JP2004232149A - Method for carrying out flame proof finish of polyester-based synthetic fiber and polyester-based synthetic fiber to which flame proof finish is applied - Google Patents

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method for carrying out flame proof finish in which flame proof finish is applied to a polyester-based fiber in good efficiency in post processing by using a compound not containing a halogen atom. <P>SOLUTION: In the method for carrying out flame proof finish of the polyester-based synthetic fiber by a treating solution (I) containing a flame retardant (A) composed of one or more kinds of organophosphorus-based compound (a), a zeta potential of the treating solution (I) is controlled to -20 to -80 mv and the organophosphorus-based compound (a) is dispersed into the treating solution (I) as fine particles having ≤2 μm average particle diameter. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO&NCIPI

Description

【００１１】
式中、Ｒ^１ 、Ｒ^２ 、Ｒ^３は炭素数１〜２２のアルキル基、炭素数２〜２２のアルケニル基、炭素数５〜６のシクロアルキル基、炭素数６〜１４のアリール基、または炭素数１〜４のアルキレン基置換のアリールアルキル基であり、同一でもよいし、異なっていてもよく、さらにＲ^１ 、Ｒ^２ 、Ｒ^３ のうちの２つが互いに結合してＰとＯとともに環を形成していてもよい。
【００１２】
置換基Ｒ^１ 〜Ｒ^３のアルキル基としては、炭素数１〜２２で直鎖または分岐のアルキル基であり、たとえばメチル基、エチル基、ｎ−プロピル基、イソプロピル基、ｎ−ブチル基、イソブチル基、ｓｅｃ−ブチル基、ｔｅｒｔ−ブチル基、ｎ−ペンチル基、３−メチルブチル基、ｎ−ヘキシル基、２−エチルブチル基、ｎ−ヘプチル基、イソヘプチル基、２−エチルヘキシル基、イソノニル基、ｎ−デシル基、イソデシル基、ｎ−ドデシル基、ｎ−ヘキサデシル基、ｎ−オクタデシル基、ｎ−イコシル基、ｎ−ドコシル基が挙げられる。リン含量の観点から、それらのうち、炭素数１〜１０のアルキル基が好ましい
【００１３】
置換基Ｒ^１ 〜Ｒ^３のアルケニル基としては炭素数２〜２２で直鎖または分岐のアルケニル基であり、たとえばビニル基、１−プロペニル基、２−プロペニル基、イソプロペニル基、２−ブテニル基、２−ペンテニル基、デセニル基、ドデセニル基、トリデセニル基、ヘキサデセニル基、オクタデセニル基、エイコセニル基、ドコセニル基が挙げられる。リン含量の観点から、それらのうち炭素数２〜６のアルケニル基が好ましい
置換基Ｒ^１ 〜Ｒ^３のシクロアルキル基としては、シクロペンチル基、シクロヘキシル基である。
【００１４】
置換基Ｒ^１ 〜Ｒ^３ のアリール基としては炭素数６〜１４のアリール基であり、たとえばフェニル基、トリル基、キシリル基、メシチル基、クメニル基、オクチルフェニル基、ビフェニリル基、ナフチル基、アントリル基、フェナントリル基、が挙げられ、フェニル基、ビフェニリル基が好ましい。
置換基Ｒ^１ 〜Ｒ^３ のアリールアルキル基としては炭素数１〜４のアルキレン基で置換された炭素数７〜１８のアリールアルキル基であり、ベンジル基、フェネチル基が好ましい。
【００１５】
リン酸基（Ｐ１）を含有するリン酸エステル（ａ１−１）の具体例としては、リン酸トリメチル、リン酸トリエチル、リン酸トリプロピル、リン酸トリイソプロピル、リン酸トリブチル、リン酸トリイソブチル、リン酸トリフェニル、リン酸トリクレジル、リン酸トリキシリル、リン酸ジフェニルクレジル、リン酸メチルジフェニル、リン酸フェニルジエチルなどがあげられる。これらのうち好ましいものはリン酸トリフェニルである。
【００１６】
低分子有機リン系化合物（ａ１）でホスホン酸基（Ｐ２）を含有するものとしては、一般式（２）で表される構造を有するホスホン酸エステル（ａ１−２）を用いることができる。
【００１７】
【化２】

【００１８】
式中のＲ^１ 、Ｒ^２ 、Ｒ^３は（ａ１−１）で例示した置換基と同一の置換基が挙げられる。
【００１９】
ホスホン酸基（Ｐ２）を含有するホスホン酸エステル（ａ１−２）の具体例としては、メチルホスホン酸ジメチル、エチルホスホン酸ジエチル、メチルホスホン酸ジプロピル、メチルホスホン酸トリブチル、ブチルホスホン酸ジブチル、フェニルホスホン酸ジフェニル、フェニルホスホン酸ジクレジル、フェニルホスホン酸ジキシリル、フェニルホスホン酸フェニルクレジルなどがあげられる。これらのうち好ましいものはフェニルホスホン酸ジフェニルである。
【００２０】
低分子有機リン系化合物（ａ１）でホスフィン酸基（Ｐ３）を含有するものとしては、一般式（３）で表される構造を有するホスフィン酸エステル（ａ１−３）を用いることができる。
【００２１】
【化３】

【００２２】
式中のＲ^１ 、Ｒ^２ 、Ｒ^３は（ａ１−１）で例示した置換基と同一の置換基が挙げられる。
【００２３】
ホスフィン酸基（Ｐ３）を含有するホスフィン酸エステル（ａ１−３）の具体例としては、ジメチルホスフィン酸ジメチル、ジエチルホスフィン酸エチル、ジメチルホスフィン酸プロピル、ジチルホスフィン酸ブチル、ジフェニルホスフィン酸フェニル、ジフェニルホスフィン酸クレジル、ジフェニルホスフィン酸ジキシリなどがあげられる。これらのうち好ましいものはジフェニルホスフィン酸フェニルである。
【００２４】
低分子有機リン系化合物（ａ１）でホスフィンオキサイド基（Ｐ４）を含有するものとしては、一般式（４）で表される構造を有する化合物（ａ１−４）を用いることができる。
【００２５】
【化４】

【００２６】
式中のＲ^１ 、Ｒ^２ 、Ｒ^３は（ａ１−１）で例示した置換基と同一の置換基が挙げられる。
【００２７】
ホスフィンオキサイド基（Ｐ４）を含有する化合物（ａ１−４）の具体例としては、トリメチルホスフィンオキサイド、トリエチルホスフィンオキサイド、トリ−ｎ−プロピルホスフィンオキイド、トリ−ｎ−ブチルホスフィンオキサイド、トリフェニルホスフィンオキサイド、トリ−ｎ−ヘキシルホスフィンオキイド、トリ−ｎ−オクチルホスフィンオキサイド、トリス−３−ヒドロキシプロピルホスフィンオキサイドなどがあげられる。これらのうち好ましいものはトリフェニルホスフィンオキサイドである。
【００２８】
高分子有機リン系化合物（ａ２）としては、一般式（５）、（６）で表される縮合型リン酸エステル（ａ２−１）、縮合型ホスホン酸エステル（ａ２−２）を用いることができる。
【００２９】
【化５】

【００３０】
【化６】

【００３１】
（式中、Ｒ^４ 〜Ｒ^７ は炭素数６〜１４のアリール基、または炭素数１〜４のアルキレン基で置換された炭素数７〜１８のアリールアルキル基であり、これらは同一でもよいし、異なっていてもよい。Ｖ、Ｗはアリーレン基を示す。ｎは１〜５の整数を示す。）
【００３２】
置換基Ｒ^４ 〜Ｒ^７ のアリール基としては、炭素数６〜１４のアリール基であり、たとえばフェニル基、トリル基、キシリル基、メシチル基、クメニル基、オクチルフェニル基、ビフェニリル基、ナフチル基、アントリル基、フェナントリル基、が挙げられ、フェニル基、ビフェニリル基が好ましい。
また、置換基Ｒ^４ 〜Ｒ^７ のアリールアルキル基としては炭素数１〜４のアルキレン基で置換された炭素数７〜１８のアリールアルキル基であり、ベンジル基、フェネチル基が好ましい。
【００３３】
Ｖ、Ｗのアリーレン基としては炭素数６から２０のアリーレン基であり、フェニレン基、ナフチレン基、フェナントレン基などが挙げられる。
【００３４】
縮合型リン酸エステル（ａ２−１）の具体例としては、レゾルシノールビス（ジフェニルホスフェート）、レゾルシノールビス（ジクレジルホスフェート）、レゾルシノールビス（ジキシレニルホスフェート）、ハイドロキノンビス（ジフェニルホスフェート）、ハイドロキノンビス（ジクレジルホスフェート）、ハイドロキノンビス（ジキシレニルホスフェート）、ビスフェノールＡジフェニルホスフェート）ビスフェノールＡビス（ジクレジルホスフェート）、ビスフェノールＡビス（ジキシレニルホスフェート）などが挙げられる。一般式（５）で表される縮合型高分子リン酸エステル（ａ２−１）は重量平均分子量が通常５００〜２０００、好ましくは７００〜１５００である。
【００３５】
縮合型ホスホン酸エステル（ａ２−２）の具体例としては、レゾルシノール（フェニルホスホン酸フェニル）、、ハイドロキノン（フェニルホスホン酸フェニル）、ビスフェノールＡ（フェニルホスホン酸フェニル）などが挙げられる。一般式（６）で表される縮合型リン酸エステル（ａ２−２）は重量平均分子量が通常５００〜２０００、好ましくは７００〜１５００である。
【００３６】
高分子有機リン系化合物（ａ２）としては、上述の縮合型リン酸エステル（ａ２−１）、縮合型ホスホン酸エステル（ａ２−２）以外に、ヒドロキシル基を有するポリマー（フェノール樹脂、ポリアクリルジオールなど）のリン酸エステル（ａ２−３）、ホスホン酸エステル（ａ２−４）、ホスフィン酸エステル（ａ２−５）が挙げられる。これらはフェノール樹脂、ポリアクリルジオールなどのヒドロキシル基を有するポリマーと、上述の（ａ１−１）〜（ａ１−３）とのエステル交換反応で得られる。
【００３７】
さらに本発明の高分子有機リン系化合物（ａ２）として、下記一般式（７）〜（１１）で表される低分子有機リン系化合物（ａ’−１）〜（ａ’−５）とジカルボン酸および／またはそのエステル形性成誘導体（ｃ）とジオール（ｄ）をポリエステル化反応して得られるポリエステル（ｅ）が挙げられる。
【００３８】
【化７】

【００３９】
［Ｒは１価の有機基を表す。］
【００４０】
【化８】

【００４１】
［Ｒは１価の有機基を表す。］
【００４２】
【化９】

【００４３】
［Ｒは１価の有機基、Ｙは２価もしくは３価の有機残基、Ｚは１価のエステル形成官能基を表す。］
【００４４】
【化１０】

【００４５】
［Ｒは１価の有機基、Ｙは２価もしくは３価の有機残基、Ｚは１価のエステル形成官能基を表す。］
【００４６】
【化１１】

【００４７】
［Ｒ’、Ｒ”は１価の有機基、Ｙは２価もしくは３価の有機残基、Ｚは１価のエステル形成官能基、ｎは１または２の整数を表す。］
【００４８】
一般式（７）で表されるポリエステル（ｅ）の原料である低分子有機リン系化合物（ａ’−１）は、前述の（ａ１−１）と同じ化合物が使用できる。
一般式（８）で表される原料の低分子有機リン系化合物（ａ’−２）は前述の（ａ１−２）と同じ化合物が使用できる。
【００４９】
一般式（９）で表される原料の低分子有機リン系化合物（ａ’−３）、一般式（１０）で表される原料の低分子有機リン系化合物（ａ’−４）、一般式（１１）で表される原料の低分子有機リン系化合物（ａ’−５）は、カルボキシル基、カルボキシル基の低級アルキル（炭素数１〜４）、アルキレングリコールエステル、ヒドロキシル基などのエステル形成性官能基を有する化合物である。
【００５０】
一般式（７）で表される原料の化合物の具体例として、トリメチルフォスフェート、トリエチルフォスフェートなどが挙げられる。
【００５１】
一般式（８）で表される原料の化合物の具体例として、メチルホスホン酸、メチルホスホン酸ジメチル、エチルホスホン酸ジメチルなどが挙げられる。
【００５２】
一般式（９）で表される原料の化合物の具体例として、２−カルボキシエチル−メチルホスフィン酸、２−カルボキシエチル−エチルホスフィン酸、２−カルボキシエチル−プロピルホスフィン酸、２−カルボキシエチル−フェニルホスフィン酸、２−カルボキシエチル−ｍ−トルイルホスフィン酸、２−カルボキシエチル−ｐ−トルイルフェニルホスフィン酸、２−カルボキシエチル−キシリルホスフィン酸、２−カルボキシエチル−ベンジルホスフィン酸、２−カルボキシメチル−メチルホスフィン酸、２−カルボキシエチル−プロピルホスフィン酸、２−カルボキシメチル−フェニルホスフィン酸、２−カルボキシメチル−ｍ−トルイルホスフィン酸、２−カルボキシメチル−ｐ−トルイルフェニルホスフィン酸、２−カルボキシメチル−キシリルホスフィン酸、２−カルボキシメチル−ベンジルホスフィン酸、およびその無水物、その低級アルキル（炭素数１〜４）エステル、ハライド（クロライドなど）が挙げられるが、これらに限定されるものではない。さらにこれらの混合物を用いることも可能である。
【００５３】
一般式（１０）で表される原料の化合物の具体例として、ビス−（２−カルボキシエチル）フェニルホスフィンオキシド、ビス−（２−カルボキシエチル）ｍ−トルイルホスフィンオキシド、ビス−（２−カルボキシエチル）ｍ−トルイルホスフィンオキシド、ビス−（２−カルボキシエチル）ｐ−トルイルホスフィンオキシド、ビス−（２−カルボキシエチル）キシリルホスフィンオキシド、ビス−（２−カルボキシエチル）ベンジルホスフィンオキシド、 ビス−（２−カルボキシメチル）フェニルホスフィンオキシド、ビス−（２−カルボキシメチル）ｍ−トルイルホスフィンオキシド、ビス−（２−カルボキシメチル）ｍ−トルイルホスフィンオキシド、ビス−（２−カルボキシメチル）ｐ−トルイルホスフィンオキシド、ビス−（２−カルボキシメチル）キシリルホスフィンオキシド、ビス−（２−カルボキシメチル）ベンジルホスフィンオキシド、ビス−（２−カルボキシメチル）−ｍ−エチルベンジルホスフィンオキシド、およびその無水物、その低級アルキル（炭素数１〜４）エステル、ハライド（クロライドなど）が挙げられるが、これらに限定されるものではない。さらにこれらの混合物を用いることも可能である。
【００５４】
一般式（１１）のＲ’、Ｒ’’は同一または異なる１価の有機残基を表し、互いに環を形成していてもかまわない。
（１１）で示される低分子有機リン系化合物の具体例としては次に示される（１２）〜（１９）のジカルボン酸化学構造の低級アルコール（炭素数１〜４）ジエステル、エチレングリコールジエステル、プロピレングリコールジエステル；その酸無水物、そのハライド（クロライドなど）が挙げられるが、これらに限定されるものではない。さらにこれらの混合物を用いることも可能である。
【００５５】
【化１２】

【００５６】
【化１３】

【００５７】
【化１４】

【００５８】
【化１５】

【００５９】
【化１６】

【００６０】
【化１７】

【００６１】
【化１８】

【００６２】
【化１９】

【００６３】
本発明の高分子有機リン系化合物（ａ２）の１例としてのポリエステル（ｅ）を製造する際の原料であるジカルボン酸および／またはこれらの酸無水物（ｃ）としては、芳香族ジカルボン酸、芳香脂肪族ジカルボン酸、脂肪族ジカルボン酸、脂環式ジカルボン酸；およびこれらの酸無水物、低級アルキル（炭素数１〜４）エステル、酸ハライド（酸クロライドなど）などが挙げられる。
芳香族ジカルボン酸としては、炭素数８〜２０、たとえばテレフタル酸、イソフタル酸、オルトフタル酸、ナフタレンジカルボン酸（１，５−、２，５−、２，６−および２，７−体）酸、ビフェニルジカルボン酸（２，２’−、３，３’−および４，４’−体）、４，４’−ジフェニルエーテルジカルボン酸、４，４’−ジフェニルメタンジカルボン酸、４，４’−ジフェニルスルホンジカルボン酸、１，２−ビス（フェノキシ）エタン−４，４’−ジカルボン酸、２，５−アントラセンジカルボン酸（２，５−および２，６−体）およびこれらの混合物が挙げられる。
芳香脂肪族ジカルボン酸としては、炭素数９〜２０、たとえばフェニレンジアセティック酸（ｏ−、ｍ−およびｐ−体）、フェニレンジプロピオン酸（ｏ−、ｍ−およびｐ−体）、フェニルマロン酸、フェニルグルタル酸およびジフェニルコハク酸が挙げられる。
【００６４】
脂肪族ジカルボン酸としては、炭素数２〜２０の飽和または不飽和ジカルボン酸、たとえばシュウ酸、マロン酸、コハク酸、グルタル酸、アジピン酸、セバシン酸、デカンジカルボン酸、マレイン酸、フマール酸およびイタコン酸が挙げられる。
【００６５】
脂環式ジカルボン酸としては、炭素数６〜５０、たとえば１，３−シクロブタンジカルボン酸、１，３−シクロペンタンジカルボン酸、１，４−シクロヘキサンジカルボン酸、１，２−シクロヘキサンジカルボン酸、１，３−ジカルボキシメチルシクロヘキサン、１，４−ジカルボキシメチルシクロヘキサン、ジシクロヘキシル−４，４’−ジカルボン酸およびダイマー酸が挙げられる。
【００６６】
本発明におけるポリエステル（ｅ）を製造する際のもう１つの原料であるジオール（ｄ）としては、低分子ジオールと高分子ジオールが挙げられる。
低分子ジオールとしては、脂肪族ジオール（炭素数２〜１０のアルキレングリコール、たとえばエチレングリコール、ジエチレングリコール、プロピレングリコール、ジプロピレングリコール、１，４−、１，３−ブタンジオール、ネオペンチルグリコール、１，６−ヘキサンジオール）；脂環式ジオール［炭素数５〜２０、たとえばシクロペンタン−１，２−ジオール、シクロヘキサン−１，４−ジオール、ビス（ヒドロキシメチル）シクロヘキサン、水添ビスフェノ―ルＡ］；芳香脂肪族ジオール［炭素数１０〜２０、たとえばビス（ヒドロキシエチル）ベンゼン、ビスヒドロキシメチルジフェニルエーテルなど］；およびこれらのジオールまたは２価フェノール［炭素数６〜２０、たとえば単環２価フェノール（ハイドロキノンなど）、ビスフェノール（ビスフェノールＡなど）］のアルキレン（炭素数２〜４）オキシド低モル付加物（数平均分子量５００以下）；およびこれらの２種以上の混合物が挙げられる。
【００６７】
また、高分子ジオールとしては、通常ポリエステルの製造に用いられるポリエーテルジオール、ポリエステルジオール、ポリアクリルジオール、ポリブタジエンジオール、およびこれらの２種以上の混合物などが挙げられる。
【００６８】
さらに、ラクトンを開環重合反応させて本発明のポリエステル（ｅ）を製造することができる。この際、ジカルボン酸（ｃ）とジオール（ｄ）を併用しても差し支えがない。ラクトンとしては、炭素数３〜２０のもの、たとえばβ−ラクトン（β−プロピオラクトンなど）、γ−ラクトン（γ−ブチロラクトンなど）、δ−ラクトン（δ−バレロラクトンなど）、ε−ラクトン（ε−カプロラクトンなど）、大環状ラクトン（エナントラクトン、ウンデカノラクトン、ドデカラクトンなど）などが挙げられる。ラクトンを構成するアルキレン基は直鎖状、分岐状いずれでもよい。
【００６９】
本発明の高分子有機リン系化合物（ａ２）の１例としてのポリエステル（ｅ）を得る方法としては、通常のポリエステル製造に採用されている任意の方法で、低分子有機リン系化合物とジカルボン酸および／またはそのエステル形成性誘導体とジオールを重縮合させて製造することができる。
また、原料となる低分子有機リン化合物の添加方法、時期は特に限定されないが、その添加時期は、重縮合反応初期から後期までの任意の段階で添加できる。
【００７０】
ポリエステル化反応は通常、触媒の存在下に行われる。触媒としては従来一般に用いられているＩＩＡ族（Ｍｇ、Ｃａなど）、ＩＩＢ族（Ｚｎなど）、ＩＩＩＡ族（Ａｌなど）、ＩＶＡ族（Ｇｅ、Ｓｎなど）、ＩＶＢ族（Ｔｉなど）、ＶＡ族（Ｓｂなど）、ＶＩＩＢ族（Ｍｎなど）、ＶＩＩＩ族（Ｆｅなど）の金属の化合物〔酸化物、塩化物、有機（アルキル基、アリール基など）金属化合物など〕が挙げられ、これらの２種以上を併用してもよい。
ポリエステル化反応の反応時間は通常１〜５０時間、好ましくは２〜２０時間である。
【００７１】
ポリエステル（ｅ）の重量平均分子量（測定法：ＧＰＣ法、以下同様。以下Ｍｗと略記）は耐久難燃性の観点から好ましくは１，０００〜１００，０００、さらに好ましくは５，０００〜５０，０００である。
【００７２】
ポリエステル（ｅ）のリン含量は、難燃性および耐久難燃性の観点から、好ましくは０．５〜２０重量％、さらに好ましくは３〜１５重量％、特に好ましくは４〜１０重量％である。
【００７３】
本発明の難燃剤（Ａ）は、有機リン系化合物（ａ）を水に分散させて製造される。（Ａ）中の有機リン系化合物（ａ）の濃度は、通常１０〜５０重量％、好ましくは１５〜４０重量％である。
（ａ）を水に分散させる方法としては、例えば（ａ）と非イオン界面活性剤、アニオン界面活性剤、およびこれらを併用し、必要により有機溶剤も配合して均一に溶解し、徐々に水を加えて乳化分散させる方法が挙げられる。
得られた水分散体は、さらに必要により常温まで冷却後、湿式粉砕機で微粒子化分散することもできる。
【００７４】
非イオン界面活性剤としては、たとえば、アルキレンオキシド付加型非イオン界面活性剤、ポリアルキレングリコール類の高級脂肪酸エステル、多価アルコールの高級脂肪酸エステルのアルキレンオキシド付加物、高級脂肪酸アミドのアルキレンオキシド付加物、多価アルコールアルキルエーテルのアルキレンオキシド付加物、多価アルコ−ル型非イオン界面活性剤が挙げられる。
アルキレンオキシド付加型非イオン界面活性剤としては、高級アルコール（炭素数８〜１８）、高級脂肪酸（炭素数１２〜２４）、高級アルキルアミン（炭素数８〜２４）等に、直接アルキレンオキシド〔炭素数２〜４、たとえばエチレンオキシド（以下ＥＯと略記）、プロピレンオキシド（以下ＰＯと略記）、ブチレンオキシド；およびこれらの２種以上の併用、以下同じ〕を付加させたものがあげられ、これらの数平均分子量（ゲルパーミエーションクロマトグラフによる。以下Ｍｎと略記する。）は１５８〜２００，０００である。
ポリアルキレングリコール類の高級脂肪酸エステルとしては、グリコール類にアルキレンオキシドを付加させて得られるＭｎ１５０〜６，０００のポリアルキレングリコール類に高級脂肪酸を反応させたものが挙げられる。
多価アルコールの高級脂肪酸エステルのアルキレンオキシド付加物としては、２価〜８価またはそれ以上の多価アルコール（炭素数２〜６０、たとえばエチレングリコール、プロピレングリコール、グリセリン、ペンタエリスリトール、ソルビタン）に高級脂肪酸（炭素数１２〜２４、たとえばラウリン酸、ステアリン酸）を反応させて得られたエステル化物にアルキレンオキシドを付加させたもの（Ｍｎ２５０〜３０，０００）が挙げられる。
高級脂肪酸アミドのアルキレンオキシド付加物としては、高級脂肪酸アミドにアルキレンオキシドを付加させてＭｎ２００〜３０，０００としたものが挙げられる。
多価アルコールアルキルエーテルのアルキレンオキシド付加物としては、２価〜８価またはそれ以上の多価アルコールアルキル（炭素数３〜６０）エーテルにアルキレンオキシドを付加させてＭｎ１２０〜３０，０００としたものが挙げられる。
多価アルコ−ル型非イオン界面活性剤としては、２価〜８価またはそれ以上の多価アルコ−ルと（炭素数３〜６０）と脂肪酸（炭素数３〜６０）とのエステル；多価（２価〜８価またはそれ以上）アルコールアルキル（炭素数３〜６０）エーテル；脂肪酸（炭素数３〜６０）アルカノールアミドなどが挙げられる。
【００７５】
アニオン界面活性剤としては、たとえば、カルボン酸（炭素数８〜２２の飽和または不飽和脂肪酸）またはその塩（ナトリウム、カリウム、アンモニウム、アルカノールアミンなどの塩）；カルボキシメチル化物の塩（炭素数８〜１６の脂肪族アルコールおよび／またはそのＥＯ（１〜１０モル）付加物などのカルボキシメチル化物の塩など）；硫酸エステル塩［高級アルコール硫酸エステル塩（炭素数８〜１８の脂肪族アルコールの硫酸エステル塩など）］；高級アルキルエーテル硫酸エステル塩［炭素数８〜１８の脂肪族アルコールのＥＯ（１〜１０モル）付加物の硫酸エステル塩］；硫酸化油（天然の不飽和油脂または不飽和のロウをそのまま硫酸化して中和したもの）；硫酸化脂肪酸エステル（不飽和脂肪酸の低級アルコールエステルを硫酸化して中和したもの）；硫酸化オレフィン（炭素数１２〜１８のオレフィンを硫酸化して中和したもの）；スルホン酸塩［アルキルベンゼンスルホン酸塩、アルキルナフタレンスルホン酸塩、スルホコハク酸ジエステル型、α−オレフィン（炭素数１２〜１８）スルホン酸塩、イゲポンＴ型など］；リン酸エステル塩［高級アルコール（炭素数８〜６０）リン酸エステル塩、高級アルコール（炭素数８〜６０）ＥＯ付加物リン酸エステル塩、アルキル（炭素数４〜６０）フェノールＥＯ付加物リン酸エステル塩など］が挙げられる。
【００７６】
これら界面活性剤の配合量は、（ａ）１００重量部に対して、通常０．００１〜３５重量部であり、好ましくは０．０５〜２０重量部である。０．００１重量部以上配合すれば、（ａ）の水中での分散安定性が良好であり、３５重量部以下であれば、難燃性が良好である。
【００７７】
有機リン系化合物（ａ）を水に分散させて本発明の難燃剤（Ａ）を製造する際に、必要により非イオン界面活性剤、アニオン界面活性剤と併用される有機溶剤としては、トルエン、キシレン、アルキル（炭素数１〜４）ナフタレンなどの芳香族炭化水素；アセトン、メチルエチルケトンなどのケトン；ジオキサン、エチルセロソルブなどのエーテル；ジメチルホルムアミドなどのアミド；ジメチルスルホキシドなどのスルホキシド；メチレンクロライド、クロロホルムなどのハロゲン化炭化水素；およびこれらの二種以上の混合物が挙げられる。
【００７８】
これら有機溶剤の配合量は、（ａ）１００重量部に対して、好ましくは１〜１００重量部であり、さらに好ましくは１０〜９０重量部である。１重量部以上配合すれば、（ａ）の水中での分散安定性が良好であり、１００重量部以下であれば、難燃性が良好である。
【００７９】
（Ａ）中に分散している（ａ）の体積平均粒径は、通常２μｍ以下であり、ポリエステル繊維への均一付着性の観点から、好ましくは０．０１〜１．５μｍ、より好ましくは０．０２〜１μｍである。
なお、この体積平均粒径はレーザー回折式粒度分布測定法で測定できる（例えば、堀場製作所製ＬＡ−９２０による）。
【００８０】
本発明の難燃加工方法は、難燃剤（Ａ）を含有した処理液（Ｉ）に無機酸塩を添加しすることにより、（Ｉ）のゼータ電位を通常、−２０ｍｖ〜−８０ｍｖ、好ましくは−３０ｍｖ〜−７０ｍｖ、さらに好ましくは−３５ｍｖ〜−６５ｍｖに調整する。
処理液（Ｉ）のゼーター電位が−２０ｍｖよりおおきくなると、難燃剤の凝集が起こり、ポリエステル系合成繊維への吸着に均一性が損なわれ、難燃性にバラツキが生じる。ゼータ電位が−８０ｍｖより小さくなると、ポリエステル系合成繊維への吸着性が低下し、難燃性が損なわれる。
なお、ゼータ電位は電気泳動光散乱法で測定できる（例えば、大塚電子（株）製ＥＬＳ−８００による）。
【００８１】
（Ａ）含有の処理液（Ｉ）のゼータ電位を好ましい範囲に調整する方法としては、無機塩（Ｂ）を添加する方法が挙げられ、この無機塩（Ｂ）としては、水への標準溶解エンタルピーが３〜２５ｋＪｍｏｌ^−１、好ましくは５〜２０ｋＪｍｏｌ^−１の、特に好ましくは６〜１９ｋＪｍｏｌ^−１のものが好ましい。
標準溶解エンタルピーが、３ｋＪｍｏｌ^−１未満の無機酸塩を用いると、処理液（Ｉ）のゼーター電位が−２０ｍｖより大きくなるため、難燃剤の凝集が起こり、ポリエステル系合成繊維への吸着に均一性が損なわれ、難燃性にバラツキが生じる。または２５ｋＪｍｏｌ^−１を超えるものを用いると、ゼータ電位が−８０ｍｖより小さくなるため、ポリエステル系合成繊維への吸着性が低下し、難燃性が損なわれる。
なお、本発明において、「水への標準溶解エンタルピー」とは、化学便覧基礎編ＩＩ（改訂４版）２５２〜２５５頁（１９９３）に記載のものである。
【００８２】
本発明における無機酸塩（Ｂ）としては、アルカリ金属（リチウム塩、ナトリウム塩、カリウム塩等）、アンモニウム、有機アミン等のカチオン成分と、塩酸、亜硝酸、硝酸、亜硫酸、硫酸、過硫酸、リン酸、ホスホン酸、ホスフィン酸、ホウ酸、次亜塩素酸、過塩素酸等の無機酸との無機塩（カチオン成分がヒドラジンなどの有機アミンを含む）のうち、水への標準溶解エンタルピーが３〜２５ｋＪｍｏｌ^−１のものである。
具体例としては、アルカリ金属塩としてはＬｉＦ（４．７ｋＪｍｏｌ^−１）、ＬｉＮＯ_２・Ｈ_２Ｏ（７．１）、ＮａＢｒ・２Ｈ_２Ｏ（１８．６）、ＮａＣｌＯ_３（２１．７）、ＮａＣｌＯ_４・Ｈ_２Ｏ（２２．５）、ＮａＨＣＯ_３（１９．１）、ＮａＩ・２Ｈ_２Ｏ（１６．１）、ＮａＩＯ_３（２０．２）、ＮａＮＯ_２（１３．８）、ＮａＮＯ_３（２０．５）、ＫＢｒ（１９．９）、ＫＣｌ（１７．２）、ＫＨ_２ＰＯ_４（１９．６）、ＫＮＯ_２（１３．３）が挙げられる。アンモニウム塩としては例えば、ＮＨ_４Ｂｒ（１６．８）、ＮＨ_４Ｃｌ（１４．８）、ＮＨ_４ＨＣＯ_３（２５）、（ＮＨ_４）Ｈ_３ＰＯ_３（１６．３）、（ＮＨ_４）_２ＨＰＯ_４（９．８）、（ＮＨ_４）_３ＳＯ_４（６．６）、ＮＨ_４ＨＳＯ_３（１０．０）、ＮＨ_４ＨＳＯ_４（７．１）、ＮＨ_４ＮＯ_２（１９．２）が挙げられる。ヒドラジン塩としては例えば、Ｎ_２Ｈ_５Ｃｌ（２１．８）が挙げられる。
これらのうちで特に（ＮＨ_４）_３ＳＯ_４（６．６）、（ＮＨ_４）_２ＨＰＯ_４、（ＮＨ_４）Ｈ_３ＰＯ_３（１６．３）が好ましい。
【００８３】
本発明の処理液（Ｉ）は、難燃剤（Ａ）をあらかじめ、水で希釈し、ゼータ電位を−２０ｍｖ〜−８０ｍｖに調整するために無機塩（Ｂ）を加えて作成する。
処理液（Ｉ）中の有機リン化合物（ａ）の濃度は、通常５質量％以下、好ましくは０．０１〜３％、特に好ましくは０．０５〜２質量％である。
無機塩（Ｂ）の添加量は特に限定されないが、（Ａ）１００質量部に対し、通常５〜１００質量部、好ましくは、７質量部以上、８０質量部以下である。（Ｂ）が５質量部以上ではポリエステル系合成繊維への難燃加工剤の吸着性が良好であり、１００質量部以下の場合は難燃加工剤の均一付着性が良好である。
【００８４】
処理液（Ｉ）中に分散している（ａ）の平均粒子径は、体積平均粒径として通常２μｍ以下であり、ポリエステル繊維への均一付着性の観点から、好ましくは０．０１〜１．５μｍ、より好ましくは０．０２〜１μｍである。処理液（Ｉ）のゼーター電位が大きくなり過ぎると（ａ）の微粒子の凝集が起こりやすくなり、その結果、ポリエステル系合成繊維への吸着に均一性が損なわれ、難燃性にバラツキが生じる。標準エンタルピーが適切な無機塩（例えば硫酸アンモニウム；６．６ｋＪｍｏｌ^−１）を使用しても、添加量が多すぎてゼーター電位が大きくなりすぎると凝集するため、平均粒子径が２μｍを超えてしまい、問題がある。
【００８５】
有機リン系化合物（ａ）の繊維に対する付与量は、繊維または繊維製品形態の種類によって異なるが、通常０．１〜３０質量％、好ましくは０．５〜２０質量％、特に好ましくは１〜１５％である。付与量が０．１質量％以上であると難燃性が良好となり、３０質量％以下であると処理された繊維または繊維製品の風合いが良好である。
【００８６】
本発明において、処理浴でバッチ式処理法により、処理液（Ｉ）中でポリエステル系合成繊維に難燃剤（Ａ）を付与する方法は、以下のとおりである。
液流染色機、ビーム染色機、チーズ染色機等のパッケージ染色機中で、（Ａ）を水に分散させて、さらに（Ｂ）を添加して混合する。
【００８７】
処理浴の浴比は、好ましくは１：５〜１：５０、さらに好ましくは１：１０〜１：４０である。
処理温度は５０℃〜１４０℃、処理時間は１０分〜９０分間であることが好ましく、７０℃〜１３０℃で２０分〜６０分間の処理をすることがさらに好ましい。処理温度が１４０℃を超えると、処理液の分散安定性が損なわれ、難燃剤の付着ムラを生じ、難燃性にムラを生じる。５０℃未満の温度では難燃剤の付着性が悪く、難燃性を得ることができない。
難燃剤処理後、処理した繊維製品を水洗した後、乾燥し、さらにテンター等で加熱処理を施す。水洗は常温〜８０℃での水で行うことが好ましい。この水洗工程で（Ｂ）は実質上、繊維表面から除かれる。次いで、好ましくは９０℃〜１３０℃の温度で乾燥し、さらに、好ましくは１４０〜２００℃の温度で加熱処理を行う。加熱処理時間は２０秒〜５分間であることが好ましい。特に１６０〜１９０℃で３０秒〜１分間の処理をすることが好ましい。１４０℃以上で処理を行うと、洗濯やドライクリーニング後の難燃性が向上する。また、２００℃以下であると、ポリエステル系繊維の黄変脆化、さらに染料の昇華などが生じる恐れがなく好ましい。
なお、（Ａ）、（Ｂ）の混合順序は、とくに限定されない。
【００８８】
本発明の難燃加工法においては、（Ａ）をポリエステル系合成繊維に付与する際に、その他の繊維加工剤と併用することもできる。このような繊維加工剤としては、柔軟剤（シリコーン系エマルション等、たとえば三洋化成工業製サファノールＮ−７５０）、吸水加工剤（ポリエステル系樹脂エマルション等、たとえば三洋化成工業製パーマリンＭＲ−１００）、帯電防止剤（リン酸エステル塩系界面活性剤等、たとえば三洋化成工業製サンスタットＫＴ−６００）、撥水撥油剤（パラフィン系ワックス等、たとえば三洋化成工業製アイソトールＨ）、スリップ防止剤（コロイダルシリカ等、たとえば三洋化成工業製パーマリンＳＣＣ−Ａ）、硬仕上剤および風合い調整剤などが挙げられる。また、本発明を阻害しない範囲で同浴でも別浴でも使用可能である。
同浴または別浴で用いる場合の、上記のその他の繊維加工剤の使用量は、（Ａ）の質量に基づいて、使用量が、好ましくは３０質量％以下、さらに好ましくは２０質量％以下である。
【００８９】
本発明において処理され得る物品は、ポリエステル系合成繊維、ポリエステル系合成繊維からなる綿、糸、編織物もしくは不織布、またはそのポリエステル系合成繊維と綿、麻、羊毛または絹などの天然繊維、ガラス繊維、セラミックス繊維もしくはアスベスト繊維などの無機繊維、レーヨンもしくはアセテートなどの半合成繊維またはポリアミド、ポリビニルアルコール、ポリアクリロニトリルもしくはポリプロピレンなどの合成繊維との交織織物、もしくは混紡繊維からなる綿、糸、編織物もしくは不織布があげられる。
【００９０】
本発明において、適用するポリエステル系合成繊維としては、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、ポリエチレンナフタレート、ポリブチレンナフタレート、ポリエチレンテレフタレート／イソフタレート、ポリエチレンテレフタレート／５−ソジオスルホイソフタレート、ポリエチレンテレフタレート／ポリオキシベンゾイル、およびポリブチレンテレフタレート／イソフタレートなどのポリエステル繊維が挙げられる。
【００９１】
本発明で処理された物品の用途としては、自動車、鉄道、船舶、航空機などの交通機関用；劇場、病院、ホテルなどの公共施設用；または家庭用の、シート、シートカバー、カーテン、壁・天井クロス、障子紙、カーペット、どん帳、建築用養生シート、防護用ネット、帆布、テントなどの繊維または繊維製品が挙げられる。
【００９２】
【実施例】
以下実施例により本発明をさらに説明するが本発明はこれに限定されるものではない。実施例中の部は質量部、％は質量％、比は質量比を示す。特性の評価は以下の測定法により行った。
（１）難燃剤の平均粒子径
レーザ回折／散乱式粒度分布測定装置［堀場製作所（株）製ＬＡ−９２０］を用いて測定した。
（２）ゼータ電位の測定
電気泳動光散乱光度計［大塚電子（株）製ＥＬＳ−８００］を用いて測定した。
（３）難燃性
ＪＩＳ Ｌ １０９１Ｄ法（接炎試験）に準じて評価した。
（４）水洗濯
ＪＩＳ Ｋ ３３７１に従って、弱アルカリ性第一種洗剤１ｇ／Ｌの割合で用い、浴比１：４０として、６０±２℃で１５分間洗濯した後、４０℃±２℃で５分間のすすぎを３回行い、遠心脱水を２分間行い、その後、６０℃±５℃で乾燥する処理を１サイクルとし、これをを５サイクル実施した。
（５）缶体汚染性
難燃加工後、カラーマスター用容器より内容物を取り出し、容器内部の残留付着物の有無を肉眼で確認した。
（６）難燃剤付着率
はつれ防止のために周囲を溶融切断した重さ約１０ｇのポリエステル未染色織布を１０５℃で１時間乾燥させ、小数点３桁まで精秤した重量を基準に、難燃加工後、水洗、乾燥、加熱処理を実施後の重量増加を％で表した。
【００９３】
製造例１
トリキシレニルホスフェート［大八化学工業（株）製：ＴＸＰ］５００重量部、ドデシルアルコールのエチレンオキサイド５モル付加物５０重量部とドデシルアルコールのエチレンオキサイド１５モル付加物３０重量部の混合物に水４２０重量部を撹拌しながら少しずつ加えて乳化分散し、難燃剤「１」１，０００部を得た。難燃剤「１」は、乳白色の乳化分散液で、粘度１２０ｍＰａ・ｓ（２５℃）、平均粒径０．２ミクロン、ｐＨ６．５であった。
難燃剤「１」、無機塩（Ｂ）と浴比１：１５となるよう水を混合し、処理液を調整した。難燃加工処理は、２００ｇ／ｍ^２ のポリエステル未染色織布に、表１の温度の処理浴中で、カラーマスター（辻井染機製染色機）によるバッチ式処理を行った。その後、８０℃で１０分間の水洗を２回行った後、乾燥（１００℃×５分）し、乾熱処理（１８０℃×１分）した。各加工布の特性を測定した結果を表１（実施例１〜４、比較例１〜２）に示す。
【００９４】
製造例２
芳香族縮合リン酸エステル［大八化学工業（株）製：ＣＲ−７４７］４００重量部、ドデシルアルコールのエチレンオキサイド５モル付加物６０重量部とドデシルアルコールのエチレンオキサイド１５モル付加物４０重量部の混合物に水５００重量部を撹拌しながら少しずつ加えて乳化分散し、難燃剤「２」１，０００を得た。難燃剤「２」は、乳白色の乳化分散液で、粘度３２０ｍＰａ・ｓ（２５℃）、平均粒径０．３ミクロン、ｐＨ６．７であった。
難燃剤「２」、無機塩（Ｂ）と浴比１：１５となるよう水を混合し、処理液を調整した。難燃加工処理は、２００ｇ／ｍ^２ のポリエステル未染色織布に、表１の温度の処理浴中で、カラーマスター（辻井染機製染色機）によるバッチ式処理を行った。その後、８０℃で１０分間の水洗を２回行った後、乾燥（１００℃×５分）し、乾熱処理（１８０℃×１分）した。各加工布の特性を測定した結果を表２（実施例１〜４、比較例１〜２）に示す。
【００９５】
製造例３
ジメチルテレフタレ−ト２６０部、エチレングリコ−ル１１６０部および下記式で示される有機リン系化合物（２２）［三光株式会社製：２−（９，１０−ジヒドロ−９−オキサ−１０−オキサイド−１０ホスファフェナントレン−１０−イル）メチルコハク酸ビス−（２−ヒドロキシエチル）］５００部、触媒として、ジメチルテレフタレートおよびホスフィン酸誘導体に対し０．１％の酢酸マンガン、０．５％の酢酸リチウム、および０．０３％の三酸化アンチモンを混合し、常圧で１６０〜２２０℃で３時間加熱してエステル交換反応を行い、ほぼ理論量のメタノ−ルを留去し、次いで系の温度を２５０℃とし、圧力を徐々に減じ１Ｔｏｒｒ以下にし、６時間反応させてＭｗ９，０００、リン含有量５．５％のポリエステルを得た。
本ポリエステル３００部，ジメチルホルムアミド１００部，ラウリルアルコールエチレンオキサイド１５モル付加物５０部を、８０℃で均一に溶解し、湯（８０℃）５５０部を徐々に加えて粒子化し、常温まで冷却後、ビスコミル（アイメックス製横型湿式微粉分散機）にて連続的に３０分間粉砕し、難燃剤「３」１，０００部を得た。難燃剤「３」は、乳白色の分散液で、粘度３５０ｍＰａ・ｓ（２５℃）、平均粒径０．３ミクロン、ｐＨ６．８であった。
難燃剤「３」、無機塩（Ｂ）と浴比１：１５となるよう水を混合し、処理液を調整した。難燃加工処理は、２００ｇ／ｍ^２ のポリエステル未染色織布に、表１の温度の処理浴中で、カラーマスター（辻井染機製染色機）によるバッチ式処理を行った。その後、１０分間の水洗を２回行った後、乾燥（１００℃×５分）し、乾熱処理（１８０℃×１分）した。各加工布の特性を測定した結果を表３（実施例１〜４、比較例１〜２）に示す。
【００９６】
【表１】

【００９７】
【表２】

【００９８】
【表３】

【００９９】
【発明の効果】
本発明のリン系化合物を用いた難燃加工方法によれば、従来のリン系難燃剤に比較して、ポリエステル系合成繊維に効率良く付着せしめ、洗濯しても耐久性のある難燃性を付与することが出来る。また、従来のリン系難燃剤に比べ処理浴のリン系化合物の含量が少なくても済むため、廃液処理の点でも優れる。[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a method for flame retarding polyester synthetic fibers. More specifically, polyester-based synthetic fibers, cotton, yarn, knitted or non-woven fabric made of polyester-based synthetic fibers, or other natural fibers of the polyester-based synthetic fibers and inorganic fibers, cross-woven fabrics of semi-synthetic fibers or synthetic fibers, Another object of the present invention is to provide a flame-retardant processing method suitable for making a fiber or a fiber product made of cotton, yarn, knitted woven fabric or non-woven fabric made of blended fiber into flame-retardant by post-processing.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, various methods are known for imparting flame retardancy to polyester fibers, particularly fabrics, by post-processing.
For example, a dispersant is used to disperse a brominated cycloalkane, such as 1,2,5,6,9,10-hexabromocyclododecane, in water as a flame retardant in a polyester fiber cloth. A method for attaching is known (for example, Patent Document 1).
[0003]
[Patent Document 1]
JP-B-53-8840
[0004]
However, according to the method of imparting flame retardancy by attaching a halogen-based compound to a polyester fiber cloth as described above, when such a polyester fiber cloth burns, a harmful halogenated gas is generated. There are problems such as harmful effects on the environment. Therefore, in recent years, the use of halogen compounds as flame retardants has been regulated.
Then, it has been found that as a flame retardant component replacing the halogen compound, the organic phosphorus compound has good flame retardancy to the polyester fiber.
[0005]
However, organophosphorus compounds have poor adhesion to polyester fibers, and in order to obtain effective flame retardancy, the majority of the organophosphorus compounds used in the treatment of large amounts of flame retardants remain in the treatment bath. Therefore, there is a problem that the load of the waste liquid is large, which adversely affects the environment.
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
An object of the present invention is to provide a flame-retardant processing method in which an organic phosphorus-based compound is efficiently applied to a polyester-based synthetic fiber even in post-processing, and durable flame retardancy is imparted.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
The present inventors have conducted intensive studies to achieve the above object, and as a result, have reached the present invention. That is, the present invention relates to a method for flame-retarding polyester synthetic fibers using a treatment liquid (I) containing a flame retardant (A) comprising one or more organic phosphorus compounds (a). Wherein the zeta potential is adjusted to -20 mv to -80 mv, and the organophosphorus compound (a) is dispersed in the treatment liquid (I) as fine particles having an average particle diameter of 2 μm or less. This is a flame-retardant processing method for synthetic fibers.
[0008]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
As the organic phosphorus compound (a) used in the present invention, a low molecular weight organic phosphorus compound (a1) containing a phosphorus atom-containing functional group (P) containing a pentavalent phosphorus atom in a molecule or a high molecular weight organic phosphorus compound Compound (a2).
Specifically, it has at least one type of phosphorus atom-containing functional group (P) selected from a phosphoric acid group (P1), a phosphonic acid group (P2), a phosphinic acid group (P3), and a phosphine oxide group (P4). Compound.
[0009]
As the low molecular weight organic phosphorus compound (a1) containing a phosphate group (P1), a phosphate (a1-1) having a structure represented by the general formula (1) can be used.
[0010]
Embedded image

[0011]
Where R ¹ , R ² , R ³ Is an alkyl group having 1 to 22 carbon atoms, an alkenyl group having 2 to 22 carbon atoms, a cycloalkyl group having 5 to 6 carbon atoms, an aryl group having 6 to 14 carbon atoms, or an aryl substituted with an alkylene group having 1 to 4 carbon atoms. An alkyl group, which may be the same or different, ¹ , R ² , R ³ Two of them may combine with each other to form a ring together with P and O.
[0012]
Substituent R ¹ ~ R ³ Examples of the alkyl group are linear or branched alkyl groups having 1 to 22 carbon atoms, such as methyl, ethyl, n-propyl, isopropyl, n-butyl, isobutyl, sec-butyl, tert-butyl group, n-pentyl group, 3-methylbutyl group, n-hexyl group, 2-ethylbutyl group, n-heptyl group, isoheptyl group, 2-ethylhexyl group, isononyl group, n-decyl group, isodecyl group, n -Dodecyl group, n-hexadecyl group, n-octadecyl group, n-icosyl group, n-docosyl group. From the viewpoint of phosphorus content, among them, an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms is preferable.
[0013]
Substituent R ¹ ~ R ³ Is a linear or branched alkenyl group having 2 to 22 carbon atoms, such as vinyl, 1-propenyl, 2-propenyl, isopropenyl, 2-butenyl, 2-pentenyl, and decenyl. Group, dodecenyl group, tridecenyl group, hexadecenyl group, octadecenyl group, eicosenyl group, docosenyl group. In light of phosphorus content, an alkenyl group having 2 to 6 carbon atoms is preferable.
Substituent R ¹ ~ R ³ Are cyclopentyl group and cyclohexyl group.
[0014]
Substituent R ¹ ~ R ³ Are aryl groups having 6 to 14 carbon atoms, such as phenyl, tolyl, xylyl, mesityl, cumenyl, octylphenyl, biphenylyl, naphthyl, anthryl, and phenanthryl. And a phenyl group and a biphenylyl group are preferred.
Substituent R ¹ ~ R ³ Is an arylalkyl group having 7 to 18 carbon atoms substituted with an alkylene group having 1 to 4 carbon atoms, and is preferably a benzyl group or a phenethyl group.
[0015]
Specific examples of the phosphate ester (a1-1) containing a phosphate group (P1) include trimethyl phosphate, triethyl phosphate, tripropyl phosphate, triisopropyl phosphate, tributyl phosphate, triisobutyl phosphate, Examples include triphenyl phosphate, tricresyl phosphate, trixylyl phosphate, diphenylcresyl phosphate, methyldiphenyl phosphate, and phenyldiethyl phosphate. Of these, preferred is triphenyl phosphate.
[0016]
As the low molecular weight organic phosphorus compound (a1) containing a phosphonic acid group (P2), a phosphonic acid ester (a1-2) having a structure represented by the general formula (2) can be used.
[0017]
Embedded image

[0018]
R in the formula ¹ , R ² , R ³ Is the same substituent as the substituent exemplified in (a1-1).
[0019]
Specific examples of the phosphonate ester (a1-2) containing a phosphonate group (P2) include dimethyl methylphosphonate, diethyl ethylphosphonate, dipropyl methylphosphonate, tributyl methylphosphonate, dibutyl butylphosphonate, diphenyl phenylphosphonate, Examples include dicresyl phenylphosphonate, dixylyl phenylphosphonate, and phenylcresyl phenylphosphonate. Of these, preferred is diphenyl phenylphosphonate.
[0020]
As the low molecular weight organic phosphorus compound (a1) containing a phosphinic acid group (P3), a phosphinic acid ester (a1-3) having a structure represented by the general formula (3) can be used.
[0021]
Embedded image

[0022]
R in the formula ¹ , R ² , R ³ Is the same substituent as the substituent exemplified in (a1-1).
[0023]
Specific examples of the phosphinic acid ester (a1-3) containing a phosphinic acid group (P3) include dimethyl dimethyl phosphinate, ethyl diethyl phosphinate, propyl dimethyl phosphinate, butyl dityl phosphinate, phenyl diphenyl phosphinate, and diphenyl phosphine. Cresyl acid, dixyl diphenylphosphinate and the like. Of these, phenyl diphenylphosphinate is preferred.
[0024]
As the low molecular weight organic phosphorus compound (a1) containing a phosphine oxide group (P4), a compound (a1-4) having a structure represented by the general formula (4) can be used.
[0025]
Embedded image

[0026]
R in the formula ¹ , R ² , R ³ Is the same substituent as the substituent exemplified in (a1-1).
[0027]
Specific examples of the compound (a1-4) containing a phosphine oxide group (P4) include trimethyl phosphine oxide, triethyl phosphine oxide, tri-n-propyl phosphine oxide, tri-n-butyl phosphine oxide, and triphenyl phosphine oxide. , Tri-n-hexylphosphine oxide, tri-n-octylphosphine oxide, tris-3-hydroxypropylphosphine oxide and the like. Of these, preferred is triphenylphosphine oxide.
[0028]
As the high molecular weight organic phosphorus compound (a2), condensed phosphate (a2-1) and condensed phosphonate (a2-2) represented by formulas (5) and (6) may be used. it can.
[0029]
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[0030]
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[0031]
(Where R ⁴ ~ R ⁷ Is an aryl group having 6 to 14 carbon atoms or an arylalkyl group having 7 to 18 carbon atoms substituted with an alkylene group having 1 to 4 carbon atoms, which may be the same or different. V and W represent an arylene group. n shows the integer of 1-5. )
[0032]
Substituent R ⁴ ~ R ⁷ Are aryl groups having 6 to 14 carbon atoms, such as phenyl, tolyl, xylyl, mesityl, cumenyl, octylphenyl, biphenylyl, naphthyl, anthryl, and phenanthryl. And a phenyl group and a biphenylyl group are preferred.
Further, the substituent R ⁴ ~ R ⁷ Is an arylalkyl group having 7 to 18 carbon atoms substituted with an alkylene group having 1 to 4 carbon atoms, and is preferably a benzyl group or a phenethyl group.
[0033]
The arylene group for V and W is an arylene group having 6 to 20 carbon atoms, such as a phenylene group, a naphthylene group, and a phenanthrene group.
[0034]
Specific examples of the condensed phosphate ester (a2-1) include resorcinol bis (diphenyl phosphate), resorcinol bis (dicresyl phosphate), resorcinol bis (dicylenyl phosphate), hydroquinone bis (diphenyl phosphate), and hydroquinone bis ( Dicresyl phosphate), hydroquinone bis (dixylenyl phosphate), bisphenol A diphenyl phosphate) bisphenol A bis (dicresyl phosphate), bisphenol A bis (dicylenyl phosphate) and the like. The weight average molecular weight of the condensed polymer phosphate (a2-1) represented by the general formula (5) is usually 500 to 2,000, preferably 700 to 1500.
[0035]
Specific examples of the condensed phosphonate (a2-2) include resorcinol (phenyl phenyl phosphonate), hydroquinone (phenyl phenyl phosphonate), and bisphenol A (phenyl phenyl phosphonate). The condensed phosphate ester (a2-2) represented by the general formula (6) has a weight average molecular weight of usually 500 to 2,000, preferably 700 to 1500.
[0036]
Examples of the high molecular weight organic phosphorus compound (a2) include, in addition to the above-mentioned condensed phosphate ester (a2-1) and condensed phosphonate ester (a2-2), polymers having a hydroxyl group (phenol resin, polyacryldiol). Etc.), phosphoric acid esters (a2-3), phosphonic acid esters (a2-4) and phosphinic acid esters (a2-5). These are obtained by a transesterification reaction between a polymer having a hydroxyl group such as a phenol resin and polyacryldiol and the above-mentioned (a1-1) to (a1-3).
[0037]
Further, as the high molecular weight organic phosphorus compound (a2) of the present invention, a low molecular weight organic phosphorus compound (a′-1) to (a′-5) represented by the following general formulas (7) to (11) and dicarboxylic acid Polyester (e) obtained by subjecting an acid and / or its ester-formable derivative (c) and diol (d) to a polyesterification reaction is exemplified.
[0038]
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[0039]
[R represents a monovalent organic group. ]
[0040]
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[0041]
[R represents a monovalent organic group. ]
[0042]
Embedded image

[0043]
[R represents a monovalent organic group, Y represents a divalent or trivalent organic residue, and Z represents a monovalent ester-forming functional group. ]
[0044]
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[0045]
[R represents a monovalent organic group, Y represents a divalent or trivalent organic residue, and Z represents a monovalent ester-forming functional group. ]
[0046]
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[0047]
[R ′ and R ″ are monovalent organic groups, Y is a divalent or trivalent organic residue, Z is a monovalent ester-forming functional group, and n is an integer of 1 or 2.]
[0048]
As the low molecular weight organic phosphorus compound (a'-1) which is a raw material of the polyester (e) represented by the general formula (7), the same compound as the above (a1-1) can be used.
As the raw material low molecular weight organic phosphorus compound (a'-2) represented by the general formula (8), the same compound as the above-mentioned (a1-2) can be used.
[0049]
Raw material low molecular weight organic phosphorus compound (a'-3) represented by general formula (9), raw material low molecular weight organic phosphorus compound (a'-4) represented by general formula (10), general formula The raw material low molecular weight organic phosphorus compound (a'-5) represented by (11) is a carboxyl group, a lower alkyl (1 to 4 carbon atoms) of a carboxyl group, an alkylene glycol ester, an ester-forming compound such as a hydroxyl group. It is a compound having a functional group.
[0050]
Specific examples of the raw material compound represented by the general formula (7) include trimethyl phosphate, triethyl phosphate, and the like.
[0051]
Specific examples of the raw material compound represented by the general formula (8) include methylphosphonic acid, dimethyl methylphosphonate, dimethyl ethylphosphonate, and the like.
[0052]
Specific examples of the raw material compound represented by the general formula (9) include 2-carboxyethyl-methylphosphinic acid, 2-carboxyethyl-ethylphosphinic acid, 2-carboxyethyl-propylphosphinic acid, and 2-carboxyethyl-phenyl. Phosphinic acid, 2-carboxyethyl-m-toluylphosphinic acid, 2-carboxyethyl-p-toluylphenylphosphinic acid, 2-carboxyethyl-xylylphosphinic acid, 2-carboxyethyl-benzylphosphinic acid, 2-carboxymethyl- Methylphosphinic acid, 2-carboxyethyl-propylphosphinic acid, 2-carboxymethyl-phenylphosphinic acid, 2-carboxymethyl-m-toluylphosphinic acid, 2-carboxymethyl-p-toluylphenylphosphinic acid, 2-carboxymethyl -Xylylphosphinic acid, 2-carboxymethyl-benzylphosphinic acid, and anhydrides thereof, lower alkyl (1 to 4 carbon atoms) esters thereof, halides (such as chlorides), but are not limited thereto. . It is also possible to use these mixtures.
[0053]
Specific examples of the raw material compound represented by the general formula (10) include bis- (2-carboxyethyl) phenylphosphine oxide, bis- (2-carboxyethyl) m-toluylphosphine oxide, and bis- (2-carboxyethyl). ) M-toluylphosphine oxide, bis- (2-carboxyethyl) p-toluylphosphine oxide, bis- (2-carboxyethyl) xylylphosphine oxide, bis- (2-carboxyethyl) benzylphosphine oxide, bis- (2 -Carboxymethyl) phenylphosphine oxide, bis- (2-carboxymethyl) m-toluylphosphine oxide, bis- (2-carboxymethyl) m-tolylphosphine oxide, bis- (2-carboxymethyl) p-toluylphosphine oxide, Screw- (2 -Carboxymethyl) xylylphosphine oxide, bis- (2-carboxymethyl) benzylphosphine oxide, bis- (2-carboxymethyl) -m-ethylbenzylphosphine oxide, and its anhydrides and lower alkyls (having 1 to 1 carbon atoms) 4) Esters and halides (such as chloride), but are not limited thereto. It is also possible to use these mixtures.
[0054]
R ′ and R ″ in the general formula (11) represent the same or different monovalent organic residues, and may form a ring with each other.
Specific examples of the low molecular weight organic phosphorus compound represented by (11) include lower alcohols (1 to 4 carbon atoms) diester, ethylene glycol diester and propylene having the chemical structure of dicarboxylic acid of (12) to (19) shown below. Glycol diesters; their acid anhydrides and their halides (such as chlorides), but are not limited thereto. It is also possible to use these mixtures.
[0055]
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[0056]
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[0063]
Examples of the dicarboxylic acid and / or their acid anhydride (c) as raw materials for producing the polyester (e) as an example of the high molecular weight organic phosphorus compound (a2) of the present invention include aromatic dicarboxylic acids, Examples thereof include araliphatic dicarboxylic acids, aliphatic dicarboxylic acids, and alicyclic dicarboxylic acids; and acid anhydrides, lower alkyl (1 to 4 carbon atoms) esters thereof, acid halides (such as acid chloride), and the like.
Examples of the aromatic dicarboxylic acid include those having 8 to 20 carbon atoms, such as terephthalic acid, isophthalic acid, orthophthalic acid, naphthalenedicarboxylic acid (1,5-, 2,5-, 2,6- and 2,7-form) acids, Biphenyl dicarboxylic acid (2,2'-, 3,3'- and 4,4'-form), 4,4'-diphenyl ether dicarboxylic acid, 4,4'-diphenylmethane dicarboxylic acid, 4,4'-diphenyl sulfone dicarboxylic acid Acids, 1,2-bis (phenoxy) ethane-4,4′-dicarboxylic acid, 2,5-anthracenedicarboxylic acid (2,5- and 2,6-forms) and mixtures thereof.
As the araliphatic dicarboxylic acids, those having 9 to 20 carbon atoms, for example, phenylenedietic acid (o-, m- and p-form), phenylenedipropionic acid (o-, m- and p-form), phenylmalone Acids, phenylglutaric acid and diphenylsuccinic acid.
[0064]
Examples of the aliphatic dicarboxylic acids include saturated or unsaturated dicarboxylic acids having 2 to 20 carbon atoms, such as oxalic acid, malonic acid, succinic acid, glutaric acid, adipic acid, sebacic acid, decanedicarboxylic acid, maleic acid, fumaric acid, and itaconic acid. Acids.
[0065]
The alicyclic dicarboxylic acid includes 6 to 50 carbon atoms, for example, 1,3-cyclobutanedicarboxylic acid, 1,3-cyclopentanedicarboxylic acid, 1,4-cyclohexanedicarboxylic acid, 1,2-cyclohexanedicarboxylic acid, 3-Dicarboxymethylcyclohexane, 1,4-dicarboxymethylcyclohexane, dicyclohexyl-4,4'-dicarboxylic acid and dimer acid.
[0066]
The diol (d) which is another raw material for producing the polyester (e) in the present invention includes a low molecular diol and a high molecular diol.
Examples of the low molecular diol include aliphatic diols (alkylene glycols having 2 to 10 carbon atoms, such as ethylene glycol, diethylene glycol, propylene glycol, dipropylene glycol, 1,4-, 1,3-butanediol, neopentyl glycol, 6-hexanediol); alicyclic diols [5 to 20 carbon atoms, for example, cyclopentane-1,2-diol, cyclohexane-1,4-diol, bis (hydroxymethyl) cyclohexane, hydrogenated bisphenol A]; Aromatic aliphatic diols having 10 to 20 carbon atoms, such as bis (hydroxyethyl) benzene, bishydroxymethyldiphenyl ether; and diols or dihydric phenols having 6 to 20 carbon atoms, such as monocyclic dihydric phenols such as hydroquinone ) Bisphenol (such as bisphenol A)] alkylene oxide low-mol adduct (number 2-4 carbon atoms) (number average molecular weight of 500 or less); and mixtures of two or more thereof.
[0067]
Examples of the polymer diol include a polyether diol, a polyester diol, a polyacryl diol, a polybutadiene diol, and a mixture of two or more of these, which are usually used in the production of polyester.
[0068]
Further, the polyester (e) of the present invention can be produced by subjecting a lactone to a ring-opening polymerization reaction. At this time, the dicarboxylic acid (c) and the diol (d) may be used in combination. Examples of the lactone include those having 3 to 20 carbon atoms, for example, β-lactone (such as β-propiolactone), γ-lactone (such as γ-butyrolactone), δ-lactone (such as δ-valerolactone), ε-lactone ( ε-caprolactone, etc.) and macrocyclic lactones (enantholactone, undecanolactone, dodecalactone, etc.). The alkylene group constituting the lactone may be linear or branched.
[0069]
As a method for obtaining the polyester (e) as an example of the high molecular weight organic phosphorus compound (a2) of the present invention, a low molecular weight organic phosphorus compound and a dicarboxylic acid can be obtained by any method used in ordinary polyester production. And / or polycondensation of an ester-forming derivative thereof with a diol.
The method and timing of adding the low molecular weight organic phosphorus compound as a raw material are not particularly limited, and the timing of the addition can be at any stage from the initial stage to the late stage of the polycondensation reaction.
[0070]
The polyesterification reaction is usually performed in the presence of a catalyst. Examples of the catalyst include a group IIA (Mg, Ca, etc.), a group IIB (Zn, etc.), a group IIIA (Al, etc.), a group IVA (Ge, Sn, etc.), a group IVB (Ti, etc.), a group VA, which are conventionally used. (Sb etc.), Group VIIB (Mn etc.), Group VIII (Fe etc.) metal compounds (oxides, chlorides, organic (alkyl group, aryl group etc.) metal compounds, etc.). The above may be used in combination.
The reaction time of the polyesterification reaction is usually 1 to 50 hours, preferably 2 to 20 hours.
[0071]
The weight average molecular weight of the polyester (e) (measurement method: GPC method, hereinafter the same, hereinafter abbreviated as Mw) is preferably 1,000 to 100,000, more preferably 5,000 to 50, from the viewpoint of durability and flame retardancy. 000.
[0072]
The phosphorus content of the polyester (e) is preferably 0.5 to 20% by weight, more preferably 3 to 15% by weight, and particularly preferably 4 to 10% by weight from the viewpoint of flame retardancy and durability flame retardancy. .
[0073]
The flame retardant (A) of the present invention is produced by dispersing an organic phosphorus compound (a) in water. The concentration of the organic phosphorus compound (a) in (A) is usually 10 to 50% by weight, preferably 15 to 40% by weight.
As a method of dispersing (a) in water, for example, (a) is used in combination with a nonionic surfactant, an anionic surfactant, or a combination of these, and if necessary, an organic solvent is also blended to dissolve uniformly and gradually dissolve in water. To emulsify and disperse.
The obtained aqueous dispersion may be further cooled to room temperature, if necessary, and then finely dispersed by a wet pulverizer.
[0074]
Examples of the nonionic surfactant include alkylene oxide-added nonionic surfactants, higher fatty acid esters of polyalkylene glycols, alkylene oxide adducts of higher fatty acid esters of polyhydric alcohols, and alkylene oxide adducts of higher fatty acid amides And alkylene oxide adducts of polyhydric alcohol alkyl ethers and polyhydric alcohol-type nonionic surfactants.
Examples of the alkylene oxide-added nonionic surfactant include higher alkylene (C18 to C24), higher fatty acid (C12 to C24), higher alkylamine (C8 to C24), alkylene oxide [carbon 2 to 4, for example, ethylene oxide (hereinafter abbreviated as EO), propylene oxide (hereinafter abbreviated as PO), butylene oxide; and a combination of two or more thereof, the same applies hereinafter). The average molecular weight (determined by gel permeation chromatography; hereinafter abbreviated as Mn) is 158 to 200,000.
Examples of higher fatty acid esters of polyalkylene glycols include those obtained by reacting higher fatty acids with polyalkylene glycols having an Mn of 150 to 6,000 obtained by adding alkylene oxide to glycols.
Alkylene oxide adducts of higher fatty acid esters of polyhydric alcohols include dihydric to octahydric or higher polyhydric alcohols having 2 to 60 carbon atoms (eg, ethylene glycol, propylene glycol, glycerin, pentaerythritol, sorbitan). Examples thereof include those obtained by adding an alkylene oxide to an esterified product obtained by reacting a fatty acid (having 12 to 24 carbon atoms, for example, lauric acid or stearic acid) (Mn 250 to 30,000).
Examples of the alkylene oxide adduct of a higher fatty acid amide include those obtained by adding an alkylene oxide to a higher fatty acid amide to obtain Mn of 200 to 30,000.
As the alkylene oxide adduct of the polyhydric alcohol alkyl ether, those obtained by adding an alkylene oxide to a dihydric to octahydric or higher polyhydric alcohol alkyl (3 to 60 carbon atoms) ether to obtain Mn of 120 to 30,000 are used. No.
Examples of the polyhydric alcohol-type nonionic surfactant include esters of a divalent to octavalent or higher polyvalent alcohol with 3 to 60 carbon atoms and a fatty acid (3 to 60 carbon atoms); Trivalent (divalent to octavalent or more) alcohol alkyl (3 to 60 carbon atoms) ether; fatty acid (3 to 60 carbon atoms) alkanolamide;
[0075]
Examples of the anionic surfactant include carboxylic acids (saturated or unsaturated fatty acids having 8 to 22 carbon atoms) or salts thereof (salts such as sodium, potassium, ammonium, and alkanolamine); and salts of carboxymethylated compounds (8 carbon atoms) Salts of carboxymethylated compounds such as aliphatic alcohols having １６16 and / or EO (1-10 mol) adducts thereof, etc .; sulfuric acid ester salts [sulfuric acid esters of higher alcohols (sulfuric acid of aliphatic alcohols having 8 to 18 carbon atoms) Ester salts, etc.]]; higher alkyl ether sulfates [sulfate of EO (1-10 mol) adducts of aliphatic alcohols having 8 to 18 carbon atoms]; sulfated oils (natural unsaturated fats or oils) Sulfated fatty acid ester (lower alcohol ester of unsaturated fatty acid) Sulfated olefins (sulfated and neutralized olefins having 12 to 18 carbon atoms); sulfonates [alkylbenzene sulfonates, alkylnaphthalene sulfonates, sulfosuccinic acid diesters) , Α-olefin (C12-18) sulfonate, Igepon T type, etc.]; Phosphate salt [Higher alcohol (C8-60) phosphate ester, higher alcohol (C8-60) EO Phosphoric acid ester salt of an adduct, an alkyl (C4-60) phenol EO adduct phosphoric acid salt, etc.].
[0076]
The amount of these surfactants to be added is generally 0.001 to 35 parts by weight, preferably 0.05 to 20 parts by weight, per 100 parts by weight of (a). When the content is 0.001 part by weight or more, the dispersion stability of (a) in water is good, and when it is 35 parts by weight or less, the flame retardancy is good.
[0077]
When the organophosphorus compound (a) is dispersed in water to produce the flame retardant (A) of the present invention, as the organic solvent used in combination with the nonionic surfactant and the anionic surfactant, if necessary, toluene, Aromatic hydrocarbons such as xylene and alkyl (C1-4) naphthalene; ketones such as acetone and methyl ethyl ketone; ethers such as dioxane and ethyl cellosolve; amides such as dimethylformamide; sulfoxides such as dimethyl sulfoxide; methylene chloride; And mixtures of two or more thereof.
[0078]
The compounding amount of these organic solvents is preferably 1 to 100 parts by weight, more preferably 10 to 90 parts by weight, based on 100 parts by weight of (a). If it is added in an amount of 1 part by weight or more, the dispersion stability of (a) in water is good, and if it is 100 parts by weight or less, the flame retardancy is good.
[0079]
The volume average particle size of (a) dispersed in (A) is usually 2 μm or less, and preferably 0.01 to 1.5 μm, more preferably 0, from the viewpoint of uniform adhesion to polyester fibers. 0.02 to 1 μm.
The volume average particle size can be measured by a laser diffraction type particle size distribution measuring method (for example, using LA-920 manufactured by Horiba, Ltd.).
[0080]
The flame-retardant processing method of the present invention is to add the inorganic acid salt to the treatment liquid (I) containing the flame retardant (A), so that the zeta potential of (I) is usually -20 mv to -80 mv, preferably, It is adjusted to −30 mv to −70 mv, more preferably −35 mv to −65 mv.
When the zeta potential of the treatment liquid (I) is larger than -20 mv, the flame retardant aggregates, the uniformity of adsorption to the polyester synthetic fiber is impaired, and the flame retardancy varies. If the zeta potential is less than -80 mv, the adsorptivity to the polyester-based synthetic fiber is reduced, and the flame retardancy is impaired.
The zeta potential can be measured by an electrophoretic light scattering method (for example, using ELS-800 manufactured by Otsuka Electronics Co., Ltd.).
[0081]
As a method of adjusting the zeta potential of the treatment liquid (I) containing (A) to a preferable range, a method of adding an inorganic salt (B) can be mentioned. As the inorganic salt (B), a standard solution in water is used. Enthalpy is 3-25kJmol ^-1 , Preferably 5 to 20 kJmol ^-1 Particularly preferably 6 to 19 kJmol ^-1 Are preferred.
Standard dissolution enthalpy is 3 kJmol ^-1 When the inorganic acid salt of less than is used, the zeta potential of the treatment liquid (I) becomes larger than -20 mv, so that the flame retardant is agglomerated, the uniformity of adsorption to the polyester synthetic fiber is impaired, and the flame retardancy is reduced. Variations occur. Or 25kJmol ^-1 When the amount exceeds, the zeta potential becomes smaller than -80 mv, so that the adsorptivity to the polyester-based synthetic fiber decreases, and the flame retardancy is impaired.
In the present invention, the “standard enthalpy of dissolution in water” is the one described in Chemical Handbook, Basic Edition II (4th revised edition), pages 252 to 255 (1993).
[0082]
Examples of the inorganic acid salt (B) in the present invention include a cation component such as an alkali metal (lithium salt, sodium salt, potassium salt, etc.), ammonium, an organic amine, and the like, hydrochloric acid, nitrous acid, nitric acid, sulfurous acid, sulfuric acid, sulfuric acid, persulfuric acid, Among the inorganic salts with inorganic acids such as phosphoric acid, phosphonic acid, phosphinic acid, boric acid, hypochlorous acid and perchloric acid (cationic components include organic amines such as hydrazine), the standard enthalpy of dissolution in water is 3 to 25 kJmol ^-1 belongs to.
As a specific example, LiF (4.7 kJmol) is used as the alkali metal salt. ^-1 ), LiNO ₂ ・ H ₂ O (7.1), NaBr.2H ₂ O (18.6), NaClO ₃ (21.7), NaClO ₄ ・ H ₂ O (22.5), NaHCO ₃ (19.1), NaI.2H ₂ O (16.1), NaIO ₃ (20.2), NaNO ₂ (13.8), NaNO ₃ (20.5), KBr (19.9), KCl (17.2), KH ₂ PO ₄ (19.6), KNO ₂ (13.3). Examples of the ammonium salt include NH. ₄ Br (16.8), NH ₄ Cl (14.8), NH ₄ HCO ₃ (25), (NH ₄ ) H ₃ PO ₃ (16.3), (NH ₄ ) ₂ HPO ₄ (9.8), (NH ₄ ) ₃ SO ₄ (6.6), NH ₄ HSO ₃ (10.0), NH ₄ HSO ₄ (7.1), NH ₄ NO ₂ (19.2). Examples of the hydrazine salt include N ₂ H ₅ Cl (21.8).
Of these, (NH ₄ ) ₃ SO ₄ (6.6), (NH ₄ ) ₂ HPO ₄ , (NH ₄ ) H ₃ PO ₃ (16.3) is preferred.
[0083]
The treatment liquid (I) of the present invention is prepared by diluting the flame retardant (A) with water in advance and adding an inorganic salt (B) to adjust the zeta potential to -20 mv to -80 mv.
The concentration of the organic phosphorus compound (a) in the treatment liquid (I) is usually 5% by mass or less, preferably 0.01 to 3%, and particularly preferably 0.05 to 2% by mass.
The amount of the inorganic salt (B) to be added is not particularly limited, but is usually 5 to 100 parts by mass, preferably 7 to 80 parts by mass, per 100 parts by mass of (A). When (B) is at least 5 parts by mass, the adsorptivity of the flame retardant to the polyester-based synthetic fiber is good, and when it is at most 100 parts by mass, the uniform adhesion of the flame retardant is good.
[0084]
The average particle diameter of (a) dispersed in the treatment liquid (I) is usually 2 μm or less as a volume average particle diameter, and preferably from 0.01 to 1. It is 5 μm, more preferably 0.02 to 1 μm. If the zeta potential of the treatment liquid (I) is too large, the aggregation of the fine particles in (a) tends to occur, and as a result, the uniformity of adsorption to the polyester synthetic fiber is impaired, and the flame retardancy varies. An inorganic salt having a suitable standard enthalpy (for example, ammonium sulfate; 6.6 kJmol) ^-1 Even when (2) is used, if the added amount is too large and the zeta potential is too large, the particles aggregate, so that there is a problem that the average particle diameter exceeds 2 μm.
[0085]
The amount of the organophosphorus compound (a) applied to the fiber varies depending on the type of fiber or fiber product, but is usually 0.1 to 30% by mass, preferably 0.5 to 20% by mass, and particularly preferably 1 to 15% by mass. %. When the amount is 0.1% by mass or more, the flame retardancy is good, and when the amount is 30% by mass or less, the texture of the treated fiber or fiber product is good.
[0086]
In the present invention, the method of applying the flame retardant (A) to the polyester-based synthetic fiber in the treatment liquid (I) by the batch treatment method in the treatment bath is as follows.
In a package dyeing machine such as a liquid jet dyeing machine, a beam dyeing machine or a cheese dyeing machine, (A) is dispersed in water, and (B) is further added and mixed.
[0087]
The bath ratio of the treatment bath is preferably 1: 5 to 1:50, more preferably 1:10 to 1:40.
The processing temperature is preferably from 50 ° C to 140 ° C, and the processing time is preferably from 10 minutes to 90 minutes, and more preferably from 70 ° C to 130 ° C for 20 minutes to 60 minutes. If the treatment temperature exceeds 140 ° C., the dispersion stability of the treatment liquid is impaired, and uneven adhesion of the flame retardant occurs, resulting in uneven flame retardancy. If the temperature is lower than 50 ° C., the adhesion of the flame retardant is poor, and the flame retardancy cannot be obtained.
After the flame retardant treatment, the treated fiber product is washed with water, dried, and further subjected to a heat treatment with a tenter or the like. Washing with water is preferably performed with water at normal temperature to 80 ° C. In this washing step, (B) is substantially removed from the fiber surface. Next, drying is preferably performed at a temperature of 90 ° C to 130 ° C, and a heat treatment is further performed preferably at a temperature of 140 ° C to 200 ° C. The heat treatment time is preferably from 20 seconds to 5 minutes. In particular, it is preferable to perform the treatment at 160 to 190 ° C. for 30 seconds to 1 minute. When the treatment is performed at 140 ° C. or higher, the flame retardancy after washing and dry cleaning is improved. A temperature of 200 ° C. or lower is preferable because there is no risk of yellowing embrittlement of the polyester fiber and sublimation of the dye.
The order of mixing (A) and (B) is not particularly limited.
[0088]
In the flame-retardant processing method of the present invention, when applying (A) to the polyester-based synthetic fiber, it can be used in combination with another fiber processing agent. Examples of such a fiber processing agent include a softening agent (silicone emulsion or the like, for example, Saphanol N-750 manufactured by Sanyo Chemical Industry), a water absorbing agent (a polyester resin emulsion or the like, for example, Permarine MR-100 manufactured by Sanyo Chemical Industry), charging, or the like. Inhibitors (phosphate ester-based surfactants, such as Sunstat KT-600, manufactured by Sanyo Chemical Industries), water / oil repellents (paraffin-based wax, such as Isotor H, manufactured by Sanyo Chemical Industries), anti-slip agents (colloidal silica) And the like, for example, Sanyo Kasei Kogyo's Permarine SCC-A), a hard finish, and a texture adjuster. The same bath or a separate bath can be used as long as the present invention is not impaired.
When used in the same bath or a separate bath, the amount of the other fiber processing agent used is preferably 30% by mass or less, more preferably 20% by mass or less based on the mass of (A). is there.
[0089]
Articles that can be treated in the present invention include polyester-based synthetic fibers, cotton, yarn, knitted or non-woven fabric made of polyester-based synthetic fibers, or polyester-based synthetic fibers and natural fibers such as cotton, hemp, wool or silk, and glass fibers. Cotton, yarn, knitted woven fabric or a mixture of inorganic fibers such as ceramic fibers or asbestos fibers, semi-synthetic fibers such as rayon or acetate, or synthetic fibers such as polyamide, polyvinyl alcohol, polyacrylonitrile or polypropylene; Non-woven fabrics are mentioned.
[0090]
In the present invention, applicable polyester synthetic fibers include polyethylene terephthalate, polypropylene terephthalate, polybutylene terephthalate, polyethylene naphthalate, polybutylene naphthalate, polyethylene terephthalate / isophthalate, polyethylene terephthalate / 5-sodiosulfoisophthalate, polyethylene Polyester fibers such as terephthalate / polyoxybenzoyl and polybutylene terephthalate / isophthalate.
[0091]
Examples of uses of the articles treated according to the present invention include transportation such as automobiles, railroads, ships, and aircraft; public facilities such as theaters, hospitals and hotels; or households, seats, seat covers, curtains, walls, and the like. Textiles or textile products such as ceiling cloth, shoji paper, carpet, paddles, architectural curing sheets, protective nets, canvas, and tents.
[0092]
【Example】
Hereinafter, the present invention will be further described with reference to Examples, but the present invention is not limited thereto. The parts in the examples are parts by mass,% is mass%, and the ratio is the mass ratio. The characteristics were evaluated by the following measurement methods.
(1) Average particle size of flame retardant
The measurement was performed using a laser diffraction / scattering particle size distribution analyzer [LA-920 manufactured by Horiba, Ltd.].
(2) Measurement of zeta potential
It was measured using an electrophoretic light scattering photometer [ELS-800 manufactured by Otsuka Electronics Co., Ltd.].
(3) Flame retardancy
The evaluation was performed according to the JIS L 1091D method (flame contact test).
(4) Water washing
According to JIS K 3371, using a weak alkaline first-class detergent at a rate of 1 g / L, using a bath ratio of 1:40, washing at 60 ± 2 ° C. for 15 minutes, and rinsing at 40 ° C. ± 2 ° C. for 5 minutes three times. Then, centrifugal dehydration was performed for 2 minutes, and then the treatment of drying at 60 ° C. ± 5 ° C. was defined as one cycle, and this was performed five cycles.
(5) Can body contamination
After the flame-retardant processing, the contents were taken out of the color master container, and the presence or absence of residual deposits inside the container was visually checked.
(6) Flame retardant adhesion rate
A non-dyed polyester woven fabric with a weight of about 10 g, which has been melt-cut to prevent debris, is dried at 105 ° C for 1 hour. Based on the weight weighed to the third decimal place, after flame-retardant processing, washing with water and drying The weight increase after the heat treatment was expressed in%.
[0093]
Production Example 1
To a mixture of 500 parts by weight of trixylenyl phosphate [manufactured by Daihachi Chemical Industry Co., Ltd .: TXP], 50 parts by weight of an adduct of 5 mol of ethylene oxide of dodecyl alcohol and 30 parts by weight of an adduct of 15 mol of ethylene oxide of dodecyl alcohol, was added water 420. The parts by weight were added little by little while stirring and emulsified and dispersed to obtain 1,000 parts of flame retardant "1". Flame retardant “1” was a milky white emulsified dispersion having a viscosity of 120 mPa · s (25 ° C.), an average particle size of 0.2 μm, and a pH of 6.5.
Water was mixed with the flame retardant "1", the inorganic salt (B) and the bath so as to have a bath ratio of 1:15 to prepare a treatment liquid. Flame retardant processing is 200g / m ² Was subjected to a batch treatment by a color master (a dyeing machine manufactured by Tsujii Dyeing Machine) in a processing bath at the temperature shown in Table 1. After that, washing was performed twice at 80 ° C. for 10 minutes, followed by drying (100 ° C. × 5 minutes) and dry heat treatment (180 ° C. × 1 minute). The results of measuring the properties of each work cloth are shown in Table 1 (Examples 1 to 4, Comparative Examples 1 and 2).
[0094]
Production Example 2
400 parts by weight of an aromatic condensed phosphoric acid ester [CR-747 manufactured by Daihachi Chemical Industry Co., Ltd.], 60 parts by weight of an adduct of 5 mol of ethylene oxide of dodecyl alcohol and 40 parts by weight of an adduct of 15 mol of ethylene oxide of dodecyl alcohol To the mixture, 500 parts by weight of water was added little by little while stirring, and the mixture was emulsified and dispersed to obtain 1,000 flame retardants "2". Flame retardant “2” was a milky white emulsified dispersion having a viscosity of 320 mPa · s (25 ° C.), an average particle size of 0.3 μm, and a pH of 6.7.
The flame retardant “2”, the inorganic salt (B) and water were mixed at a bath ratio of 1:15 to prepare a treatment liquid. Flame retardant processing is 200g / m ² Was subjected to a batch treatment by a color master (a dyeing machine manufactured by Tsujii Dyeing Machine) in a processing bath at the temperature shown in Table 1. After that, washing was performed twice at 80 ° C. for 10 minutes, followed by drying (100 ° C. × 5 minutes) and dry heat treatment (180 ° C. × 1 minute). Table 2 (Examples 1 to 4, Comparative Examples 1 and 2) shows the results of measuring the properties of each work cloth.
[0095]
Production Example 3
260 parts of dimethyl terephthalate, 1160 parts of ethylene glycol and an organic phosphorus compound (22) represented by the following formula [manufactured by Sanko Corporation: 2- (9,10-dihydro-9-oxa-10-oxide- 10-phosphaphenanthren-10-yl) bis- (2-hydroxyethyl) methylsuccinate] 500 parts, as a catalyst, 0.1% of manganese acetate, 0.5% of lithium acetate based on dimethyl terephthalate and a phosphinic acid derivative, And 0.03% of antimony trioxide, and the mixture was heated at a normal pressure at 160 to 220 ° C. for 3 hours to carry out a transesterification reaction, thereby distilling off almost the theoretical amount of methanol. C., the pressure was gradually reduced to 1 Torr or less, and the mixture was reacted for 6 hours to obtain a polyester having Mw of 9,000 and a phosphorus content of 5.5%.
300 parts of the present polyester, 100 parts of dimethylformamide, and 50 parts of an adduct of 15 mol of lauryl alcohol ethylene oxide are uniformly dissolved at 80 ° C., and 550 parts of hot water (80 ° C.) is gradually added to form particles, and after cooling to room temperature, It was pulverized continuously for 30 minutes with a Viscomil (IMEX horizontal wet fine powder disperser) to obtain 1,000 parts of flame retardant "3". Flame retardant “3” was a milky white dispersion having a viscosity of 350 mPa · s (25 ° C.), an average particle diameter of 0.3 μm, and a pH of 6.8.
Water was mixed with the flame retardant “3”, the inorganic salt (B) and a bath ratio of 1:15 to prepare a treatment liquid. Flame retardant processing is 200g / m ² Was subjected to a batch treatment by a color master (a dyeing machine manufactured by Tsujii Dyeing Machine) in a processing bath at the temperature shown in Table 1. Then, after washing with water twice for 10 minutes, it was dried (100 ° C. × 5 minutes) and subjected to dry heat treatment (180 ° C. × 1 minute). The results of measuring the properties of each work cloth are shown in Table 3 (Examples 1 to 4, Comparative Examples 1 and 2).
[0096]
[Table 1]

[0097]
[Table 2]

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[Table 3]

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【The invention's effect】
According to the flame-retardant processing method using the phosphorus-based compound of the present invention, compared to the conventional phosphorus-based flame retardant, the polyester-based synthetic fiber is more efficiently adhered to the polyester-based synthetic fiber, and has a flame retardancy that is durable even when washed. Can be granted. Further, since the content of the phosphorus-based compound in the treatment bath may be smaller than that of the conventional phosphorus-based flame retardant, the treatment bath is excellent in terms of waste liquid treatment.

Claims (7)

In a method for flame-retarding polyester synthetic fibers using a treatment liquid (I) containing a flame retardant (A) comprising one or more organic phosphorus compounds (a), the zeta potential of the treatment liquid (I) is -20 mv The flame retardancy of a synthetic polyester fiber, characterized in that the organophosphorus compound (a) is adjusted to -80 mv and the organic phosphorus compound (a) is dispersed in the treatment liquid (I) as fine particles having an average particle diameter of 2 μm or less. Processing method. The organic phosphorus compound (a) is at least one type of phosphorus atom-containing functional group selected from a phosphoric acid group (P1), a phosphonic acid group (P2), a phosphinic acid group (P3), and a phosphine oxide group (P4). The flame-retardant processing method according to claim 1, which is a compound having (P). The method for flame retarding polyester synthetic fibers according to claim 1 or 2, wherein the zeta potential of the treatment liquid (I) is adjusted by an inorganic acid salt (B) having a standard enthalpy of dissolution in water of 3 to 25 kJmol ^-1. . The flame-retardant processing method according to any one of claims 1 to 3, wherein the treatment liquid is applied to the fiber structure by a batch method. The flame-retardant processing method according to any one of claims 1 to 4, wherein the polyester-based synthetic fiber is immersed at 50 to 140 ° C to impart a flame retardant.
3. The flame-retardant processing method according to any one of 3. A flame-retardant polyester synthetic fiber obtained by treating with the flame-retardant processing method according to claim 1. A sheet, a sheet cover, a curtain, a wall / ceiling cloth, a shoji paper, a carpet, a paddle, an architectural curing sheet, a protective net, a canvas or a tent using the flame-retardant polyester synthetic fiber according to claim 6. Flame retardant textile products. .