JPH06322245A - 耐光性難燃性ポリエステル組成物 - Google Patents

耐光性難燃性ポリエステル組成物

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JPH06322245A
JPH06322245A JP13401393A JP13401393A JPH06322245A JP H06322245 A JPH06322245 A JP H06322245A JP 13401393 A JP13401393 A JP 13401393A JP 13401393 A JP13401393 A JP 13401393A JP H06322245 A JPH06322245 A JP H06322245A
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JP
Japan
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polyester
titanium dioxide
flame
compound
light resistance
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Application number
JP13401393A
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English (en)
Inventor
Takeshi Sato
健 佐藤
Atsuko Ueda
敦子 植田
Tetsuo Matsumoto
哲夫 松本
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Nippon Ester Co Ltd
Original Assignee
Nippon Ester Co Ltd
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Publication date
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  • Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
  • Polyesters Or Polycarbonates (AREA)
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 ポリエステルの良好な物性を維持し、かつ、
耐光性の優れた二酸化チタン配合難燃性ポリエステル組
成物を提供する。 【構成】 2官能性有機リン化合物をリン原子含有量が
500ppm以上となるように共重合した極限粘度 0.5以上の
ポリアルキレンテレフタレート系ポリエステルに、表面
がシリカ、アルミナ及びジルコニアから選ばれた1種以
上の化合物で被覆された平均粒子径0.01〜0.15μm の二
酸化チタンを0.05〜10重量%含有させた組成物。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、優れた耐光性を有する
難燃性ポリエステル組成物に関するものである。
【0002】
【従来の技術】ポリエチレンテレフタレートで代表され
るポリエステルは、優れた機械的及び化学的特性を有
し、衣料用、産業用等の繊維のほか、磁気テープ用、写
真用、コンデンサー用等のフィルムあるいはボトル等の
成形物用として広く用いられている。ところで、火災予
防の観点から合成繊維や各種プラスチック製品の難燃性
への要請が強まっており、布団、老人用衣料、子供服、
車両用シート等に難燃ポリエステル繊維が使用され、効
果を上げている。
【0003】従来、ポリエステルに難燃性を付与する試
みは種々なされているが、有機リン化合物を共重合する
方法が最も有効であるとされている (特公昭55− 41610
号、特公昭53− 13479号、特開昭62−172017号、特開平
2−1730号等)。しかし、このような有機リン化合物を
共重合したポリエステルは、通常のポリエステルに比べ
て耐光性が悪く、光照射により色調が悪化するという問
題があった。特に、艶消剤として二酸化チタンを配合す
るとポリエステルの耐光性が一層低下するという問題が
あった。
【0004】また、耐光性艶消ポリエステル組成物とし
て、ポリエステルにマンガン化合物で被覆した二酸化チ
タンの超微粒子を配合したものが提案されている(特願
昭64− 31858号) が、通常のポリエステルに対しては有
効であっても、特に耐光性の劣る有機リン化合物を共重
合したポリエステルに対しては、十分な効果が発揮され
なかった。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、有機リン化
合物を共重合した二酸化チタン配合難燃性ポリエステル
の耐光性を向上させ、耐光性の優れた難燃性ポリエステ
ル組成物を提供しようとするものである。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記課題を解
決するもので、その要旨は次のとおりである。2官能性
有機リン化合物をリン原子含有量が500ppm以上となるよ
うに共重合した極限粘度 0.5以上のポリアルキレンテレ
フタレート系ポリエステルに、表面がシリカ、アルミナ
及びジルコニアから選ばれた1種以上の化合物で被覆さ
れた平均粒子径0.01〜0.15μm の二酸化チタンを0.05〜
10重量%含有させた耐光性難燃性ポリエステル組成物。
【0007】以下、本発明について詳細に説明する。本
発明におけるポリアルキレンテレフタレートとしては、
ポリエチレンテレフタレート及びポリブチレンテレフタ
レートが好ましく用いられるが、イソフタル酸、5−ナ
トリウムスルホイソフタル酸、ジエチレングリコール、
プロピレングリコール、1,4−シクロヘキサンジメタノ
ール、ペンタエリスリトール、4−ヒドロキシ安息香
酸、ε−カプロラクトン等を少量共重合成分として含有
するものでもよい。
【0008】二官能性有機リン化合物としては、下記式
(a)〜(d) で表されるような化合物が挙げられる。
【0009】
【化1】
【0010】〔式中、R1、R5は炭素数1〜18の炭化水
素基、R2、R3は炭素数1〜18の炭化水素基又は水素原
子、A1は2価の有機基、A2は3価の有機残基、R4
6はエステル形成性基、R7は炭素数1〜18の炭化水素
基を表し、R1とR2、R1とR5及びR1とR7は互いに環
を形成していてもよい。なお、(c)及び (d)の化合物は
酸無水物となっていてもよい。〕
【0011】式 (a)の化合物の好ましい具体例として
は、フェニルホスホン酸ジメチル、フェニルホスホン酸
ジフェニル等が挙げられる。
【0012】式 (b)の化合物の好ましい具体例として
は、(2−カルボキシルエチル)メチルホスフィン酸、
(2−カルボキシルエチル)フェニルホスフィン酸、
(2−メトキシカルボキシルエチル)フェニルホスフィ
ン酸メチル、(4−メトキシカルボニルフェニル)フェ
ニルホスフィン酸メチル、〔2−(β−ヒドロキシエト
キシカルボニル) エチル〕メチルホスフィン酸のエチレ
ングリコールエステル等が挙げられる。
【0013】式 (c)の化合物の好ましい具体例として
は、次の化合物が挙げられる。
【0014】
【化2】
【0015】式 (d)の化合物の好ましい具体例として
は、次の化合物が挙げられる。
【0016】
【化3】
【0017】上記のような有機リン化合物は、常法によ
ってポリエステルを製造する際に添加して共重合され
る。すなわち、テレフタル酸又はテレフタル酸ジメチル
とアルキレングリコールとからエステル化又はエステル
交換反応及び重縮合反応によりポリエステルを製造する
際に、エステル化又はエステル交換反応から重縮合反応
の初期までの任意の段階で添加することができる。ま
た、テレフタル酸、イソフタル酸等の酸成分と反応させ
たモノマー、オリゴマー又はポリマーの形にして添加し
てもよい。
【0018】有機リン化合物の添加量は、ポリエステル
中でリン原子として500ppm以上、好ましくは1000〜5000
0ppm、最適には2000〜15000ppmの含有量となるようにす
ることが必要である。有機リン化合物の量が500ppm未満
では、ポリエステルの難燃性が不十分であり、あまり多
くすると得られるポリエステルの物理的性質が損なわれ
る等、ポリエステルの物性上問題が生ずることがある。
【0019】また、実用に供することのできる強度の繊
維とするためには、ポリエステルの極限粘度が 0.5以上
となるようにする必要がある。
【0020】本発明においては、上記のような有機リン
化合物を共重合したポリエステルに表面がシリカ、アル
ミナ及びジルコニアから選ばれた1種以上の化合物で被
覆された平均粒子径0.01〜0.15μm の二酸化チタン(超
微粒子二酸化チタン)を0.05〜10重量%含有させる。
【0021】二酸化チタンの表面を被覆する化合物は、
好ましくはシリカ単独又はシリカとアルミナあるいはジ
ルコニアとアルミナの組合せがよい。そして、表面被覆
化合物と二酸化チタンとの割合は、重量比で60:40〜1
0:90とするのが好ましい。
【0022】二酸化チタンは、平均粒子径が0.01〜0.15
μm のものであることが必要であり、0.01μm 未満のも
のは製造が難しく、コストがかかるばかりか、ポリエス
テルへの分散性が悪くなり、一方、0.15μm を超えるも
のでは紫外線吸収性が低下して耐光性が悪くなる。
【0023】また、超微粒子二酸化チタンの添加量は、
ポリエステルに対し、0.05〜10重量%とすることが必要
である。この添加量が0.05重量%未満であると優れた耐
光性が得られず、10重量%を超えると粒子が凝集しやす
くなるばかりか、ポリエステルの色調を悪化させる。
【0024】超微粒子二酸化チタンは、エチレングリコ
ールに分散させてポリエステルの合成時に添加するのが
好ましい。また、予め超微粒子二酸化チタンを多量に含
有したポリエステル(マスターバッチ)を調製し、超微
粒子二酸化チタンを含有しないポリエステルに添加して
紡糸又は成形する方法を採用してもよい。
【0025】本発明のポリエステル組成物は、車両用シ
ート又はカーシート等特に耐光性を必要とする難燃性繊
維の製造に適しており、有機リン化合物を多量に含有し
たものはポリエステルに対する難燃剤として用いること
もできる。
【0026】
【作用】本発明のポリエステル組成物が、優れた耐光性
を示す理由は明かではないが、有機リン化合物を共重合
したポリエステルが紫外線を吸収して劣化するのを、シ
リカ等で被覆した超微粒子二酸化チタンによって吸収し
た紫外線エネルギーが、−OHやO2 に対してラジカル
を発生させる働きを抑制し、光活性を低下させるためと
推定される。
【0027】
【実施例】次に、実施例により本発明を具体的に説明す
る。なお、実施例においてポリエステルの特性値は、次
のようにして測定した。 極限粘度〔η〕 フェノールと四塩化エタンとの等重量混合物を溶媒とし
て、温度20.0℃で測定した溶液粘度から求めた値であ
る。 リン原子含有量(P含量) 蛍光X線法により定量した。(「P含量」はポリエステ
ルの構成単位に対スるリン原子としての量を示す。) 難燃性 常法に従って紡糸、延伸して得た糸を筒編地にし、その
1gを長さ10.0cmに丸めて直径10.0mmの針金コイル中に
挿入し、45度の角度に保持して、下端からミクロバーナ
ー(口径0.64mm)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
の平均値(接炎回数)を求めて評価した。 融点及びガラス転移点 示差走査熱量計(パーキンエルマー社製 DSC−2型)を
用いて、昇温速度20℃/minで測定した。 耐光性 JIS L-0841-74 に準じて染色耐光堅牢度を測定して評価
した。
【0028】実施例1 テレフタル酸とエチレングリコールとのエステル化反応
物57kg、前記(イ)のリン化合物のエチレングリコール
50重量溶液11kg及びタイオキサイド社製二酸化チタンUF
01(表面がシリカで被覆され、平均粒子径が 0.018μm
で、TiO2とシリカの割合が53.3:46.7の超微粒子二酸
化チタン)のエチレングリコール10重量%溶液12kgを重
縮合反応器に仕込み、触媒として酸成分1モルに対して
2×10-4モルのジメチルスズマレエートを加え、 280
℃、 1.3トルの条件で 時間重縮合反応を行った。得ら
れたポリエステルは、有機リン化合物の共重合量が4.25
モル%で、〔η〕0.67、融点 240℃、ガラス転移点68
℃、P含量 6700ppmであった。このポリエステルを紡糸
温度 290℃で溶融紡糸し、4250m/分の速度で引き取
り、引き続き温度90℃のヒートプレートに接触させなが
ら 1.3倍に延伸熱処理して巻取り、75d/36fのフィラ
メントヤーンを得た。得られたヤーンは、強度 4.8g/
d、伸度33%、耐光性4級、接炎回数 4.2回であり、十
分な強伸度特性と優れた耐光性及び難燃性を有してい
た。なお、同様にして、重縮合反応の時間を短縮して
〔η〕0.41のポリエステルを製造し、製糸したところ、
得られたヤーンは、強度が 3.2g/dと低く、実用に供
し得なかった。
【0029】実施例2〜11、比較例1〜7 有機リン化合物及び超微粒子二酸化チタンの種類及び添
加量を変えて、実施例1と同様にして、ポリエステルを
製造し、製糸した。得られたポリエステル及びヤーンの
特性値等を表1に示す。
【0030】
【表1】
【0031】
【発明の効果】本発明によれば、ポリエステルの優れた
物性を損なうことなく、耐光性の良好な二酸化チタン配
合難燃性ポリエステル組成物を得ることが可能となる。
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成6年3月16日
【手続補正1】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0004
【補正方法】変更
【補正内容】
【0004】 また、耐光性艶消ポリエステル組成物と
して、ポリエステルにマンガン化合物で被覆した二酸化
チタンの超微粒子を配合したものが提案されている(
開昭64− 31858号) が、通常のポリエステルに対しては
有効であっても、特に耐光性の劣る有機リン化合物を共
重合したポリエステルに対しては、十分な効果が発揮さ
れなかった。
【手続補正2】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0008
【補正方法】変更
【補正内容】
【0008】 官能性有機リン化合物としては、下記
式 (a)〜(d) で表されるような化合物が挙げられる。
【手続補正3】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0010
【補正方法】変更
【補正内容】
【0010】 〔式中、R1 、R5 は炭素数1〜18の炭
化水素基、R2 、R3 は炭素数1〜18の炭化水素基又は
水素原子、A1 は2価の有機基、A2 は3価の有機基
4 、R6 はエステル形成性基、R7 は炭素数1〜18の
炭化水素基を表し、R1 とR2 、R1 とR5 及びR1
7 は互いに環を形成していてもよい。なお、 (c)及び
(d)の化合物は酸無水物となっていてもよい。〕
【手続補正4】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0012
【補正方法】変更
【補正内容】
【0012】 式 (b)の化合物の好ましい具体例として
は、(2−カルボキシルエチル)メチルホスフィン酸、
(2−カルボキシルエチル)フェニルホスフィン酸、
(2−メトキシカルボニルエチル)フェニルホスフィン
酸メチル、(4−メトキシカルボニルフェニル)フェニ
ルホスフィン酸メチル、〔2−(β−ヒドロキシエトキ
シカルボニル) エチル〕メチルホスフィン酸のエチレン
グリコールエステル等が挙げられる。
【手続補正5】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0027
【補正方法】変更
【補正内容】
【0027】
【実施例】次に、実施例により本発明を具体的に説明す
る。なお、実施例においてポリエステルの特性値は、次
のようにして測定した。 極限粘度〔η〕 フェノールと四塩化エタンと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(P含量) 蛍光X線法により定量した。(「P含量」はポリエステ
ルの構成単位に対るリン原子としての量を示す。) 難燃性 常法に従って紡糸、延伸して得た糸を筒編地にし、その
1gを長さ10.0cmに丸めて直径10.0mmの針金コイル中に
挿入し、45度の角度に保持して、下端からミクロバーナ
ー(口径0.64mm)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
の平均値(接炎回数)を求めて評価した。 融点及びガラス転移点 示差走査熱量計(パーキンエルマー社製 DSC−2型)を
用いて、昇温速度20℃/minで測定した。 耐光性 JIS L-0841-74 に準じて染色耐光堅牢度を測定して評価
した。
【手続補正6】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0028
【補正方法】変更
【補正内容】
【0028】 実施例1 テレフタル酸とエチレングリコールとのエステル化反応
物57kg、前記(イ)の有機リン化合物のエチレングリコ
ール50重量溶液11kg及びタイオキサイド社製二酸化チタ
ンUF01(表面がシリカで被覆され、平均粒子径が 0.018
μm で、TiO2とシリカの割合が53.3:46.7の超微粒子
二酸化チタン)のエチレングリコール10重量%溶液12kg
を重縮合反応器に仕込み、触媒として酸成分1モルに対
して2×10-4モルのジメチルスズマレエートを加え、 2
80℃、 1.3トルの条件で4時間重縮合反応を行った。得
られたポリエステルは、有機リン化合物の共重合量が4.
25モル%で、〔η〕0.67、融点 240℃、ガラス転移点68
℃、P含量 6700ppmであった。このポリエステルを紡糸
温度 290℃で溶融紡糸し、4250m/分の速度で引き取
り、引き続き温度90℃のヒートプレートに接触させなが
ら 1.3倍に延伸熱処理して巻取り、75d/36fのフィラ
メントヤーンを得た。得られたヤーンは、強度 4.8g/
d、伸度33%、耐光性4級、接炎回数 4.2回であり、十
分な強伸度特性と優れた耐光性及び難燃性を有してい
た。なお、同様にして、重縮合反応の時間を短縮して
〔η〕0.41のポリエステルを製造し、製糸したところ、
得られたヤーンは、強度が 3.2g/dと低く、実用に供
し得なかった。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 2官能性有機リン化合物をリン原子含有
    量が500ppm以上となるように共重合した極限粘度 0.5以
    上のポリアルキレンテレフタレート系ポリエステルに、
    表面がシリカ、アルミナ及びジルコニアから選ばれた1
    種以上の化合物で被覆された平均粒子径0.01〜0.15μm
    の二酸化チタンを0.05〜10重量%含有させた耐光性難燃
    性ポリエステル組成物。
JP13401393A 1993-05-11 1993-05-11 耐光性難燃性ポリエステル組成物 Pending JPH06322245A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100737977B1 (ko) * 2006-03-20 2007-07-13 주식회사 새 한 난연성 폴리에스테르 섬유 및 그 제조방법
CN104231563A (zh) * 2013-06-19 2014-12-24 东丽纤维研究所(中国)有限公司 一种难燃聚酯薄膜及其生产方法

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