JPH08209446A - 繊維用ポリエステル樹脂組成物およびそれからなる繊維 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【構成】 (1) 官能基を側鎖に有するシリコーンオイル
を４重量％以下含有し、かつ燃焼時に溶融滴下しない繊
維用ポリエステル樹脂組成物。 (2) 上記ポリエステル樹脂組成物からなる繊維。 【効果】 本発明のポリエステル樹脂組成物およびその
樹脂組成物からなる繊維は、燃焼時の溶融滴下を生じな
いばかりか自己消火する耐炎性を有する。衣服の着火燃
焼および溶融による身体の火傷、滴下した火による火傷
や周辺への延焼なども防止できる。また燃焼時に有毒ガ
スも発生せず、力学的特性も良好である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は燃焼時に溶融滴下しない
耐炎性に優れたポリエステル樹脂組成物およびそれから
なる繊維に関する。

【０００２】

【従来の技術】ポリエステル繊維は、衣料やカーペッ
ト、カーテン、車両用座席シートなど広くに使用されて
いる。ところで、近年ポリエステル繊維製品は火災予防
の観点から耐炎化への要望は強まっている。その耐炎化
についてはこれまで種々提案されているが、それらの提
案は概ね下記〜に大別できる。 ．無機系の難燃剤を添加したもの ．ハロゲン系の難燃剤を、添加するかあるいは紡糸後
の後加工で付与したもの ．リン系の難燃剤を添加またはポリエステルに共重合
したもの（特開昭５０−５６４８８号公報） しかし、これらの耐炎化手段は、製糸性の低下、力学的
特性の低下、燃焼時の有毒ガス発生、繊維製品の風合硬
化および耐炎効果の洗濯耐久性の不良等の欠点があっ
た。また消火機構がすべて燃焼時の溶融滴下によるもの
であるため、繊維の溶融によって火傷したり、着火部の
火は消えても滴下した溶融物で火傷をしたり、周辺に延
焼したりする等、未だに未解決の諸問題があった。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は上記し
た従来技術の諸問題を解消し、ポリエステルの力学的特
性を低下させず、かつ燃焼時に溶融滴下しない優れた耐
炎性を有する繊維用ポリエステル樹脂組成物およびそれ
からなる繊維を提供することにある。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明の上記目的は、 （１）官能基を側鎖に有するシリコーンオイルを４重量
％以下含有し、かつ燃焼時に溶融滴下しないことを特徴
とする繊維用ポリエステル樹脂組成物。 （２）上記繊維用ポリエステル樹脂組成物からなる繊
維。によって達成できる。

【０００５】また本発明のポリエステル樹脂組成物は、
繊維製品の燃焼時に溶融滴下しないことが重要である。
繊維製品の燃焼時に溶融滴下が生じると、前述したよう
に繊維の溶融によって火傷をしたり、着火部の火は消え
たとしても滴下した溶融物で火傷をしたり、さらに周辺
に延焼する等の諸問題がある。

【０００６】すなわち、まず本発明のポリエステル樹脂
組成物を構成するポリエステルは、ポリエチレンテレフ
タレート、あるいはそれを主成分とした線状なものであ
る。このポリエステルには、共重合成分として、イソフ
タル酸、２，６−ナフタレンジカルボン酸、５−ナトリ
ウムスルホイソフタル酸、アジピン酸、セバシン酸、テ
トラデカン二酸、エイコサン二酸、ダイマー酸、１，４
−シクロヘキサンジカルボン酸などのジカルボン酸成
分、１，４−ブタンジオール、１，６−ヘキサンジオー
ル、ビスフェノールＡまたはそのエチレンオキサイド付
加物、ビスフェノールＳまたはそのエチレンオキサイド
付加物、１，４−シクロヘキサンジメタノール、ジエチ
レングリコール、ポリエチレングリコール、ポリプロピ
レングリコール、ポリブチレングリコールなどのジオー
ル成分、パラオキシ安息香酸、ε−カプロラクトンなど
のオキシカルボン酸成分などの２官能性成分が例示でき
る。これらの共重合成分は１５モル％以下が好ましい。
またトリメリット酸、ペンタエリスリトールなどの多官
能性成分を、得られるポリエステルが実質的に線状を保
つ範囲量で共重合とすることもできる。

【０００７】次に、本発明における官能基を側鎖に有す
るシリコーンオイルは、実質的に直鎖状のジメチルポリ
シロキサン、ジフェニルポリシロキサン、メチルフェニ
ルポリシロキサンなどジ置換ポリシロキサンを基本とす
る構造で、その側鎖にポリエステルと反応性のある官能
基、例えば水酸基（ヒドロキシル基、フェノール基）、
カルボキシル基、チオール基、エポキシ基、アミノ基、
ビニル基、（メタ）アクリル基、アルコキシシリル基な
ど、これらのいずれかまたは複数を炭化水素を介して有
するものである。これらの官能基のうち、ポリマの溶融
粘度が大巾に低下しない好ましい官能基は、水酸基（ヒ
ドロキシル基、フェノール基）、カルボキシル基、エポ
キシ基、ビニル基、（メタ）アクリル基などである。こ
れらの官能基をもたないシリコーンオイルは、燃焼時に
溶融滴下するため、本発明の目的が達成できない。な
お、側鎖に上記官能基を有するシリコーンオイルは、更
にこれらの官能基を片末端あるいは両末端に有するもの
でもよい。また上記官能基と共に、必要に応じてポリエ
ステルと非反応性の変性有機官能基であるポリエーテル
基、アルキル基、アリール基、高級脂肪酸エステル基、
弗素含有アルキル基などを末端あるいは側鎖に含有させ
ることもできる。

【０００８】本発明における上記シリコーンオイルの含
有量は、ポリエステル繊維の強度保持、および製糸性の
点で、ポリエステルに４重量％以下が必要であり、好ま
しくは０．０２〜２．５重量％である。

【０００９】なお、このポリエステル繊維の燃焼時の溶
融滴下の有無は例えばＪＩＳ Ｌ−１０９１ Ｄ法（４
５度コイル法）にて評価できる。

【００１０】上記シリコーンオイルはポリエステルの重
合終了段階で混合し、最終的なポリエステル中にシリコ
ーンオイルを未反応のままの状態で存在させておくこと
により燃焼時に溶融滴下を防止できる。その理由は明ら
かではないが、繊維製品が燃焼するとき、本来シリコー
ンオイルがもつ自己消火性に加えて、ポリエステルがシ
リコーンオイルと反応することで溶融滴下を防止するも
のと推定される。重合を終える前にポリエステルに混合
するとポリエステルと反応してポリエステル繊維中で実
質的に官能基がなくなってしまうため側鎖に官能基のな
いシリコーンオイルと同様に特開昭６１−２６６６１４
号公報のように逆に燃焼時に溶融滴下を促進させたり、
そればかりかポリエステルとシリコーンオイルの架橋構
造が生じて製糸性を著しく低下させる等、新たな問題が
生じるようになる。

【００１１】このシリコーンオイルの官能基の存在量は
ポリエステル中に０．１モル／ｔ以上が好ましく、０．
３モル／ｔ以上がより好ましい。なお、シリコーンオイ
ルを重合終了段階のポリエステルに混合した場合でも、
官能基の種類によっては、シリコーンオイルの混合時あ
るいは製糸時などポリエステルの溶融段階でエステル交
換反応が生起し、一部ポリマ鎖に取り込まれることがあ
るが、官能基をもつシリコーンオイルの大半はポリエス
テル中に未反応のままの状態で残るため、ポリエステル
樹脂組成物の段階で上記範囲内の存在量とすればよい。

【００１２】本発明のポリエステル樹脂組成物には、さ
らに一般に使用されるハロゲン系、無機系、リン系など
の難燃剤を共重合、ブレンド、糸の後処理法などの方法
により共存させたり、前期難燃剤を含有しシリコーンオ
イルを含有しない他のポリエステルを一成分とし、本発
明のシリコーンオイルを含有するポリエステル樹脂組成
分を他成分として、複合紡糸延伸混繊したりあるいはス
テープルとする場合は混合紡績などして多成分繊維構造
物とすれば、繊維製品の耐炎効果をより高めることがで
きる。なお、その中でも燃焼時の有毒ガス発生、製糸性
の観点から有機リン化合物系難燃剤が好ましく、しかも
製品の風合、耐炎効果の洗濯耐久性等の観点からポリエ
ステルに共重合できるものが好ましく、さらに高分子量
化が可能な二官能性の有機リン化合物がより好ましい。
この有機リン化合物のポリエステル中の含有量はリン原
子量として好ましくは１０００ppm 以上、よりに好まし
くは３０００ppm 以上、最も好ましくは５０００〜３０
０００ppm である。

【００１３】上記二官能性の有機リン化合物としては下
記一般式１〜４で表される構造単位を有する化合物が例
示できる。

【化２】

【化３】

【化４】

【化５】 これらの二官能性有機リン化合物のうち、下記〜の
観点から式４の構造単位を有する有機リン化合物が最も
好ましく使用できる。 ．リン原子として含有率が高くてリン化合物の配合量
が少なくて済み、ポリエステル樹脂組成物ないし繊維の
力学的性質低下が押さえられる ．重合時の揮発によるロスが小さく、配合量に対し実
際共重合される比率が高い ．良好に重合が進行し、極限粘度の頭打ちがない この有機リン化合物の最も好ましい具体例としては、
（２−カルボキシエチル）メチルホスフィン酸、（２−
カルボキシエチル）フェニルホスフィン酸、あるいはそ
れらの環状無水物、エチレングリコール付加物などの誘
導体を挙げることができる。

【００１４】なお、本発明のポリエステル樹脂組成物に
は、さらに本発明の目的を逸脱しない範囲で、ヒンダー
トフェノール系、アミン系、ホスファイト系、チオエス
テル系などの酸化防止剤、ベンゾトリアゾール系、ベン
ゾフェノン系、シアノアクリレート系などの紫外線吸収
剤、赤外線吸収剤などの安定剤、シアニン系、スチルベ
ン系、フタロシアニン系、アントラキノン系、ペリノン
系、キナクリドン系、イソインドリノン系、クノフタロ
ン系などの有機顔料、無機顔料、蛍光増白剤、炭酸カル
シウム、シリカ、酸化チタン、架橋ポリスチレンなどの
粒子、抗菌剤、制電剤などの添加剤を重合時に添加す
る、あるいは重合後のポリエステルに混合する等して用
いることができる。

【００１５】本発明のポリエステル樹脂組成物からなる
ポリエステル繊維を得るためには、 ．ポリエステルに上記シリコーンオイルの所定量を混
合し、一旦チップ化した後、製糸する。 ．ポリエステルに上記シリコーンオイルの所定量を混
合しながら、直接製糸する。 ．ポリエステルに上記シリコーンオイルの所定量を混
合した後チップ化し、それをマスターポリマとして通常
のポリエステルチップ（上記シリコーンオイル不含有）
とのチップブレンドで希釈しながら製糸する。 ．〜で得た本発明のポリエステル樹脂組成物を一
成分とし、本発明のシリコーンオイルを含有しない他の
ポリエステルを他成分として複合紡糸、延伸混繊した
り、あるいはステープルとする場合には混合紡績などに
より多成分繊維構造物とする。（この多成分繊維構造物
において、上記シリコーンオイルの官能基量は構造物全
体として上記官能基の範囲量とすればよい。）など、い
ずれの方法も採用できる。

【００１６】なお、この際の繊維断面は通常の丸断面の
他、三角・四角・多角・偏平・中空断面などの異形断面
とすることもできる。また、製糸においては、紡出糸条
を一旦巻き取った後延伸する、紡出糸条を巻き取ること
なく延伸する、あるいは高速紡糸する等、いずれの方法
でも採用することができる。

【００１７】なお、本発明のポリエステル繊維は、繊維
の後加工段階でリン系、ブロム系などの難燃剤、染料や
前記顔料などの着色剤、前記紫外線吸収剤、撥水剤、防
カビ剤、消臭剤、抗菌剤および制電剤等を必要に応じて
付与することができる。

【００１８】

【実施例】以下、実施例を挙げて本発明を具体的に説明
する。 ＜ポリエステルの重合方法＞テレフタル酸１００重量部
およびエチレングリコール４５重量部を窒素ガス雰囲気
下昇温しながら反応させた後、リン酸トリメチルを０．
０５重量部、三酸化アンチモンおよび酢酸コバルトをそ
れぞれ０．０４重量部、０．０１重量部を添加し、徐々
に減圧度および温度を高めて重合を終了して極限粘度が
０．７２ｄｌ／ｇのポリエチレンテレフタレート（Ａ）
を得た。

【００１９】ポリエチレンテレフタレート（Ｂ）はエス
テル化反応後、下記リン化合物３．５重量部を含むエチ
レングリコール溶液を仕込んだ以外は、（Ａ）と同様に
して重合した。極限粘度は０．７１ｄｌ／ｇであり、リ
ン含有量は６１００ppm であった。

【００２０】

【化６】 ポリエチレンテレフタレート（Ｃ）は下記リン化合物に
エチレングリコールを等モル反応させたもの７．９重量
部とした以外は、（Ｂ）と同様にして重合した。極限粘
度は０．７１ｄｌ／ｇであり、リン含有量は７６００pp
m であった。

【００２１】

【化７】 ポリエチレンテレフタレート（Ｄ）は重合触媒添加後
に、側鎖にヒドロキシル基を有するシリコーンオイル
（信越化学工業製、Ｘ−２２−４０１５）を４．０重量
部添加した以外は、（Ａ）と同様にして重合した。極限
粘度は０．６９ｄｌ／ｇであった。

【００２２】ポリエチレンテレフタレート（Ｅ）は
（Ｄ）と同様にしてシリコーンオイル（Ｘ−２２−４０
１５）を１．０重量部添加した以外は、（Ｂ）と同様に
して重合した。極限粘度は０．６８ｄｌ／ｇであり、リ
ン含有量は６０００ppm であった。

【００２３】＜ポリエステルおよびポリエステル繊維の
評価方法＞ Ａ．ポリエステルの極限粘度はｏ−クロロフェノールに
溶解し、２５℃で測定した。 Ｂ．ポリエステル中のリン含有量、シリコーン含有量
は、蛍光Ｘ線法により求めた。 Ｃ．ポリエステル中のシリコーンオイルの官能基の存在
量は、ポリエステルのまま、あるいはポリエステルから
シリコーンオイルを抽出してから、それぞれ官能基滴量
法により求めた。 Ｄ．延伸糸の強度・伸度は常法によりテンシロンで測定
した。 Ｅ．耐炎性は、ＪＩＳ Ｌ−１０９１ Ｄ法（４５度コ
イル法）による接炎回数（３回以上が合格、ｎ＝５）と
その消火時の溶融滴下防止性で評価した。 なお、後者は下記の４段階で示した。 ◎：溶融滴下せず筒編み地の原形を止めて炭化した ○：溶融滴下はしなかったが、筒編み地の原形を止めな
かった △：５サンプルのうち１個だけ溶融滴下した ×：５サンプルのうち２個以上溶融滴下した

【００２４】実施例１ ２６０℃に設定した東芝機械社製一軸押出機において、
ポリエチレンテレフタレート（Ａ）のチップを溶融した
状態で、側鎖にヒドロキシル基を有するシリコーンオイ
ル（信越化学工業製、Ｘ−２２−４０１５）を３．５重
量部添加して混合した。これを、孔径０．１７mmの１８
ホール口金、１００メッシュサンドおよび絶対濾過径が
１０μｍのステンレス製不織布フィルターを用い、紡糸
温度３００℃、３５cmの保温ゾーン、５０cmの冷却ゾー
ンを通過させ、冷却ゾーン直後に油剤を付与して、５０
デニール１８フィラメントの糸条を、紡糸速度１５００
ｍ／分で引き取った。続いて延伸糸の残留伸度が３５％
程度となる延伸倍率、８５℃ホットロール、１５０℃熱
板を用いることにより延伸糸を得た。この延伸糸の極限
粘度は０．６６ｄｌ／ｇであった。ポリエステル中のシ
リコーンオイルの含有量、官能基の存在量、繊維の強度
・伸度および耐炎性を表１に示すが、燃焼時の溶融滴下
は全く生じなかった。

【００２５】

【表１】 実施例２、比較例１ それぞれ表１に示すようなシリコーンオイルを使用した
以外は、実施例１と同様にしてポリエステルチップおよ
び延伸糸を得た。その結果を表１に示すが、官能基がな
いシリコーンオイルでは燃焼時に溶融滴下した。

【００２６】実施例３〜７ ポリエチレンテレフタレート（Ｂ）を用いて、それぞれ
表１に示すようなシリコーンオイル（実施例５はプロピ
レンオキサイドタイプのエポキシ基、実施例６および７
はシクロヘキサンオキサイドタイプのエポキシ基で、後
者の方が側鎖のエポキシ当量が高い）を添加混合した以
外は、実施例１と同様にして、ポリエステルチップおよ
び延伸糸を得た。その結果を表１に示すが、いずれも燃
焼時の溶融滴下は皆無であり、また良好な力学的性質を
示した。

【００２７】比較例２、３ それぞれポリエチレンテレフタレート（Ｄ）、（Ｅ）を
そのまま製糸した以外は、実施例１と同様にして延伸糸
を得た。その結果を表１に示すが、官能基を有するシリ
コーンオイルであっても比較例２では製糸性が悪く、比
較例３では製糸はできたものの燃焼時に溶融滴下した。

【００２８】実施例８〜１２、比較例４、５ ポリエチレンテレフタレート（Ｃ）に、実施例６で使用
した側鎖にエポキシ基を有するシリコーンオイル（信越
化学工業製、ＫＦ−１０２）を混合させる（比較例４、
実施例１１）か、あるいはそれをマスターポリエステル
として製糸時に希釈ブレンド（実施例８〜１０、１２、
比較例５）して表１に示す量含有させた以外は、実施例
１と同様にしてポリエステルチップおよび延伸糸を得
た。その結果を表１に示すが、シリコーンオイル含有量
の増大に伴い強度の低下傾向があり、またシリコーンオ
イル含有量および官能基存在量が少なくなると、燃焼時
の溶融滴下防止性が劣るようになる。

【００２９】実施例１３ 実施例２で使用した側鎖にカルボキシル基を有するシリ
コーンオイルを３．２重量％含有するポリエステルチッ
プ、ポリエチレンテレフタレート（Ｃ）をそれぞれ鞘、
芯成分として１：１の重量比で複合紡糸・延伸した以外
は、実施例１と同様にしてポリエステルチップおよび延
伸糸を得た。その結果を表１に示すが、燃焼時の溶融滴
下は皆無であった。

【００３０】実施例１４ 実施例２の５０デニール１８フィラメント糸とポリエチ
レンテレフタレート（Ｃ）からなる５０デニール１８フ
ィラメント糸を、延伸時に分糸、合糸して混繊糸（５０
デニール１８フィラメント）を得た。その結果を表１に
示すが、燃焼時の溶融滴下は全く生じなかった。

【００３１】

【発明の効果】本発明のポリエステル樹脂組成物および
それからなる繊維は、燃焼時の溶融滴下が生じないばか
りか消火する耐炎性を有している。このため実際に例え
ば衣料として着用した場合、衣服の着火燃焼およびこれ
に伴う身体の火傷が防止できる。また滴下した溶融物で
身体が火傷をしたり、周辺への延焼等も防止できる。さ
らに燃焼時に有毒ガスも発生しないばかりか、製糸性お
よび繊維製品の風合い共に良好である。

【００３２】ユニホーム、作業服、幼児、老人などの寝
間着をはじめとした衣料ばかりでなく、カーペット、カ
ーテン、車両用座席シート、フトン綿、テントなどにも
適用できる。

【００３３】また、本発明のポリエステル樹脂組成物お
よびそれからなる繊維は特定のシリコーンオイルをごく
わずかな添加のみで良好な効果を示すため、繊維の力学
的性質低下やコストアップも押えられる等、本発明の効
果は顕著である。

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 官能基を側鎖に有するシリコーンオイル
   を４重量％以下含有し、かつ燃焼時に溶融滴下しないこ
   とを特徴とする繊維用ポリエステル樹脂組成物。
2. 【請求項２】 シリコーンオイルの側鎖に有する官能基
   がポリエステル中に０．１モル／ｔ以上存在することを
   特徴とする請求項１記載の繊維用ポリエステル樹脂組成
   物。
3. 【請求項３】 ポリエステルが二官能性の有機リン化合
   物をリン原子量で１０００ppm 以上共重合していること
   を特徴とする請求項１または２記載の繊維用ポリエステ
   ル樹脂組成物。
4. 【請求項４】 二官能性の有機リン化合物が下記一般式
   で表される構造単位を有することを特徴とする請求項３
   記載の繊維用ポリエステル樹脂組成物。 【化１】
5. 【請求項５】 シリコーンオイルを０．０２〜２．５重
   量％含有することを特徴とする請求項１〜４のいずれか
   １項に記載の繊維用ポリエステル樹脂組成物。
6. 【請求項６】 シリコーンオイルの側鎖に有する官能基
   がポリエステル中に０．３モル／ｔ以上存在することを
   特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の繊維用
   ポリエステル樹脂組成物。
7. 【請求項７】 請求項１〜６のいずれか１項に記載のポ
   リエステル樹脂組成物からなる繊維。