濯50回後の樹脂保持率=(W1 /W0 )×100 W1 :50回洗濯後樹脂量 W0 :洗濯前樹脂量(ソーピング後の樹脂量) 実施例1,2および比較例1 表1に示したように同じ加工剤を用いて、熱処理(キュ
ア)条件を変更した。本発明の190℃、200℃のキ
ュア条件では、比較例の低温キュア条件品にくらべ、固
着率が増加しているが、それ以上に難燃性(LOI)が
高くなっており、難燃剤の付着状態によって、難燃性が
高くなっていることがわかる。SEM−XMA(走査型
電子顕微鏡−X線マイクロアナライザー)の分析によ
り、本発明の加工品(実施例2)は、Br元素がポリエ
ステル繊維内部にほぼ均一に拡散吸尽していることが認
められたが、綿繊維内部にはほとんど入っていなかっ
た。
【0027】一方比較例においては、Brは大部分繊維
表面に残っていた。Sb元素は、いずれも繊維表面に付
着し、内部には拡散していない。
【0028】以上から、Br系難燃剤は、綿にはほとん
ど吸尽していないにもかかわらず、ポリエステル繊維内
部に拡散した方が、難燃性も高く、耐久性も高いことが
わかった。さらに50回洗濯後も適正条件下では、難燃
剤の保持率は60%以上になり、高い洗濯耐久性がある
ことがわかった。 実施例3 IIの生地を用いた場合は、固着量を低下させた場合でも
良好な難燃性が得られた。 実施例4,5および比較例2,3 比較例2,3は、ポリエステル用難燃剤としての難燃剤
Aと、綿用難燃剤としてのN−メチロールジメチルホス
ホノプロピオンアミドを混合使用した場合である。ポリ
エステル用としては同じ難燃剤を使用し、綿部分の難燃
性は比較例の方が高いと思われるにもかかわらず、P/
C混製品としてはほぼ同じ固着量または難燃剤使用量で
比較した場合、本発明の方がLOIが高いだけでなく、
使用濃度を高くしても固着量は上昇せず(比較例3)、
したがって難燃性も飽和するのに対し、本発明はより高
い難燃性を示した。
【0029】
【表1】
【0030】
【表2】
【0031】実施例6 I の織物を130℃の下記高圧染色条件下で染色難燃同
時加工した。
【0032】 難燃剤A 15%owf 分散染料 1%owf PH 5 染色 130℃ ×60分 浴比 1:30 還元洗浄後下記条件で難燃剤Bを加工した 樹脂加工液:難燃剤B 8% バインダ 1.5% 乾 燥 :120℃ キュア :190℃×1分 得られた加工布のLOIは25で風合いも良好であっ
た。
【0033】
【発明の効果】本発明によれば、ポリエステル/セルロ
ース混用繊維構造物において、難燃性が良好で、かつ、
ホルマリンを含まないにも拘らず洗濯耐久性にすぐれた
難燃加工製品を提供することができ、もって、作業服な
どの外衣、寝装、インテリア、産業用途など各種分野に
好適に使用することができる素材を提供することができ
る。

Claims (7)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】ポリエステル系繊維およびセルロース系繊
    維が混用された繊維構造物に少なくとも下記A、B群か
    ら選ばれた各々1種以上の難燃剤を付与した後、A群の
    難燃剤がポリエステル系繊維繊維内部に拡散する温度で
    熱処理することを特徴とするポリエステル/セルロース
    混用繊維構造物の難燃加工方法。 A:ポリエステル系繊維内部に吸尽可能な有機ハロゲン
    系難燃剤 B:酸化アンチモン
  2. 【請求項2】ポリエステル系繊維およびセルロース系繊
    維が混用された繊維構造物に、あらかじめ下記A群から
    選ばれた1種以上の難燃剤をポリエステル繊維内部に吸
    尽させた後、B群の難燃剤を含む加工剤を付与すること
    を特徴とするポリエステル/セルロース混用繊維構造物
    の難燃加工方法。 A:ポリエステル系繊維内部に吸尽可能な有機ハロゲン
    系難燃剤 B:酸化アンチモン
  3. 【請求項3】ポリエステル系繊維内部に吸尽可能な有機
    ハロゲン系難燃剤が脂環族または芳香族ブロム化合物で
    あることを特徴とする請求項1または2記載のポリエス
    テル/セルロース混用繊維構造物の難燃加工方法。
  4. 【請求項4】該A群のポリエステル系繊維内部に吸尽可
    能な有機ハロゲン系難燃剤が、ハロゲン化シクロアルカ
    ンであることを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記
    載のポリエステル/セルロース混用繊維構造物の難燃加
    工方法。
  5. 【請求項5】該熱処理温度が、170〜215℃である
    ことを特徴とする請求項1記載のポリエステル/セルロ
    ース混用繊維構造物の難燃加工方法。
  6. 【請求項6】請求項1〜5のいずれかに記載の難燃加工
    方法において、バインダ成分を併用することを特徴とす
    るポリエステル/セルロース混用繊維構造物の難燃加工
    方法。
  7. 【請求項7】請求項2記載の難燃加工において、あらか
    じめ難燃剤を吸尽させる加工が染色同時加工であること
    を特徴とするポリエステル/セルロース混用繊維構造物
    の難燃加工方法。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007284830A (ja) * 2006-04-18 2007-11-01 Dainippon Ink & Chem Inc ポリエステル布帛用難燃性付与剤及びそれを用いて加工された難燃性ポリエステル布帛
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