JP3777707B2 - 難燃性に優れた布帛 - Google Patents

Description

【０００１】
【０００２】
【産業上の利用分野】
本発明は、ハロゲンを含む重合体よりなる繊維とポリエステル系繊維を複合した、高度な難燃性を有するインテリア繊維製品を可能とする布帛に関する。
【０００３】
【従来の技術】
近年、衣食住の安全性確保の要求が強まり難燃素材の必要性が高まってきている。その様な状況の中、インテリア素材、特にカーテン分野において難燃性以外の意匠性向上、コスト低減の要求が高まっている。
【０００４】
従来から、可燃性繊維と高度な難燃性を有する難燃性繊維を複合して難燃性を維持する方法が試みられており、特に、最も汎用的な繊維であるポリエステル系繊維に高度な難燃性を有する繊維を複合することにより、複合難燃繊維とすることは、コスト、意匠性、生産性の面で非常に有利である。
しかしながら、従来技術のハロゲン含有繊維にＳｂ化合物を大量に添加した繊維とポリエステル繊維の複合化では、大量の難燃剤を添加することから繊維に光沢を持たせることが困難であり意匠性に制約を受けると共に、コスト面でも不利となり、汎用的なインテリア素材として使いづらい面があった。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、ポリエステル系繊維と複合して、従来技術よりも意匠性、コストに有利な汎用的な難燃性インテリア繊維製品を可能とする布帛を提供するためになされたものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは、前記問題を解決するため鋭意検討を重ねた結果、Ｓｂ化合物を含むハロゲン含有重合体よりなる繊維の分解開始温度と融解温度を改良することで大量のＳｂ化合物を添加することなくハロゲン含有重合体よりなる繊維とポリエステル系繊維の複合繊維で高い難燃性を有することができることを見出し、本発明を完成するに至った。
【０００７】
すなわち本発明は、（Ａ）繊維を構成する重合体１００重量部中にハロゲンを１７〜７０重量部含み、前記重合体１００重量部に対してＳｂ化合物を０．１重量部以上６重量部未満含み、分解開始温度が２４０℃以上でかつ融解温度が２４０℃以下の繊維６５〜３５重量部を緯糸に、（Ｂ）ポリエステル系繊維３５〜６５重量部を経糸とした合計が１００重量部となるように複合してなる布帛に関する。
【０００８】
【発明の実施の形態】
本発明の（Ａ）複合難燃繊維におけるハロゲンを含む重合体からなる繊維は、（Ａ）繊維を構成する重合体１００重量部中にハロゲンを１７〜７０重量部、好ましくは、２２〜４５重量部含むものである。本発明に用いる（Ａ）繊維を構成する重合体１００重量部中にハロゲンを１７〜７０重量部含む繊維としては、たとえばハロゲンを含有する単量体の重合体よりなる繊維、前記ハロゲンを含有する単量体とハロゲンを含有しない単量体との共重合体よりなる繊維、ハロゲンを含有する重合体とハロゲンを含有しない重合体とのポリマーブレンド物または後加工によりハロゲンを導入したハロゲン含有重合体よりなる繊維、一種以上のハロゲン含有重合体よりなる繊維と一種以上のハロゲンを含有しない重合体よりなる繊維を複合した複合体繊維、二種以上のハロゲン含有重合体よりなる繊維を複合したハロゲン含有複合体繊維などがあげられるが、これらに限定されるものではない。
【０００９】
前記共重合可能なビニル系単量体としては、たとえばアクリル酸、そのエステル、メタクリル酸、そのエステル、アクリルアミド、メタクリルアミド、酢酸ビニル、ビニルスルホン酸、その塩、メタクリルスルホン酸、その塩、スチレンスルホン酸、その塩などがあげられ、それらの一種または二種以上が用いられうる。なお、前記（Ａ）のハロゲン含有量が、（Ａ）繊維を構成する重合体１００重量部中に１７重量部未満では、繊維の難燃性が不十分となり最終製品である布帛の難燃性を維持することが困難になり、また７０重量部を越えると、製造された繊維の物性（強度、耐熱性など）、染色性、風合いなどの性能が十分でなくなり、いずれも好ましくない。
【００１０】
（Ａ）繊維を構成する重合体１００重量部に対して、０．１重量部以上６重量部未満含まれるＳｂ化合物は、三酸化アンチモン、五酸化アンチモン、アンチモン酸、オキシ塩化アンチモンなどの無機アンチモン化合物であり、それぞれ単独でも複数を混合せしめても良い。Ｓｂ化合物が（Ａ）繊維を構成する重合体１００重量部に対して０．１重量部未満では、複合繊維を難燃化することが困難となり、また６重量部以上では、繊維の光沢がなくなり、コスト面でも不利となり、好ましくない。
【００１１】
（Ａ）の分解開始温度が２４０℃以上とするためには、（Ａ）を構成するハロゲン含有ビニル単量体の熱安定性の高いものを選ぶのが好ましい。すなわち、アクリロニトリル−ハロゲン含有単量体の共重合体の場合、ハロゲン含有ビニル単量体として塩化ビニル単量体を用いることにより分解開始温度を２４０℃以上とすることができる。この場合、塩化ビニリデン単量体を用いると分解開始温度は、２４０℃以下となり不向きである。
【００１２】
（Ａ）の融解温度を２４０℃以下とするためには、（Ａ）を構成する重合体の組成を選ぶのが好ましい。すなわち、アクリロニトリル−ハロゲン含有単量体の共重合体の場合、アクリロニトリルの比率が高いほど融解温度は高くなる。このため融解温度を２４０℃以下とするためには、アクリロニトリルの重合体に占める重量比率が６５％以下とするのが好ましい。ただし、所望とする熱分解温度、融解温度を得られれば、これら単量体の構造による必要はない。
【００１３】
本発明に使用しうる（Ｂ）ポリエステル系繊維としては、ポリエチレンテレフタレートを主成分とする一般的なポリエステル繊維であれば良く、レギュラー糸および加工糸、新合繊など特殊な処理を施した加工糸などが用いられうる。
【００１４】
本発明の布帛が優れた難燃性を持つ理由は、Ｓｂ化合物を含みハロゲンを含む重合体からなる繊維が、ポリエステルの溶融温度である２４０℃より高い分解開始温度と２４０℃より低い溶融温度を持つことにより、火源により加熱されポリエステルが溶融するとき、 Ｓｂ化合物を含みハロゲンを含む重合体からなる繊維が熱分解による炭化をする前に溶融してポリエステルと一体化し、あたかも一つの難燃繊維素材となり、ポリエステルの燃焼を抑えることが可能となるためと推察される。
【００１５】
【実施例】
以下、実施例をあげて本発明をさらに詳しく説明するが、本発明はかかる実施例に限定されるものではない。
なお、実施例の記載に先立って、各種特性の評価方法を示す。
【００１６】
（１）分解開始温度の測定
分解開始温度を測定する方法は、セイコウ電子社製ＴＧ／ＤＴＡ２２０（接続ステーションＳＳＣ５００Ｈ）熱分析装置を用いた。
測定試料は繊維を細かくカットしたものを用い、測定重量約２mg、昇温速度１０℃／ｍｉｎ、雰囲気Ａｉｒ１０ｍｌ／ｍｉｎの条件で測定を行った。
分解開始温度の決定は、ＪＩＳ−Ｋ７１２０法により行った。
【００１７】
（２）融解温度の定義
一定の荷重で繊維に張力を与え加熱したとき、収縮が起こり、その後溶融による伸長が生じる。この伸長が開始する温度を融解温度とした。
融解温度は、繊維の太さ、荷重の重さ、加熱速度に影響を受けるため、メートル番手１７番手の紡績糸に対して、３００ｍｇの荷重とし、加熱速度は１００℃／ｍｉｎとした。
【００１８】
（３）融解温度の測定
熱収縮率を測定する方法は、セイコウ電子社製ＴＭＡ／ＳＳ１５０Ｃ（接続ステーションＳＳＣ５００Ｈ）熱分析装置を用いた。測定する試料の形態は、メートル番手１７番手の紡績糸を用い、
試長５ｍｍ、荷重３００ｍｇとし、加熱速度１００℃／ｍｉｎ、
雰囲気Ａｉｒ１０ｍｌ／ｍｉｎの条件で測定を行った。
【００１９】
（４）難燃性
難燃性の評価方法は、消防検定法４５°タルマセ法６０秒加熱法に基づき実施した。また、織布の洗濯は、行わなかった。織布の燃焼方向は、経緯裏表の４方向からとし、その炭化長の全平均値で比較した。炭化長が短いほど難燃性は高いといえる。ただし、経緯裏表４方向からの燃焼試験で、一枚でも全焼（織布を支持している枠まで炎が達したもの）が発生した織布については平均値をとることができないため全焼とした。
【００２０】
実施例１および比較例１
＜実施例１＞
アクリロニトリル４９．５部、塩化ビニル４９．５部、スチレンスルホン酸ソーダ１．０部からなり、シクロヘキサノン０．２重量％溶液での比粘度０．１６のハロゲン含有共重合体をアセトンに重合体濃度２７％になるように溶解した。
得られた重合体溶液中の重合体に対し３重量部の三酸化アンチモンを加え紡糸原液とした。該紡糸原液を口径０．０８ミリ、ホール数３００ホールのノズルを用い、３０％アセトン水溶液に押し出し、水洗、乾燥工程の後、１２０℃で３倍に延伸し、１５０℃で５分間熱処理を行い、紡績用仕上げ油剤を添付、クリンプを付け、５１ミリのカット長にカットした。得られた繊維のハロゲン含有量は、２７．２％であった。該繊維をメートル番手１７番手で紡績を行った。得られた紡績糸の融解温度および分解温度を表１に示す。
【００２１】
【表１】

【００２２】
＜比較例１＞
アクリロニトリル５２．５部、塩化ビニリデン４６．５部、スチレンスルホン酸ソーダ１．０部からなり、シクロヘキサノン０．２重量％溶液での比粘度０．２１のハロゲン含有共重合体をジメチルホルムアミドに重合体濃度３０％になるように溶解した。
得られた重合体溶液中の重合体に対して３重量部の三酸化アンチモンを添加し、紡糸原液とした。該紡糸原液をノズル口径０．０８ｍｍおよび口数３００ホールのノズルを用い、３０％のジメチルホルムアミド水溶液中に押し出し、水洗したのち１３０℃で乾燥し、ついで３倍に延伸してから、さらに１５０℃で５分加熱処理を行い、紡績用仕上げ油剤を添付、クリンプを付け、５１ミリのカット長にカットした。得られた繊維のハロゲン含有量は、３３．０％であった。
該ハロゲン含有繊維をメートル番手１７番手で紡績を行った。
得られた紡績糸の融解温度および分解温度を表２に示す。
【００２３】
【表２】

【００２４】
経糸にポリエステル１５０ｄウーリー糸１３０本／吋、緯糸に実施例１、比較例１で得られた紡績糸４０本／吋を用いた繻子織りの織布を作成した。ポリエステルの混率は４８重量部、Ｓｂ化合物含有ハロゲン重合体繊維の混率は、５２重量部であった。得られた織布の難燃性評価結果を表３に示す。
【００２５】
【表３】

【００２６】
表３より明らかなように、実施例１の分解開始温度が２７０℃と２４０℃より高く、融解温度が２３０℃と２４０℃より低い紡績糸を用いた場合、高い難燃性を示すのに対し、比較例１の融解温度が２３０℃と２４０℃よりも低いが分解開始温度が２３０℃と２４０℃より低い紡績糸を用いた場合、全焼が発生する。
【００２７】
＜実施例２、３＞
実施例１と同様のハロゲン含有共重合体をアセトンに重合体濃度２７％になるように溶解した。
得られた重合体溶液中の重合体に対し０．１重量部の三酸化アンチモンを加え紡糸原液とした。該紡糸原液を口径０．０８ミリ、ホール数３００ホールのノズルを用い、３０％アセトン水溶液に押し出し、水洗、乾燥工程の後、１２０℃で３倍に延伸し、１５０℃で５分間熱処理を行い、紡績用仕上げ油剤を添付、クリンプを付け、５１ミリのカット長にカットした。得られた繊維のハロゲン含有量は２８．１％であった。該繊維をメートル番手１７番手で紡績を行った。（これを実施例２とする。）
また、実施例１と同様のハロゲン含有共重合体をアセトンに重合体濃度２７％になるように溶解し、得られた重合体溶液中の重合体に対し５．９重量部の三酸化アンチモンを加え紡糸原液とした。該紡糸原液を口径０．０８ミリ、ホール数３００ホールのノズルを用い、３０％アセトン水溶液に押し出し、水洗、乾燥工程の後、１２０℃で３倍に延伸し、１５０℃で５分間熱処理を行い、紡績用仕上げ油剤を添付、クリンプを付け、５１ミリのカット長にカットした。
得られた繊維のハロゲン含有量は、２６．５％であった。該繊維をメートル番手１７番手で紡績を行った。（これを実施例３とする。）
【００２８】
＜比較例２、３＞
比較例１と同様のハロゲン含有共重合体をジメチルホルムアミドに重合体濃度３０％になるように溶解した。
得られた重合体溶液中の重合体に対して０．１重量部の三酸化アンチモンを添加し、紡糸原液とした。該紡糸原液をノズル口径０．０８ｍｍおよび口数３００ホールのノズルを用い、３０％のジメチルホルムアミド水溶液中に押し出し、水洗したのち１３０℃で乾燥し、ついで３倍に延伸してから、さらに１５０℃で５分加熱処理を行い、紡績用仕上げ油剤を添付、クリンプを付け、５１ミリのカット長にカットした。得られた繊維のハロゲン含有量は、３４．０％であった。ハロゲン含有繊維をメートル番手１７番手で紡績を行った。（これを比較例２とする）
また、比較例１と同様のハロゲン含有共重合体をジメチルホルムアミドに重合体濃度３０％になるように溶解し、得られた重合体溶液中の重合体に対して５．９重量部の三酸化アンチモンを添加し、紡糸原液とした。該紡糸原液をノズル口径０．０８ｍｍおよび口数３００ホールのノズルを用い、３０％のジメチルホルムアミド水溶液中に押し出し、水洗したのち１３０℃で乾燥し、ついで３倍に延伸してから、さらに１５０℃で５分加熱処理を行い、紡績用仕上げ油剤を添付、クリンプを付け、５１ミリのカット長にカットした。
得られた繊維のハロゲン含有量は、３２．１％であった。 該ハロゲン含有繊維をメートル番手１７番手で紡績を行った。（これを比較例３とする）
各紡績糸の融解温度、分解開始温度と経糸ポリエステル１５０ｄウーリー糸１３０本／吋、緯糸各紡績糸４０本／吋の繻子織りの織布での難燃性確認結果を表４に示す。
【００２９】
【表４】

【００３０】
難燃剤量が少ない実施例２に置いても実施例１と同様に高い難燃性を有しているにもかかわらず、分解開始温度が２４０℃より低い比較例２、３の織布は、全焼が発生し、難燃性向上のため難燃剤を増やしても難燃性向上を図ることができない。
【００３１】
【発明の効果】
本発明の難燃性に優れた布帛は、ポリエステル系繊維と混ぜて、意匠性、コストに有利な汎用的な難燃性インテリア繊維製品を可能とするものである。

Claims (1)

1. （Ａ）繊維を構成する重合体１００重量部中にハロゲンを１７〜７０重量部含み、前記重合体１００重量部に対してＳｂ化合物を０．１重量部以上６重量部未満含み、分解開始温度が２４０℃以上でかつ融解温度が２４０℃以下の繊維６５〜３５重量部を緯糸に、（Ｂ）ポリエステル系繊維３５〜６５重量部を経糸とした合計が１００重量部となるように複合してなる布帛。