JP2808702B2 - ポリエステル不織布 - Google Patents

ポリエステル不織布

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JP2808702B2 JP1199763A JP19976389A JP2808702B2 JP 2808702 B2 JP2808702 B2 JP 2808702B2 JP 1199763 A JP1199763 A JP 1199763A JP 19976389 A JP19976389 A JP 19976389A JP 2808702 B2 JP2808702 B2 JP 2808702B2
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Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、ポリエステル不織布、詳しくは難燃性を有
しかつ伸縮性,弾性回復性の優れたポリエステル不織布
に関するものである。
〔従来の技術〕
ポリエステル繊維は力学特性,熱安定性,ウォッシャ
ブル性などに優れているため、衣料用途を中心に天然繊
維と共存した状態で衣料用途を中心に幅広く展開されて
いる。
しかしながら、人間尊重,火災予防の観点から種々の
ポリエステル加工成形物について難燃性であることが要
求され、消防あるいは溶鉱炉など火気を取り扱う特殊環
境での冬期の作業においては動きやすくかつ保温性の優
れた素材、すなわち高ストレッチ性を有する難燃性不織
布が要求されている。
ポリエステル繊維の難燃化技術は従来より知られてい
るが、難燃性能そのもののほか繊維の基本特性,耐候性
などを考慮するとリン系の難燃剤が最も好ましい。この
リン系の難燃剤を付与する方法として成形物の表面ある
いは内部までに化学的または物理的に難燃剤を付与ある
いはしみ込ませる方法(後加工法)や成形時に難燃剤を
練り込む方法(ブレンド法)、ポリマ重合時に難燃剤を
共重合させる方法(共重合法)などの方法が提案されて
いる。しかし後加工法は洗濯による難燃性能の低下をも
たらし、またストレッチ性を重視した不織布では伸縮性
能を著しく低下させる場合がある。ブレンド法において
も同様に洗濯による難燃性能低下や着色の問題が顕在化
し、さらに製糸性悪化などの問題をひきだしやすく難燃
性能を高めることは難しい。これらの理由からリン系難
燃剤を共重合させ難燃化させる技術が好ましいと考えら
れる。この共重合法によっても難燃性能を向上させるた
めにはリン化合物を高率で共重合させる必要があり、一
般的に高重合度のリン共重合ポリエステルを得ることは
難しいため繊維特性を損なわずに高共重合できるリン化
合物はかなり限定される。
以上のことから、高ストレッチを有する難燃性ポリエ
ステル不織布が市場に存在しなかったのが実状である。
〔発明が解決しようとする課題〕
本発明の課題は、前記従来技術の現状を打破し、優れ
た難燃性と伸縮性を有する高機能素材を提供することに
ある。
〔課題を解決するための手段〕
本発明の上記課題は、主たる構成単位がエチレンテレ
フタレートであり次式に示す2官能性リン化合物をリン
元素量として0.15〜4.0重量%共重合しているポリエス
テル繊維Aと、主たる構成単位がエチレンテレフタレー
トである2種類のポリエステル成分が偏心的に接合しか
つ一方の成分にイソフタレート基あるいはソジウムスル
フォイソフタレート基を3.0〜6.0モル%の範囲内で多量
に共重合したポリエステル繊維Bからなる不織布であっ
て、上記2官能性リン化合物成分をリン元素量として0.
1重量%以上含有していることを特徴とするポリエステ
ル不織布によって解決することができる。
ただし、R1,R2は炭素数が1〜18のアルキル基,アリ
ール基,モノヒドロキシアルキル基または水素原子を、
R3はアルキル基またはアリール基でAは−CnH2n−でか
つnは1〜4の整数を表す。
以下、本発明を詳細に説明する。
本発明の不織布を構成するポリエステル繊維A(以
下、本発明の繊維Aと云う)は主たる構成単位がエチレ
ンテレフタレートであり、次式に示す2官能性のリン化
合物を共重合している。
ただし、R1,R2は炭素数が1〜18のアルキル基,アリ
ール基,モノヒドロキシアルキル基または水素原子を、
R3はアルキル基またはアリール基でAは−CnH2n−でか
つnは1〜4の整数を表す。具体的には、(2−カルボ
キシエチル)メチルホスフィン酸,(2−メトキシカル
ボニルエチル)メチルホスフィン酸,(2−(β−ヒド
ロキシエトキシカルボニル)エチル)メチルホスフィン
酸,(2−メトキシカルボニルエチル)メチルホスフィ
ン酸メチル,(2−(β−ヒドロキシエトキシカルボニ
ル)エチル)メチルホスフィン酸のエチレングリコール
エステルなどがあげられる。これらのリン化合物のうち
好ましいものとしては、2−カルボキシエチルメチルホ
スフィン酸の分子内環状無水物とエチレングリコールと
からの加熱反応成生物である。あるいは、この反応成生
物をさらに縮合させた物質も好ましい。
本発明の繊維Aにおいては上記リン化合物をリン元素
量として0.15〜4.0重量%共重合しており、かつ上記繊
維を用いた本発明の不織布は上記リン化合物をリン元素
量として0.1重量%以上含有する必要がある。本発明の
繊維Aに共重合されるリン共重合量がリン元素量で0.15
重量%未満の場合、難燃性のレベルが低く、これを用い
た不織布は難燃性とストレッチ性を同時に満足すること
ができなくなる。4.0重量%を超えると重合時にポリマ
の着色が甚だしくなり、得られる繊維の物性も著しく低
下する。また不織布に含有するリン化合物の共重合量が
0.1重量%未満の場合、十分な難燃性が得られない。
本発明の不織布を構成するポリエステル繊維B(以
下、本発明の繊維Bと云う)は、主たる構成単位がエチ
レンテレフタレートである2種類のポリエステル成分が
偏心的に接合しかつ一方の成分にイソフタレート基ある
いはソジウムスルフォイソフタレート基を3.0〜6.0モル
%の範囲内で多量に共重合した繊維である必要がある。
これは本発明の不織布の伸縮性,弾性回復性を与えるも
のである。これらの共重合成分の差が、3.0モル%以下
の場合捲縮発現力が不十分となり、6.0モル%を超える
と繊維の基本特性が著しく悪化し紡糸安定性が低下する
こととなる。
また本発明の繊維Bの複合形態は偏心的に接合してい
ればいかなる形態をしていてもよいが、偏心した心鞘型
よりサイドバイサイド型の方が捲縮発現力が優れている
点で好ましい。複合成分の割合は目的とする性能を呈す
る範囲内であればいずれでもよいが、通常40:60〜60:40
程度が好ましい。
もちろん本発明の不織布に用いる繊維AあるいはBに
おいては、目的とする性能をそこなわない範囲で、その
酸成分の一部またはそのグリコール成分の一部が他のジ
カルボン酸成分,たとえばアジピン酸,セバシン酸成分
など、あるいは他のグリコール成分,たとえばジエチレ
ングリコール,プロピレングリコール,トリメチレング
リコール,テトラメチレングリコール,ネオペンチルグ
リコール,1.4−シクロヘキサンジメタノール,ポリエチ
レングリコール,ビスフェノールA成分などで置き換え
た共重合ポリエステルであってもよい。さらに本発明の
繊維AあるいはBに用いるポリエステル成分には実用的
な繊維としての特性を改善するために種々の添加剤、た
とえば艶消剤,光沢改良剤,耐熱剤,耐候剤,酸化防止
剤,顔料染料などの着色剤,充填剤,帯電防止剤などを
含んでもよい。この場合、さらに断面形状も円形にかぎ
らず三角断面その他異形断面であってもよい。
本発明のポリエステル不織布において、本発明の繊維
AとBの混綿割合は不織布に含有するリン化合物が0.1
重量%以上であればいずれでもよいが、十分な伸縮性能
を期待するためには繊維Bの混綿率を例えば50〜80重量
%と高くすることが好ましい。また本発明の不織布とし
てさらに好ましくは、不織布に含有する上記リン化合物
の含有量がリン元素量として0.5重量%以上となるよう
に繊維Aを混綿しかつ繊維Bの混綿比を55重量%以上と
することで、このような条件を満たす不織布はより高度
な伸縮性と難燃性を示す。
本発明の繊維AあるいはBを製造する方法としては通
常ポリエステル複合繊維を製造する装置および方法を用
いることができる。6000m/分以上の高速紡糸法において
製造することも可能である。
また本発明の繊維を短繊維状にし紡績糸あるいは不織
布などのする場合、カーディング工程でネップや未開繊
部の発生しない方が好ましいが、一般にネップや未開繊
部の発生は捲縮数,捲縮形態と密接な関係にあり、機械
捲縮の場合、捲縮数が8個/inch未満では未開繊部が発
生しやすく、18/inchを超えるとネップが発生しやす
い。また、カーディング工程以前でスパイラル捲縮を発
現させた場合、ネップが発生しやすくウェブの均一性が
悪くなるほか、ウェブのすぬけが発生しやすい。したが
って本発明の複合繊維はスパイラル捲縮が潜在化して8
〜18個/inchの機械捲縮が支配的で、かつ熱処理などで
スパイラル捲縮を発現した時は捲縮数が30個/inch以上
になる繊維が好ましい。そのような複合繊維を製造する
方法は特には限定しないが、一例としては本発明の成分
構成で紡糸した未延伸糸を延伸した後緊張下で熱処理す
る方法がある。
本発明の繊維は常法の不織布製造方法にて不織布化可
能であり、以下一例を示す。本発明の繊維を短繊維状に
カットし、常法にてカードにかけウェブを形成しニード
リングを施す。ニードリングはニードルルームにて処理
すればよい。ニードリングの代わりにウォータージェッ
トパンチにより不織布化してもよい。また、他の原綿を
混綿してもよく、例えば本発明の繊維AとBにさらにホ
ットメルト型バインダー繊維を混綿しニードリングした
後、熱処理して繊維間を融着させることもできる。
〔実施例〕
以下、実施例をあげて本発明をさらに具体的に説明す
る。
実施例1 テレフタル酸とエチレングリコールを用いて直接エス
テル化法で得たビス−β−ヒドロキシエチルテレフタレ
ートおよびその低重合体100部に2−カルボキシエチル
メチルホスフィン酸の分子内環状無水物とエチレングリ
コール1:1重量比の混合物を120℃で加熱反応させて得た
反応生成物をリン元素量として1.0重量%添加し、さら
に三酸化アンチモン、二酸化チタンを添加した後、徐々
に昇温および減圧した。最終的に288℃,0.3mmHg下で所
定粘度まで重合しリン共重合ポリエステルポリマ(極限
粘度0.47)を得た。
このポリエステルチップを用いて丸断面で360ホール
の口金を用いて紡糸し未延伸糸を得た。紡糸温度は285
℃,引き取り速度は1500m/分であった。この未延伸糸を
延伸熱処理し、機械捲縮を付与しカットしてポリエステ
ル繊維(繊維A)を得た。また一方の成分としてイソフ
タル酸を4.0モル%共重合せしめたポリエチレンテレフ
タレートを、他方の成分として通常のポリエチレンテレ
フタレートを用いて、複合比1:1のサイドバイサイド型
複合繊維の未延伸糸を得た。紡糸温度は285℃引き取り
速度1500m/分であつた。この未延伸糸を延伸熱処理し、
機械捲縮を付与しカットしてポリエステル繊維(繊維
B)を得た。
得られた繊維AとBとホットメルト型バインダー繊維
(原綿C)を30:60:10の重合割合で混綿し、ウェブを作
製した後、160℃で熱処理し不織布を得た。
得られた不織布の伸縮回復性は官能的に4段階に分
け、 ◎ 非常に良好 ○ 良好 △ やや良好 × 不可 と、簡易的に評価した。
不織布の難燃性はバーナーで火を付けその燃焼状態か
ら4段階に分け、 ◎ 非常に良好 ○ 良好 △ やや良好 × 不可 と、簡易的に評価した。結果を表1に示す。
実施例2〜6,比較例1〜3 表1に示すほか実施例1と同様の条件で重合,製糸,
延伸をおこない得られた繊維A,Bで実施例1と同様に不
織布を作製した。得られた結果を表1に示す。
比較例4,5 表1に示すように各々共重合成分を多量に添加したポ
リマを製造した。結果として比較例4は着色が甚だし
く、比較例5は複合紡糸において吐出時のポリマ曲がり
が大きく安定した製糸ができなかった。
〔本発明の効果〕 本発明のポリエステル不織布は難燃性を有し伸縮性の
優れた中入綿もしくは不織布を得ることができる。また
本発明の複合繊維は難燃性成分がしみ出してくることが
ないので衛生的でかつ難燃性の効果が低下することが少
ない。
また本発明のポリエステル不織布はカーデェング工程
でネップや未開繊部が発生せずに製造することができ
る。
本発明の不織布を中入れ綿として用いることにより、
消防あるいは溶鉱炉など火気を取り扱う特殊な環境での
冬期の作業に適した防寒着を得ることが出来るようにな
った。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) D04H 1/42

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】主たる構成単位がエチレンテレフタレート
    であり次式に示す2官能性リン化合物をリン元素量とし
    て0.15〜4.0重量%共重合しているポリエステル繊維A
    と、主たる構成単位がエチレンテレフタレートである2
    種類のポリエステル成分が偏心的に接合しかつ一方の成
    分にイソフタレート基あるいはソジウムスルフォイソフ
    タレート基を3.0〜6.0モル%の範囲内で多量に共重合し
    ているポリエステル繊維Bからなる不織布であって、上
    記2官能性リン化合物成分をリン元素量として0.1重量
    %以上含有していることを特徴とするポリエステル不織
    布。 ただし、R1,R2は炭素数が1〜18のアルキル基,アリー
    ル基,モノヒドロキシルアルキル基または水素原子を、
    R3はアルキル基またはアリール基でAは−CnH2n−でか
    つnは1〜4の整数を表す。
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