JP2003105659A

JP2003105659A - 難燃性ポリアミド不織布

Info

Publication number: JP2003105659A
Application number: JP2001297459A
Authority: JP
Inventors: Michio Nakada; 道生中田; Seiji Morimoto; 精次森本; Morio Tsunoda; 守男角田
Original assignee: Mitsubishi Engineering Plastics Corp
Current assignee: Mitsubishi Engineering Plastics Corp
Priority date: 2001-09-27
Filing date: 2001-09-27
Publication date: 2003-04-09

Abstract

(57)【要約】【課題】難燃性に優れ、成形性の良好な不
織布を提供すること。特に、ハロゲン系難燃剤を使用し
なくても、十分な難燃性が得られ、安全性が高く、車両
や航空機、建築物の難燃内装材としての利用価値の高い
不織布を提供する。【解決手段】ポリアミド樹脂９８〜８０重量部
に、トリアジン系難燃剤２〜２０重量部を配合したポリ
アミド樹脂組成物を用い、ハロゲン系難燃剤を使用せ
ず、該不織布を構成するフィラメント中に分散している
該トリアジン系難燃剤の平均粒径が２５μｍ以下である
ことを特徴とする不織布。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は難燃性に優れた特定
のポリアミド樹脂組成物を用いた不織布に関するもので
ある。詳しくは、ダイオキシンや有毒ガスの発生が少な
い環境に対して安全性の高い、難燃性に優れた不織布を
提供することを目的とする。

【０００２】

【従来の技術】不織布は、自動車、鉄道車両、航空機等
や建築物の内装等に幅広く用いられている。ところで従
来、不織布に用いられる材料は、ポリエチレン、ポリプ
ロピレンに代表されるポリオレフィン樹脂、ポリアミド
樹脂、ポリエステル樹脂等であった。近年、火災を防ぐ
ためにこのような内装材も難燃化すべきとの要請があ
り、しかも環境汚染や健康障害の恐れがあると言われて
いるハロゲン系難燃剤を用いず、難燃性に優れた不織布
が求められてきた。ところが、ポリオレフィン樹脂を、
ハロゲン系難燃剤を用いずに難燃化する方法として、水
酸化マグネシウムや尿素を配合することが提案されてい
るが、その配合量は、ポリオレフィン樹脂１００重量部
に対して４０重量部以上の配合が必要であり、その場
合、不織布製造工程で糸切れが多発して、生産性を著し
く低下させてしまう。またポリエステル樹脂を、ハロゲ
ン系難燃剤を用いずに難燃化する方法は、未だ提案がな
されていない状況である。一方、ポリアミド樹脂を用
い、難燃化された安全な不織布類は、現在まで実用上十
分な性能のものは無かった。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、ハロ
ゲン系化合物を含まない、難燃性に優れた環境に対して
安全性の高い不織布を提供することにある。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明は、上述の問題を
解決するためになされたものであり、その要旨は、ポリ
アミド樹脂９８〜８０重量部に、トリアジン系難燃剤２
〜２０重量部を配合したポリアミド樹脂組成物を用いて
なり、ハロゲン系難燃剤を使用せず、かつ不織布を構成
するフィラメント中に分散している該トリアジン系難燃
剤の平均粒径が２５μｍ以下であることを特徴とする不
織布に存する。

【０００５】

【発明の実施の形態】以下、本発明を詳細に説明する。ポリアミド樹脂本発明におけるポリアミド樹脂としては、３員環以上の
ラクタム、重合可能なωーアミノ酸、または、二塩基酸
とジアミンなどの重縮合によって得られるポリアミドを
用いることができる。具体的には、εーカプロラクタ
ム、アミノカプロン酸、エナントラクタム、７ーアミノ
ヘプタン酸、１１ーアミノウンデカン酸、９ーアミノノ
ナン酸、αーピロリドン、αーピペリドンなどの重合
体、ヘキサメチレンジアミン、ノナメチレンジアミン、
ウンデカメチレンジアミン、ドデカメチレンジアミン、
メタキシリレンジアミンなどのジアミンと、テレフタル
酸、イソフタル酸、アジピン酸、セバシン酸、ドデカン
二塩基酸、グルタール酸などのジカルボン酸と重縮合せ
しめて得られる重合体またはこれらの共重合体、例え
ば、ポリアミド（ナイロン）４、６、７、８、１１、１
２、６６、６９、６１０、６１１、６１２、６／６６、
６／１２等の脂肪族ポリアミドの重合体及び共重合体、
６Ｔ、６／６Ｔ、６Ｔ／６Ｉ、ＭＸＤ６などの芳香族重
合体及び共重合体が挙げられ、更にこれらの複数種のポ
リアミド樹脂を併用することもできる。

【０００６】本発明におけるポリアミド樹脂の末端は、
カルボン酸またはアミンで封止されていてもよく、特に
炭素数６〜２２のカルボン酸またはアミンで封止された
ポリアミド樹脂が望ましい。具体的に、封止に用いるカ
ルボン酸としては、カプロン酸、カプリル酸、カプリン
酸、ラウリン酸、ミリスチン酸、パルミチン酸、ステア
リン酸、ベヘニン酸などの脂肪族モノカルボン酸が挙げ
られる。また、アミンとしては、ヘキシルアミン、オク
チルアミン、デシルアミン、ラウリルアミン、ミリスチ
ルアミン、パルミチルアミン、ステアリルアミン、ベヘ
ニルアミンなどの脂肪族第一級アミンが挙げられる。封
止に使用するカルボン酸またはアミンの量は、３０μｅ
ｑ／ｇ程度がよい。

【０００７】又、本発明に好適なポリアミド樹脂はある
範囲内の重合度、すなわち相対粘度を有するものが好ま
しい。好ましい相対粘度は、ＪＩＳＫ６８１０に従っ
て９８％硫酸中、濃度１％、温度２５℃で測定した値で
２．０から４．０であり、より好ましくは２．０から
３．０である。相対粘度が２．０より低いと溶融粘度が
低すぎて不織布製造が困難になるばかりでなく、機械的
強度も低下してしまう。また相対粘度が４．０より高い
と溶融流動性を損うようになり好ましくない。本発明に
おいて特に好ましいポリアミドとしては難燃性、機械的
強度、成形性の点からナイロン６、共重合ナイロン６／
６６、ナイロン６６が挙げられる。

【０００８】トリアジン系難燃剤本発明におけるトリアジン系難燃剤としては、下記一般
式（１）または（２）で表される化合物、メラミン類お
よびシアヌル酸メラミン類等が挙げられる。

【０００９】

【化１】

【００１０】（式中、Ｒ¹〜Ｒ⁶それぞれ、水素原子また
はアルキル基を示す。）前記一般式（１）で表される化合物の具体例としては、
シアヌル酸、トリメチルシアヌレート、トリエチルシア
ヌレート、トリ（ｎープロピル）シアヌレート、メチル
シアヌレート、ジエチルシアヌレート等が挙げられる。
前記一般式（２）で表される化合物の具体例としては、
イソシアヌル酸、トリメチルイソシアネート、トリエチ
ルイソシアネート、トリ（ｎープロピル）イソシアヌレ
ート、ジエチルイソシアヌレート、メチルイソシアヌレ
ート等が挙げられる。

【００１１】メラミン類としては、メラミン、メラミン
誘導体、メラミンと類似の構造を有する化合物およびメ
ラミンの縮合物等が挙げられる。メラミン類の具体例と
しては、例えば、メラミン、アンメリド、アンメリン、
ホルモグアナミン、グアニルメラミン、シアノメラミ
ン、アリールグアナミン、メラム、メレム、メロン等が
挙げられる。

【００１２】シアヌル酸メラミン類としては、シアヌル
酸とメラミン類との等モル反応物が挙げられる。また、
シアヌル酸メラミン類中のアミノ基または水酸基のいく
つかが、他の置換基で置換されていてもよい。このうち
シアヌル酸メラミンは、例えば、シアヌル酸の水溶液と
メラミンの水溶液とを混合し、９０〜１００℃で撹拌下
反応させ、生成した沈殿を濾過することによって得るこ
とができ、白色の固体であり、市販品をそのまま、ある
いはこれを微粉末状に粉砕して使用するのが好ましい。
トリアジン系難燃剤としては、好ましくは、１分子中に
トリアジン環を二つ以上有する化合物、具体的にはシア
ヌル酸メラミン、メラム、メレム、メロン等が挙げられ
る。これらは、耐熱温度が高いので、成形温度におい
て、分解ガスが発生するなどして糸切れを起こすことが
少なくなり、不織布製造の上で適している。特に、分解
物が成形物の表面に浮き出してくるブルーミングなどの
不都合が起きないので、より好ましくは、シアヌル酸と
メラミン類との等モル反応物が挙げられる。

【００１３】トリアジン系難燃剤は、通常、サブミクロ
ンオーダーの微粉末が凝集した状態である。従って、使
用する難燃剤の種類によって、また不織布を構成するフ
ィラメントの径によって、該フィラメント中に分散され
るトリアジン系難燃剤の凝集体の粒径を所望の性能が得
られるように適宜選択する必要がある。すなわち、本発
明では、不織布を構成する１本のフィラメント（モノフ
ィラメント：以下「フィラメント」と記述する。）中に
分散している、トリアジン系難燃剤の凝集体の平均粒径
（本発明では「数平均粒径」を指す）が２５μｍ以下で
あることが必要である。この平均粒径は、好ましくは５
μｍ未満である。該平均粒径は、「不織布を構成する１
本のフィラメント中に分散した難燃剤の凝集体の平均粒
径」を示していることからも明らかであるように、該１
本のフィラメントの直径よりも小さいものであるが、よ
り好ましくは該直径の１／２以下である。

【００１４】トリアジン系難燃剤は、ポリアミド樹脂へ
の配合工程や不織布の製造工程にて、その凝集体をある
程度崩すことができるが、安定的にフィラメント成形、
すなわち不織布製造工程を通過するためには、予め粉砕
して使用することが好ましく、具体的にはポリアミド樹
脂への配合前に平均粒径２５μｍ以下にして使用するこ
とが好ましい。

【００１５】フィラメント中に分散したトリアジン系難
燃剤の平均粒径測定法は、例えば、該フィラメントを切
断し、その断面からトリアジン系難燃剤を取り除き、ト
リアジン系難燃剤の痕跡を見ることにより、ＳＥＭ観察
にて知ることができる。なお、樹脂組成物に添加される
前のトリアジン系難燃剤の平均粒径は、既存の粉体粒子
径測定機、例えば沈降流度計やレーザー回折式粒度計、
通常の光学顕微鏡にて測定することができる。トリアジ
ン系難燃剤の配合量は、ポリアミド樹脂９８〜８０重量
部に対して２〜２０重量部である。トリアジン系難燃剤
の配合量が２重量部未満であると難燃性が低下しやす
く、２０重量部を越えると不織布製造工程で切断してし
まうので好ましくない。トリアジン系難燃剤の配合量
は、好ましくは３〜２０重量部である。

【００１６】ポリアミド樹脂にトリアジン系難燃剤を配
合する方法としては、不織布製造の直前までの任意の段
階で周知の手段によって行うことができる。最も簡便な
方法としては、ポリアミド樹脂とトリアジン系難燃剤を
溶融混合押出にてペレットにする方法が採用される。ま
た、所定量より多いトリアジン系難燃剤をポリアミド樹
脂に予め練り込んだマスターペレットを作成し、これを
希釈用ポリアミド樹脂とドライブレンドすることによっ
ても、所望の割合の樹脂組成物を得ることができる。更
に、ポリアミド樹脂とトリアジン系難燃剤をドライブレ
ンド後、溶融混合押出にてペレットとし、さらに熱安定
剤をドライブレンドして、所望の樹脂組成物を得ること
もできる。また本発明の樹脂組成物に顔料、染料、充填
剤、核剤、離型剤、安定剤、帯電防止剤、その他の周知
の添加剤を配合し、混練することもできる。また、本発
明のポリアミド樹脂組成物においては、ポリアミド樹脂
以外の熱可塑性樹脂を、本発明の効果を損なわない範囲
において配合することができる。本発明の不織布は、Ｊ
ＩＳＫ７２０１に準拠した測定法による酸素指数と
して２７を越える難燃性を有するものである。ポリアミ
ド樹脂の酸素指数はその吸水率によっても変化するの
で、状態調節を２３℃、６５％ＲＨで２４時間以上行っ
てから測定することができる。酸素指数とは、サンプル
が燃焼を継続するにあたって必要な酸素濃度（容積％）
であり、酸素指数が２２以上であれば、大気中の酸素濃
度では燃焼を継続することが不可能である自己消火性材
料であることを意味する。

【００１７】本発明の不織布の製造法は、スパンボンド
法、メルトブローン法、スパンレース法、ニードルパン
チ法、ステッチボンド法等が挙げられるが、特にスパン
ボンド法は、押出機を用いて溶融させた樹脂を紡糸した
繊維群からウエブを形成、つづいてボンディングすると
いう、１ラインにて一貫生産できる生産性の高い方法で
あるので好ましい。該不織布を構成する一本のフィラメ
ントの繊度は、０．５〜５０ｄｔｅｘ（０．４５〜４５
デニール）の範囲が好ましく、通常、フィラメントの直
径（断面形状が円と仮定して）に換算すると、７．５〜
７５μｍの範囲となる範囲である。また、該フィラメン
トは、断面形状が円形又はそれ以外の異形状であっても
よく、また内部に空隙を有したり、嵩高形状であっても
良い。

【００１８】

【実施例】以下本発明についての実施例について詳細に
説明するが、本発明はその主旨を越えない限り、以下の
実施例に限定されるものではない。＜ポリアミド６樹脂＞ポリアミド６樹脂は、三菱エンジ
ニアリングプラスチックス(株)製、商品名：ノバミッド
（登録商標）１０１５Ｊ（相対粘度：３．０）を用い
た。＜共重合ポリアミド６／６６樹脂の製造＞アジピン酸と
ヘキサメチレンジアミンとの塩（以下ＡＨ塩と略記す
る。）の５０％水溶液およびε−カプロラクタム（以下
ＣＬと略記する。）を各々１００℃まで昇温したもの
を、ＡＨ塩を１５重量部、ＣＬを８５重量部になるよう
に混合した後、２００リットルのオートクレーブに仕込
み、内圧１３ｋｇ／ｃｍ²（１２７５ｋＰａ）で２７０
℃まで昇温した後、内温を２４５℃に保ち、撹拌しなが
ら０．５ｋｇ／ｃｍ²（４９ｋＰａ）で徐々に減圧し
て、撹拌動力が所定の値になったところで停止した。こ
の後、窒素を導入して復圧後、ストランドにして抜き出
してペレット化し、これを沸騰水を用いて未反応物を抽
出除去してから乾燥した。このようにして得られた、共
重合ポリアミド６／６６樹脂の相対粘度は３．０、融点
は、２００℃であった。

【００１９】＜トリアジン系難燃剤＞シアヌル酸メラミ
ンＡ：三菱化学（株）製、シアヌル酸メラミン（商品
名：ＭＣＡ−Ｃ０）を、卓上ボールミルにて粉砕した。
この粉砕品は、（株）島津製作所製自動沈降粒度計を用
いて平均粒子径を測定したところ、２．５μｍであっ
た。シアヌル酸メラミンＢ：三菱化学（株）製、シアヌ
ル酸メラミン（商品名：ＭＣＡ−Ｃ０）を、２００メッ
シュの篩にて分級した。この分級品は、（株）島津製作
所製自動沈降粒度計を用いて平均粒子径を測定したとこ
ろ、８０μｍであった。

【００２０】＜ポリアミド樹脂組成物の製造＞ポリアミ
ド樹脂としてポリアミド６樹脂、または共重合ポリアミ
ド６／６６樹脂、トリアジン系難燃剤を表１〜２に示し
た割合で配合し、シリンダ径３０ｍｍのベント付き２軸
押出機（日本製鋼所製、商品名：ＴＥＸ３０）を用い、
樹脂温度２４０〜２６０℃にて溶融混練してポリアミド
樹脂組成物のペレットを得た。その後、得られたポリア
ミド樹脂組成物ペレットを１２０℃、ゲージ圧で−１０
１ｋＰａの減圧乾燥を６時間行ってから、サンプル成形
に供した。

【００２１】前記ポリアミド樹脂材料についての評価
は、下記基準によった。（１）相対粘度ＪＩＳＫ６８１０に準拠して、２５℃９８％硫酸中濃
度１％で測定した。（２）不織布を構成するフィラメント中に分散したトリ
アジン系難燃剤の平均粒径成形した不織布からフィラメント数１０本を取り出し、
エポキシ樹脂にて長径２ｍｍ、長さ５ｍｍの円筒状に包
埋した。その円筒状エポキシ樹脂包埋サンプルの側面一
カ所にカミソリにてノッチを入れ、液体窒素下にて割っ
た。得られた断面を含んだエポキシ樹脂包埋フィラメン
トを、常温下、ｎ−ヘキサン浴中で超音波洗浄を３０分
行って、断面からトリアジン系難燃剤を取り除いた。そ
の後、該断面に白金蒸着を施し、拡大倍率５０００倍に
てＳＥＭ観察を行い、トリアジン系難燃剤の除去跡の長
径を測定し、その１００点平均を平均粒径とした。（３）酸素指数成形した不織布を幅１０ｍｍ、長さ１００ｍｍに切り出
し、２３℃、６５％ＲＨの条件で室内にて２４時間以上
放置した後、東洋精機社製Ｄ型キャンドルー燃焼試験機
を使用して、ＪＩＳＫ７２０１に準拠して酸素指数を
測定した。

【００２２】実施例１，２表１に示したポリアミド樹脂組成物を、先端にギヤポン
プおよびスパンボンド用ダイ（ノズル径０．４ｍｍ、孔
数１２０本）を装着したシリンダ径３０ｍｍ、Ｌ／Ｄ＝
２７のフルフライトスクリュを持った単軸押出機に投入
し、樹脂温度２６０℃で溶融紡糸、空冷チャンバー、紡
糸牽引装置、開繊装置を通し、捕集コンベア上に集積し
ウエブを形成した後、加熱エンボスロールと平滑ロール
間に通して、フィラメント径約３０μｍ、目付け３０ｇ
／ｍ²の不織布を得た。得られた不織布からフィラメン
トを取り出して、トリアジン系難燃剤の分散粒径を測
定、不織布から切り出したサンプルにて酸素指数を測定
した。比較例１〜３実施例１，２と同様にて不織布成形を試みたが、紡糸〜
牽引工程にて糸切れが多発し、不織布サンプルを得られ
なかった。

【００２３】

【表１】

【００２４】

【発明の効果】本発明によれば、難燃性に優れた、成形
性の良好な不織布を提供することができる。また、ハロ
ゲン系難燃剤を使用しなくても十分な難燃性が得られる
ため、安全性も高く、それ故、車両や航空機、建築物の
難燃内装材としての利用価値が高い。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者森本精次神奈川県平塚市東八幡五丁目６番２号三菱エンジニアリングプラスチックス株式会社技術センター内 (72)発明者角田守男神奈川県平塚市東八幡五丁目６番２号三菱エンジニアリングプラスチックス株式会社技術センター内Ｆターム(参考） 4J002 CL001 EU186 FD136 GK00 4L035 AA05 FF05 GG03 JJ21 LC02 4L047 AA23 AA29 AB10 BA08 BA23 EA06

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ポリアミド樹脂９８〜８０重量部に、ト
リアジン系難燃剤２〜２０重量部を配合したポリアミド
樹脂組成物を用い、ハロゲン系難燃剤を使用せず、該不
織布を構成するフィラメント中に分散している該トリア
ジン系難燃剤の平均粒径が２５μｍ以下であることを特
徴とする不織布。
【請求項２】不織布を構成するフィラメント中に分散
している該トリアジン系難燃剤の平均粒径が５μｍ未満
であることを特徴とする請求項１に記載の不織布。
【請求項３】相対粘度が２．０〜４．０の範囲のポリ
アミド樹脂を配合したポリアミド樹脂組成物を用いたこ
とを特徴とする請求項１又は２に記載の不織布。
【請求項４】ＪＩＳＫ７２０１に準拠した測定法に
よる酸素指数が２７より大きいことを特徴する請求項１
ないし３のいずれか１項に記載の不織布。
【請求項５】トリアジン系難燃剤が、シアヌル酸とメ
ラミン類との等モル反応物であることを特徴とする請求
項１ないし４のいずれか１項に記載の不織布。