JPS607722B2 - 難燃性の複合繊維及びその製造方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は難燃性の優れた複合繊維及びその製造方法に関
し、さらに詳しくは、融点に差のある２種のポリオレフ
ィン系重合体よりなる複合繊維において、分解温度に差
のある２種の難燃剤を高低両融点成分に別々に含有せし
めた、ポリオレフィン系複合繊維及びその製造方法に関
するものである。

ポリオレフィン系複合繊維は、優れた熱接着性や物理的
・化学的性質を有し、さらに軽量、安価であるため不織
布用繊維材料として、多岐な分野に使用される。

例えば薄物では基布、衛材、ナプキン、紙オシメ、厚物
ではキルト、種々のフェルト類、フィルター、繊維成形
体、土木資材、等の素材として好適である。しかし、屋
内で使われる繊維資材には、一般に難燃性が要求されて
いる。ポリオレフィン繊維の難燃化方法として第１に原
料ポリマーに灘燃剤を添加して織糸する方法がある。し
かしながら難燃剤を大量に添加することは絞糸の際に糸
切れ等の支障を生じ、ひいては強度低下など製品の品質
を損う。又は上記の方法以外に「難燃剤をコーティング
したり難燐繊総を混線する方法が知られているが「 こ
れらの方法は一度成型された繊維が後加工で処理される
ので工程が煩雑となり、品質のバラッキが多く、又、コ
ストが高く実用的でない。本発明者は先に低融点成分と
高融点成分を溶融織糸するに当り、有機ハロゲン系化合
物その他公知の灘燃剤１種類を使った難燃性複合繊維と
して、難燃剤を糸全体に添加するよりも低融点成分のみ
に添加する方が、難燃効果が上がる事を見出し発明をな
した。本発明者は其の後研究を続けた結果、分解温度に
差のある２種の灘燃剤を各複合成分に、その融点の高低
に応じて別々に含有せしめるときは、一層難燃効果のあ
ることを見出して本発明をなした。本発明の目的は難燃
性の高いポリオレフイン系複合繊維及びその製造方法を
提出するにある。

本発明の一つは、繊維形成性ポリオレフィン系重合体を
高融点成分とし、融点が該高融点成分のそれより１ｏｏ
○以上低いポリオレフイン系重合体を低融成分とする複
合繊維の各成分に難燃剤を含有せしめた難燃性複合繊維
において、高融点成分には該成分の融点よりも１４０℃
以上高い分解温度を有する難燃剤（以下高温分解性灘燃
剤と云う）を５〜１５％（重量）含有せしめ、低融点成
分には分解温度が該高温分解性難燃剤のそれよりも低く
、かつ該低融点成分の融点よりも１００００以上高い鱗
燃剤（以下低温分解性灘燃剤と云う）を３〜５％（重量
）含有せしめたことを特徴とする難燃性複合繊維である
。本発明の他の一つは、繊維形成性ポリオレフィン系重
合体を高融点成分とし、融点が該高融点成分のそれより
１０００以上低いポリオレフィン系重合体を低融点成分
とし、各成分に難燃剤を混合して溶融「複合紡糸し、延
伸して、難燃性複合繊維を製造するに当り、高融点成分
には高温分解性難燃剤を混合後の高融点成分に基づいて
５〜１５％（重量）となるように混合し、低融点成分に
は低温分解性難燃剤を混合後の低融点成分に基づいて３
〜５％（重量）となるように混合し、各成分を各成分が
含有する灘燃剤の分解温度より低い温度に溶融して複合
紙糸することを特徴とする、難燃性複合繊維の製造方法
である。

一般に、複合繊維は両成分の組み合わせ方によって捲縮
’性や接着性に種々な特徴を持たせることができ、それ
に応じた用途に用いることができる。

本発明の複合繊維についても種々な用途はあるが、特に
、低融点成分の繊維断面円周率を５０％以上となるよう
に、並列型または鞘芯「型の複合構造をとらしめて、低
融点成分による熱融着性を持たせることが好ましい。こ
の場合、複合比（高融点成分：低融点成分）は５：５〜
３：７が繊維断面における低融点成分の肉厚の点で好ま
しい。高融点成分としては繊維形成性を有するポリプロ
ピレンまたはプロピレンを主とする共重合体が好ましい
。低融点成分としては、ポリェチレレン、酢酸ビニル含
量が例えば１〜１０％（重量）のエチレン一酢酸ビニル
共重合体（ＥＶＡと略記することがある）、その鹸化物
、またはポリプロピレンとＥＶＡまたは鹸イ畑ＶＡとの
混合物等が好ましく示される。高融点成分における高温
分解性難燃剤、及び低融点成分における低温分解性難燃
剤の各含有率は前者は５〜１５％（重量）、後者は３〜
５％（重量）が適当である。

雛燃剤の含有率が低過ぎると簸燃効果は小さく、高過ぎ
ると可紡性が悪くなるので、その製造を困難とし、或は
糸としての品質を不良にする。本発明で使用する難燃剤
としては公知のものを適宜選択して使用することができ
る。

中でも有機ハロゲン系化合物が好ましく、具体的にはデ
カブロムジフェニルオキサイド（分解温度３５０００、
以下猪孤内は分解温度を示す。）、パークロロベンタシ
クロドヂカン（６５０００）、エチレンジアミンジハイ
ドロプロマイド（３５５００）、ヘキサブロモベンゼン
（３４０ｑ０）、２・２ビス〔４−（２・３ジブロモプ
ロポキシ）−３・５ジブロモフエニル〕プロパン（２７
０ｏ○）、トリス（２・３ジブロモプロピル）フオスフ
エート（２６０００）、ビス〔３・５−ジブロムー４−
ジブロモプロピルオキシフエニル〕スルホン（２８００
０）等が好ましく示される。これらの難燃剤はＳｂ２０
３と１．５：１〜３：１の割合（ＳＱ０３が１）で混合
使用することも好適である。ポリプロピレン等を高融点
成分とするときは上記難燃剤の前４者は高温分解性難燃
剤として好ましく、ポリェチレレン等を低融点成分とす
るときは、後３者は低温分解性難燃剤として好ましい。
本発明の難燃性複合繊維は公知の溶融複合紙糸法によっ
て製造することが出来「使用する級糸装置も公知のもの
でよい。

一例を示せば、難燃剤を混合した粉粒状原料ポリマーを
溶融押出機により溶融して、押出し、さらにこの溶融物
を温度コントロールされた加熱帯を通過させて所定の温
度（級糸温度と云うことがある）に加熱する。このポリ
マーの溶融、温度調整を各複合成分毎に別経路で行い、
各所定温度の熔融複合成分ポリマーを複合比の割合で級
糸ノズルに送り、各ノズルのホールから複合して紡出す
るのである。本発明においては各複合成分には、その級
糸温度よりも高い、好ましくは４０ｑｏ以上高い（特に
低温分解性の場合）分解温度の難燃剤を使用することに
よって、織糸時における簸燃剤の分解消耗を防ぐのであ
る。ポリオレフィン系榎合紡糸においては、薮糸温度は
、低融点成分ではその融点よりも約１００℃高く、高融
点成分ではその融点より約１４０つ○高いのが一般であ
る。従って、低融点成分がポリエチレンまたはエチレン
を主成分とするコポリマ−（融点は略々１１０ｏｏ〜１
４０ｑ○の範囲にある）の場合は分解温度２５０〜２９
０３０の灘燃剤が適当であり、高融点成分がポリプロピ
レンまたはプロピレンを主成分とするコポリマー（融点
は１６０〜１６５ｑｏ）の場合は、分解温度３００００
以上の難燃剤が適当である。複合防糸により得られた未
延伸糸は、用途に応じて任意の倍率で延伸される。

通常４以上の延伸倍率で延伸することが多い。延伸温度
は一般に低融点成分の軟化点から融点より１０ｑｏ低い
温度までの範囲の温度がとられる。例えば低融点成分が
低密度ポリェチレレン（ＰＥ）のときは９０〜１０００
０、高密度ＰＥのときは１１５〜１２５ｑｏ、ＥＶＡの
ときは７０〜８０ｏｏで延伸するのが好適であるが、延
伸温度の高低は難燃性への影響は小さい。本発明の難燃
性複合成分は従釆一般に行われている繊維全体に一様に
鍵燃剤を含有せしめたものに較べては勿論、本発明者が
なした先の発明のように、低融点成分にのみ難燃剤を含
有せしめた場合に較べても雛燃効果は大きい。

難燃効果は、上記先の発明においては、ＪＩＳ法（後に
説明する）によってのみ判断し、その結果は、従来のも
のに較べて効果は大きかった。しかしながら、より過酷
な条件で行われるマッチ法（後に説明する）によれば、
先の発明のものの灘燃効果は尚不充分のところ、本発明
のものは非常に優れている。その理由は、次のように考
えられるが、その当否は本発明の価値を左右するもので
はない。即ち、分解性難燃剤の作用は、燃焼によって分
解温度に達して起る分解によって発生した不燃性物質が
空気を遮断したり、或は吸熱によって消火することであ
る。従って、灘燃剤が低温分解性である場合は燃焼の初
期に分解し、従って初期消火し易い。しかしながら燃焼
が止らなかた場合、既に雛燃剤の作用は途切れ、燃焼は
続く、しかしながら本発明の場合、低温分解性難燃剤と
共に高温分解性難燃剤が併存するので、前者によって消
火しないで燃焼が続く場合であっても、温度上昇により
続いて後者が分解して消火作用をする。つまり、切れ目
なく消火作用が続くことにより、消火することの確実性
力９Ｅ常に高いのである。このような低温分解性難燃剤
と高温分解性難燃剤とを共に分解させることなく溶融紙
糸により繊維中に含有せしめるには、溶融紡糸条件、従
ってポリマーの融点が低温分解性難燃剤の分解温度に制
約されて、製造可能な繊維は極めて狭く制限される。

本発明は「低温分解性難燃剤と高温分解性鍵燃剤を融点
に差のある複合成分に別々に混合し溶融紡糸することに
よって低温分解性難燃剤をも分解させないで高温分解性
灘燃剤と共に、広く溶融紙糸により製造された合成繊維
中に含有させることを可能とし、従って優れた難燃性を
持たせることができた。実施例１〜２、比較例１〜３ 低融点成分として中低圧ポリェチレレン （ＰＥ）（Ｍ１（メルトインデツクス、ＡＳＴＭＤ−１
２３８（Ｅ）による）２０）を、高融点成分としてアイ
ソタクチツクボリプロピレン（ＰＰ）ＭＦＲ（メルトフ
ローレート、ＡＳＴＭＤ−１２３８（Ｌ）による）４）
を用い、鱗燃剤として２・２−ビス〔４−（２・３ジブ
ロモプロポキシ）一３・５ジブロモフェニル〕プロパン
とＳＱｏ３を２：１の比で混合したものの所定量をＰＥ
へ、又、デカブロモジフェニルオキサィドとＳｂ２ｏ３
を２：１の比で混合したものの所定量をＰＰへ各々表に
示した如く添加し、紡糸温度がＰＥ側は２１０００、Ｐ
Ｐ側が３００００で、複合比１：１で複合紡糸し、ＰＥ
成分の繊維断面円周率７８〜８３％の並列型複合未延伸
糸を得た。

このものを４倍に延伸した後カットして、１８ｄ／ｆ（
フィラメント当りデニール）×６４脚のスフとし、カー
ディング後２５０釘ノあのウェブとした。このゥェブを
１４０午○で５分間熱処理し「厚み１５肋のＰＥ側が部
分融着した不織布シートを得た。このシートをデジケー
ター中で３〜４時間放冷後、ＪＩＳ法（ＪＩＳ−Ｌ−１
０９１（１９７３）‐Ｎ法の４５ｏミクロバーナー法で
燃焼テストを行い、残炎時間（秒）及び炭化面積（流）
を測定した。又、同じ不織布シートをマッチ法により燃
焼テストをした。

即ち不織布シートを繊維方向に対し、縦３側、横２０伽
にカットし、これを垂直面に対し３０度をなすように固
定し、シートの下端に下方よりマッチ炎を接触せしめて
、１本分のマッチが燃えている間は供試品が着火するま
で燃えながらマッチの炎で燃やされて上昇する供試品下
端をマッチの炎で追い上げ、着火させた後は、直ちにマ
ッチを引き離し、残炎タイムを預りつて５秒以下のシー
トを合格「それより長時間のものを不合格とした。この
結果を表に示す。実施例１と、比較例１とを比較すると
繊維中の灘燃剤総量は同じであるが実施例１の場合は比
較例１に比べ難燃効果が大きい。

比較例２は可粉性不良で「紙糸することができなかった
。比較例３は低融点成分のみに難燃剤（低温分解性）を
添加したものであり、ＪＩＳ法（４５ｏ法）では効果は
認められるが、マッチ法による雛燃効果は低い。実施例
３、比較例４〜６低融点成分として酢酸ビニル成分含量
５％のエチレン−酢酸ピニルコポリマ−（ＥＶＡ）（Ｍ
１２５）を、高融点成分としてアィソタクチックポリプ
ロピレン（Ｍ『Ｒ４）を使用し、難燃剤としてはパーク
ロロベンタシクロドデカンとＳｂ２０３を２：１の比で
混合したものの所定量をＰＰ側へ、又ビス（３・５−ジ
ブロム−４−ジプロモプロピルオキシフェニル）スルホ
ンとＳＱ０３を１．５：１の比で混合したものの所定量
をＥＶＡへ各々表に示した如くに添加し、低融点成分を
２３０ｏｏ、高融点成分を２８０ｏｏで複合比１：１で
複合繊糸して得た禾延伸糸を、４倍に延伸して、低融点
成分の繊維断面円周率１００％の鞘芯型複合繊維のスフ
（１８ｄ／ｆ×６４側）とし、これを実施例１〜２と同
様にして不織布シートとして燃焼テストを行い、難燃性
を評価した。

結果を表に示す。実施例３と比較例４〜６は繊維中の灘
燃剤総量は同じであるが、比較例４は実施例３の２種の
難燃剤を入れ替えたものであり、比較例５と比較例６は
実施例３の２種の難燃剤のどちらかの１種のみとしたも
のである。

実施例３は比較例４、６に比べかなり、難燃効果は大き
い。比較例５は可紡性不良で紡糸でなかった。実施例４
、５、比較例７ 低融点成分として低圧ＰＥ（ＭＦＲＩＯ）を、高融点成
分としてアィソタクチックＰＰ（Ｍ『Ｒ８）を用い、雛
燃剤としてトリス（２・３ジブロモプロピル）ホスフヱ
ート、１・２ジブロモ３クロロプロベン、ベンタジブロ
モモノクロルシクロヘキサン、の各々とＳＱ０３を３；
１の比で混合したものの所定量をＰＥへ、又エチレンジ
アミンジ／、ィドフロマィドとＳＱ０３を２：１の比で
混合したものの所定量をＰＰへ表に示した如く複合成分
に添加し、低融点成分側を２１０００、高融点成分側を
３００ｑｏで複合比１：１で複合繊糸して得た未延伸糸
を、４倍に延伸し、カットして低融点成分の繊維断面円
周率４９−５０％の並列型複合繊維のスフ（６ｄ／ｆ×
６４側）を得た。

このものを実施例１〜２と同様にして不織布シートとし
、難燃性を評価した。結果を表に示す。実施例４、５と
比較例７は繊維中の雛燃剤総量は同じである。

比較例７は可紙性不良で紙糸できなかつた。実施例４と
実施例５の比較により、特に低融点成分側へ添加する繁
燃剤の分解温度は紙糸温度より４０〜５０こ０以上高い
ことが好ましいことが分る。

分解温度く注・）山２‐２ヒス〔４‐２，３ソブロモフ
」ロボキシ）‐３，５ジブロモフェニルフロベン
２７０℃１ジヒスく３ ，５ジブロム４ ジブロモ
プロピルォキンフェニル
２８０■トリス（２，３ソブロモフ。

ロピル）ホスへ々ト ２６０■
デカブロムジフエニルオキサイド
３５０■パークロロベンタシ
クロドデカン
６５０■エチレンジアミンジハイドロブロマイ
ド ３５５■
１，２ジブロム３クロロフロハン
２１０■ペンタジブロモモノクロル
ンクロヘキサン
２３０く注２）＜可紡性評価＞１時間当りの糸切回数
による 〇三Ｏ：２回以下 △ＥＯ：３〜９回 ×ＥＯ：１０回以上 （注３）Ｓｂ２０３は含まない。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 繊維形成性ポリオレフイン系重合体を高融点成分と
   し、融点が該高融点成分のそれより１０℃以上低いポリ
   オレフイン系重合体を低融点成分とする複合繊維の各成
   分に難燃剤を含有せしめた難燃性複合繊維において、高
   融点成分には該成分の融点よりも１４０℃以上高い分解
   温度を有する難燃剤（以下高温分解性難燃剤と云う）を
   ５〜１５％（重量）含有せしめ、低融点成分には分解温
   度が該高温分解性難燃剤のそれよりも低く、かつ該低融
   点成分の融点よりも１００℃以上高い難燃剤（以下低温
   分解性難燃剤と云う）を３〜５％（重量）含有せしめた
   ことを特徴とする難燃剤複合繊維。 ２ 高融点成分がポリプロピレンまたはプロピレンを主
   成分とするコポリマーであり、高温分解性難燃剤として
   分解温度３００℃以上の有機ハロゲン系難燃剤を用いた
   ものである特許請求の範囲第１項に記載の難燃性複合繊
   維。 ３ 低融点成分がポリエチレレン、またはエチレンを主
   成分とするコポリマーであり、低温分解性難燃剤として
   分解温度２５０〜２９０℃の有機ハロゲン系難燃剤を用
   いたものである特許請求の範囲第１項に記載の難燃性複
   合繊維。 ４ 繊維形成性ポリオレフイン系重合体を高融点成分と
   し、融点が該高融点成分のそれより１０℃以上低いポリ
   オレフイン系重合体を低融点成分とし、各成分に難燃剤
   を混合して溶融、複合紡糸し、延伸して、難燃性複合繊
   維を製造するに当り、高融点成分には高温分解性難燃剤
   を混合後の高融点成分に基づいて５〜１５％（重量）と
   なるように混合し、低融点成分には低温分解性難燃剤を
   混合後の低融点成分に基づいて３〜５％（重量）となる
   ように混合し、各成分を各成分が含有する難燃剤の分解
   温度より低い温度に溶融して複合紡糸することを特徴と
   する、難燃性複合繊維の製造方法。 ５ 高温分解性及び低温分解性各難燃剤として、その分
   解温度が各複合成分の紡糸温度よりも４０℃以上高い有
   機ハロゲン系難燃剤を用いる特許請求の範囲第４項に記
   載の難燃性複合繊維の製造方法。