JPH09509457A

JPH09509457A - 難燃性不織布

Info

Publication number: JPH09509457A
Application number: JP8514891A
Authority: JP
Inventors: カンプル、ラインハルト; ズィクス、バルター
Original assignee: レンツィングアクチェンゲゼルシャフト
Priority date: 1994-11-07
Filing date: 1995-11-06
Publication date: 1997-09-22
Also published as: ATA205894A; US5609950A; WO1996014461A1; AU3736895A; EP0748408A1; AT401656B

Abstract

(57)【要約】本発明は、結合剤を使用することなく形成されたファブリックを纏めることにより製造され、この形成されたファブリックが少なくとも１つのリン含有難燃性化合物を含有するセルロースファイバを含むことを特徴とする難燃性不織布に関する。形成されたファブリックはウォータージェットを用いて纏められるのが好ましい。本発明による製品は、単位表面面積当りの重量が低重量であるのに優良な難燃性と良好な引裂抵抗力を有する。該セルロースファイバは、それ自体で、若しくは他のファイバ、特に高温に耐える非溶融ファイバと混合されて使用されることができる。適切な難燃性リン含有化合物は詳細には、ピロリン酸、モノチオ燐酸、ジチオ燐酸、トリチオ燐酸、三燐酸、モノチオ三燐酸、ジチオ三燐酸、トリチオ三燐酸、及び／又はペンタチオ三燐酸、又はビス（２−オキソ−１，３，２−ジオキサホスフィナニル）−オキシド、ビス（２−チオノ−１，３，２−ジオキサホスフィナニル）オキシド、若しくは２−オキソ−１，３，２−ジオキサホスフィナニル−２’−チオノ−１’，３’，２’−ジオキサホスフィナニルオキシドのエステル、エステルアミド、及び／又はアミドを含む群のものであることが認められる。ビス−（５，５−ジメチル−２−チオノ−１，３，２−ジオキサ−ホスフィナニル）オキシドが特に適切である。

Description

【発明の詳細な説明】難燃性不織布本発明は接着剤を用いずにフリース（fleece）をボンディングすることにより製造される難燃性不織布に関する。難燃性の織布は文献から知られている。通常、これは１つ以上の難燃性化合物で織物を処理することを要する。詳細には、リンを含む物質が難燃性化合物に適するとして名をはせた。従って、リンを含有する難燃性化合物でセルロース織物を処理することが、米国特許第５，１３５，５４１号、米国特許第４，４９４，９５１号、米国特許第４，４８７，８００号、米国特許第４，０７８，１０１号、及び米国特許第４，１４５，４６３号等の多くの特許で述べられた。全てのこれら開示された方法に共通するものは、織物の製造後に織物が難燃性化合物で処理されることである。さらに、難燃性不織布が如何に製造され得るかも文献から知られている。例えば、米国特許第３，９０６，１３６号は、ヘキサヒドロトリアジンホスホネートの誘導体を繊維品に添加し、次いでホスホネートを硬化して樹脂を形成することにより、難燃性繊維品の製造技術を開示する。この技術はとりわけ不織セルロース繊維品にも適用される。テトラキス−ヒドロキシメチル−ホスホニウムクロリド（ＴＨＰＣ）と尿素の混合物で繊維及び繊維品を処理することができるが、その過程において網目結合状のポリマー化合物がその後の硬化の結果繊維品となることが米国特許第２，９８３，６２３号から知られている。この技術の不織布への適用について述べられている。これらの公知の方法でも、リンを含有する難燃性化合物での処理は繊維品の製造後に実行される。さらに、ボンディングは常に、添加された化合物の硬化により起こる。不織布の製造においては、このプロセスは結合剤若しくは接着剤を用いるポンディングに対応する。これは結果的に、製品の耐久性を増すばかりでなく、高い面積重量に帰結するが、これは多くの用途分野において望ましくない。このように難燃性にされた繊維はまた、リン含有物質を放出する可能性があり、使用する際皮膚に対し不快な刺激を生ずる。その上に、使用される樹脂生成物質も環境的に負担となる。全ての理由から、上述の不利益及び副作用を伴わない難燃性不織布の生成が試みられてきた。詳細には、追加の物質を添加することなく元々の材料、即ちフリースのボンディングを実行することに試みがなされた。例えばEP 0 447 605 AL 号は、高エネルギーのウォータージェットを用いてフリースをボンディングすることにより、フリースから製造される４０〜１００ｇ／ｍ²の面積重量を有する火炎バリアの製造を開示したが、このフリース繊維は部分的に黒鉛化されたポリアクリルニトリルファイバからなる。ウォータージェットを用いるフリースのボンディングは、「ハイドロエンタングルメント（hydro-entanglement；水の力でからみ合わせること）」若しくは「スパン−レース技術」として知られてきた。この方法は特定の圧力の下でフリースに対し略垂直方向から水を噴射することにより、フリースの個々のファイバをからみ合わせることを含む。 EP 0 447 605 AL 号の火炎バリアの欠点は、ポリアクリルニトリルファイバが生物分解不可能であることである。さらに、製品を生成する前にポリアクリルニトリルファイバを黒鉛化することは、さらにコストを高くするプロセスステップを含む。さらに、黒鉛化から生じた繊維品の黒い色により、この織物品を多くの領域に適用することが非常に困難となる。 WO 93/13249 号は、ポリ珪酸を含むセルロース製品の製造方法を示しており、該ポリ珪酸は部分的にアルミニウムシリケートに変性されている。かかる製品及び特にファイバは、ビスコース等のセルロース溶液にＳｉＯ₂をポリ珪酸の形態で添加することにより得られる。この溶液は次にポリ珪酸の鎖を含むファイバに紡糸される。この出願の実施例４によれば、このように製造されたステープルファイバは、ウォータージェットを用いてボンディングされ、不織布にされることができる。これらの周知の製品の欠点は、紡ぎ糸の強力と、この技術から得られる製品の強力とが、通常のビスコース方法により生成されたファイバに比べて小さいことである。これは、かかる製品が特定の使用分野には適さないことを意味する。従って本発明の目的は、以下のような難燃性不織布、即ち； −コスト効率がよく、環境的に安全で、単純な製造で難燃性製品の必要性を満たし、 −追加の結合剤を必要としないが、低い面積重量でもそれぞれの用途に対して十分な強力を示し、 −硬すぎず、 −皮膚への刺激を生じず、 −大部分が生物分解可能である、難燃性不織布を製造することである。かかる要求は、少なくとも１つのリン含有難燃性化合物を含むセルロースファイバを含むことで特徴づけられるフリースを結合剤なしでボンディングすることにより製造される難燃性不織布により満たされる。驚くべきことに、本発明による繊維品の場合には、従来技術の不利益を回避できると共に上記全ての要求を満たすことができることがわかった。詳細には、本発明に従って製造された製品は、その製造技術が単純であるにもかかわらず、高い難燃性と引裂強さを有し、好ましいことに種々の使用分野に適している。少なくとも１つのリン含有難燃性化合物を含むセルロースファイバを用いるということは、本発明の主旨において、ファイバの難燃性の性質は、既に織物にされた時やボンディングされて不織布が形成された時に与えられるのではなく、ボンディング作業の前、例えばファイバとする時に既にファイバ中に存在するということを意味する。別の重要な面は、リン含有成分が実際ファイバ中に含まれるのであって、単にファイバの表面に与えられるのではないということである。かかる尺度から、この化合物は製品を使用したり洗ったりしても消滅することはなく、従って皮膚への刺激も、難燃性が低下することもないことが保証される。リン含有難燃性化合物をセルロースファイバ中に含ませる技術は、DE-OS 25 3 2 521 及びDE-OS 26 22 569 号から知られる。不織布の形成に好ましいのは、ウォータージェットを用いてフリースをボンディングすることである。ハイドロエンタングルメントは強度の洗浄プロセスであると思われるが、これは、基本的なファイバの難燃性にいかようにもマイナスの影響を与えることはない。その逆に、十分に難燃性であり低面積重量でもある製品が生成される。好ましい実施例では、本発明の不織布は３０〜１２０ｇ／ｍ²、好ましくは５０〜８０ｇ／ｍ²の面積重量を示す。かかる低面積重量を有する製品は特に、着心地がより良いという点で非常に望ましい。しかしながら、本発明の製品はその面積重量が非常に低いにもかかわらず、全ての他の要求、詳細には難燃性に対する要求も完全に満足する。さらに好ましい実施例では、本発明による繊維製品を製造するのに必要なフリース及び繊維製品自体は実質的に、難燃性のセルロースファイバからなり、即ちフリースは言うに足りる追加物、例えば他のタイプのファイバを含まない。しかしながら、異なるタイプのファイバをブレンドした不織布もしばしば、特別な要求を満たすのに望ましく、本発明のさらなる好ましい実施例では、本発明によるフリースとその不織布は、別のファイバと組み合わせられた難燃性のセルロースファイバのブレンド物から形成される。本発明の生成物の非常に有利な実施例は、他のファイバが例えばポリイミド若しくはポリアラミドファイバ等の非溶融性の耐高温性ファイバであるという特徴を有するファイバのブレンド物からなる。かかる耐高温性ファイバは公知であり、難燃性セルロースファイバと組み合わせた場合に非常に厳しい要求を満たす難燃性の製品を生成する。不織布のさらなる有利な実施例（これは本発明の目的である）は、ＤＩＮ６６０８３による燃焼等級ｓ−ｂにより特徴づけられる。この燃焼等級は、セルロースファイバにより得られる最高のカテゴリーであり、通常は難燃性繊維品の用途の大抵の領域を満足する。燃焼等級ｓ−ｂに従うために不織布に必要なものを以下の表で示す。セルロースファイバ中に含まれ、それに応じてフリース及び得られる不織布中に含まれるリン含有難燃性化合物として、又はそのような難燃性化合物の少なくとも１つとして、ピロリン酸、モノチオ燐酸、ジチオ燐酸、トリチオ燐酸、三燐酸、モノチオ三燐酸、ジチオ三燐酸、トリチオ三燐酸、及び／又はペンタチオ三燐酸のエステル、エステルアミド、及び／又はアミドが使用されるのが好ましい。この種の化合物及びセルロース材料中でのそれらの使用は、DE-OS 26 22 569 号から知られており、本発明による繊維製品に特に良い難燃性特性を提供する。さらなる有利な方法では、セルロースファイバ中に含まれ、それに応じてフリース及び得られる不織布中に含まれるリン含有難燃性化合物又はその少なくとも１つは、ビス−（２−オキソ−１，３，２−ジオキサホスフィナリル）−オキシド、又はビス−（２−チオノ−１，３，２−ジオキサホスフィナニル）−オキシド、又は２−オキソ−１，３，２−ジオキサホスフィナニル−２’−チオノ−１ ’，３’，２’−ジオキサホスフィナニル−オキシドである。この種の化合物及びセルロース中でのそれらの使用は、DE-OS 25 32 521 号から知られている。本発明に従って不織布中でそれらを使用することにより、優良な難燃性特性を有する製品が生成されることになる。特に有利な方法では、ビス−（５，５−ジメチル−２−チオノ−１，３，２− ジオキサ−ホスフィナニル）−オキシドが使用される。この化合物はＳＡＮＤＯＺ・ＡＧのＳＡＮＤＯＦＬＡＭという商品名で売られており、本発明の目的である不織布中に使用される場合に優良な値を生じる。本発明の好ましい実施例を以下に詳細に述べるが、これらの実施例は本発明の様々な可能な実施例のうちの一部を示すに過ぎず、従って本発明の目的はなんら制限されるべきでないことに注意されたい。実施例１：５０ｇ／ｍ²の面積重量を有する難燃性不織布の製造この検査の開始材料は１００％ビスコースＦＲから製造されたファイバとした。ビスコースＦＲは、DE-OS 25 32 521 号で述べられたリン含有難燃性化合物を含むＬｅｎｚｉｎｇ・ＡＧにより製造された難燃性ビスコースファイバである。ビスコースＦＲから製造されたこの検査のファイバに使用されたファイバデータを以下に示す。繊度：１．７dtex 切断長さ：４０mm 強力条件：２４ｃＮ／tex 引張力条件：１５％湿潤強力：１２ｃＮ／tex 湿潤引張応力：３ｃＮ／tex ファイバは２８％の有限酸素限界（ＬＯＩ）を示す。ファイバを通常の方法で空気力学的に敷いて任意のフリースとし、最終的に従来のハイドロエンタングルメント装置でボンディングした。このフリースを全部で３回この装置を通過させ、４つの異なる部分に異なる圧力を加えながら、水をウェッブに垂直方向に噴射した（表２）。得られた不織物構造をホットテンタ中で１００℃の温度と５ｍ／分の速度で乾燥した。このように、本発明で述べる不織布構造の１００ｍを５０ｇ／ｍ²の面積重量を有するように製造した。実施例２：６０ｇ／ｍ²の面積重量を有する難燃性不織布の製造実施例１と同じ開始材料を使用し、実施例１と同じ方法により、本発明による不織布１００ｍを、約６０ｇ／ｍ²の面積重量を有するように製造した。ハイドロエンタングルメント装置に異なる部分を通過させた際、以下の圧力を記録した（表３）。実施例３：８０ｇ／ｍ²の面積重量を有する難燃性不織布の製造実施例１と同じ開始材料と同じ方法により、本発明に従う不織布１００ｍを、約８０ｇ／ｍ²の面積重量を有するように製造した。ハイドロエンタングルメント装置において異なる部分を追加させた際、以下の圧力を記録した（表４）。下の表（表５）は実施例１〜３に従って製造された本発明の不織布の特性と、比較例として製造された不織布の特性をリストしている。この比較例ではサンプルを実施例２の状況に従って製造したが、非難燃性の標準的なビスコースファイバを開始材料として用いた。表４から明らかにわかるように、本発明に含まれる不織布は難燃性物質を使用したにも関わらず、従来の非難燃性品と比べて実質的に強力が低下していない。詳細には、これは実施例２による布の特性を比較例のサンプルの特性に比べた時（これは略同一の面積重量を有する）に明らかである。本発明の実施例１〜３により製造された不織布の燃焼カテゴリーをDIN 66 083 に従って決定した。本発明による全ての３つの製品は、それらの低面積重量にもかかわらず、この標準の燃焼等級ｓ−ｂを満たす。この燃焼カテゴリーは、面積重量が少なくとも約１５０ｇ／ｍ²ある織物構造によってしか達せられないものである。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，ＩＴ，ＬＵ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ，ＣＦ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＭＬ，ＭＲ，ＮＥ，ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＫＥ，ＬＳ，ＭＷ，ＳＤ，ＳＺ，ＵＧ)，ＡＭ，ＡＴ，ＡＵ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，ＣＡ，ＣＨ，ＣＮ，ＣＺ，ＤＥ，ＤＫ，ＥＥ，ＥＳ，ＦＩ，ＧＢ，ＧＥ，ＨＵ，ＩＳ，ＪＰ，ＫＥ，ＫＧ，ＫＰ，ＫＲ，ＫＺ，ＬＫ，ＬＲ，ＬＳ，ＬＴ，ＬＵ，ＬＶ，ＭＤ，ＭＧ，ＭＫ，ＭＮ，ＭＷ，ＭＸ，ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ，ＰＴ，ＲＯ，ＲＵ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＧ，ＳＩ，ＳＫ，ＴＪ，ＴＭ，ＴＴ，ＵＡ，ＵＧ，ＵＳ，ＵＺ，ＶＮ

Claims

【特許請求の範囲】１）結合剤を用いずにフリースをボンディングさせることにより製造される難燃性不織布であって、前記フリースが、少なくとも１つのリン含有難燃性化合物を含むセルロースファイバを有することを特徴とする難燃性不織布。２）ハイドロエンタングルメントによりフリースが結合されることを特徴とする請求項１に記載の不織布。３）面積重量が３０〜１２０ｇ／ｍ²、好ましくは５０〜８０ｇ／ｍ²であることを特徴とする請求項１又は２に記載の不織布。４）フリースが概して難燃性のセルロースファイバから製造されることを特徴とする請求項１〜３の１つに記載の不織布。５）フリースが難燃性セルロースファイバと別のファイバのブレンド物から製造されることを特徴とする請求項１〜４の１つに記載の不織布。６）別のファイバが不溶融性の耐高温性ファイバ、例えばポリイミド若しくはポリアラミドファイバであることを特徴とする請求項５に記載の不織布。７）DIN 66 083による燃焼等級ｓ−ｂに対応することを特徴とする請求項１〜６の１つに記載の不織布。８）含まれるリン含有難燃性化合物若しくはそのうちの少なくとも１つが、ピロリン酸、モノチオ燐酸、ジチオ燐酸、トリチオ燐酸、三燐酸、モノチオ三燐酸、ジチオ三燐酸、トリチオ三燐酸、及び／又はペンタチオ三燐酸のエステル、エステルアミド、及び／又はアミドであることを特徴とする請求項１〜７に記載の不織布。９）含まれるリン含有難燃性化合物若しくはそのうちの少なくとも１つが、ビス（２−オキソ−１，３，２−ジオキサホスフィナニル）−オキシド、若しくはビス（２−チオノ−１，３，２−ジオキサホスフィナニル）−オキシド、若しくは２−オキソ−１，３，２−ジオキサホスフィナニル−２’−チオノ−１’，３’ ，２’−ジオキサホスフィナニル−オキシドである、ことを特徴とする請求項１〜８の１つに記載の不織布。１０）含まれるリン含有難燃性化合物若しくはそのうちの少なくとも１つが、ビス（５，５−ジメチル−２−チオノ−１，３，２−ジオキサ−ホスフィナニル） −オキシドであることを特徴とする請求項９に記載の不織布。