JP3391065B2 - 難燃性ポリエステル繊維製品及びその製造法 - Google Patents

難燃性ポリエステル繊維製品及びその製造法

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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、高度な撥水、吸水、防
汚、発色性能を有する難燃性ポリエステル繊維製品及び
その製造法に関する。
【0002】
【従来の技術】近年、衣料用、産業用ポリエステル繊維
の難燃化の要求が高まっている。
【0003】ポリエステル繊維を難燃化するにはハロゲ
ン系または燐系化合物を共重合させるかブレンドして難
燃原糸とするか、または繊維形成後にハロゲン系または
燐系化合物を付与する方法があり、いずれの方法もすで
に生産化され広範な用途に展開されている。かかる難燃
性ポリエステル繊維製品に樹脂を付着させて他の機能を
付与し差別化する試みも積極的に検討されているが、難
燃性ポリエステル繊維の難燃メカニズムがポリエステル
の軟化点を低下させて、着炎部分を溶融落下させて消火
させるいわゆる「ドリップ型」であるため、樹脂を付着
させると着炎部分の溶融落下を妨げるため連続燃焼化す
るいわゆる「ローソクの芯効果」が生じ、難燃性能が低
下するという大きな問題点を有するものである。かかる
問題点を解決するために、難燃性能が低下しにくい樹脂
種を選定し、しかもその付与量をできるだけ少なくする
しかないため、その性能は満足できるものではなかった
のが実情であった。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、高度な撥水
性、吸水性、防汚性、発色性などの機能を有する難燃性
ポリエステル繊維製品及びその製造法を提供せんとする
ものである。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明は、かかる目的を
達成するため次のような構成を有する。
【0006】すなわち、本発明の難燃性ポリエステル繊
維は、難燃化されたポリエステル繊維表面に、ケミカル
・ベーパー・デポジッション法により形成された20〜
1000オングストロームの膜厚を有するポリエステル
とは異種の高分子膜が形成されていることを特徴とする
ものであり、また、かかる難燃化されたポリエステル
維製品の製造法は、難燃化されたポリエステル繊維を、
重合性モノマーの雰囲気下で、ケミカル・ベーパー・デ
ポジッション法により処理することを特徴とするもので
ある。
【0007】
【作用】本発明は、従来、難燃性ポリエステル繊維に他
の機能を付与することは極めて難しいとされていた事実
に鑑み、鋭意検討したところ、難燃化されたポリエステ
ル繊維に、低圧プラズマ重合法などのケミカル・べーパ
ー・デポジッション法により、該繊維表面に高機能高分
子膜を薄膜状に形成させることによって、はじめて極め
て優れた撥水性、吸水性、防汚性、発色性などの機能を
兼ね備えた難燃性ポリエステル繊維製品を提供すること
ができることを究明したものである。
【0008】本発明の難燃性ポリエステル繊維とは、ポ
リエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレー
トあるいはこれらに第三成分、たとえばイソフタル酸、
イソフタル酸スルホネート、アジピン酸、ポリエチレン
グリコールなどを共重合またはブレンドして得られるも
のを難燃化したものであり、かかるポリエステルに難燃
性を付与するには、難燃性化合物をポリエステルの重合
時に共重合したもの、または重合時あるいは製糸時に難
燃性化合物をブレンドした難燃原糸、またはポリエステ
ル繊維を形成した後、難燃性化合物を付与する後加工の
いずれの方法でもよい。
【0009】かかる難燃性ポリエステル繊維を製造する
ための難燃性化合物としては、たとえば、共重合可能な
化合物としては、トリフェニルホスフェートのような燐
酸エステル類あるいはエチレンジメチルホスホン酸、ベ
ンゼンホスホン酸誘導体のようなホスホン酸類などの燐
系化合物や臭素化ビスフェノール類、そのヒドロキシア
ルキル誘導体、臭素化芳香族ジカルボン酸などのハロゲ
ン系化合物などを使用することができ、また、ブレンド
用の難燃性化合物としては、たとえば多臭素化ベンゼン
およびその誘導体、臭化ビフェニル誘導体、燐酸、亜燐
酸のエステル、ホスフィン誘導体などを使用することが
でき、また、後加工用の難燃性化合物としては、トリク
レジルホスフェート、トリス2クロロエチルホスフェー
ト、トリス2、4、6トリブロモフェニルホスフェー
ト、ヘキサブロモシクロドデカン、ハロゲン化フェニル
グリシジルエーテル誘導体、ビニルホスホン酸、トリア
リルホスフェートなどを使用することができる。しか
し、これらの化合物に限定されるものではない。
【0010】本発明の難燃性ポリエステル繊維製品とし
ては、繊維を含め、糸、編織物、不織布、紐などの構造
のものを使用することができるが、とくに限定されるも
のではなく、かかる難燃性ポリエステル繊維に本発明の
効果を阻害しない範囲で他の合成繊維、半合成繊維、天
然繊維が混合されていてもさしつかえない。
【0011】本発明は、かかる難燃性ポリエステル繊維
製品に上記各種の機能性を付与するために、ケミカル・
ベーパー・デポジッション法(以降CVDと略す)によ
り、機能性高分子膜を繊維表面に堆積させる方法を採用
する。
【0012】かかるCVD方法としては、熱CVD、プ
ラズマCVD、紫外線CVDなど公知の方法を採用する
ことができるが、熱CVDはポリエステル繊維が熱で損
傷する傾向にあり、紫外線CVDは真空容器内の重合性
ガスに紫外線透光性のよい弗化マグネシウムなどの窓を
とおして紫外線を照射するため、エネルギーレベルの高
い紫外線が使用しにくく、反応効率が低い傾向にある。
処理の安定性の観点から放電処理によるプラズマCVD
が好ましく使用される。かかる改質加工は、安定した性
能を付与するには、難燃原糸を処理する方法が好ましい
が、表面改質をおこなった後に後加工によりポリエステ
ル繊維を難燃化してもさしつかえない。本発明の放電処
理とは、ガスに高電圧を印加することによって発生する
放電を意味するものであり、かかる放電には、大気中で
発生させるコロナ放電と真空容器にガスを封入して発生
させる低圧プラズマ放電がある。
【0013】低圧プラズマは、好ましくは20Torr以
下、さらに好ましくは0.01〜10Torrの減圧下で高
電圧を印加する。高電圧を印加する放電周波数(交流)
は、高周波、低周波、マイクロ波を用いることができ、
また直流も用いることができる。 本発明の放電処理ガ
ス雰囲気に、メタン、エタン、エチレン、アセチレンな
どの炭化水素ガスや、C3 6 、C3 8 、C4 8
2 4 、C3 6 Oなどの含弗素ガス、あるいは、ビ
ニルトリメトキシシラン、メチルトリエトキシシラン、
メチルトリメトキシシランなどのシランガス、さらに、
アクリル酸、メタクリル酸などのアクリル化合物などの
重合性ガスを、単独または二種以上の混合物の形で用い
れば、これらのガス成分を構成成分とする重合物を繊維
表面に堆積させることができる。かかる方法により、優
れた撥水性、防汚性、発色性を繊維製品に付与すること
ができる。すなわち、フッ素系化合物、シリコーン系化
合物および炭化水素系化合物からなる重合性ガス雰囲気
で放電処理すると、撥水・防汚・発色性が付与され、ア
クリル系化合物からなる重合性ガス雰囲気で放電処理す
ると、吸水・防汚・発色性が付与される。
【0014】本発明のガス雰囲気に、本発明の効果を阻
害しない範囲で、酸素、窒素、アルゴンなどの非重合性
ガスを含有してもさしつかえない。
【0015】本発明の重合膜は、厚さが20〜1000
オングストローム、好ましくは60〜800オングスト
ロームであり、20オングストロームより小さいと付与
された機能の程度が十分でない傾向にあり、1000オ
ングストロームより大きいと機能の程度は高いが、難燃
性を低下させる場合がある。かかる重合膜は繊維製品が
布帛の場合、一方の面に付与することで十分に機能を付
与することができるし、また、かかる高分子膜の形成
は、表層の繊維表面に主体的に起こり、繊維束内部に形
成されることは少ないので、難燃性を阻害することはな
い。
【0016】本発明において、本発明の効果を阻害しな
い範囲で、他の制電剤、柔軟剤、吸水剤、撥水剤などの
仕上げ樹脂が付着されていてもさしつかえない。
【0017】
【実施例】以下、実施例により詳しく説明するが、本発
明は、これらに限定されるものではない。
【0018】なお、実施例及び比較例に示す性能値は次
の方法で測定した。
【0019】(難燃性能)JIS−L−1091 A−
1法(45°ミクロバーナー法)の炭化面積、残炎時
間、残じん時間の測定と、JIS−L−10 91 D
法(45°コイル法)により接炎回数を測定した。
【0020】(吸水性)JIS−L−1096(滴下
法)により測定した。
【0021】(撥水性)JIS−L−1092(スプレ
ー法)により測定した。
【0022】(防汚性)JIS−L−0821に規定さ
れる汚染液150mlと直径6.4mmのステンレス鋼球1
0個をラウンダメーター型洗濯試験機付属の450ml試
験瓶にいれ、40℃±2℃に予熱した後、試料(5cm
×10cm)を入れ試験機に取り付け40℃±2℃にて
20分間回転した後、試料を取り出し、水洗した後風乾
した。該汚染布の汚染の程度をJIS−L−0805に
規定された染色堅牢度試験用グレースケールで級判定し
洗濯時における汚染のしにくさの程度を求めた。
【0023】(発色性)デジタル測色色差計算機(スガ
試験機株式会社製)によりL値を測定した。L値は色の
視感濃度の指標であり、数値の小さいものほど濃色であ
ることを示す (洗濯耐久性)JIS−L−0217−103法による
洗濯を10回繰り返した。
【0024】(重合膜の膜厚測定) 装置:日立株式会社製 S−800型電離放射型走査電
顕 加速電圧:30KV 試料傾斜角度:0° エポキシ樹脂包埋後、ウルトラミクロトームデでカット
し、カーボンを蒸着した。
【0025】実施例1〜、比較例1〜3 2−カルボキシエチルメチルホスフィン酸を酸成分の一
部として添加し、繊維中の燐濃度が1%になるように共
重合したポリエステル繊維100デニール36フィラメ
ントを縦糸、緯糸に使用した平織物を常法により精練、
乾燥した後、180℃の温度でヒートセットした(目付
け230 g/ m2 )。該織物を次に示す処理をおこな
い、性能を評価した結果を表1に示した。
【0026】該織物を次に示す処理をおこない、性能を
評価した結果を表1に示した。
【0027】(処理−A)低圧プラズマ処理 装置:内部電極型装置 放電電極:ステンレスチューブをガラスで被覆 アース電極:ステンレス製ドラム 放電周波数:110KHz 放電電力:13 W/cm2 真空度:0.2Torr ガス:C4 8 処理時間:8秒、30 (処理−B)低圧プラズマ処理 処理−1と同一装置 放電周波数:13.56MHz 放電電力:10 W/cm2 真空度:0.8Torr ガス:アクリル酸 処理時間:20秒 (処理−C)低圧プラズマ処理 電極は両極ともステンレス製平板 放電周波数:350KHz 雰囲気圧力:0.4Torr ガス:メタン 放電電力:10 W/cm2 処理時間:30秒 (処理−D)樹脂加工 アサヒガードAG710(明成化学株式会社製 弗素系
撥水撥油剤)30g/l 水溶液に浸漬し、ウエットピッ
クアップが80%になるようにマングルで絞り、120
℃で乾燥、180℃で熱処理した (処理−E)樹脂加工 防汚性ポリエステル樹脂(高松油脂株式会社製 SR−
1000)20g/l 水溶液に浸漬し、ウエットピック
アップが80%になるようにマングルで絞り、120℃
で乾燥、160℃で熱処理した
【表1】 表1から、比較例は難燃性能が大きく低下したが、本発
明によるものは、難燃性能を損なうこと無く撥水性、吸
水性、防汚性を付与することができる。
【0028】実施例、比較例4〜5 75デニール24フィラメントのポリエチレンテレフタ
レート繊維を縦糸、緯糸に使用した綾織物を常法により
精練、乾燥した後、180℃でヒートセットした。該織
物をダイアニックス・ネイビーブルーERFS(三菱化
成株式会社製分散染料)3%owf と難燃剤として1,
2,5,6,9.10−ヘキサブロモシクロドデカン
(50%エマルジョン)を15%owf を含む浴比1:3
0の浴中で130℃の温度で60分間処理し、染色と難
燃剤の吸尽を同時に実施した後、常法により還元洗浄、
水洗、乾燥し160℃でヒートセットした(目付け15
0 g/ m2 )。該濃紺に染色された難燃性ポリエステル
織物を次に示す条件で処理し性能を評価した結果を表2
に示した。
【0029】(処理−F)低圧プラズマ処理 装置:内部電極型装置 放電電極、アース電極ともステンレス製平板 放電周波数:700KHz 放電電力 :12 W/cm2 ガス:C3 8 真空度:0.5Torr 処理時間:30秒、90秒 (処理−G)染色布をNKガードFG270(日華化学
株式会社製 弗素系撥水剤)40 g/l 水溶液に浸漬
し、ウエットピックアップが80%になるようにマング
ルで絞った後、130℃で乾燥、180℃で熱処理し
た。
【0030】
【表2】 表2から、本発明のものは、難燃性能を維持し、高度な
撥水性、発色性を付与できていることが確認できた。
【0031】
【発明の効果】本発明によれば、洗濯耐久性に優れた高
度な撥水性、吸水性、防汚性、発色性を兼ね備えた難燃
性ポリエステル繊維を安定に供給することができる。本
発明の難燃性ポリエステル繊維は高機能付与による風合
いの変化がほとんどないもので、特に養生用シートとし
て好ましく使用され得るものである。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭50−142900(JP,A) 特開 昭50−138130(JP,A) 特開 昭50−94226(JP,A) 特開 平5−78978(JP,A) 特開 平4−300325(JP,A) 特開 平3−76816(JP,A) 特開 平6−313218(JP,A) 特開 平6−136666(JP,A) 特開 平5−295662(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) D06M 10/00 - 15/715

Claims (6)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 難燃化されたポリエステル繊維表面に、
    ケミカル・ベーパー・デポジッション法により形成され
    20〜1000オングストロームの膜厚を有するポリ
    エステルとは異種の高分子膜が形成されていることを特
    徴とする難燃性ポリエステル繊維製品。
  2. 【請求項2】 高分子膜が、、弗素系、シリコーン
    系、炭化水素系およびアクリル酸系化合物から選ばれた
    少なくとも1種である請求項1記載の難燃ポリエステル
    繊維製品。
  3. 【請求項3】 難燃化されたポリエステル繊維を、重合
    性モノマーの雰囲気下で、ケミカル・ベーパー・デポジ
    ッション法により処理することを特徴とする難燃ポリエ
    ステル繊維製品の製造法。
  4. 【請求項4】 該ケミカル・ベーパー・デポジッション
    法が、放電処理である請求項記載の難燃ポリエステル
    繊維製品の製造法。
  5. 【請求項5】 放電処理が、低圧プラズマである請求
    記載の難燃ポリエステル繊維製品の製造法。
  6. 【請求項6】 難燃化されたポリエステル繊維として
    下記(A) 〜(D) から選ばれた少なくとも1種を用いる
    求項3〜5のいずれかに記載の難燃ポリエステル繊維製
    品の製造法。 (A) 難燃化化合物が該繊維に共重合している (B) 難燃化化合物が該繊維を構成するポリマにブレンド
    されたもの (C) 難燃化化合物が該繊維に吸尽されたもの (D) 難燃化化合物が該繊維表面にコーティングされたも
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