JP2655966B2 - 難燃性の熱可塑性ポリエステル系繊維の製造のための組成物及び方法 - Google Patents

難燃性の熱可塑性ポリエステル系繊維の製造のための組成物及び方法

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JP2655966B2 JP4078019A JP7801992A JP2655966B2 JP 2655966 B2 JP2655966 B2 JP 2655966B2 JP 4078019 A JP4078019 A JP 4078019A JP 7801992 A JP7801992 A JP 7801992A JP 2655966 B2 JP2655966 B2 JP 2655966B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、難燃性の熱可塑性ポリ
エステル系繊維の製造のための組成物及び方法に関する
ものである。
【0002】
【従来の技術】熱可塑性ポリエステル系樹脂 (以下「P
ET」という。) は、ポリエチレンやポリスチレンには
見られない優れた性質を持っている。例えば、PETは
剛性が大きく、形状安定性がよくて、 200℃に耐えるほ
どの優れた耐熱性を持っている。それでPETは繊維化
されて各分野に使用されている。
【0003】この時、問題となるのは、PETが有機
物、特にエステルであって、燃えやすいという点であ
る。そこで、PET繊維を難燃性にしようとの試みが現
れた。ところが、PETは、ポリエチレンやポリスチレ
ンのように簡単に難燃化することができない。それは、
PETが、ポリエチレンやポリスチレンよりも遙かに高
い融点を持っているからである。即ち、ポリエチレンや
ポリスチレンでは、各種ハロゲン化合物を混合すること
により容易に難燃性にすることができるが、PETに同
様な各種ハロゲン化合物を混合しようとするとPETの
溶融温度でハロゲン化合物が分解してしまい、難燃化の
効果がもたらされないだけでなく、却ってハロゲン化合
物の分解物がPETを着色したり分解したりして、PE
Tの性質を害する結果となった。
【0004】他方、PETに対しては無機化合物を配合
して難燃化することも考えられる。無機化合物は分解し
ないという長所を有するが、難燃化の効果に乏しく、充
分な難燃性を現すためには、大量の無機化合物を配合す
る必要があり、大量を配合すると繊維としての特性を阻
害することとなり、従って満足な難燃性が得られなかっ
た。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、PETの良
好な特性を保持したまま、充分な難燃性を持ったPET
繊維を製造することができる組成物及び方法を提供する
ことを目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、PETに
種々の化合物を添加してPET繊維を作り、その難燃性
を調べた。その結果、分解温度が 350℃以上の臭素化芳
香族化合物と、有機錫系化合物とを特定の割合に配合し
てPETに添加すると、PET繊維の特性を大きく阻害
させないで、PET繊維を難燃性にできることを見出し
た。PET繊維の特性が変化しないというのは、例え
ば、上記の臭素化芳香族化合物と有機錫系化合物を配合
したPETは、これを配合しないPETと同様に、溶融
紡糸法によって満足な繊維とすることができるからであ
る。
【0007】即ち、本発明は、PET 100重量部に、分
解温度が 350℃以上で粒径が7μm以下の臭素化芳香族
化合物 0.5ないし5重量部と、該臭素化芳香族化合物に
対し1ないし30重量%の粒径が7μm 以下の有機錫系化
合物とを配合してなることを特徴とする難燃性のPET
繊維の製造用組成物、及び該組成物を溶融紡糸すること
を特徴とする難燃性のPET繊維の製造方法に関する。
【0008】本発明で用いられるPETは、芳香族ジカ
ルボン酸に二価アルコールを反応させて得られた高分子
量の鎖状エステルである。このようなPETは市販され
ているので、本発明ではこれらの市販品を用いることが
できる。PETを構成する芳香族ジカルボン酸として
は、テレフタル酸が好ましいが、イソフタル酸、2,6
−ナフタレンジカルボン酸、ジフェニルエーテルジカル
ボン酸、ジフェニルスルホンジカルボン酸、ジフェノキ
シジカルボン酸等を用いてもよい。
【0009】他方、PETを構成する二価アルコールと
しては、エチレングリコールが主として用いられるが、
トリメチレングリコール、テトラメチレングリコール、
ネオペンチレングリコール、ヘキサメチレングリコー
ル、シクロヘキサンジメチロール、トリシクロデカンジ
メチロール、2,2−ビス− (4−β−ヒドロキシエト
キシフェニル) プロパン、4,4’−ビス− (β−ヒド
ロキシエトキシ) ジフェニルスルホン、ジエチレングリ
コール等を用いることもできる。
【0010】上述のPETのうち、本発明で用いるのに
適したものは、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチ
レンテレフタレートコポリマーなどである。また、上述
のPETは、単独で又は混合して用いることができる。
更に、上述のPETは、これに他の樹脂を混合して用い
ることもできる。他の樹脂を混合する場合には、他の樹
脂はPETよりも少なくする必要がある。
【0011】PETは、一度市場に出回ったフィルム、
シート、ボトル等の製品回収品を、粉砕等で細かくした
ものを用いてもよい。PETは、一般に、高温で加水分
解しやすい樹脂であるから、これを加工する場合には、
予めこれを乾燥する。乾燥には、例えば除湿乾燥機を用
いるのがよい。その場合の乾燥は、例えば露点が−30℃
の空気を 160℃に加熱しておき、この空気にPETを約
4時間露出するという程度で足りる。或いは、二軸押出
機のベント孔から真空ポンプを用いて除湿しながら押出
してもよい。
【0012】本発明では、PET 100重量部に対し、臭
素化芳香族化合物 0.5ないし5重量部を配合させる。該
臭素化芳香族化合物の分解温度は 350℃以上であること
が必要で、分解温度が 350℃未満の臭素化芳香族化合物
を用いると、この臭素化芳香族化合物がPETの溶融温
度で分解してしまい、難燃化の効果がもたらされないだ
けでなく、却って臭素化芳香族化合物の分解物がPET
を着色したり分解したりして、満足な繊維が得られな
い。
【0013】本発明で用いる臭素化芳香族化合物は、芳
香族化合物を臭素化して得られるもので、臭素含有量が
50重量%以上を占めるものである。それは、フェニルア
ルキルエーテルの臭素化物、芳香族ポリマーの臭素化
物、フェニルアクリル酸エステルの臭素化物等である。
具体的化合物としては、デカブロモジフェニルオキシ
ド、テトラブロモ無水フタル酸、テトラブロモビスフェ
ノールA誘導体 (例えば帝人化成社製ファイヤガード7
000又は7500) 、臭素化エポキシ樹脂 (例えば日
立化成社製ブロムライトBR−128、BR−133、
BR−140、BR−156) 、デカブロムジフェニル
エーテル (第一工業製薬社製ピロガードSR−25
0)、臭素化ポリフェニレンオキシド (同社製ピロガー
ドSR−400A)などが挙げられる。
【0014】また、臭素化芳香族化合物の配合割合が、
PET 100重量部に対し 0.5重量部未満であると、難燃
化効果が小さく、JIS K7201 が規定する酸素濃度指数が
26以上にならない。一方、PET 100重量部に対し5重
量部を超えると、紡糸が困難になる。臭素化芳香族化合
物の配合割合は、好ましくはPET 100重量部に対し1
ないし4重量部である。
【0015】本発明では、更に、前記臭素化芳香族化合
物に対し1ないし30重量%の有機錫系化合物を配合させ
る。この有機錫系化合物は、アルキル基を構成する炭素
原子が直接錫に結合してなる化合物である。例を挙げれ
ば、ジブチル錫ジラウレート(C4H9)2Sn(C11H23COO) 2
ジオクチル錫ジラウレート(C8H17)2Sn(C11H23COO)2等の
アルキル錫ラウレート、ジブチル錫マレート(C4H9)2Sn
(OOCCH)2、ジオクチル錫マレート(C8H17)2Sn(OOCCH)2
のアルキル錫マレート、ジブチル錫ドテシルメルカプチ
ド(C4H9)2Sn(SC12H25)2等のアルキル錫メルカプチド等
である。これらの化合物は、塩化ビニル系樹脂の安定剤
として用いられて来たもので、一般に樹脂の分解を防ぐ
効果を持つものとして知られていた。ところが、この化
合物が、本発明で用いる臭素化芳香族化合物の分解を防
ぐ効果を持つことは、本発明者らが新しく見出した事実
である。上述の例の中では、特にジブチル錫マレートを
用いるのが好ましい。
【0016】有機錫系化合物の配合割合が、臭素化芳香
族化合物に対し1重量%未満であると、難燃化効果が小
さく、酸素濃度指数が26以上にならず、一方、臭素化芳
香族化合物に対し30重量%を超えると、配合しても難燃
化効果が増すこともなく、混合が困難になる。有機錫系
化合物の配合割合は、好ましくは臭素化芳香族化合物に
対し5ないし20重量%である。
【0017】本発明において、臭素化芳香族化合物及び
有機錫系化合物は、その粒径が、7μm 以下、好ましく
は3μm 以下、更に好ましくは2μm 以下のものを使用
する。粒径が7μm より大きいと紡糸過程でボイドが発
生しやすく、繊維が短く切れやすくなって、満足な繊維
が得られない。粒径が7μm 以下のものを得るには、凍
結粉砕等の方法を用いる。
【0018】本発明において、PETに難燃剤を配合す
るには格別の配慮を必要としない。即ち、臭素化芳香族
化合物と有機錫系化合物とは、何れを先に加えてもよ
く、また同時に加えてもよい。本発明の組成物は、従来
の組成物に用いられて来た種々の添加剤を加えることが
できる。例えば、着色剤、帯電防止剤等を加えることが
できる。
【0019】混合方法としては任意の方法が採用され、
紡糸方法としては任意の溶融紡糸法が採用される。例え
ば、二軸押出機にPET、臭素化芳香族化合物及び有機
錫系化合物を投入して溶融紡糸する方法、或いは、二軸
押出機に臭素化芳香族化合物及び有機錫系化合物を大量
にPETと共に投入してマスターバッチを作り、最終的
に繊維組成物が所定の割合になるように、このマスター
バッチと新しいPETを単軸押出機に投入して溶融紡糸
する方法、或いは、臭素化芳香族化合物及び有機錫系化
合物のみを圧縮ペレット化した物を、最終的に繊維組成
物が所定の割合になるようにPETと共に単軸押出機に
投入して溶融紡糸する方法等、いずれでもよい。いずれ
の方法を採用しても、充分に混合がなされ、かつ最終的
に繊維中の添加物が所定の割合になるようにすればよ
い。
【0020】
【実施例】以下、実施例及び比較例により本発明を更に
具体的に説明するが、本発明の範囲はこれらの実施例に
限定されるものではない。なお、単に部というのは、重
量部の意味である。
【0021】
【実施例1】PETとしては、ポリエチレンテレフタレ
ート (帝人社製、商品名TR8580) を用いた。まず
ポリエチレンテレフタレートを除湿乾燥機に入れ、露点
−30℃の空気を循環させながら、 160℃で4時間乾燥し
た。こうして乾燥したポリエチレンテレフタレートを用
いて下記の割合の配合物を作った。
【0022】 ポリエチレンテレフタレート 100部 臭素化芳香族化合物 (第一工業製薬社製、 ピロガードSR−400A、 分解温度 450℃、粒径2μm 以下) 2.0 有機錫系化合物 (ジブチル錫マレート、 三共社製、スタンRC−5R、 粒径2μm 以下) 0.2 上記の配合物を二軸押出機を用いて 290℃で混合溶融
し、ノズル孔より紡糸して、巻取り延伸を行って、5デ
ニール (繊維径22μm)の繊維を得た。
【0023】この繊維について、難燃性を調べた。難燃
性は JIS K7201が規定する酸素濃度指数で示した。酸素
濃度指数は大きい方が難燃性が良好であって、26以上は
難燃性が良好と認められる。この繊維は酸素濃度指数が
28.0%であったので、難燃性は良好と認められた。
【0024】
【実施例2】実施例1において、ピロガードSR−40
0Aの代わりに、ピロガードSR−250 (分解温度 4
50℃) を1部使用することとした以外は、実施例1と同
様にして繊維を製造した。この繊維について、実施例1
と同じ方法で難燃性を調べたところ、酸素濃度指数は2
7.5%であったので、難燃性は良好と認められた。
【0025】
【実施例3】実施例1において、有機錫系化合物とし
て、ジブチル錫マレートの代わりに、ジブチル錫ジラウ
レート (共同薬品社製、KS−22)を0.2部用いるこ
ととした以外は、実施例1と同様にして繊維を製造し
た。この繊維について、実施例1と同じように酸素濃度
指数を測定したところ、酸素濃度指数が28.0%であった
ので、難燃性は良好と認められた。
【0026】〔比較例1〕臭素化芳香族化合物と有機錫
系化合物を混合しないこととした以外は、実施例1と同
様にして繊維を製造した。この繊維については、実施例
1と同様にして酸素濃度指数を測定したところ、酸素濃
度指数は20.0%であったので、難燃性は劣ると認められ
た。
【0027】〔比較例2〕実施例1において、有機錫系
化合物を使用しないこととした以外は、実施例1と同様
にして繊維を製造した。この繊維について実施例1と同
様にして酸素濃度指数を測定したところ、酸素濃度指数
は25.0%であったので、難燃性は劣ると認められた。
【0028】〔比較例3〕実施例1おいて、臭素化芳香
族化合物として分解温度が 350℃以下のもの (第一工業
製薬社製、SR−103、分解温度 260℃) を1部使用
することとした以外は、実施例1と同様にして繊維を得
ようとした。ところが、紡糸過程でポリエチレンテレフ
タレートの分解が激しく、満足な繊維は得られなかっ
た。
【0029】〔比較例4〕実施例1において、臭素化芳
香族化合物の粒径が10〜20μm の物を用いることとした
以外は、実施例1と同様にして繊維を得ようとした。と
ころが、紡糸過程で繊維が短く切断されてしまい、満足
な繊維は得られなかった。 〔比較例5〕実施例1において、有機錫系化合物の粒径
が10〜20μm のものを用いることとした以外は、実施例
1と同様にして繊維を得ようとした。ところが、紡糸過
程で繊維が短く切断されてしまい、満足な繊維は得られ
なかった。
【0030】
【発明の効果】本発明によれば、充分な難燃性を持った
PET繊維を提供することができる。また、本発明で
は、難燃性を付与するのに有機化合物を比較的少量配合
しただけであるから、得られるPET繊維は、PETの
良好な特性をそのまま保持している。更に、配合した臭
素化芳香族化合物及び有機錫系化合物の粒径は7μm 以
下であるから、紡糸過程での切断等の不都合が避けられ
る。

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 熱可塑性ポリエステル系樹脂 100重量部
    に、分解温度が 350℃以上で粒径が7μm 以下の臭素化
    芳香族化合物 0.5ないし5重量部と、該臭素化芳香族化
    合物に対し1ないし30重量%の粒径が7μm 以下の有機
    錫系化合物とを配合してなることを特徴とする、難燃性
    の熱可塑性ポリエステル系繊維の製造用組成物。
  2. 【請求項2】 請求項1記載の組成物を溶融紡糸するこ
    とを特徴とする、難燃性の熱可塑性ポリエステル系繊維
    の製造方法。
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