JPH07258520A - 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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JPH07258520A
JPH07258520A JP7815694A JP7815694A JPH07258520A JP H07258520 A JPH07258520 A JP H07258520A JP 7815694 A JP7815694 A JP 7815694A JP 7815694 A JP7815694 A JP 7815694A JP H07258520 A JPH07258520 A JP H07258520A
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JP
Japan
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polyester
cerium oxide
particles
silica
light
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Application number
JP7815694A
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English (en)
Inventor
Michiko Kuramoto
路子 倉本
Atsuko Ueda
敦子 植田
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Nippon Ester Co Ltd
Original Assignee
Nippon Ester Co Ltd
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 ポリエステルの色調や操業性を悪化させるこ
となく、有機リン化合物を共重合した難燃性ポリエステ
ルの耐光性を向上させる。 【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、酸化
セリウムとシリカ又は酸化セリウムとタルクからなり、
表面が不定形シリカで被覆された平均粒子径0.1〜3.0μ
m の粒子を0.05〜10重量%含有させる。

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化
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、同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。
【0004】また、耐光性ポリエステル繊維として、酸
化セリウム微粒子を配合したものが提案されている (特
開平2−210020号) 。しかし、酸化セリウム微粒子をポ
リエステルに配合すると、ポリエステルの色調を悪化さ
せる(明度を低下させる)という問題があった。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、ポリエステ
ルの色調や操業性を悪化させることなく、有機リン化合
物を共重合した難燃性ポリエステルの耐光性を向上させ
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、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、酸化セリウムとシリカ又は酸化セリウムと
タルクからなり、表面が不定形シリカで被覆された平均
粒子径 0.1〜3.0 μm の粒子を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にある。
【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、無水フ
タル酸、5−ナトリウムスルホイソフタル酸、ナフタレ
ンジカルボン酸、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】2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価の有機基、R4、R6
はエステル形成性基、R7は炭素数3〜24の炭化水素基
を表し、R1とR5は互いに環を形成していてもよく、
(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。
【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有機リン化合物を添加すれば
よい。また、有機リン化合物をテレフタル酸、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酸化セリウムとシリ
カ又は酸化セリウムとタルクからなり、表面が不定形シ
リカで被覆された平均粒子径 0.1〜3.0 μm の粒子(耐
光剤粒子)を0.05〜10重量%含有させる。
【0021】酸化セリウムとシリカ(表面を被覆する不
定形シリカを除く)又はタルクとの割合は、重量比で1
5:85〜50:50とするのが適当である。酸化セリウムの
割合があまり少ないと紫外線を吸収して耐光性を向上さ
せる効果が不十分となり、逆に多すぎるとポリエステル
の明度が低下するという問題がある。
【0022】また、粒子の表面を被覆する不定形シリカ
の量は、粒子の15〜25重量%とするのが好ましい。不定
形シリカの量が多すぎると酸化セリウムによる紫外線吸
収効果が損なわれ、一方、少なすぎると粒子の機械的強
度が低く、また、表面活性が強くなって触媒作用を生じ
たりするため、好ましくない。
【0023】耐光剤粒子は、平均粒子径が 0.1〜3.0 μ
m のものであることが必要であり、0.1 μm 未満のもの
は製造が難しく、コストが嵩むばかりか、ポリエステル
への分散性が悪くなり、一方、3.0 μm を超えるもので
は紫外線吸収効果が低下して耐光性が悪くなったり、ポ
リエステルの色調が悪化したりする。
【0024】このような耐光剤粒子としては、日本無機
化学工業社から「セリガード」の商品名で市販されてい
るものを使用することができる。
【0025】耐光剤粒子の添加量は、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って操業性を
悪化させるばかりか、ポリエステルの色調を悪化させ
る。
【0026】耐光剤粒子は、必要に応じてアニオン活性
剤等の分散剤を使用して、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、予め耐光剤粒子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、耐光剤粒子を含有しないポリ
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。
【0027】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。
【0028】
【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、酸化セリウムを含有した
耐光剤粒子によって紫外線エネルギー吸収され、ラジカ
ルの発生が抑制されるため、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が防止さ
れるものと推定される。また、酸化セリウムとシリカ又
はタルクを併用した粒子とすることで、ポリエステルの
明度を低下させるという酸化セリウム単独粒子の欠点が
抑制される。さらに、酸化セリウムとシリカ又はタルク
とからなる粒子は、表面活性が不安定で、耐光性、耐熱
性が不十分であるが、これを不定形シリカで被覆するこ
とにより、表面が緻密化し、耐光性、耐熱性が向上す
る。
【0029】
【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。 (A)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。 (B)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
ルの構成単位に対するリン原子としての量を示す。) (C)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。 (D)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℃/分で測定した。 (E)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。 (F)強伸度 オリエンティック社製テンシロン UTM-4-100型を用い、
試料長50cm、引張速度50cm/分で測定した。
【0030】なお、実施例及び比較例で使用した「セリ
ガード」は、日本無機化学工業社の商品名で、組成は次
のとおりである。 セリガードT-3018;酸化セリウムとタルクとからなる粒
子の表面を不定形シリカで被覆したもので、酸化セリウ
ム:タルク:不定形シリカの重量比が30:52:18のもの セリガードS-3018;酸化セリウムとシリカとからなる粒
子の表面を不定形シリカで被覆したもので、酸化セリウ
ム:シリカ:不定形シリカの重量比が30:52:18のもの セリガードT-2018;酸化セリウムとタルクとからなる粒
子の表面を不定形シリカで被覆したもので、酸化セリウ
ム:タルク:不定形シリカの重量比が20:62:18のもの セリガードS-2018;酸化セリウムとシリカとからなる粒
子の表面を不定形シリカで被覆したもので、酸化セリウ
ム:シリカ:不定形シリカの重量比が20:62:18のもの
【0031】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及びセリガードT-3018 (平均粒子径
1μm ) 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〕0.61、融点 240℃、ガラス転移点68℃、P
含量 6800ppmであった。このポリエステルを紡糸温度 2
90℃で溶融紡糸し、1400m/分の速度で未延伸糸を巻き
取った。この未延伸糸を延伸機に供給し、80℃で予熱し
た後、温度 150℃のヒートプレートに接触させながら
3.5倍に延伸熱処理して巻き取り、75d/36fのフィラ
メントヤーンを得た。
【0032】比較例1 実施例1と同様にして、重縮合反応時間を短縮して
〔η〕0.43のポリエステルを製造し、製糸した。
【0033】実施例2〜11、比較例2〜9 表1に示した有機リン化合物及び粒子を用いて、実施例
1と同様にして、ポリエステルを製造し、製糸した。
【0034】上記の実施例及び比較例で得られたポリエ
ステル及びヤーンの特性値等を表1に示す。本発明の実
施例では、十分な強伸度特性と優れた耐光性及び難燃性
を有するヤーンが得られたが、比較例では、強伸度特
性、耐光性及び難燃性のいずれかが悪かったり、紡糸性
や色調が悪化したりして満足なヤーンが得られなかっ
た。
【0035】
【表1】
【0036】
【発明の効果】本発明によれば、ポリエステルの色調や
操業性を悪化させることなく、有機リン化合物を共重合
した難燃性ポリエステルの耐光性を向上させることがで
きる。

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、
    酸化セリウムとシリカ又は酸化セリウムとタルクからな
    り、表面が不定形シリカで被覆された平均粒子径 0.1〜
    3.0 μm の粒子を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。
JP7815694A 1994-03-23 1994-03-23 耐光性難燃性ポリエステル組成物 Pending JPH07258520A (ja)

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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB2344596A (en) * 1998-12-09 2000-06-14 Du Pont Flame retarded and UV light stabilised polyester film
JP2005179627A (ja) * 2003-11-28 2005-07-07 Sumitomo Chemical Co Ltd 液晶ポリエステル樹脂組成物
EP1832624A1 (de) 2006-03-09 2007-09-12 Byk-Chemie GmbH Stabilisierung von organischen Polymeren gegenüber freien Radikalen
WO2012023561A1 (ja) * 2010-08-18 2012-02-23 富士フイルム株式会社 樹脂組成物、及び電気電子機器用筐体

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