JPH0482911A

JPH0482911A - 難燃性ポリエステル繊維

Info

Publication number: JPH0482911A
Application number: JP19146790A
Authority: JP
Inventors: Eiji Ichihashi; 市橋　瑛司; Nobuaki Takagi; 伸明高木; Katsuaki Tanaka; 田中　克皓; Takashi Katagiri; 孝片桐; Atsuko Ueda; 敦子植田
Original assignee: Nippon Ester Co Ltd
Current assignee: Nippon Ester Co Ltd
Priority date: 1990-07-19
Filing date: 1990-07-19
Publication date: 1992-03-16

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、耐汚染性及び耐光性に優れた難燃性ポリエス
テル繊維に関し、特に、カーペット、カーテン地、座席
シート地用等の産業資材用途に好適な難燃性ポリエステ
ル繊維に関するものである。

（従来の技術）一般に、ポリエステルは優れた機械的特性及び化学的特
性を有し、衣料用、産業資材用等の繊維として広く利用
されている。特に、産業資材用途に使用されるポリエス
テル繊維は、各分野毎に要求される性能が異なっており
、カーテン、カーペット、座席用シート等に利用される
ポリエステル繊維には従来の特性以外に、難燃性、耐へ
たり性。

耐汚染性、耐光性等が要求されている。中でも難燃性と
耐汚染性は特に要求される性能であり、前者は火災の防
止の観点から、後者は審美性、コストの面から要求度が
高い。

従来、ポリエステル繊維に難燃性を付与する試みは種々
なされており、ハロゲン化合物やリン化合物をポリエス
テル繊維表面に付与したり、繊維中に練り込んだり１重
合段階で共重合したりする方法がある。ハロゲン化合物
を使用して難燃性を付与した場合は、燃焼時の有毒ガス
の発生や難燃性能があまり良好でないといった問題がが
あり。

現在はあまり実施されていない。リン化合物を使用した
ポリエステル繊維、特にリン化合物を共重合又は配合し
たポリエステルからなる繊維は難燃性に関して満足でき
るレベルにあるものが多いが。

上記のような耐汚染性を同時に考慮したポリエステル繊
維はなかった。

ポリエステル繊維に耐汚染性を付与する技術としては、
ポリアルキレングリコール等を共重合したもの、ポリエ
ステル繊維の表面に親水化薬剤をコーティングしたもの
、プラズマ処理によりポリエステル繊維表面をエツチン
グし、親水性官能基を有する化合物をグラフトしたもの
等がある。しかしながら、ポリアルキレンゲリコール等
を共重合したものは、確かにポリエステル繊維が親水化
はされるものの、ポリエステル繊維の耐光性を損なった
り、工程性を悪化させたりする。また、ポリエステル繊
維の表面に親水性薬剤をコーティングしたものは、洗濯
耐久性に乏しい。プラズマ処理では、プラズマ処理をす
るための設備導入費用が高価であると共に、処理速度が
遅いという欠点を有していた。

また、リン化合物を共重合又は配合した難燃性ポリエス
テル繊維に上記のような親水化処理を施す場合には１機
械的特性や工程性の低下を起こすという問題点があった
。

一方、最近においては有機蛍光増白顔料を繊維中に練り
込み、耐汚染性を向上させる試みもなされている（特開
平１−３０６６７３号公報）。しかしながら、有機蛍光
増白顔料を添加したものでは、耐汚染性は向上するもの
の有機蛍光増白顔料そのものの耐光性が乏しいという問
題があった。

（発明が解決しようとする課題）本発明者らは従来技術の欠点に鑑み、リン化合物を共重
合又は配合したポリエステルからなる難燃性繊維に、ポ
リエステル繊維が有する性能を損なわずに耐汚染性及び
耐光性の性能を付加したポリエステル繊維を経済的に提
供することを課題とするものである。

（課題を解決するための手段）本発明は、上記の課題を解決するために鋭意検討の結果
、リン化合物を共重合又は配合したポリエステルに有機
蛍光増白顔料と共に紫外線を吸収する白色系無機顔料を
配合した組成物からなる繊維とすることにより目的が達
成されることを見出し１本発明に到達した。

すなわち１本発明の要旨は次のとおりである。

リン化合物を共重合又［ま配合したポリエステルもしく
はこれを含むポリエステルからなる繊維であって、リン
原子を繊維全体に対して２０００ｐｐｍ以上含有すると
共に、有機蛍光増白顔料０．０２〜２重量％及び平均一
次粒子径が０．４μ以下の白色系無機顔料０．３〜５重
量％を含有していることを特徴とする難燃性ポリエステ
ル繊維。

本発明において、リン化合物を共重合又は配合したポリ
エステルは、ジカルボン酸成分とジオール成分及び／又
はヒドロキシカルボン酸成分からポリエステルを製造す
る際にリン化合物を添加することにより得られる。そし
て、ジカルボン酸成分としてはテレフタル酸、ジオール
成分としてはエチレングリコール及び１，４−ブタンジ
オール。

ヒドロキシカルボン酸成分としては４−ヒドロキシ安息
香酸（これらのエステル形成性誘導体を含む。）が好ま
しく用いられる。必要に応じてこれらと共に共重合成分
として、イソフタル酸、５−ナトリウムスルホイソフタ
ル酸、アジピン酸、トリメリット酸、ジエチレングリコ
ール、１．４−シクロヘキサンジメタツール、ペンタエ
リスリトル等を少量併用してもよい。

また、リン化合物としては、リン酸エステル及びその誘
導体、ホスホン酸及びその誘導体、ホスフィン酸及びそ
の誘導体があり、これらは１種又は２種以上併用して使
用することができる。リン酸エステル及びその誘導体の
具体例としては、トリメチルホスフェート、）！Ｊエチ
ルホスフェート。

トリプロピルホスフェート等があり、ホスホン酸及びそ
の誘導体の具体例としては、フェニルホスホン酸、ジメ
チルホスホン酸、ジエチルホスホン酸等があり、ホスフ
ィン酸及びその誘導体の具体例としては、ホスホラン、
９．１０−ジヒドロ−９オキサ−１０−ホスファフェナ
ントレン−１０−オキシドのマレイン酸付加物やイタコ
ン酸付加物等がある。また、ジフェニルホスフィンオキ
シトとｐベンゾキノンとの反応物にエチレンカーボネー
トを付加した化合物等もある。

リン化合物の添加量は、繊維全体に対して、リン原子と
して２０００ｐｐｍ以上となるようにすることが必要で
ある。より好ましくは、リン原子の量が４０００〜２０
０００ｐｐｍ、最適には５０００〜１２０００ｐｐｍと
なるようにするのがよい。リン化合物の添加量が少ない
場合、難燃性が不十分となり、多過ぎる場合には、ポリ
マー価格が高価になると共に、ポリエステル繊維の物性
面に悪影響を及ぼす場合がある。

次に、耐汚染性を付与するために添加する有機蛍光増白
顔料としては、ピレン系、オキサゾール系、クマリン系
、チアゾール系、イミダゾール系。

イミダシロン系、ピラゾール系、ベンチジン系。

ジアミノカルバゾール系、ナフタール系、ジアミノスチ
ルベンジスルホン酸系等の蛍光増白顔料があり、特に、
耐熱性に優れているオキサゾール系蛍光増白顔料が好ま
しい。

有機蛍光増白顔料の添加量は、０．０２〜２重量％とす
る必要がある。この添加量が０．０２重量％未渦の場合
は、洗濯後の汚染防止効果が乏しくなり。

また、２重量％を超える場合には８有機蛍光増白顔料そ
のものの色調が繊維に反映され、黄変等の問題が発生し
好ましくない。

有機蛍光増白顔料をポリエステルに配合する方法として
は、ポリエステルチップを溶融する工程以前でチップに
粉体として添加混合する方法、予め混練機でポリエステ
ルと混練し、高濃度のマスターチップとし、ペースチッ
プと特定の割合で混合する方法等がある。

次に、白色系無機顔料は、リン化合物を共重合又は配合
したポリエステルの耐光性が通常のポリエステルに比較
して若干劣るのをカバーし、また。

耐光性の良好でない有機蛍光増白顔料の効力を長期に維
持するために添加するものである。

そして、白色系無機顔料としては、平均一次粒子径０．
４μ以下、好ましくは０，２μ以下のものが使用される
。平均一次粒子径が０．４μを超えるものでは、耐光性
を向上させる効果が乏しく、また。

粗大粒子では当然のことながら製糸性が低下する。

白色系無機顔料の具体例としては、ＴｉＯ２゜ＺｎＯ，
Ａｆｆ１２０ａ、Ｓ　ＩＯ２，ＺｒＯ７等の酸化物系＝
８セラミックスからなる上記粒子径を有するものが挙げら
れる。

白色系無機顔料の添加量は、０．３〜５重量％とするこ
とが必要である。添加量が、０．３重量％未滴の場合、
紫外線に対するバリアー効果が乏しく。

耐光性が十分改良されず、５重量％を超えると製糸上の
問題（減圧の早期上昇、糸切れ数の増加等）が発生する
ので好ましくない。

白色系無機顔料をポリエステルに配合する方法としては
、これをポリエステルのモノマーやオリゴマー又は重合
原料の中に分散させ９重合時に配合する方法、有機蛍光
増白顔料と同様に混練機でポリエステルと混練し、高濃
度のマスターチップとし、ペースチップと特定の割合で
混合する方法等がある。

リン化合物を共重合又は配合したポリエステルに有機蛍
光増白顔料及び白色系無機顔料を配合した組成物を単独
で紡糸して繊維としてもよいが。

この組成物とポリエチレンテレフタレート、ポリブチレ
ンテレフタレート及びこれらを主体とじたポリエステル
等とを混合紡糸して繊維としてもよい。また、リン化合
物を共重合又は配合したポリエステルと有機蛍光増白顔
料及び白色系無機顔料を配合した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及びこれらを主体
としたポリエステル等とを混合紡糸して繊維としてもよ
い。

なお、繊維の固有粘度が難燃性能や繊維強度に影響を与
えるので、繊維の固有粘度が四塩化エタンとフェノール
の等重量混合溶媒中、２０℃で測定した値で０．４〜１
．２．より好ましくは０．５〜１．１となるようにする
ことが望ましい。繊維の固有粘度が０．４未満となると
強度が低く、後加工性が損なわれると共に、操業性が悪
化する場合がある。また。

繊維の固有粘度が１．２を超えると溶融時の粘性が高く
なるため、燃焼時、溶融落下性が悪化する場合がある。

また、繊維の形状は、丸断面はもとより三角断面、六角
断面、扁平断面、その他特殊な断面形状であってもよく
、用途や使い勝手により長繊維。

短繊維どちらでも選択できる。

（実施例）次に、実施例を挙げて本発明を説明する。

なお、実施例においてポリエステル繊維の特性値等は次
のようにして測定した。

固有粘度〔η〕四塩化エタンとフェノールの等重量混合物を溶媒として
、温度２０．０℃で測定した。

リン原子含有量蛍光Ｘ線法により定量した。

難燃性 ■接炎回数溶融紡糸、延伸して得た長繊維糸又は短繊維を紡績糸と
したものを筒編地にし、その１ｇを長さ１０ｃｍに丸め
て直径１０ｃｍの針金コイル中に挿入し。

４５度の角度に保持して、下端から口径０．６４ｃｍの
ミクロバーナーで点火し、火源を遠ざけて消火した場合
は再び点火を繰り返し、全試料が燃焼し尽くすまでに要
する点火回数を求め、５個の試料についての点火回数の
平均で表す。

■限界酸素指数（ＬＯＩ）ＪＩＳ　Ｋ　７２０１に準拠して測定した。

耐汚染性トリポリリン酸ナトリウム０．３ｇ、　　ラウリルベン
ゼンスルホン酸ナトリウム０．３ｇ、使用済エンジンオ
イル０．５ｇ及び粘土０．５ｇを蒸留水１β中に溶解し
たものを汚染液とする。

１０ｃｍ　Ｘ　１０ｃ＋＋＋の筒編地４枚をサンプルと
して、汚染液２００社中で５０℃×６０分間撹拌しなが
ら、汚染処理を行った。この試料を流水ですすぎ、風乾
した後、家庭用自動洗濯機（東芝社製Ａ１１ｌ−４０Ｓ
Ｌ）を使用し、第一工業製薬社製モノゲンを濃度３　ｇ
　／　Ｒとなるように添加した洗濯液で、４０℃×１０
分間洗濯し、すすぎ−脱水を２回繰り返し、風乾した後
。

日本重色社製Σ８０型色差計でＣ光源を使用し。

試料の色相値Ｌ　ｌ＋　ａ　Ｉｎ　ｂ　＋を測定した。

また、汚染処理を行わずに同一条件で洗濯処理したブラ
ンク試料について同一測定条件で測定し。

色相値り。＋　ａ　Ｏ＋　ｂ　Ｏを求めた。

そして２次式により汚染度を算出した。

ＨＯ＝　１００−　［（１００−Ｌ　Ｏ）　２＋　ａａ
’＋　ｂｏ’］　”２Ｈｌ＝　１００−　［（１０（１
−Ｌ　＋）２＋ａｌ’＋ｂ１２１”２汚染度−ＨｏＨ＋なお、汚染度の数字が高いほど耐汚染性に劣る。

耐光性１０ｃｍＸ　１０ｃｍの筒編地５枚を分散染料液（明放
化学社製分散剤Ｄｉｓｐｅｒ　ＴＬＩ　ｇ／β、硫安２
ｇ／ｌ。

蟻酸０．０１ｇ／Ｃバイエル社製分散染料Ｒｅ５ｏｌ　
１ｎＲｅｄ　ＧＲ３，０％ｏｗｆ）中に入れ、浴比１：
５０で、１３０℃×６０分間染色処理した。

この中の４枚を紫外線透過率が９８％のパイレックスガ
ラス板（イワキ硝子社製、　５０ｃｍ　Ｘ　５０ｃｍ、
厚さ２＋ｎｍ）をカバーとした暴露容器（内部に水が入
らないようにした箱体）の底面に皺がよらないように固
定し、１００日間天日暴露を実施した。他の１枚は冷暗
所に１００日間保存した。冷暗所に保存したサンプルを
対照とし、天日暴露したサンプルとのグレースケール差
を判定した。

そして、平均グレースケール差が１．５級以内のものを
耐光性良好、１．５級を超えるものを耐光性不良とした
。

実施例１〜２．比較例１ポリエチレンテレフタレートにトリエチルホスフェート
を共重合してリン原子含有量が８０００゜４０００及び
１１０００ｐｐのポリエステルを製造するに当たり９重
合段階で平均一次粒径が０．１３μの酸化亜鉛粉末（Ｚ
ｎＯ）を０．５重量％添加し、固有粘度が０．６１．０
．６２及び０．６１の共重合ポリエステルチップＡ、Ｂ
及びＣを得た。これらのチップに有機蛍光増白顔料とし
てイーストマンコダック社製のイーストブライ）ＯＢ−
１を０，１重量％混合してから溶融紡糸した。溶融紡糸
は、孔数２７０の紡糸口金を用い、吐出量１８０ｇ／分
、紡糸温度２９３℃、紡糸速度１０００ｍ　／分で行っ
た。得られた未延伸糸条を１０万デニールのトウとして
、延伸倍率３．４倍で延伸し、１５０℃のヒートドラム
で熱処理してから押込み式クリンパ−で捲縮を付与し、
長さ５１ｍｍに切断して単繊維の繊度が２デニールの短
繊維を得た。

また、これらの短繊維を常法に従い、混打綿。

梳綿、線条、粗紡、精紡の各工程に通し、２０番手の紡
績糸を得た。これらを筒編地として、難燃性。

耐汚染性及び耐光性を測定した。

短繊維の物性値及び難燃性等の試験結果を第１表に示す
。

実施例３．比較例２〜３ジフェニルホスフィンオキシトとｐ−ベンゾキノンとの
反応物１モルにエチレンカーボネート２モルを付加させ
たリン化合物（特開昭１−１７３０号公報参照）を共重
合した。リン原子含有量が１１００００ｐｐで、固有粘
度が０．６２のポリエチレンテレフタレート系共重合ポ
リエステルと、平均一次粒径が０．１３μのＺｎＯを１
重量％練り込んだ固有粘度が０．６７のポリエチレンテ
レフタレートチップにイーストブライ）ＯＢ−１をそれ
ぞれ０．０２，０．４及び６重量％添加混合したものと
を重量比１：１で混合し、孔数２６５の紡糸口金を用い
、吐出量１７４ｇ／分、紡糸温度２９３℃、紡糸速度１
０００ｍ　７分で紡糸した。得られた未延伸糸条を１０
万デニールのトウとして延伸倍率３．０倍で延伸し、１
５０℃のヒートドラムで熱処理してから押込み式クリン
パ−で捲縮を付与し、長さ５１ｍｍに切断して単繊維の
繊度が２デニールの短繊維を得た。

また、これらの短繊維から実施例１と同様にして２０番
手の紡績糸を得た。

この結果、有機蛍光増白顔料の添加量が少ない比較例２
では耐汚染性が著しく劣っており、有機蛍光増白顔料の
添加量が多い比較例３では耐汚染性は良好ではあるが、
繊維の色調が著しく黄ばんでいた。

短繊維の物性値及び難燃性等の試験結果を第２表に示す
。

実施例４．比較例４〜５実施例３で用いた共重合ポリエステルと、平均一次粒径
が０．１３μのＺｎ○をそれぞれ０，４．３．０及び１
２．０重量％練り込んだ固有粘度０．６７、０．６６及
び０．６５のポリエチレンテレフタレートチップにイー
ストブライ）ＯＢ−１を０．２重量％添加混合したもの
とを重量比１：１で混合し、孔数２６５の紡糸口金を用
い、吐出量１７４ｇ／分、紡糸温度２９３℃。

紡糸速度１０００ｍ　７分で紡糸した。得られた未延伸
糸条を１０万デニールのトウとして８延伸倍率３．０倍
で延伸し、１５０℃のヒートドラムで熱処理してから押
込み式リンパ−で捲縮を付与し、長さ５１ｍｍに切断し
て単繊維の繊度が２デニールの短繊維を得た。また、こ
れらの短繊維から実施例１と同様にして２０番手の紡績
糸を得た。

この結果、Ｚｎ○の添加量が少ない比較例４では耐光性
が乏しく、添加量が多い比較例５では紡糸パックの源氏
が激しく、糸切れも多かった。

短繊維の物性値及び難燃性等の試験結果を第３表に示す
。

第３表比較例６実施例３で用いた共重合ポリエステルと、平均一次粒径
が０．４５μのＺｎ○を１重量％練り込んだ固有粘度が
０．６６のポリエチレンテレフタレートチップにイース
トブライト○Ｂ−１を０．２重量％添加混合したものと
を重量比１：１で混合し、孔数２６５の紡糸口金を用い
、吐出量１７４ｇ／分、紡糸温度２９３℃、紡糸速度１
０００ｍ　／分で紡糸した。得られた未延伸糸条を１０
万デニールのトウとして延伸倍率３．０倍で延伸し、１
５０℃のヒートドラムで熱処理してから押込み式クリン
パ−で捲縮を付与し。

長さ５１ｍｍに切断して単繊維の繊度が２デニールの短
繊維を得た。また、この短繊維から実施例１と同様にし
て２０番手の紡績糸を得た。

実施例１と同様に難燃性、耐汚染性、耐光性を評価した
ところ、接炎回数４．５回、　ＬＯＩ値３０．３と難燃
性が良好であり、汚染度３．２４と耐汚染性も良好であ
ったが、耐光性は不良であった。

実施例５実施例３で用いた共重合ポリエステルと、平均一次粒径
が０．１３μのＺｎＯを０．８重量％練り込んだ固有粘
度が１．０８のポリブチレンテレフタレートチップにイ
ーストブライト０Ｂ−１を０．２重量％添加混合したも
のとを重量比１：１で混合し１孔数３６の紡糸口金を用
い、吐出量３５ｇ／分、紡糸温度２９３℃、紡糸速度１
４００ｍ　／分で紡糸し、延伸倍率３．０倍、ヒーター
プレート温度１６０℃で延伸し。

７５ｄ／３６ｆの長繊維糸を得た。

この長繊維糸を筒編地にし、実施例１と同様に難燃性、
耐汚染性、耐光性を評価した。その結果。

接炎回数４．７回、し旧位３１，３と難燃性が良好であ
り。

汚染度３．３３と耐汚染性も良好であり、耐光性も良好
で、難燃カーテン地等に適する素材であった。

（発明の効果）本発明によれば、リン化合物を共重合又は配合したポリ
エステルからなる難燃性繊維に、ポリエステル繊維が有
する性能を損なわずに耐汚染性及び耐光性の性能を付加
したポリエステル繊維を経済的に得ることが可能となる
。

そして９本発明の繊維は、カーペット１　カーテン、座
席シート地等の産業資材用途に幅広く利用することがで
きるものである。

特許出願人　　日本エステル株式会社

Claims

【特許請求の範囲】

（１）リン化合物を共重合又は配合したポリエステルも
しくはこれを含むポリエステルからなる繊維であって、
リン原子を繊維全体に対して２０００ｐｐｍ以上含有す
ると共に、有機蛍光増白顔料０．０２〜２重量％及び平
均一次粒子径が０．４μ以下の白色系無機顔料０．３〜
５重量％を含有していることを特徴とする難燃性ポリエ
ステル繊維。