JPH03174014A

JPH03174014A - 難燃性複合繊維

Info

Publication number: JPH03174014A
Application number: JP31069289A
Authority: JP
Inventors: Hitoshi Inada; 稲田　仁志; Yoshiji Oki; 大木　好次; Shigeo Kuno; 久野　茂男
Original assignee: Tokuyama Corp
Current assignee: Tokuyama Corp
Priority date: 1989-12-01
Filing date: 1989-12-01
Publication date: 1991-07-29
Anticipated expiration: 2012-10-27
Also published as: JP2667536B2

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高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、粋に不織布用材料として例えば医療衛生用材、ナ
プキン、紙オムツタト生活関連用材、マスクたど各種フ
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して火炎の予防
、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。寸た１人体に直接接触する用途では、難燃剤が
成形品表面に無いものが望１れている。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号、同６１−１１４９６
７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かいて、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ょうとする場合
に、ポリエチレンと高融点成分であるポリプロピレンと
の使用割合の選択範囲が少なく制約が大きい。また、特
公昭６０−７７２２号には、分解温度に差のある２種の
難燃剤を高低両融点威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たどの芳香族臭
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。會た、この場合も前記同様繊維表面
のポリエチレンに難燃剤が添加されているので好１しく
たい。さらにまた、特開昭５８−１５６０１９号には、
複合繊維の各成分にそれぞれその融点よりも１００℃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〈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たい点もあり、一般的な紡糸
条件では細デニールの複合繊維を安定して成形できない
場合がある。また、この場合も前記と同様に繊維表面の
ポリエチレンに難燃剤が添加されているので好１しくな
い。

したがって、本発明の目的は、繊維の表面に難燃剤を含
有させることなく、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。

（ｌｉｔ！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、高融点成分のプロピレンな主体とする重合
体にのみ特定した難燃剤を配合し九組威物と難燃剤を配
合しないエチレンを主体とする重合体とを用いることに
より、所期の目的が遠戚される知見を得て。

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、難燃剤を含有し紅いエチレンを主
体とする重合体（ｂ）を鞘として、それら（ａ）　／　
（ｂ）の割合が５０１５０〜９０／１０、かつ（ａ）　
＋　（ｂ）の合計（１００ｉ量部）に対して下記の配合
する有機臭素化物の割合が０．５〜１８重量部となるよ
うに構成することを特徴とする難燃性複合繊維が提供さ
れる。

（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（但し、式中のＲ１およびＲ２は、それぞれ同種會たは
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（但し、式中のＲＡカよびＲ４は、同種普たは異種の少
な、くとも２個の臭素原子を結合するアルキル基）ｂよび下記の一般式で示されるインシアヌル酸エステル（但し、式中のＲ５、Ｒ６およびＲ７は、同種ｌたは異
種の少な（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０．６〜
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■
、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
。

が提供される。

本発明の複合繊維におりて、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、本発明のプロピレン系重合体に配合する特定した
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、式中のＲ，ＴｈよびＲ２は、同ｍｔ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！シ（は２〜
５で、それに結合される臭素原子数は２個以上で多いほ
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、式中の５およびＲ４が同種または異種の少た（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１し
くは２〜５で、それに結合される臭素原子数は多いほど
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、イン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、式中のＲ５、
Ｒ４ＴｈよびＲ７が同種！たは異種の少たくとも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１しくは２〜５で、そ
れに結合される臭素原子数は多いほど難燃効果が良好で
ある。具体的には、一般に例えハトリス（ジブロモエチ
ル）インシアヌレート、トリス（ジブロモプロピル）イ
ノシアヌＬ／−１，）リス（ジブロモブチル）インシア
ヌレート、トリス（トリブロモプロピル）インシアヌレ
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）インシアヌレート、ト
リス（テトラブロモブチル）インシアヌレート等のトリ
ス（ポリブロモアルキル）イン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０．６〜２０重量部、好１しくは
０．８〜１５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たり、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℃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ニオレイン酸
、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！しいつこのよった脂肪酸の
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！シ〈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たい欠点が生じる。

！た、本発明の三酸化アンチモンとしては市販の製品が
その一１１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子ｘｔ
ｍ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。

パルミチン酸、カプリン酸等の脂肪酸のカルシウム、カ
ドミウム、バリウム、鉛、亜鉛。

アルミニウム、マグネシウム等の金属塩カ適宜使用され
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５〜３０重量％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
１しくない。

本発明の複合ｍ維にわいて、外側の稍を構成する（ｂ）
エチレンを主体とする重合体Ｃ以下、エチレン系重合体
という）としては、エチレンの単ｆｉ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。なか、酢酸ビニル（以下、ＥＶＡとも略す）の含
量が３５重量％以上であるエチレン−酢ビ共重合体の場
合には、単独で用いた場合に粘着性が強く、表面状態が
好１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
オしくない。

會た、本発明の複合繊維に訃いては、プロピレン系重合
体組成物（ａ）とエチレン系重合体（ｂ）との重量比（
ａ）／　（ｂ）を５０１５０〜９０／１０の範囲とする
ことが必要である。この重量比（ω／６）が５０１５０
より小さい場合は、難燃性が不充分となり好ましくない
。筐た。逆に９０／１０より大きい場合は、不織布を作
る際の熱接着性が悪くなり好ましくない。

さらに、本発明の複合繊維においては、中芯を構成する
プロピレン系重合体組成物（ａ）と鞘を構成するエチレ
ン系重合体（ｂ）の合計１００重量部に対して、該中芯
の組成物（ａ）Ｋ配合す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、インシア
ヌル酸エステルの有機臭素化物が０．５〜１８重量部の
割合になるように調整することが必要である。即ち、こ
の有機臭素化物の配合割合が上記下限値より少ない場合
は、難燃性が不充分であり、逆に上記上限値より多い場
合は熱安定性が悪くなり、着色、糸切れ等、紡糸性が悪
くなり好１しくたい。

本発明にかけるプロピレン系重合体の組成物（ａ）は前
記した成分よったる事を基本とし、會たエチレン系重合
体（ｂ）は難燃剤を含！ないものである事を基本とする
ものであるが、必要に応じて従来公知の安定剤１着色剤
、帯電防止剤、滑剤、核剤及び難燃性、プルーミング防
止性、紡糸性に悪影響を与えなめ範囲で各種の充填剤等
を添加しても良い。

本発明の上記した（ａ）組成物および（ｂ）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−式プレンダー、Ｖ型ブレンダー、ヘンシェル
ミキサー、リボンミキサー等を用いて行なわれる。

次に、本発明にかいては、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（ｂ）を
鞘として、中芯／鞘＝　（ａ）／　（ｂ）（重量比）の
割合を一般に５０１５０〜９０／１０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かける芯／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、特定した難燃剤等を配合したプロ
ピレン系重合体の（ａ）組成物と難燃剤を配合しないエ
チレン系重合体（ｂ）とを用いろことにより、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、さらには繊維の表面に難燃剤が存在したいことによ
る高度な衛生性、安定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、プロピレン系重合体の（ａ）組成物にかいて特定
した有機臭素化物とともに融点が６０℃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に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＞Ｖで、融点が６０°
Ｃ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たいが、押出機内に会いて
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レル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（、配合した粉体そのものの粒径が大きいため、般的
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、本発明にかいては、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、一般的紡糸法により
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、中芯を構成するプロピレン系重合体の
みに難燃剤を配合し、他方の鞘を構成するエチレン系重
合体に難燃剤を含有させないことにより、複合繊維とし
て繊維表面に難燃剤がないため、衛生性に優れたものを
得ることができた。

これは中芯のプロピレン系重合体に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、
インシアヌル酸エステル等の有機臭素化物である高い難
燃性を有する難燃剤を含有させた組成物が紡糸可能にｋ
つたために、エチレン系重合体に難燃剤を含有させなく
ても複合繊維として充分た難燃性を有するものが出来た
ものと推測している。

（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。

ｔｇｓｐ、実施例および比較例にかける紡糸方法、不織
布の作製方法および燃焼試験は、下記の如（行った。

（１）紡糸方法二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
、會た同じくエチレン系重合体（以下−ＰＥと略す）の
組成物を鞘用材料とし、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、押出機訃よび
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３
０デニール（ｄ）の複合繊維を得た。

（２）不織布の作製方法：上記の紡糸により得られた複
合繊維をその１１．または３倍に熱延伸した後、加熱歯
車式の捲縮を付与した後、約５０簡の長さに切断した。

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℃の温度を有するヒートロールによ
り熱溶着させて、目付が約５０１１／Ｗ？の不織布とし
た。

（３）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３０α×４備
の形状に切取り、これを試料として垂直に吊し、直径０
．５綿のミクロバーナーにより炎の長さを１０簡に調節
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たから、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１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
ント式押出機にしいて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。

Ｃ表中の難燃剤１〜４）なか、表１にかいて、壷印の罵は本発明の特定したプロ
ピレン系重合体の（ａ）組成物の範囲外である。

次に、表１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（以下、ＰＥと略す）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
繊維の製造にかける紡糸性と、不織布の試料による難燃
性の測定結果を表２に示した。

なか、表２にかいて※印の慮は比較例に相当する。！た
、慝１８，１９，２０．２１ｂよび２２は未延伸繊維を
用いた。

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、難燃剤を含有しないエチレンを主体と
する重合体（ｂ）を鞘として、それら（ａ）／（ｂ）の
割合（重量比）を５０／５０〜９０／１０、かつ（ａ）
＋（ｂ）の合計（１００重量部）に対して下記の配合す
る有機臭素化物の割合が０．５〜１８重量部となるよう
に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０．６〜
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。