JP2006028679A

JP2006028679A - 織編物

Info

Publication number: JP2006028679A
Application number: JP2004209653A
Authority: JP
Inventors: Goro Osumi; 悟朗大住
Original assignee: Mitsubishi Rayon Co Ltd
Current assignee: Mitsubishi Rayon Co Ltd
Priority date: 2004-07-16
Filing date: 2004-07-16
Publication date: 2006-02-02

Abstract

【課題】自己酸化発熱がなく、耐候性に優れたポリプロピレンホモポリマーからなるポリプロピレン繊維を含む織編物を提供する。
【解決手段】ポリプロピレンホモポリマーからなるポリプロピレン繊維を含み、１５０℃の恒温状態で１００時間保持する間に温度上昇が起こらず、８４℃のカーボンアーク灯フェードメーターに６００時間保持された際に、強度保持率が５０％以上、色相変化（ΔＥ）が５．０未満である織編物にある。

Description

本発明は、自己酸化発熱がなく、耐候性に優れたポリプロピレンホモポリマーからなるポリプロピレン繊維を含む織編物に関する。

ポリプロピレンポリマーは、光や熱等によって形成されるアルキルラジカルが次々に反応する、所謂自動酸化サイクルと称される連鎖反応によって自己酸化劣化する。ポリプロピレンを含む織編物の場合、自己酸化劣化を開始すると、酸化劣化に伴い発生する熱（自己酸化発熱）により該織編物が溶融、発煙、または焼損することが知られている。

特に、ポリプロピレン繊維を衣料用途に用いる場合、洗濯やタンブル乾燥、有機溶剤によるドライクリーニングなどの処理を行った場合のポリプロピレン繊維の自己酸化サイクルに伴う自己酸化発熱による焼損を防ぐことが必要であった。

このため、特許文献１にはポリプロピレン系繊維に、特定の組成範囲にあるプロピレン−エチレンランダムコポリマーを採用し、且つヒンダードアミン系光安定剤を混入することにより、ポリプロピレン繊維特有の自己酸化発熱による発火問題が解決され、また、綿素材と併せて使用され、洗濯やタンブル乾燥、有機溶剤によるドライクリーニングなどの処理を行っても自己酸化発熱による発火を抑制することができるとしている。
特開２００２−６１０２０号公報

しかしながら、このポリプロピレン系繊維では自己酸化発熱は防止できるが、長期間にわたる自己酸化サイクルに伴う自己酸化劣化の抑止、耐候性は改善が必要であり、自動車内装材等、過酷な環境下における用途には必ずしも十分ではなかった。

本発明の要旨は、ポリプロピレンホモポリマーからなるポリプロピレン繊維を含み、洗濯及び漂白を１００回繰り返した後、１５０℃の恒温状態で１００時間保持する間に温度上昇が起こらず、８４℃のカーボンアーク灯フェードメーターに６００時間保持された際に、強度保持率が５０％以上、色相変化（ΔＥ）が５．０以下である織編物にある。

好ましくは、ポリプロピレンホモポリマーからなるポリプロピレン繊維が、ヒンダードアミン系安定剤、アルキルラジカルを捕捉する酸化防止剤としてヒンダードフェノール系安定剤またはヒドロキシルアミン系安定剤のいずれか、過酸化ラジカルを分解する酸化防止剤としてのリン系酸化防止剤を含む。

本発明は、自己酸化発熱がなく、耐候性に優れたポリプロピレンホモポリマーからなるポリプロピレン繊維を含む織編物が得られる。
本発明の具体的な構成及び作用効果は、以下の説明により明らかにされる。

本発明の織編物は、ポリプロピレンホモポリマーからなるポリプロピレン繊維を含み、１５０℃の恒温状態で１００時間保持する間に温度上昇が起こらないことが必要である。１５０℃の恒温状態で１００時間保持する間に温度上昇が発生する場合、該織編物が保温材となり蓄熱する。蓄熱された熱はポリプロピレン繊維を昇温させ、自己酸化速度を速めて、更に発熱量を増す。やがて、発火点に至り、該織編物を焼損することもある。

さらに本発明では、８４℃のカーボンアーク灯フェードメーターに６００時間保持された際に、強度保持率が５０％以上、色相変化（ΔＥ）が５．０以下であることが必要である。

８４℃のカーボンアーク灯フェードメーターに１０００時間保持された際に、強度保持率が５０％未満では、長期間の使用による織編物の強度の低下が大きく、特に耐候性の必要な用途、例えば、自動車内装材等に用いた際に、短期間で製品の著しい損傷が生じてしまう。しかしながら、自動車内装材等のような過酷な条件下での使用以外の通常の６００時間程度の連続使用であれば、実用上全く問題を生じることはない。

また、色相変化（ΔＥ）が５．０を越える場合も長期間の使用による織編物の褪色が大きく、特に自動車内装材、軒だしテント等の耐候性の必要な用途に用いた際に褪色のため、短期間しか使用することができない。

また本発明の織編物に含まれる、ポリプロピレンホモポリマーからなるポリプロピレン繊維は、ヒンダードアミン系安定剤（以下、ＨＡＬＳ系安定剤という。）、アルキルラジカルを捕捉する酸化防止剤（１次酸化防止剤）であるヒンダードフェノール系安定剤またはヒドロキシルアミン系安定剤、過酸化ラジカルを分解する酸化防止剤（２次酸化防止剤）であるリン系酸化防止剤を含むことが好ましい。

ポリプロピレンは熱、光等によりアルキルラジカルを生成し、さらに大気中の酸素と反応して過酸化ラジカルが生じることによる、自動酸化サイクルによって劣化してゆく。本発明では、ＨＡＬＳ系安定剤と１次酸化防止剤、２次酸化防止剤を併用することによって自己酸化発熱のみならず、著しい発熱を伴わない長期間にわたる自己酸化劣化に対する抑止効果も得られる。

本発明の織編物に含まれるポリプロピレン繊維は、繊維中の重量の割合として、０．３重量％以上のＨＡＬＳ系安定剤を含有していることが好ましい。ＨＡＬＳ系安定剤を添加することにより、ポリプロピレンの酸化サイクルを阻害することができる。ＨＡＬＳ系安定剤は、漂白剤により脱落しやすいため、衣料用途においては繰り返し漂白されても自己酸化サイクルを抑止するに十分な残存量があることが必要である。

ＨＡＬＳ系安定剤が０．３重量％未満では、該安定剤が漂白により脱落するため自己酸化サイクルを抑止できず、該織編物が１５０℃の恒温状態に保持された場合発熱、焼損が生じる。また、８４℃のカーボンアーク灯フェードメーターに４００時間保持された際に強度保持率が１０％未満となり、かつ、褪色してしまい、十分な耐候性能が得られず好ましくない。

更に、ＨＡＬＳ系安定剤が２．０重量％以上含まれる場合、８４℃のカーボンアーク灯フェードメーターに１０００時間保持されても４０％以上の強度保持率が得られ、より好ましい。

本発明では、ＨＡＬＳ系安定剤に加えアルキルラジカルを捕捉する１次酸化防止剤としてヒンダードフェノール系安定剤またはヒドロキシルアミン系安定剤を０．０１重量％以上０．１重量％以下、および過酸化ラジカルを分解する２次酸化防止剤としてリン系酸化防止剤を０．０１重量％以上０．１重量％以下含有させることが好ましい。

１次酸化防止剤は自動酸化サイクルにおいて発生するアルキルラジカルを捕捉するが、その含有量が０．０１重量％未満では、アルキルラジカルを十分に補足できず、また、０．１重量％を超えても０．１重量％以下の場合と同程度の捕捉効果しか得られない。

２次酸化防止剤は自動酸化サイクルにおいて発生する過酸化ラジカルを分解するが、その含有量が０．０１重量％未満では、過酸化ラジカルを十分に分解できず、また、０．１重量％を超えても０．１重量％以下の場合と同程度の捕捉効果しか得られない。

本発明に用いるＨＡＬＳ系安定剤は、例えば、Ｎ，Ｎ' ，Ｎ''，Ｎ''' −テトラキス−（４，６−ビス−（ブチル−（Ｎ−メチル−２，２，６，６−テトラメチルピペリジン−４−イル）アミノ）−トリアジン−２−イル）−４，７−ジアザデカン−１，１０−ジアミン、ジブチルアミン・１，３，５−トリアジン・Ｎ，Ｎ' −ビス（２，２，６，６−テトラメチル−４−ピペリジル−１，６−ヘキサメチレンジアミンとＮ−（２，２，６，６−テトラメチル−４−ピペリジル）ブチルアミンの重縮合物、コハク酸ジメチルと４−ヒドロキシ−２，２，６，６−テトラメチル−１−ピペリジンエタノールの重縮合物が挙げられる。

また、本発明に用いる１次酸化防止剤は例えば、１，３，５−トリス（３，５−ｔｅｒｔ−ブチル−４−ヒドロキシベンジル）−１，３，５−トリアジン−２，４，６（１Ｈ，３Ｈ，５Ｈ）−トリオン、３，３',３'', ５，５',５''−ヘキサ−ｔｅｒｔ−ブチル−ａ, ａ',ａ''−（メシチレン−２，４，６−トリイル）トリ−ｐ−クレゾール、還元型牛脂を原料としたアルキルアミンの酸化生成物、長鎖ジアルキル−ｎ−メチルアミン酸化生成物、１, ３, ５−トリス［（４−ｔｅｒｔ−ブチル−３−ヒドロキシ−２, ６−キシリル）メチル］−１, ３, ５−トリアジン−２，４，６（１Ｈ，３Ｈ，５Ｈ）−トリオン、１, ３, ５−トリス［（４−ｔｅｒｔ−ブチル−３−ヒドロキシ−２, ６−ジメチル）ベンジル］イソシアヌル酸があげられる。

さらに本発明に用いられる２次酸化防止剤は例えば、ビス［２，４ビス（１，１−ジメチルエチル）−６−メチルフェニル］エチルエステル亜リン酸、ビス（２，４−ｔｅｒｔ−ブチルフェニル）ペンタエリスリト−ルジフォスファイト、トリス（２，４−ｔｅｒｔ−ブチルフェニル）フォスファイト、テトラキス（２，４−ジ−ｔｅｒｔ−ブチルフェニル）［１，１ビフェニル］−４，４' −ジイルビスホスフォナイトがあげられる。

つぎに本発明の織編物の、製造方法の一例について説明する。
本発明の織編物は、ＨＡＬＳ系安定剤、ヒンダードフェノール系安定剤またはヒドロキシルアミン系安定剤、リン系酸化防止剤を含むポリプロピレンホモポリマーからなるポリプロピレン繊維を、トリコット機、レピア織機等を用いた公知の方法で織編物にすることで得られる。
また、該ポリプロピレン繊維以外の繊維が９０重量％以下含まれるものであっても良い。

なお、ＨＡＬＳ系安定剤、ヒンダードフェノール系安定剤またはヒドロキシルアミン系安定剤のいずれか、リン系酸化防止剤を含むポリプロピレンホモポリマーからなるポリプロピレン繊維は、メルトフロレート値が５〜６０ｇ／１０分のポリプロピレンホモポリマーに、ＨＡＬＳ系安定剤が０．３重量％以上混合して、溶融紡糸して未延伸糸を形成し、次いで延伸倍率２〜７倍、延伸温度５０〜１４０℃の範囲で延伸し、更に６０〜１５０℃の温度で熱セットすることにより製造できる。本発明のポリプロピレン繊維の繊度に特に制限はなく任意の繊度が利用できる。繊維断面形状は、円形断面、中空断面、三角形等の異型断面であっても良い。

また、褪色抵抗性を損なわない程度の着色顔料、分散剤、蛍光増白剤、艶消剤、滑剤、帯電防止剤、抗菌剤、難燃剤等、他の添加剤を配合してあっても良い。

以下に本発明を実施例により具体的に説明する。なお、各物性の測定、評価は次の方法でおこなった。

発熱試験：サンプルを、ＪＩＳＬ０２１７１０３法に準じて洗濯および漂白後、６０℃で３０分間のタンブル乾燥を１００回繰り返した後、直径５ｃｍ、深さ３ｃｍの円筒形容器に一杯になるように詰め込み、１５０℃に設定した恒温乾燥機中に入れ、サンプルが充填された円筒容器中心部の温度が１５０℃に達してから２００時間の温度変化を記録した。また、試験後のサンプルの状態を目視で観察した。５０時間経過後も温度変化無く、試験前後でサンプルの状態が変わらないものを発熱抑制効果が良好であると判定した。

強度保持率：サンプルを、カーボンアーク灯フェードメーター中においてブラックパネル温度８３℃で所定時間（０〜１０００時間）曝露させた後、破断強度を測定し、曝露前の引張強力初期値に対する強度保持率（％）を次式で示しこれを比較した。
強度保持率（％）＝（所定時間後の破断強度／破断強度初期値）×１００
曝露前の破断強度初期値に対して、暴露時間４００時間で５０％以上保持している場合、耐候性が良好、１０００時間で３０％以上保持している場合を優良であると評価した。

褪色抵抗性：サンプルを、カーボンアーク灯フェードメーター中においてブラックパネル温度８３℃で所定時間（０〜１０００時間）曝露させた後、グレタグマクベス・カラーアイ７０００Ａ分光光度計（Ｄ６５光源、１０°視野観測装置）により色彩の変化をデルタＥ（ΔＥ）値で評価した。低いΔＥ値はより少ない変色を示し、及びより良い安定化を示す。ΔＥ値が５．０以下のものを色の安定度が良好であると評価した。

ＭＦＲ値が３１ｇ／１０分の結晶性ポリプロピレンに、ＨＡＬＳ系安定剤（Ｎ，Ｎ' ，Ｎ''，Ｎ''' −テトラキス−（４，６−ビス−（ブチル−（Ｎ−メチル−２，２，６，６−テトラメチルピペリジン−４−イル）アミノ）−トリアジン−２−イル）−４，７−ジアザデカン−１，１０−ジアミンとコハク酸ジメチルと４−ヒドロキシ−２，２，６，６−テトラメチル−１−ピペリジンエタノールの重縮合物の１：１混合物）を０．３重量％、１次酸化防止剤（１, ３, ５−トリス（４−ｔｅｒｔ−ブチル−３−ヒドロキシ−２, ６−キシリル）メチル）−１, ３, ５−トリアジン−２，４，６（１Ｈ，３Ｈ，５Ｈ）−トリオン）を０．０５重量％、２次酸化防止剤（トリス（２，４−ｔｅｒｔ−ブチルフェニル）フォスファイト）を０．０５重量％、着色原料としてフタロシアニン系の青色顔料を１重量％含有させ、マスターバッチ法にて混合して原料とし、公知の溶融紡糸装置を用いて紡出した。紡出糸条を冷却した後、回転ローラーにより引き取り、一旦巻き取らずに延伸ローラーを用いて延伸し、巻き取り機によって巻き取り、繊度１９０デシテックス３０フィラメントのポリプロピレン繊維とした。

得られた繊維からトリコット機を用い経編地を編成した。得られた経編地を、カーボンアーク灯フェードメーター中において、ブラックパネル温度を８３℃とし、６００時間曝露させた後、強度保持率（％）及びデルタ（ΔＥ）値を求めた。その評価結果を表１に示す。
同表から、フェードメーター暴露時間が６００時間で強度保持率が５２％であって本発明の要件を満足しており、色相変化（ΔＥ）についても４．６と５．０を下回り、１５０℃の恒温乾燥機中にて１００時間経過した後も一切発熱せず、試験後の経編地には格別の変化が見られなかった。

ＨＡＬＳ系安定剤を２重量％とした以外は実施例１と同様にして、ポリプロピレン繊維を得た。得られた繊維からトリコット機を用い経編地を編成した。得られた経編地を、カーボンアーク灯フェードメーター中においてブラックパネル温度を８３℃として、６００時間及び１０００時間曝露させた後、それぞれ強度保持率（％）及びデルタ（ΔＥ）値を求めた。その評価結果を表１に示す。

同表に示したとおり、フェードメーター暴露時間が６００時間では、強度保持率が６４．９％と極めて高く、暴露時間が１０００時間の場合でも、強度保持率は４０．５％と良好であり、しかもそれぞれの色相変化は０．７６（ΔＥ）及び１．９９（ΔＥ）と極めて低く、１５０℃の恒温乾燥機中における１００時間の経過後も一切発熱することがなく、試験後の経編地にも格別の変化は見られなかった。

１次酸化防止剤を長鎖ジアルキル−ｎ−メチルアミン酸化生成物とした以外は実施例１と同様にして、ポリプロピレン繊維を得た。得られた繊維からトリコット機を用い経編地を編成した。得られた経編地の評価結果を表１に示す。
同表から、フェードメーター暴露時間が６００時間のときの強度保持率が６３．７％と高く、色相変化（ΔＥ）は４．６であって、１５０℃の恒温乾燥機中において１００時間が経過した後も一切発熱せず、試験後の経編地には格別の変化は見られなかった。

比較例１

１次酸化防止剤、２次酸化防止剤を含有せしめないこと以外は実施例１と同様にして、ポリプロピレン繊維を得た。得られた繊維からトリコット機を用い経編地を編成した。得られた織編物の評価結果を表１に示す。

同表に示すとおり、１５０℃の恒温乾燥機中において１００時間が経過した後にも発熱せず、また試験後の経編地には格別の変化は見られなかったものの、フェードメーター暴露時間が６００時間経過した後の強度保持率が４４．３％、その色相変化（ΔＥ）は５．２３といずれも本発明の要件を満足せず、強度保持率及び褪色抵抗性に劣るものであった。

比較例２

ＨＡＬＳ系安定剤を０．１重量％とした以外は実施例１と同様にして、ポリプロピレン繊維を得た。得られた繊維からトリコット機を用い経編地を編成した。得られた織編物の評価結果を表１に示す。

同表から、フェードメーター暴露時間が６００時間のときの強度保持率が３８．６％と極めて低く、色相変化（ΔＥ）も１５．６と極めて高くなり、しかも１５０℃の恒温乾燥機中における４２．４時間の経過後には発熱しはじめて１６９℃まで高まり、試験後の経編地の構成繊維間で溶融固化が見られた。

Claims

ポリプロピレンホモポリマーからなるポリプロピレン繊維を含み、洗濯及び漂白を１００回繰り返した後、１５０℃の恒温状態で１００時間保持する間に温度上昇が起こらず、８４℃のカーボンアーク灯フェードメーターに６００時間保持された際に、強度保持率が５０％以上、色相変化（ΔＥ）が５．０以下である織編物。
ポリプロピレンホモポリマーからなるポリプロピレン繊維が、ヒンダードアミン系安定剤、アルキルラジカルを捕捉する酸化防止剤としてヒンダードフェノール系安定剤またはヒドロキシルアミン系安定剤のいずれか、過酸化ラジカルを分解する酸化防止剤としてリン系酸化防止剤を含む請求項１記載の織編物。
前記ヒンダードアミン系安定剤を０．３重量％以上含んでなる請求項２記載の織編物。