JPH03130414A

JPH03130414A - 難燃性複合繊維

Info

Publication number: JPH03130414A
Application number: JP26505789A
Authority: JP
Inventors: Hitoshi Inada; 稲田　仁志; Shigeo Kuno; 久野　茂男; Nobuhiko Azuma; 伸彦東
Original assignee: Tokuyama Corp
Current assignee: Tokuyama Corp
Priority date: 1989-10-13
Filing date: 1989-10-13
Publication date: 1991-06-04
Anticipated expiration: 2012-10-27
Also published as: JP2667533B2

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】（産業上の利用分野）本発明は、難燃性に優れ且つ細デニール化が可能なポリ
オレフィン系重合体よりなる複合繊維に関する。

（従来技術および解決しようとする課題）ポリオレフィ
ン系重合体より成形される複合繊維は、一般に低融点樹
脂の優れた熱接着性と基融点樹脂の腰の強さとを併せ有
する特性、化学的安定性、軽量などとともに安価である
ため、特に不織布用材料として例えば医療衛生用材、ナ
プキン、紙オムツなど生活関連用材、マスクなど各種フ
ィルター用材、土木、建築用材、農業園芸用材など多く
の分野で使用されている。

しかして近年、上記した如き各分野において火炎の予防
、各種の規制に伴ない、関連材料に対する難燃化の要求
が高い。そのため、ポリオレフィン系の複合繊維につい
ても、各種の難燃化複合繊維およびその製造方法が提供
されているが、いずれも個々の条件を充分に満足し得る
ものでない。

例えば、特公昭６０−２４０５．同６１−４４９６７号
には、融点に差のある２種のポリオレフィン系重合体よ
りなる複合繊維において、ポリエチレンなどの低融点成
分にのみ難燃剤を含有せしめた難燃性複合繊維が開示さ
れているが、良好な難燃性を維持しようとする場合に、
ポリエチレンと高融点成分であるポリプロピレンとの使
用割合が自由に選択できず制約を免れない。また、特公
昭６０−７７２２号には、分解温度に差のある２種の難
燃剤を高低融点成分に別々に含有せしめ、−層難燃効果
のある難燃性複合繊維が開示されているがデカブロムジ
フェニルオキサイドなど使用する分解温度の高い難燃剤
が繊維成形温度で熔融しないために、細デニールの繊維
を得ることができず、またデカブロムジフェニルオキサ
イドなどの芳香族窒素化合物が脂肪族臭素化合物に比べ
て、ポリプロピレンに対する難燃効果が充分でないため
、多量の添加が必要になり、価格の上昇だけでなく、糸
切れ、熱接着性の低下、肌荒れなどによる生産性や品質
面に問題を招く。さらにまた、特開昭５８−１５６０９
号には、複合繊維の各成分にそれぞれその融点よりも１
００″Ｃ以上高い分解温度を有し、かつ粒度が６２ミク
ロン以下であるような有機系の難燃剤を含有せしめるこ
とによって、低融点成分にも比較的多量の難燃剤を配合
させた難燃性および熱接着性に優れ、可紡性よく製造し
得る細デニールの複合繊維が開示されているが、無機系
に比べ有機系難燃剤の微粉砕が容易でない点もあり、一
般的な紡糸条件では細デニールの複合ｍ維を安定して成
形できない場合がある。

したがって、本発明の目的は、高い難燃性と低温で優れ
た溶着性を有し、かつ細デニールの繊維が安定して紡糸
できる複合繊維を提供することにある。

（課題を解決するための手段）本発明者らは、上記した難燃複合繊維の課題に鑑み鋭意
研究の結果、それぞれ高低融点成分の重合体に特定した
難燃剤を組合せ配合した組成物を用いることにより、所
期の目的が達成される知見を得て、本発明を完成するに
至ったものである。

即ち、本発明によれば、下記するプロピレンを主体とす
る重合体の（ａ）組成物を中芯とし、エチレンを主体と
する重合体の（ｂ）組成物を鞘として構成することを特
徴とする難燃性複合繊維。

（ａ）　　プロピレンを主体とする重合体１００重量部
に対して、下記の一般式で示されるエーテル化四臭化ビ
スフェノールＡＢｒＢｒＢｒ　　　　　　　　　　　　　　　Ｂｒ（但し、式中
のＲ１およびＲ２は、それぞれ同種または異種の少なく
とも２個の臭素原子を結合するアルキル基）、下記の一般式で示されるエーテル化四臭化ビスフェノー
ルＳＢｒ　　　　　　　　　　　ＢｒＢｒ　　　　　　　　　　　　　　　Ｂｒ（但し、式中
のＲ３およびＲ４は、同種または異種の少なくとも２個
の臭素原子を結合するアルキル基）および下記の一般式で示されるイソシアヌル酸エステルＲ。

（但し、式中のＲ５，Ｒ６およびＲ１は、同種または異
種の少なくとも２個の臭素原子を結合するアルキル基）から選ばれた少なくとも１種の有機臭素化物を０．５〜
２０重量部、融点が６０″Ｃ以下の脂肪族カルボン酸を
０．０１〜５重量部、三酸化アンチモンを０．５〜７重
景部および高級脂肪酸の金属塩（但し、元素周期律表第
■、第■および第■のいずれかの金属塩）を上記の有機
臭素化物に対して３〜３０重量％の割合で含有する組成
物。

（ｂ）　　エチレンを主体とする重合体の１００重量部
に対して、それぞれ前記した一般式で示されるエーテル
化四臭化ビスフェノールＡ、エーテル化四臭化ビスフェ
ノールＳおよびイソシアヌル酸エステルから選ばれる少
なくとも１種の有機臭素化物を０．５〜１０重量部およ
び三酸化アンチモンを０、５〜４重量部の割合で含有す
る組成物が提供される。

本発明の複合繊維において、内部の中芯を構成する組成
物（ａ）に用いるプロピレンを主体とする重合体（以下
、プロピレン系重合体という）としては、プロピレンの
単独重合体、エチレン、ブチレン等のαオレフィンとプ
ロピレンとのランダム共重合体、ブロック共重合体、又
はそれらの混合物があげられる。

また、本発明に用いる特定した有機臭素化物のうちエー
テル化四臭化ビスフェノールＡとしては、下記一般式で
あられされるものであり、Ｂｒ　　　　　　　　　　　
ＢｒＢｒ　　　　　　　　　　　　　　　　　Ｂｒ式中のＲ
ＩおよびＲ２は、同種または異種の少なくとも２個以上
の臭素原子を結合するアルキル基であれば特に制限され
ず、その炭素数は２〜２ｏ、好ましくは２〜５で、それ
に結合される臭素原子数は２個以上で多いはど難燃効果
が良好である。

具体的には、例えば四臭化ビスフェノールＡビス（ジブ
ロモエチルエーテル）、四臭化ビスフェノールＡビス（
ジブロモプロピルエーテル）、四臭化ビスフェノールＡ
ビス（ジブロモブチルエーテル）、四臭化ビスフェノー
ルＡビス（トリブロモプロピルエーテル）、四臭化ビス
フェノールＡビス（テトラブロムプロピルエーテル）、
四臭化ビスフェノールＡビス（トリブロモブチルエーテ
ル）、四臭化ビスフェノールＡビス（テトラブロモブチ
ルエーテル）等の四臭化ビスフェノールＡビス（ポリブ
ロモアルキルエーテル）が好適に使用される。

また、エーテル化四臭化ビスフェノールＳとしては、下
記の一般式であられされるものであり、ＢｒＢｒｆ３１　　　　　　　　　　　　　　　Ｂｒ式中のＲ３
およびＲ４が同種または異種の少なくとも２個以上の臭
素原子を結合するアルキル基であれば特に制限されず、
その炭素数は２〜２０好ましくは２〜５で、それに結合
される臭素原子数は多いはど難燃効果が良好である。具
体的には、一般に例えば四臭化ビスフェノールＳビス（
ジブロモエチルエーテル）、四臭化ビスフェノールＳビ
ス（ジブロモプロピルエーテル）、四臭化ビスフェノー
ルＳビス（ジブロモブチルエーテル）、四臭化ビスフェ
ノールＳビス（トリブロモプロピルエーテル）、四臭化
ビスフェノールＳビス（テトラブロムプロピルエーテル
）、四臭化ビスフェノールＳビス（トリブロモブチルエ
ーテル）、四臭化ビスフェノールＳビス（テトラブロモ
ブチルエーテル）等の四臭化ビスフェノールＳビス（ポ
リブロモアルキルエーテル）が好適に使用される。

また、イソシアヌル酸エステルとしては、下記の一般式
であられされるものであり、埜・０Ｓ（−ゝ＼。＝＝０式中のＲ，、Ｒ，およびＲ７が同種または異種の少なく
とも２個以上の臭素原子を結合したアルキル基であれば
特に制限されず、その炭素数は２〜２０好ましくは２〜
５で、それに結合される臭素原子数は多いはど難燃効果
が良好である。具体的には、一般に例えばトリス（ジブ
ロモエチル）イソシアヌレート、トリス（ジブロモプロ
ピル）イソシアヌレート、トリス（ジブロモブチル）イ
ソシアヌレート、トリス（トリブロモプロピル）イソシ
アヌレート、トリス（テトラブロモプロピル）イソシア
ヌレート、トリス（トリブロモブチル）イソシアヌレー
ト、トリス（テトラブロモブチル）イソシアヌレート等
のトリス（ポリブロモアルキル）イソシアヌレートが好
適に使用される。

上記した有機臭素化物の配合量は、プロピレン系重合体
１００重量部に対して０．５〜２０重量部、好ましくは
０．７〜１５重量部であり、その配合量が上記の下限値
より少ない場合は充分な難燃効果が発揮できず、上記の
上限値より多い場合は熱安定性が悪くなり、着色、糸切
れ等の紡糸性が悪くなる。

本発明に用いる融点が６０°Ｃ以下の脂肪族カルボン酸
としては、例えばカプロン酸、カプリル酸、カプリン酸
、ラウリン酸、ミリスチン酸等の飽和脂肪酸；オレイン
酸、エルカ酸、エライジン酸等の不飽和脂肪酸があげら
れるが、特に飽和脂肪酸が好ましい。このような脂肪酸
の配合量はプロピレン系重合体１００重量部に対して、
０．０１〜５重量部、好ましくは０．０３〜３重量部で
あり、その配合量が上記の下限値より少ない場合は充分
な熱安定化効果が発揮出来ず、また上記の上限値より多
い場合は紡糸する際滑性がありすぎ、安定的に紡糸が出
来ない欠点が生じる。

また、本発明の二酸化アンチモンとしては市販の製品が
そのまま使用できる。その配合量はプロピレン系重合体
１００重量部に対して０．５〜７．０重量部であり、そ
の配合量が上記の下限値より少ない場合は充分な難燃効
果が発揮出来ず、また上記の上限値より多い場合は多量
に配合しても難燃効果の向上が見られず、また安定な紡
糸性が得られない。

さらに、本発明の高級脂肪酸の元素周期律表第■、第■
及び第■族のいずれかの族に属する金属との塩としては
、例えばステアリン酸、ラウリン酸、ミリスチン酸、ベ
ヘニン酸、バルミチン酸、カプリン酸等の脂肪酸のカル
シウム、カド藁つム、バリウム、鉛、亜鉛、アルミニウ
ム、マグネシウム、等の金属塩が適宜使用される。この
ような高級脂肪酸金属塩の配合量は、有機臭素化物の添
加量に応じ適宜決定され、一般にはエーテル化四臭化ビ
スフェノールＡに対して３〜３０重景％が適当であり、
その配合量が上記の下限値より少ない場合は有機臭素化
物の熱分解を抑制する作用が充分でなく、また上記の上
限値より多い場合は難燃性を低下させるため好ましくな
い。

本発明の複合繊維において、外側の鞘を構成する組成物
中）に用いるエチレンを主体とする重合体（以下、エチ
レン系重合体という）としては、エチレンの単独重合体
、プロピレン、ブチレン等のαオレフィンとの共重合体
、含量が一般に３５重量％以下の酢酸ビニルとの共重合
体があげられる。

このようなエチレン系重合体に含有せしめるエーテル化
四臭化ビスフェノールＡ１エーテル化四臭化ビスフエノ
ールＳまたはイソシアヌル酸エステル等の有機臭素化物
としては、前記したプロピレン系重合体の（ａ）組成物
に含有させる有機臭素化物と同一範囲のものが用いられ
る。これら有機臭素化物の配合量は、それぞれエチレン
系重合体１ｏｏｉｉ量部に対して一般に０．５〜１０重
量部が好ましく、これらの配合量が上記の下限値より少
ない場合は充分な難燃効果が発揮できず、上記の上限値
より多い場合は熱安定性が悪くなり、紡糸性も低下する
。

また、エチレン系重合体の組成物（ｂ）においてもプロ
ピレン系重合体の組成物（ａ）と同様に三酸化アンチモ
ンの配合が必要であるが、この場合も市販の製品がその
まま使用でき、その配合量は一般に０．５〜４．０重量
部であり、その配合量が上記の下限値より少ない場合は
充分な難燃効果が発揮出来ず、また上記の上限値より多
い場合は多量に配合しても難燃効果の向上が見られず、
また紡糸性の安定性も悪くなる傾向がある。

特に、エチレン系重合体の組成物（ｂ）においては、エ
ーテル化四臭化ビスフェノールＡを配合した場合に長期
間放置するとブルーミング現象を起すことがあるため、
該エチレン系重合体として、酢酸ビニルの含１が３５重
量％以下のエチレン−酢ビ共重合体単独または混合物を
用いることによりブルーミングを防げて好適である。な
お、酢酸ビニル含量が３５％以上であるエチレン−酢ビ
共重合体を単独で用いる場合には粘着性が強く、表面状
態が好ましくなく、また混合して用いる場合でも粘着性
が強く、他のエチレン系重合体と均一なブレンドが出来
ず好ましくない。

本発明におけるプロピレン系重合体の組成物（ａ）およ
びエチレン系重合体の組成物（ｂ）には、それぞれ上記
の添加する成分以外に必要に応じて従来公知の安定剤、
着色剤、帯電防止剤、滑剤、核剤、及び難燃性、ブルー
ミング防止性、紡糸性に悪影響を与えない範囲で各種の
充填剤等を添加しても良い。

本発明の（ａ）組成物およびい）組成物を調製する配合
順序、混合方法などは特に限定されず一般にタンブラ−
式ブレンダー、■型プレンダー、ヘンシェルごキサ−、
リボンごキサ−等を用いて行なわれる。

次に、本発明においては、上記したプロピレン系重合体
の（ａ）組成物を中芯とし、エチレン系重合体の（ｂ）
組成物を鞘として、中芯／鞘（重量比）の割合を一般に
１０／９０〜９０／１０の範囲で構成する。このような
中芯／鞘の構造を有する、複合繊維の製造は、中芯用材
料の（ａ）組成物と鞘用材料の（ｂ）組成物とを別個の
押出機（ギヤポンプ付）に供給して溶融押出しを行ない
、複合紡糸口金に導入して紡糸することにより得られる
。目的とする複合繊維における芯／鞘（重量比）の構成
は、押出機およびギヤポンプの回転数により調整できる
。

（作用および効果）本発明の複合繊維は、特定したプロピレン系重合体の（
ａ）組成物とエチレン系重合体の（ｂ）組成物を用いる
ことにより、高度な難燃性と低温での優れた熱融着性、
自由に選択できる腰の強さ、細デニールの繊維が安定に
紡糸できる優れた紡糸性を併せもったものであり、各種
の難燃性、不織布用原料として好適なものである。

このような本発明の複合繊維が高度な難燃性を有する理
由は、（ａ）組成物において特定した有機臭素化物とと
もに融点が６０°Ｃ以下の脂肪族カルボン酸および高級
脂肪酸の金属塩を併用することにより、該有機臭素化物
の熱分解が抑制され、従来、熱安定性が不足し紡糸でき
なかったプロピレン系重合体に該有機臭素化物の配合を
可能ならしめた点にあると推測される。特に本発明の（
ａ）組成物において、融点が６０℃以下の脂肪族カルボ
ン酸の有機臭素化物に対する熱安定化効果の理由は明ら
かではないが、押出機内において該脂肪族カルボン酸が
はじめに融け、有機臭素化物とプロピレン系重合体が均
一に混合しやすい状態を作り出すため、局部的に該有機
臭素化物が、高濃度に存在するのを防ぐのではないかと
推定している。

また、従来のプロピレン系重合体にはデカブロムジフェ
ニルオキサイドに代表される高温分解性の難燃剤が配合
されていたが、これらはいずれも紡糸温度よりも融点が
高く、配合した粉体そのものの粒径が大きいため、−船
釣な紡糸法では安定的に紡糸が出来なかった。これに対
して、本発明においては、配合する特定した有機臭素化
合物の融点が紡糸温度より低いため、−船釣紡糸法によ
り安定的に細デニールの紡糸が可能となった。さらに、
本発明の複合繊維は、プロピレン系重合体とエチレン系
重合体の両者に難燃剤を配合したことにより、複合繊維
としての難燃性を配慮することなく、自由にプロピレン
系重合体とエチレン系重合体の割合を変えられるため、
腰の強さを任意に選択出来る特長がある。

（実施例）以下、本発明を具体的に説明するために実施例および比
較例を示すが、本発明はこれら実施例に限定されるもの
ではない。

なお、実施例および比較例における紡糸方法、不織布の
作製方法および燃焼試験は、下記の如く行った。

（１）　　紡糸方法：所定の配合物を混練したプロピレ
ン系重合体（以下、ＰＰと略す）の組成物を中芯用材料
とし、また同じくエチレン系重合体（以下、ＰＥと略す
）の組成物を靴用材料とし、それぞれ別個の押出機（ギ
ヤポンプ付）に供給して溶融押出しを行ない、次いで複
合紡糸口金（ノズル孔数＝４８）に導入して、押出機お
よびギヤポンプの回転数を調整することにより、所望の
芯／鞘（重量比）を有する全体が約１０デニール（ｄ）
と３０デニール（ｄ）の複合繊維を得た。

不織布の作製方法二上記の紡糸により得られた複合繊維
をそのまま、または３倍に熱延伸した後、加熱歯車式の
捲縮装置により１８〜１９ケ／２５ｍの捲縮を付与した
後、約５０［ＩＩＩＩの長さに切断した。次いで、この
捲縮、切断した複合繊維をカードウェブとし、１１５〜
１２０°Ｃの温度を有するヒートロールにまり熱溶着さ
せて、目付が約５０ｇ／ポの不織布とした。

燃焼試験：得られた不織布シートを繊維が主に並んだ方
向に対して直角の方向を長辺とする３ＱｃｍＸ４ｃｍの
形状に切取り、これを試料として垂直に吊し、直径０．
５　ｍｍのξクロバーナーにより炎の長さを１０ｍｍに
調節したバーナー炎の先端を試料の下端部に接触させ、
試料の変形に合せてバーナーを移動させながら、絶えず
試料下端部に炎の先端を接触させ、炎を５秒間接触させ
た後、炎を取り去り、その後、試料が消炎するまでの時
間を測定し難燃性（自己消火時間）とした。

実施例１および比較例１表１−（１）に示すプロピレン系重合体（以下、ＰＰと
略す）と下記する難燃剤１〜４などの配合物を、それぞ
れ所定の割合でスーパーミキサーにおいて混合した後、
５０φベント式押出機において２１０°Ｃの樹脂温度で
溶融混練して、ペレット状の組成物を得た。

また、表１−（２）に示すエチレン系重合体（以下、Ｐ
Ｅと略す、ＥＶＡはエチレン−酢酸ビニル共重合体の略
）と同じく下記する難燃剤１〜４などの配合物を、それ
ぞれ所定の割合でスーパーミキサーにおいて混合した後
、５０φベント弐押出機において１９０°Ｃの樹脂温度
で溶融混練して、ベレット状の組成物を得た。

（表中の難燃剤１〜４）なお、表１−（１）および表１−（２）において、※印
のＮｏ、は本発明の特定した（ａ）組成物および（ｂ）
組成物の範囲外である。

次に、表１−（１）および表１−（２）により調製した
プロピレン系重合体の組成物とエチレン系重合体の組成
物を用いて、所定の紡糸法により表−２に示す構成の複
合繊維を得た後、さらに不織布を製作して難燃性を測定
した。それら複合繊維の製造における紡糸性と、不織布
の試料にょる難燃性の測定結果を表−２に示した。なお
、表−２において、※印のＮｏ、は比較例に相当する。

Claims

【特許請求の範囲】１、下記するプロピレンを主体とする重合体の（ａ）組
成物を中芯とし、エチレンを主体とする重合体の（ｂ）
組成物を鞘として構成することを特徴とする難燃性複合
繊維。（ａ）プロピレンを主体とする重合体１００重量部に対
して、下記の一般式で示されるエーテル化四臭化ビスフ
ェノールＡ ▲数式、化学式、表等があります▼ （但し、式中のＲ＿１およびＲ＿２は、それぞれ同種ま
たは異種の少なくとも２個の臭素原子を結合するアルキ
ル基）、下記の一般式で示されるエーテル化四臭化ビスフェノー
ルＳ ▲数式、化学式、表等があります▼ （但し、式中のＲ＿３およびＲ＿４は、同種または異種
の少なくとも２個の臭素原子を結合するアルキル基）および下記の一般式で示されるイソシアヌル酸エステル ▲数式、化学式、表等があります▼ （但し、式中のＲ＿５、Ｒ＿６およびＲ＿７は、同種ま
たは異種の少なくとも２個の臭素原子を結合するアルキ
ル基）から選ばれた少なくとも１種の有機臭素化物を０．５〜
２０重量部、融点が６０℃以下の脂肪族カルボン酸を０
．０１〜５重量部、三酸化アンチモンを０．５〜７重量
部および高級脂肪酸の金属塩（但し、元素周期律表第I
I、第IIIおよび第IVのいずれかの金属塩）を上記の有機
臭素化物に対して３〜３０重量％の割合で含有する組成
物。（ｂ）エチレンを主体とする重合体の１００重量部に対
して、それぞれ前記した一般式で示されるエーテル化四
臭化ビスフェノールＡ、エーテル化四臭化ビスフェノー
ルＳおよびイソシアヌル酸エステルから選ばれる少なく
とも１種の有機臭素化物を０．５〜１０重量部および三
酸化アンチモンを０．５〜４重量部の割合で含有する組
成物。