JP3559514B2

JP3559514B2 - 繊維用難燃加工薬剤

Info

Publication number: JP3559514B2
Application number: JP2000279916A
Authority: JP
Inventors: 浩二翠; 徹牧野; 裕貴木下
Original assignee: Nicca Chemical Co Ltd
Current assignee: Nicca Chemical Co Ltd
Priority date: 2000-09-14
Filing date: 2000-09-14
Publication date: 2004-09-02
Anticipated expiration: 2020-09-14
Also published as: JP2002088368A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、難燃加工薬剤に関する。さらに詳しくは、本発明は、耐久性に優れた難燃性をポリエステル繊維に付与し、安定な難燃加工を可能とする難燃加工薬剤に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、ポリエステル繊維の耐久難燃加工は、ヘキサブロモシクロドデカンに代表される脂環式ハロゲン化合物を染色浴中又はサーモゾル法にて繊維の内部に浸透させることにより行われていた。しかし、ハロゲン化合物により難燃加工されたポリエステル繊維は、燃焼時に人体に有害なガスが発生したり、自然環境への有害性が危惧されるなどの問題を有していた。ハロゲン化合物に変わる難燃成分として、リン系化合物が各種検討され、一般式［１］で表される縮合リン酸エステルが良好な難燃性を有し、ハロゲン化合物に代わり得る化合物として見いだされている。ただし、式中、ｐは１又は２である。
【化４】

この縮合リン酸エステルをポリエステル繊維に付与するには、溶剤などに溶解するか、あるいはエマルジョンにして、染色浴中又はパディング処理にて付与する必要が有る。溶剤に溶解した場合、溶剤が排液や大気中に放出されるために、環境へ与える負荷が大きい。エマルジョンとするには、一般に各種の界面活性剤が使用されるが、この縮合リン酸エステルのエマルジョンは、経時的にエマルジョンが破壊し分離するなど、安定にエマルジョン化することが困難であった。また、この縮合リン酸エステルのエマルジョンは、染浴同浴で付与する際に、染料の分散性を阻害するなどの欠点を有し、実用に耐えないという問題があった。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、耐久性に優れた難燃性をポリエステル繊維に付与し、安定な難燃加工を可能とする難燃加工薬剤を提供することを目的としてなされたものである。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは、上記の課題を解決すべく鋭意研究を重ねた結果、スチレン化フェノールのエチレンオキサイド付加物又はその硫酸エステル塩を界面活性剤として用いることにより、従来は安定かつ実用的なエマルジョン化が困難であった縮合リン酸エステルを乳化分散し、ポリエステル繊維の耐久難燃加工を可能とする優れた非ハロゲン系の難燃加工薬剤が得られることを見いだし、この知見に基づいて本発明を完成するに至った。
すなわち、本発明は、
（１）一般式［１］で表される縮合リン酸エステルが、一般式［２］で表される界面活性剤及び／又は一般式［３］で表される界面活性剤を用いて、水中に乳化分散されてなることを特徴とする繊維用難燃加工薬剤、
【化５】

（ただし、式中、ｐは１又は２である。）
【化６】

（ただし、式中、ｍは１〜３であり、ｎは５〜３０である。）
【化７】

（ただし、式中、ｍは１〜３であり、ｎは５〜３０であり、Ｍ^＋はＮａ^＋、Ｋ^＋又はＮＨ_４ ^＋である。）、
を提供するものである。
さらに、本発明の好ましい態様として、
（２）一般式［１］で表される縮合リン酸エステルの含有量が、２０〜７０重量％である第１項記載の繊維用難燃加工薬剤、及び、
（３）一般式［２］及び／又は一般式［３］で表される界面活性剤の使用量が、一般式［１］で表される縮合リン酸エステル１００重量部に対して、５〜４０重量部である第１項記載の繊維用難燃加工薬剤、
を挙げることができる。
【０００５】
【発明の実施の形態】
本発明の難燃加工薬剤は、一般式［１］で表される縮合リン酸エステルが、一般式［２］で表される界面活性剤及び／又は一般式［３］で表される界面活性剤を用いて、水中に乳化分散されてなる薬剤である。
【化８】

ただし、式中、ｐは１又は２であり、ｍは１〜３であり、ｎは５〜３０であり、Ｍ^＋はＮａ^＋、Ｋ^＋又はＮＨ_４ ^＋である。
本発明に用いる一般式［１］で表される縮合リン酸エステルは、例えば、アクゾノーベル社などからファイロールフレックスＲＤＰなどの商品名で販売されているので、市販品を購入して使用することができる。
【０００６】
本発明に用いる一般式［２］で表される界面活性剤は、フェノール１モルにスチレンを１〜３モル付加して得られるスチレン化フェノール１モルに対して、エチレンオキサイド３〜５０モルを付加することにより得ることができる。エチレンオキサイドの平均付加モル数が５未満であっても、３０を超えても、一般式［１］で表される縮合リン酸エステルのエマルジョン安定性が不良になるおそれがある。
本発明に用いる一般式［３］で表される界面活性剤は、一般式［２］で表される界面活性剤を硫酸エステル化し、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、アンモニアなどを用いて中和することにより得ることができる。一般式［３］で表される界面活性剤のエチレンオキサイドの平均付加モル数が５未満であっても、３０を超えても、一般式［１］で表される縮合リン酸エステルのエマルジョン安定性が不良になるおそれがある。
本発明の難燃加工薬剤は、一般式［１］で表される縮合リン酸エステルの含有量が、２０〜８０重量％であることが好ましく、３０〜７０重量％であることがより好ましい。一般式［１］で表される縮合リン酸エステルの含有量が２０重量％未満であると、多量の薬剤を取り扱うことになり、製造、輸送、貯蔵などの段階で、経済性が損なわれるおそれがある。一般式［１］で表される縮合リン酸エステルの含有量が８０重量％を超えると、液状物を得るのは困難となり、難燃加工薬剤として使用できない。
【０００７】
本発明の難燃加工薬剤において、一般式［２］及び／又は一般式［３］で表される界面活性剤の使用量に特に制限はないが、一般式［１］で表される縮合リン酸エステル１００重量部に対して、一般式［２］及び／又は一般式［３］で表される界面活性剤が５〜４０重量部であることが好ましく、１０〜３０重量部であることがより好ましい。一般式［２］及び／又は一般式［３］で表される界面活性剤の使用量が一般式［１］で表される縮合リン酸エステル１００重量部に対して５重量部未満であると、難燃加工薬剤のエマルジョン安定性が不良になるおそれがある。一般式［２］及び／又は一般式［３］で表される界面活性剤の使用量が一般式［１］で表される縮合リン酸エステル１００重量部に対して４０重量部を超えると、吸尽率の低下を招くおそれがある。
本発明の難燃加工薬剤の製造方法に特に制限はなく、例えば、一般式［１］で表される縮合リン酸エステルと一般式［２］で表される界面活性剤及び／又は一般式［３］で表される界面活性剤の混合物を撹拌しながら、徐々に水を加えていくことにより、縮合リン酸エステルを水中に乳化分散させることができ、あるいは、一般式［１］で表される縮合リン酸エステルと一般式［２］で表される界面活性剤及び／又は一般式［３］で表される界面活性剤と水の混合物をホモジナイザーなどを用いて乳化し、縮合リン酸エステルを水中に乳化分散させることもできる。
本発明の難燃加工薬剤は、縮合リン酸エステルが粒径の小さい微粒子状になっているので、安定性に優れ長期間保存してもエマルジョンが分離するおそれがない。また、縮合リン酸エステルが微粒子状になっているために、ポリエステル繊維の内部に浸透し、水洗い洗濯やドライクリーニングにより脱落しにくくなり、本発明の難燃加工薬剤で処理したポリエステル繊維の難燃性は、洗濯によってもほとんど低下しない。さらに、本発明の難燃加工薬剤は、染浴に添加しても染料の分散性を阻害しないので、染浴同浴で処理することができる。
【０００８】
【実施例】
以下に、実施例を挙げて本発明をさらに詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例によりなんら限定されるものではない。
なお、実施例及び比較例において、評価は下記の方法で行った。
（１）乳化物の平均粒径
レーザ回折式粒度分布測定装置［（株）島津製作所、ＳＡＬＤ−１１００］を用いて測定する。
（２）燃焼性
洗濯なしの試料、水洗い洗濯後の試料及びドライクリーニング後の試料について、ＪＩＳＬ１０９１Ａ−１法にしたがって残炎時間と炭化面積を測定し、ＪＩＳＬ１０９１Ｄ法にしたがって接炎回数を測定する。
実施例１
縮合リン酸エステル［アクゾノーベル社、ファイロールフレックスＲＤＰ、一般式［１］においてｐ＝１の化合物とｐ＝２の化合物の混合物］５０重量部とトリスチレン化フェノールのエチレンオキサイド１０モル付加物８重量部の混合物に、水４２重量部を撹拌しながら少しずつ加えて乳化分散し、難燃加工薬剤を得た。この難燃加工薬剤中の乳化物の平均粒径は、０．２μｍであった。
目付１３０ｇ／ｍ^２のポリエステル未染色布を、ミニカラー染色機［テクサム社］を使用し、分散染料［Ｃ．Ｉ．ＤｉｓｐｅｒｓｅＢｌｕｅ５６］１％ｏ．ｗ．ｆ．、分散均染剤［日華化学（株）、ニッカサンソルトＲＭ−３４０］０．５ｇ／Ｌ、９０重量％酢酸０．３ｍＬ／Ｌ及び難燃加工薬剤２０％ｏ．ｗ．ｆ．を含む染浴で、浴比１：１５、温度１３０℃の条件で、３０分処理した。次いで、ソーピング剤［日華化学（株）、エスクードＦＲ］２ｇ／Ｌ、ソーダ灰２ｇ／Ｌ及びハイドロサルファイト２ｇ／Ｌを含む水溶液を用いて、８０℃で２０分還元洗浄を行ない、１１０℃で２分乾燥し、試料を得た。
得られた試料について、ＪＩＳＬ１０９１の洗濯方法（１）（ａ）にしたがう水洗い洗濯と、洗濯方法（２）にしたがうドライクリーニングを行い、洗濯なしの試料、水洗い洗濯後の試料及びドライクリーニング後の試料について、燃焼性試験を行った。残炎時間は、すべての試料が０秒であり、炭化面積は、洗濯なしの試料が１７ｃｍ^２、水洗い洗濯後の試料とドライクリーニング後の試料がともに１８ｃｍ^２であり、接炎回数は、すべての試料が４回であった。
目付２００ｇ／ｍ^２のポリエステル未染色布を、カラーペット染色機を使用し、分散染料［Ｃ．Ｉ．ＤｉｓｐｅｒｓｅＢｌｕｅ６０］と分散染料［Ｃ．Ｉ．ＤｉｓｐｅｒｓｅＲｅｄ１６７］それぞれ１．５％ｏ．ｗ．ｆ．、分散均染剤［日華化学（株）、ニッカサンソルトＲＭ−３４０］０．５ｇ／Ｌ、９０重量％酢酸０．３ｍＬ／Ｌ及び難燃加工薬剤３０％ｏ．ｗ．ｆ．を含む染浴で、浴比１：３０、温度１３０℃の条件で、３０分処理し、処理布を水洗した。処理布への染料の斑付きはなく、染料分散性は良好であった。
難燃加工薬剤３００ｍＬをガラスびんに入れて密栓し、４５℃の送風恒温乾燥機に保管して、１日後、７日後及び３０日後の状態を観察した。３０日後も分離はなく、エマルジョンは安定であった。
【０００９】
実施例２
トリスチレン化フェノールエチレンオキサイド１０モル付加物８重量部の代わりに、トリスチレン化フェノールエチレンオキサイド１０モル付加物の硫酸エステル化物のナトリウム塩８重量部を用いた以外は、実施例１と同様にして、難燃加工薬剤を調製し、評価を行った。
難燃加工薬剤中の乳化物の平均粒径は、０．３μｍであった。燃焼性試験において、残炎時間は、すべての試料が０秒であり、炭化面積は、洗濯なしの試料が１９ｃｍ^２、水洗い洗濯後の試料が１５ｃｍ^２、ドライクリーニング後の試料が１７ｃｍ^２であり、接炎回数は、すべての試料が４回であった。染料分散試験において、処理布への染料の斑付きはなく、染料分散性は良好であった。難燃加工薬剤は、３０日後も分離はなく、エマルジョンは安定であった。
実施例３
トリスチレン化フェノールエチレンオキサイド１０モル付加物８重量部の代わりに、トリスチレン化フェノールエチレンオキサイド１０モル付加物４重量部及びトリスチレン化フェノールエチレンオキサイド１０モル付加物の硫酸エステル化物のアンモニウム塩４重量部を用いた以外は、実施例１と同様にして、難燃加工薬剤を調製し、評価を行った。
難燃加工薬剤中の乳化物の平均粒径は、０．２μｍであった。燃焼性試験において、残炎時間は、すべての試料が０秒であり、炭化面積は、洗濯なしの試料が１８ｃｍ^２、水洗い洗濯後の試料が１６ｃｍ^２、ドライクリーニング後の試料が１９ｃｍ^２であり、接炎回数は、すべての試料が４回であった。染料分散試験において、処理布への染料の斑付きはなく、染料分散性は良好であった。難燃加工薬剤は、３０日後も分離はなく、エマルジョンは安定であった。
実施例４
トリスチレン化フェノールエチレンオキサイド１０モル付加物８重量部の代わりに、ジスチレン化フェノールエチレンオキサイド１０モル付加物８重量部を用いた以外は、実施例１と同様にして、難燃加工薬剤を調製し、評価を行った。
難燃加工薬剤中の乳化物の平均粒径は、０．２μｍであった。燃焼性試験において、残炎時間は、すべての試料が０秒であり、炭化面積は、洗濯なしの試料が１７ｃｍ^２、水洗い洗濯後の試料とドライクリーニング後の試料がともに１９ｃｍ^２であり、接炎回数は、すべての試料が４回であった。染料分散試験において、処理布への染料の斑付きはなく、染料分散性は良好であった。難燃加工薬剤は、３０日後も分離はなく、エマルジョンは安定であった。
【００１０】
比較例１
トリスチレン化フェノールエチレンオキサイド１０モル付加物８重量部の代わりに、ノニルフェノールエチレンオキサイド１０モル付加物８重量部を用いた以外は、実施例１と同様にして、難燃加工薬剤を調製し、評価を行った。
難燃加工薬剤中の乳化物の平均粒径は、１．５μｍであった。燃焼性試験において、残炎時間は、洗濯なしの試料が０秒、水洗い洗濯後の試料が１０秒、ドライクリーニング後の試料が８秒であり、炭化面積は、洗濯なしの試料が２０ｃｍ^２、水洗い洗濯後の試料が５４ｃｍ^２、ドライクリーニング後の試料が４２ｃｍ^２であり、接炎回数は、洗濯なしの試料が４回、水洗い洗濯後の試料とドライクリーニング後の試料がともに１回であった。染料分散試験において、処理布への染料の斑付きがあり、染料分散性は不良であった。難燃加工薬剤は、１日後には分離していた。
比較例２
トリスチレン化フェノールエチレンオキサイド１０モル付加物８重量部の代わりに、ラウリルアルコールエチレンオキサイド１０モル付加物８重量部を用いた以外は、実施例１と同様にして、難燃加工薬剤を調製し、評価を行った。
難燃加工薬剤中の乳化物の平均粒径は、１．５μｍであった。燃焼性試験において、残炎時間は、洗濯なしの試料が３秒、水洗い洗濯後の試料が８秒、ドライクリーニング後の試料が１２秒であり、炭化面積は、洗濯なしの試料が２８ｃｍ^２、水洗い洗濯後の試料が４８ｃｍ^２、ドライクリーニング後の試料が６０ｃｍ^２であり、接炎回数は、洗濯なしの試料が４回、水洗い洗濯後の試料とドライクリーニング後の試料がともに１回であった。染料分散試験において、処理布への染料の斑付きがあり、染料分散性は不良であった。難燃加工薬剤は、１日後には分離していた。
比較例３
トリスチレン化フェノールエチレンオキサイド１０モル付加物８重量部の代わりに、ラウリルアルコールエチレンオキサイド１０モル付加物の硫酸エステル化物のナトリウム塩８重量部を用いた以外は、実施例１と同様にして、難燃加工薬剤を調製し、評価を行った。
難燃加工薬剤中の乳化物の平均粒径は、１．５μｍであった。燃焼性試験において、残炎時間は、洗濯なしの試料が１秒、水洗い洗濯後の試料が８秒、ドライクリーニング後の試料が５秒であり、炭化面積は、洗濯なしの試料が２２ｃｍ^２、水洗い洗濯後の試料が４５ｃｍ^２、ドライクリーニング後の試料が３８ｃｍ^２であり、接炎回数は、洗濯なしの試料が４回、水洗い洗濯後の試料とドライクリーニング後の試料がともに１回であった。染料分散試験において、処理布への染料の斑付きがあり、染料分散性は不良であった。難燃加工薬剤は、１日後には分離していた。
実施例１〜４及び比較例１〜３の結果を、第１表に示す。
【００１１】
【表１】

【００１２】
第１表に見られるように、実施例１〜４の本発明の難燃加工薬剤は、乳化物の平均粒径が小さく、３０日後も分離することがなく、エマルジョンの安定性に優れている。これに対して、従来から用いられている界面活性剤を用いて製造した比較例１〜３の難燃加工薬剤は、乳化物の平均粒径が大きく、１日後には分離を生じ、エマルジョンの安定性に劣っている。
実施例と比較例について燃焼性試験の結果を比較すると、残炎時間と炭化面積は実施例の方が小さく、接炎回数は実施例の方が多く、本発明の難燃加工薬剤を用いて処理したポリエステル布の方が、優れた難燃性を備えている。特に、洗濯なしの試料と水洗い洗濯後の試料又はドライクリーニング後の試料の結果を比較すると、比較例の試料は、洗濯後には難燃性が著しく低下しているのに対して、本発明の難燃加工薬剤を用いて処理した実施例の試料は、洗濯の前後において難燃性がほとんど変化しないことから、本発明の難燃加工薬剤により、ポリエステル繊維に耐久性に優れた難燃性が付与されていることが分かる。
また、従来から用いられている界面活性剤を用いて製造した難燃加工薬剤は、染浴に添加すると染料分散性が不良になるが、本発明の難燃加工薬剤は、染浴に添加しても染料は良好な分散性を保つ。
【００１３】
【発明の効果】
本発明の難燃加工薬剤は、エマルジョンの安定性に優れ、ポリエステル繊維に染浴同浴処理により、良好かつ安全に難燃性を付与することができ、優れた耐久難燃性が付与される。

Claims

一般式［１］で表される縮合リン酸エステルが、一般式［２］で表される界面活性剤及び／又は一般式［３］で表される界面活性剤を用いて、水中に乳化分散されてなることを特徴とする繊維用難燃加工薬剤。

（ただし、式中、ｐは１又は２である。）

（ただし、式中、ｍは１〜３であり、ｎは５〜３０である。）

（ただし、式中、ｍは１〜３であり、ｎは５〜３０であり、Ｍ^＋はＮａ^＋、Ｋ^＋又はＮＨ_４ ^＋である。）