JPS6253415A - 耐炎性ポリエステル繊維構造物 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、耐炎性を有するポリエステル繊維構造物に関
するものである。

（従来の技術） 一般に、ポリエステル、特にポリエチレンテレフタレー
トは優れた機械的特性及び化学的特性を有し、衣料用、
産業用等の繊維として広（利用されている。

ところで、近年、火災予防の観点から合成繊維の耐炎性
への要請が強まっており、特にポリエステル繊維は、衣
類やカーペット、カーテン、車両用座席シート等に大量
に使用されているので、対応策の確立が急がれている。

従来、ポリエステル繊維に耐炎性を付与する方法は種々
提案されているが、最も一般的な方法は難燃剤としてリ
ン化合物を含有させる方法である。

しかし、リン化合物のみを含有させて耐炎性を付与しよ
うとすると、ポリエステルの物性を損ねたり、製糸性を
悪化させることがあったり、一応の耐炎性を付与するこ
とはできても、一旦着火した場合、その部分が溶融落下
して着火した部分の火は消えるが、溶融落下した部分が
下で燃焼を続けることがあり、その部分に可燃物がある
と延焼するという問題があった。

（発明が解決しようとする問題点） 本発明は、ポリエステルの物性や製糸性を悪化させるこ
とがなく、溶融落下性が高いと同時に。

接炎時に着火しにくいという優れた耐炎性を示すポリエ
ステル繊維構造物を提供しようとするものである。

（問題点を解決するための手段） 本発明は、上記目的を達成するものでその要旨は次のと
おりである。

ポリエチレンテレフタレートを主成分とするポリエステ
ル繊維構造物であって、リン化合物をポリエステルの構
成単位に対してリン原子として１〜１０モル％及びホウ
素化合物をポリエステルの構成単位に対してホウ素原子
として０．５〜５モル％含有することを特徴とする耐炎
性ポリエステル繊維構造物。

本発明においてポリエステルを形成する主成分はテレフ
タル酸及びエチレングリコールであるが。

イソフタル酸、４−オキシ安息香酸、５−ナトリウムス
ルホイソフタル酸、アジピン酸、トリメリット酸、ジエ
チレングリコール、プロピレングリコール、ｌ、４−シ
クロヘキサンジメタツール、　１．４−ブタンジオール
、ペンタエリスリトール等を共重合成分として少量使用
してもよい。

本発明において、リン化合物の含有量は、ポリエステル
の構成単位に対してリン原子として１〜１０モル％、ホ
ウ素化合物の含有量は、ポリエステルの構成単位に対し
て０．５〜５モル％とする必要がある。リン化合物の量
が１モル％未満あるいはホウ素化合物の量が０．５モル
％未満の場合には耐炎性の付与効果が不十分であり、リ
ン化合物の量が１０モル％を超えたり、ホウ素化合物の
量が５モル％を超える場合にはポリエステル繊維として
必要な強度を保つに必要な重合度に到達する以前にゲル
化が生じたり、ポリエステル本来の良好な物理的性質が
損われたり、ポリマーをチップ化する際のカッティング
調子が悪くなったり、あるいは紡糸性、延伸性が損なわ
れる等操業性を悪化させたりして好ましくない。

本発明においてリン化合物及びホウ素化合物は単一繊維
中に含有されている必要はなく、ポリエステル繊維構造
物（マルチフィラメント　トウ・ステープル、紡績糸、
織物２編物、不織布などをいう）全体として前記の含有
量となるように両者を含有していればよい。

本発明におけるリン化合物としては、リン酸。

亜すン酸、ホスホン酸、ホスフィン酸、有機ホスフィン
、有機ホスフィンオキシト及びこれらの誘導体が使用で
きるが、特に好ましいものは１次の式で表される基を有
するリン化合物である。

−ｆ−０−Ａ　ｒ　−０→ （Ａｒは芳香族基であり、ベンゼン環は低級アルキル基
又はハロゲン基を置換基として有していてもよい。） 本発明においてリン化合物はポリエステル中に混合又は
共重合の形で含有させることができる。

上記式で表される基を有するリン化合物の場合末端が水
素原子の化合物をポリエステルに混合するか、末端をエ
ステル形成性官能基とした化合物をポリエステルに共重
合すればよい。

エステル形成性官能基の具体例としては２次のようなも
のが挙げられる。

−ＣＲ’、　　−（Ｒ２０）、Ｈ。

（Ｒ１は水素原子又は低級アルキル基、ＲＥは低級アル
キレン基、ｍは１〜２０．ｎはＯ〜２０の整数。）上記
のようなリン化合物は、　９．１０−ジヒドロ−９−オ
キサ−１０−フォスノアフェナントレン−１０−オキサ
イド（）ＩｃＡと略称）とｐ−ベンゾキノン。

１．４−ナフトキノン、０−ベンゾキノン、　２．６−
ナフトキノン、４．４−ジフェノキノンなどのキノン類
とをエチルセロソルブ等の溶媒中で加熱反応させること
により、前記式の末端が水素原子となった化合物を得、
必要に応じてこの部分にエステル形成性基を導入するこ
とにより得られる。

例えば、　ＨＣＡとキノン類との反応物と相当するカル
ボン酸無水物とを加熱反応させたり、　ＨＣＡとキノン
類との反応物のアルカリ金属塩とアルキレンカーボネー
ト、アルキレンオキサイド、ポリアルキレンオキサイド
あるいはそのモノ又はジグリシジルエーテルやエピハロ
ヒドリンとを反応させることにより、前記のようなエス
テル形成性基を導入することができる。

上記リン化合物はそのまま使用してもよいし。

テレフタル酸及び／又は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使
用してもよい。

また２本発明におけるホウ素化合物としては。

ホウ素と酸素もしくはホウ素、酸素及び水素からなるホ
ウ素化合物が用いられ、具体例としては。

オルトホウ酸、酸化ホウ素（三酸化ニホウ素、二酸化ニ
ホウ素、三酸化四ホウ素、五酸化四ホウ素。

−酸化ホウ素等）及びメタホウ酸等が挙げられる。

ホウ素化合物をポリエステル中に含有させるには、ポリ
エステルの合成時にホウ素化合物を添加して重縮合を完
結させればよい。

本発明においてポリエステル繊維を製造する方法は特に
制約されないが１例えば■リン化合物及びホウ素化合物
の両者を重縮合反応完結までの任意の時期に添加して重
縮合し、得られたポリエステルを紡糸、延伸する重縮合
時添加方法、■リン化合物及びホウ素化合物をそれぞれ
別途に含有させたポリエステルを紡糸完結までの任意の
時期に混合して紡糸し、延伸する紡糸時ブレンド方法。

■リン化合物及びホウ素化合物をそれぞれ別途に含有さ
せたポリエステルをいわゆるサイドバイサイド型、海鳥
型、芯鞘型に複合紡糸し、延伸する複合紡糸方法、■リ
ン化合物及びホウ素化合物をそれぞれ別途に含有させた
ポリエステル繊維を延伸時に混繊する延伸混繊方法、■
リン化合物及びホウ素化合物をそれぞれ別途に含有させ
たポリエステル繊維を製織９編成時に混ぜる方法、■ス
テーブルの場合には、リン化合物及びホウ素化合物をそ
れぞれ別途に含有させたポリエステル繊維を紡績時に混
合する混合紡績方法等により製造でき。

これらの方法の中から用途に合わせて任意に選択すれば
よい。

本発明において、ポリエステル繊維の製造に用いるポリ
エステルを製造する際の重縮合反応は。

０．０１〜１０Ｉ！ｌｌｌｌＨｇ程度の減圧下で、２６
０〜３１０℃。

好ましくは２７５〜２９０℃の温度で、所定の重合度の
ものが得られるまで行えばよい。

また１重縮合反応は触媒の存在下に行われ、触媒として
は従来一般に用いられているアンチモン。

チタン、ゲルマニウム、亜鉛、スズ、コバルト等の金属
化合物やスルホサリチル酸、０−スルホ安息香酸無水物
等の有機スルホン酸化合物が好ましく用いられる。触媒
の添加量はポリエステルを構成する酸成分１モルに対し
てＩ　Ｘｌ０−’〜Ｉ　Ｘｌ０−”モル、好ましくは５
Ｘ１０−’〜５×１０１モル、より好ましくはｌＸｌ０
−’〜３Ｘ１０−’モルとするのが適当である。

なお２本発明においてヒンダードフェノール化合物のよ
うな安定剤、コバルト化合物、蛍光剤。

染料のような色調改良剤、二酸化チタンのような顔料等
の添加物を共存させてもさしつかえない。

なお、リン化合物及びホウ素化合物の添加量は重縮合時
又は紡糸時にこれらが一部飛散することを考慮して、最
終的にポリエステル繊維構造物としたときの含有量が所
定の量となるように添加することが必要である。

紡出された繊維は必要に応じて、連続的に又は別工程で
延伸、熱処理されるが、捲縮加工、薬液による処理等の
高次加工に付してもよい。

（作　用） 本発明のポリエステル繊維構造物が優れた耐炎性を示す
理由は明らかではないが、接炎時にリン化合物及びホウ
素化合物がポリエステルの熱分解を促進し、溶融落下を
助長すると同時に低融点のホウ素化合物が燃焼表面をガ
ラス状に被覆して酸素を遮断し、良好な耐炎性効果を発
現するものと考えられる。

なお、リン化合物により耐炎性を付与する場合。

その効果はリン原子の含有量とともに、リン化合物の構
造により大きな影響を受けるが、前述したような特定の
ホスフィン酸誘導体は顕著な耐炎性付与効果を有するも
のである。

リン化合物あるいはホウ素化合物単独では溶融落下性に
は優れているが、自己消火性に乏しいという欠陥があっ
たが１本発明に従ってリン化合物とホウ素化合物を共存
させることによって接炎時に着火しに＜＜、自己消火性
や溶融落下性がそれぞれの化合物単独の場合よりも数段
価れたものになるという驚ろくべき著しい相乗効果が奏
されるのである。

（実施例） 次に実施例をあげて本発明を記述する。

なお、実施例においてポリエステルの極限粘度〔η〕は
フェノールと四塩化エタンとの等重量部金物を溶媒とし
、温度２０．０℃で測定した値である。

ポリエステル中のリン原子の含有量はケイ光Ｘ線法によ
り、また、ホウ素原子の含有量は、クルクミンを用いた
吸光光度法により定量した。

第１〜３表における「リン含量」及び「ホウ素含量」は
ポリエステルの構成単位に対するリン原子及びホウ素原
子としてのモル％を示す。

また、耐炎性は常法に従って紡糸、延伸して得た糸を筒
編地にし、その１ｇを長さ１０．ＯｃＩｍに丸めて１０
．０ｖｗ径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、全試料が燃焼しつ（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（接炎回数と記す
）で表した。

また１着火性は次の４段階で評価した。

◎：接炎後３０秒以上しないと着火しない。

○：接炎後１５〜３０秒で着火する。

△：接炎後５〜１５秒で着火する。

×：接炎後５秒以内で着火する。

実施例Ｉ ＨＣＡとｐ−ベンゾキノンとをエチルセロソルブ溶媒中
で９０℃の温度で反応させた反応物（ＰＢＱ・）ＩＯＡ
　）とやや過剰の無水酢酸を反応させ、　ＰＢＱ　　・
ＨＣＡのジアセテート体のリン化合物（融点１４７．６
〜１４８．９℃）を得た。

このリン化合物と０．８倍モルのテレフタル酸及び０．
２倍モルのイソフタル酸を、触媒としてＯ−スルホ安息
香酸無水物を酸成分に対してａｘｉｏ”’モル使用して
、２７０℃の窒素気流下で４時間反応させた後、さらに
３０ｍ醜Ｈｇで１．５時間＋　　ｌｎｎＨｇで４時間反
応させて、含リンポリエステルを製造した。

次に、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（ＢＨＥＴ）の存在するエステル化反応槽にテ
レフタル酸とエチレングリコールとのモル比１：１．６
のスラリーを連続的に供給し、２５０’Ｃ、０，０５ｋ
ｇ／　ａｊ　Ｇで滞留時間を８時間として反応させ９反
応率９５％のＢＨＩＥＴを連続的に得、これにオルトホ
ウ酸５モル％を添加し、同時に触媒としてジメチルスズ
マレエートをポリエステルを構成する酸成分１モルに対
し１．５　Ｘｌ０−’モル添加し、２８０℃に昇温し、
減圧下に重縮合してホウ素化合物含有ポリエステルを得
た。

上記含リンポリエステルとホウ素化合物含有ポリエステ
ルとをリン原子がポリエステルの構成単位に対して５．
０モル％となるように混合した。

得られたポリエステルを常法により溶融紡糸。

延伸して得た繊維の特性値を第１表に示す。

実施例２〜４．比較例１〜４ リン化合物及びホウ素化合物の種類及び添加量を変えた
こと以外は実施例１と同様に行った結果を第１表に示す
。（第１表において、ＮＱ−ＨＣＡはｐ−ベンキノンの
代わりに１，４−ナフトキノンを用いたものを示す。） 実施例５ ＢＨＥＴを重合槽において２７０℃に加熱し、　　ＰＢ
Ｑ・ＨＣＡのアルカリ金属塩とエチレンオキサイドとを
反応させて得たリン化合物を１０モル％添加し。

三酸化アンチモンを触媒として２．ＯＸｌ０−’モル／
酸成分モル添加し、２８０℃、０．２ｍｍＨｇで２時間
重縮合し、極限粘度〔η〕が０．７２のポリエステル（
Ａ）を得た。

また、　ＢＨＥＴを重合槽において２７０℃に加熱し。

オルトホウ酸１０モル％及び三酸化アンチモンを触媒と
して２．０Ｘ１０−’モル／酸成分モル添加し、２８０
’Ｃ，０，２ｍＨｇで２時間重縮合し、極限粘度〔η〕
が０．５４のポリエステル（Ｂ）を得た。

上記ポリエステル（Ａ）とポリエステル（Ｂ）とを重量
比５０　：　５０の割合でエクストルーダー中で溶融混
合し、常法により紡糸、延伸して得た繊維の特性値を第
２表に示す。

実施例６ 実施例５におけるポリエステル（Ａ）とポリエステル（
Ｂ）とを、（Ａ）を芯成分、（Ｂ）を鞘成分として重量
比５０　：　５０の割合で常法によって芯鞘型複合用紡
糸装置を用いて製糸した。

得られた複合糸の特性値を第２表に示す。

実施例７ 実施例５におけるポリエステル（Ａ）からなる７５デニ
ール３６フイラメントのマルチフィラメントと実施例５
におけるポリエステル（Ｂ）からなる７５デニール３６
フイラメントのマルチフィラメントを製造し２両者を延
伸時に１８フイラメントずつに分糸１合糸して混繊糸（
７５デニール３６フイラメント）を得た。

得られた混繊糸の特性値を第２表に示す。

実施例８ 実施例５におけるポリエステル（Ａ）からなるステープ
ル５０重量％とポリエステル（Ｂ）からなるステープル
５０重量％とを線条混紡し２次いで粗紡機、精紡機を通
して紡績糸を得た。

得られた紡績糸の特性値を第２表に示す。

第２表 実施例９〜１０ 実施例１と同じＢＩＩＥＴにそれぞれトリフェニルホス
フェート（ＴＰＰ）及びフェニルホスホン酸（ＰＰへ）
を第３表に示す量で添加し、同時に三酸化アンチモンを
触媒としてとして２．０Ｘ１０−’モル／酸成分モル添
加し。

２８０℃で減圧下に重縮合して含リンポリエステルを得
た。

この含リンポリエステルと実施例１と同じホウ素化合物
含有ポリエステルとを等重量で混合し、常法により溶融
紡糸し、延伸した。

得られた繊維の特性値を第３表に示す。

第３表 （発明の効果） 本発明によれば、ポリエステルの物性や製糸性を悪化さ
せることがなく、溶融落下性が高いと同時に、接炎時に
着火しにくいという優れた耐炎性を示す高性能のポリエ
ステル繊維構造物を安定して製造することが可能となる
。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）ポリエチレンテレフタレートを主成分とするポリ
   エステル繊維構造物であって、リン化合物をポリエステ
   ルの構成単位に対してリン原子として１〜１０モル％及
   びホウ素化合物をポリエステルの構成単位に対してホウ
   素原子として０．５〜５モル％含有することを特徴とす
   る耐炎性ポリエステル繊維構造物。
2. （２）リン化合物が次の式で表される基を有する化合物
   である特許請求の範囲第１項記載の耐炎性ポリエステル
   繊維構造物。 ▲数式、化学式、表等があります▼ （Ａｒは芳香族基であり、ベンゼン環は低級アルキル基
   又はハロゲン基を置換基として有していてもよい。）