JPH1072743A

JPH1072743A - 難燃性布帛及びその製造方法

Info

Publication number: JPH1072743A
Application number: JP8229033A
Authority: JP
Inventors: Yoshiyuki Kino; 義之木野
Original assignee: Toyobo Co Ltd
Current assignee: Toyobo Co Ltd
Priority date: 1996-08-29
Filing date: 1996-08-29
Publication date: 1998-03-17

Abstract

(57)【要約】【解決手段】リン元素を3,000 〜10,000 ppm含有する
ポリエステル繊維、及び融点が１１０〜２００℃である
熱接着繊維を、布帛全体の５０重量％以上含有してなる
難燃性布帛。染色された布帛である上記難燃性布帛。上
記染色された難燃性布帛の製造方法。【効果】本発明の難燃性布帛は、難燃性が高く、強力
が大きく、適度な硬さを有し、取扱い作業性が良好で、
樹脂加工を施さなくても糸ホツレ防止効果を有する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、家具や車輌の椅
子、又はロールカーテン、パーティションクロス等のイ
ンテリア内装品等に好適に利用される難燃性布帛、及び
その製造方法に関する。さらに詳しくは、強力が大き
く、適度な硬さを有し、裁断や縫製時の糸ホツレ等の問
題がなく、高度な難燃性を有する布帛（特に、染色され
た難燃性布帛）、及びその製造方法に関する。

【０００２】

【従来技術】従来、難燃性を要求される家具や鉄道車輌
・自動車車輌・船舶等の乗物用座席の補助用布帛、及び
ロールカーテン、ブラインド、プリーツカーテン、パー
ティションクロス等のインテリア内装品分野等で使用さ
れる布帛は、難燃性能に加えて、次のような特性を有す
ることが要求される。つまり、強力が大きいこと、裁断
・縫製時の作業性・取扱い性を良くするために適度な硬
さを有すること、糸のホツレ・裁断時の糸屑発生の少な
いこと、縫目の目ズレが少ないこと、安価なこと等、さ
らには、最近の要求として人命的・環境衛生的観点よ
り、燃焼時の有毒ガス（例えば、シアン化水素、塩化水
素等）の発生が可能な限り少ないことが強く望まれてい
る。

【０００３】なお、ここで言う座席の補助用布帛とは、
一般に、裏打布（スキンクロス）と呼ばれるクッション
材（ウレタンフォーム等）の補強用に用いられる布帛、
吊り布（ハンギングクロス）と呼ばれる座席構成骨格部
と座席表皮（椅子張地又は表生地）とを主として接合さ
せる目的に使用される布帛、かまち（スカート部）ある
いはクレビス接合部等に用いられる布帛等、総じて座席
表皮以外に種々用いられる補助用（補強用）の布帛を意
味する。

【０００４】上記のような布帛の製造法としては、大き
く分けて次の２つの方法がある。１つの方法は、綿・麻
・レーヨン・ポリエステル等の天然繊維・半合成繊維・
合成繊維及び該繊維の混用からなる可燃性布帛を難燃化
する方法である。難燃化の方法としては、例えば、含
リン防炎剤（例えば、水溶性アミノプラストリン酸塩、
含リン有機物等）、含ハロゲン防炎剤（例えば、含ハロ
ゲン有機物、含ハロゲン高分子等）、含硫黄防炎剤（例
えば、含硫黄化合物、チオ尿素系等）、あるいは無機防
炎剤（例えば、アンモニア塩、無機酸、アルカリ金属
塩、金属化合物等）等の各種防炎剤を、単独であるいは
併用して、染色加工時に上記可燃性布帛に吸尽させる方
法、予め染色された可燃性布帛（例えば、糸染、原
着、プリント等）に、水溶性硬仕上げ樹脂（例えば、ア
クリル系樹脂、酢酸ビニル系樹脂、ポリウレタン系樹
脂、メラミン系樹脂、尿素系樹脂、塩化ビニル系樹脂、
塩化ビニリデン系樹脂、ポリエステル系樹脂、デンプン
等）と上記防炎剤を併用して、パッド・ドライ・キュア
ー又はバックコーティング等の後加工により、布帛に上
記樹脂及び防炎剤を固着させる方法である。

【０００５】もう１つの方法は、繊維自体が自己消火性
又は耐熱性を有する難燃素材（例えば、ポリクラール、
難燃アクリル、アクリル系、ポリ塩化ビニル系、難燃ポ
リエステル、アラミド、ノボロイド等）を用いて難燃性
布帛を得る方法である。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記方
法には、以下に述べる欠点がある。即ち、前者の方法
は、防炎剤の質・量の不適やバラツキによる経日的な強
力低下（脆化）や臭気の発生、無機系防炎剤の場合には
吸湿・放湿による結晶析出による白粉発生、吸湿性防炎
剤による座席各部品への発錆現象、さらには、量産時の
各加工ロットによる難燃性能のバラツキ・低下等、様々
な欠点がある。又、染色加工時に布帛に防炎剤を吸尽さ
せておいても、染色加工後に、糸ホツレ防止や適度な硬
さを得るための樹脂加工（パッド・ドライ法やバックコ
ーティング法等）を行うので、難燃性が低下し、そのた
め樹脂加工用樹脂にも防炎剤を併用する必要があり、不
経済である。一方、硬仕上げ樹脂と防炎剤を併用してパ
ッド・ドライ・キュアーして、布帛の硬仕上げと防炎化
を同時に実施する場合は、当然のことながら防炎剤の量
が多くなり、布帛中の染料を引き出し、淡色部へ汚染し
たり、上述の防炎剤によるトラブルが発生しやすくな
る。さらには、最近特に自然環境への汚染が指摘されて
いる如く、これらの一部の防炎剤の河川への流出が大き
な問題となっている。

【０００７】後者の方法は、次の理由によりほとんど使
用されていない。まず、ポリクラール、難燃アクリル、
アクリル系、ポリ塩化ビニル系等の難燃素材は、ＬＯＩ
値が２８〜３７と高く、難燃性は高いが、強力が小さ
く、耐熱性に劣り、燃焼時にシアン化水素や塩化水素ガ
スが発生するという欠点がある。アラミド、ノボロイド
等の耐熱性繊維は、強力も大きく、耐熱性もあり、難燃
性も問題ないが、高価であり、又、染色ができないとい
う欠点がある。

【０００８】難燃ポリエステル（例えば、通常のポリエ
ステル繊維に難燃化物質（リン系化合物等）を共重合ま
たはブレンドさせたもの）は、前記ポリクラール、難燃
アクリル、アクリル系、ポリ塩化ビニル系等の素材に比
べ、強力も大きく、耐熱性にも優れ、好適な素材であ
る。しかしながら、この素材の難燃化機構は、主として
溶融により炎から遠ざかる機構（メルトアウエイ方式）
のため、上記要求特性のうち、適度な硬さを有すること
や糸のホツレ・裁断時の糸屑発生・縫目の目ズレ等が少
ないことを満たすのに不可欠な、公知の各種樹脂処理
（パッド・ドライ法やバックコーティング法等）を行う
と、大幅に難燃性が低下するという欠点を有していた。
つまり、当該樹脂処理で用いられる各種水溶性樹脂（例
えば、デンプン、アクリル系樹脂、酢酸ビニル系樹脂、
ポリビニルアルコール、ポリウレタン系樹脂、メラミン
系樹脂、尿素系樹脂、塩化ビニル系樹脂、塩化ビニリデ
ン系樹脂、ポリエステル系樹脂等）が、難燃ポリエステ
ルの難燃化機構（溶融により炎から遠ざかる機構）を妨
げたり、又は炭化物となっていわゆるローソクの芯の役
目を果たし、難燃性を低下させるのである。従って、難
燃ポリエステルでありながら、樹脂加工の際、樹脂中に
防炎剤を併用しなければならないと言う欠点を有してい
る。

【０００９】本発明の目的は、上記問題点の解決され
た、難燃性が高く、強力が大きく、適度な硬さを有し、
裁断や縫製時の糸ホツレ等の問題がなく、高度な難燃性
布帛（特に、染色された難燃性布帛）、及びその製造方
法を提供することである。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明者は、上記目的を
達成するため鋭意研究した結果、本発明を完成した。即
ち、本発明は、リン元素を3,000 〜10,000 ppm含有する
ポリエステル繊維、及び融点が１１０〜２００℃である
熱接着繊維を、布帛全体の５０重量％以上含有してなる
難燃性布帛に関する。また、本発明は、染色された布帛
である上記難燃性布帛に関する。

【００１１】さらに、本発明は、下式〔１〕を満足する
条件で染色処理する工程、及び下式〔２〕を満足する条
件で熱処理する工程を有することを特徴とする上記難燃
性布帛の製造方法に関する。〔１〕９５≦Ｔ₁≦（Ｍ−１５）〔２〕（Ｍ＋１０）≦Ｔ₂≦２３０Ｍ：熱接着繊維の融点（℃）Ｔ₁：染色温度（℃）Ｔ₂：染色布帛の熱処理温度（℃）

【００１２】本発明で用いられるリン元素を含有するポ
リエステル繊維は、難燃成分としてのリン元素を3,000
〜10,000 ppm含有することが必要であり、4,000 〜7,00
0ppm含有することが好ましい。ポリエステル繊維（リン
元素を含有していない状態のもの）全体に対して、リン
元素が3,000ppm未満になると難燃性が低下し、10,000pp
m を越えるとポリエステル繊維本来の物性が低下する。

【００１３】ポリエステル繊維は、上記規定を満たすも
のであれば特に限定されず、通常公知のポリエステル繊
維（例えば、１種以上のジカルボン酸と１種以上のジオ
ールとの共重合体等）等が使用できる。また、１種でも
２種以上でも用いることができる。

【００１４】リン元素は、高度な難燃性を付与するため
に必要である。例えば、ポリエステルの原料段階で、リ
ン元素を含む化合物（例えば、２−エトキシカルボニル
エチルホスホン酸ジエチル、３，４，５，６−ジベンゾ
−１，２−オキサホスファン−２−オキシド等）を混合
もしくは共重合等することにより、リン元素含有ポリエ
ステル繊維を得ることができる。また、リン元素を含む
化合物は１種でも２種以上でも用いることができる。

【００１５】なお、上記リン元素の含有量は、リン元素
を含む化合物全体の量ではなく、リン元素自体の量であ
る。リン元素の含有量は、次のようにして測定する。ま
ず、試料（リン元素含有ポリエステル繊維）０．１ｇを
三角フラスコにとり、分解混液（硫酸３ｍｌ＋硝酸４ｍ
ｌ＋過塩素酸０．５ｍｌ）を加えて加熱分解し、さらに
硝酸１５ｍｌを加えて加熱後、アンモニア水で中和す
る。次いで、これを５０ｍｌメスフラスコに移し、モリ
ブデン酸アンモニウムと硫酸ヒドラジンを加えて分光光
度計８３０ｎｍで比色し、求める。

【００１６】このように、リン元素含有ポリエステル繊
維を使用することにより、従来のような、布帛に防炎剤
を吸尽または固着させることによって生じた問題点（防
炎剤によるトラブル等）は解決される。

【００１７】本発明で用いられる熱接着繊維は、布帛に
適度な硬さを付与し、裁断や縫製時の糸ホツレ等を防止
するために必要である。つまり、上記リン元素含有ポリ
エステル繊維と当該熱接着繊維を、例えば混紡、混繊、
合撚、カバリング等の方法で均一に混用して布帛とした
後、熱処理することにより、当該熱接着繊維は布帛構成
の糸相互の接点に直接的に接着効果として作用し、自ら
融着することにより、適度な硬さと糸ホツレ防止効果を
布帛に生じさせるのである。

【００１８】熱接着繊維としては、融点が１１０〜２０
０℃であることが必要であるが、熱により接着性を発現
し、上記ポリエステル繊維と接着性が良好な繊維であれ
ば、特に制限されない。例えば、ポリアミド系、ポリオ
レフィン系、ポリエステル系等の繊維が挙げられ、具体
的には、単一ポリマーで低融点タイプの繊維（ポリアミ
ド系（ナイロン１２等）等）、異種ポリマーの芯鞘型又
はサイドバイサイド型の繊維（ポリエチレン／ポリプロ
ピレン、ポリエステル／ポリエチレン、ポリエステル／
ポリプロピレン等）、同種異質ポリマーの芯鞘型又はサ
イドバイサイド型の繊維（共重合ポリエステル／ポリエ
チレンテレフタレート等）等、種々のものが利用でき
る。また、１種でも２種以上でも用いることができる。
なお、難燃性等の点から、熱接着繊維の熱的性質、分解
・燃焼プロセス等が上記リン元素含有ポリエステル繊維
と出来る限り近似している方が好ましく、ポリエステル
系やポリアミド系（ナイロン系）の熱接着繊維が特に好
ましい。また、芯鞘型又はサイドバイサイド型の繊維等
の場合で、例えば芯部と鞘部等とで融点が異なるとき
は、低い方の融点をその熱接着繊維の融点（Ｍ）とす
る。

【００１９】本発明の難燃性布帛には、上記リン元素含
有ポリエステル繊維及び熱接着繊維以外に、熱溶融性繊
維も使用することができる。熱溶融性繊維とは、熱溶融
性を有する繊維であれば特に限定されないが、融点が２
００℃を越えるものをいい、例えば、ポリエステル系、
ポリアミド系、ポリアラミド系、ポリフェニレンサルフ
ァイト等の熱により溶融するタイプの繊維、また、当該
原着タイプの繊維、さらに、染色性（カチオン・酸性可
染等）・物性等の改質タイプの繊維等が挙げられるが、
難燃性等の点から、ポリエステル系及びポリアミド系の
繊維が好ましい。また、１種でも２種以上でも用いるこ
とができる。

【００２０】上記リン元素含有ポリエステル繊維の融点
は、染色温度等の点から、好ましくは２００℃を越えて
２６０℃以下、より好ましくは２４０〜２６０℃であ
る。上記熱接着繊維の融点（Ｍ）は、１１０〜２００℃
であることが必要であり、好ましくは１３０〜１８０℃
である。上記熱溶融性繊維の融点は、染色温度等の点か
ら、好ましくは２００℃を越えて２６０℃以下、より好
ましくは２４０〜２６０℃である。

【００２１】上記各繊維の融点は、試料（各繊維）をス
ライドグラスとカバーグラスではさみ、融点測定器（柳
本MP-S2 型）で昇温速度を１℃／min とし、試料が殆ど
無色になってカバーグラス下に一様に広がったときの温
度である。なお、上記各繊維の融点は、ポリマーの組成
又は異種ポリマーの構成比等を変えること等により調節
することができる。また、リン元素含有ポリエステル繊
維の融点は、リン元素の含有量を変えることによっても
調節することができる。

【００２２】本発明の難燃性布帛においては、上記リン
元素含有ポリエステル繊維及び上記熱接着繊維の合計
が、当該布帛全体の５０重量％以上を占めることが必要
であり、好ましくは７０〜１００重量％である。５０重
量％未満であると、布帛の難燃性が不充分となる。

【００２３】より具体的には、布帛全体を１００重量％
としたとき、リン元素含有ポリエステル繊維：熱接着繊
維：熱溶融性繊維＝４０〜９０：１０〜３０：０〜３０
（重量％）であることが好ましく、より好ましくは６０
〜９０：１０〜２０：０〜２０（重量％）である。

【００２４】本発明の難燃性布帛は、布状のものであれ
ば特に限定されず、織布、編布、不織布等が挙げられる
が、織布、編布であることが好ましい。

【００２５】本発明の難燃性布帛の製造方法は、下式
〔１〕を満足する条件で染色処理する工程、及び下式
〔２〕を満足する条件で熱処理する工程を有する方法で
あれば、特に限定されない。〔１〕９５≦Ｔ₁≦（Ｍ−１５）〔２〕（Ｍ＋１０）≦Ｔ₂≦２３０Ｍ：熱接着繊維の融点（℃）Ｔ₁：染色温度（℃）Ｔ₂：染色布帛の熱処理温度（℃）

【００２６】具体的には、例えば、まず上記各繊維を紡
績工程で均一に混用して紡績し、得られた糸を経糸及び
緯糸にして所定の密度にて、ドビー織機等を用いて製織
して布帛を得る。次いで、染色工程により糊抜精錬後、
分散染料等を用い、ビーム染色機、液流染色機等により
布帛を染色する。その後、これを乾燥機、ヒートセット
機等を用いて熱処理して、染色された布帛を得ることが
できる。

【００２７】なお、染色されていない難燃性布帛は、上
記製造方法から染色工程を省略して製造することができ
る。

【００２８】本発明においては、熱接着繊維の融点
（Ｍ；単位℃）、染色温度（Ｔ₁；単位℃）、及び染色
された布帛の熱処理温度（Ｔ₂；単位℃）との関係が特
に重要である。

【００２９】熱接着繊維の融点（Ｍ）は、前述したよう
に、１１０≦Ｍ≦２００（℃）であることが必要であ
り、好ましくは１３０≦Ｍ≦１８０（℃）である。融点
（Ｍ）が１１０℃未満であると、染色時に染斑・染シワ
が発生し、良好な染色をすることが困難である。融点
（Ｍ）が２００℃を越えると、染色性は問題ないが、熱
処理時における熱接着が困難となる。

【００３０】染色温度（Ｔ₁）は、熱接着繊維の溶融に
よる染色むらを防止する点等から、好ましくは９５≦Ｔ
₁≦（Ｍ−１５）（℃）、より好ましくは１００≦Ｔ₁
≦（Ｍ−２０）（℃）である。染色温度（Ｔ₁）が９５
℃未満であると、充分な色濃度を得にくく、得られた布
帛の染色堅牢性も悪くなる傾向がある。染色温度
（Ｔ₁）は高い方が望ましいが、（Ｍ−１５）℃を越え
ると、染色加工工程にて熱接着繊維の融着が始まり、こ
れに起因する糸の解舒性不良、染むら、染シワ等の問題
が発生する傾向がある。

【００３１】染色された布帛の熱処理温度（Ｔ₂）は、
布帛に混用されている熱接着繊維を充分に溶融させ、布
帛の糸交さ部の融着による糸ホツレ防止、及び糸自体の
溶融による硬化を効率よく実施する点等から、好ましく
は（Ｍ＋１０）≦Ｔ₂≦２３０（℃）であり、より好ま
しくは（Ｍ＋１０）≦Ｔ₂≦２１０（℃）である。熱処
理温度（Ｔ₂）が（Ｍ＋１０）℃未満であると、熱接着
繊維の融着が不充分になりやすく、糸ホツレ防止効果及
び布帛の硬さが不充分となる傾向がある。熱処理温度
（Ｔ₂）が２３０℃を越えると、熱エネルギー的に不経
済であるばかりか、熱による布帛の収縮が大きくなった
り、布帛の強力が低下する傾向がある。なお、本発明に
おける熱処理温度とは、一般に染色仕上工程での幅出
し、セットを目的に使用されるヒートセット機等の乾燥
室内の雰囲気温度のことをいう。

【００３２】

【実施例】以下の実施例によって本発明をより詳細に説
明するが、本発明はこれらによって制限されるものでは
ない。

【００３３】実施例１〜３、比較例１〜３リン元素含有ポリエステル繊維としてリン元素を6,000p
pm含有する１．５ｄ×５１mmの原綿（融点２５０℃）を
用い、熱接着繊維としてポリエステル系芯・鞘型繊維
（芯鞘の面積比５０／５０％）の鞘部ポリマー融点
（Ｍ）が１００℃、１６０℃、１８０℃からなる２ｄ×
５１mmの原綿（芯部ポリマー融点はいずれも２５８℃）
をそれぞれ用い、又、熱溶融性繊維として通常ポリエス
テル繊維１．５ｄ×５１mmの原綿（融点２５８℃）を用
いた。各々の繊維の混用割合を表１のようにして、通常
の工程及び条件で、２インチ紡績にて太さ３０s/1 の糸
を紡出した。次いで、各々の太さ３０s/1 の糸を経糸及
び緯糸に用い、ドビー織機を用いて、表１に示した糸密
度の平織物を製織し、布帛を得た。引き続いて、通常の
ポリエステル布帛の精錬条件（酵素糊抜剤８ｇ／リット
ル、浸透剤２ｇ／リットル、ソーダ灰３ｇ／リットル、
８０℃×３０分間）にて、糊抜精練後、染料として分散
染料を用い、染料濃度４％ｏｗｆとし、表１に示した染
色温度で、ビーム染色機を用い３０分間染色した。次い
で、表１に示した熱処理温度で、ヒートセット機を用い
１分間熱処理加工し、染色された布帛を得た。

【００３４】なお、上記実施例及び比較例で得られた布
帛における各物性は、下記の方法により測定した。その
結果を表１に示す。布帛の硬さＪＩＳＬ１０７９の４５°カンチレバー法により測
定した。布帛の引張強度ＪＩＳＬ１０９６のラベルドストリップ法により測
定した。

【００３５】難燃性 1)ＦＭＶＳＳ３０２：自動車内装材の燃焼試験法燃焼速度が４インチ／分以下のものを合格とした。 2)消防法（４５°緊張法）：４５°ミクロバーナー法炭化面積３０ｃｍ²以下、残炎時間３秒以下、かつ残じ
ん時間５秒以下のものを合格とした。

【００３６】裁断・縫製取扱性布帛を５０ｍｍ幅にスリットし、中央部で折り畳み、ス
リット端より５ｍｍ内側に沿って本縫いした時の布帛の
裁断・縫製取扱性を調査し、糸のホツレなく、作業性の
問題のないものを良好とした。染色性染色後の布帛を外観検査し、染むら、染シワ等のないも
のを良好とした。

【００３７】

【表１】

【００３８】実施例１，２，３におけるリン元素含有ポ
リエステル繊維／熱接着繊維／熱溶融性繊維の混用率
は、各々、８５／１５／０（％）、６０／２０／２０
（％）、４０／３０／３０（％）であるため、熱処理に
て得られた布帛は、適度な硬さを有し、裁断や縫製時の
糸ホツレ等の問題がなく、強力、難燃性とも極めて良好
な布帛であった。

【００３９】比較例１は、各繊維は実施例１と同一混用
割合であるが、熱接着繊維の鞘部の融点が１００℃であ
るため、染色工程にて染むら及び染シワが発生して、良
好な布帛を得ることが出来なかった。（このため、布帛
の硬さ及び引張強度の測定は不可であった。）比較例２は、布帛の糸ホツレや硬さ等は問題なかった
が、リン元素含有ポリエステル繊維と熱接着繊維の混用
割合（合計）が４０％と低いため、難燃性が不充分であ
った。比較例３は、熱接着繊維を使用していないので、
糸ホツレ防止等のために樹脂加工（ポリエステル樹脂１
２％ｏｗｆ、パッド・ドライ法）を行った。布帛の糸ホ
ツレや硬さ等は問題なかったが、樹脂加工を行ったた
め、難燃素材を使っているにもかかわらず、難燃性が不
充分であった。

【００４０】

【発明の効果】本発明の難燃性布帛は、難燃性が高く、
強力が大きく、適度な硬さを有し、取扱い作業性が良好
で、樹脂加工を施さなくても糸ホツレ防止効果を有す
る。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】リン元素を3,000 〜10,000 ppm含有する
ポリエステル繊維、及び融点が１１０〜２００℃である
熱接着繊維を、布帛全体の５０重量％以上含有してなる
難燃性布帛。
【請求項２】染色された布帛である請求項１記載の難
燃性布帛。
【請求項３】下式〔１〕を満足する条件で染色処理す
る工程、及び下式〔２〕を満足する条件で熱処理する工
程を有することを特徴とする請求項２記載の難燃性布帛
の製造方法。〔１〕９５≦Ｔ₁≦（Ｍ−１５）〔２〕（Ｍ＋１０）≦Ｔ₂≦２３０Ｍ：熱接着繊維の融点（℃）Ｔ₁：染色温度（℃）Ｔ₂：染色布帛の熱処理温度（℃）