JP4705227B2

JP4705227B2 - 防汚性繊維構造物

Info

Publication number: JP4705227B2
Application number: JP2000209512A
Authority: JP
Inventors: 留美柄澤; 公一齋藤; 輝文岩城; 克夫佐々
Original assignee: Daikyo Chemical Co Ltd; Toray Industries Inc
Current assignee: Daikyo Chemical Co Ltd; Toray Industries Inc
Priority date: 1999-07-12
Filing date: 2000-07-11
Publication date: 2011-06-22
Anticipated expiration: 2020-07-11
Also published as: JP2001081675A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、難燃性、耐光性に優れた防汚性繊維構造物に関するものであり、特に空気中に浮遊する大気汚染物質に対して防汚性を有する防汚性繊維構造物に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、自動車の排気ガスや工場から排出される煤煙等などの影響で大気汚染が進み、窓から室内に流れ込む大気汚染物がカーテンや車両シート用ハーフカバーなどを汚染する黒ずみ汚れが、特に白物や淡色のものについて問題となっている。また、これら黒ずみ汚れは紫外線による黄変や変色によって更に助長されるため、長期間使用され、洗濯頻度の少ないものについては大きな問題であった。
【０００３】
従来、繊維構造物の防汚性向上には、フッ素系化合物や親水基を含有したフッ素系化合物、シリコーン系化合物からなる撥水撥油剤で処理する方法や、ポリエチレングリコールなどの親水性樹脂で処理する方法などが提案されている。しかしながら、これらはいずれも水性汚れ、油性汚れなどの液状汚れ、または洗濯時の再汚染を防止するために提案されたものであり、大気汚染物質のような乾燥状態の粒子系物質による黒ずみ汚れについては防汚性はなく、逆に汚れがつきやすいという状況であった。
【０００４】
また、ポリエステル系繊維構造物に難燃性を付与する方法としては、ハロゲン化合物などをポリエステル繊維内に吸尽させる方法が提案されている。ハロゲン化合物のうち、テトラブロモシクロオクタン、ヘキサブロモシクロドデカンなどの脂環族臭素化合物はＣ−Ｂｒの結合エネルギーが小さく、難燃効果は優れるものの耐熱性が低く、紫外線による劣化、黄変が大きいものであった。
【０００５】
また、デカブロモジフェニルオキサイドやテトラブロモビスフェノールＡ−ビス（２，３−ジブロモプロピル）エーテルなどの芳香族臭素化合物はＣ−Ｂｒの結合エネルギーが大きく、耐熱性に優れ、紫外線による劣化、黄変が少ないが難燃効果が劣るものであった。
【０００６】
また、ポリエステル系繊維の耐光性を向上させるものとして、紫外線吸収剤、特にベンゾトリアゾール系の紫外線吸収剤をポリエステル繊維内に導入する方法が提案されている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、難燃性、耐光性、防汚性の３者を満足いくレベルで兼ね備えたポリエステル系繊維を得ることは難しく、高い耐光性を得るために紫外線吸収剤を多用すると難燃性が低下し、防汚性を向上させるためにフッ素系化合物やシリコーン系化合物を多用しても難燃性が低下し、また、高い難燃性を得ようと脂環族臭素化合物を難燃剤として用いると耐光性が低下するという相反する性能を示すためである。
【０００８】
本発明は、かかる現状に鑑み、難燃性、耐光性に優れ、防汚性特に黒ずみに対して優れた効果を発揮する防汚性繊維構造物を提供せんとするものである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明は、かかる課題を解決するために、次のような手段を採用する。すなわち、本発明の防汚性繊維構造物は、Ｌ値８０以上の淡色物であるポリエステル系繊維の単繊維内部に燐系化合物としてのトリス（トリブロモネオペンチル）ホスフェートを含み、かつ、該単繊維表面に下記化学式［Ｉ］で示される変性オルガノシリケートおよび下記化学式［II］で示される三官能シロキサンから選ばれた少なくとも１種を必須構成単位とする変性オルガノシリケートが付着していることを特徴とする大気汚染物質に対する防汚性繊維構造物からなる。
【００１０】
【化４】

【００１１】
【化５】

【００１２】
【発明の実施の形態】
本発明は、前記課題、つまり難燃性、耐光性に優れ、防汚性特に黒ずみに対して優れた効果を発揮する防汚性繊維構造物について、鋭意検討し、単繊維内部に燐系化合物を含ませておき、かつ、該単繊維表面に特定の変性オルガノシリケートを付着させてみたところ、かかる課題を一挙に解決することを究明したものである。
【００１３】
本発明の繊維構造物を構成する繊維は、ポリエステル系繊維である。本発明でいうポリエステル系繊維とは、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やこれらを主成分とした共重合ポリエステル系繊維であり、ポリアミド系繊維、ポリアクリロニトリル系繊維、ポリプロピレン系繊維、ポリエチレン系繊維、ポリ塩化ビニル系繊維、フッ素系繊維、アラミド系繊維等の合成繊維、レーヨン、アセテート等の半合成繊維、木綿、羊毛、絹、麻等の天然繊維等が混紡、混繊されていてもよく、かかる繊維からなる織物、編物、不織布、ロープ、紐等例示される。
【００１４】
本発明でいう燐系化合物としてのトリス（トリブロモネオペンチル）ホスフェートは、難燃性を示し紫外線吸収が少ない燐系化合物であり、下記化学式［III ］で示される臭素含有燐系化合物の一種である。
【００１５】
【化６】

【００１６】
この臭素含有燐系化合物は、高い難燃性および耐光性を示し、大気汚染物質による黒ずみ防汚性を阻害しない優れた効果を発揮し、特にトリス（トリブロモネオペンチル）ホスフェートは、黒ずみ防汚性を阻害しないという点で、最も有効であることを見いだしたものである。
【００１７】
かかる燐系化合物を繊維内部に含有するポリエステル系繊維を得る方法については、特に限定されるものではなく、該燐系化合物を含む溶液にポリエステル系権威構造物を浸漬させ、１１０〜１４０℃で浴中処理し、繊維内部へ吸尽させる方法や、該燐系化合物を含む溶液をポリエステル繊維構造物に付着させ１６０〜２２０℃で熱処理し、繊維内部に吸尽させる方法などの手段を採用することができる。ポリエステル繊維構造物に該燐系化合物を含む溶液を付着させる方法については特に限定されるものではなく、パッディング法、スプレー法、コーティング法などの方法を採用することができる。
【００１８】
かかる燐系化合物は、ポリエステル系繊維内部に繊維重量に対して、０．５〜１０．０重量％含有されていることが好ましく、特に１．０〜９．０重量％含有されていることが好ましい。０．５重量％未満であると十分な難燃性が得られず、１０重量％を越えても難燃性がさらに向上するものではない。
【００１９】
本発明は、かかる燐系化合物を含有したポリエステル系繊維の表面に、さらに変性オルガノシリケートを付着させた繊維構造物である。
【００２０】
本発明でいう変性オルガノシリケートは、主鎖の−（Ｓｉ−Ｏ）ｎ−に炭化水素基を導入させた有機シロキサンが含まれる、下記化学式［Ｉ］および［II］で示されるものである。かかる化学式で示される化合物は、各々が単独で繊維表面に付着していてもよく、混合された状態でも何ら差し支えない。また、混合される割合は特に限定されるものではない。
【００２１】
【化７】

【００２２】
【化８】

【００２３】
かかる化学式のＲ¹、Ｒ³は同種であってもよく、あるいは異種であってもよい。かかる有機シロキサンは、分子量が１０００〜１０００００であるのが好ましく、水分除去後にレジン被膜になるものが好ましく使用される。
【００２４】
かかる変性オルガノシリケートは、繊維重量に対して０．１〜５．０重量％付着していることが好ましい。０．１重量％未満であれば、黒ずみ防汚効果が十分でなく、また、５．０重量％を越えても防汚効果の向上程度が小さく、コストアップや風合いの粗硬化をまねくことがあり得るためである。
【００２５】
本発明のごとく表面に変性オルガノシリケートが付着した繊維構造物を得る方法は特に制限はないが、水中あるいは溶剤中に分散させた溶液に繊維構造物を浸漬し、目標とする付着量になるようにマングル等で絞り、熱処理する方法が好ましい。
【００２６】
本発明の防汚性繊維構造物は、撥水性をもつ必要がなく、本発明でいう防汚効果は単なる繊維表面の撥水撥油機構で発揮せしめるものではない。
【００２７】
黒ずみ汚れが問題となるのは、淡色のものであり、特に白物は、黒ずみ汚れが顕在化し易い。すなわち、本発明の防汚性繊維構造物は、Ｌ値が８０以上の淡色のものについて、より効果を発揮するものであり、繊維重量に対し１．０重量％以下の染料で染色されたもの、または、蛍光増白剤で染色されたものにおいて、優れた防汚効果を発揮する。ここでいう染料は、特に限定されるものではなく、分散染料、カチオン染料、酸性染料、反応染料等で染色されたものを使用することができる。
【００２８】
また、前記蛍光増白剤としては、特に限定されるものではなく、スチルベン系、オキサゾール系、ナフラルイミド系、クマリン系、ヒラゾリン系蛍光増白剤などが挙げられる。中でも、オキサゾール系蛍光増白剤であるＮｉｋｋａｂｒｉｇｈｔ８７２０Ｖ−０１（Ｓ）が耐光性が高く好ましい。
【００２９】
これらは常法の染色条件で染色されていればよく、１００〜１４０℃の浴中で処理する方法や、該染料、蛍光増白剤含有溶液を該繊維構造物に付与した後、１４０〜２２０℃で熱処理するサーモゾール法などが採用される。この時、難燃効果を有するかかる臭素含有燐系化合物を該染料、蛍光増白剤と同時に処理されていても何ら問題ない。
【００３０】
本発明による防汚性繊維構造物は、カーテン、レースカーテン、車両用カーテン、車両シート用ハーフカバー等の難燃性、耐光性を必要とするインテリア用途に好ましく使用することができる。
【００３１】
【実施例】
以下、実施例により本発明を更に詳細に説明する。
なお、実施例、比較例中の生地はボイルカーテン（タテ／ヨコ；７５Ｄ−３６Ｆ）を用いた。
上記生地を１８０℃×２０秒の生機セットを行い、８０℃×１０分の条件で湯洗いを行った後、試験に供した。
【００３２】
また、実施例および比較例に示す性能は次の方法で測定した。
＜防汚性＞
手順１：ポリエチレン袋（２０リットル）にＪＩＳＺ８９０１に規定された試験用ダスト１５種を０．７ｇと、タテ１０ｃｍ、ヨコ１５ｃｍの試験用サンプルを６枚入れ、２０℃×６５％ＲＨの空気で袋を膨らませ１０リットルに調整し、袋を閉める。
手順２：かかるポリエチレン袋をＩＣＩピリング試験機のボックスに入れ１０分間回転させる。
手順３：試験用サンプルを取り出し振り払い、表面の余分な汚れを払い落とし、試験用サンプルのＬ値を測定する（ＭＩＮＯＬＴＡＳＰＥＣＴＯＲＯＰＨＯＴＯＭＥＴＥＲＣＭ−３７００ｄ光源Ｃ２度で測定）。
手順４：試験用サンプルをＪＩＳＬ１０９６（１０３法）で１回洗濯し、乾燥後Ｌ値を測定する。
手順５：手順１〜４を３回繰り返す。
Ｌ値が高いほど、黒ずみ防汚性が良好といえる。
【００３３】
＜難燃性＞
本発明品および本発明品を５回水洗濯、ドライクリーニング５回したものについてＪＩＳＬ１０９１Ａ−１法（ミクロバーナー法）、ＪＩＳＬ１０９１Ｄ法（コイル法）にて評価した。
ミクロバーナー法では、１分間加熱、着炎後３秒加熱ともに残炎が３秒以内、残じんが５秒以内、炭化面積は、３０ｃｍ²以内のものを○とした。
コイル法においては、接炎回数が３回以上であるものを○とした。
【００３４】
（水洗濯）
洗濯：６０±２℃×１５分（ＪＩＳＫ３３７１弱アルカリ性・第１種洗剤１ｇ／ｌ）、浴比１：４０
すすぎ：４０±２℃×５分×３回
脱水：遠心脱水２分
乾燥：熱風乾燥６０±５℃
上記を１サイクルとし、計５サイクル行う。
【００３５】
（ドライクリーニング）
３０℃±２℃×１５分
試料１ｇにつきテトラクロロエチレン１２．６ｍｌ、チャージソープ（ノニオン活性剤１ｇ、アニオン活性剤１ｇ、水０．１ｍｌ）０．２６５ｇ
上記を１サイクルとし、計５サイクル行う。
【００３６】
＜耐光性＞
ＪＩＳＬ０８４２に従って、６３℃×１６０時間後、変退色用グレースケールで判定し、４級以上のものを○、未満のものを×とした。
【００３７】
実施例１、２、３
試験布を表１の臭素含有燐系難燃剤およびオキサゾール系蛍光贈白剤を１３５℃×５０分間浴中処理、８０℃でソーピングした後、乾燥した。次いで表１の変性オルガノシリケートを実施例１においてはＴＸ−１０−６９Ａ（共栄社化学( 株) 製）、実施例２においてはＴＳＧ−８０８（高松油脂( 株) 製）、実施例３においてはＴＸ−１０−６９ＡおよびＴＳＧ−８０８の混合液をピックアップ９０％になるように調整し、パッディング後、１３０℃で乾燥、１６０℃で熱処理を行った。
評価結果を表２に示す。
実施例１、２、３共に難燃性、耐光性共に高い数値を示し、黒ずみ汚れのほとんどない黒ずみ防汚性に優れた布帛が得られた。
【００３８】
実施例４
試験布を表１の臭素含有燐系難燃剤および分散染料を１３５℃×５０分間浴中処理、８０℃でソーピングした後、乾燥した。次いで表１の変性オルガノシリケートをピックアップ９０％になるように調整し、パッディング後、１３０℃で乾燥、１６０℃で熱処理を行った。
評価結果を表２に示す。
難燃性、耐光性共に高い数値を示し、黒ずみ汚れのほとんどない黒ずみ防汚性に優れた布帛が得られた。
【００３９】
実施例５
表１の臭素含有燐系難燃剤およびオキサゾール系蛍光贈白剤をピックアップ９０％になるように調整し、試験布をパッディング後、１３０℃で乾燥し、１９０℃で熱処理を行った。次いで表１の変性オルガノシリケートをピックアップ９０％になるように調整し、パッディング後、１３０℃で乾燥、１６０℃で熱処理を行った。
評価結果を表２に示す。
難燃性、耐光性共に高い数値を示し、黒ずみ汚れのほとんどない黒ずみ防汚性に優れた布帛が得られた。
【００４０】
比較例１
試験布を表１のオキサゾール系蛍光増白剤を１３５℃×５０分間浴中処理した後、乾燥した。
評価結果を表２に示す。
耐光性は高い数値を示したが、難燃性が無く、全体に黒ずみ汚れが見られた。
【００４１】
比較例２
試験布を表１のオキサゾール系蛍光増白剤を１３５℃×５０分間浴中処理した後、乾燥した。次いで表１の変性オルガノシリケートをピックアップ９０％になるように調整し、パッディング後、１３０℃で乾燥、１６０℃で熱処理を行った。
評価結果を表２に示す。
耐光性、黒ずみ防汚性は高い数値を示したが、難燃性は無かった。
【００４２】
比較例３
試験布を表１の臭素含有燐系難燃剤およびオキサゾール系蛍光贈白剤を１３５℃×５０分間浴中処理、８０℃でソーピングした後、乾燥した。
評価結果を表２に示す。
難燃性、耐光性は高い数値を示したが、全体に黒ずみ汚れが見られた。
【００４３】
比較例４
表１の脂環族臭素化合物である難燃剤およびオキサゾール系蛍光贈白剤をピックアップ９０％になるように調整し、試験布をパッディング後、１３０℃で乾燥し、１９０℃で熱処理を行った。次いで表１の変性オルガノシリケートをピックアップ９０％になるように調整し、パッディング後、１３０℃で乾燥、１６０℃で熱処理を行った。
評価結果を表２に示す。
難燃性は高い数値を示したが、耐光性が非常に悪く、黒ずみ防汚性を低下させた。
【００４４】
比較例５
表１の脂環族臭素化合物である難燃剤およびオキサゾール系蛍光贈白剤をピックアップ９０％になるように調整し、試験布をパッディング後、１３０℃で乾燥し、１９０℃で熱処理を行った。次いで表１の変性オルガノシリケートをピックアップ９０％になるように調整し、パッディング後、１３０℃で乾燥、１６０℃で熱処理を行った。
評価結果を表２に示す。
難燃性は高い数値を示したが、耐光性は実施例１に劣り、黒ずみ防汚性を阻害するものであった。
【００４５】
比較例６
表１の芳香族臭素化合物である難燃剤およびオキサゾール系蛍光贈白剤をピックアップ９０％になるように調整し、試験布をパッディング後、１３０℃で乾燥し、１９０℃で熱処理を行った。次いで表１の変性オルガノシリケートをピックアップ９０％になるように調整し、パッディング後、１３０℃で乾燥、１６０℃で熱処理を行った。
評価結果を表２に示す。
耐光性は高い数値を示したが、難燃耐久性を付与できず、黒ずみ防汚性も実施例５に劣るものであった。
【００４６】
【表１】

【００４７】
【表２】

【００４８】
【発明の効果】
本発明によれば、高い難燃性、耐光性、黒ずみ防汚性を兼ね備えた安全かつ清潔な繊維構造物を提供することができる。

Claims

Ｌ値８０以上の淡色物であるポリエステル系繊維の単繊維内部に燐系化合物としてのトリス（トリブロモネオペンチル）ホスフェートを含み、かつ、該単繊維表面に下記化学式［Ｉ］で示される変性オルガノシリケートおよび下記化学式［II］で示される三官能シロキサンから選ばれた少なくとも１種を必須構成単位とする変性オルガノシリケートが付着していることを特徴とする大気汚染物質に対する防汚性繊維構造物。
該燐系化合物としてのトリス（トリブロモネオペンチル）ホスフェートが、繊維重量に対して０．５〜１０．０重量％含有されていることを特徴とする請求項１に記載の防汚性繊維構造物。
該変性オルガノシリケートが、繊維重量に対して０．１〜５．０重量％付着しているものである請求項１または２に記載の防汚性繊維構造物。
該繊維構造物が、繊維重量に対し１．０重量％以下の染料で染色されているものである請求項１〜３のいずれかに記載の防汚性繊維構造物。
該繊維構造物が、カーテン、レースカーテン、車両用カーテンまたは車両シート用ハーフカバーである請求項１〜４のいずれかに記載の防汚性繊維構造物。