KR20060007032A

KR20060007032A - 난연섬유 복합체 및 그것을 사용하여 제조한 포백

Info

Publication number: KR20060007032A
Application number: KR1020057020164A
Authority: KR
Inventors: 와타루 미오; 스스무 이와데; 시게루 마루야마; 히로야스 하기
Original assignee: 가부시키가이샤 가네카
Priority date: 2003-04-28
Filing date: 2004-04-19
Publication date: 2006-01-23
Also published as: EP1619278B1; CN1806071B; EP1619278A4; CN1806071A; JP4308820B2; MXPA05011334A; DE602004021484D1; WO2004097088A1; ES2326170T3; US20060234592A1; EP1619278A1; JPWO2004097088A1; CA2523378A1; ATE433509T1

Abstract

본 발명은 할로겐 원자를 17중량％이상 함유하는 중합체 100중량부에 대해서, Sb화합물을 0.5∼50중량부 함유시킨 섬유(A) 20∼85중량％, 내열 섬유(B) 5∼80중량％, 셀룰로오스계 섬유(C) 0∼40중량％, 가연성 섬유(D) 0∼40중량％의 비율로 복합하여 되는 난연섬유 복합체에 관한 것이다.　 상기 복합체를 가옥내의 가구나 침구 등에 사용함에 의해 소재의 난연성을 한층 향상시켜, 보다 고도의 난연성이 요구되는 분야에서의 사용을 가능하게 할 수 있다.

난연섬유, 난연섬유 복합체, 가연성 섬유, 내열 섬유

Description

난연섬유 복합체 및 그것을 사용하여 제조한 포백{FLAME-RETARDANT FIBER COMPOSITE AND FABRIC PRODUCED THEREFROM}

본 발명은 종래의 난연섬유 복합체로는 해결이 곤란했던 과제, 즉 침구 제품의 난연성을 한층 향상시키고, 또한 가공성, 벌키성(bulkiness)을 향상하고, 또한 가공성이나 감촉, 촉감이 양호하고, 의장성이 있는 가구, 침구용의 염가이고 고도한 난연섬유 복합체 및 그것을 사용하여 제조한 포백(布帛)에 관한 것이다.

화재의 방지에는 가옥내의 가구나 침구 등에 사용되는 소재로의 난연성 부여가 바람직하다.　 가구나 침구에는 사용시의 쾌적함을 위해서, 면이나 우레탄 폼 등의 이연성(易燃性) 소재가 사용되기 때문에, 방염에는, 그 이연성 소재로의 착염을 장시간에 걸쳐 방지하는 것이 중요하다. 또한, 그 방염 소재는 가구나 침구의 쾌적함이나 의장성을 손상하지 않는 것이어야 한다. 과거 다양한 난연섬유나 방재(防災) 약제가 검토되어 왔지만, 고도의 난연성과 가구, 침구용 소재의 요건을 충분히 겸비한 것은 아직 알려져 있지 않다.

예를 들면, 면포에 방재 약제를 도포하는, 이른바 후가공 방재라고 하는 방법이 있지만, 방재 약제의 부착의 균일화, 부착에 의한 직포의 경화, 세탁에 의한 탈리, 안전성 등의 문제가 있었다. 또한, 할로겐 함유 화합물을 공중합시킨 고분 자에 의한 섬유로 되는 포백은 의장성이 뛰어나고, 난연성임이 알려져 있지만, 강제 연소시킨 경우에는 연소를 계속하기 때문에 구조를 유지할 수 없으므로, 상술한 침구나 가구로 사용되는 목면이나 우레탄 폼으로의 착염을 막는 내화성능은 불충분하였다.　 또한, 내열 섬유로 된 직포는 난연성은 우수하지만, 다른 난연화되어 있지 않은 천연 섬유나 화학 섬유의 연소를 막는 힘이 부족하여, 그들을 복합한 소재에서는 난연성이 불충분하기 때문에, 필연적으로 내열성 섬유만으로 만들어진, 매우 고가의 것으로 되는 문제가 있다. 또한, 내열성 섬유에는, 개섬 시의 가공성의 문제나, 흡습성이나 촉감이 나쁘고, 또한 염색성이 나쁘기 때문에 의장성이 높은 빛깔과 무늬를 얻는 것이 어렵다는 문제도 있다.

이들 가구, 침구용 소재의 결점을 개량하여, 일반적인 특성으로서 요구되는 뛰어난 감촉, 흡습성, 촉감을 갖고, 또한, 안정한 난연성을 가진 소재로서, 일본 특개소61－89339호에는, 난연제를 대량으로 첨가한 고도로 난연화한 함할로겐 섬유와, 난연화하지 않은 다른 섬유를 조합한 난연섬유 복합체가 제안되어 있다. 또한, 일본 특개평8－218259호에는 내열성 섬유를 소량 혼합함으로써, 작업복 용도로 사용가능한, 할로겐 Sb 함유 섬유와 목면 등의 혼합에 의해, 감촉이나 흡습성이 뛰어나고, 고도의 난연성을 가진 고도 난연섬유 복합체가 얻어짐이 기재되어 있지만, 가구나 침구 제품으로 사용되는 우레탄으로의 착화를 방지하기 위해서 부직포로서 사용할 때에, 부직포의 제조에서 가공이 곤란함, 퀼팅(quilting) 가공했을 때의 벌키성이 불충분함, 난연제를 다량으로 첨가하고 있는 섬유를 일정량 이상 함유하고 있기 때문에, 광택감이나 발색성이 부족하여 의장성에 문제가 있고, 화원(火源)이 떨어졌을 때의 자기 소화성은 가지고 있지만, 격렬한 불길에 장시간 노출되었을 때에 상술한 침구나 가구에 사용되는 목면이나 우레탄 폼으로의 착염을 막는 내화 성능은 불충분하다는 것 등, 난연섬유 복합체로서 문제가 있었다.

[발명의 개시]

본 발명은 종래의 난연섬유 복합체로는 해결이 곤란했던 과제, 즉 침구 제품의 난연성을 한층 향상시키고, 또한, 가공성, 벌키성을 향상하고, 또한 가공성이나 감촉, 촉감이 양호하고, 의장성이 있는 가구, 침구용의 염가이고 고도한 난연섬유 복합체를 얻기 위해서 이루어진 것이다.

본 발명자들은, 상기 문제를 해결하기 위해 예의 검토를 거듭한 결과, 다른 가연성 섬유의 연소를 막는 힘이 부족한 내열 섬유에 대해, 염소 함유 중합체로 되는 섬유와, 다른 셀룰로오스계 섬유를 함유하는 가연성 섬유를 혼합하여 섬유 복합체로 하면, 의장성, 감촉, 촉감이 뛰어나고, 장시간의 불길에도 견딜 수 있는 난연성을 겸비한 난연섬유 복합체가 얻어짐을 알아내었다. 또한, 내열 섬유 단독으로 사용할 때의 문제였던, 가공성이나 가격의 문제도 개선할 수 있음을 알아내어, 본 발명을 완성하기에 이르렀다.

즉, 본 발명은 할로겐 원자를 17중량％ 이상 함유하는 중합체 100중량부에 대해서, Sb 화합물을 0.5∼50중량부 함유시킨 섬유(A) 20∼85중량％, 내열 섬유(B) 5∼80중량％, 셀룰로오스계 섬유(C) 0∼40중량％, 화학성 섬유 등의 가연성 섬유(D) 0∼40중량％의 합계가 100중량％로 되도록 복합하여 되는 난연섬유 복합체에 관한 것이다. 또한, 상기 섬유(A)에서의 할로겐 원자를 함유하는 중합체가 아크릴 로니트릴 30∼70중량％, 할로겐 함유 비닐계 단량체 70∼30중량％ 및 이들과 공중합 가능한 비닐계 단량체 0∼10중량％로 되는 공중합체이고, 상기 내열 섬유(B)가 규산 함유 셀룰로오스계 섬유, 아라미드 섬유, 멜라민 섬유로부터 선택되는 섬유이고, 상기 셀룰로오스계 섬유(C)가 난연 가공을 행하지 않은 목면, 마, 아세테이트계 섬유, 레이온계 섬유로부터 선택되는 섬유, 상기 화학 섬유 등의 가연성 섬유(D)가 폴리에스테르 섬유, 나일론 섬유 중 적어도 1종의 섬유인 것을 특징으로 하는 난연섬유 복합체에 관한 것이다.

상기 기재의 복합체에서 감촉이나 흡습성의 관점에서, 할로겐 원자를 17중량％ 이상 함유하는 중합체 100중량부에 대해서, Sb 화합물 6∼50중량부를 함유시킨 섬유(A) 85∼20중량％와, 상기 내열 섬유(B)인 규산 함유 셀룰로오스계 섬유 15∼80중량％, 상기 화학 섬유 등의 가연성 섬유(D)가 1종 이상인 화학 섬유 0∼40중량％로 되고, 각 섬유의 함유량이 (A)≥(D) 또는 (B)≥(D)로 되도록 복합하여 되는 난연섬유 복합체 또는, 할로겐 원자를 17중량％이상 함유하는 중합체 100중량부에 대해서, Sb 화합물을 6∼50중량부 함유시킨 섬유(A) 80∼20중량％, 내열 섬유(B) 5∼40중량％, 셀룰로오스계 섬유(C) 5∼40중량％, 상기 화학 섬유 등의 가연성 섬유(D)가 폴리에스테르 섬유 5∼40중량％의 비율로 복합하여 되는 난연섬유 복합체가 바람직하고, 또한 감촉이나 의장성의 관점에서, 상기 섬유(A)인 염소 원자를 25중량％ 이상 함유하는 중합체 100중량부에 대해서, Sb를 0.5∼5.5중량부 함유시킨 섬유 30∼70중량％, 내열 섬유(B) 10∼50중량％, 셀룰로오스계 섬유(C) 5∼40중량％, 및 화학 섬유 등 가연성 섬유(D) 0∼30중량％으로 되고, 섬유(A)∼(D)의 함유량이 (1)(A)≥(D), (2)(A)＋(D)가 50∼90중량％, 및 (3)(C)＋(D)가 30∼60중량％ 를 만족하는 난연섬유 복합체가 바람직하다.

또한, 본 발명은 상기 난연섬유 복합체를 사용하여 제조한 포백 또는 부직포에 관한 것이다.

본 발명의 난연섬유 복합체에서는, 상기 섬유(A)로는 할로겐 원자를 17％ 이상 함유하는 중합체에 대해서, Sb 화합물 0.5∼50중량부를 함유시킨 섬유, 또한, 그 일례인 염소를 25중량％ 이상 함유하는 중합체에 대해서, Sb 화합물을 0.5∼5.5중량부 함유시킨 섬유가 사용된다.

상기 할로겐을 17％ 이상 함유하는 중합체에서의 바람직한 할로겐 함량의 하한으로는 20％, 더 바람직하게는 26％, 상한으로는 86％, 더 바람직하게는 73％, 특히 48％이다. 상기 할로겐 함유량이 17％ 미만인 경우, 섬유를 난연화하는 것이 곤란하게 되어, 바람직하지않다. 상기 염소를 25중량％ 이상 함유하는 중합체에서의 바람직한 염소 함량의 하한으로는 26중량％, 상한으로는 73중량％, 특히 48∼58중량％이다. 상기 염소 함유량이 25중량％ 미만인 경우, 가연성 섬유와의 섬유 복합체를 난연화하는 것이 곤란하게 되어, 바람직하지 않다.

상기와 같은 할로겐 원자를 17％ 이상 함유하는 중합체로는, 예를 들면 할로겐을 함유하는 단량체의 중합체, 상기 할로겐을 함유하는 단량체와 할로겐을 함유 하지 않는 단량체의 공중합체, 할로겐을 함유하는 중합체와 할로겐을 함유하지 않는 중합체를 혼합한 것, 또는 할로겐을 함유하지 않는 단량체 또는 중합체를 중합중∼중합 후에, 할로겐을 도입한 할로겐 함유 중합체 등을 들 수 있지만, 이들에 한정되는 것은 아니다.

이러한 할로겐 원자를 17％ 이상 함유하는 중합체의 구체예로는, 예를 들면 염화비닐, 염화비닐리덴, 브롬화비닐, 브롬화비닐리덴 등의 할로겐 함유 비닐계 단량체의 단독 중합체 또는 2종 이상의 공중합체； 아크릴로니트릴－염화비닐, 아크릴로니트릴－염화비닐리덴, 아크릴로니트릴－브롬화비닐, 아크릴로니트릴－염화비닐－염화비닐리덴, 아크릴로니트릴－염화비닐－브롬화비닐, 아크릴로니트릴－염화비닐리덴－브롬화비닐 등의 할로겐 함유 비닐계 단량체와 아크릴로니트릴의 공중합체； 염화비닐, 염화비닐리덴, 브롬화비닐, 브롬화비닐리덴 등의 할로겐 함유 비닐 단량체의 1종 이상과 아크릴로니트릴 및 이들과 공중합 가능한 비닐계 단량체의 공중합체； 아크릴로니트릴 단독 중합체에 할로겐 함유 화합물을 첨가·중합시킨 중합체； 할로겐 함유 폴리에스테르 등을 들 수 있지만, 이들에 한정되는 것은 아니다. 또한, 상기 단독 중합체나 공중합체를 적당히 혼합하여 사용해도 좋다.

상기 공중합 가능한 비닐계 단량체로는, 예를 들면 아크릴산, 그의 에스테르, 메타크릴산, 그의 에스테르, 아크릴아미드, 메타크릴아미드, 아세트산비닐, 비닐설폰산, 그의 염, 메타릴설폰산, 그의 염, 스티렌설폰산, 그의 염, 2－아크릴아미드－2－메틸설폰산, 그의 염 등을 들 수 있고, 그들의 1종 또는 2종 이상이 사용된다.

상기 할로겐 원자를 17％ 이상 함유하는 중합체가 아크릴로니트릴 30∼70％, 할로겐 함유 비닐계 단량체 70∼30％ 및 그들과 공중합 가능한 비닐계 단량체 0∼10％, 바람직하게는 아크릴로니트릴 40∼60％, 할로겐 함유 비닐계 단량체 60∼40 ％ 및 그들과 공중합 가능한 비닐계 단량체 0∼10％로 되는 중합체의 경우에는, 얻어지는 섬유가 소망한 성능(강도, 난연성, 염색성 등)을 가지면서 아크릴 섬유의 감촉을 갖기 때문에 특히 바람직하다. 또한, 공중합 가능한 비닐계 단량체의 적어도 1종이 설폰산기 함유 비닐계 단량체의 경우에는, 염색성이 향상하기 때문에 바람직하다.

상기 할로겐 함유 비닐계 단량체 및 아크릴로니트릴로부터의 단위를 함유하는 공중합체의 구체예로는, 예를 들면 염화비닐 50부, 아크릴로니트릴 49부, 스티렌설폰산소다 1부로 되는 공중합체, 염화비닐리덴 43.5부, 아크릴로니트릴 55부, 스티렌설폰산 소다 1.5부로 되는 공중합체, 염화비닐리덴 41부, 아크릴로니트릴 56부, 2－아크릴아미드－2－메틸설폰산 소다 3부 등을 들 수 있다.

본 발명에서 사용하는 Sb 화합물은 난연제로서 사용되는 것이며, 그 구체예로는 산화안티몬(Sb₂O₃, Sb₂O₄, Sb₂O₅ 등), 안티몬산이나 그의 염류, 옥시염화안티몬 등의 무기 안티몬 화합물을 들 수 있지만, 이들에 한정되는 것은 아니다. 이들은 단독으로 사용해도 좋고, 2종 이상 조합하여 사용해도 좋다.

또한, 상기 Sb 화합물의 입경으로는 2㎛ 이하로 고른 것이, 할로겐 함유 중합체에 Sb 화합물을 첨가하여 되는 섬유 제조 공정상에서의 노즐 막힘 등의 트러블 회피, 섬유의 강도 향상 등의 관점에서 바람직하다.

할로겐 원자를 17％ 이상 함유하는 중합체 100중량부에 대한 Sb 화합물의 비율은 6∼50중량부, 바람직하게는 8∼40중량부, 더욱 바람직하게는 10∼30중량부이 다. 그 양이 6중량부 미만에서는 난연섬유 복합체로서 필요한 난연성을 얻기 위해서, 할로겐 원자를 17％ 이상 함유하는 중합체에 Sb 화합물을 함유시킨 섬유(A)(이하, 섬유(A)라 함)의 난연섬유 복합체 중에서의 혼합율을 높일 필요가 있지만, 난연섬유 복합체의 난연성 이외의 특징, 예를 들면 감촉, 흡습성, 촉감 등의 높은 성능이 얻어지기 어렵게 된다. 한편, 그 양이 50중량부를 넘으면, 섬유 제조 시의 노즐 막힘이나 섬유 물성(강도, 신율 등)의 저하가 일어나고, 고도로 난연화한 섬유의 제조면이나 품질면 등에서 문제가 생겨, 바람직하지 않다.

본 발명에서는, 할로겐 원자를 17％ 이상 함유하는 중합체에 대한 Sb 화합물의 양이 6∼50중량부로 유지되는 한, 다른 난연제와 조합하여 사용해도 좋다. 상기 Sb 화합물과 조합하여 사용할 수 있는 다른 난연제로는, 예를 들면 헥사브로모벤젠 등의 방향족 할로겐 화합물, 염화파라핀 등의 지방족 할로겐 화합물, 트리스(2,3－디클로로프로필)포스페이트 등의 함할로겐 인화합물, 폴리인산암모늄 등의 무기 인화합물, MgO, Mg(OH)₂, MgCO₃ 등의 무기 마그네슘 화합물, 산화 제2주석, 옥시할로겐화 제2주석, 수산화 제1주석, ZnSnO₃, ZnSn(OH)₆등의 무기 주석계 화합물 등을 들 수 있다. 다른 난연제의 사용량은 할로겐을 17％ 이상 함유하는 중합체 100중량부에 대해서 1중량부 이상, 10중량부 이하인 것이 바람직하다. 또한, 난연제의 합계량으로는, 할로겐을 17％이상 함유하는 중합체에 대해서 50중량부 이하, 바람직하게는 40중량부 이하인 것이 섬유의 제조 공정상의 트러블 및 섬유의 강도 저하 등의 물성 저하 회피의 관점에서 바람직하다.

또한, 섬유(A) 중 상기 염소를 25중량％ 이상 함유하는 중합체에 사용되는 Sb 화합물에 대해서도 특히 한정되는 것은 아니지만, 상술한 난연제로서 공지된 산화안티몬(Sb₂O₃, Sb₂O₄, Sb₂O₅ 등), 안티몬산이나 그의 염류, 옥시염화안티몬 등의 무기 안티몬 화합물, MgO, Mg(OH)₂, MgCO₃ 등의 무기 마그네슘 화합물, 산화 제2주석, 옥시할로겐화 제2주석, 수산화 제1주석 등의 무기 주석 화합물 등이 난연성의 향상으로서 바람직하지만, 입경으로서 2㎛ 이하로 고른 것을 단독 또는 2종 이상 조합하여 0.5∼5.5중량부 함유시키는 것이, 섬유에 광택 부여나 염색에서의 발색성과 난연성의 부여에 바람직하고, 광택 부여나 발색성에 관해서는 0.5∼3.5중량부 함유시키는 것이 더욱 바람직하다.

상기 할로겐을 17％ 이상 함유하는 중합체에 대해서, Sb 화합물 0.5∼50중량부를 함유시킨 섬유(A)는 단섬유여도 장섬유여도 좋지만, 본 발명에 사용되는 내열 섬유(B)나, 셀룰로오스계 섬유(C)나, 화학 섬유 등의 가연성 섬유(D)와, 복합시켜 가공하기 위해서는 복합되는 섬유에 근사한 것이 바람직하고, 섬유 제품 용도로 사용되는 내열 섬유나, 천연 섬유 및 화학 섬유에 맞춰, 1.7∼3.3dtex, 컷 길이 38∼64mm 정도의 단섬유가 바람직하다. 그러나, 부직포 등의 용도로, 부피나 빳빳함이 있는 난연섬유 복합체를 얻기 위해서는 7.8dtex∼12dtex, 컷 길이 51∼102mm 정도의 단섬유가 바람직하다.

본 발명에 사용하는 내열 섬유(B)(이하, 섬유(B)라 함)는 난연섬유 복합체 중의 가연성 성분이 연소할 때에 그 난연섬유 복합체의 형상을 유지하는 골격으로 되기 때문에 사용되는 성분이며, 융점이 있는 경우에는 융점이 350℃ 이상, 융점이 없는 경우에는 분해 온도가 300℃ 이상인 내열성을 갖는 섬유이다.

상기 섬유(B)로는, 예를 들면 방향족 폴리아미드, 멜라민, 폴리아미드이미드, 폴리벤조이미다졸 등으로부터의 상기와 같은 섬유나, 규산 함유 섬유, 페놀계 섬유, 탄소 섬유 등을 들 수 있고, 이들 섬유(B)는 단독으로 사용해도 좋고, 2종 이상 병용해도 좋다.

상기 방향족 폴리아미드 섬유의 구체적인 예로는, 예를 들면 분해 개시 온도가 450℃ 이상인 파라계 방향족 폴리아미드 섬유(예를 들면 듀퐁(DuPont)사제의 케블라(Kevlar), 테이진(주)제의 테크노라(Technora), 테이진·트와론(주)제의 트와론(Twaron) 등), 분해 온도가 약 550℃인 메타계 방향족 폴리아미드 섬유(예를 들면 듀퐁사제의 노멕스(Nomex), 테이진(주)제의 코넥스(Conex), 유니치카(주)제의 아피에일(Apyeil 등)을 들 수 있다. 상기 멜라민 섬유의 구체예로는, 분해 개시 온도가 약 370℃인 멜라민 섬유(예를 들면 바소필 파이버즈(Basofil　 Fibers)사의 바소필(Basofil) 등)를 들 수 있다. 또한, 상기 폴리아미드이미드 섬유의 구체예로는 분해 개시 온도가 약 380℃인 폴리아미드이미드 섬유(예를 들면, 론 푸란(Rhone Poulenc)사제의 카멜(Kermel) 등)를 들 수 있다. 또한, 상기 폴리벤조이미다졸 섬유의 구체예로는 분해 개시 온도가 약 450℃인 폴리벤조이미다졸 섬유(예를 들면 세라니즈(Celanese)사제의 PBI 등)를 들 수 있다. 상기 페놀계 섬유의 구체예로는, 분해 개시 온도가 약 370℃인 노보로이드 섬유(예를 들면 카이놀사의 카이놀(Kynol) 등)를 들 수 있다. 상기 규산 함유 셀룰로오스계 섬유의 구체예로는, 예를 들면 규산을 섬유 중에 약 30％ 함유한 사테리(Sateri)사의 비질(Visil)을 들 수 있다. 본 발명에 사용하는 규산 함유 셀룰로오스계 섬유는 난연섬유 복합체가 난연성 향상, 포백의 강도 유지를 위해 사용되는 성분이기에 뛰어난 감촉이나 흡습성 등의 쾌적성을 줌과 동시에, 연소 시에 탄화막을 형성하는데 효과가 있는 성분이며, 규산을 섬유 중에 20∼50％ 함유하는 셀룰로오스 섬유이고, 통상, 1.7∼8 dtex 정도의 섬도, 38∼128mm 정도의 컷 길이를 갖는다.

본 발명에 사용하는 셀룰로오스계 섬유(C)(이하, 섬유(C)라 함)는 본 발명의 난연섬유 복합체에 뛰어난 촉감이나 흡습성 등의 쾌적성을 부여하기 위한 성분이다. 또한, 상기 할로겐 원자를 함유하는 중합체(A)와 함께 연소시킨 경우에 탄화하고, 그 난연섬유 복합체 중에 고온에서도 분해되기 어려운 탄화상물을 형성하는 성분이다.

구체예로는 면, 마, 아세테이트 섬유, 레이온 등의 섬유를 들 수 있고, 이들 섬유(C)는 단독으로 사용해도 좋고, 2종 이상 병용해도 좋다.

상기 화학 섬유 등의 가연성 섬유(D)(이하, 섬유(D)라 함)의 구체예로는, 프로믹스 등의 반합성 섬유, 폴리에스테르 섬유, 나일론 섬유, 아크릴 섬유 등의 합성 섬유 등을 들 수 있고, 이들 섬유(D)는 단독으로 사용해도 좋고, 2종 이상 병용해도 좋다. 이들 중에서는 폴리에스테르 섬유, 나일론 섬유 등의 용융하는 섬유인 것이 바람직하다. 폴리에스테르 섬유, 나일론 섬유는 연소 시에 용융물이 생기고, 난연섬유 복합체를 덮음으로써 난연섬유 복합체에 의해 형성되는 탄화막이 보다 강고한 것으로 되어, 격렬한 불길에 장시간 노출되어도 침구나 가구에 사용되는 면이 나 우레탄 폼으로의 착염을 막는 내화 성능을 부여할 수 있기 때문에 바람직하다. 그 이유로는, 그들 섬유는 연소 과정에서 생기는 용융물이 난연섬유 복합체 중에 침윤하여, 섬유간의 극간을 메워, 구조를 강고한 것으로 하기 때문인 것으로 생각된다. 그 중에서도 폴리에스테르 섬유는 연화점이나 용융점이 높아, 난연섬유 복합체의 내열성을 향상시키기 때문에 더 바람직하다. 또한, 폴리에스테르 섬유는 염가인 것과, 빳빳함이 특징이며, 빳빳하기 때문에 부직포로 가공했을 때의 벌키성이 나타나기 쉽고, 퀼팅 가공했을 때의 의장성의 관점에서 우수하기 때문에, 예를 들면 베드(bed) 매트나 베드 패드 등으로 가공했을 때의 마무리의 아름다움, 벌키성, 감촉 등을 부여할 수 있다는 점에서도 바람직하다.

본 발명에서는 청구항 8 기재의 2∼3성분계의 경우, 섬유(A) 85∼20중량%와 섬유(B)인 규산 함유 셀룰로오스계 섬유 15∼80중량％, 섬유(D) 0∼40중량％로, 본 발명의 난연섬유 복합체 100중량％가 제조되지만, 그들의 혼합 비율은 얻어지는 난연섬유 복합체로 제조되는 최종 제품에 요구되는 난연성과 함께, 흡수성, 감촉, 흡습성, 촉감, 의장성, 제품 강도, 내세탁성, 내구성 등의 품질에 따라 결정된다. 일반적으로, 섬유(A) 85∼20중량％, 바람직하게는 75∼25중량％, 규산 함유 셀룰로오스 섬유(B) 15∼80중량％, 바람직하게는 20∼70중량％, 섬유(D) 0∼40중량％, 바람직하게는 5∼35중량％의 합계가 100중량％로 되도록 복합된다.

섬유(A)의 양이 20중량％ 미만인 경우, 얻어지는 난연섬유 복합체의 난연성이 부족하고, 한편, 80중량％을 넘는 경우, 난연성은 뛰어나지만, 섬유(B)인 규산 함유 셀룰로오스 섬유의 비율이 적어져서, 격렬한 불길에 장시간 노출되었을 때에 침구나 가구에 사용되는 면이나 우레탄 폼으로의 착염을 막는 내화 성능이 충분하지 않게 된다.

또한, 섬유(D)의 양이 40중량％을 넘는 경우, 섬유(A), 섬유(B)의 양이 적어져서, 충분한 난연성이 얻어지지 않게 된다.

또한, 섬유(B)인 규산 함유 셀룰로오스 섬유의 양이 15중량％ 미만인 경우, 격렬한 불길에 장시간 노출되었을 때에 침구나 가구에 사용되는 면이나 우레탄 폼으로의 착염을 막는 내화 성능이 충분하지 않게 되고, 한편, 80중량％을 넘는 경우, 섬유(A)의 비율이 적어져서, 충분한 난연성이 얻어지지 않게 된다.

본 발명의 난연섬유 복합체가 뛰어난 난연성을 나타내는 이유는, 연소시에는 섬유(A)로부터 발생하는 할로겐화 Sb 화합물의 연소 억제 효과와, 섬유(B)인 규산 함유 셀룰로오스 섬유에 의한 복합체의 탄화막 형성 효과가 상승하고, 또한 섬유(D)가 연소시에 용융하여 난연섬유 복합체를 덮음으로써 난연섬유 복합체에 의해 형성되는 탄화막이 보다 강고한 것으로 됨으로써, 격렬한 불길에 장시간 노출되어도 침구나 가구에 사용되는 면이나 우레탄 폼으로의 착염을 막는 내화 성능이 부여되어 예상 이상으로 뛰어난 난연성을 나타내는 것으로 생각된다. 본래, 섬유(B)인 규산 함유 셀룰로오스 섬유는 연소하기 어려운 섬유이지만, 다른 가연성의 섬유를 난연화하는 힘이 부족하기 때문에, 섬유(B)와 섬유(D)만을 복합해도 섬유(D)가 난연화되는 것은 아니다. 본 발명과 같이 섬유를 복합함에 의해, 비로소 현저한 효과가 얻어진다.

본 발명에서는 청구항 11 기재의 4성분계인 경우, 섬유(A) 80∼20중량％와 섬유(B) 5∼40중량％, 섬유(C) 5∼40중량％, 섬유(D)인 폴리에스테르 섬유 5∼40중량％로, 본 발명의 난연섬유 복합체 100중량％가 제조되지만, 그들의 혼합 비율은 얻어지는 난연섬유 복합체로 제조되는 최종 제품에 요구되는 난연성과 함께, 흡수성, 감촉, 흡습성, 촉감, 의장성, 제품 강도, 내세탁성, 내구성 등의 품질에 따라 결정된다. 섬유(A) 80∼20중량％, 바람직하게는 60∼30중량％, 섬유(B) 5∼40중량％, 바람직하게는 10∼35중량％, 섬유(C) 5∼40중량％, 바람직하게는 10∼35중량％, 및 섬유(D)인 폴리에스테르 섬유 5∼40중량％, 바람직하게는 10∼35중량％의 합계가 100중량％로 되도록 복합된다.

섬유(A)의 양이 20중량％ 미만인 경우, 얻어지는 난연섬유 복합체의 난연성이 부족하고, 또한, 80중량％을 넘는 경우, 난연성은 뛰어나지만, 섬유(B), 섬유(C)의 비율이 적게 되어, 격렬한 불길에 장시간 노출되었을 때에 침구나 가구에 사용되는 면이나 우레탄 폼으로의 착염을 막는 탄화막의 형성이 불충분하여 내화 성능이 충분하지 않게 된다.

또한, 섬유(D)인 폴리에스테르 섬유의 양이 5중량％ 미만인 경우, 가공성, 벌키성, 감촉, 촉감 등이 부족하고, 한편, 40중량％을 넘는 경우, 섬유(A), 섬유(B), 섬유(C)의 양이 적게 되어, 충분한 난연성이 얻어지지 않게 된다.

또한, 섬유(B)의 양이 5중량％ 미만인 경우, 격렬한 불길에 장시간 노출되었을 때에 침구나 가구에 사용되는 면이나 우레탄 폼으로의 착염을 막는 내화 성능이 충분하지 않게 되어, 난연성 향상 효과가 충분하지 않고, 한편, 40중량％를 넘는 경우, 내열 섬유의 결점인 가공성이나 감촉이나 의장성이 뒤떨어진 난연섬유 복합 체만이 얻어진다.

또한, 섬유(D)인 셀룰로오스계 섬유의 양이 5중량％ 미만인 경우, 흡수성, 감촉, 흡습성, 촉감 등이 부족한 동시에, 탄화막 형성에 의한 난연성 향상 효과가 충분히 얻어지지 않고, 한편, 40중량％을 넘는 경우, 섬유(A), 섬유(B)의 양이 적어져서, 격렬한 불길에 장시간 노출되었을 때에 침구나 가구에 사용되는 면이나 우레탄 폼으로의 착염을 막는 내화 성능이 충분하지 않게 되어 충분한 난연성이 얻어지지 않게 된다.

본 발명의 난연섬유 복합체가 뛰어난 난연성을 나타내는 이유는, 연소시에는 섬유(A)로부터 발생하는 할로겐화 Sb 화합물의 연소 억제 효과와, 섬유(B)에 의한 복합체의 탄화막 형성 효과, 섬유(C)가 섬유(A)와 함께 연소되었을 때에 탄화에 의한 탄화막 형성 효과가 상승하고, 또한 섬유(D)인 폴리에스테르 섬유가 연소시에 용융하여 난연섬유 복합체를 덮음으로써 난연섬유 복합체에 의해 형성되는 탄화막이 보다 강고한 것으로 됨으로써 격렬한 불길에 장시간 노출되어도 침구나 가구에 사용되는 면이나 우레탄으로의 착염을 막는 내화 성능이 부여되어 예상 이상으로 뛰어난 난연성을 나타내는 것으로 생각된다. 본래, 섬유(B)는 연소하기 어려운 섬유이지만, 다른 가연성의 섬유를 난연화하는 힘이 부족하기 때문에, 섬유(B)와 섬유(D)만을, 또한 섬유(B)와 섬유(C)만을 복합해도 섬유(B), 섬유(D)가 난연화되지는 않는다. 본 발명과 같이 섬유를 복합함에 의해, 비로소 현저한 효과가 얻어진다.

본 발명에서 청구항 12 기재의 3∼4성분계의 경우, 섬유(A)인 염소를 25중량 ％이상 함유하는 중합체에 대해서, Sb 화합물을 0.5∼5.5중량부 함유시킨 섬유(A) 30∼80중량％와, 섬유(B) 10∼50중량％와, 섬유(C) 5∼40중량％와, 섬유(D) 0∼30중량％의 합계가 100중량％이고, 난연섬유 복합체 중의 각 섬유의 함유량이 (A)≥(C) 또한 (A)＋(C)가 50∼90중량% 또한 (B)＋(C)가 30∼60중량％로 되도록, 본 발명의 난연섬유 복합체가 제조되지만, 그들의 혼합 비율은 얻어지는 난연섬유 복합체로 제조되는 최종 제품에 요구되는 난연성과 함께, 의장성, 흡수성, 감촉, 흡습성, 촉감, 제품 강력, 내세탁성, 내구성 등의 품질에 따라 결정된다. 일반적으로, 섬유(A)인 염소를 25중량％이상 함유하는 중합체에 대해서, Sb 화합물을 0.5∼5.5중량부 함유시킨 섬유 30∼80중량％, 바람직하게는 35∼55중량％, 섬유(B) 10∼50중량％, 바람직하게는 15∼45중량％, 섬유(C) 5∼40중량％, 바람직하게는 10∼35중량％, 및 섬유(D) 0∼30중량％, 바람직하게는 0∼25중량％, 더욱 바람직하게는 0∼15중량％의 합계가 100중량％이고, 난연섬유 복합체 중의 각 섬유의 함유량이 (A)≥(C) 또한 (A)＋(C)가 50∼90중량％ 또한 (B)＋(C)가 30∼60중량％로 되도록 복합된다.

섬유(A)인 염소를 25중량％ 이상 함유하는 중합체에 대해서, Sb 화합물을 0.5∼5.5 중량부 함유시킨 섬유의 양이 30중량％ 미만인 경우, 섬유(C)나 섬유(D)의 연소를 막는 힘이 충분하지 않게 되어, 얻어지는 난연섬유 복합체의 난연성이 부족하고, 한편, 80중량％을 넘는 경우, 난연섬유 복합체 자체의 난연성은 뛰어나지만, 연소 시에 난연섬유 복합체 중의 형상을 유지하는 골격으로 되는 성분이 부족한 결과, 예를 들면 의자나 매트리스에 사용되는 우레탄 폼 등의 이연성 소재로 의 착염을 방지하는 성능이 충분하지 않게 된다. 또한, 감촉, 흡습성 등도 충분하지 않게 된다. 섬유(C)나 섬유(D)의 연소를 막기 위해서는, 섬유(A)인 염소를 25중량％ 이상 함유하는 중합체에 대해서, Sb 화합물을 0.5∼5.5중량부 함유시킨 섬유의 양이 40∼80중량％인 것이 바람직하다.

또한, 섬유(B)의 양이 10중량％ 미만인 경우, 장시간의 불길에 견딜 수 있는 난연효과가 충분히 얻어지지 않고, 한편, 50중량％을 넘는 경우, 내열 섬유의 결점인 감촉이나 의장성이 뒤떨어지는 난연섬유 복합체만이 얻어진다.

또한, 섬유(C)의 양이 5중량％ 미만인 경우, 감촉, 흡습성 등이 충분하지 않게 되는 동시에, 탄화상물을 형성하는 성분이 부족하기 때문에 장시간의 불길에 견딜 수 있는 난연 효과가 충분히 얻어지지 않고, 한편, 40중량％을 넘는 경우, 난연 섬유 복합체 중의 가연 성분이 많아져 난연성이 충분하지 않게 된다. 섬유(A)인 염소를 25중량％ 이상 함유하는 중합체에 대해서, Sb 화합물을 0.5∼5.5중량부 함유시킨 섬유의 양과 섬유(B)의 양의 합계가 55중량％ 미만인 경우에는, 난연섬유 복합체에 연소 시에 충분한 양의 탄화상물을 형성시키기 위해서, 섬유(C)의 양이 30∼40중량％인 것이 바람직하다.

또한, 섬유(D)의 양이 30중량부를 넘는 경우도, 난연섬유 복합체 중의 가연 성분이 많아져 난연성이 충분하지 않게 된다.

또한, 난연섬유 복합체 중의, 섬유(A)인 염소를 25중량％이상 함유하는 중합체에 대해서, Sb 화합물을 0.5∼5.5중량부 함유시킨 섬유의 양이 섬유(C)의 양보다 적은 경우, 탄화상물을 형성함이 충분하지 않게 되어 장시간의 불길에 견딜 수 있 는 난연효과가 충분하지 않게 된다.

또한, 난연섬유 복합체 중의, 섬유(A)인 염소를 25중량％이상 함유하는 중합체에 대해서, Sb 화합물을 0.5∼5.5중량부 함유시킨 섬유의 양과 섬유(C)의 양의 합계가 50중량％ 미만인 경우, 탄화상물을 형성시키는 성분이 부족하기 때문에 장시간의 불길에 견딜 수 있는 난연 효과가 충분히 얻어지지 않고, 또한, 감촉도 충분하지 않게 되고, 한편, 90중량％을 넘는 경우, 섬유(B)의 양이 부족하여, 충분한 난연효과가 얻어지지 않게 된다.

또한, 섬유(B)의 양과 섬유(C)의 양의 합계가 30중량％ 미만인 경우, 연소시에 난연섬유 복합체 중의 구조를 유지하는 성분이 적어지기 때문에, 난연효과가 충분하지 않게 되고, 한편, 60중량％을 넘는 경우, 섬유(A)인 염소를 25중량％ 이상 함유하는 중합체에 대해서, Sb 화합물을 0.5∼5.5중량부 함유시킨 섬유의 양의 비율이 섬유(B)의 양과 섬유(C)의 양의 합계에 대해서 적게 되어, 장시간의 불길에 견딜 수 있는 구조의 형성이 충분하지 않게 되므로, 난연효과가 충분하지 않게 된다.

본 발명의 난연섬유 복합체가 뛰어난 난연성을 나타내는 이유는, 연소시에 난연섬유 복합체가 가열되어, 연소를 일으키는 온도 조건으로 되었을 때에, 섬유(A)인 염소를 25중량％ 이상 함유하는 중합체에 대해서, Sb 화합물을 0.5∼5.5중량부 함유시킨 섬유로부터 활성 염소 래디칼이나 염화수소가 방출되어, 난연섬유 복합체의 연소 연쇄 반응을 유도하는 활성 래디칼을 포착하여, 연소 연쇄 반응을 절단하는 연소 억제와, 그것에 의해 탈수 탄화가 촉진되어, 고온 시에도 분해되기 어 려운 탄화상물을 형성하는 섬유(C), 또한 섬유(B)에 의한 복합체의 내열성 향상 효과가 상승하여, 예상 이상으로 뛰어난 난연성을 나타내는 것으로 생각된다. 본래, 섬유(B)는 연소하기 어려운 섬유이지만, 다른 섬유(C)를 난연화하는 힘이 부족하기 때문에, 섬유(B)와 섬유(C)를 복합해도 섬유(C)가 난연화되는 것은 아니며, 본 발명과 같이 섬유를 복합함에 의해, 비로소 현저한 효과가 얻어진다.

또한, 섬유(D)에, 폴리에스테르 섬유, 나일론 섬유 등의 용융하는 섬유 중 적어도 1종을 사용함으로써, 연소 과정에서 생기는 용융물이 난연섬유 복합체 중에 침윤하여, 섬유간의 극간을 메워서, 구조를 강고한 것으로 하여, 난연섬유 복합체의 난연성이 향상하는 것으로 생각된다. 또한, 섬유(A)인 염소를 25중량％ 이상 함유하는 중합체에 대해서, Sb 화합물을 0.5∼5.5중량부 함유시킨 섬유에 산화 안티몬을 사용함으로써, 고온 시에 염소 화합물과 산화 안티몬이 반응하여, 휘발성의 염화안티몬을 생성하고, 이것이 공기보다도 무겁기 때문에 반응계에 오래 머물러 유효한 활성 래디칼 포착제로 되어 작용하는 것으로 생각된다.

본 발명의 난연섬유 복합체는 상술한 바와 같이 섬유(A), (B), (C), (D)가 복합한 것이며, 직물, 편물, 부직포 등의 포백, 슬라이버나 웨브 등의 섬유의 집합체, 방적사나 합사·연사 등의 사상물(絲狀物), 짠 끈, 꼰 끈 등의 끈 형상물과 같은 형태의 것이다.

상기 복합한 이라 함은 섬유(A), (B), (C), (D)를 다양한 방법으로 혼합하여 소정의 비율로 함유하는 포백 등을 얻는 것을 말하며, 혼면, 방적, 연사, 직조, 편직의 단계에서 각각의 섬유나 실을 조합하는 것을 의미한다.

본 발명의 난연섬유 복합체에는, 필요에 따라서 대전 방지제, 열 착색 방지제, 내광성 향상제, 백도(白度) 향상제, 실투성(失透性) 방지제 등을 함유하여도 좋다.

이와 같이 하여 얻어진 본 발명의 난연섬유 복합체는, 소망한 난연성을 갖고, 감촉, 촉감, 흡습성, 의장성 등이 뛰어난 특성을 갖는다.

본 발명의 난연섬유 복합체를 제조하는 방법으로는, 상술한 섬유 (A), (B), (C), (D)가 단섬유인 경우, 이들을 혼합하여 방적하거나, 각각의 실이나 슬라이버를 제조하여 꼬아 합치거나, 1종의 슬라이버에 2종의 방적사를 감거나, 2종을 한데 섞은 슬라이버에 1종의 방적사를 감아서 제조해도 좋고, 또한, 이들 방법을 조합하여 제조해도 좋다.

또한, 상술의 섬유(A), (B), (C), (D)가 장섬유인 경우, 각각의 장섬유를 꼬아 합치거나, 1종의 장섬유에 2종의 장섬유를 각각 감거나, 2종의 꼬아 합친 장섬유에 1종의 장섬유를 감거나, 1종의 장섬유에 2종의 꼬아 합친 장섬유를 감아서 제조하여도 좋고, 또한, 이들 방법을 조합하여 제조해도 좋다.

또한, 상술한 섬유(A), (B), (C), (D) 중의 일부가 단섬유이고 나머지가 장섬유인 경우, 단섬유인 것은 혼합하여 방적사로 하여, 이것을 장섬유의 것과 꼬아 합치는 등으로 제조해도 좋다.

본 발명의 난연섬유 복합체를 사용하여 포백을 제조하면, 본 발명의 난연섬유 복합체가 가진 뛰어난 특성, 즉 뛰어난 난연성을 갖고, 감촉, 촉감, 흡습성, 의장성 등이 뛰어난 특성을 가진 포백이 얻어진다.

상기 포백이라 함은 직물, 편물, 부직포, 끈류 등을 포함하는 개념이며, 난연작업복 등의 의료(衣料) 뿐만 아니라, 커텐, 카펫 등의 인테리어 제품이나, 시트, 모포, 베드 매트, 베드 패트 등의 침구 등 고도한 난연성이 요구되고, 또한 감촉, 흡습성, 촉감, 의장성 등의 일반적인 섬유 특성이 뛰어난 것이 필요한 용도에 적합하게 사용되는 것이다.

이들 포백의 제조에는 특별한 방법은 필요없고, 종래부터 일반적으로 사용되고 있는 제법을 그대로 사용할 수 있다.

[발명을 실시하기 위한 최량의 형태]

이하, 실시예를 들어 본 발명을 더욱 상세하게 설명하지만, 본 발명은 이러한 실시예에만 한정되는 것은 아니다. 또한 실시예에서의 섬유의 난연성은 부직포를 사용하여 하기와 같이 하여 측정하였다.

(연소 시험용 부직포의 제조)

(1)시료 부직포

시료 부직포는 소정의 비율로 혼합한 섬유를 사용하여, 니들 펀치 방식에 의해, 면적당 무게 200g/㎡, 세로 30cm × 가로 45cm의 부직포를 제조하였다.

(2)커버용 부직포

커버용 폴리에스테르 부직포도 마찬가지로, 니들 펀치 방식에 의해, 면적당 무게 200g／㎡, 세로 30cm × 가로 45cm의 부직포를 제조하였다.

(연소 시험용 시료의 제조)

간이 매트리스를 제조하여 연소 시험용 시료로 하였다. 상기 (2)커버용 폴 리에스테르 부직포 위에 상기 (1)시료 부직포를, 또한 그 위에 표면 생지(生地)로서 폴리에스테르제 직포(면적당 무게 120g/㎡)을 더 겹친 3층 구조물을 면사를 사용하여 퀼팅하여, 세로 30cm × 가로 45cm × 두께 7.5cm, 밀도 22Kg／㎥의 폴리우레탄 폼(도요 고무 고교(주)제 타입 360S) 위에 스테이플을 사용하여 고정하였다.

(연소 시험 방법)

(1)버너 형상

버너 헤드의 형상은 T자형이고, 버너 헤드는 외경 1.27cm, 두께 0.0889cm의 스텐레스강으로 제조하고, T자의 가로봉은 길이 30.48cm로, T자의 가로봉의 최상면에 직경 1.2mm의 구멍(가스가 나오는 구멍)이 같은 간격으로 34개 뚫려 있다.

(2)연소 시험 방법

연소 시험용 시료를 3층 구조물측을 상면으로 세팅하고, 버너 헤드를 시료 상면에서 보아 시료의 장축 방향으로 평행하게, 또한, 시료의 중앙에, 불길이 나오는 구멍의 면이 시료 위쪽 42mm의 높이로 되도록, T자의 가로봉이 수평으로 세로봉이 수직 방향으로 뻗도록 세팅한다. 연소 가스는 프로판(순도 99％ 이상)을 사용하고, 가스 압력 0.11MPa, 가스 유량 12.9L／분으로, 착염 시간은 70초로 하였다. 이 때의 우레탄 폼으로의 착화의 유무, 시료 부직포의 상태, 표면 생지의 연소의 평가를 실시하였다. 이 때에 우레탄 폼으로의 착화가 없는 경우를 ○, 착화가 있는 경우를 ×로 하고, 시료 부직포의 탄화막의 상태는 연소 시험 종료후에, 시료 부직포의 탄화막에 관통한 구멍이 뚫려 있지 않은 경우, 또는 금이 없는 경우를 ○, 구멍이나 금이 있는 경우를 ×로 하고, 표면 생지의 연소는 버너에 의한 착염이 종료된 뒤 30초 이내에 신속하게 자기 소화한 경우를 ○, 연소를 계속한 경우를 ×로 하여 평가를 실시하였다. 난연성의 평가로서, 상기 3항목 모두 ○인 경우를 ○, 한개라도 ×인 항목이 있는 경우에는 ×로 평가하였다.

(관능 평가 결과)

(시료 부직포 벌키성)

난연섬유 복합체 부직포의 가공성을 평가하기 위해서, 퀼팅 가공 시의 생지의 볼륨감에 대해서 관능 평가를 행하였다.

평가 방법은 시각적 관점에서, 퀼팅 가공했을 때의 표(表)생지용의 볼륨감에 있어서 침구용 부직포로서의 볼륨감이 적합한 것을 ○(예를 들면 폴리에스테르 섬유를 사용했을 때의 부직포), 사용 가능한 레벨인 것을 △, 그것보다 뒤떨어지는 것을 ×(예를 들면 레이온 섬유를 사용했을 때의 부직포)로서 평가하였다.

(셀룰로오스 섬유의 특징의 평가 방법)

난연섬유 복합체가 셀룰로오스계 섬유로서의 특징(시감, 촉감)을 갖는가의 여부에 대해서 관능 평가 시험을 행하였다. ○은 셀룰로오스계 섬유의 특징(시감, 촉감)을 갖는 것을, ×는 갖지 않는 것을 나타낸다.

(시료 부직포 백도 평가 방법)

난연섬유 복합체 부직포의 의장성을 평가하기 위해서, 시료 부직포의 백색도에 대해서 관능 평가를 행하였다.

평가 방법은 시각적 관점에서 관능적 평가를 행하고, 천을 댄 가구 표면 생지 용도에 있어서, 광택, 및 발색성이 요구되는 경우의 사용에 적합한 레벨인 것을 ○, 부적합한 것을 ×로 평가하였다.

(감촉 평가 방법)

난연섬유 복합체 부직포의 감촉, 촉감에 대해서, 특히 드라이 터치감의 관능 평가를 행하였다.

평가 방법은 천을 댄 가구의 표면생지 용도에 있어서 적합한 레벨 또는 사용 가능한 것을 ○(예를 들면 폴리에스테르 섬유를 사용했을 때의 부직포), 그것보다 뒤떨어지는 것을 ×(예를 들면 멜라민 섬유를 사용했을 때의 부직포)로서 평가하였다.

(의장성(광택감,발색성)평가 방법)

난연섬유 복합체 부직포의 의장성을 평가하기 위해서, 시료 부직포의 광택감과 염색 후의 발색성에 대해서, 각각 관능 평가를 행하였다.

평가 방법은, 시각적 관점에서 관능적 평가를 실시하였다.

광택에 대해서는, 천을 댄 가구의 표면생지 용도에서의 사용에 적합한 레벨의 것을 ○, 부적합한 것을 ×로 평가하였다.

발색성에서는, 천을 댄 가구의 표면생지 용도에서 요구되는 발색성에 대해서 사용에 적합한 레벨인 것을 ○, 부적합한 것을 ×로 평가하였다.

염색 방법은 양이온 염료(Maxilon　 Yellow　 2RL0.55％omf, Maxilon　 Red　 GRL0.25％omf, Maxilon　 Blue　 GRL0.30％omf： 모두 시바·가이기(Ciba－Geigy)사제)와, 조제로서, 아세트산 및 아세트산나트륨 및 음이온계 분산제 2％omf(LevenolWX：카오(주)제), 촉염제 0.4％omf(라우릴황산나트륨)를 사용하여, 욕 비(浴比) 1：2.5로 1시간 상압 비등시켜, 원심탈수기로 탈수한 뒤, 상온에서 건조시켜, 짙은 갈색의 색상을 가진 부직포를 얻었다.

(제조예 1)

아크릴로니트릴 51중량％, 염화비닐리덴 48중량％ 및 p－스티렌설폰산 소다 1중량％로 되는 공중합체를 디메틸포름아미드에 수지 농도가 30중량％로 되도록 용해시켰다. 얻어진 수지 용액의 수지 중량 100부에 대해서 15부의 삼산화안티몬을 첨가하여, 방사 원액으로 하였다.

상기 삼산화 안티몬은 2㎛이하로 고른 입자 지름을 갖고, 희석 수지 용액에 균일하게 분산하도록 사전에 조정하여 사용하였다.

삼산화안티몬을 함유한 방사 원액을 노즐 구멍 지름 0.08mm 및 구멍수 300홀의 노즐을 사용하여, 50중량％ 디메틸포름아미드 수용액 중에 압출하여, 수세한 뒤 120℃에서 건조한 다음, 3배로 연신하고 나서, 추가로 145℃에서 5분간 열처리를 행함에 의해, 섬유(A)를 얻었다.

얻어진 섬유의 염소 함유량은 염소 함유 공중합체의 중량에 대해서 35.1중량％였다. 또한, 얻어진 섬유는 섬도 2.2dtex, 강도 2.5cN／dtex, 신율 40％, 컷 길이 51mm의 단섬유였다.

(제조예 2)

아크릴로니트릴 56중량％, 염화비닐리덴 41중량％, 2－아크릴아미드－2－메틸프로판설폰산소다 3중량％로 되는 공중합체를 디메틸포름아미드에 수지 농도가 20중량％로 되도록 용해시켰다. 얻어진 수지 용액의 수지에 삼산화안티몬을 첨가 하여, 방사 원액으로 하였다. 삼산화 안티몬의 첨가량에 대해서는, 표 1에 나타낸다.

상기 삼산화 안티몬은 2㎛ 이하로 고른 입자 지름을 갖고, 희석 수지 용액에 균일하게 분산하도록 사전에 조정하여 사용하였다.

삼산화안티몬을 함유한 방사 원액을 노즐 구멍 지름 0.08mm 및 구멍수 300홀의 노즐을 사용하여, 50중량％ 디메틸포름아미드 수용액 중으로 압출하여, 수세한 후 120℃에서 건조한 다음, 3배로 연신하고 나서, 145℃에서 5분간 열처리를 행함에 의해, 섬유(A)를 얻었다.

얻어진 섬유의 염소 함유량은 염소 함유 공중합체의 중량에 대해서 30.0중량％였다. 또한, 얻어진 섬유는 섬도 2.2dtex, 강도 2.9cN／dtex, 신율 38％, 컷 길이 51mm의 단섬유였다.

(실시예 1∼7 및 비교예 1∼14)

제조예 1에서 얻어진 섬유(A), 섬유(B)로서 멜라민 섬유인 바소필(Basofil, 1∼3.5dtex 정도의 분포를 갖고, 컷 길이 20∼200mm의 분포를 갖고, 바소필 파이버스(Basofil Fibers)사제), 규소 함유 셀룰로오스계 섬유인 비질(Visil, 1.7dtex, 컷 길이 40mm, 사테리(SATERI)사제), 파라계 방향족 폴리아미드 섬유인 테크노라(Technora, 1.7dtex, 컷 길이 38mm, 테이진(주)제), 셀룰로오스계 섬유(C)로서 레이온(1.5dtex, 컷 길이 38mm), 섬유(D)로서 폴리에스테르 섬유(6.6dtex, 컷 길이 51mm)를 표 1에 나타내는 비율로 혼면하여, 시료 부직포를 제조하여, 연소 시험을 실시하였다. 평가 결과를 표 2에 나타낸다.

<표 1>

<표 2>

실시예 1∼7은 연소 시험 결과, 시료 부직포의 벌키성, 셀룰로오스계 섬유로서의 특징(감촉 등)은 모두 양호하고, 섬유(B)에 의한 차이도 보이지 않았다.

비교예 1, 5, 6, 10에서는 섬유(A)의 효과로 표면 생지의 불길은 신속하게 소화하지만, 섬유(B)의 비율이 적기 때문에 탄화막 형성 능력이 부족하고, 우레탄 폼이 직접 버너의 불길에 노출됨으로써 연소하였다. 비교예 2,4,8에서는 섬유(A), 및 섬유(B)의 비율이 적기 때문에, 난연성이 부족하고, 우레탄 폼도 표면 생지도 연소하였다. 비교예 3, 7, 9에서는 섬유(B)에 의해 탄화막이 형성되어 우레탄 폼은 연소하지 않지만, 섬유(A)의 비율이 적기 때문에 표면 생지는 연소를 계속하였다. 비교예 11에서는 섬유(A)와 섬유(B)의 비율이 높기 때문에 탄화막 형성력이 있어 연소 시험 결과는 양호하지만, 섬유(D)를 함유하지 않기 때문에 벌키성이 불충분하였다. 비교예 4, 5, 6에서는 섬유(A)의 비율이 적어, 시료에 착화한 불길을 끄는 힘이 약하고, 표면 생지의 연소를 끄는 힘이 부족하다.　 비교예 5,7에서는 섬유(D)의 비율이 커서, 폴리에스테르 섬유에 착화한 불길이 연소하여 퍼져서, 난연성이 뒤떨어졌다. 시료 부직포 벌키성에 있어서는 실시예, 비교예와 함께 섬유(D)가 들어감에 의해, 볼륨감이 증가하였다. 셀룰로오스계 섬유로서의 특징(감촉 등)은, 비교예 1∼3, 4, 5, 6에 대해서는 섬유(C)를 함유하고 있지 않기 때문에 셀룰로오스계 섬유로서의 감촉을 갖지 않고, 비교예 9에 대해서는 섬유(B)의 비율이 높기 때문에 섬유(C)를 함유하지만 감촉은 뒤떨어지는 것으로 되었다.

(실시예 8∼12 및 비교예 13∼20)

제조예 1에서 얻어진 섬유(A), 섬유(B)로서 규산 함유 셀룰로오스 섬유인 비질(Visil, 1.7dtex, 컷 길이 40mm, 사테리(Sateri)사제), 섬유(D)로서 폴리에스테르 섬유(6.6dtex, 컷 길이 51mm)를 표 3에 나타내는 비율로 혼면하여, 시료 부직포를 제조하고, 연소 시험을 실시하였다. 결과를 표 3에 나타낸다.

<표 3>

실시예 8∼12의 난연섬유 복합체의 연소 결과는 양호하지만, 비교예 13, 14, 17의 복합체에서는 섬유(B)인 규산 함유 셀룰로오스계 섬유의 비율이 적기 때문에 탄화막 형성 능력이 부족하고, 우레탄 폼이 직접 버너의 불길에 노출됨으로써 연소하였다. 비교예 16, 17, 18, 19에서는 섬유(A)의 비율이 적어, 시료에 착화한 불길을 끄는 힘이 약해서, 표면 생지의 연소를 끄는 힘이 부족하다. 비교예 17, 20의 복합체에서는 섬유(D)의 비율이 다른 섬유에 비해서 커서, 폴리에스테르 섬유에 착화한 불길이 연소하여 퍼져, 난연성이 뒤떨어졌다.

또한, 관능 평가의 결과는 시료 부직포 백도 평가 결과에 대해서는 실시예, 비교예와 함께 시료 부직포의 황색기를 느낄 수 없어 양호하였다. 감촉 평가 결과에 대해서는 실시예에 대해서는 양호하였지만, 비교예 13, 14, 17에서 폴리에스테르 섬유가 부족하여, 감촉이 뒤떨어졌다.

(실시예 13∼21 및 비교예 21∼33)

제조예 2에서 얻어진 섬유(A)와, 섬유(B)로서 멜라민 섬유인 바소필(Basofil, 1∼3.5dtex 정도의 분포를 갖고, 컷 길이 20∼200mm의 분포를 갖는, 바소필 파이버즈(Basofil　 Fibers)사제), 규소 함유 셀룰로오스계 섬유인 비질(Visil, 1.7dtex, 컷 길이 40mm, SATERI사제), 파라계 방향족 폴리아미드 섬유인 테크노라(Technora, 1.7dtex, 컷 길이 38mm, 테이진(주)제), 셀룰로오스계 섬유(C)로서 레이온(1.7dtex, 컷 길이 38mm), 섬유(D)로서 폴리에스테르 섬유(6.6dtex, 컷길이 51mm)를 표 4에 나타내는 비율로 혼면하여, 시료 부직포를 제조하고, 연소 시험을 실시하였다. 평가 결과를 표 5에 나타낸다.

<표 4>

<표 5>

실시예 13∼21은 모두, 연소 시험 결과는 양호하고, 의장성, 감촉도 천을 댄 가구의 표면생지로서 사용가능한 레벨이었다. 비교예 21, 22, 23, 25, 26, 27, 29, 31에서는 탄화막을 형성시키는 성분이 부족하기 때문에, 또한, 연소시에 난연 섬유 복합체 중의 구조를 유지하는 성분이 부족하기 때문에, 또는, 그 양쪽의 이유에 의해, 연소 시험 중에 시료 부직포에 관통한 구멍이나 금이 생겨, 우레탄 폼이 직접 버너의 불길에 노출됨으로써 연소하였다. 비교예 24, 28, 30에서는 섬유(B)가 많이 함유되어 있기 때문에, 연소 시에 난연섬유 복합체 중의 구조를 유지하는 성분은 충분하고, 구멍이나 금은 생기지 않았지만, 섬유(A)의 비율이 적기 때문에 시료에 착화한 불길을 끄는 힘이 약하고, 표면 생지의 연소를 끄는 힘이 부족하다. 비교예 32, 33에서는 연소 시험 결과는 양호하고, 감촉도 천을 댄 가구의 표면생지로서 사용 가능한 레벨이었지만, 섬유(A)에 삼산화안티몬이 다량으로 함유되어 있기 때문에 광택이 부족하여, 천을 댄 가구의 표면생지로서 사용하기에는 불충분하였다.

본 발명의 난연섬유 복합체를 사용하여 포백을 제조하면, 본 발명의 난연섬유 복합체가 가진 뛰어난 특성, 즉 뛰어난 난연성을 갖고, 의장성, 감촉, 촉감, 흡습성 등이 뛰어난 특성을 가진 포백이 얻어진다.

상기 포백이라 함은 직물, 편물, 부직포, 끈류 등을 포함하는 개념이며, 의자 덮는 생지, 이불 커버, 베개 커버, 시트, 베드 커버나 매트리스 커버 등의 가구, 침구용의 표면생지 뿐만 아니라, 모포나, 비난연 생지와 우레탄 폼의 사이에 삽입하는 배리어용 소재, 난연 작업복 등의 의료, 커텐, 카펫 등의 인테리어 제품 등, 고도의 난연성이 요구되고, 또한 의장성, 감촉, 흡습성, 촉감 등의 일반적인 섬유 특성이 뛰어난 것이 필요한 용도에 적합하게 사용되는 것이다.

Claims

할로겐 원자를 17중량％ 이상 함유하는 중합체 100중량부에 대해서, Sb 화합물을 0.5∼50중량부 함유시킨 섬유(A) 20∼85중량％, 내열 섬유(B) 5∼80중량％, 셀룰로오스계 섬유(C) 0∼40중량％, 화학성 섬유 등의 가연성 섬유(D) 0∼40중량％을 복합하여 되는 난연섬유 복합체.
제1항에 있어서, 할로겐 원자를 17중량％이상 함유하는 중합체 100중량부에 대해서, Sb 화합물을 6∼50중량부 함유시킨 섬유(A) 20∼85중량％, 내열 섬유(B) 15∼80중량％, 화학성 섬유 등의 가연성 섬유(D) 0∼40중량％를 복합하여 되는 난연섬유 복합체.
제1항에 있어서, 할로겐 원자를 17중량％ 이상 함유하는 중합체 100중량부에 대해서, Sb 화합물을 0.5∼50중량부 함유시킨 섬유(A) 20∼85중량％, 내열 섬유(B) 5∼40중량％, 셀룰로오스계 섬유(C) 5∼40중량％, 화학성 섬유 등의 가연성 섬유(D) 5∼40중량％를 복합하여 되는 난연섬유 복합체.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 할로겐 원자를 함유하는 중합체가 아크릴로니트릴 30∼70중량％, 할로겐 함유 비닐계 단량체 70∼30중량％ 및 이들과 공중합 가능한 비닐계 단량체 0∼10중량％로 되는 공중합체인 난연섬유 복 합체.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 내열 섬유(B)가 규산 함유 셀룰로오스계 섬유, 아라미드 섬유, 멜라민 섬유로부터 선택되는 난연섬유 복합체.
제1항 또는 제3항에 있어서, 상기 셀룰로오스계 섬유(C)가 난연 가공을 하지 않은 목면, 마, 아세테이트계 섬유, 레이온계 섬유로부터 선택되는 난연섬유 복합체.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 화학 섬유 등의 가연성 섬유(D)가 폴리에스테르 섬유, 나일론 섬유 중 적어도 1종을 함유하는 난연섬유 복합체.
제2항에 있어서, 상기 할로겐 원자를 함유하는 중합체인 염소 원자를 17중량％ 이상 함유하는 중합체 100중량부에 대해서 Sb 화합물 6∼50중량부를 함유시킨 섬유 85∼20중량％, 상기 내열 섬유(B)인 규산 함유 셀룰로오스계 섬유 15∼80중량％, 1종 이상의 상기 화학성 섬유 등의 가연성 섬유(D) 0∼40중량％로 되고, 각 섬유의 함유량이 (A)≥(D) 또는 (B)≥(D)로 되도록 복합하여 되는 난연섬유 복합체.
제2항, 제3항, 제7항 또는 제8항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 화학 섬유 등의 가연성 섬유(D)로서, 폴리에스테르 섬유 및／또는 나일론 섬유를, 난연섬유 복합체 중 5∼35중량％ 함유하는 난연섬유 복합체.
제2항, 제4항, 제5항, 제7항, 제8항 또는 제9항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 내열 섬유(B)인 규산 함유 셀룰로오스계 섬유가 섬유 중에 규산을 20∼50중량％ 함유하는 난연섬유 복합체.
제3항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 할로겐 원자를 함유하는 중합체인 염소 원자를 17중량％ 이상 함유하는 중합체 100중량부에 대해서, Sb 화합물을 6∼50중량부 함유시킨 섬유(A) 80∼20중량％, 내열 섬유(B) 5∼40중량％, 셀룰로오스계 섬유(C) 5∼40중량％, 상기 화학 섬유 등의 가연성 섬유(D)로서 폴리에스테르 섬유 5∼40중량％을 복합하여 되는 난연섬유 복합체.
제1항 또는 제4항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 섬유(A)인 할로겐 원자를 함유하는 중합체인 염소 원자를 25중량％ 이상 함유하는 중합체 100중량부에 대해서, Sb를 0.5∼5.5중량부 함유시킨 섬유 30∼70중량％, 내열 섬유(B) 10∼50중량％, 셀룰로오스계 섬유(C) 5∼40중량％, 및 화학 섬유 등의 가연성 섬유(D) 0∼30중량％로 되고, 섬유(A)∼(D)의 함유량이

(1)(A)≥(D), (2)(A)＋(D)이 50∼90중량％, 및

(3)(C)＋(D)이 30∼60중량％ 를 만족하는 난연섬유 복합체.
제1항, 제4항 또는 제12항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 할로겐 원자를 함유하는 중합체인 염소를 함유하는 중합체가 아크릴로니트릴 40∼60중량％, 염소 함유 비닐계 단량체 60∼40중량％, 및 이들과 공중합 가능한 비닐계 단량체 0∼10중량％로 되는 공중합체인 난연섬유 복합체.
제1항, 제7항, 제12항 또는 제13항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 화학 섬유 등의 가연성 섬유(D)가 폴리에스테르 섬유, 나일론 섬유 중 적어도 1종의 섬유를 16∼100중량％ 함유하는 난연섬유 복합체.
제1항, 제7항 또는 제12항 내지 제14항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 화학 섬유 등의 가연성 섬유(D)가 폴리에스테르 섬유를 16∼100중량％ 함유하는 가연성 섬유인 난연섬유 복합체.
제1항 또는 제12항 내지 제15항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 할로겐 원자를 함유하는 중합체인 염소 원자를 함유하는 중합체에 Sb 화합물을 함유시킨 섬유가 40∼70중량％인 난연섬유 복합체.
제1항, 제6항 또는 제12항 내지 제16항 중 어느 한 항에 있어서, 셀룰로오스계 섬유(C)가 30∼40중량％인 난연섬유 복합체.
제1항 또는 제12항 내지 제17항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 Sb 화합물의 함유량이 상기 할로겐 원자를 함유하는 중합체인 염소 원자를 함유하는 중합체 100중량％에 대해서 0.5∼3.5중량부인 난연섬유 복합체.
제1항 내지 제18항 중 어느 한 항 기재의 난연섬유 복합체를 사용하여 제조한 포백.
제1항 내지 제18항 중 어느 한 항 기재의 난연섬유 복합체를 사용하여 제조한 부직포.