JP4502372B2

JP4502372B2 - ホスフェート−ホスホネート結合を有する有機リン化合物、およびそれを用いた難燃性ポリエステル繊維

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Publication number: JP4502372B2
Application number: JP2004112593A
Authority: JP
Inventors: 範昭徳安; 和男藤本; 学平田
Original assignee: Daihachi Chemical Industry Co Ltd
Current assignee: Daihachi Chemical Industry Co Ltd
Priority date: 2004-04-06
Filing date: 2004-04-06
Publication date: 2010-07-14
Anticipated expiration: 2024-04-06
Also published as: JP2005298348A

Description

本発明は、１分子中にホスフェート−ホスホネート結合を有する新規なリン化合物に関する。本明細書中において、ホスフェート−ホスホネート結合とは、リン原子とリン原子との間をアルキレンおよび酸素原子からなる連結基で連結する結合をいう。本明細書中においては、１分子中にホスフェート−ホスホネート結合を有する化合物を便宜上「ホスフェート−ホスホネート化合物」という。

この化合物は、難燃剤として有用である。特に、樹脂材料の難燃剤として有用である。

別の局面において本発明はまた、１分子中にホスフェート−ホスホネート結合を有する有機リン化合物を難燃剤として含有する、難燃性、耐熱性、耐加水分解性に優れた難燃性ポリエステル繊維組成物に関する。さらに詳しくは、本発明は、該リン化合物を用いて難燃性を施したポリエステル繊維は、繊維としての諸物性に与える悪影響が少なく、且つ、洗濯耐久性を維持したハロゲンを含有しない難燃性ポリエステル繊維組成物に関する。

リン化合物は、一般に多機能な化合物として様々な分野で使用されており、多数の品種が開発されている。なかでも、リン化合物は難燃剤として有用であることが従来より知られている。その難燃化の対象となる樹脂は多岐にわたっており、例えば、ポリカーボネート、ＡＢＳ樹脂、ＰＰＥなどの熱可塑性樹脂、ポリウレタン樹脂、エポキシ樹脂、フェノール樹脂などの熱硬化性樹脂、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などのポリエステル樹脂またはポリエステル繊維などが例示される。

その難燃性はリン化合物中のリン含有率に依存しているのが一般的であるが、目的とする難燃性を付与させる量まで添加するとその物性が著しく低下することがある。故に、より少ない添加量で十分な難燃性を得るために、リン含有率の高いリン化合物が望まれている。

他方、樹脂の難燃剤は、樹脂の混練および成形加工の際に非常に高い温度に曝される。従って、高温において安定性の高いリン化合物が望まれている。

上述した各種樹脂および繊維材料の中でも、ポリエステル繊維はその優れた力学特性、昜加工性から衣類、インテリア、詰め綿、不織布、産業用資材等、様々な分野で使用されている。これらのポリエステル繊維製品においては、マッチやタバコなどを出火源とする火災の被害を最小限に抑えるため、ホテル、病院、あるいは映画館などで使用されるインテリア材料については消防法により厳しい規制がある。近年の防災意識の高まりの中で、安全性が高く快適な生活環境をつくる上で、難燃性を備えたポリエステル繊維製品の開発が望まれている。

その難燃性はリン化合物中のリン含有率に依存している、すなわち、リン含有率が高いほど難燃性能も高くなるのが一般的であるが、ポリエステル繊維を難燃化する際には、この一般論は必ずしも当てはまらない。

例えば、リン含有率の高いリン化合物を使用しても、難燃処理時にそのリン化合物がポリエステル繊維の奥深くまで入らずに繊維の表面に付着しているだけのような状態となっていれば、処理済みの繊維を用いた衣類等を洗濯した際に、洗濯により容易にリン化合物が繊維から脱着してしまって、その結果、目的とする難燃性を継続的に付与することができない場合がある。

逆に、リン含有率の低いリン化合物を使用しても、そのリン化合物のポリエステル繊維への浸透性およびポリエステル繊維との物理的密着力が大きい場合は、目的とする難燃性を付与することができるということは十分に起こり得る。

従って、ポリエステル繊維の技術分野においては、十分な難燃性を得るために、その使用量が少なくなるという点で、リン含有率の高いリン化合物が、かつ、ポリエステル繊維から容易に脱着しないリン化合物が望まれている。

リン化合物の構造は主に、ホスフェート、ホスホネート、ホスフィネート、ホスファイト、ホスホナイト、ホスフィナイト、ホスフィンオキサイド、ホスフィンなどに大別される。また、これらの異なる複数種類の結合を１分子中に有するリン化合物も存在する。例えば、ホスフェート−ホスホネート化合物がその一例である。さらに具体的には、例えば、分子中に塩素や臭素などのハロゲン原子を含有するホスフェート−ホスホネート化合物、分子中にアルコール性水酸基を含有するホスフェート−ホスホネート化合物、エチル基のような短いアルキル基を有するホスフェート−ホスホネート化合物などが知られている。

これらのホスフェート−ホスホネート化合物を記載する先行技術文献としては、例えば以下に示す先行文献がある。
特開２０００−３２８４５０号公報（第２−６頁）特開昭５７−１３７３７７号公報（第１−１０頁）米国特許第４６９７０３０号公報（第２−９頁）ＺｈｕｒｎａｌＯｂｓｈｃｈｅｊＫｈｉｍｉｉ（１９８７），５７（１２），２７９３−４米国特許第３０６０００８号公報（第１−３頁）

例えば、特開２０００−３２８４５０号公報にはハロゲン原子を含有するホスフェート−ホスホネート化合物を使用してメタ型芳香族ポリアミド繊維を難燃化する技術が開示されている。さらに特開昭５７−１３７３７７号公報にはヘキサブロモシクロドデカンなどのハロゲン原子を含有する化合物を使用して繊維を難燃化する技術が開示されている。

しかしながら、これらハロゲンを含有する化合物を用いる場合には、その繊維を例えば焼却する際、難燃剤として用いたリン化合物の分解などによって人体に有害なハロゲン化水素などの有害ガスが発生したり、焼却炉を腐食させたり、あるいはハロゲン化水素よりもさらに有害なダイオキシンが発生するという問題がある。

米国特許第４６９７０３０号公報には、アルコール性水酸基を含有するホスフェート−ホスホネート化合物、および、ポリエステル繊維やポリウレタンフォームにおけるその使用例が開示されている。

しかしながら、アルコール性水酸基を有する化合物は耐水性が優れているとはいえない。例えば、ポリエステル繊維に添加した場合、水との親和性を有するため度重なる洗濯を行っていくうちにホスフェート−ホスホネート化合物が洗濯水の方へ徐々に溶出していき、その結果、繊維の難燃性が低下してしまいやすい。

ポリエステルの合成時にこのリン化合物を反応させて、ポリエステルの骨格に組み込ませる方法を採用すれば、上記の問題は解決されるが、単にポリエステル繊維を購入して難燃剤を吸尽させるという加工方法（後加工）を採用する加工メーカーでは、このような反応を行うことができない。つまり、このリン化合物を使用するには制約があるという問題が生じる。

さらに、この公報に記載の化合物は、耐加水分解性が悪く、保存安定性に問題があり、例えばポリエステル繊維を染色加工または難燃加工する際、その化合物を乳化させて用いるのであるが、その乳化安定性が悪いため、そのまま熱を加えて加工を施すと染色ムラやオイルスポットを生じる恐れがある。

非特許文献ＺｈｕｒｎａｌＯｂｓｈｃｈｅｊＫｈｉｍｉｉ（１９８７），５７（１２），２７９３−４は、分子内に４個のエトキシ基（Ｃ_２Ｈ_５Ｏ−）を有するホスフェート−ホスホネート化合物が開示されている。

しかしながら、この化合物は、水溶性であるため同浴処理ができない、つまり、繊維に吸着せず難燃処理ができないという問題がある。また、耐加水分解性が悪いため、加水分解により酸が発生し油剤の安定性を保持できず、油剤が相分離を起こすなどの問題もある。

さらに、この文献に記載のリン化合物をポリエステル繊維の難燃剤として利用することに関しては、具体的な記載もなく示唆もされてない。

米国特許第３０６０００８号公報には、難燃剤以外の用途として、下記式で示される化合物をエンジンの燃料へ添加する技術が開示されている。

（式中、Ｒは、ｎ−ブチル、ｉｓｏ−ブチル、ｓｅｃ−ブチルのいずれかである。）
しかしながら、この公報に記載のリン化合物をポリエステル繊維の難燃剤として利用することに関しては、具体的な記載もなく示唆もされてない。

第１の局面において本発明は、上記問題点を解決する新規化合物を提供することを目的とする。具体的には、水、熱に対する安定性を有し、かつ揮発性が低く、原料として用いた際にその製品の諸物性に与える影響が少なく、リサイクル性を考慮し環境負荷の少ない、塩素や臭素などのハロゲン原子を含有しないホスフェート−ホスホネート化合物を提供することを課題とする。

別の局面において本発明は、上記問題点を解決する難燃性ポリエステル繊維を提供することを目的とする。具体的には、ホスフェート−ホスホネート結合を１分子内に有する、特定の有機リン化合物を使用することにより、水、熱に対する安定性を有し、かつ、洗濯耐久性を維持した難燃性ポリエステル繊維を提供することを課題とする。

本発明者らは、上記の課題を解決するために鋭意研究を行なった結果、以下の化学式（Ｉ）で表されるホスフェート−ホスホネート化合物が上記課題を解決することを見出し、本発明を完成するに至った。

より具体的には、本発明によれば、以下の化合物、難燃剤、繊維、組成物などが提供され、そのことにより本発明の目的が達成される。

（１）下記式（Ｉ）で表される化合物であって：

式（Ｉ）において、Ｒ^１、Ｒ^２、Ｒ^３およびＲ^４は、それぞれ同一または異なって、
直鎖または枝分かれを有するＣ_２〜８アルキル基であるか、
置換基を有していてもよいＣ_５〜１０シクロアルキル基であるか、
置換基を有していてもよいＣ_６〜１５アリール基であり、ここで、
Ｒ^１が直鎖または枝分かれを有するアルキル基または置換基を有していてもよいシクロアルキル基である場合には、Ｒ^２は直鎖または枝分かれを有するアルキル基または置換基を有していてもよいシクロアルキル基であり、かつＲ^３およびＲ^４はそれぞれ置換基を有していてもよいアリール基であり、
Ｒ^１が置換基を有していてもよいアリール基である場合には、Ｒ^２は置換基を有していてもよいアリール基であり、かつＲ^３およびＲ^４はそれぞれ直鎖または枝分かれを有するアルキル基または置換基を有していてもよいシクロアルキル基であり、
Ｒ^２０は、式６７の連結基であり、
（式６７）

ここで、Ｒ^６およびＲ^７は、同一であっても異なってもよく、水素、Ｃ_１〜６アルキル基、または、Ｃ_６〜１１アリールのいずれかであるか、あるいはＲ^６とＲ^７とが結合して置換基を有していてもよいＣ_４〜１０アルキレンとなって炭素原子とともに以下の式の環状構造を形成し、

Ｒ^６の炭素数とＲ^７の炭素数との和は０〜１２である、化合物。

（２）Ｒ^１およびＲ^２が直鎖または枝分かれを有するアルキル基または置換基を有していてもよいシクロアルキル基であり、Ｒ^３およびＲ^４が置換基を有していてもよいアリール基である、上記項１に記載の化合物。

（３）Ｒ^１およびＲ^２が置換基を有していてもよいアリール基であり、Ｒ^３およびＲ^４が直鎖または枝分かれを有するアルキル基または置換基を有していてもよいシクロアルキル基である、上記項１に記載の化合物。

（４）Ｒ^２０が、メチレン基または−ＣＨ（ＣＨ_３）−基または−Ｃ（ＣＨ_３）_２−基のいずれかである、上記項１に記載の化合物。

（５）下記式（Ｉ）で表される化合物からなる樹脂用難燃剤であって：

Ｒ^６の炭素数とＲ^７の炭素数との和は０〜１２である、難燃剤。

（６）上記項５に記載の難燃剤であって、ポリエステル繊維の難燃化のために使用される、難燃剤。

（７）難燃剤で処理されたポリエステル繊維であって、該難燃剤が、下記式（Ｉ）で表される化合物である、ポリエステル繊維：

Ｒ^６の炭素数とＲ^７の炭素数との和は０〜１２である。

（８）前記難燃剤のＲ^２０が、メチレン基または−ＣＨ（ＣＨ_３）−基または−Ｃ（ＣＨ_３）_２−基のいずれかである、上記項７に記載のポリエステル繊維。

（９）上記項７に記載のポリエステル繊維であって、難燃剤の含有量が、難燃剤を含むポリエステル繊維の全重量のうちの、０．１〜３０重量％である、ポリエステル繊維。

（１０）ポリエステル繊維を難燃化する方法であって、ポリエステル繊維を、上記項５に記載の難燃剤で処理する工程を包含する、方法。

さらに、本発明者らは、上記の課題を解決するために鋭意研究を行なった結果、ある特定のリン化合物を難燃剤としてポリエステル繊維に使用した際、難燃剤自体の耐熱性、耐加水分解性に優れ、また、繊維としての諸物性（難燃性、洗濯耐久性など）を維持した良好な物性を有する難燃性ポリエステル繊維が得られることを見出し、本発明を完成するに至った。

本発明によるホスフェート−ホスホネート化合物はリン含有率が高く、原料として用いた際にその製品の諸物性に影響を与えず、かつ、塩素や臭素などのハロゲン原子を含有しないため、燃焼時や廃棄時の環境汚染がなく、リサイクル性にも優れていることがわかる。

本発明のホスフェート−ホスホネート化合物は、ポリカーボネート、ＡＢＳ樹脂、ＰＰＥなどの熱可塑性樹脂用の難燃剤、ポリウレタン樹脂、エポキシ樹脂、フェノール樹脂などの熱硬化性樹脂用の難燃剤、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などのポリエステル樹脂またはポリエステル繊維用の難燃剤として極めて有用である。

本発明のポリエステル用難燃剤によれば、難燃性に優れ、また、繊維としての諸物性を維持し、且つ、洗濯耐久性を維持したハロゲンを含有しない難燃性ポリエステル繊維を得ることができる。また、本発明による難燃性ポリエステル繊維はハロゲン原子を含まないために、燃焼時に有害なハロゲン化ガス等を発生することがなく、環境保護においても有効である。

本発明者は、ここに一連の新規な該リン化合物を合成し、分析により特徴付けることができた。従って、本発明は、上記一般式（Ｉ）で表される化合物に関する。以下にその詳細を説明する。

（本発明の化合物（Ｉ））
本発明の化合物および本発明の難燃剤に使用される化合物は、上記一般式（Ｉ）で表される。

（Ｒ^１〜Ｒ^４）
式（Ｉ）において、Ｒ^１〜Ｒ^４はそれぞれ同一または異なって、Ｃ_２〜８の直鎖または枝分かれを有するアルキル基、置換基を有していてもよいＣ_５〜１０シクロアルキル基、置換基を有していてもよいＣ_６〜１５アリール基である。ここで、Ｒ^１が直鎖または枝分かれを有するアルキル基または置換基を有していてもよいシクロアルキル基である場合には、Ｒ^２は直鎖または枝分かれを有するアルキル基または置換基を有していてもよいシクロアルキル基であり、かつＲ^３およびＲ^４はそれぞれ置換基を有していてもよいアリール基である。Ｒ^１が置換基を有していてもよいアリール基である場合には、Ｒ^２は置換基を有していてもよいアリール基であり、かつＲ^３およびＲ^４はそれぞれ直鎖または枝分かれを有するアルキル基または置換基を有していてもよいシクロアルキル基である。

Ｒ^１およびＲ^２が直鎖または枝分かれを有するアルキル基または置換基を有していてもよいシクロアルキル基であり、かつＲ^３およびＲ^４が置換基を有していてもよいアリール基である化合物が好ましい。

１つの好ましい実施態様においては、Ｒ^１およびＲ^２が直鎖または枝分かれを有するアルキル基であり、Ｒ^３およびＲ^４がアリール基である。ここで、より好ましい実施態様としては、Ｒ^１およびＲ^２が直鎖または枝分かれを有するアルキル基であり、Ｒ^３およびＲ^４がフェニル基である。

別の好ましい実施態様においては、Ｒ^１およびＲ^２がアリール基であり、Ｒ^３およびＲ^４が直鎖または枝分かれを有するアルキル基である。ここで、より好ましい実施態様としては、Ｒ^１およびＲ^２がフェニル基であり、Ｒ^３およびＲ^４が直鎖または枝分かれを有するアルキル基である。

Ｒ^１〜Ｒ^４のいずれかが、直鎖または枝分かれを有するアルキル基である場合、当該アルキル基は、炭素数２〜５であることが好ましく、炭素数３〜５であることがより好ましく、炭素数４〜５であることがさらに好ましい。炭素数４が最も好ましい。小さすぎる場合には、合成が困難となる場合があり、かつ化合物の耐熱性、耐水性などが低下することがある。また、大きすぎる場合には、化合物が配合された材料（例えば、リン化合物で処理されたポリエステル繊維）の難燃性が低下することがある。

Ｒ^１〜Ｒ^４のいずれかが、置換基を有していてもよいＣ_５〜１０シクロアルキル基である場合、このシクロアルキル基が有し得る置換基とは、例えば、Ｃ_１〜７の直鎖または枝分かれ状のアルキル（例えば、メチル、エチル、ｎ-プロピル、ｎ-ブチル、ｉｓｏ−ブチル、ｓｅｃ−ブチル、ｔｅｒｔ−ブチルなど）である。Ｒ^１〜Ｒ^４の炭素数が小さすぎる場合には、化合物の耐熱性、耐水性などが低下することがある。Ｒ^１〜Ｒ^４の炭素数が大きすぎる場合には、化合物が配合された材料（例えば、リン化合物で処理されたポリエステル繊維）の難燃性が低下することがある。

シクロアルキル基中の環は、３〜１０員環であり得る。原料の入手のしやすさという点で、５員環〜７員環が好ましく、６員環がより好ましい。

Ｒ^１〜Ｒ^４のいずれかが、Ｃ_６〜１５アリール基である場合、アリール基としては、例えば、フェニル、１−ナフチル、２−ナフチルなどが挙げられる。化合物中のリン含有率を低下させないという点で、フェニルが好ましい。

Ｒ^１〜Ｒ^４のいずれかが、置換基を有していてもよいＣ_６〜１５アリール基である場合、このアリール基が有し得る置換基とは、例えば、Ｃ_１〜９の直鎖または枝分かれ状のアルキルである。当該置換基を有していてもよい置換アリールとしては、２−メチルフェニル、３−メチルフェニル、４−メチルフェニル、２，６−ジメチルフェニル、２，４−ジメチルフェニル、３，５−ジメチルフェニル、２，６−ジ−ｔｅｒｔ−ブチル−４−メチルフェニルなどが挙げられる。Ｒ^１〜Ｒ^４の炭素数が小さすぎる場合には、化合物の耐熱性、耐水性などが低下することがある。Ｒ^１〜Ｒ^４の炭素数が大きすぎる場合には、化合物が配合された材料（例えば、リン化合物で処理されたポリエステル繊維）の難燃性が低下することがある。

（好ましいＲ^１とＲ^２との組み合わせ、およびＲ^３とＲ^４との組み合わせ）
原料として入手しやすくまた合成（合成方法については後述する）も容易となる点を考慮すると、Ｒ^１とＲ^２とが同一であることが好ましく、また、Ｒ^３とＲ^４とが同一であることが好ましい。

一般式（Ｉ）のＲ^１〜Ｒ^４のすべてがＣ_２以下のアルキル基の場合、または、Ｒ^１〜Ｒ^４のいずれかがメチル基の場合は、その部分の結合力が弱まるため、水に対する分解性が高まり、加水分解が生じやすくなる。従って耐水性および耐熱性が低下しやすくなる。さらに加水分解により酸成分が生成すると、難燃剤として樹脂に添加された際に樹脂に悪影響を与える可能性がある。しかしながら、理由は定かではないが、本発明の化合物は、２つのアリール基を有するので、それ以外の置換基がエチル基であっても加水分解は比較的生じにくくなる。

本発明の化合物は、Ｒ^１〜Ｒ^４のうちに２つの置換されていてもよいアリール基を有することにより、樹脂との馴染みが良い。このため、繊維に含浸しやすく、繊維の難燃化に極めて有利である。本発明の化合物部は特にポリエステル繊維の難燃化に有利である。Ｒ^１〜Ｒ^４のすべてがアルキル基であるような従来公知の化合物では、本発明の化合物ほどの樹脂との馴染み、繊維への含浸性を得ることが困難である。

また、本発明の化合物は、Ｒ^１〜Ｒ^４のうちに直鎖または枝分かれを有するアルキル基または置換されていてもよいシクロアルキル基を２つ有することにより、染料との相性が良い。このため、繊維の染色状態に悪影響を与えることが少なく、繊維の難燃化に極めて有利である。Ｒ^１〜Ｒ^４のすべてがアリール基である化合物では、本発明の化合物ほどの染料との相性の良さが得られず、繊維の染色状態への悪影響を防ぐことが困難である。

（連結基Ｒ^２０）
Ｒ^２０は、式６７の連結基である。
（式６７）

ここで、Ｒ^６およびＲ^７は、同一であってもよく、異なってもよく、水素、Ｃ_１〜６アルキル基、Ｃ_６〜１１アリールのいずれかであるか、あるいはＲ^６とＲ^７とが結合して置換基を有していてもよいＣ_４〜１０アルキレンとなって炭素原子とともに以下の式の環状構造を形成し、

Ｒ^６の炭素数とＲ^７の炭素数との和は０〜１２である。Ｒ^６またはＲ^７がＣ_６〜１１アリールである場合、好ましくは、Ｃ_６〜１１アリールは、Ｃ_１〜５アルキルで置換されてもよいフェニルであり、より好ましくはフェニルである。すなわち、Ｒ^２０は、メチレン基またはＣ_２〜１３の枝分かれ状のアルキレン基あるいはＣ_５〜１１の環構造を有するアルキレン基、もしくは、Ｃ_７〜１２アリール置換アルキレン基のいずれかである。これらの中では、メチレン基またはＣ_２〜１３の枝分かれ状のアルキレン基が好ましく、メチレン基またはＣ_２〜７の枝分かれ状のアルキレン基がより好ましく、メチレン基または−ＣＨ（ＣＨ_３）−基または−Ｃ（ＣＨ_３）_２−基がさらに好ましい。

Ｒ^２０は、２つのリン原子の間を、炭素１原子と酸素１原子とで連結する。すなわち、Ｐ−Ｃ−Ｏ−Ｐの形式の骨格となるように選択される。従って、Ｒ^２０は、−ＣＨ_２−またはその置換体である。例えば、−ＣＨ_２−、−ＣＨ（ＣＨ_３）−、−Ｃ（ＣＨ_３）_２−、−ＣＨ（Ｃ_２Ｈ_５）−、−Ｃ（ＣＨ_３）（Ｃ_２Ｈ_５）−、−Ｃ（ＣＨ_３）（ＣＨ_２ＣＨ（ＣＨ_３）_２）−などが例示される。Ｒ^２０が環状構造となる場合の具体例としては、例えば、環状の−Ｃ_６Ｈ_１０−、すなわちシクロヘキシレンが例示される。

Ｃ_７〜１２アリール置換アルキレン基とは、アルキレン基の水素をアリールで置換した基であって、アリール置換アルキレン基の全体として炭素数がＣ_７〜１２であるものをいう。Ｃ_７〜１２アリール置換アルキレン基中のアルキレン部分の炭素数は、Ｃ_１〜４であることが好ましく、より好ましくはＣ_１（メチレン）である。Ｃ_７〜１２アリール置換アルキレン基中のアリール部分は任意のアリールであり、好ましくは、Ｃ_７〜１２アリール置換アルキレン基中のアリール部分はフェニルである。具体的には例えば、このような好ましいＲ^２０の例としては、−ＣＨ（Ｃ_６Ｈ_５）−が挙げられる。

Ｒ^２０の具体例としては、原料として入手しやすい点から、−ＣＨ_２−、−ＣＨ（ＣＨ_３）−、−Ｃ（ＣＨ_３）_２−、−Ｃ（ＣＨ_３）（Ｃ_２Ｈ_５）−、−Ｃ（ＣＨ_３）（ＣＨ_２ＣＨ（ＣＨ_３）_２）−、−ＣＨ（Ｃ_６Ｈ_５）−、−Ｃ_６Ｈ_１０−（すなわち、シクロヘキシレン）が好ましく、−ＣＨ_２−、−ＣＨ（ＣＨ_３）−、−Ｃ（ＣＨ_３）_２−、−Ｃ（ＣＨ_３）（ＣＨ_２ＣＨ（ＣＨ_３）_２）−がより好ましく、−ＣＨ_２−、−ＣＨ（ＣＨ_３）−、−Ｃ（ＣＨ_３）_２−がさらに好ましい。

（化合物の合成方法）
式（Ｉ）で表される化合物は、リン化合物、特にホスフェートの合成方法およびホスファイトの合成方法として従来公知のプロセスを適宜組み合わせることにより製造できる。

（１．ホスファイトの合成方法）
ホスファイトは、例えば、三ハロゲン化リンと、アルコール類またはフェノール類とを原料として用いて合成することができる。

三ハロゲン化リンとアルコール類との反応の場合、１モルの三ハロゲン化リン（ＰＸ_３）に対して、約３モルのアルコール類（Ｒ^ａＯＨ）と反応させることにより、以下の反応式に従ってホスファイトが得られる。

３Ｒ^ａＯＨ＋ＰＸ_３ → Ｏ＝ＰＨ（−ＯＲ^ａ）_２＋Ｒ^ａＸ＋２ＨＸ
また、三ハロゲン化リンとフェノール類（Ｒ^ｂＯＨ）との反応の場合、１モルの三ハロゲン化リンに対して、約３モルのフェノール類（Ｒ^ｂＯＨ）と反応させ、その後、１モルの水と反応させることにより、以下の反応式に従ってホスファイトが得られる。

３Ｒ^ｂＯＨ＋ＰＸ_３ → Ｐ（−ＯＲ^ｂ）_３
Ｐ（−ＯＲ^ｂ）_３＋Ｈ_２Ｏ → Ｏ＝ＰＨ（−ＯＲ^ｂ）_２＋Ｒ^ｂＯＨ
上記の反応で使用される三ハロゲン化リンとしては、三塩化リン、三臭化リンなどが挙げられる。入手のしやすさやコストの点で三塩化リンが好ましい。

上記の反応で使用されるアルコール類としては、エタノール、ｎ−プロパノール、ｉｓｏ−プロパノール、ｎ−ブタノール、ｉｓｏ−ブタノール、ｓｅｃ−ブタノール、ｎ−ペンタノール、ｎ−ヘキサノール、シクロヘキサノール、２−エチルヘキサノールなどが挙げられる。耐加水分解性が高い、つまり安定性があり、かつ最終的に得られるリン化合物中のリン含有率が比較的高くなるという点で、ｎ−ブタノールまたはｓｅｃ−ブタノールが好ましい。また、リン含有率が高く、比較的耐加水分解性が高いという点で、エタノール、ｎ−プロパノールが好ましい。また、リン含有率は低下するが、安定性があり、揮発性が低いという点で、２−エチルヘキサノールが好ましい。

上記の反応で使用されるフェノール類としては、フェノール、クレゾール、キシレノール、ナフトールなどが挙げられる。最終的に得られるリン化合物中のリン含有率が高くなるという点で、フェノールが好ましい。

上記の反応においては、必要に応じて、反応に関与しない溶媒を使用してもよい。反応に関与しない溶媒としては、例えば、ベンゼン、トルエン、キシレン、クロロベンゼン、１，４−ジオキサン、テトラヒドロフラン、１，２−ジクロロエタンなどが例示される。

上記の反応では、アルコール類またはフェノール類、さらに必要であれば溶媒を仕込んでおき、そこへ三ハロゲン化リンを追加し、発生するハロゲン化水素を系外に出すという反応を行うことが一般的である。

（２．ホスホネートの合成方法）
上記の反応によって得られたホスファイトを、たとえば、塩基性触媒の存在下で、アルデヒド類またはケトン類と反応させることによって、アルコール性水酸基を含有するホスホネートが得られる。

上記の反応で使用される塩基性触媒としては、トリエチルアミン、トリブチルアミン、ピリジン、ルチジン、ピコリン、１，８−ジアザビシクロ（５，４，０）ウンデセン−７（ＤＢＵ）などのアミン類、または、金属ナトリウム、金属カリウム、水素化ナトリウム、ナトリウムアルコキシドなどのアルカリ金属類または金属含有塩基類が挙げられる。反応終了後に容易に除去ができるという点で、トリエチルアミンが好ましい。

上記の反応で使用されるアルデヒド類としては、パラホルムアルデヒド、ホルムアルデヒド、アセトアルデヒド、ベンズアルデヒドなどが挙げられる。原料が安価であり、かつ最終的に得られるリン化合物中のリン含有率が高くなるという点で、パラホルムアルデヒド、ホルムアルデヒドが好ましい。ただし、得られるホスホネートの構造によっては水に対して加水分解を受けやすいものもあるため、ホルムアルデヒド水溶液（ホルマリン）を使用する場合には、得られるホスホネートが加水分解しないように留意するべきである。

他方、純度が高く、原料が工業的に入手しやすいという点では、アセトアルデヒドが好ましい。

上記の反応で使用されるケトン類としては、アセトン、メチルエチルケトン（ＭＥＫ）、メチルイソブチルケトン（ＭＩＢＫ）、シクロペンタノン、シクロヘキサノン、メチルシクロヘキサノンなどが挙げられる。最終的に得られるリン化合物中のリン含有率が高くなるという点で、アセトンが好ましい。

上記の反応においては、反応に関与しない溶媒を使用してもよい。反応に関与しない溶媒としては、例えば、ベンゼン、トルエン、キシレン、クロロベンゼン、１，２−ジクロロエタンなどが例示される。

（３．ホスフェート−ホスホネート化合物の合成方法）
上記の反応によって得られたホスホネートを、たとえば、ハロゲン化水素捕捉剤および必要であれば触媒の存在下で、ジ置換ホスホロハリデートと反応させることにより、化合物（Ｉ）が得られる。

上記の反応で使用されるハロゲン化水素捕捉剤の例としては、トリエチルアミン、トリブチルアミン、ピリジンなどが挙げられる。また、触媒の例としては塩化マグネシウム、塩化アルミニウムなどのルイス酸系触媒、４−（ジメチルアミノ）ピリジンなどのアミン系触媒が挙げられる。

上記の反応で使用されるジ置換ホスホロハリデートの例としては、ジフェニルホスホロハリデート、ジクレジルホスホロハリデートなどのジアリールホスホロハリデート、ジプロピルホスホロハリデート、ジブチルホスホロハリデート、ビス（２−エチルヘキシル）ホスホロハリデートなどのジアルキルホスホロハリデートが挙げられる。これらのジ置換ホスホロハリデートの製造方法は、たとえば、特開２０００−２３９２８６号公報に記載されており、その方法に基づき、合成することができる。

上記の反応で使用されるオキシハロゲン化リンとしては、オキシ塩化リン、オキシ臭化リンなどが挙げられる。安価であるという点で、オキシ塩化リンが好ましい。

さらなる具体例として、式（ＩＩ）で表されるホスフェート−ホスホネート化合物の製造方法の例を示す。

反応は、主として次式による。

工程（１）

工程（２）

工程（３）

一般式（Ｉ）で表される化合物としては、式（ＩＩ）以外には、具体的には、たとえば以下の化合物が挙げられる。以下に例示する化合物は、上述した製造方法と同様の製造方法により得ることができる。

ただし、本発明の化合物は以下の例示により何ら制限されるものではない。

本発明のホスフェート−ホスホネート化合物は、各種難燃剤として有用である。例えば、各種樹脂の難燃剤として有用である。樹脂は合成樹脂であってもよく、天然樹脂であってもよい。特に合成樹脂において有用である。樹脂は熱可塑性樹脂であってもよく、熱硬化性樹脂であってもよい。より具体的には、例えば、ポリカーボネート、ＡＢＳ樹脂、ＰＰＥなどの熱可塑性樹脂用の難燃剤、ポリウレタン樹脂、エポキシ樹脂、フェノール樹脂などの熱硬化性樹脂用の難燃剤、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などのポリエステル樹脂またはポリエステル繊維用の難燃剤として極めて有用である。

（ポリエステル用難燃剤）
本発明のポリエステル用難燃剤としては、一般式（Ｉ）で表される化合物が使用され得る。その詳細な説明（例えば、その化合物の具体例および製造方法など）については、本願明細書中にその化合物の説明として説明されているとおりである。

これらのポリエステル用難燃剤は、特に、ポリエステル繊維に対して有効である。例えば、難燃剤をポリエステル繊維の表面に固着させることにより、良好な難燃性を有するポリエステル繊維とすることができる。

本発明のポリエステル用難燃剤を用いる場合、ポリエステル繊維に固着させるリン化合物の量は、リン化合物とポリエステル繊維との合計重量のうち、０．１重量％以上が好ましく、０．３重量％以上がさらに好ましく、０．５重量％以上が特に好ましい。また、３０重量％以下が好ましく、１０重量％以下がさらに好ましく、５重量％以下が特に好ましい。リン化合物の含有量が少なすぎる場合には、ポリエステル繊維に十分な難燃性を付与することが困難となる。一方、その含有量が多すぎる場合には、リン化合物の増加分に応じた難燃性の増大効果が得られ難くなるばかりでなく、繊維表面にブリードアウトを生じやすくなり、逆に、繊維表面に生じた難燃剤成分が繊維を容易に燃焼させる要因を引き起こすおそれがあって好ましくない。

（ポリエステル繊維）
本発明に用いられるポリエステル繊維については、特に制限はなく、従来公知のものを使用することができる。具体的には、例えば、その材料としては、ポリエチレンテレフタレート、ポリトリメチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、ポリトリメチレンナフタレート、ポリブチレンナフタレート、イソフタル酸変性ポリエチレンテレフタレート、イソフタル酸変性ポリブチレンテレフタレートなどが使用可能である。ポリエチレンテレフタレートが好ましい。ポリエステル繊維の断面形態は、任意の形状を採用することができ、丸形であってもよく、異形であってもよい。丸形が好ましい。

ポリエステル繊維の太さに特に限定はなく、任意の太さのポリエステル繊維に本発明の難燃剤を使用することができる。例えば、０．００１〜３０００Ｄ（デニール：長さ９０００ｍあたりのグラム数）のポリエステル繊維に好ましく使用することができ、より好ましくは、０．０１〜２００Ｄである。

ポリエステル繊維は、任意の形態で使用可能であり、使用可能な形態の例としては例えば、織物、編物、不織布、紐、ロープ、糸、トウ、トップ、カセ、編織物などが挙げられる。

さらに、ポリエステル繊維とそれ以外の繊維との混合物に本発明の難燃剤を用いてもよい。例えば、上記ポリエステル繊維と他の繊維（例えば、天然、再生、半合成、合成繊維との混紡、交織織物）などに本発明の難燃剤を使用することが可能である。

繊維の用途にも特に限定はなく、例えば、被服用、工業用、漁網等の各種用途の繊維製品等に本発明の難燃剤が使用可能である。

（ポリエステル繊維用難燃処理剤の作製方法）
本発明のポリエステル繊維用難燃剤は、公知の各種の方法でポリエステル繊維に固着させられる。例えば、本発明のポリエステル繊維用難燃剤に必要に応じて溶媒などを加えて液状の材料とし、この液状材料をポリエステル繊維に接触させ、その後必要に応じて乾燥工程などにより溶媒等を除去することにより、ポリエステル繊維にポリエステル繊維用難燃剤を固着させることができる。

本発明において、ポリエステル繊維に難燃性を付与させるために作製される難燃処理剤は、通常、リン化合物を水に溶解、乳化もしくは分散させたもの、または有機溶剤中に分散または溶解させたものが好ましく使用される。リン化合物を水に分散させる方法としては、従来公知の各種の方法が可能であり、たとえばリン化合物とアニオン界面活性剤、非イオン界面活性剤などの界面活性剤と有機溶剤とを配合して攪拌し、徐々に湯を加えて乳化分散させる方法がある。この際に使用される界面活性剤は、従来公知のものを制限なく使用することができる。

アニオン界面活性剤としては、具体的には、例えば、脂肪酸セッケン等のカルボン酸塩、高級アルコール硫酸エステル塩、高級アルキルポリアルキレングリコールエーテル硫酸エステル塩、硫酸化油、硫酸化脂肪酸エステル、硫酸化脂肪酸、硫酸化オレフィン等の硫酸エステル塩；
アルキルベンゼンスルホン酸塩、アルキルナフタレンスルホン酸塩、ナフタレンスルホン酸等のホルマリン縮合物、α−オレフィンスルホン酸塩、パラフィンスルホン酸塩、イゲポンＴ型（オレイン酸クロリドとＮ−メチルタウリンとの反応によって得られる化合物）、スルホコハク酸ジエステル塩等のスルホン酸塩；
高級アルコールリン酸エステル塩等のリン酸エステル塩；
等が挙げられる。

非イオン界面活性剤としては、具体的には、例えば、高級アルコールアルキレンオキサイド付加物、アルキルフェノールアルキレンオキサイド付加物、スチレン化アルキルフェノールアルキレンオキサイド付加物、スチレン化フェノールアルキレンオキサイド付加物、脂肪酸アルキレンオキサイド付加物、多価アルコール脂肪酸エステルアルキレンオキサイド付加物、高級アルキルアミンアルキレンオキサイド付加物、脂肪酸アミドアルキレンオキサイド付加物、油脂のアルキレンオキサイド付加物、ポリプロピレングリコールエチレンオキサイド付加物等のポリアルキレングリコール型；
グリセロールの脂肪酸エステル、ペンタエリスリトールの脂肪酸エステル、ソルビトール及びソルビタンの脂肪酸エステル、ショ糖の脂肪酸エステル、多価アルコールのアルキルエーテル、アルカノールアミン類の脂肪酸アミド等の多価アルコール型；
等が挙げられる。

さらに、分散液の場合には、例えば、ポリビニルアルコール、メチルセルロース、ヒドロキシメチルセルロース、ザンタンガム、デンプン糊等の分散安定化剤を使用することができる。

分散安定化剤の使用量は、難燃処理剤１００重量部に対して０．０５重量部以上が好ましく、０．１重量部以上がさらに好ましい。５重量部以下が好ましく、３重量部以下がさらに好ましい。使用量が少なすぎる場合には、リン化合物の凝集や沈降が生じるおそれがあって好ましくない。一方、使用量が多すぎる場合には、分散液の粘性が増大し、その結果、難燃処理剤が繊維の奥深くまで入り込むことが困難となって、処理後のポリエステル繊維の難燃性が低下することがある。

有機溶剤としては、具体的には、例えば、トルエン、キシレン、アルキルナフタレンなどの芳香族炭化水素類；メタノール、エタノール、イソプロパノール、エチレングリコールなどのアルコール類；アセトン、メチルエチルケトンなどのケトン類；ジオキサン、エチルセロソルブなどのエーテル類；ジメチルホルムアミドなどのアミド類；ジメチルスルホキシドなどのスルホキシド類；メチレンクロライド、クロロホルムなどのハロゲン系炭化水素類などが挙げられる。これらを単独で、または二種以上混合して用いることができる。

難燃処理剤が乳化又は分散した水性液の場合には、従来より乳化又は分散型の難燃処理剤の製造に用いられているホモジナイザー、コロイドミル、ボールミル、サンドグラインダー等の乳化機や分散機を用いて得ることができる。

さらにまた、難燃性の他に耐光堅牢度等が要求される場合には、ベンゾトリアゾール系、ベンゾフェノン系等の紫外線吸収剤や従来から用いられている他の繊維用処理剤を、難燃性を損なわない程度に難燃処理剤と併用することもできる。このような繊維用処理剤としては、帯電防止剤、撥水撥油剤、防汚剤、硬仕上剤、風合調整剤、柔軟剤、抗菌剤、吸水剤、スリップ防止剤等が挙げられる。これらは、かかるポリエステル繊維に、予め付着あるいは吸着されていてもよい。また、繊維に難燃化処理を施す際に吸着させてもよい。

（ポリエステル繊維の難燃処理方法）
本発明においては、任意の方法でポリエステル繊維に難燃剤を付与することができる。好ましくは、ポリエステル繊維が形成された後に、難燃剤を付与する。具体的には例えば、繊維に難燃処理剤を付与し（難燃処理剤付与工程）、この繊維に熱を印加して難燃処理する（熱処理工程）などの方法であり、より具体的には、例えば以下の三種の方法（方法１、方法２および方法３）のいずれかの方法を用いることが特に好ましい。

（方法１）
方法１は、難燃処理剤付与工程でポリエステル繊維に難燃処理剤を付与した後、熱処理工程で難燃処理剤が付与されたポリエステル繊維を１００〜２２０℃で熱処理する方法であり、スプレー処理−ドライ−キュア方式、パッド−ドライ−スチーム方式、パッド−スチーム方式、パッド−ドライ−キュア方式等の乾熱又は湿熱法が適用される方法である。

具体的には、まず、難燃処理剤を含む処理液又はその希釈液でポリエステル繊維をスプレー処理又はパッド処理し、乾燥させた後、常圧にて好ましくは１００〜２２０℃、より好ましくは１６０〜１９０℃の温度の熱処理を、例えば、数十秒から数分程度行う。

このときの温度が低すぎる場合には、ポリエステル繊維の分子中の非結晶領域が、難燃処理剤中に存在するリン化合物の分子を受け入れうる程に弛緩又は膨張し難い傾向にあり、その結果、処理後のポリエステル繊維の難燃性が低下することがある。一方、熱処理の温度が高すぎる場合には、難燃処理剤のポリエステル繊維への固着をより強固にすることができるが、方法１では、熱処理温度が高すぎる場合には、加熱時間によって差異があるものの、ポリエステル繊維自体の繊維強度が低下したり熱変性が生じるおそれがある。

上記のような好適な温度範囲で熱処理工程を行うことにより、難燃処理剤中に存在するリン化合物が、常圧においてもポリエステル繊維分子中の非結晶領域に安定に且つより多く固着される。したがって、ポリエステル繊維に対して十分な難燃性及び洗濯耐久性を与えることが可能となる。

（方法２）
方法２は、難燃処理剤付与工程において、難燃処理剤を含む処理液又はその希釈液にポリエステル繊維を浸漬することによってポリエステル繊維に難燃処理剤を付与しつつ、熱処理工程において、ポリエステル繊維を浸漬させながら、この処理液を高温常圧下もしくは高温加圧下（例えば、９０〜１５０℃、常圧〜０．４ＭＰａ）にて熱処理する方法である。すなわち、難燃処理剤付与工程と熱処理工程とを同時に実施する方法である。

具体的には、液流染色機、ビーム染色機、チーズ染色機等のパッケージ染色機を用い、難燃処理剤にポリエステル繊維織物を浸漬した状態で、好ましくは９０〜１５０℃、常圧〜０．４ＭＰａの高温常圧下もしくは高温加圧下、より好ましくは１１０〜１４０℃、０．０５〜０．３ＭＰａの高温加圧下で、例えば、数分〜数十分間浸漬熱処理することにより、難燃処理剤をポリエステル繊維に固着することができる。

このときの温度が低すぎる場合には、ポリエステル繊維の分子における非結晶領域が、リン系化合物の分子又は粒子を受け入れうる程に弛緩又は膨張し難い傾向にあり、その結果、処理後のポリエステル繊維の難燃性が低下することがある。一方、この温度が高すぎる場合には、加熱時間によって差異があるものの、ポリエステル繊維自体の繊維強度が低下したり、熱変性が生じるおそれがある。

上記のような好適な条件下で熱処理工程を行うことにより、方法１と同様、難燃処理剤中に存在するリン化合物が、ポリエステル繊維分子中の非結晶領域に安定に且つより多く固着される。したがって、ポリエステル繊維に対して十分な難燃性及び洗濯耐久性を付与することが可能となる。なお、ポリエステル繊維を浸漬する前に、難燃処理剤を上記の好適範囲内の温度に予め加熱しておき、その中にポリエステル繊維を浸漬しても、優れた難燃処理剤の固着効果が同様に奏される。

（方法３）
方法３は、難燃処理剤付与工程において、難燃処理剤とキャリヤーとを含む処理液又はその希釈液にポリエステル繊維を浸漬することによってポリエステル繊維に難燃処理剤を付与しつつ、熱処理工程において難燃処理液を加熱し、ポリエステル繊維を例えば、８０〜１３０℃、常圧〜０．２ＭＰａの高温常圧下もしくは高温加圧下にて熱処理する方法である。ここで、キャリヤーとは、ポリエステル繊維を膨潤させることにより、難燃処理剤がポリエステル繊維の分子配列中に良好に固着することを促進する物質である。

ここで、キャリヤーとしては、従来のキャリヤー染色で使用されているキャリヤーが使用可能である。具体例としては例えば、クロルベンゼン系、芳香族エステル系、メチルナフタレン系、ジフェニル系、安息香酸系、オルソフェニルフェノール系等の化合物が挙げられる。これらの化合物は単独で又は二種以上組み合わせて用いることができる。

この方法においては、難燃処理剤中に乳化又は分散されたキャリヤーがポリエステル繊維に吸着することにより、難燃処理剤がポリエステル繊維の分子配列中に良好に固着することが促進される。その結果、より穏やかな条件、例えば、８０〜１３０℃、常圧〜０．２ＭＰａなどの条件で熱処理を行っても、難燃処理剤中に存在する難燃化が発揮されうる十分な量のリン化合物をポリエステル繊維の内部に安定に固着させることができる。

また、熱処理時の条件がこのように穏やかであるため、熱処理工程におけるポリエステル繊維に対する熱的な影響（熱負荷、熱履歴等）が軽減される。よって、熱処理工程におけるポリエステル繊維の強度低下や熱変性を十分に防止することができる。さらに、この方法では、上述した方法２と同様に、難燃処理剤付与工程と熱処理工程とを同時に実施し、或いは、ポリエステル繊維を浸漬する前に処理液を上記の好適な温度に加熱しておいてもよい。

ここで、キャリヤーの含有量としては、加工されるポリエステル繊維の重量に対して、０．１〜１０％ｏ．ｗ．ｆ．（「ｏｎｔｈｅｗｅｉｇｈｔｏｆｆｉｂｅｒ」の略；以下同様）が好ましく、１．０〜５．０％ｏ．ｗ．ｆ．がさらに好ましい。キャリヤーの含有量が少なすぎる場合には、ポリエステル繊維への難燃処理剤の固着が十分に促進されない傾向にあり、その結果、処理後のポリエステル繊維の難燃性が低下することがある。一方、キャリアーの含有量が多すぎる場合には、キャリヤーが処理液中に乳化又は分散され難くなる傾向にある。

さらに、キャリヤーを処理液中に良好に乳化又は分散させるために、界面活性剤として、ヒマシ油硫酸化油、アルキルベンゼンスルホン酸塩、ジアルキルスルホコハク酸塩、ポリオキシエチレン（ＰＯＥ）ヒマシ油エーテル、ＰＯＥアルキルフェニルエーテル等を処理液に適宜添加してもよい。

なお、浸漬熱処理（難燃処理剤付与工程及び熱処理工程）によって難燃処理剤中に存在するリン化合物をポリエステル繊維に固着させるにあたっては、ポリエステル繊維を染色する前、染色と同時、染色した後のいずれの時期に行ってもよく、工程数及び作業工数を低減して作業効率を高める観点からは、染色と同時に行うことが好ましい。

また、上記に記載の各方法において、熱処理工程を実施した後に、通常の方法によってポリエステル繊維のソーピング処理を行い、ポリエステル繊維に強固に固着せず、表面に緩やかに（ルースに）付着しているリン化合物を除去することが好ましい。

このソーピング処理に用いられる洗浄剤としては、通常の陰イオン系、非イオン系、両性系の界面活性剤及びこれらが配合された洗剤を用いることができる。

なお、ポリエステル繊維に高度の洗濯耐久性が必要とされない場合には、難燃処理剤中に存在するリン化合物がポリエステル繊維の表面に強固に固着される必要はなく、リン化合物が繊維の表面に緩く付着するだけでもよい。この場合には、熱処理工程を実質的に省略できる。また、ポリエステル繊維の表面にリン化合物が緩く付着しているだけの状態でもポリエステル繊維に難燃性を付与することができる。

（その他の樹脂製品用途）
本明細書においては、特に、ポリエステル繊維について詳細に本発明の難燃剤の使用方法を説明している。これらの用途において、本発明の難燃剤の効果が極めて有利であるからである。しかしながら、本発明の難燃剤の用途はこれらに限定される訳ではない。従って、繊維の形態以外の形態のポリエステルに用いることも可能である。さらに、ポリエステル以外の熱可塑性樹脂（例えば、ポリオレフィンなど）に用いることも可能であり、その他の熱硬化性樹脂に用いることも可能である。

本発明を以下の実施例、試験例および比較試験例によりさらに具体的に説明するが、これらの実施例により本発明の範囲が限定されるものではない。

（合成実施例１リン化合物（１）の合成）
（中間体１の合成）
攪拌器、温度計、滴下装置、塩酸回収装置および還流管を備えた２リットルの四つ口フラスコに、三塩化リン２７５．０ｇ（２モル）、およびｎ−ブチルクロライド４００ｇを充填した。この混合溶液を攪拌しながらｎ−ブタノール４４４．０ｇ（６モル）を室温から３０分間かけて追加し、最終的に７０℃まで昇温した。その後、６０℃で約３３ｋＰａに達するまで徐々に減圧し、残存する副生塩化水素ガス、副生ｎ−ブチルクロライドを取り除いた。さらに９０℃で０．６７ｋＰａにて減圧蒸留を行いジブチルホスファイト（中間体１）３４３．８ｇを得た。ＧＰＣ（ゲルパーミエーションクロマトグラフィー）による純度は１００面積％、収率は８８．６％であり、常温で無色透明液体の性状を有した。

（中間体２の合成）
次に、攪拌器、温度計、滴下装置および還流管を備えた２リットルの新たな四つ口フラスコに、アセトン６３．８ｇ（１．１モル）、およびナトリウムメトキシド５．４ｇ（０．１０モル）を充填した。この混合溶液を攪拌しながら中間体１の１９４．０ｇ（１モル）を５０℃で２時間かけて追加した。その後１時間、同温度（５０℃）で反応させて、ジブチル（ジメチルヒドロキシメチル）ホスホネート（中間体２）を主成分とする溶液を得た。ＧＰＣ（ゲルパーミエーションクロマトグラフィー）による純度は９４．０面積％、溶液中の純収率は８５．０％であった。なお、触媒として用いたナトリウムメトキシドは次の工程における中和処理にて除去できるため、ここでは回収は行わなかった。

上記反応終了後の中間体２を含む溶液に、トリエチルアミン９０．１ｇ（０．８９モル、中間体２に対して５モル％過剰）、４−（ジメチルアミノ）ピリジン５．２ｇ（０．０４３モル）、および溶媒としてトルエン２００ｇを充填し、攪拌しながらジフェニルホスホロクロリデート（ＤＰＣ：大八化学工業社製）２２８．２ｇ（０．８５モル）を６０℃で２時間かけて追加し、その後２時間同温度（６０℃）にて反応させた。この反応終了溶液を過剰分のトリエチルアミンおよび中間体２の合成時に使用されたナトリウムメトキシドの分に相当する塩酸水溶液にて室温で中和処理を行い、静置分離し、続けて炭酸水素ナトリウム水溶液にて有機層の中和処理を行った後、有機層はさらに２回水洗を行った。得られた有機層を無水硫酸マグネシウムにて乾燥を行った後、溶剤および水を留去してリン化合物（１）３９０．８ｇを得た。ＧＰＣ（ゲルパーミエーションクロマトグラフィー）による純度は９０．０面積％、収率は９５．０％であった。

三塩化リンを基準とした全体的な収率は、
（中間体１）８８．６％×（中間体２）８５．０％×（リン化合物１）９５．０％＝７１．５％であった。

得られた生成物は、常温で無色透明液体の性状を有した。また、元素分析結果およびＵＶ分光器を用いたリンの定量値は表１に示したとおりで、理論値とほぼ一致した。なお、ＦＴ−ＩＲに関しては、その赤外吸収領域を数値化し下記した。また、^１Ｈ−ＮＭＲの測定結果を図１〜図６に示し、^１３Ｃ−ＮＭＲの測定結果を図７〜図１２に示す。以上の結果から、生成物の構造は以下の化学式で表される化合物であることを確認した。

ＩＲ（ＫＢｒ）：３０８８，２９７６，２８８０，１５９４，１４９４，１４６９，１３８９，１３７０，１２９９，１２６７，１２１９，１１９４，１１６８，１１４２，１０６９，１０２４，９６０，９１２，８３５，７８１，６９４，および６１８ｃｍ^−１。

（試験例および比較試験例）
試験例および比較試験例に用いたリン化合物および試験方法を以下に示す。

（ポリエステル繊維に対する難燃性試験）
リン化合物を溶解または分散させた７．５ｗｔ％メタノール溶液中に、ポリエチレンテレフタレート１００％のポリエステル繊維織物（目付２５０ｇ／ｍ^２）を約１０分浸漬し、マングルでピックアップが７０〜８０％になるように絞った後、１１０℃にて乾燥、１８０℃にて数分キュアーを行った。その後、洗浄を行い、乾燥した。これを難燃性試験および洗濯耐久性試験に用いた。リン化合物として、合成実施例１で得られたものを使用した。これらの結果を表２に示す。

（難燃性）
難燃性は、ＪＩＳＬ１０９１Ａ−１（ミクロバーナー法）にて評価した。また、洗濯耐久性は、ＪＩＳＬ１０９１（繊維製品の難燃性試験方法）に記載されている洗濯方法により評価した。

当該有機リン化合物をポリエステル繊維用の難燃剤として使用した場合に、十分な難燃性を付与することができた。

本発明のポリエステル難燃剤を以下の合成例、ポリエステル実施例およびポリエステル比較例によりさらに具体的に説明する。

合成例で得られたリン化合物、ならびに実施例および比較例において用いた配合成分を下記する。
（ａ）リン化合物（難燃剤）成分
ポリエステル難燃剤１：合成実施例１で得られた下記式の化合物

ポリエステル難燃剤２：米国特許第４６９７０３０号公報に記載のＥＸＡＭＰＬＥ１０に準拠して得られた合成品
ポリエステル難燃剤３：１，２，５，６，９，１０−ヘキサブロモシクロドデカン（ＨＢＣＤ）
（ｂ）ポリエステル繊維
ポリエチレンテレフタレート１００％のポリエステル繊維織物（目付２５０ｇ／ｍ^２）を使用した。

（ポリエステル難燃剤１の合成）
上記「（リン化合物（１）の合成）」の欄に記載の方法と同一の方法によって得られた化合物をポリエステル難燃剤１とした。

（ポリエステル難燃剤２の合成）
米国特許第４６９７０３０号公報に記載のＥＸＡＭＰＬＥ１０に準拠して、ポリエステル難燃剤２を得た。

（ポリエステル難燃処理剤の作製）
（ポリエステル難燃処理剤１の作製）
ポリエステル難燃剤１を４０ｇと、界面活性剤としてトリスチレン化フェノールのエチレンオキサイド１５モル付加物を５ｇ配合し、湯５５ｇを攪拌しながら加えた。その後、分散安定化剤としてカルボキシメチルセルロースを０．２ｇ添加し、白色分散液状のポリエステル難燃処理剤１を得た。

（ポリエステル難燃処理剤２の作製）
ポリエステル難燃剤１の代わりに、ポリエステル難燃剤２を用いたこと以外は（ポリエステル難燃処理剤１の作製）に記載の方法と同様にして、白色分散液状のポリエステル難燃処理剤２を得た。

（ポリエステル難燃処理剤３の作製）
ポリエステル難燃剤１の代わりに、ポリエステル難燃剤３を用いたこと以外は（難燃処理剤１の作製）に記載の方法と同様にして、白色分散液状のポリエステル難燃処理剤３を得た。

（難燃処理剤適合性試験）
ポリエステル繊維に対する難燃処理剤としての適合性を以下に示す耐加水分解性試験および乳化安定性試験で判断した。
（１）耐加水分解性試験
蓋のないガラス円筒容器（直径３０ｍｍ×高さ８０ｍｍ）に難燃剤１（ポリエステル実施例１）および難燃剤２（ポリエステル比較例１）を各容器に秤量して加え、飽和水蒸気圧雰囲気（１３０℃×１時間）下における、各難燃剤の酸性成分（酸価として）の耐加水分解性試験前後の酸価増加率を計算し、耐加水分解性試験とした。
（２）乳化安定性試験
作製した難燃処理剤１（ポリエステル実施例１）および難燃処理剤２（ポリエステル比較例１）を、６０℃で２週間保持したときの難燃処理剤の乳化安定性を目視にて評価した。その乳化安定性は、乳化性に応じて○、△、×にて判定した。これら耐加水分解性試験および乳化安定性試験の結果を表３に示す。なお、表３において、「実施例」とは上記ポリエステル実施例を示し、「比較例」とは、上記ポリエステル比較例を示す。以下の表４Ａ〜Ｃおよび表５Ａ〜Ｃにおいても同様である。

表３において増加率が大きいということは、飽和水蒸気によりリン化合物が加水分解を受けやすいことを意味する。

本発明の難燃性ポリエステル繊維に使用されるポリエステル実施例１のリン化合物（ポリエステル難燃剤１）とポリエステル比較例１のリン化合物（ポリエステル難燃剤２）とを比較すると、ポリエステル比較例１で使用したリン化合物は加水分解を受けやすいことがわかる。

また、乳化安定性試験結果から、ポリエステル比較例１のリン化合物（ポリエステル難燃剤２）は、ポリエステル実施例１（ポリエステル難燃剤１）と比較すると、乳化安定性が良好とは言い難い。

これらの結果から、ポリエステル難燃剤２のようなタイプの従来のリン化合物を、例えば、水系の乳化分散液状態の難燃処理剤として使用すると、加水分解によって生じた酸性成分が難燃処理剤の乳化安定性を悪化させ、繊維の難燃処理時に熱を加えて加工を施した場合に染色ムラやオイルスポット等の不良を生じることが当然に予想される。

（ポリエステル繊維の難燃処理方法）
（処理方法１）
分散染料（カヤロン・ポリエスター・ブルー；日本化薬株式会社製）２％ｏｗｆの染浴中に、難燃処理剤を７．５％濃度になるように添加し、その浴中にポリエチレンテレフタレート１００％のポリエステル繊維織物（目付２５０ｇ／ｍ^２）を、浴比１：２０により、ミニカラー試験機（テクサム技研社製）を使用し１３０℃×６０分間処理し、還元洗浄、水洗、乾燥（１００℃×５分間）した。その後、熱処理（１７０℃×１分間）した。

（処理方法２）
難燃処理剤を７．５％濃度に調整した水分散液に、濃色顔料で染色されたポリエチレンテレフタレート１００％のポリエステル繊維織物（目付２５０ｇ／ｍ^２）を浸漬し、マングルでピックアップが７０％〜８０％になるように絞った後、乾燥（１１０℃×３分間）し、１８０℃×１分間処理した。その後、水洗・乾燥した。

以下のポリエステル実施例およびポリエステル比較例で得られた繊維織物の物性を、下記の試験方法に基づいて測定した。
（１）難燃性試験
難燃性試験として、上記の処理方法１，２によって難燃処理されたポリエステル繊維織物について、ＪＩＳＬ１０９１に規定されるＤ法に準拠して防炎性能試験を行った。なお、防炎性能試験は、難燃処理されたポリエステル繊維織物、ＪＩＳＬ１０４２に規定される洗濯を５回行ったもの、ＪＩＳＬ１０１８に規定されるドライクリーニングを５回行ったものについて評価した。
（２）染色性
各難燃処理法で得られた試験片、及び洗濯耐久性試験を経た後の試験片を目視にて評価した。不良の有無を評価した。
（３）風合い
各難燃処理法で得られた試験片、及び洗濯耐久性試験を経た後の試験片を手触りにて評価した。良好、やや良好、不良の判定を行った。

（ポリエステル実施例２およびポリエステル比較例２）
ポリエステル難燃処理剤１（ポリエステル実施例２）およびポリエステル難燃処理剤３（ポリエステル比較例２）を用いて、処理方法１による難燃処理方法で得られたポリエステル繊維織物の物性を表４Ａ〜４Ｃに示す。

（ポリエステル実施例３およびポリエステル比較例３）
ポリエステル難燃処理剤１（ポリエステル実施例３）およびポリエステル難燃処理剤３（ポリエステル比較例３）を用いて、処理方法２による難燃処理方法で得られたポリエステル繊維織物の物性を表５Ａ〜５Ｃに示す。

表４Ａ〜Ｃおよび表５Ａ〜Ｃに示す結果から明らかなように、ポリエステル実施例２〜３に示す本発明によるホスフェート−ホスホネート化合物よりなる難燃性ポリエステル繊維は、非ハロゲン系化合物であるにもかかわらず、洗濯前、洗濯後およびドライクリーニング後のいずれの状態においても、ハロゲン系化合物であるヘキサブロモシクロドデカンからなる難燃性ポリエステル繊維（ポリエステル比較例２、３）以上の優れた難燃性を示し、さらに、該リン化合物からなる難燃性ポリエステル繊維は、難燃剤による染色性の実質的な低下がなく、風合いが良好であり、繊維としての諸物性が良好であることがわかる。

表４Ａ〜Ｃに示す結果より、つまり、処理方法１において、本発明による該リン化合物を染色浴に添加することにより、染色と同時に難燃性を付与した難燃性ポリエステル繊維が得られることがわかる。

また、表５Ａ〜Ｃに示す結果より、つまり、処理方法２において、予め染色された繊維織物を用いても、得られた難燃性ポリエステル繊維は、染色性、風合いなどの繊維としての諸物性を維持できることがわかる。

本発明は、上述したとおりの構成および効果を有するので、難燃剤として優れた化合物が提供される。この難燃剤は、特にポリエステル繊維の難燃化において有用である。

以上のように、本発明の好ましい実施形態を用いて本発明を例示してきたが、本発明は、この実施形態に限定して解釈されるべきものではない。本発明は、特許請求の範囲によってのみその範囲が解釈されるべきであることが理解される。当業者は、本発明の具体的な好ましい実施形態の記載から、本発明の記載および技術常識に基づいて等価な範囲を実施することができることが理解される。本明細書において引用した特許、特許出願および文献は、その内容自体が具体的に本明細書に記載されているのと同様にその内容が本明細書に対する参考として援用されるべきであることが理解される。

リン化合物（１）の^１Ｈ−ＮＭＲ測定データを示す。リン化合物（１）の^１Ｈ−ＮＭＲチャートを示す。リン化合物（１）の^１Ｈ−ＮＭＲチャートの部分拡大図を示す。リン化合物（１）の^１Ｈ−ＮＭＲチャートの部分拡大図を示す。リン化合物（１）の^１Ｈ−ＮＭＲチャートの部分拡大図を示す。リン化合物（１）の^１Ｈ−ＮＭＲチャートの部分拡大図を示す。リン化合物（１）の^１３Ｃ−ＮＭＲ測定データを示す。リン化合物（１）の^１３Ｃ−ＮＭＲチャートを示す。リン化合物（１）の^１３Ｃ−ＮＭＲチャートの部分拡大図を示す。リン化合物（１）の^１３Ｃ−ＮＭＲチャートの部分拡大図を示す。リン化合物（１）の^１３Ｃ−ＮＭＲチャートの部分拡大図を示す。リン化合物（１）の^１３Ｃ−ＮＭＲチャートの部分拡大図を示す。

Claims

下記式（Ｉ）で表される化合物であって：

式（Ｉ）において、Ｒ^１、Ｒ^２、Ｒ^３およびＲ^４は、それぞれ同一または異なって、
直鎖または枝分かれを有するＣ_２〜８アルキル基であるか、
Ｃ _１〜７の直鎖または枝分かれ状のアルキルから選択される置換基を有していてもよいＣ_５〜１０シクロアルキル基であるか、
Ｃ _１〜９の直鎖または枝分かれ状のアルキルから選択される置換基を有していてもよいＣ_６〜１５アリール基であり、ここで、
Ｒ^１が直鎖または枝分かれを有するアルキル基または置換基を有していてもよいシクロアルキル基である場合には、Ｒ^２は直鎖または枝分かれを有するアルキル基または置換基を有していてもよいシクロアルキル基であり、かつＲ^３およびＲ^４はそれぞれ置換基を有していてもよいアリール基であり、
Ｒ^１が置換基を有していてもよいアリール基である場合には、Ｒ^２は置換基を有していてもよいアリール基であり、かつＲ^３およびＲ^４はそれぞれ直鎖または枝分かれを有するアルキル基または置換基を有していてもよいシクロアルキル基であり、
Ｒ^２０は、メチレン基または−ＣＨ（ＣＨ _３）−基または−Ｃ（ＣＨ _３） _２ −基のいずれかである、
化合物。
Ｒ^１およびＲ^２が直鎖または枝分かれを有するアルキル基または置換基を有していてもよいシクロアルキル基であり、Ｒ^３およびＲ^４が置換基を有していてもよいアリール基である、請求項１に記載の化合物。
Ｒ^１およびＲ^２が置換基を有していてもよいアリール基であり、Ｒ^３およびＲ^４が直鎖または枝分かれを有するアルキル基または置換基を有していてもよいシクロアルキル基である、請求項１に記載の化合物。
下記式（Ｉ）で表される化合物からなる樹脂用難燃剤であって：

式（Ｉ）において、Ｒ^１、Ｒ^２、Ｒ^３およびＲ^４は、それぞれ同一または異なって、
直鎖または枝分かれを有するＣ_２〜８アルキル基であるか、
Ｃ _１〜７の直鎖または枝分かれ状のアルキルから選択される置換基を有していてもよいＣ_５〜１０シクロアルキル基であるか、
Ｃ _１〜９の直鎖または枝分かれ状のアルキルから選択される置換基を有していてもよいＣ_６〜１５アリール基であり、ここで、
Ｒ^１が直鎖または枝分かれを有するアルキル基または置換基を有していてもよいシクロアルキル基である場合には、Ｒ^２は直鎖または枝分かれを有するアルキル基または置換基を有していてもよいシクロアルキル基であり、かつＲ^３およびＲ^４はそれぞれ置換基を有していてもよいアリール基であり、
Ｒ^１が置換基を有していてもよいアリール基である場合には、Ｒ^２は置換基を有していてもよいアリール基であり、かつＲ^３およびＲ^４はそれぞれ直鎖または枝分かれを有するアルキル基または置換基を有していてもよいシクロアルキル基であり、
Ｒ^２０は、式６７の連結基であり、
（式６７）

ここで、Ｒ^６およびＲ^７は、同一であっても異なってもよく、水素、Ｃ_１〜６アルキル基、または、Ｃ_６〜１１アリールのいずれかであるか、あるいはＲ^６とＲ^７とが結合してＣ_４〜１０アルキレンとなって炭素原子とともに以下の式の環状構造を形成し、

Ｒ^６の炭素数とＲ^７の炭素数との和は０〜１２である、難燃剤。
請求項４に記載の難燃剤であって、ポリエステル繊維の難燃化のために使用される、難燃剤。
難燃剤で処理されたポリエステル繊維であって、該難燃剤が、下記式（Ｉ）で表される化合物である、ポリエステル繊維：

式（Ｉ）において、Ｒ^１、Ｒ^２、Ｒ^３およびＲ^４は、それぞれ同一または異なって、
直鎖または枝分かれを有するＣ_２〜８アルキル基であるか、
Ｃ _１〜７の直鎖または枝分かれ状のアルキルから選択される置換基を有していてもよいＣ_５〜１０シクロアルキル基であるか、
Ｃ _１〜９の直鎖または枝分かれ状のアルキルから選択される置換基を有していてもよいＣ_６〜１５アリール基であり、ここで、
Ｒ^１が直鎖または枝分かれを有するアルキル基または置換基を有していてもよいシクロアルキル基である場合には、Ｒ^２は直鎖または枝分かれを有するアルキル基または置換基を有していてもよいシクロアルキル基であり、かつＲ^３およびＲ^４はそれぞれ置換基を有していてもよいアリール基であり、
Ｒ^１が置換基を有していてもよいアリール基である場合には、Ｒ^２は置換基を有していてもよいアリール基であり、かつＲ^３およびＲ^４はそれぞれ直鎖または枝分かれを有するアルキル基または置換基を有していてもよいシクロアルキル基であり、
Ｒ^２０は、式６７の連結基であり、
（式６７）

ここで、Ｒ^６およびＲ^７は、同一であっても異なってもよく、水素、Ｃ_１〜６アルキル基、または、Ｃ_６〜１１アリールのいずれかであるか、あるいはＲ^６とＲ^７とが結合してＣ_４〜１０アルキレンとなって炭素原子とともに以下の式の環状構造を形成し、

Ｒ^６の炭素数とＲ^７の炭素数との和は０〜１２である。
前記難燃剤のＲ^２０が、メチレン基または−ＣＨ（ＣＨ_３）−基または−Ｃ（ＣＨ_３）_２−基のいずれかである、請求項６に記載のポリエステル繊維。
請求項６に記載のポリエステル繊維であって、難燃剤の含有量が、難燃剤を含むポリエステル繊維の全重量のうちの、０．１〜３０重量％である、ポリエステル繊維。
ポリエステル繊維を難燃化する方法であって、ポリエステル繊維を、請求項４に記載の難燃剤で処理する工程を包含する、方法。