JP2883778B2 - Method for producing flame-retardant polyester fiber - Google Patents

Method for producing flame-retardant polyester fiber

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JP2883778B2
JP2883778B2 JP33536792A JP33536792A JP2883778B2 JP 2883778 B2 JP2883778 B2 JP 2883778B2 JP 33536792 A JP33536792 A JP 33536792A JP 33536792 A JP33536792 A JP 33536792A JP 2883778 B2 JP2883778 B2 JP 2883778B2
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Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、リン系難燃剤を含有す
る新規な難燃ポリエステル繊維の製造方法に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for producing a novel flame-retardant polyester fiber containing a phosphorus-based flame retardant.

【0002】ポリエチレンテレフタレートに代表される
芳香族ポリエステルは、優れた力学的性質を有し、繊
維,フィルム,その他のプラスチック成形物として広範
囲に利用される極めて有用な素材である。併しながら、
燃焼し易いという欠点を有しており、近年火災に対する
認識の高まりに伴い、難燃化が強く要望されている。
又、燃焼時に有毒ガス(シアン,ハロゲン)の発生は難
燃性以上の問題であり、これら有毒ガスの発生しない難
燃化製品の開発が待望されている。
[0002] Aromatic polyesters represented by polyethylene terephthalate have excellent mechanical properties and are extremely useful materials widely used as fibers, films and other plastic molded products. While
It has a drawback that it is easy to burn, and in recent years, with increasing awareness of fires, there is a strong demand for flame retardancy.
In addition, the generation of toxic gases (cyan and halogen) during combustion is a problem beyond flame retardancy, and development of flame-retardant products that do not generate these toxic gases is expected.

【0003】[0003]

【従来の技術】ポリエステルを難燃化する試みは従来よ
り種々検討されている。例えば、繊維,フィルムなどの
成形物に難燃化剤を後処理する方法、成形時に難燃化剤
を練り込む方法が知られている。しかし、後処理法では
処理が煩雑であったり不均一であったり、成形物の風合
いを粗硬にしたり、洗濯などで難燃性が低下したりする
等の種々の欠点を有する。
2. Description of the Related Art Various attempts have been made to make polyester polyester flame-retardant. For example, a method of post-treating a flame retardant to a molded product such as a fiber or a film, and a method of kneading the flame retardant during molding are known. However, the post-treatment method has various drawbacks such as complicated or non-uniform treatment, roughening of the texture of the molded product, and reduction in flame retardancy due to washing or the like.

【0004】又練り込み方法では成形時に難燃化剤が昇
華したり、着色したり或は成形物の機械的特性を著しく
低下させる。更には繊維製品等の成形物をドライクリー
ニングした際に難燃化剤の脱落やブリードアウトが起
り、その結果性能低下や汚染による衛生上の問題を生ず
る等の多くの欠点を有する。
[0004] In the kneading method, the flame retardant sublimates or is colored at the time of molding, or the mechanical properties of the molded product are significantly reduced. Further, when a molded article such as a fiber product is dry-cleaned, the flame retardant is dropped off or bleeds out, resulting in a number of drawbacks such as deterioration in performance and hygiene problems due to contamination.

【0005】かかる欠点を改善する方法として、ポリエ
ステルの分子主鎖中に難燃性を付与する原子の一つであ
るリン原子を導入する所謂共重合方法が有効であり、近
年種々の検討がなされて多くの提案がある。例えば特公
昭36−21050号公報,特公昭38−9447号公
報に、ホスホン酸又はホスホン酸エステル類を添加する
方法が開示されている。しかし、このホスホン酸エステ
ル類は一般に沸点が低いため重合時に系外に留出される
或はポリエステル製造時に三次元的副反応を起こし成形
加工を困難又は不能となる等の欠点を有する。特公昭3
6−20771号公報には、比較的沸点の高いホスホン
酸ビスグリコールエステルを添加共重合する方法が開示
されている。然し乍ら、沸点が高いにも拘らず、重合中
に自己縮合による環状の低沸点物が生起し系外へ揮発す
るものが少なくないという欠点を有する。
As a method for remedying such a defect, a so-called copolymerization method in which a phosphorus atom, which is one of the atoms imparting flame retardancy, is introduced into the molecular main chain of the polyester is effective, and various studies have been made in recent years. There are many suggestions. For example, JP-B-36-21050 and JP-B-38-9947 disclose methods of adding phosphonic acids or phosphonic acid esters. However, these phosphonic esters generally have a low boiling point, and thus have drawbacks such as being distilled out of the system during polymerization or causing a three-dimensional side reaction during the production of polyester, making molding difficult or impossible. Tokunosho 3
JP-A-6-20771 discloses a method of adding and copolymerizing bisglycol phosphonate having a relatively high boiling point. However, despite the high boiling point, there is a drawback that cyclic low-boiling substances are generated by self-condensation during polymerization, and many of them are volatilized out of the system.

【0006】特公昭53−13479号公報及び特開昭
50−53354号公報に、カルボキシホスフィン酸を
共重合することが開示されている。かかるホスフィン化
合物は揮発性がなく優れた耐燃性を有している。然しな
がら、エステル形成性官能基がカルボキシル基とリン酸
結合のP−OH基のため、僅かに反応速度が異なりやや
均一性に欠ける。更に耐熱性の点ではP−O−C結合は
P−C結合に比べ劣るという若干の欠点を有する。又特
公昭55−41610号公報に、オキサホスファンオキ
シドとイタコン酸から誘導した含リンジカルボン酸化合
物を共重合する方法が開示されている。この方法も優れ
た耐燃性を有している。しかし、複雑な多環構造化合物
であるため立体障害による結晶性,融点,物性等の低
下,或は僅かな光や熱で分子切断が生じ易いという欠点
を有する。
JP-B-53-13479 and JP-A-50-53354 disclose copolymerization of carboxyphosphinic acid. Such phosphine compounds have no volatility and have excellent flame resistance. However, since the ester-forming functional group is a carboxyl group and a P-OH group of a phosphoric acid bond, the reaction rate is slightly different and the uniformity is somewhat lacking. Further, in terms of heat resistance, the P—O—C bond has a slight disadvantage that it is inferior to the P—C bond. In addition, Japanese Patent Publication No. 55-41610 discloses a method of copolymerizing a phosphorus-containing carboxylic acid compound derived from oxaphosphane oxide and itaconic acid. This method also has excellent flame resistance. However, since it is a complex compound having a polycyclic structure, it has a drawback that crystallinity, melting point, physical properties and the like are reduced due to steric hindrance, or molecular cleavage is easily caused by slight light or heat.

【0007】ドイツ特許公告第1232348号公報に
はビス−(p−カルボキシフェニル)−ホスフィン酸を
共重合したポリエステルが開示されているが、染色改善
等のポリエステル変性を目的としたもので、リン含有量
も少なく難燃性は殆ど賦与されない。一方、米国特許第
4127566号明細書に、ビス−(カルボキシエチ
ル)メチルホスフィンオキシドを共重合したポリエステ
ルが開示されている。このものは良好な難燃性を示す
が、共重合ポリマーの融点低下が大きく、且つ耐熱性が
やや低いという欠点を有する。
[0007] German Patent Publication No. 1232348 discloses a polyester obtained by copolymerizing bis- (p-carboxyphenyl) -phosphinic acid, which is intended for polyester modification such as improvement of dyeing and contains phosphorus. The amount is small and little flame retardancy is imparted. On the other hand, U.S. Pat. No. 4,127,566 discloses a polyester obtained by copolymerizing bis- (carboxyethyl) methylphosphine oxide. This shows good flame retardancy, but has the drawback that the melting point of the copolymer is greatly reduced and the heat resistance is slightly low.

【0008】[0008]

【発明が解決しようとする課題】本発明の課題は、かか
る従来技術の諸欠点を改善し、少量で有効且つ無公害な
難燃化共重合成分を見い出すことである。
SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to improve the disadvantages of the prior art and to find a flame-retardant copolymer component which is effective in small amounts and which is harmless.

【0009】本発明の目的は、ポリエステル本来の力学
的特性,熱的特性を低下せしめることなく、繊維成形性
に優れ且つ、白度,耐光性並びに耐洗濯性に優れた難燃
性ポリエステル繊維、及びその工業的安価な製造方法を
提供するにある。
An object of the present invention is to provide a flame-retardant polyester fiber which is excellent in fiber moldability and excellent in whiteness, light resistance and washing resistance without deteriorating the mechanical properties and thermal properties inherent in polyester. And an industrially inexpensive production method thereof.

【0010】[0010]

【課題を解決するための手段】本発明者らは、難燃化共
重合成分につき種々検討し鋭意研究を行なった結果、難
燃性能の観点から前述の一般式で示すリン含有化合物が
ポリマーの耐熱性、力学的物性を低下させる事なく良好
な難燃性を付与する事を見いだし、先に難燃繊維を提案
した。本発明者らは該繊維の製造方法を更に鋭意に検討
した結果、本発明に到達したものである。
Means for Solving the Problems The present inventors have conducted various studies on the flame-retardant copolymerization component and conducted intensive studies. As a result, from the viewpoint of flame-retardant performance, the phosphorus-containing compound represented by the above-mentioned general formula was converted to a polymer. It was found that good flame retardancy was imparted without deteriorating heat resistance and mechanical properties, and flame retardant fibers were proposed first. The present inventors have further studied the production method of the fiber, and as a result, have reached the present invention.

【0011】即ち本発明の難燃性ポリエステル繊維の製
造方法は、一般式
That is, the method for producing the flame-retardant polyester fiber of the present invention is represented by the general formula

【化1】(式中、Rは炭素原子数6〜9のアリル基,ア
ラルキル基,R′はH又は炭素原子数1〜4のアルキル
基,ヒドロキシアルキル基,R″はH又はメチル基を示
す。)で表わされる含リンジカルボン酸化合物又はその
誘導体の少なくとも一種から誘導され、且つリン含有率
が少なくとも3重量%である化合物Aを繊維形成性ポリ
エステルの重合時点に繊維中のリン原子含有率が少なく
とも2000ppmになるよう配合せしめ重合し、次い
で紡糸する事を特徴とする。
Wherein R is an allyl group having 6 to 9 carbon atoms, an aralkyl group, R ′ is H or an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, a hydroxyalkyl group, and R ″ is H or a methyl group. The compound A, which is derived from at least one of the phosphorus-containing dicarboxylic acid compounds or derivatives thereof represented by the formula (1) and has a phosphorus content of at least 3% by weight, is obtained by polymerizing the fiber-forming polyester at the time of polymerization of the fiber-forming polyester. Is polymerized at a concentration of at least 2000 ppm, and then spun.

【0012】本発明に使用する上記一般式で示す含リン
ジカルボン酸は上記式に示すように、分子構造がP−C
結合のホスフィンオキシド骨格を有する左右対称形であ
り、左右に有する二つの官能基は共にフロンティア電子
密度が等価のカルボキシル基で有り、各種の化学反応、
例えばエステル化反応、アミド化反応、等の反応速度は
同じである。又対称の構造を有する為に、該化合物を共
重合した化合物Aの耐熱性、力学物性は非対称の物の共
重合物に比べて優れており、ポリエステル繊維の製造に
於いて受ける200〜300℃程度の高温がかかる工程
にて使用するのに好都合である。
The phosphorus-containing carboxylic acid represented by the above general formula used in the present invention has a molecular structure of PC as shown in the above formula.
It is symmetrical with a phosphine oxide skeleton of the bond, the two functional groups on the left and right are both carboxyl groups with equivalent frontier electron density, and various chemical reactions,
For example, the reaction rates of an esterification reaction, an amidation reaction, and the like are the same. Further, because of having a symmetrical structure, the heat resistance and mechanical properties of Compound A obtained by copolymerizing the compound are superior to those of the asymmetric copolymer, and the temperature is 200 to 300 ° C. which is applied in the production of polyester fiber. Moderately high temperatures are convenient for use in such processes.

【0013】上記一般式中の残基Rのアリル基は、例え
ばC6 5 ,C6 4 −Me,C63 −(Me)2
6 4 −Etが例示され,又アラルキル基は、例えば
65 −CH2 ,C6 4 (Me)−CH2 ,C6
5 −CH2 CH2 ,C6 3−(Me)2 −CH2 など
が挙げられる。中でも有用なものは、フェニル基,トル
イル基であり、特にフェニル基が耐熱性に優れ最も好ま
しい。残基R″はH,CH3 である。C2 5 以上は立
体障害を生ずるので好ましくない。
The allyl group of the residue R in the above general formula is, for example, C 6 H 5 , C 6 H 4 -Me, C 6 H 3- (Me) 2 ,
C 6 H 4 —Et is exemplified, and aralkyl groups are, for example, C 6 H 5 —CH 2 , C 6 H 4 (Me) —CH 2 , C 6 H
5 -CH 2 CH 2, C 6 H 3 - (Me) 2 , etc. -CH 2 and the like. Among them, useful ones are a phenyl group and a toluyl group, and a phenyl group is most preferable because of its excellent heat resistance. The residue R ″ is H, CH 3. C 2 H 5 or more is not preferred because it causes steric hindrance.

【0014】従って本発明の一般式(I)で示される含
リンジカルボン酸化合物は、好ましくはビス−(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−iプロピル)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−i−プ
ロピル)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i−プロ
ピル)ベンジルホスフィンオキシド、ビス−(2−カル
ボキシエチル)m−エチルベンジルホスフィンオキシ
ド、及びこれらの環状酸無水物、或はこれらのメチルエ
ステル、エチルエステル、プロピルエステル、ブチルエ
ステル、エチレングリコールエステル、プロピレングリ
コールエステル、ブタンジオールとのエステル等が上げ
られる。
Therefore, the phosphorus-containing dicarboxylic acid compound represented by the general formula (I) of the present invention is preferably bis- (2-carboxyethyl) phenylphosphine oxide, bis-
(2-carboxy-ipropyl) phenylphosphine oxide, bis- (2-carboxyethyl) m-toluylphosphine oxide, bis- (2-carboxy-i-propyl) m-toluylphosphine oxide, bis- (2
-Carboxyethyl) p-toluylphosphine oxide, bis- (2-carboxyethyl) xylylphosphine oxide, bis- (2-carboxyethyl) benzylphosphine oxide, bis- (2-carboxyi-propyl) benzylphosphine oxide, bis -(2-carboxyethyl) m-ethylbenzylphosphine oxide, and their cyclic acid anhydrides or their methyl esters, ethyl esters, propyl esters, butyl esters, ethylene glycol esters, propylene glycol esters, and butanediol Esters and the like.

【0015】これらの含リンジカルボン酸化合物の製造
方法にはP−置換ホスフィンに不飽和化合物を付加反応
して製造する方法、或はP−置換ジクロロホスフィン又
はジクロロホスフィンオキシドとグリニャール試薬、或
は有機金属化合物を反応して製造する方法がある。しか
し、反応収率、操作性、品質等の観点から前者のP−置
換ホスフィンに不飽和化合物、例えばアクリロニトリ
ル、アクリル酸、アクリル酸エステル、メチルメタクリ
レート等を付加反応して製造する方法が好ましい。
[0015] These phosphorus-containing dicarboxylic acid compounds can be produced by adding an unsaturated compound to a P-substituted phosphine, or by adding a P-substituted dichlorophosphine or dichlorophosphine oxide to a Grignard reagent or an organic compound. There is a method of producing by reacting a metal compound. However, from the viewpoint of reaction yield, operability, quality, etc., the former method is preferred in which an unsaturated compound, for example, acrylonitrile, acrylic acid, acrylate, methyl methacrylate, or the like is added to the former P-substituted phosphine for production.

【0016】例えばビス−(2−カルボキシエチル)フ
ェニルホスフィンオキシドはM.M.Rauhut,
I.Hechenbleikner,Helen A.
Currier,F.C.Schaefer and
V.P.Wystrach 著J.Am.Chem.S
oc.,81,1103〜1107(1959)に記載
の如く、フェニルホスフィンにアクリロニトリルを付加
反応したのち、酸化し次いでアルカリ加水分解して得ら
れる。
For example, bis- (2-carboxyethyl) phenylphosphine oxide is described in M.E. M. Rauhut,
I. Hechenbleikner, Helen A.
Currier, F.C. C. Schaefer and
V. P. Wystrach, J. et al. Am. Chem. S
oc. 81, 1103 to 1107 (1959), phenylphosphine is added with acrylonitrile, then oxidized and then alkali-hydrolyzed.

【0017】上記一般式(I)で示す化合物を含有する
化合物Aとしては、いずれの形、構造を有する化合物で
も構わない。例えば、他の化合物とエステル結合したも
の、アミド結合で反応したもの、ウレタン結合で反応し
たもの、エーテル結合で反応したもの、等が採用でき
る。
The compound A containing the compound represented by the general formula (I) may be a compound having any form and structure. For example, a compound reacted with an ester bond with another compound, a compound reacted with an amide bond, a compound reacted with a urethane bond, a compound reacted with an ether bond, and the like can be used.

【0018】エステル結合させる物としては、2ケのO
H基を有する化合物との反応で達成できる。好ましく
は、ポリエステル繊維と同様の骨格構造を有するアジピ
ン酸、セバシン酸、アゼライン酸、等の脂肪族ジカルボ
ン酸類、及びその誘導体やエステル誘導体、テレフタル
酸、イソフタル酸、2,6−ナフタレンジカルボン酸、
1,5−ナフタレンジカルボン酸、4,4−ジフェニル
ジカルボン酸、等の芳香族ジカルボン酸及びそれらの誘
導体、それらのアルキルエステル、アリルエステル、エ
チレングリコールエステル誘導体である。
As a substance to be ester-bonded, two O
It can be achieved by reaction with a compound having an H group. Preferably, adipic acid having the same skeletal structure as the polyester fiber, sebacic acid, azelaic acid, and other aliphatic dicarboxylic acids, and derivatives and ester derivatives thereof, terephthalic acid, isophthalic acid, 2,6-naphthalenedicarboxylic acid,
Aromatic dicarboxylic acids such as 1,5-naphthalenedicarboxylic acid and 4,4-diphenyldicarboxylic acid; derivatives thereof; alkyl esters, allyl esters and ethylene glycol ester derivatives thereof.

【0019】又アミド結合により反応させる物として
は、2ケのアミノ基を有する化合物との反応で達成でき
る。
The compound to be reacted by an amide bond can be achieved by reaction with a compound having two amino groups.

【0020】化合物A中でのリン原子の含有率は少なく
とも3重量%、好ましくは3.5重量%、さらに好まし
くは4〜10重量%になる様に組成を設定する。リン原
子の含有率が3重量%より少なくなれば、難燃性を発現
させる為にポリエステル繊維中に配合させる化合物Aの
量が多くなり、繊維の熱的劣化や力学物性の低下、着色
の増加につながる。
The composition is set so that the content of phosphorus atoms in compound A is at least 3% by weight, preferably 3.5% by weight, and more preferably 4 to 10% by weight. If the content of phosphorus atoms is less than 3% by weight, the amount of compound A to be blended in the polyester fiber to exhibit flame retardancy increases, resulting in thermal deterioration of the fiber, reduction in mechanical properties, and increase in coloring. Leads to.

【0021】化合物Aの重合度は、余りに低いと耐熱性
が劣りポリエステルとの混合に於いて、劣化が著しく、
又余りにも重合度が高くなり過ぎると混合時に大きな動
力、装置が必要となったり、或いは混合が十分に達成で
きなかったり、繊維の均一性が低下すると言う欠点があ
る。好ましくは、重合度が5以上、更に好ましくは10
〜100である。重合度の大小は本化合物Aの配合の方
法により適宜選定する。例えばポリエステルの重合時、
それもエステル交換終了時等初期の段階で添加する際は
重合度は50以下が好ましく、ポリエステル重合の中期
以降に配合する際は重合度は20〜70位が好ましい。
If the polymerization degree of the compound A is too low, the heat resistance is inferior and when mixed with the polyester, the deterioration is remarkable.
On the other hand, if the polymerization degree is too high, there are disadvantages that large power and equipment are required for mixing, mixing cannot be sufficiently achieved, and the uniformity of fibers decreases. Preferably, the degree of polymerization is 5 or more, more preferably 10
~ 100. The degree of polymerization is appropriately selected according to the method of compounding the present compound A. For example, when polymerizing polyester,
When it is added at an early stage such as at the end of transesterification, the degree of polymerization is preferably 50 or less, and when blended after the middle stage of polyester polymerization, the degree of polymerization is preferably about 20 to 70.

【0022】本発明の繊維形成性ポリエステルとして
は、通常使用されるポリエステルが使用できる。つまり
以下に述べるジカルボン酸及びその誘導体とグリコール
との共重合により得られるポリエステルが使用できる。
例えばジカルボン酸成分として、テレフタル酸,イソフ
タル酸,2.6−ナフタレンジカルボン酸,1.5−ナ
フタレンジカルボン酸,4.4−ジフェニルジカルボン
酸,ビス−(4−カルボキシフェニル)エーテル,ビス
−(4−カルボキシフェニル)スルホン,1.2−ビス
(4−カルボキシフェノキシ)エタン,5−ナトリウム
スルホイソフタル酸,5−スルホプロポキシイソフタル
酸,ジフェニルp.p′−ジカルボン酸,p−フェニレ
ンジ酢酸,ジフェニルオキシド−p.p′−ジカルボン
酸,trans−ヘチサヒドロテレフタル酸、及びそれ
らのアルキルエステル,アリールエステル,エチレング
リコールエステルなどのエステル形成性誘導体が挙げら
れる。中でも特に有用なものとしては、テレフタル酸,
2.6−ナフタレンジカルボン酸を主成分とし、これら
の芳香族ジカルボン酸及びアジピン酸,セバシン酸,ア
ゼライン酸,デカメチレンジカルボン酸等の脂肪族ジカ
ルボン酸及びその他のエステル形成性誘導体の1種以上
を10モル%を限度として少量混合して使用することが
できる。
As the fiber-forming polyester of the present invention, commonly used polyesters can be used. That is, a polyester obtained by copolymerization of a dicarboxylic acid or a derivative thereof described below with a glycol can be used.
For example, as a dicarboxylic acid component, terephthalic acid, isophthalic acid, 2.6-naphthalenedicarboxylic acid, 1.5-naphthalenedicarboxylic acid, 4.4-diphenyldicarboxylic acid, bis- (4-carboxyphenyl) ether, bis- (4 -Carboxyphenyl) sulfone, 1.2-bis (4-carboxyphenoxy) ethane, 5-sodium sulfoisophthalic acid, 5-sulfopropoxyisophthalic acid, diphenyl p. p'-dicarboxylic acid, p-phenylenediacetic acid, diphenyl oxide-p. p'-dicarboxylic acid, trans-hetisahydroterephthalic acid, and their ester-forming derivatives such as alkyl esters, aryl esters, ethylene glycol esters and the like. Particularly useful are terephthalic acid,
2.6-Naphthalenedicarboxylic acid as a main component, and one or more of these aromatic dicarboxylic acids and aliphatic dicarboxylic acids such as adipic acid, sebacic acid, azelaic acid, decamethylene dicarboxylic acid and other ester-forming derivatives. It can be used by mixing a small amount up to 10 mol%.

【0023】一方グリコール成分として、エチレングリ
コール,1.2−プロピレングリコール,1.4−ブタ
ンジオール,トリメチレングリコール,1.6−ヘキサ
ンジオール,1.4−シクロヘキサンジオール,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,ビスフェノールA,ビスフェノールS,ジエチレン
グリコール,ポリエチレングリコール,ポリプロピレン
グリコールなどが挙げられる。中でも有用なエチレング
リコール,1.4−ブタンジオールを主成分とし、その
他のグリコール成分及びエステル成形性誘導体の1種以
上をジオール成分の10モル%を限度とする少量を混合
して使用することができる。
On the other hand, as glycol components, ethylene glycol, 1.2-propylene glycol, 1.4-butanediol, trimethylene glycol, 1.6-hexanediol, 1.4-cyclohexanediol, neopentyl glycol, 1.4 -Cyclohexanedimethanol, bisphenol A, bisphenol S, diethylene glycol, polyethylene glycol, polypropylene glycol and the like. Among them, useful ethylene glycol and 1.4-butanediol are used as main components, and one or more other glycol components and ester-forming derivatives may be used by mixing a small amount of up to 10 mol% of the diol component. it can.

【0024】また1分子中にカルボン酸基とアルコール
基を有するオキシカルボン酸成分、例えば4−オキシ安
息香酸,4−ヒドロキシエトキシ安息香酸,オキシピバ
リン酸等も必要に応じ使用する事ができる。
An oxycarboxylic acid component having a carboxylic acid group and an alcohol group in one molecule, for example, 4-oxybenzoic acid, 4-hydroxyethoxybenzoic acid, oxypivalic acid and the like can be used if necessary.

【0025】必要に応じて少量の一官能性化合物、例え
ば安息香酸,ベンゾイル安息香酸,酢酸,メトキシポリ
エチレングリコールなど、或は三官能性以上の化合物、
例えばグリセリン,ペンタエリスリトール,リン酸化合
物及びこれらのエステル形成性誘導体を添加することも
できる。
If necessary, a small amount of a monofunctional compound such as benzoic acid, benzoylbenzoic acid, acetic acid, methoxypolyethylene glycol, or a compound having three or more functionalities,
For example, glycerin, pentaerythritol, phosphoric acid compounds and their ester-forming derivatives can be added.

【0026】ポリエステルの重合度としては、通常の繊
維に使用される程度の物であれば良いが、好ましくは極
限粘度〔η〕が0.5以上、更に好ましくは0.6〜
1.5、特に好ましくは0.65〜1.0である。
The degree of polymerization of the polyester is not particularly limited as long as it is used for ordinary fibers. Preferably, the intrinsic viscosity [η] is 0.5 or more, and more preferably 0.6 to 0.6.
1.5, particularly preferably 0.65 to 1.0.

【0027】化合物Aのポリエステルへの配合は繊維形
成性ポリエステルの重合開始時点に行う。好ましくは、
テレフタル酸等のジカルボン酸の末端がエチレングリコ
ールに置換されたエステル交換終了後に行う。更に好ま
しくは、ポリエステルの重合が完了しない時点、例えば
極限粘度〔η〕が0.4以前に添加する事が好ましい。
The compound A is incorporated into the polyester at the start of the polymerization of the fiber-forming polyester. Preferably,
It is carried out after completion of transesterification in which the terminal of dicarboxylic acid such as terephthalic acid is substituted by ethylene glycol. More preferably, it is added at the time when the polymerization of the polyester is not completed, for example, when the intrinsic viscosity [η] is 0.4 or less.

【0028】化合物Aの配合率としては、難燃繊維の力
学物性、熱的物性、難燃性等を低下させない範囲であれ
ば、特に限定しないが、好ましくはポリエステルに対し
て25重量%以下、更に好ましくは15%重量%以下で
ある。
The compounding ratio of the compound A is not particularly limited as long as the mechanical properties, thermal properties, flame retardancy and the like of the flame-retardant fiber are not reduced. More preferably, it is 15% by weight or less.

【0029】紡糸においては、通常の繊維の紡糸と同じ
く、顔料,艶消し剤,蛍光増白剤,熱安定剤,紫外線吸
収剤,酸化防止剤,制電剤及び有機アミン,有機カルボ
ン酸アミドなどのエーテル結合抑制剤等,必要に応じて
種々使用してもよい。
In spinning, pigments, matting agents, fluorescent whitening agents, heat stabilizers, ultraviolet absorbers, antioxidants, antistatic agents, organic amines, organic carboxylic acid amides, etc. are used in the same manner as in the ordinary fiber spinning. Various ether bond inhibitors may be used as necessary.

【0030】一般式(I)で表わされる含リンジカルボ
ン酸成分は、得られるポリエステル繊維中にリン原子含
有量として、少なくとも2,000ppm,好ましくは
3,000〜20,000ppm,更に好ましくは5,
000〜15,000ppmとなるように添加する。
2,000ppm未満では難燃性に乏しく、20,00
0ppmより多い場合は、難燃効果が飽和される上にポ
リエステル本来の諸特性を著しく低下せしめるので好ま
しくない。
The phosphorus-containing dicarboxylic acid component represented by the general formula (I) has a phosphorus atom content in the obtained polyester fiber of at least 2,000 ppm, preferably 3,000 to 20,000 ppm, more preferably 5,000 ppm.
000 to 15,000 ppm.
If it is less than 2,000 ppm, the flame retardancy is poor, and
If the content is more than 0 ppm, the flame retardant effect is saturated, and various properties inherent in the polyester are remarkably deteriorated.

【0031】紡糸は通常の紡糸方式により紡糸可能であ
るが、スピンドロー、高速紡糸、複合紡糸いずれも採用
可能である。繊維の太さは通常1デニール以上である
が、用途に応じて更に細い繊維も紡糸可能である。繊維
断面についても、丸断面だけでなく、三角断面、偏平断
面、四角断面、多角断面、中空断面、等の異形断面繊維
も可能である。
The spinning can be carried out by a usual spinning method, but any of spin draw, high speed spinning and composite spinning can be adopted. The thickness of the fiber is usually 1 denier or more, but a finer fiber can be spun according to the application. Regarding the fiber cross section, not only a round cross section but also a modified cross section fiber such as a triangular cross section, a flat cross section, a square cross section, a polygonal cross section, a hollow cross section, etc. are possible.

【0032】[0032]

【発明の効果】本発明の難燃性ポリエステル繊維は、化
合物A、例えばポリエステルの主鎖中に難燃性を付与す
るリン原子が導入された共重合物をポリエステルの重合
中に添加したものであり、完全共重合と同等の混合状態
となりリン原子が非常に安定化されて繊維中に含まれ
る。又共重合物の添加率の変化により、難燃性を簡単に
調整でき生産ロットの大小や品種の多様さにも容易に対
応できる。
The flame-retardant polyester fiber of the present invention is obtained by adding a compound A, for example, a copolymer in which a phosphorus atom imparting flame retardancy is introduced into the main chain of the polyester during the polymerization of the polyester. There is a mixed state equivalent to that of complete copolymerization, and phosphorus atoms are very stabilized and contained in the fiber. Further, the flame retardancy can be easily adjusted by changing the addition rate of the copolymer, so that it is possible to easily respond to the size of production lots and the variety of varieties.

【0033】品質的には、繊維製造中や加工中、製品の
使用中や洗濯等の処理で溶出や脱落がなく難燃性能が低
下することのない恒久性を有した有用なものである。更
にポリエステル本来の機械的,熱的特性や繊維製品の風
合いを損なうことなく且つ耐光性,白度に優れ、良好な
染色性を有している。また難燃性を付与する原子がリン
原子のみで、成形物が炎と接しても人体に有害なガスの
発生がなく極めて安全性が高い有用なものである。
In terms of quality, it is a useful material having permanent properties such that it does not dissolve or fall off during fiber production or processing, use of the product, washing or the like, and the flame retardant performance does not decrease. Furthermore, the polyester has excellent light fastness, whiteness, and good dyeing properties without impairing the mechanical and thermal properties inherent in polyester and the texture of textile products. Further, the atom imparting flame retardancy is only a phosphorus atom, and even if the molded article comes in contact with a flame, no harmful gas is generated to the human body, and the safety is extremely high and is useful.

【0034】本発明で得られた難燃性ポリエステル繊維
は、通常の方法により繊維及び糸に紡糸、延伸し、そし
て後処理できる上、製織,製編も特別な配慮をすること
なく通常の織機,編機を使用することが出来る。また通
常のポリエステルやカチオン可染ポリエステルなどと混
合紡糸、或は複合紡糸をしたり、前記通常の繊維或は
綿,アクリル等の他の繊維と複合製織したり多層構造の
織物などの高級技術、高品質の難燃性ポリエステル製品
を得ることが出来る。かかる繊維製品としては、例えば
厚地織物,衣料,カーペット,カーテン,ズック等が挙
げられる。
The flame-retardant polyester fiber obtained by the present invention can be spun, drawn, and post-processed into fibers and yarns by a usual method, and weaving and knitting can be carried out by ordinary looms without special consideration. , A knitting machine can be used. High-level technology such as spinning mixed with ordinary polyester or cationic dyeable polyester, or composite spinning, composite weaving with the ordinary fibers or other fibers such as cotton or acrylic, or multi-layer woven fabric; High quality flame retardant polyester products can be obtained. Such textile products include, for example, thick fabrics, clothing, carpets, curtains, and socks.

【0035】以上述べたように、本発明方法により非常
に容易に多様な難燃繊維や高性能の難燃繊維を工業的容
易且つ安価に製造する事が出来、非常に有用である。
As described above, various flame-retardant fibers and high-performance flame-retardant fibers can be produced industrially easily and inexpensively by the method of the present invention, which is very useful.

【0036】[0036]

【実施例】以下実施例により本発明方法、及びその作用
効果をより具体的に説明する。実施例中「部」とあるの
は全て「重量部」を意味する。固有粘度「η」は、フェ
ノール/テトラクロロエタン=6/4の混合溶剤中20
℃で常法により求めた。融点はDSCの吸熱ピークで求
めた。また難燃性の評価は、45°コイル法による接炎
回数(JIS L−1091 D)或は限界酸素指数
(JIS K−7201)法に準じて測定し示した。
EXAMPLES The method of the present invention and its operation and effect will be described more specifically with reference to the following examples. In the examples, “parts” means “parts by weight”. The intrinsic viscosity “η” is 20 in a mixed solvent of phenol / tetrachloroethane = 6/4.
It was determined by a conventional method at ° C. The melting point was determined from the endothermic peak of DSC. In addition, the evaluation of flame retardancy was measured and shown according to the number of times of flame contact (JIS L-1091 D) or the limiting oxygen index (JIS K-7201) method using a 45 ° coil method.

【0037】実施例1Embodiment 1

【0038】ビスヒドロシキエチルテレフタレート(BH
ET)70部及び上記のビス−(2,2'- カルボキシエチ
ル)フェニルホスフィンオキシド30部、テトラブトキ
シチタネート0.03部を重合容器に投し溶融後、徐々
に昇温しつつ内圧を減じ、最終的に255℃,0.3m
mHgで3時間重縮合を行なった。次いでこのポリマー
を索状に押出し切断して2.5mmφX3mmの大きさ
のペレットとし、リン含有率3.8重量%の化合物Aを
得た。次いで、ビスヒドロシキエチルテレフタレートを
出発原料とし、三酸化アンチモンを重合触媒とし、17
0℃にて加熱溶融後、徐々に昇温しつつ内圧を減じ、最
終的に250℃,0.3mmHgで3時間重縮合を行な
い溶融粘度〔η〕の上がりを攪拌機の回転トルクにてモ
ニターしながら重合を継続した。途中極限粘度〔η〕が
0.2に達した時点で、上記化合物Aを最終ポリマー中
に表1に示す量添加し重合を継続させ、内容物が所定の
粘度(極限粘度〔η〕=0.62)に達したあと内容物
を索状に押出し切断して2.5mmφ×3mmの大きさ
のペレットとした。
Bishydroxyethyl terephthalate (BH
ET) 70 parts, the above bis- (2,2'-carboxyethyl) phenylphosphine oxide 30 parts, and tetrabutoxytitanate 0.03 part were thrown into a polymerization vessel, melted, and then gradually heated to reduce the internal pressure. Finally 255 ℃, 0.3m
Polycondensation was performed at mHg for 3 hours. Next, the polymer was extruded in a cord shape and cut into pellets having a size of 2.5 mmφ × 3 mm to obtain a compound A having a phosphorus content of 3.8% by weight. Next, bishydroxyethyl terephthalate was used as a starting material, and antimony trioxide was used as a polymerization catalyst.
After heating and melting at 0 ° C., the internal pressure was reduced while gradually increasing the temperature. Finally, polycondensation was performed at 250 ° C. and 0.3 mmHg for 3 hours, and the rise of the melt viscosity [η] was monitored by the rotation torque of the stirrer. While the polymerization was continued. When the intrinsic viscosity [η] reaches 0.2 on the way, the above compound A is added to the final polymer in an amount shown in Table 1 to continue the polymerization, and the content is adjusted to a predetermined viscosity (intrinsic viscosity [η] = 0). .62), the content was extruded into a cord shape and cut into pellets of 2.5 mmφ × 3 mm.

【0039】このペレットを水分率0.005%まで乾
燥した後、エクストルーダにて、紡糸温度288℃巻取
り速度800m/分で溶融紡糸し、続いて倍率3.9
倍、延伸速度1000m/分で75℃のローラヒータで
延伸し、150℃のプレートヒータでセットして、75
d/24fの延伸糸を得た。糸質は強度4.7〜5.8
g/d,伸度30〜45%で良好であった。
After the pellets were dried to a moisture content of 0.005%, they were melt-spun with an extruder at a spinning temperature of 288 ° C. and a take-up speed of 800 m / min, followed by a magnification of 3.9.
The film is stretched with a roller heater at 75 ° C. at a stretching speed of 1000 m / min and set with a plate heater at 150 ° C.
A d / 24f drawn yarn was obtained. Yarn quality is 4.7-5.8
g / d and elongation of 30 to 45% were good.

【0040】この延伸糸を2本合糸し、筒編機で筒編み
し精練して難燃性の試験を行なった。難燃性試験は、筒
編物を重さ1g,長さ100mmになるように切り取
り、45°コイル法のよる接炎回数を求めた。その結果
は表1に示す。
Two stretched yarns were combined, knitted and refined by a cylinder knitting machine, and tested for flame retardancy. In the flame retardancy test, the tubular knitted product was cut out so as to have a weight of 1 g and a length of 100 mm, and the number of times of flame contact by a 45 ° coil method was determined. The results are shown in Table 1.

【0041】[0041]

【表1】 [Table 1]

【0042】実施例2 表2に示す各種の含リン化合物を4重量%含有する共重
合物を得て、実施例1の方法と同様にポリエステルの重
合中に最終ポリマーでのリン含有率が6500ppmに
なるよう配合し、重合を終了し、実施例1と同様にポリ
マー回収、紡糸を行い75d/24fの難燃性ポリエス
テル繊維を得た。各種化合物の性能を表2に示す。
Example 2 A copolymer containing 4% by weight of various phosphorus-containing compounds shown in Table 2 was obtained, and the phosphorus content in the final polymer was 6500 ppm during the polymerization of the polyester in the same manner as in Example 1. The polymerization was completed, and the polymer was recovered and spun in the same manner as in Example 1 to obtain a 75d / 24f flame-retardant polyester fiber. Table 2 shows the performance of various compounds.

【0043】[0043]

【表2】 [Table 2]

【0044】[0044]

【化2】 Embedded image

【0045】[0045]

【化3】 Embedded image

【0046】[0046]

【化4】 Embedded image

【0047】[0047]

【化5】 Embedded image

【0048】[0048]

【化6】 Embedded image

【0049】[0049]

【化7】 Embedded image

【0050】[0050]

【化8】 Embedded image

フロントページの続き 審査官 澤村 茂実 (56)参考文献 特開 平5−51440(JP,A) 特開 昭50−82149(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) D01F 6/84 306 C08G 63/692 Continuation of the front page Examiner Shigemi Sawamura (56) References JP-A-5-51440 (JP, A) JP-A-50-82149 (JP, A) (58) Fields investigated (Int. Cl. 6 , DB name) ) D01F 6/84 306 C08G 63/692

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 一般式 【化1】 (式中、Rは炭素原子数6〜9のアリル基,アラルキル
基,R′はH又は炭素原子数1〜4のアルキル基,ヒド
ロキシアルキル基,R″はH又はメチル基を示す。)で
表わされる含リンジカルボン酸化合物又はその誘導体の
少なくとも一種から誘導され、且つリン含有率が少なく
とも3重量%である化合物Aを繊維形成性ポリエステル
の重合時点に繊維中のリン原子含有率が少なくとも20
00ppmになるよう配合せしめ重合し、次いで紡糸す
る事を特徴とする難燃性ポリエステル繊維の製造方法。
1. A compound of the general formula (In the formula, R represents an allyl group having 6 to 9 carbon atoms, an aralkyl group, R ′ represents H or an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, a hydroxyalkyl group, and R ″ represents H or a methyl group.) The compound A, which is derived from at least one of the phosphorus-containing dicarboxylic acid compounds or derivatives thereof and has a phosphorus content of at least 3% by weight, has a phosphorus atom content of at least 20% at the time of polymerization of the fiber-forming polyester.
A method for producing a flame-retardant polyester fiber, characterized in that it is blended so as to be 00 ppm, polymerized, and then spun.
【請求項2】 化合物Aがエステル結合を有する共重合
物である請求項1記載の難燃性ポリエステル繊維の製造
方法。
2. The method for producing a flame-retardant polyester fiber according to claim 1, wherein the compound A is a copolymer having an ester bond.
【請求項3】 化合物Aを繊維形成性ポリエステルのエ
ステル交換が終了した後に配合せしめる請求項1記載の
難燃性ポリエステル繊維の製造方法。
3. The method for producing a flame-retardant polyester fiber according to claim 1, wherein the compound A is blended after the transesterification of the fiber-forming polyester is completed.
【請求項4】 化合物Aを繊維形成性ポリエステルの重
合中の極限粘度〔η〕が0.4を越えない時点で配合せ
しめる請求項1記載の難燃性ポリエステル繊維の製造方
法。
4. The method for producing a flame-retardant polyester fiber according to claim 1, wherein the compound A is compounded at a time when the intrinsic viscosity [η] of the fiber-forming polyester during polymerization does not exceed 0.4.
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