JP2889121B2

JP2889121B2 - 防炎性黒原着ポリエステル繊維

Info

Publication number: JP2889121B2
Application number: JP14943794A
Authority: JP
Inventors: 剛益田; 賢治川上; 康則立岡
Original assignee: Teijin Ltd
Current assignee: Teijin Ltd
Priority date: 1994-06-30
Filing date: 1994-06-30
Publication date: 1999-05-10
Anticipated expiration: 2014-05-10
Also published as: JPH0813248A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、暗幕、遮光カーテン用
途等に適した防炎性黒原着ポリエステル繊維に関する。

【０００２】

【従来の技術】原着による黒色ポリエステル繊維（以
下、黒原着糸と称することがある）は、通常ポリエステ
ル重合反応時に、又は重合後成形までの任意の段階で、
カーボンブラックを添加することにより製造される。し
かし、カーボンブラックが配合されたポリエステルは、
カーボンブラックが配合されていないポリエステルに比
較して溶融粘度が高くなるため、繊維に着火した際のド
リップ効果（すなわち着火周辺部のポリマーが熱によっ
て低粘度化して着火部分と共に落下し延焼を防止する効
果）が不足する欠点があり、暗幕、遮光カーテン用途と
しては防炎性能が不充分なものであった。

【０００３】このような問題点を解消するため、特公平
４―４４０２９号公報には、カーボンブラック配合量を
減少させ、この減少に基づく遮光性の低下を酸化チタン
配合で補った黒原着糸が提案されている。しかし、これ
から得られる暗幕は、遮光性は満足し得るものの黒色度
が低下して鮮明感が不足する。

【０００４】一方、特開昭６０―４５６８９号公報、特
開昭６３―９２７１９号公報及び特開昭６３―１１７０
７１号公報等には、液状ポリエステル中にカーボンブラ
ックを配合した液状着色剤を、溶融したポリエステル中
に添加混合紡糸して黒原着を得る方法が提案されてい
る。かかる方法により得られる黒原着糸は、低粘度の液
状ポリエステルが配合されているので、カーボンブラッ
ク添加による溶融ポリエステルの粘度増加が抑制され
て、ドリップ効果による防炎性能は向上する。しかし、
本発明者らの検討によれば、通常のカーボンブラックを
高濃度に液状ポリエステルに配合した液状着色剤はその
粘度が極めて高くなるため、計量精度が低下して着色斑
が発生し易くなるだけでなく、気泡を捲込んで製糸時に
断糸し易くなるという欠点があること、これを解決する
ためにカーボンブラックの配合量を低下させた液状着色
剤は、充分な黒色度と遮光性とを得るためにはその配合
量を増大せねばならず、得られる黒原着糸の物性や製糸
性の低下を招くことが判明した。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記従来技
術を背景になされたもので、その目的は、黒色度及び防
炎性能が共に優れていて、特に暗幕、遮光カーテン用と
して好適で、且つその製糸性も良好な黒原着ポリエステ
ル繊維を提供することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、上記目的
を達成するため鋭意検討した結果、ポリエステルにカー
ボンブラックを多量に分散させたマスターバッチを通常
のポリエチレンテレフタレートチップと混合後溶融紡糸
する方法において、前記ポリエステルとしてイソフタル
酸成分が共重合されたポリエチレンテレフタレート系共
重合ポリエステルを用いることにより、防炎性能及び黒
色度に優れた黒原着ポリエステル繊維が極めて安定した
製糸性の下に得られることを見い出し、本発明に到達し
たものである。

【０００７】すなわち、本発明によれば、カーボンブラ
ック５〜４０重量％、及びイソフタル酸成分が全酸成分
を基準として５〜２０モル％共重合されたポリエチレン
テレフタレート系共重合ポリエステル９５〜６０重量％
からなるマスターバッチと、カーボンブラックを含有し
ないポリエチレンテレフタレートからなるマトリックス
ポリマーとを、混合・溶融紡糸してなる黒原着ポリエス
テル繊維であって、該繊維中のカーボンブラックの含有
量及び前記共重合ポリエステルの含有量が、繊維重量を
基準としてそれぞれ０．５〜２．０重量％及び２〜１０
重量％である防炎性黒原着ポリエステル繊維が提供され
る。

【０００８】本発明において用いられるカーボンブラッ
クは、チャンネルブラック、ファーネスブラック等任意
のものが用いられるが、その一次粒子径が小さくなりす
ぎるとポリエチレンテレフタレート系共重合ポリエステ
ル（以下、単に共重合ポリエステルと称することがあ
る）中に配合する際粒子が凝集し易く製糸することが困
難となる傾向があり、一方大きくなりすぎると黒色度が
低下し易い。したがって、カーボンブラックの一次粒子
径は１０〜４０ｎｍの範囲内にあることが好ましい。

【０００９】かかるカーボンブラックを配合するポリエ
チレンテレフタレート系共重合ポリエステルは、該共重
合ポリエステルを構成する全酸成分を基準としてイソフ
タル酸が５〜２０モル％共重合されていることが大切で
ある。イソフタル酸の共重合割合が５モル％未満の場合
には、溶融粘度低減効果が低下するため、充分な防炎性
能を得るには共重合ポリエステルの含有量を増大させる
必要があるが、逆に得られる繊維の物性低下を招いた
り、製糸時の糸切れ等のトラブルを増加させるので好ま
しくない。一方、イソフタル酸の共重合割合が２０モル
％を越える場合には、得られる黒原着糸の物性が低下し
たり、着色斑が発生し易くなるので好ましくない。な
お、上記ポリエチレンテレフタレート系共重合ポリエス
テルは、イソフタル酸成分以外の共重合成分を少量（例
えば全酸成分を基準として５モル％以下）さらに共重合
されていてもよく、具体的には、アジピン酸、セバシン
酸、ナフタリンジカルボン酸、フタル酸、プロピレング
リコール、ブチレングリコール、ジエチレングリコール
等をあげることができる。

【００１０】本発明においては、前記カーボンブラック
とポリエチレンテレフタレート系共重合ポリエステルを
予め混合したポリエステル組成物（マスターバッチ）を
用いるが、その混合割合は前者を５〜４０重量％、後者
を９５〜６０重量％とする必要がある。カーボンブラッ
クの混合割合が５重量％未満の場合には、ポリエチレン
テレフタレートに対するポリエステル組成物の混合割合
を増大せねばならず、得られる黒原着繊維の物性が低下
したり製糸時の工程安定性が低下するため好ましくな
い。一方カーボンブラックの混合割合が４０重量％を越
える場合には、ポリエステル組成物の粘度が極めて増大
するため安定に生産することが困難となり、またカーボ
ンブラックの分散も不均一となるため好ましくない。な
お、本発明の目的を損なわない範囲内で艶消剤、抗菌
剤、制電剤等の他の添加剤を含有させてもかまわない
し、また他種ポリマーを含有させてもかまわない。

【００１１】本発明において、上記マスターバッチと溶
融混合されるマトリックスポリマーは、繰り返し単位が
実質的にエチレンテレフタレートからなるポリエチレン
テレフタレートを対象とするが、第３成分を５モル％未
満共重合したものであってもよい。なかでも、エステル
形成性官能基を２個有するリン化合物と共重合したもの
は、防炎性能が一段と改善されるのでより好ましい。ポ
リエチレンテレフタレートの固有粘度は、あまりに高す
ぎるとドリップ効果が低下して防炎性能が低下するの
で、０．６〜０．８の範囲が好ましい。

【００１２】また、本発明のマトリックスポリマー中に
はカーボンブラックを実質的に含有しないことが大切で
あり、カーボンブラックを含有する場合には防炎性能の
改善効果は得られない。なお、ここでいう実質的に含有
しないとは、本発明の目的を損なわない範囲内で少量の
カーボンブラックを含有していても良いことを意味し、
その含有量は、マトリックスポリマーとして用いるポリ
エチレンテレフタレートの種類及びカーボンブラックの
種類によってもかわるが、通常は０．１重量％以下であ
る。

【００１３】さらに、上記マトリックスポリマー中に
は、本発明の目的を損なわない範囲内で、艶消剤、抗菌
剤、制電剤等の他種添加剤を含有させてもかまわない
し、また他種ポリマーを少量含有させてもかまわない。

【００１４】本発明の黒原着ポリエステル繊維は、上記
マスターバッチとマトリックスポリマー（ポリエチレン
テレフタレート）が混合・溶融紡糸されてなることが肝
要である。すなわち、カーボンブラックの含有量が多い
共重合ポリエステルが、カーボンブラックの含有量が少
ないポリエチレンテレフタレート中に微分散させている
ことが大切で、カーボンブラックが両ポリエステル中に
均一に分散している構造では、溶融粘度低減効果が不充
分となって防炎性能は低下するため好ましくない。

【００１５】マスターバッチとマトリックスポリマーと
の混合割合は、得られる黒原着ポリエステル繊維中のカ
ーボンブラックの含有量が０．５〜２．０重量％、ポリ
エチレンテレフタレート系共重合ポリエステルの含有量
が２〜１０重量％となるようにする必要がある。カーボ
ンブラックの含有量が０．５重量％未満の場合には、黒
色度及び遮光性が不充分となり、逆に２．０重量％を越
える場合には、防炎性能が不充分となるため好ましくな
い。一方共重合ポリエステルの含有量が２重量％未満の
場合には、着色斑が発生し易く且つ黒色度も不充分なも
のとなる。逆に１０重量％を越える場合には、得られる
繊維の物性が低下したり、製糸安定性が低下するため好
ましくない。

【００１６】なお、マスターバッチとマトリックスポリ
マーとを溶融混合するには特別の方法を採用する必要は
ない。例えば、溶融前の夫々のチップを混合後溶融して
も良いし、両者を別々に溶融した後紡糸直前にスタティ
ックミキサー等を用いて静的に混合してもよい。混合後
は公知の溶融紡糸方法によって繊維化される。その際の
断面形状は任意であり、丸断面繊維、異形断面繊維、中
空繊維いずれであってもよい。

【００１７】このようにして得られる本発明の黒原着ポ
リエステル繊維は、短繊維又はフィラメントとし、これ
を単独又は他の繊維と併用して従来公知の方法で製織し
たり製編して暗幕用原反とすることができる。例えば、
黒原着糸を緯糸に用い、一方通常の白色ポリエステル延
伸糸を経糸に用いた朱子織、又は一方の面に黒原着糸が
配される二重織にして、暗幕用の原反となすことができ
る。ここで織密度は、用いる黒原着糸条の総デニール数
によっても変わってくるが、下記式で表されるカバーフ
ァクターを２０〜３５の範囲内とすることが好ましい。カバーファクター＝（経糸の密度）／（経糸の綿番手）
^0.5＋（緯糸の密度）／（緯糸の綿番手）^0.5 ただし、密度は、織物１インチ巾あたりの黒原着糸条の
本数である。

【００１８】次いで得られた原反は、必要に応じてさら
に染色処理、防炎加工を施した後暗幕となし、例えばカ
ーテンなどに縫製する。防炎加工に用いられる防炎剤と
しては、例えばヘキサブロムシクロヘプタン、テトラブ
ロムシクロオクタン、ヘキサブロムシクロドデカンなど
の環状炭化水素に臭素原子が４〜６個置換した臭素化シ
クロアルカン類をあげることができ、なかでも１，２，
５，６，９，１０―ヘキサブロムシクロドデカンが好ま
しい。防炎剤の付着割合は、繊維に対して１〜１０重量
％とすることが好ましい。

【００１９】防炎剤付与方法は、ディップ法、パッティ
ング法、スプレー法等いかなる方法を採用してもよく、
防炎剤付与後に１３０℃以上、好ましくは１５５℃以上
で３０秒以上、好ましくは１０分以上熱処理することが
好ましい。

【００２０】

【作用】本発明の黒原着ポリエステル繊維の防炎性能が
改善される詳細な理由は未だ解明されていないが、以下
の如く推定される。すなわち、従来のカーボンブラック
を配合したポリエステル繊維は、カーボンブラックの増
粘効果のため、着火部分のポリマーが溶融脱落して火点
が除去され延焼が防がれるといったドリップ効果が不充
分となり、防炎性能が低下していた。これに対して本発
明の黒原着ポリエステル繊維は、カーボンブラックがイ
ソフタル酸共重合ポリエチレンテレフタレート中にあら
かじめ分散されたものをマスターバッチとし、ポリエチ
レンテレフタレートをマトリックスポリマーとして、両
者を混合後溶融紡糸されたものであるため、カーボンブ
ラックの周辺は主にイソフタル酸共重合ポリエチレンテ
レフタレートで取り囲まれた構造となる。その結果、マ
トリックスポリマー（ポリエチレンテレフタレート）中
にはカーボンブラックによる増粘効果があまり作用せ
ず、一方イソフタル酸共重合ポリエステル中ではイソフ
タル酸成分の減粘効果によりカーボンブラックの増粘効
果が減じられ、全体としてはドリップ効果が向上して防
炎性能が向上するものと考えられる。

【００２１】

【実施例】以下、実施例によって本発明をさらに具体的
に説明するが、本発明の範囲はこれに限定されるもので
はない。なお、実施例における各特性値は下記方法によ
り測定した。（強伸度）インストロン型引張り試験機を用い、試料長
２５ｃｍ、引張り速度３０ｃｍ／ｍｉｎで測定した。（黒度）黒原着糸を靴下編み地に編み立て、マクベス社
製カラー測定装置「ＭａｃｂｅｔｈＣＯＬＯＲ―ＥＹ
Ｅ」を用い、２度視野としＤ６５光源を使用して波長３
６０〜７４０ｎｍで測定し、Ｌ^*値を求めた。なお、Ｌ
^*が２０以下のものが合格である。

【００２２】（遮光性）染色後の暗幕サンプルを、ＪＩ
ＳＬ１０５５に準拠して測定し、遮光率で表わした。
なお、遮光率が９９．９９％以上のものが合格である。遮光率（％）＝（１−ｉ／ｉ₀）×１００但し、ｉ：サンプルを装着した時の照度（ルクス）ｉ₀：サンプルを装着しない時の照度（ルクス）なお、ｉ₀＝１０万ルクスとした。（防炎性）染色後の織物サンプルを、ＪＩＳＬ―１０
９１Ａ―１法（４５°ミクロバーナー法）にて、残炎
時間を測定した。測定は各４サンプルにつき行い平均残
炎時間で表わした。

【００２３】なお、実用上許容できる残炎時間は３秒以
下である。

【００２４】［実施例１］固有粘度が０．６４のポリエ
チレンテレフタレートチップ９５重量部と、イソフタル
酸成分を全酸成分を基準として１０モル％共重合した固
有粘度が０．６４のポリエチレンテレフタレート系共重
合ポリエステル８０重量％と平均一次粒子径が２２ｎｍ
のカーボンブラック２０重量％とからなるポリエステル
組成物（マスターバッチ）のチップを混合後、ルーダー
を用いて２９０℃で溶融混合し、次いで孔径０．３ｍｍ
の吐出孔を３０ホール有する口金より６０ｇ／分の割合
で吐出して１１００ｍ／分の速度で引き取った。得られ
た未延伸糸は、常法にしたがい３．３倍に延伸して、１
５０デニール／３０フィラメントの黒色ポリエステル繊
維を得た。

【００２５】また、固有粘度が０．６４で二酸化チタン
の含有量が０．３重量％のポリエチレンテレフタレート
を、上記と同様に紡糸延伸して１５０デニール／４８フ
ィラメントの白色ポリエステル繊維を得た。

【００２６】これらポリエステル繊維を用い、経糸に白
色ポリエステル繊維１４２本／２５ｍｍ、緯糸に黒原着
ポリエステル繊維８７本／２５ｍｍの朱子織物を作製
し、得られた織物の白色ポリエステル繊維を赤色に染色
し、同時にヘキサブロムシクロドデカンの４５％水分散
液を加えて２０％ｏｗｆで防炎加工した。結果は表１に
示す。

【００２７】［実施例２〜６、比較例１〜３］実施例１
において、イソフタル酸の共重合量、カーボンブラック
の配合量及び共重合ポリエステルの配合量を変更する以
外は実施例１と同様に行った。結果は表１にまとめて示
す。

【００２８】［比較例４］ポリエステル重縮合時にカー
ボンブラックを配合して得た、カーボンブラックの含有
量が１．０重量％、イソフタル酸成分の共重合量が０．
５モル％、且つ固有粘度が０．６５である黒原着ポリエ
チレンテレフタレート系共重合ポリエステルを、実施例
１と同様に溶融紡糸して１５０デニール／３０フィラメ
ントの黒原着ポリエステル繊維を得た。

【００２９】これを実施例１と同様に製織、染色、防炎
加工を施し暗幕を作成した。結果は表１に示す。

【００３０】［比較例５］実施例１において、マスター
バッチにかえて液状ポリエステルにカーボンブラックを
あらかじめ混合した液状着色剤（混合比：液状ポリエス
テル／カーボンブラック＝８５／１５）を、繊維中のカ
ーボンブラック量が１．０重量％となるようギヤポンプ
で溶融ポリエチレンテレフタレート中に定量供給し、ス
タティックミキサーを有した配管を通して混合した後溶
融紡糸する以外は実施例１と同様にした。結果は表１に
あわせて示す。

【００３１】

【表１】

【００３２】

【発明の効果】本発明の黒原着ポリエステル繊維は、黒
色度及び防炎性能に優れているという特長を有している
ため、従来の糸染による暗幕や遮光カーテンに比べて品
質的に遜色のないものを提供することが可能となる。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献特開昭61−246236（ＪＰ，Ａ) 特開昭63−99375（ＪＰ，Ａ) 特開平５−310953（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) D01F 6/92 303 D01F 6/92 307

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】カーボンブラック５〜４０重量％、及び
イソフタル酸成分が全酸成分を基準として５〜２０モル
％共重合されたポリエチレンテレフタレート系共重合ポ
リエステル９５〜６０重量％からなるマスターバッチ
と、カーボンブラックを含有しないポリエチレンテレフ
タレートからなるマトリックスポリマーとを、混合・溶
融紡糸してなる黒原着ポリエステル繊維であって、該繊
維中のカーボンブラックの含有量及び前記共重合ポリエ
ステルの含有量が、繊維重量を基準としてそれぞれ０．
５〜２．０重量％及び２〜１０重量％である防炎性黒原
着ポリエステル繊維。