JP2005105203A - 機能性繊維及びそれを用いた繊維成形体 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】不飽和カルボン酸及び不飽和カルボン酸無水物から選ばれる少なくとも1種からなるビニルモノマー(以下、これらを変性剤という。)でグラフト重合された変性ポリオレフィンと窒素含有リン化合物とを含有する機能性繊維による。
【選択図】なし
Description
[2]機能性繊維が、変性ポリオレフィンを含有する第2成分と、第2成分よりも融点の高い第1成分とからなる複合繊維であって、第2成分が、該複合繊維の表面の少なくとも一部をその長さ方向に連続して形成しており、第1成分及び/または第2成分に窒素含有リン化合物が含有されていることを特徴とする前記[1]項記載の機能性繊維。
[3]窒素含有リン化合物が、式(1)で示される環状ホスファゼン誘導体及び式(2)で示される鎖状ホスファゼン誘導体からなる群から選ばれる少なくとも1種のホスファゼン誘導体であることを特徴とする前記[1]項または前記[2]項記載の機能性繊維。
式(1)において、mは3〜10の整数であり、Qはアルコキシル、アリールオキシ及びアミノからなる群からそれぞれ独立して選ばれる基である。
式(2)において、nは3〜10の整数であり、Qはアルコキシル、アリールオキシ及びアミノからなる群からそれぞれ独立して選ばれる基である。
[4]窒素含有リン化合物が、機能性繊維に対して0.25〜5重量%の範囲で含有されていることを特徴とする前記[1]〜[3]のいずれか1項記載の機能性繊維。
[5]式(3)で示される基を有するヒンダードアミン誘導体が、機能性繊維に対して0.1〜3重量%の範囲で更に含有されていることを特徴とする前記[1]〜[4]のいずれか1項記載の機能性繊維。
式(3)において、R1は、炭素数1〜18のアルキル、炭素数5〜12のシクロアルキル、炭素数7〜12の二環式または三環式の炭化水素及び炭素数7〜15のフェニルアルキルからなる群から選ばれる基であり、R2、R3、R4及びR5は、炭素数1〜4のアルキルからなる群からそれぞれ独立して選ばれる基、または、R2とR3及び/またはR4とR5が結合したペンタメチレン、R6は、炭素数1〜4のアルコキシル、炭素数6〜12のアリールオキシ、炭素数1〜18のアミノ、式(4)で示される基からなる群から選ばれる基であり、Aは、酸素またはN−R7を示し、R7は水素、炭素数1〜12の直鎖または分岐鎖のアルキルからなる群から選ばれる基である。
ここに、式(4)において、R1、R2、R3、R4、R5及びAは、式(3)と同様である。
[6]変性剤が、マレイン酸、アクリル酸、メタクリル酸及びそれらの無水物からなる群から選ばれる少なくとも1種であり、機能性繊維に対して該変性剤が0.001〜2モル/kgの範囲で含有されていることを特徴とする前記[1]項記載の機能性繊維。
[7]機能性繊維が、ポリオレフィン系繊維であることを特徴とする前記[1]〜[6]のいずれか1項記載の機能性繊維。
[8]機能性繊維が、ポリエステル系繊維であることを特徴とする前記[1]〜[6]のいずれか1項記載の機能性繊維。
[9]前記[1]〜[8]のいずれか1項記載の機能性繊維を用いた繊維成形体。
本発明の機能性繊維は、不飽和カルボン酸及び不飽和カルボン酸無水物からなる群から選ばれる少なくとも1種からなるビニルモノマー(以下、これらを変性剤という。)でグラフト重合された変性ポリオレフィン(以下、これを単に「変性ポリオレフィン」という。)と窒素含有リン化合物(以下、これを「難燃剤」という。)とを含有する。変性ポリオレフィンは、単独で使用してもよいが、高変性された変性ポリオレフィンを用いて、これを熱可塑性樹脂と混合し、希釈して利用することもできる。このとき、希釈する熱可塑性樹脂は、変性ポリオレフィンの幹ポリマーと同種であることが好ましい。
変性ポリオレフィンにグラフトされた不飽和カルボン酸または不飽和カルボン酸無水物は、他素材との接着性に直接的に寄与する成分である。また、それら以外の他のビニルモノマーは、接着成分である変性ポリオレフィンを熱可塑性樹脂中に均一分散させる効果と、極性の少ないポリオレフィンに極性を付与し、他素材との親和性を向上させる効果があり、他素材との接着性に間接的に寄与する。他素材とは、パルプ等の天然素材、アルミ箔等の金属素材等をいう。
変性ポリオレフィン中の変性剤の量は、赤外吸収スペクトルを測定することで算出することができる。例えば、変性ポリオレフィンが、ポリエチレンを無水マレイン酸でグラフト重合させた変性ポリエチレンの場合には、以下の操作によって、グラフト重合された変性剤の量を測定することができる。
変性ポリエチレンを沸騰キシレンに溶解させ、その溶解液を3倍量の常温のアセトンに注ぎ、充分に冷却する。この液の濾過物を更にアセトンで洗浄し、真空乾燥することで、未反応の無水マレイン酸が除去された粉末状の変性ポリエチレンが得られる。この粉末をフィルム成形し、それを用いてフーリエ変換赤外吸収スペクトルを測定することで無水マレイン酸のグラフト量が算出できる。
変性ポリオレフィンの主鎖ポリマーとなるポリオレフィンは、ポリエチレン、ポリプロピレン等が好ましい。ポリエチレンとしては、エチレンのホモポリマー、またはエチレンと他のα−オレフィンとのコポリマーを用いることができる。具体的には、密度が0.910〜0.925g/cm3の低密度ポリエチレン、0.926〜0.940g/cm3の直鎖状低密度ポリエチレン、0.941〜0.980g/cm3の高密度ポリエチレン等の汎用品を用いることができる。これらの融点は100〜135℃程度である。なお、これらよりも密度が低いポリエチレンが市販されており、使用することができる。ポリプロピレンは、プロピレンのホモポリマー、またはプロピレンとプロピレン以外のエチレン、1−ブテン等のα−オレフィンとのコポリマーを用いることができる。これらの融点は130〜170℃程度である。なお、これらのポリマーの中で、融点範囲やグラフト重合の容易性を考慮するとポリエチレンが好ましい。なお、本発明に用いる変性ポリオレフィンは、それ単独で用いるだけでなく、変性ポリオレフィンの2種以上の混合物、変性ポリオレフィンの主鎖ポリマーと同種ポリマーとの混合物、または変性ポリオレフィンの主鎖ポリマーと異種ポリマーとの混合物を用いることができる。変性ポリオレフィンを単独で用いる場合や混合物として用いる場合には、機能性繊維中の変性剤のグラフト量が0.001〜2モル/kgの範囲であればよい。この範囲であれば、機能性繊維は、公知の紡糸装置で生産でき、しかも他材料との接着性を発揮することができる。
機能性繊維を複合繊維の形態で利用することで、成形加工する際に繊維成形体にかかる熱風(加熱)による高熱、エンボス(加圧)による圧縮力から繊維ウェブまたは繊維成形体の大幅な溶融変形を防ぎ、繊維形状を保持することができる。これにより繊維ウェブまたは繊維成形体の有する、通気性、弾力性、強度等が維持できるため望ましい。
式(1)において、mは3〜10の整数であり、Qはアルコキシル、アリールオキシ及びアミノからなる群からそれぞれ独立して選ばれる基であり、式(2)において、nは3〜10の整数であり、Qはアルコキシル、アリールオキシ及びアミノからなる群からそれぞれ独立して選ばれる基である。式(1)及び式(2)で示されるホスファゼン誘導体は、前記定義した範囲内であれば、特に限定されない。
前記アルコキシルは、メトキシ、エトキシ、n−プロポキシ、iso−プロポキシ、n−ブトキシ、iso−ブトキシ等の基を挙げることができ、その炭素数は1〜8が好ましい。前記アリールオキシは、例えば、非置換または、メチル、エチル、n−プロピル、iso−プロピル、tert−ブチル、tert−オクチル、メトキシ、エトキシ、2,3−ジメチル、2,4−ジメチル、2,5−ジメチル、2,6−ジメチル、3,5−ジメチル、フェニル等で置換されたフェニルオキシ基等を挙げることができる。更に前記アリールとして、ナフチル等を挙げることもできる。前記アミノは、アミノ、メチルアミノ、エチルアミノ等の直鎖または分岐鎖を有するモノアルキルアミノ、ジメチルアミノ、ジエチルアミノ等の直鎖または分岐鎖を有するジアルキルアミノ等を挙げることができる。
また、式(2)で示されるホスファゼン誘導体には、製造工程において未反応物として残るハロゲンを含有している場合があるが、本発明は有害なガスの発生が極端に少ない難燃剤を目的としているため、該ホスファゼン誘導体中の全ハロゲン含有量を0.05重量%以下にすることが望ましい。
本発明の機能性繊維は、変性ポリオレフィンと難燃剤である窒素含有リン化合物とを含有する熱可塑性繊維である。窒素含有リン化合物の添加量は、機能性繊維の重量に対して、0.01〜20重量%の範囲であることが好ましく、0.25〜5重量%の範囲であることがより好ましい。前記機能性繊維が、単一繊維の場合には、難燃剤が繊維全体にほぼ均一に分散するが、複合繊維の場合、第1成分及び/または第2成分に窒素含有リン化合物を含有させて利用することができるため、熱接着性に寄与しない第1成分に難燃剤を添加することで、接着性機能を発現する変性ポリオレフィンと難燃性機能を発現する窒素含有リン化合物とが異なる成分中に含有されることになり、難燃性と接着性のお互いの性能を阻害することなく、それぞれの性能を充分に発揮できるために好ましい。
式(3)において、R1は、炭素数1〜18のアルキル、炭素数5〜12のシクロアルキル、炭素数7〜12の二環式または三環式の炭化水素及び炭素数7〜15のフェニルアルキルからなる群から選ばれる基であり、R2、R3、R4及びR5は、炭素数1〜4のアルキルからなる群からそれぞれ独立して選ばれる基、または、R2とR3及び/またはR4とR5が結合したペンタメチレン、R6は、炭素数1〜4のアルコキシル、炭素数6〜12のアリールオキシ、炭素数1〜18のアミノ、式(4)で示される基からなる群から選ばれる基であり、Aは、酸素またはN−R7である。
また、式(4)において、R1、R2、R3、R4、R5及びAは、式(3)と同様である。
式(5)において、R1、R2、R3、R4及びR5は、式(3)と同様であり、R7は水素、炭素数1〜12の直鎖または分岐鎖のアルキルからなる群から選ばれる基である。また、式(6)において、T1〜T4は、水素、式(5)で示される基からなる群からそれぞれ独立して選ばれる基である。
なお、ここで、R1同士が架橋反応を起こすこともあるが、反応物が存在していてもなんら差し支えない。
式(6)において、T1、T2、T3が、式(5)で示される基であること、または、T1、T2、T4が、式(5)で示される基であることが望ましく、具体的には、N,N’,N”−トリス{2,4−ビス[(1−シクロヘキシルオキシ−2,2,6,6−テトラメチルピペリジン−4−イル)n−ブチルアミノ]−sym−トリアジン−6−イル}−3,3’−エチレンジイミノジプロピルアミン、N,N’,N”−トリス{2,4−ビス[(1−シクロヘキシルオキシ−2,2,6,6−テトラメチルピペリジン−4−イル)n−ブチルアミノ]−sym−トリアジン−6−イル}−3,3’−エチレンジイミノジプロピルアミン、N,N’,N”−トリス{2,4−ビス[(1−オクチルオキシ−2,2,6,6−テトラメチルピペリジン−4−イル)n−ブチルアミノ]−sym−トリアジン−6−イル}−3,3’−エチレンジイミノジプロピルアミン、N,N’,N”−トリス{2,4−ビス[(1−メトキシ−2,2,6,6−テトラメチルピペリジン−4−イル)n−ブチルアミノ]−sym−トリアジン−6−イル}−3,3’−エチレンジイミノジプロピルアミン等を例示することができる。
本発明に用いるヒンダードアミン誘導体は、前記ヒンダードアミン誘導体のいずれか1種を用いても、2種以上を混合して用いてもよい。ヒンダードアミン誘導体とホスファゼン誘導体とを同時に添加する場合、特定比率にて配合すると相乗効果により非常に優れた難燃性能を示す。その配合比率は、ヒンダードアミン誘導体/ホスファゼン誘導体が、0.005〜300の範囲であることが好ましく、0.01〜4の範囲であることがより好ましい。
繊維成形体が積層物の場合、積層されている全ての繊維成形体に本発明で用いる変性剤及び/または窒素含有リン化合物が含まれていてもよいが、変性剤及び/または窒素含有リン化合物を一部に使用した繊維成形体の積層物でもよい。この場合、繊維成形体を構成する機能性繊維中に、変性剤が0.001〜2モル/kg及び窒素含有リン化合物が0.1〜10重量%含まれていればよい。
本発明で用いる繊維成形体または機能性繊維成形体には、必要に応じて熱処理時または熱処理後に2次加工を施すことができ、これにより任意の形状の成形体にすることが可能になる。例えば、長繊維をウェブ段階で束にし、これに熱処理等を施し、繊維交点を接着することで、ロッド状等の様々な形状の成形体とすることができ、また繊維成形体を任意の形状の容器に充填して熱処理等を行い繊維交点を接着することで、様々な形状の成形体にすることができる。
JIS K 7210 熱可塑性プラスチックの流れ試験方法に記載の操作B法(自動時間測定法)に準拠し、熱可塑性樹脂のメルトフローレート値を測定した。ポリエチレンは、試験条件4(温度190℃、荷重21.18N)で測定した。ポリプロピレンは、試験条件14(温度230℃、荷重21.18N)で測定した。
TA Instruments社製 示差走査熱量計DSC Q10(商品名)を用い、JIS K 7122に準拠し、熱可塑性樹脂の融点を測定した。
*残炎時間・炭化面積測定
実施例1〜8及び比較例1〜6において得られた試験片のうち、各々の目付200g/m2不織布を用い、JIS L 1901のA−1法に準じて残炎時間(秒)と炭化面積(cm2)を調べ、それを基に難燃性能を評価した。残炎時間及び炭化面積ともに数値の小さい方が難燃性能に優れていることを示す。
*評価
前記残炎時間・炭化面積測定によって得られた値を基に、各不織布の難燃性能を次の4段階に評価した。◎:非常に優れている。○:優れている。△:難燃性能はあるが、優れたものではない。×:難燃性能がないか、著しく劣る。
*アルミ箔との接着性
実施例1〜8及び比較例1〜6において得られた機能性繊維を、各々の目付30g/m2の不織布(繊維成形体)となるように成形した。次いでその不織布を5cm(巾)×10cm(長さ)にカットし、同様に5cm(巾)×10cm(長さ)カットした厚み20μmの被着体(アルミ箔)で試料(不織布)を両側から挟み、四隅が揃うように重ね合わせ、その重ね合わせた試料の短辺方向、つまり幅方向に細長いヒートシールを施す。ヒートシール加工機として、テスター産業株式会社製「ヒートシールテスターTP−701」(商品名)を使用して、5cm(巾)×1cm(長さ)の部分がヒートシールされるように加工を施した(図1の剥離強さ試験サンプルの構成を示した説明図参照)。ヒートシール条件は、温度140℃(上下とも)、加圧時間3秒、圧力0.3MPaである。
この方法で得られた剥離強さ用の接着試料を、ヒートシールを施した側と異なる他辺の短辺側から開き、非接着試料のそれぞれの端辺をチャック間が10cmになるように調整した株式会社オリエンテック製テンシロン引張試験機「ROM−100」(商品名)のチャック間に弛みが生じないように固定した。剥離強さの測定は引張速度100mm/分で測定した(図2の剥離強さ試験の実施方法を示した説明図参照)。剥離強さの計算方法はJIS L 1086−1983に準拠した。
実施例1〜8及び比較例1〜6において得られた機能性繊維に、燃焼時または廃棄時に人体や環境に悪影響を及ぼす有害物質が含まれている可能性があるか否かを2段階で評価した。なお、燃焼時については、機能性繊維を燃焼した場合に、燃焼ガスまたは残渣中にハロゲン化合物やダイオキシン類似物が含まれるかどうかを推定した。また、廃棄時については、機能性繊維に添加した材料から、有害物質が含まれるかどうかを判断した。
◎:燃焼時または廃棄時に人体や環境に悪影響を及ぼす物質が含まれていない。
×:燃焼時または廃棄時に人体や環境に悪影響を及ぼす物質が含まれている可能性がある。
PP:結晶性ポリプロピレン(プロピレンホモポリマー、MFR36、融点161℃)
HDPE:高密度ポリエチレン(エチレンホモポリマー、Mw/Mn=4.2、MI30、融点132℃、密度0.955g/cm3)
LLDPE:直鎖状低密度ポリエチレン(エチレン−ブテン−1コポリマー、Mw/Mn=3.5、MI20、融点122℃、密度0.920g/cm3)
変性PP(変性ポリプロピレン):ポリプロピレンホモポリマーを主鎖ポリマーとして無水マレイン酸をグラフト重合したコポリマー(無水マレイン酸含量0.05mol/kg、MFR3.0、融点165℃、密度0.910g/cm3)
変性PE(変性ポリエチレン):高密度ポリエチレン(エチレンホモポリマー、Mw/Mn=4.0、MI2.0、融点132℃、密度0.960g/cm3)を主鎖ポリマーとして無水マレイン酸をグラフト重合したコポリマー(無水マレイン酸含量0.2mol/Kg)
PET:ポリエチレンテレフタレート(IV0.63、融点255℃)
難燃剤A:環状ホスファゼン誘導体型難燃剤
ケミプロ化成(株)製「KEMIDANT 302S」(商品名)
難燃剤B:ヒンダードアミン誘導体型難燃剤
チバ・スペシャルティ・ケミカルズ(株)製「FLAMESTAB NOR 116」(商品名)
難燃剤C:三酸化アンチモン
難燃剤D:ハロゲン系難燃剤
グレートレイクスケミカル日本(株)製「GLC DE−83R」(商品名)
難燃剤E:無機系難燃剤(水酸化マグネシウム)
協和化学工業(株)製「キスマ−5A」(商品名)
2機の押出機を有する複合スパンボンド紡糸機を使用して、繊維成形体を製造した。原料の熱可塑性樹脂(前記の熱可塑性樹脂または樹脂組成物)を、鞘芯型または並列型複合紡糸口金を用い、それぞれの押出機に投入し、芯成分の紡糸温度を260℃とし、鞘成分の紡糸温度を260℃として、第1成分と第2成分との容積比を50:50に設定して、紡糸口金から溶融樹脂を長繊維として吐出させた。吐出した長繊維群をエアサッカーで牽引延伸し、サクションコンベア上に排出させ長繊維ウェブとして捕集した。なお、このときの繊度が3dtex/fとなるようにエアサッカーの牽引速度を調節した。得られた長繊維ウェブをコンベアで搬送し、加熱された凹凸ロールと平滑ロールとで構成されたポイントボンド加工機のロール間で加圧した。これにより、凹凸ロールの凸部に対応する区域において第2成分が溶融または軟化して長繊維相互間が熱融着された繊維成形体を得た。なお、繊維成形体の目付がアルミ箔との接着性評価用は30g/m2、難燃性評価用は200g/m2になるように繊維の種類に応じてサクションコンベア移動速度及びポイントボンド加工機のロール速度を調節した。
孔径0.3mm、孔数501個の紡糸口が一列に並んだメルトブロー用鞘芯型または並列型の複合紡糸口金を用い、第1成分の紡糸温度を290℃とし、第2成分の紡糸温度260℃として、第1成分と第2成分の容積比を50:50に設定して、紡糸口から押し出された溶融樹脂を380℃の加圧空気によってネットコンベヤーに吹き付けることで長繊維ウェブを得た。得られた長繊維ウェブを、ネットコンベヤーで移送しながら遠赤外線ヒーターで145℃に加熱し、この区域において第2成分が溶融または軟化して長繊維相互間が熱融着された繊維成形体を得た。なお、繊維成形体の目付がアルミ箔との接着性評価用は30g/m2、難燃性評価用は200g/m2になるように繊維の種類に応じてネットコンベア移動速度を調節した。
孔径が0.6mmの鞘芯型または並列型の複合紡糸口金を備えた複合紡糸装置で、第1成分の紡糸温度を260℃とし、第2成分の紡糸温度を260℃として、第1成分と第2成分の容積比を50:50に設定して、1000m/minの引取り速度により紡糸し、単糸繊度が4.0dtex/fの同心鞘芯型複合未延伸糸を得た。次にこの複合未延伸糸を延伸倍率2.4倍、延伸温度95℃の条件で延伸し、機械捲縮を付与し、80℃で乾燥させた後、用途に応じた繊維長にカッターで切断し、短繊維を製造した。ミニチュアカード機用の繊維は25mm、エアレイド機用の繊維は5mmに切断した。得られた短繊維を、ミニチュアカード機またはエアレイド機でウェブとした後、熱風循環式乾燥器で145℃、5分間の熱処理を施して繊維成形体とした。なお、繊維成形体の目付がアルミ箔との接着性評価用は30g/m2、難燃性評価用は200g/m2になるように、繊維の種類に応じて調節した。
並列型複合紡糸用口金を取り付けた、2機の押出機を有する複合紡糸装置を使用し、一般的な複合繊維紡糸方法にて並列型複合繊維を製造した。
片側成分としてPPが88.4重量%、難燃剤Aが1.5重量%及び難燃剤Bが0.1重量%、変性PPレジンが10重量%からなる第1成分と、もう1方の片側成分としてHDPEが88.4重量%、難燃剤Aが1.5重量%及び難燃剤Bが0.1重量%、変性PEレジンが10重量%からなる第2成分とを、前記2機の押出機、各々のホッパーに投入して、260℃の温度で、第1成分と第2成分との容積比が50:50の並列型の繊維断面形状となるように複合繊維を紡糸し、ワインダーによってこれを巻き取った。前記巻き取り工程において、紡出された複合繊維の表面に、界面活性剤としてアルキルフォスフェートカリウム塩を付着させた。次に、ワインダーで巻き取った複合繊維(未延伸糸)を延伸機によって、100℃の温度条件下、4.5倍に延伸した後、スタッフィングボックスに通して機械捲縮を付与し、次いで長さ51mmに切断し、捲縮の施された3.3dtexの繊維(ステープルファイバー)を製造した。
次に、得られたステープルファイバーをカード機でカーディングしてウェブとし、該ウェブを熱風貫通型ドライヤーで、温度130℃、処理時間12秒の条件で熱処理して、複合繊維の交点が熱融着された不織布(繊維成形体)を得た。得られた不織布について難燃性能評価及びアルミ箔との接着性評価を実施した。その結果を表1に示す。なお、難燃性評価に用いる不織布は、目付を200g/m2に調整し、アルミ箔との接着性評価に用いる不織布は、目付を30g/m2に調整した。
表1に示した繊維組成とした以外は、実施例1に準拠した製造方法により、各複合繊維及び不織布を製造し、これらを用いて、難燃性能評価及びアルミ箔との接着性評価を実施した。その結果を表1に示す。
表1に示した繊維組成とした以外は、実施例1に準拠した製造方法により、各複合繊維及び不織布を製造し、これらを用いて、難燃性能評価及びアルミ箔との接着性評価を実施した。その結果を表1に示す。
鞘芯型複合紡糸用口金を取り付けた、2機の押出機を有する複合紡糸装置を使用し、スパンボンド法を用いて鞘芯型複合繊維を製造した。
芯成分としてPPが98.0重量%、難燃剤Aが2.0重量%からなる第1成分と、鞘成分としてLLDPEが90.0重量%、変性PEレジンが10重量%からなる第2成分とを、前記2機の押出機、各々のホッパーに投入して、260℃の温度で、第1成分と第2成分との容積比が50:50の同心鞘芯型の繊維断面形状になるように複合繊維を紡糸した。吐出した長繊維群をエアサッカーで牽引延伸し、サクションコンベア上に排出させ長繊維ウェブとして捕集した。なお、このときの繊度が3dtex/fとなるようにエアサッカーの牽引速度を調節した。得られた長繊維ウェブをコンベアで搬送し、加熱された凹凸ロールと平滑ロールとで構成されたポイントボンド加工機のロール間で加圧した。これにより、凹凸ロールの凸部に対応する区域において第2成分が溶融または軟化して長繊維相互間が熱融着された不織布(繊維成形体)を得た。なお、難燃性評価に用いる不織布は、目付を200g/m2に調整し、アルミ箔との接着性評価に用いる不織布は、目付を30g/m2に調整した。
表1に示した繊維組成とした以外は、実施例4に準拠した製造方法により、各複合繊維及び不織布を製造し、これらを用いて、難燃性能評価及びアルミ箔との接着性評価を実施した。その結果を表1に示す。
表1に示した繊維組成とした以外は、実施例4に準拠した製造方法により、各複合繊維及び不織布を製造し、これらを用いて、難燃性能評価及びアルミ箔との接着性評価を実施した。その結果を表1に示す。
鞘芯型複合紡糸用口金を取り付けた、2機の押出機を有する複合紡糸装置を使用し、メルトブロー法を用いて鞘芯型複合繊維を製造した。芯成分としてPPが98.0重量%、難燃剤Aが1.5重量%、難燃剤Bが0.5重量%からなる第1成分と、鞘成分としてLLDPEが88.0重量%、難燃剤Aが1.5重量%、難燃剤Bが0.5重量%、変性PEレジンが10重量%からなる第2成分とを、前記2機の押出機、各々のホッパーに投入して、芯成分の紡糸温度を290℃とし、鞘成分の紡糸温度260℃として、第1成分と第2成分の容積比を50:50に設定して、紡糸口から押し出された溶融樹脂を380℃の加圧空気によってネットコンベヤーに吹き付けることで長繊維ウェブを得た。得られた長繊維ウェブを、ネットコンベヤーで移送しながら遠赤外線ヒーターで145℃に加熱し、この区域において第2成分が溶融または軟化して長繊維相互間が熱融着された不織布(繊維成形体)を得た。なお、難燃性評価に用いた不織布は、目付を200g/m2に調整し、アルミ箔との接着性評価に用いた不織布は、目付を30g/m2に調整した。
表1に示した繊維組成とし、鞘芯型複合紡糸用口金を取り付けた2機の押出機を有するに複合紡糸装置を使用して300℃で紡糸、110℃で3.0倍に延伸する以外は、実施例1に準拠した方法により鞘芯型複合繊維を製造した。ウェブの熱処理温度を140℃とした以外は、実施例1に準拠した製造方法により、不織布を難燃性能評価及びアルミ箔との接着性能評価を実施した。その結果を表1に示す。
表2に示した繊維組成とした以外は、実施例1に準拠した製造方法により、各複合繊維及び不織布を製造し、これらを用いて、難燃性能評価及びアルミ箔との接着性能評価を実施した。その結果を表2に示す。
表2に示した繊維組成とした以外は、実施例4に準拠した製造方法により、各複合繊維及び不織布を製造し、これらを用いて、難燃性能評価及びアルミ箔との接着性能評価を実施した。その結果を表2に示す。
表2に示した繊維組成とした以外は、実施例4に準拠した製造方法により、複合繊維を作製しようとしたが、紡糸塔周辺の臭気がひどく、しかも糸切れが頻繁に起こったため繊維作製は不可能であった。
これに対し、表2から、難燃剤と変性ポリオレフィンとが共に無添加の比較例1は、難燃性能とアルミ箔との接着性能は不良であった。
また、本発明に好適な難燃剤であるフォスファゼン誘導体が無添加で、変性ポリオレフィンが添加されている比較例2は、アルミ箔との接着性能は良好であるが、難燃性能は不充分であった。
また、変性ポリオレフィンが無添加で、本発明に好適な難燃剤を添加した比較例3は、難燃性能は充分であるが、アルミ箔との接着性能は不良であった。
比較例4〜6では、本発明に好適な難燃剤が無添加であることから、難燃性能と接着性能のバランスが悪いことが表2より明らかである。特に、比較例4〜5は難燃剤として水酸化マグネシウムを使用しているために難燃性能が悪く、変性ポリオレフィンを適量添加しているにもかかわらず、アルミ箔との接着性能が非常に悪かった。これは、難燃剤が繊維表面にブリーディングしているためと考えられる。
比較例6では、三酸化アンチモンとハロゲン系難燃剤とを組み合わせた難燃剤が添加され、変性ポリオレフィンも添加されているが、難燃性能は良好であるものの、アルミ箔との接着性能はやや劣っていた。また、ハロゲン系難燃剤を使用していることから、焼却廃棄する際に環境を著しく害する燃焼ガスが発生することが予想される。
また、表2の参考例1〜2は、本発明に好適な難燃剤を使用しているが、添加量が過多であるために、紡糸時に紡糸塔周辺に異臭がみとめられ、紡糸時の糸切れが多発し、曳糸性が著しく低下し、繊維加工性が著しく不良になった。
近年、航空機、船舶、自動車等の輸送機器関連、電気・電子関連素材、土木建築資材等の分野では安全上の理由から素材を難燃化する必要性が高まり、それに伴い難燃性素材を接着する接着性素材にも難燃性が必要とされている。
Claims (9)
- 不飽和カルボン酸及び不飽和カルボン酸無水物から選ばれる少なくとも1種からなるビニルモノマー(以下、これらを変性剤という。)でグラフト重合された変性ポリオレフィンと窒素含有リン化合物とを含有する機能性繊維。
- 機能性繊維が、変性ポリオレフィンを含有する第2成分と、第2成分よりも融点の高い第1成分とからなる複合繊維であって、第2成分が、該複合繊維の表面の少なくとも一部をその長さ方向に連続して形成しており、第1成分及び/または第2成分に窒素含有リン化合物が含有されていることを特徴とする請求項1記載の機能性繊維。
- 窒素含有リン化合物が、機能性繊維に対して0.25〜5重量%の範囲で含有されていることを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項記載の機能性繊維。
- 式(3)で示される基を有するヒンダードアミン誘導体が、機能性繊維に対して0.1〜3重量%の範囲で更に含有されていることを特徴とする請求項1〜4のいずれか1項記載の機能性繊維。
式(3)において、R1は、炭素数1〜18のアルキル、炭素数5〜12のシクロアルキル、炭素数7〜12の二環式または三環式の炭化水素及び炭素数7〜15のフェニルアルキルからなる群から選ばれる基であり、R2、R3、R4及びR5は、炭素数1〜4のアルキルからなる群からそれぞれ独立して選ばれる基、または、R2とR3及び/またはR4とR5が結合したペンタメチレン、R6は、炭素数1〜4のアルコキシル、炭素数6〜12のアリールオキシ、炭素数1〜18のアミノ、式(4)で示される基からなる群から選ばれる基であり、Aは、酸素またはN−R7を示し、R7は水素、炭素数1〜12の直鎖または分岐鎖のアルキルからなる群から選ばれる基である。
ここに、式(4)において、R1、R2、R3、R4、R5及びAは、式(3)と同様である。 - 変性剤が、マレイン酸、アクリル酸、メタクリル酸及びそれらの無水物からなる群から選ばれる少なくとも1種であり、機能性繊維に対して該変性剤が0.001〜2モル/kgの範囲で含有されていることを特徴とする請求項1記載の機能性繊維。
- 機能性繊維が、ポリオレフィン系繊維であることを特徴とする請求項1〜6のいずれか1項記載の機能性繊維。
- 機能性繊維が、ポリエステル系繊維であることを特徴とする請求項1〜6のいずれか1項記載の機能性繊維。
- 請求項1〜8のいずれか1項記載の機能性繊維を用いた繊維成形体。
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