ポリエステル繊維の難燃加工剤とその加工方法
【課題】カチオン可染ポリエステル混率の高い素材においても優れた耐久難燃性を発現し得るポリエステル繊維用の難燃加工剤及びこれを用いた加工方法を提供する。
【解決手段】下記一般式（Ｉ）で表される化合物を含有する難燃剤成分が界面活性剤及び／又は水溶性高分子により水中に乳化又は分散されてなる難燃加工剤を用いる。
【化１】
但し、一般式（Ｉ）におけるＡ１，Ａ２，Ａ３は、臭素原子で水素原子を置換した臭素化アルキル基、アルキル基又はアルケニル基を表し、そのうち少なくとも１つは臭素化アルキル基であり、これらＡ１，Ａ２，Ａ３は、同一であっても異なっていてもよい。
【解決手段】下記一般式（Ｉ）で表される化合物を含有する難燃剤成分が界面活性剤及び／又は水溶性高分子により水中に乳化又は分散されてなる難燃加工剤を用いる。
【化１】
但し、一般式（Ｉ）におけるＡ１，Ａ２，Ａ３は、臭素原子で水素原子を置換した臭素化アルキル基、アルキル基又はアルケニル基を表し、そのうち少なくとも１つは臭素化アルキル基であり、これらＡ１，Ａ２，Ａ３は、同一であっても異なっていてもよい。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ポリエステル繊維又はこれによりなる布帛等の繊維製品に対し難燃性を付与することができる難燃加工剤、及びそれを用いた難燃加工方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、ポリエステル繊維又はこれによりなる布帛等の繊維製品に対して後加工により難燃性を付与するための難燃加工剤としては、ヘキサブロモシクロドデカン（ＨＢＣＤ）などの臭素系化合物を水に分散または乳化させたものが一般に使用されてきた（特許文献１）。
【０００３】
しかし、ＨＢＣＤはポリエステル繊維又はこれによりなる布帛等の繊維製品に対する収着率が低く、環境中に排出される量が多いため、環境負荷が大きいという問題があった。
【０００４】
また、吸尽加工に使用されてきたＨＢＣＤは難分解・高蓄積性を有することが判明し、脱ＨＢＣＤの要求もある。
【０００５】
これに対し有機リン酸エステルのようなリン化合物を使用した難燃加工剤も使用されているが、縮合リン酸エステルでは、表面付着はあっても繊維内部への収着は少なく、表面付着物は、還元洗浄（ＲＣ）等アルカリソーピングや、水洗等で脱落する。その為に耐久難燃性不足となりやすい。
【０００６】
他方、低分子量リン酸エステルを難燃加工剤として用いる場合には、加工上がり後の収着性は良好であるが、実用上で水洗濯やドライクリーニングにより難燃加工剤が脱落し易い傾向があり、耐久難燃性が不足していた。
【０００７】
また、カーテン用途の耐久難燃性では、レギュラーポリエステル（Ｒｅｇ−ＰＥＴ）の耐久難燃性は得られたとしても、カチオン可染ポリエステル（ＣＤ−ＰＥＴ）が混ざっているもの、特にその混合率（ＣＤ混率）が５０％以上のものでは、耐久難燃性の発現が困難であった。
【０００８】
上記のような問題を解決するために、例えば９，１０−ジヒドロ−９−オキサ−１０−ホスファフェナントレン−１０−オキサイド（以下、ＨＣＡという）及びＨＣＡ誘導体を含有する水分散体又は水乳化体である難燃加工剤が提案されている（特許文献２，３）。
【０００９】
しかし、リン系難燃剤で難燃性能を満足させようとすると難燃剤を大量に処理する必要があり、その処理量の多さから風合の低下と加工生地の色相変化の低下が生じる場合がある。
【００１０】
また、リン系難燃剤は排水にリンを含むため、海水、湖水等の富栄養化が懸念されている。
【００１１】
これらの諸問題を解決し、特にカチオン可染ポリエステルの混紡品のような難燃性発現がより難しい生地でも充分な耐久難燃性を付与しうる難燃加工剤は未だ得られていなかった。
【特許文献１】特開平７−７０９２４号公報
【特許文献２】特開２００２−２７５４７３号公報
【特許文献３】特開２００３−３０６６７９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
本発明は、上記に鑑みて、リン系難燃加工剤特有の難燃性不足の問題を解消し、ＣＤ混率の高い素材においても優れた耐久難燃性を発現する難燃加工剤、及びこれを用いた難燃加工方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明のポリエステル繊維の難燃加工剤は、上記の課題を解決するために、下記一般式（Ｉ）に表される化合物を含有する難燃剤成分が界面活性剤及び水溶性高分子のいずれか一方又は双方により水中に乳化又は分散されてなるものとする。
【化１】
【００１４】
但し、一般式（Ｉ）におけるＡ１，Ａ２，Ａ３は、臭素原子で水素原子を置換した臭素化アルキル基、アルキル基又はアルケニル基を表し、少なくとも１つは臭素化アルキル基であり、Ａ１，Ａ２，Ａ３は、同一であっても異なっていてもよい。
【００１５】
上記において、界面活性剤が下記一般式（ＩＩ）で表されるものであることが好ましい。
【化２】
【００１６】
但し、一般式 (ＩＩ）におけるＸは水素原子またはアニオン性基を表し、Ｙは次式で表される置換基を示し、ｍ及びｎは、ｍ＝１〜５、ｎ＝１〜２００の数を表し、Ｒ１は炭素数２〜４のアルキレン基を表す。Ｘは水素原子のみ又はアニオン性基のみであっても、混合物であってもよい。
【化３】
【００１７】
本発明のポリエステル繊維の難燃加工方法は、上記本発明の難燃加工剤を、高温吸尽法による処理により、または、浸漬若しくはコーティングにより、ポリエステル繊維またはこれよりなる繊維製品に付与した後、８０℃以上の熱処理を施すものとする。
【発明の効果】
【００１８】
上記一般式で表される化合物の水分散体もしくはＯ／Ｗ型エマルションは、ポリエステル繊維に染色同浴法やパッド・ドライ・サーモキュア法等で処理することにより効果的な収着を示し、加工布への収着率が非常に高い。
【００１９】
従って本発明の難燃加工剤によれば、ＣＤ混率の高い複合素材でも、従来の臭素系難燃加工剤ＨＢＣＤ以上の優れた耐久難燃性を発揮する。また、難燃加工処理後、環境中に排出される難燃剤の量がＨＢＣＤに比べて少量であり、環境影響が非常に少ない。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
本発明で用いる難燃剤成分は上記一般式（Ｉ）で表される化合物である。具体的な例としては、トリス（１，２−ジブロモエチル）イソシアヌレート、トリス（２，３−ジブロモプロピル）イソシアヌレート、トリス（２，３−ジブロモイソブチル）イソシアヌレート、１，３−ビス（２，３−ジブロモプロピル）−５−アリルイソシアヌレート、１，３−ビス（２，３−ジブロモエチル）−５−エチルイソシアヌレート等があげられる。中でも、トリス（２，３−ジブロモプロピル）イソシアヌレートを好適に用いることができる。
【００２１】
難燃剤成分としては、上記一般式（１）で表される難燃剤成分に、臭素系難燃化合物、リン系難燃化合物、窒素系難燃化合物及び無機系難燃化合物から選ばれた１種又は２種以上を併用することもできる。
【００２２】
併用可能な臭素系難燃化合物の具体例としては、ヘキサブロモシクロヘプタン、テトラブロモシクロヘプタン、テトラブロモシクロオクタン、ヘキサブロモシクロドデカン（以下、ＨＢＣＤと表記する）、その他臭素化シクロアルカン、ポリブロモジフェニルエーテル、テトラブロモビスフェノール（以下、ＴＢＢＡと表記する）、ＴＢＢＡ・エポキシオリゴマー、ＴＢＢＡ・カーボネートオリゴマー、ＴＢＢＡ・ビス（ジブロモプロピルエーテル）、その他ＴＢＢＡ誘導体、ビス（ペンタブロモフェニル）エタン、１，２−ビス（２，４，６−トリスブロモフェノキシ）エタン、１，２−ビス（２，４，６−トリスブロモフェノキシ）−１，３，５−トリアジン、２，６−ｏｒ（２，４）ジブロモモノフェノール、その他多ベンゼン環化合物、エチレンビステトラブロモフタルイミド、その他フタル酸化合物、トリブロモフェニルアリルエーテル、トリブロモフェニルアクリレート、ペンタブロモベンジルアリルエーテル、ペンタブロモベンジルアクリレート、その他、ブロモアクリレートモノマー、臭素化ポリスチレン、ポリ臭素化スチレン、ヘキサブロモベンゼン、２，４−ジアミノ−６−（３，３，３−トリブロモ−１−プロピル）−１，３，５−トリアジンのメチロール化合物などが挙げられるが、この限りではない。
【００２３】
特に、ＨＢＣＤ、テトラブロモシクロオクタン、下記化学式（III）で表されるトリス（トリブロモネオペンチル）フォスフェート、化学式（ＩＶ）で表されるＴＢＢＡ・ビス（２，３−ジブロモプロピルエーテル）、ＴＢＢＡ・ビス（２，３−ジブロモメチルプロピルエーテル）などを好適に用いることができる。
【化４】
【化５】
【００２４】
但し、式（ＩＶ）において、Ｒ２はＨ又はＣＨ３である。
【００２５】
本発明で併用するリン系難燃化合物の具体例としては、トリフェニルホスフェート、トリクレジルホスフェート、トリキシレニルホスフェート、クレジルフェニルホスフェート、その他芳香族リン酸エステル、芳香族縮合リン酸エステル等のリン化合物、また下記化学式（Ｖ）、（ＶＩ）で表される芳香族リン化合物、化学式（ＶＩ）で表される化合物のアルカリ金属塩、アルカリ土類金属塩、アルミニウム塩、亜鉛塩、又はアミン塩、あるいは下記化学式（VIII）で表されるホスファゼン化合物などが挙げられるが、この限りではない。
【化６】
【化７】
【００２６】
化学式（Ｖ）、（ＶＩ）中、Ｒ３、Ｒ４は炭素数１〜２４のアルキル基、炭素数２〜２２のアルケニル基、炭素数１〜１０のヒドロキシアルキル基、置換基を有していてもよいアラルキル基、−ＯＨ 基、炭素数１〜１０のアルコキシ基、置換基を有していてもよいアラルキルオキシ基、又は下記化学式（VII）で表される基を示す。
【化８】
【００２７】
化学式（VII）中、Ｒ５は水素原子、炭素数１〜２４のアルキル基又は炭素数５〜６の脂環アルキル基を表わす。
【化９】
【００２８】
化学式（VIII）中、Ｒ６，Ｒ７は同一でも異なっていてもよく、それぞれ炭素数１〜２４のアルキル基、炭素数２〜２２のアルケニル基又は置換基を有していてもよいアリール基を表し、ｏは３〜１０の整数を表す。
【００２９】
特にトリフェニルホスフェート、リン酸ジフェニルモノオルソキセニル、２−ナフチルジフェニルホスフェート、下記化学式（ＩＸ）で表される１０−ベンジル−９，１０−ジヒドロキシ−９−オキサ−１０−ホスファフェナントレン−１０−オキサイドを好適に用いることができる。
【化１０】
【００３０】
本発明で併用する窒素系難燃化合物の具体例としては、グアニジン系化合物、グアニル尿素系化合物、メラミン系化合物及びポリリン酸アンモニウム塩などが挙げられるが、この限りではない。特にポリ化リン酸メラミン、硫酸メラミン、メラミンシアヌレート、リン酸グアニル尿素を好適に用いることができる。
【００３１】
本発明で併用する無機系難燃化合物の具体例としては、三酸化アンチモン、五酸化アンチモン、水酸化マグネシウム、水酸化アルミニウムが挙げられるが、この限りではない。
【００３２】
一般式（１）で表される難燃剤成分及び併用難燃剤成分を水中に分散もしくは乳化するにあたっては界面活性剤が使用できる。界面活性剤としては、公知の非イオン界面活性剤とアニオン界面活性剤の組み合わせ、もしくはいずれか一つを使用することができる。
【００３３】
非イオン界面活性剤の具体的な例としては、ポリオキシアルキレンアルキルフェニルエーテル、ポリオキシアルキレンアルキルエーテル、ポリオキシアルキレン脂肪酸エステル、多価アルコール脂肪酸エステルアルキレンオキサイド付加物、高級アルキルアミンアルキレンオキサイド付加物、脂肪酸アミドアルキレンオキサイド付加物、アルキルグリコシド、ショ糖脂肪酸エステル等が挙げられる。
【００３４】
アニオン界面活性剤の具体的な例としては、高級アルコール硫酸エステル塩、ポリオキシアルキレンアルキルエーテル硫酸エステル塩や、アルキルベンゼンスルホン酸塩、アルキルナフタレンスルホン酸塩、ナフタレンスルホン酸塩ホルマリン縮合物、更には、高級アルコールリン酸エステル塩、ポリオキシアルキレンアルキルエーテルリン酸エステル塩等が挙げられる。また、ポリオキシアルキレンアルキルエーテルカルボキシレート塩、ポリカルボン酸塩、ロート油、石油スルホネート、アルキルジフェニルエーテルスルホネート塩等が挙げられる。
【００３５】
本発明においては、両性界面活性剤、カチオン界面活性剤を使用することもできる。
【００３６】
両性界面活性剤の具体的な例としては、アルキルベタイン、脂肪酸アミドプロピルベタイン、２−アルキル−Ｎ−カルボキシメチル−Ｎ−ヒドロキシエチルイミダゾリニウムベタイン、アルキルジエチレントリアミノ酢酸、ジアルキルジエチレントリアミノ酢酸、アルキルアミンオキシド等が挙げられる。
【００３７】
カチオン界面活性剤の具体的な例としては、モノアルキルアミン塩、ジアルキルアミン塩、トリアルキルアミン塩、塩化アルキルトリメチルアンモニウム、臭化アルキルトリメチルアンモニウム、よう化アルキルトリメチルアンモニウム、塩化ジアルキルジメチルアンモニウム、臭化ジアルキルジメチルアンモニウム、よう化ジアルキルジメチルアンモニウム、塩化アルキルベンザルコニウム等が挙げられる。
【００３８】
本発明において、当該難燃剤成分を水分散もしくはＯ／Ｗ型エマルション化するには、一般式（ＩＩ）で表される非イオン界面活性剤又はアニオン界面活性剤を用いるのが特に好ましい。
【００３９】
非イオン界面活性剤として、具体的には、ポリオキシアルキレンモノベンジル化フェニルエーテル、ポリオキシアルキレンジベンジル化フェニルエーテル、ポリオキシアルキレントリベンジル化フェニルエーテル、ポリオキシアルキレンモノスチレン化フェニルエーテル、ポリオキシアルキレンジスチレン化フェニルエーテル及びポリオキシアルキレントリスチレン化フェニルエーテルの一種又は二種以上の混合物が特に好適に使用できる。
【００４０】
一般式（ＩＩ）で表されるアニオン界面活性剤のアニオン性基の例としては、次のものが挙げられる。
【化１１】
【化１２】
【００４１】
上記各式におけるＭ及びＭ’は、水素原子、金属原子、アンモニウムまたは炭化水素基を示す。
【００４２】
アニオン界面活性剤として、具体的には、ポリオキシアルキレンモノベンジル化フェニルエーテル硫酸エステル塩、ポリオキシアルキレンジベンジル化フェニルエーテル硫酸エステル塩、ポリオキシアルキレントリベンジル化フェニルエーテル硫酸エステル塩、ポリオキシアルキレンモノベンジル化フェニルエーテルリン酸エステル塩、ポリオキシアルキレンジベンジル化フェニルエーテルリン酸エステル塩、ポリオキシアルキレントリベンジル化フェニルエーテルリン酸エステル塩、ポリオキシアルキレンモノスチレン化フェニルエーテル硫酸エステル塩、ポリオキシアルキレンジスチレン化フェニルエーテル硫酸エステル塩及びポリオキシアルキレントリスチレン化フェニルエーテル硫酸エステル塩、ポリオキシアルキレンモノスチレン化フェニルエーテルリン酸エステル塩、ポリオキシアルキレンジスチレン化フェニルエーテルリン酸エステル塩、及びポリオキシアルキレントリスチレン化フェニルエーテルリン酸エステルの一種又は二種以上の混合物が特に好適に使用できる。
【００４３】
上記界面活性剤のポリオキシアルキレンの付加モル数は１〜２００が好ましく、より好ましくは１０〜５０である。
【００４４】
本発明において、上記のような界面活性剤の使用量は特に限定されないが、通常、難燃剤成分に対して２〜１５重量％の範囲内で用いられる。界面活性剤がこれより少ないと充分な分散効果が得られ難く、これより多いと加工布に可燃性物質である界面活性剤が残り、充分な難燃効果が得られない。
【００４５】
上記一般式（１）で表される難燃剤成分、併用する難燃剤成分及び界面活性剤は、市販のものを利用することができ、また、周知の方法により製造することもできる。得られた化合物が混合物であり、単体が必要な場合は蒸留等の周知の分離手段によって分離すればよい。
【００４６】
本発明においては、水溶性高分子（保護コロイド剤）で難燃成分を分散することもできる。水溶性高分子で難燃成分を分散した場合、分散体の粘度を好適に調整でき、スラリーの沈降を抑制し、均一に微分散することが可能となる。また、製品化後も製品分離を生じない。使用可能な水溶性高分子の例としては、カルボキシメチルセルロース塩、キサンタンガム（ザンタンガム）、アラビアガム、ローカストビーンガム、アルギン酸ナトリウム、自己乳化型ポリエステル化合物、水溶性ポリエステル、ポリビニルアルコール（ＰＶＡ）、ゼラチン、ポリビニルピロリドン、ポリエチレンオキシド、ポリアクリルアミド、メトキシエチレン無水マレイン酸共重合体、メチルセルロース、ヒドロキシエチルセルロース、ヒドロキシプロピルセルロース、可溶性でんぷん、カルボキシメチルでんぷん、カチオン化でんぷん等などを挙げることができる。この中でも、カルボキシメチルセルロース塩及びキサンタンガムが、得られる溶液の物性やその安定性などの観点から好ましい。
【００４７】
上記自己乳化型ポリエステル化合物は、具体的には、ビスヒドロキシアルキルテレフタレートまたはビスヒドロキシアルキルテレフタレートとビスヒドロキシアルキルイソフタレートとの混合物と、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコールおよびポリブチレングリコールから選ばれるポリアルキレングリコールとの縮重合物であり、分子量３００〜５００００、好ましくは５０００〜２００００のものである。そして、ポリアルキレングリコール部分は、１〜１５０モル、好ましくは５０〜１００モルの酸化アルキレン単位からなる。
【００４８】
また、上記水溶性ポリエステルは、具体的には、ポリエチレンテレフタレート−ポリエチレングリコール共重合体の末端スルホン酸Ｎａ変成物であり、分子量が３０００〜６００００のものである。
【００４９】
本発明の難燃加工剤には、分散状態を安定させるため、水溶性高分子、アルコール類、芳香族系溶剤類、グリコールエーテル類、アルキレングリコール類、テルペン類等の有機溶剤を含有させてもよい。
【００５０】
また、本発明の難燃加工剤の加工時にキャリヤー成分又はキャリヤー成分含有品を使用することにより、一般に難燃加工が難しいとされるレギュラーポリエステル／カチオン可染ポリエステル／再生ポリエステル混素材等の難燃化が困難な素材に対しても、収着性の向上、難燃性の向上が可能となる。
【００５１】
ここでキャリヤー成分とは、難燃加工剤をポリエステル繊維に均一に高収着させることが可能な、ポリエステル繊維と難燃加工剤の両方との親和性が強い剤である。
【００５２】
上記のキャリヤー成分を有する化合物として、安息香酸ベンジル、安息香酸メチル、芳香族ハロゲン化合物、Ｎ−アルキルフタルイミド類、メチルナフタレン、ジフェニル、ジフェニルエステル類、ナフトールエステル類、フェノールエーテル類およびヒドロキシジフェニル類などを挙げることができる。この中でも安息香酸ベンジル、ポリオキシアルキレンモノナフチルエーテルが好ましい。
【００５３】
本発明の難燃加工剤には、さらに、紫外線吸収剤や酸化防止剤等の各種樹脂添加剤を配合することもできる。
【００５４】
本発明の難燃加工剤は、後述するように、染料と同時に繊維内に収着させる染色同浴法、また水で希釈した液に繊維を浸漬して所定の付着量になるようにマングルで絞り、乾燥、熱セットを行うパッド・ドライ・サーモキュア法、樹脂バインダーと本品及び／或いは難燃助剤等とを混合、増粘させ、繊維にコートするコーティング法等の方法で加工できる。
【００５５】
本発明の難燃加工方法は、ポリエステル繊維に対し後加工処理により上記難燃加工剤を付与し、８０℃以上の熱処理を施す行程よりなるものであり、このような後加工処理の例としては、高温吸尽法やパッドサーモ法、コーティング法等が挙げられる。
【００５６】
高温吸尽法では、難燃加工剤を添加した処理浴中にポリエステル繊維を浸漬し、高温（通常８０℃以上、好ましくは１１０〜１４０℃）で所定時間（例えば２〜６０分間）処理することにより、難燃剤を繊維に収着させる。好ましくは、難燃剤を染料と同時に繊維に収着させる染色同浴法を用いる。すなわち、難燃加工剤を染色浴に添加しておいて、この染色浴中にポリエステル繊維を浸漬して、高温にて吸尽処理を行うことが効率的であり、好ましい。
【００５７】
また、パッドサーモ法では、難燃加工剤を含む液にポリエステル繊維を浸漬し、所定の付着量になるようにマングル等で絞り、乾熱処理や、加熱スチーム処理などの蒸熱処理によって熱処理を行うことにより、難燃剤を繊維に収着させる。熱処理温度は通常１１０〜２１０℃の範囲内である。好ましくは、浸漬後、マングルで絞り、乾燥、熱セットを行うパッド・ドライ・サーモキュア法により処理する。
【００５８】
コーティング法では、樹脂バインダーと本品及び／或いは難燃助剤等を混合・増粘し、繊維にコートする。
【００５９】
なお、処理対象のポリエステル繊維には、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）、及びポリトリメチレンテレフタレート（ＰＴＴ）の他、これらにイソフタル酸、イソフタル酸スルホネート、アジピン酸、ポリエチレングリコールなどの第３成分を共重合したもの、特に、カチオン可染ポリエステル等が含まれる。その他、糸を生成する際、顔料を練り込んで作る原着糸も使用できる。また、処理対象の繊維製品には、各種の糸、織編物、不織布、ロープなどが含まれ、上記繊維の異なった糸を使用した交織布、複合素材であってもよく、例えばポリエステル原着糸交織布等が含まれる。繊維製品は、他の合成繊維、天然繊維、又は半合成繊維が混紡等により組み合わされたものであってもよい。
【実施例】
【００６０】
以下、本発明の実施例を説明するが、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。
【００６１】
１．難燃加工剤の調製
下記表１に示す配合（重量％）に従って、実施例及び比較例の処方液を混合撹拌し、スラリーを得た後、このスラリーと同じ容積の直径２．０ｍｍのガラスビーズを混合攪拌し、これをアイメックス（株）製サンドグラインダーに充填し、２時間粉砕処理した。粉砕処理後１００メッシュのろ布によりガラスビーズと分散体とを分離した。
【００６２】
下記表１に示す配合（重量％）に従って、実施例及び比較例の各難燃加工剤を調製した。なお、界面活性剤（１）〜（４）は、石井義朗著「非イオン界面活性剤」（誠文堂新光社）第２章に記載の方法により製造した。
【００６３】
【表１】
【００６４】
２．染色同浴法における評価
上記実施例及び比較例の分散直後の難燃加工剤を用いて、レギュラーポリエステル／カチオン可染ポリエステル混素材（ＣＤ混率５０％）に対し染色同浴法により難燃加工を施した。
【００６５】
詳細には、染色機としてＭｉｎｉ−Ｃｏｌｏｒ（テクサム技研製）を用い、次に示す染色浴処方について、浴比１：１０で、６０℃から昇温して、１３０℃で３０分間処理した。難燃加工剤の処理量は、１０％o.w.f（on the weight of fiber（繊維重量に対する比率））であった。処理後、８０℃まで降温してから織物を取り出し、湯水洗５分間の後、下記の還元洗浄浴処方、浴比１：３０、８０℃で１０分間還元洗浄を行い、更に、湯水洗５分間の後、１８０℃で３０秒間ヒートセットを行った。
【００６６】
［染色浴処方］
Ｄｉａｎｉｘ Ｒｅｄ ＡＣ−Ｅ ０．２０ ％ｏｗｆ
Ｄｉａｎｉｘ Ｙｅｌｌｏｗ ＡＣ−Ｅ ０．１２ ％ｏｗｆ
Ｄｉａｎｉｘ Ｂｌｕｅ ＡＣ−Ｅ ０．０２ ％ｏｗｆ
Ｋａｙａｃｒｙｌ Ｂｌａｃｋ ＢＳ−ＥＤ ０．３０ ％ｏｗｆ
酢 酸 １．０ ｇ／ｌ
無水酢酸ナトリウム ３．０ ｇ／ｌ
難燃剤 ｘ ％ｏｗｆ
【００６７】
［還元洗浄浴処方］
ハイドロサルファイトナトリウム ２．０ ｇ／Ｌ
ソーダ灰 １．０ ｇ／Ｌ
トライポール ＴＫ １．０ ｇ／Ｌ
【００６８】
上記において、難燃加工剤の収着量及び難燃性を調べた。結果を表２に示す。なお、難燃性の評価方法は以下の通りである。
【００６９】
［難燃性］
難燃加工した織物について、加工上りのものと、これを下記条件で水洗濯又はドライクリーニングしたものについて、ＪＩＳ Ｌ １０９１ Ａ−１法（４５°ミクロバーナー法）及びＪＩＳ Ｌ １０９１ Ｄ法（４５°コイル法）にて難燃性を測定した。４５°ミクロバーナー法では、１分加熱後及び着炎３秒後ともに、残炎が３秒以下で、残塵が５秒以下であり、かつ炭化面積が３０ｃｍ２以下のものを「○」とし、それ以外を「×」とした。４５°コイル法においては接炎回数が３回以上であるものを「○」とし、２回以下であるものを「×」とした。なお、比較のために、未処理の織物についても難燃性を測定した。
【００７０】
（水洗濯）ＪＩＳ Ｋ ３３７１に従って、弱アルカリ性第１種洗剤を１ｇ／Ｌの割合で用い、浴比１：４０として、６０℃±２℃で１５分間水洗濯した後、４０℃±２℃で５分間のすすぎを３回行い、遠心脱水を２分間行い、その後、６０℃±５℃で熱風乾燥する処理を１回として、これを５回行った。
【００７１】
（ドライクリーニング）試料１ｇにつき、テトラクロロエチレン１２．６ｍＬ、チャージソープ（ノニオン界面活性剤／アニオン界面活性剤／水＝１０／１０／１（重量比））０．２６５ｇを用いて、３０℃±２℃で１５分間の処理を１回とし、これを５回行った。
【００７２】
【表２】
【００７３】
表２に示された結果から分かるように、トリス（２，３−ジブロモプロピル）イソシアヌレートを用いた実施例の難燃加工剤はいずれも優れた耐久難燃性を有していた。
【００７４】
３．水溶性高分子を用いた難燃加工剤
表３に示した界面活性剤と水溶性高分子とを含む配合を用いた以外は上記実施例及び比較例と同様にして難燃加工剤を調製し、その分散状態を評価した。結果を表３に示す。分散状態の評価は、微分散化後、７日間室温にて放置後の分散体が沈殿や二相分離していないものを「◎」、二相分離しているが再分散可能なものを「○」、二相分離しており再分散不可能であったものを「×」とした。
【００７５】
また、水溶性高分子のみの配合系を含み、配合以外は上記実施例及び比較例と同様にした例を表４に示した。本表に示されたように、水溶性高分子のみの配合系でも分散は可能である。
【００７６】
また、これらの難燃加工剤の収着量及び難燃性を上記実施例と同様に評価した。結果を表５に示す。
【００７７】
【表３】
【００７８】
【表４】
【００７９】
【表５】
【００８０】
表５に示された結果から分かるように、いずれの実施例でも良好な難燃性が得られた。
【００８１】
４．他の難燃原体の併用
表６に示した配合を用いた以外は上記実施例と同様にして難燃加工剤を調製し、収着量を調べ、難燃性及び風合を評価した。結果を表７に示す。
【００８２】
なお、難燃性の評価は、上記と同様にＪＩＳ Ｌ １０９１ Ａ−１法（４５°ミクロバーナー法）及びＪＩＳ Ｌ １０９１ Ｄ法（４５°コイル法）にて行った。但し、４５°コイル法においては接炎回数が５回以上のものを「◎」、３〜５回のものを「○」、２回以下のものを「×」とした。
【００８３】
また、風合の評価は、ブランクを対照として官能一対比較を行い、対照とほぼ同じ場合を「◎」、対照より若干硬い場合を「○」、対照より明らかに硬い場合を「×」とした。
【００８４】
【表６】
【００８５】
【表７】
【００８６】
トリス（２，３−ジブロモプロピル）イソシアヌレートを単独で使用すると、その構造に由来すると考えられる加工布の風合の硬さが問題となる場合があるが、表７に示された結果から分かるように、他の難燃原体を併用することにより、難燃性能を維持しつつ、風合の改善ができることが確認された。
【００８７】
また、トリス（２，３−ジブロモプロピル）イソシアヌレートとＨＢＣＤとを併用することで、相乗的な効果により、トリス（２，３−ジブロモプロピル）イソシアヌレート単独使用或いはＨＢＣＤ単独使用の場合を上回る難燃性が得られることも確認できた。
【００８８】
５．難燃加工が難しい生地の加工
供試布をレギュラーポリエステル／カチオン可染ポリエステル／再生ポリエステル混素材（５０／３０／２０）とし、表８に示した配合を用いた以外は上記実施例と同様にして、難燃加工剤を調製し、難燃加工を行って、難燃加工剤の収着量と難燃性を評価した。結果を表９に示す。
【００８９】
【表８】
【００９０】
【表９】
【００９１】
表９に示された結果から、一般に難燃加工が難しいとされるレギュラーポリエステル／カチオン可染ポリエステル／再生ポリエステル混素材に対しても、本発明の難燃加工剤の加工時にキャリヤー成分又はキャリヤー成分含有品を使用することにより、収着性の向上、難燃性の向上が可能であることが分かった。また、キャリヤー成分を含有する難燃加工剤でも同等の効果が得られることが確認できた。
【００９２】
６．加工性向上の処方
表１０に示す配合（重量％）に従って、上記実施例及び比較例と同様にして各難燃加工剤を調製し、レギュラーポリエステル／カチオン可染ポリエステル混素材（ＣＤ混率５０％）に対し難燃加工を行った。
【００９３】
還元洗浄を行わず活性剤によるソーピングのみの場合と、還元洗浄を行った場合とについて、ヒートセット後の生地（汚れ）状態及び難燃性の評価を行った。また、還元洗浄を行った場合については、耐光堅牢性の評価も行った。
【００９４】
生地状態の評価は、ヒートセット後、生地全体に対して汚れている割合を面積測定により評価した。汚れが０％の物を「○」、汚れが１％以上ものについては割合をパーセント表示で示した。
【００９５】
難燃性の評価は、上記実施例と同様に行い、加工上り、水洗濯５回後、ドライクリーニング５回後において４５°ミクロバーナー法、４５°コイル法で全て「○」のものを「○」とし、１つでも「×」があるものを「×」とした。
【００９６】
耐光堅牢性の評価は、ＪＩＳ Ｌ ７７５１（紫外線カーボンアーク灯光に対する染色堅ろう度試験方法）に準じ、ブラックパネル温度６３℃×２４時間照射後に、ＪＩＳ Ｌ ０８０４（変退色用グレースケール）にて評価した。
【００９７】
【表１０】
【００９８】
表１０に示すように、ＴＢＢＡ誘導体、ポリプロピレングリコール、又は水溶性ポリエステルを併用する事で、還元洗浄を行わず、ソーピングのみでも良好な仕上がりとなり、難燃性能を維持しつつ、加工工程を簡略化できることが確認できた。
【００９９】
また、トリス（２，３−ジブロモプロピル）イソシアヌレートを単独で使用すると、その構造に由来すると考えられる高収着性から、生地表面への付着が多くなり、耐光堅牢度が低下して、耐光性が低いＨＢＣＤと同程度の耐光堅牢度しか得られないという問題が生じ得るが、表１０の実施例４５〜４８に示すように水溶性ポリエステルを併用することで、表面への過剰付着を防ぎ、耐光堅牢度をより向上させることが可能であることが確認できた。
【０１００】
７．パッドサーモ法（パッド・ドライ・サーモキュア法）による評価
表１１に示した難燃加工剤を用いて、ポリエステル系繊維織物（レギュラーポリエステル１００％織物トロピカル）に対し、パッド・ドライ・サーモキュア法により難燃加工を施した。
【０１０１】
詳細には、難燃加工剤を水で１０重量％に希釈した液に、上記織物を浸漬した後、マングルで絞り率７０％に絞り、１１０℃で２分間乾燥し、１８０℃で２分間キュアした。その後、薬剤としてソーダ灰１．０ｇ／Ｌ及びトライポールＴＫ（第一工業製薬（株）製）１．０ｇ／Ｌを用い、浴比１：３０、８０℃で１０分間ソーピングを行い、更に、湯水洗５分間の後、乾燥した。
【０１０２】
これにより難燃加工されたポリエステル系繊維織物について、上記実施例と同様にして収着量及び難燃性を調べた。また、ブランクとして、未処理の織物についても難燃性を測定した。結果を表１１に示す。
【０１０３】
【表１１】
【０１０４】
表１１に示された結果から分かるように、実施例の難燃加工剤はパッド・ドライ・サーモキュア法による難燃加工においても、いずれも優れた難燃性を示した。
【０１０５】
８．バックコート法による評価
下記表１２に示すコーティングの処方にて、固形物換算の塗布量が７０ｇ／ｍ２（Ｄｒｙ）となるように、ポリエステル系繊維織物（レギュラーポリエステル１００％織物）に塗布した。この後、１５０℃での９０秒間の加熱により、乾燥と難燃剤化合物の収着とを行わせ、難燃性を評価した。結果を表１２に示す。
【０１０６】
難燃性は、ＪＩＳ Ｄ−１２０１ ＦＭＶＳＳ（３０２）燃焼性試験機（水平法）により以下の基準で評価した；
◎：自消性、火源消化後すぐに炎が消える
○：自消性、火源消化後も残炎あるが、測定開始点以内で消火する
××：可燃性（全焼）
【０１０７】
【表１２】
【０１０８】
表１２に示された結果から分かるように、実施例の難燃加工剤はバックコート法による評価においても、いずれも優れた難燃性を示した。
【産業上の利用可能性】
【０１０９】
本発明の難燃加工剤又は難燃加工方法はポリエステル繊維製品全般、例えばカーテン、布製ブラインド、絨毯その他の敷物、壁張り材等の各種インテリア用途、カーシート用表皮材のような自動車内装材料、ソファーその他の表皮材、暗幕、緞帳等に広く用いられる。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ポリエステル繊維又はこれによりなる布帛等の繊維製品に対し難燃性を付与することができる難燃加工剤、及びそれを用いた難燃加工方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、ポリエステル繊維又はこれによりなる布帛等の繊維製品に対して後加工により難燃性を付与するための難燃加工剤としては、ヘキサブロモシクロドデカン（ＨＢＣＤ）などの臭素系化合物を水に分散または乳化させたものが一般に使用されてきた（特許文献１）。
【０００３】
しかし、ＨＢＣＤはポリエステル繊維又はこれによりなる布帛等の繊維製品に対する収着率が低く、環境中に排出される量が多いため、環境負荷が大きいという問題があった。
【０００４】
また、吸尽加工に使用されてきたＨＢＣＤは難分解・高蓄積性を有することが判明し、脱ＨＢＣＤの要求もある。
【０００５】
これに対し有機リン酸エステルのようなリン化合物を使用した難燃加工剤も使用されているが、縮合リン酸エステルでは、表面付着はあっても繊維内部への収着は少なく、表面付着物は、還元洗浄（ＲＣ）等アルカリソーピングや、水洗等で脱落する。その為に耐久難燃性不足となりやすい。
【０００６】
他方、低分子量リン酸エステルを難燃加工剤として用いる場合には、加工上がり後の収着性は良好であるが、実用上で水洗濯やドライクリーニングにより難燃加工剤が脱落し易い傾向があり、耐久難燃性が不足していた。
【０００７】
また、カーテン用途の耐久難燃性では、レギュラーポリエステル（Ｒｅｇ−ＰＥＴ）の耐久難燃性は得られたとしても、カチオン可染ポリエステル（ＣＤ−ＰＥＴ）が混ざっているもの、特にその混合率（ＣＤ混率）が５０％以上のものでは、耐久難燃性の発現が困難であった。
【０００８】
上記のような問題を解決するために、例えば９，１０−ジヒドロ−９−オキサ−１０−ホスファフェナントレン−１０−オキサイド（以下、ＨＣＡという）及びＨＣＡ誘導体を含有する水分散体又は水乳化体である難燃加工剤が提案されている（特許文献２，３）。
【０００９】
しかし、リン系難燃剤で難燃性能を満足させようとすると難燃剤を大量に処理する必要があり、その処理量の多さから風合の低下と加工生地の色相変化の低下が生じる場合がある。
【００１０】
また、リン系難燃剤は排水にリンを含むため、海水、湖水等の富栄養化が懸念されている。
【００１１】
これらの諸問題を解決し、特にカチオン可染ポリエステルの混紡品のような難燃性発現がより難しい生地でも充分な耐久難燃性を付与しうる難燃加工剤は未だ得られていなかった。
【特許文献１】特開平７−７０９２４号公報
【特許文献２】特開２００２−２７５４７３号公報
【特許文献３】特開２００３−３０６６７９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
本発明は、上記に鑑みて、リン系難燃加工剤特有の難燃性不足の問題を解消し、ＣＤ混率の高い素材においても優れた耐久難燃性を発現する難燃加工剤、及びこれを用いた難燃加工方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明のポリエステル繊維の難燃加工剤は、上記の課題を解決するために、下記一般式（Ｉ）に表される化合物を含有する難燃剤成分が界面活性剤及び水溶性高分子のいずれか一方又は双方により水中に乳化又は分散されてなるものとする。
【化１】
【００１４】
但し、一般式（Ｉ）におけるＡ１，Ａ２，Ａ３は、臭素原子で水素原子を置換した臭素化アルキル基、アルキル基又はアルケニル基を表し、少なくとも１つは臭素化アルキル基であり、Ａ１，Ａ２，Ａ３は、同一であっても異なっていてもよい。
【００１５】
上記において、界面活性剤が下記一般式（ＩＩ）で表されるものであることが好ましい。
【化２】
【００１６】
但し、一般式 (ＩＩ）におけるＸは水素原子またはアニオン性基を表し、Ｙは次式で表される置換基を示し、ｍ及びｎは、ｍ＝１〜５、ｎ＝１〜２００の数を表し、Ｒ１は炭素数２〜４のアルキレン基を表す。Ｘは水素原子のみ又はアニオン性基のみであっても、混合物であってもよい。
【化３】
【００１７】
本発明のポリエステル繊維の難燃加工方法は、上記本発明の難燃加工剤を、高温吸尽法による処理により、または、浸漬若しくはコーティングにより、ポリエステル繊維またはこれよりなる繊維製品に付与した後、８０℃以上の熱処理を施すものとする。
【発明の効果】
【００１８】
上記一般式で表される化合物の水分散体もしくはＯ／Ｗ型エマルションは、ポリエステル繊維に染色同浴法やパッド・ドライ・サーモキュア法等で処理することにより効果的な収着を示し、加工布への収着率が非常に高い。
【００１９】
従って本発明の難燃加工剤によれば、ＣＤ混率の高い複合素材でも、従来の臭素系難燃加工剤ＨＢＣＤ以上の優れた耐久難燃性を発揮する。また、難燃加工処理後、環境中に排出される難燃剤の量がＨＢＣＤに比べて少量であり、環境影響が非常に少ない。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
本発明で用いる難燃剤成分は上記一般式（Ｉ）で表される化合物である。具体的な例としては、トリス（１，２−ジブロモエチル）イソシアヌレート、トリス（２，３−ジブロモプロピル）イソシアヌレート、トリス（２，３−ジブロモイソブチル）イソシアヌレート、１，３−ビス（２，３−ジブロモプロピル）−５−アリルイソシアヌレート、１，３−ビス（２，３−ジブロモエチル）−５−エチルイソシアヌレート等があげられる。中でも、トリス（２，３−ジブロモプロピル）イソシアヌレートを好適に用いることができる。
【００２１】
難燃剤成分としては、上記一般式（１）で表される難燃剤成分に、臭素系難燃化合物、リン系難燃化合物、窒素系難燃化合物及び無機系難燃化合物から選ばれた１種又は２種以上を併用することもできる。
【００２２】
併用可能な臭素系難燃化合物の具体例としては、ヘキサブロモシクロヘプタン、テトラブロモシクロヘプタン、テトラブロモシクロオクタン、ヘキサブロモシクロドデカン（以下、ＨＢＣＤと表記する）、その他臭素化シクロアルカン、ポリブロモジフェニルエーテル、テトラブロモビスフェノール（以下、ＴＢＢＡと表記する）、ＴＢＢＡ・エポキシオリゴマー、ＴＢＢＡ・カーボネートオリゴマー、ＴＢＢＡ・ビス（ジブロモプロピルエーテル）、その他ＴＢＢＡ誘導体、ビス（ペンタブロモフェニル）エタン、１，２−ビス（２，４，６−トリスブロモフェノキシ）エタン、１，２−ビス（２，４，６−トリスブロモフェノキシ）−１，３，５−トリアジン、２，６−ｏｒ（２，４）ジブロモモノフェノール、その他多ベンゼン環化合物、エチレンビステトラブロモフタルイミド、その他フタル酸化合物、トリブロモフェニルアリルエーテル、トリブロモフェニルアクリレート、ペンタブロモベンジルアリルエーテル、ペンタブロモベンジルアクリレート、その他、ブロモアクリレートモノマー、臭素化ポリスチレン、ポリ臭素化スチレン、ヘキサブロモベンゼン、２，４−ジアミノ−６−（３，３，３−トリブロモ−１−プロピル）−１，３，５−トリアジンのメチロール化合物などが挙げられるが、この限りではない。
【００２３】
特に、ＨＢＣＤ、テトラブロモシクロオクタン、下記化学式（III）で表されるトリス（トリブロモネオペンチル）フォスフェート、化学式（ＩＶ）で表されるＴＢＢＡ・ビス（２，３−ジブロモプロピルエーテル）、ＴＢＢＡ・ビス（２，３−ジブロモメチルプロピルエーテル）などを好適に用いることができる。
【化４】
【化５】
【００２４】
但し、式（ＩＶ）において、Ｒ２はＨ又はＣＨ３である。
【００２５】
本発明で併用するリン系難燃化合物の具体例としては、トリフェニルホスフェート、トリクレジルホスフェート、トリキシレニルホスフェート、クレジルフェニルホスフェート、その他芳香族リン酸エステル、芳香族縮合リン酸エステル等のリン化合物、また下記化学式（Ｖ）、（ＶＩ）で表される芳香族リン化合物、化学式（ＶＩ）で表される化合物のアルカリ金属塩、アルカリ土類金属塩、アルミニウム塩、亜鉛塩、又はアミン塩、あるいは下記化学式（VIII）で表されるホスファゼン化合物などが挙げられるが、この限りではない。
【化６】
【化７】
【００２６】
化学式（Ｖ）、（ＶＩ）中、Ｒ３、Ｒ４は炭素数１〜２４のアルキル基、炭素数２〜２２のアルケニル基、炭素数１〜１０のヒドロキシアルキル基、置換基を有していてもよいアラルキル基、−ＯＨ 基、炭素数１〜１０のアルコキシ基、置換基を有していてもよいアラルキルオキシ基、又は下記化学式（VII）で表される基を示す。
【化８】
【００２７】
化学式（VII）中、Ｒ５は水素原子、炭素数１〜２４のアルキル基又は炭素数５〜６の脂環アルキル基を表わす。
【化９】
【００２８】
化学式（VIII）中、Ｒ６，Ｒ７は同一でも異なっていてもよく、それぞれ炭素数１〜２４のアルキル基、炭素数２〜２２のアルケニル基又は置換基を有していてもよいアリール基を表し、ｏは３〜１０の整数を表す。
【００２９】
特にトリフェニルホスフェート、リン酸ジフェニルモノオルソキセニル、２−ナフチルジフェニルホスフェート、下記化学式（ＩＸ）で表される１０−ベンジル−９，１０−ジヒドロキシ−９−オキサ−１０−ホスファフェナントレン−１０−オキサイドを好適に用いることができる。
【化１０】
【００３０】
本発明で併用する窒素系難燃化合物の具体例としては、グアニジン系化合物、グアニル尿素系化合物、メラミン系化合物及びポリリン酸アンモニウム塩などが挙げられるが、この限りではない。特にポリ化リン酸メラミン、硫酸メラミン、メラミンシアヌレート、リン酸グアニル尿素を好適に用いることができる。
【００３１】
本発明で併用する無機系難燃化合物の具体例としては、三酸化アンチモン、五酸化アンチモン、水酸化マグネシウム、水酸化アルミニウムが挙げられるが、この限りではない。
【００３２】
一般式（１）で表される難燃剤成分及び併用難燃剤成分を水中に分散もしくは乳化するにあたっては界面活性剤が使用できる。界面活性剤としては、公知の非イオン界面活性剤とアニオン界面活性剤の組み合わせ、もしくはいずれか一つを使用することができる。
【００３３】
非イオン界面活性剤の具体的な例としては、ポリオキシアルキレンアルキルフェニルエーテル、ポリオキシアルキレンアルキルエーテル、ポリオキシアルキレン脂肪酸エステル、多価アルコール脂肪酸エステルアルキレンオキサイド付加物、高級アルキルアミンアルキレンオキサイド付加物、脂肪酸アミドアルキレンオキサイド付加物、アルキルグリコシド、ショ糖脂肪酸エステル等が挙げられる。
【００３４】
アニオン界面活性剤の具体的な例としては、高級アルコール硫酸エステル塩、ポリオキシアルキレンアルキルエーテル硫酸エステル塩や、アルキルベンゼンスルホン酸塩、アルキルナフタレンスルホン酸塩、ナフタレンスルホン酸塩ホルマリン縮合物、更には、高級アルコールリン酸エステル塩、ポリオキシアルキレンアルキルエーテルリン酸エステル塩等が挙げられる。また、ポリオキシアルキレンアルキルエーテルカルボキシレート塩、ポリカルボン酸塩、ロート油、石油スルホネート、アルキルジフェニルエーテルスルホネート塩等が挙げられる。
【００３５】
本発明においては、両性界面活性剤、カチオン界面活性剤を使用することもできる。
【００３６】
両性界面活性剤の具体的な例としては、アルキルベタイン、脂肪酸アミドプロピルベタイン、２−アルキル−Ｎ−カルボキシメチル−Ｎ−ヒドロキシエチルイミダゾリニウムベタイン、アルキルジエチレントリアミノ酢酸、ジアルキルジエチレントリアミノ酢酸、アルキルアミンオキシド等が挙げられる。
【００３７】
カチオン界面活性剤の具体的な例としては、モノアルキルアミン塩、ジアルキルアミン塩、トリアルキルアミン塩、塩化アルキルトリメチルアンモニウム、臭化アルキルトリメチルアンモニウム、よう化アルキルトリメチルアンモニウム、塩化ジアルキルジメチルアンモニウム、臭化ジアルキルジメチルアンモニウム、よう化ジアルキルジメチルアンモニウム、塩化アルキルベンザルコニウム等が挙げられる。
【００３８】
本発明において、当該難燃剤成分を水分散もしくはＯ／Ｗ型エマルション化するには、一般式（ＩＩ）で表される非イオン界面活性剤又はアニオン界面活性剤を用いるのが特に好ましい。
【００３９】
非イオン界面活性剤として、具体的には、ポリオキシアルキレンモノベンジル化フェニルエーテル、ポリオキシアルキレンジベンジル化フェニルエーテル、ポリオキシアルキレントリベンジル化フェニルエーテル、ポリオキシアルキレンモノスチレン化フェニルエーテル、ポリオキシアルキレンジスチレン化フェニルエーテル及びポリオキシアルキレントリスチレン化フェニルエーテルの一種又は二種以上の混合物が特に好適に使用できる。
【００４０】
一般式（ＩＩ）で表されるアニオン界面活性剤のアニオン性基の例としては、次のものが挙げられる。
【化１１】
【化１２】
【００４１】
上記各式におけるＭ及びＭ’は、水素原子、金属原子、アンモニウムまたは炭化水素基を示す。
【００４２】
アニオン界面活性剤として、具体的には、ポリオキシアルキレンモノベンジル化フェニルエーテル硫酸エステル塩、ポリオキシアルキレンジベンジル化フェニルエーテル硫酸エステル塩、ポリオキシアルキレントリベンジル化フェニルエーテル硫酸エステル塩、ポリオキシアルキレンモノベンジル化フェニルエーテルリン酸エステル塩、ポリオキシアルキレンジベンジル化フェニルエーテルリン酸エステル塩、ポリオキシアルキレントリベンジル化フェニルエーテルリン酸エステル塩、ポリオキシアルキレンモノスチレン化フェニルエーテル硫酸エステル塩、ポリオキシアルキレンジスチレン化フェニルエーテル硫酸エステル塩及びポリオキシアルキレントリスチレン化フェニルエーテル硫酸エステル塩、ポリオキシアルキレンモノスチレン化フェニルエーテルリン酸エステル塩、ポリオキシアルキレンジスチレン化フェニルエーテルリン酸エステル塩、及びポリオキシアルキレントリスチレン化フェニルエーテルリン酸エステルの一種又は二種以上の混合物が特に好適に使用できる。
【００４３】
上記界面活性剤のポリオキシアルキレンの付加モル数は１〜２００が好ましく、より好ましくは１０〜５０である。
【００４４】
本発明において、上記のような界面活性剤の使用量は特に限定されないが、通常、難燃剤成分に対して２〜１５重量％の範囲内で用いられる。界面活性剤がこれより少ないと充分な分散効果が得られ難く、これより多いと加工布に可燃性物質である界面活性剤が残り、充分な難燃効果が得られない。
【００４５】
上記一般式（１）で表される難燃剤成分、併用する難燃剤成分及び界面活性剤は、市販のものを利用することができ、また、周知の方法により製造することもできる。得られた化合物が混合物であり、単体が必要な場合は蒸留等の周知の分離手段によって分離すればよい。
【００４６】
本発明においては、水溶性高分子（保護コロイド剤）で難燃成分を分散することもできる。水溶性高分子で難燃成分を分散した場合、分散体の粘度を好適に調整でき、スラリーの沈降を抑制し、均一に微分散することが可能となる。また、製品化後も製品分離を生じない。使用可能な水溶性高分子の例としては、カルボキシメチルセルロース塩、キサンタンガム（ザンタンガム）、アラビアガム、ローカストビーンガム、アルギン酸ナトリウム、自己乳化型ポリエステル化合物、水溶性ポリエステル、ポリビニルアルコール（ＰＶＡ）、ゼラチン、ポリビニルピロリドン、ポリエチレンオキシド、ポリアクリルアミド、メトキシエチレン無水マレイン酸共重合体、メチルセルロース、ヒドロキシエチルセルロース、ヒドロキシプロピルセルロース、可溶性でんぷん、カルボキシメチルでんぷん、カチオン化でんぷん等などを挙げることができる。この中でも、カルボキシメチルセルロース塩及びキサンタンガムが、得られる溶液の物性やその安定性などの観点から好ましい。
【００４７】
上記自己乳化型ポリエステル化合物は、具体的には、ビスヒドロキシアルキルテレフタレートまたはビスヒドロキシアルキルテレフタレートとビスヒドロキシアルキルイソフタレートとの混合物と、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコールおよびポリブチレングリコールから選ばれるポリアルキレングリコールとの縮重合物であり、分子量３００〜５００００、好ましくは５０００〜２００００のものである。そして、ポリアルキレングリコール部分は、１〜１５０モル、好ましくは５０〜１００モルの酸化アルキレン単位からなる。
【００４８】
また、上記水溶性ポリエステルは、具体的には、ポリエチレンテレフタレート−ポリエチレングリコール共重合体の末端スルホン酸Ｎａ変成物であり、分子量が３０００〜６００００のものである。
【００４９】
本発明の難燃加工剤には、分散状態を安定させるため、水溶性高分子、アルコール類、芳香族系溶剤類、グリコールエーテル類、アルキレングリコール類、テルペン類等の有機溶剤を含有させてもよい。
【００５０】
また、本発明の難燃加工剤の加工時にキャリヤー成分又はキャリヤー成分含有品を使用することにより、一般に難燃加工が難しいとされるレギュラーポリエステル／カチオン可染ポリエステル／再生ポリエステル混素材等の難燃化が困難な素材に対しても、収着性の向上、難燃性の向上が可能となる。
【００５１】
ここでキャリヤー成分とは、難燃加工剤をポリエステル繊維に均一に高収着させることが可能な、ポリエステル繊維と難燃加工剤の両方との親和性が強い剤である。
【００５２】
上記のキャリヤー成分を有する化合物として、安息香酸ベンジル、安息香酸メチル、芳香族ハロゲン化合物、Ｎ−アルキルフタルイミド類、メチルナフタレン、ジフェニル、ジフェニルエステル類、ナフトールエステル類、フェノールエーテル類およびヒドロキシジフェニル類などを挙げることができる。この中でも安息香酸ベンジル、ポリオキシアルキレンモノナフチルエーテルが好ましい。
【００５３】
本発明の難燃加工剤には、さらに、紫外線吸収剤や酸化防止剤等の各種樹脂添加剤を配合することもできる。
【００５４】
本発明の難燃加工剤は、後述するように、染料と同時に繊維内に収着させる染色同浴法、また水で希釈した液に繊維を浸漬して所定の付着量になるようにマングルで絞り、乾燥、熱セットを行うパッド・ドライ・サーモキュア法、樹脂バインダーと本品及び／或いは難燃助剤等とを混合、増粘させ、繊維にコートするコーティング法等の方法で加工できる。
【００５５】
本発明の難燃加工方法は、ポリエステル繊維に対し後加工処理により上記難燃加工剤を付与し、８０℃以上の熱処理を施す行程よりなるものであり、このような後加工処理の例としては、高温吸尽法やパッドサーモ法、コーティング法等が挙げられる。
【００５６】
高温吸尽法では、難燃加工剤を添加した処理浴中にポリエステル繊維を浸漬し、高温（通常８０℃以上、好ましくは１１０〜１４０℃）で所定時間（例えば２〜６０分間）処理することにより、難燃剤を繊維に収着させる。好ましくは、難燃剤を染料と同時に繊維に収着させる染色同浴法を用いる。すなわち、難燃加工剤を染色浴に添加しておいて、この染色浴中にポリエステル繊維を浸漬して、高温にて吸尽処理を行うことが効率的であり、好ましい。
【００５７】
また、パッドサーモ法では、難燃加工剤を含む液にポリエステル繊維を浸漬し、所定の付着量になるようにマングル等で絞り、乾熱処理や、加熱スチーム処理などの蒸熱処理によって熱処理を行うことにより、難燃剤を繊維に収着させる。熱処理温度は通常１１０〜２１０℃の範囲内である。好ましくは、浸漬後、マングルで絞り、乾燥、熱セットを行うパッド・ドライ・サーモキュア法により処理する。
【００５８】
コーティング法では、樹脂バインダーと本品及び／或いは難燃助剤等を混合・増粘し、繊維にコートする。
【００５９】
なお、処理対象のポリエステル繊維には、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）、及びポリトリメチレンテレフタレート（ＰＴＴ）の他、これらにイソフタル酸、イソフタル酸スルホネート、アジピン酸、ポリエチレングリコールなどの第３成分を共重合したもの、特に、カチオン可染ポリエステル等が含まれる。その他、糸を生成する際、顔料を練り込んで作る原着糸も使用できる。また、処理対象の繊維製品には、各種の糸、織編物、不織布、ロープなどが含まれ、上記繊維の異なった糸を使用した交織布、複合素材であってもよく、例えばポリエステル原着糸交織布等が含まれる。繊維製品は、他の合成繊維、天然繊維、又は半合成繊維が混紡等により組み合わされたものであってもよい。
【実施例】
【００６０】
以下、本発明の実施例を説明するが、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。
【００６１】
１．難燃加工剤の調製
下記表１に示す配合（重量％）に従って、実施例及び比較例の処方液を混合撹拌し、スラリーを得た後、このスラリーと同じ容積の直径２．０ｍｍのガラスビーズを混合攪拌し、これをアイメックス（株）製サンドグラインダーに充填し、２時間粉砕処理した。粉砕処理後１００メッシュのろ布によりガラスビーズと分散体とを分離した。
【００６２】
下記表１に示す配合（重量％）に従って、実施例及び比較例の各難燃加工剤を調製した。なお、界面活性剤（１）〜（４）は、石井義朗著「非イオン界面活性剤」（誠文堂新光社）第２章に記載の方法により製造した。
【００６３】
【表１】
【００６４】
２．染色同浴法における評価
上記実施例及び比較例の分散直後の難燃加工剤を用いて、レギュラーポリエステル／カチオン可染ポリエステル混素材（ＣＤ混率５０％）に対し染色同浴法により難燃加工を施した。
【００６５】
詳細には、染色機としてＭｉｎｉ−Ｃｏｌｏｒ（テクサム技研製）を用い、次に示す染色浴処方について、浴比１：１０で、６０℃から昇温して、１３０℃で３０分間処理した。難燃加工剤の処理量は、１０％o.w.f（on the weight of fiber（繊維重量に対する比率））であった。処理後、８０℃まで降温してから織物を取り出し、湯水洗５分間の後、下記の還元洗浄浴処方、浴比１：３０、８０℃で１０分間還元洗浄を行い、更に、湯水洗５分間の後、１８０℃で３０秒間ヒートセットを行った。
【００６６】
［染色浴処方］
Ｄｉａｎｉｘ Ｒｅｄ ＡＣ−Ｅ ０．２０ ％ｏｗｆ
Ｄｉａｎｉｘ Ｙｅｌｌｏｗ ＡＣ−Ｅ ０．１２ ％ｏｗｆ
Ｄｉａｎｉｘ Ｂｌｕｅ ＡＣ−Ｅ ０．０２ ％ｏｗｆ
Ｋａｙａｃｒｙｌ Ｂｌａｃｋ ＢＳ−ＥＤ ０．３０ ％ｏｗｆ
酢 酸 １．０ ｇ／ｌ
無水酢酸ナトリウム ３．０ ｇ／ｌ
難燃剤 ｘ ％ｏｗｆ
【００６７】
［還元洗浄浴処方］
ハイドロサルファイトナトリウム ２．０ ｇ／Ｌ
ソーダ灰 １．０ ｇ／Ｌ
トライポール ＴＫ １．０ ｇ／Ｌ
【００６８】
上記において、難燃加工剤の収着量及び難燃性を調べた。結果を表２に示す。なお、難燃性の評価方法は以下の通りである。
【００６９】
［難燃性］
難燃加工した織物について、加工上りのものと、これを下記条件で水洗濯又はドライクリーニングしたものについて、ＪＩＳ Ｌ １０９１ Ａ−１法（４５°ミクロバーナー法）及びＪＩＳ Ｌ １０９１ Ｄ法（４５°コイル法）にて難燃性を測定した。４５°ミクロバーナー法では、１分加熱後及び着炎３秒後ともに、残炎が３秒以下で、残塵が５秒以下であり、かつ炭化面積が３０ｃｍ２以下のものを「○」とし、それ以外を「×」とした。４５°コイル法においては接炎回数が３回以上であるものを「○」とし、２回以下であるものを「×」とした。なお、比較のために、未処理の織物についても難燃性を測定した。
【００７０】
（水洗濯）ＪＩＳ Ｋ ３３７１に従って、弱アルカリ性第１種洗剤を１ｇ／Ｌの割合で用い、浴比１：４０として、６０℃±２℃で１５分間水洗濯した後、４０℃±２℃で５分間のすすぎを３回行い、遠心脱水を２分間行い、その後、６０℃±５℃で熱風乾燥する処理を１回として、これを５回行った。
【００７１】
（ドライクリーニング）試料１ｇにつき、テトラクロロエチレン１２．６ｍＬ、チャージソープ（ノニオン界面活性剤／アニオン界面活性剤／水＝１０／１０／１（重量比））０．２６５ｇを用いて、３０℃±２℃で１５分間の処理を１回とし、これを５回行った。
【００７２】
【表２】
【００７３】
表２に示された結果から分かるように、トリス（２，３−ジブロモプロピル）イソシアヌレートを用いた実施例の難燃加工剤はいずれも優れた耐久難燃性を有していた。
【００７４】
３．水溶性高分子を用いた難燃加工剤
表３に示した界面活性剤と水溶性高分子とを含む配合を用いた以外は上記実施例及び比較例と同様にして難燃加工剤を調製し、その分散状態を評価した。結果を表３に示す。分散状態の評価は、微分散化後、７日間室温にて放置後の分散体が沈殿や二相分離していないものを「◎」、二相分離しているが再分散可能なものを「○」、二相分離しており再分散不可能であったものを「×」とした。
【００７５】
また、水溶性高分子のみの配合系を含み、配合以外は上記実施例及び比較例と同様にした例を表４に示した。本表に示されたように、水溶性高分子のみの配合系でも分散は可能である。
【００７６】
また、これらの難燃加工剤の収着量及び難燃性を上記実施例と同様に評価した。結果を表５に示す。
【００７７】
【表３】
【００７８】
【表４】
【００７９】
【表５】
【００８０】
表５に示された結果から分かるように、いずれの実施例でも良好な難燃性が得られた。
【００８１】
４．他の難燃原体の併用
表６に示した配合を用いた以外は上記実施例と同様にして難燃加工剤を調製し、収着量を調べ、難燃性及び風合を評価した。結果を表７に示す。
【００８２】
なお、難燃性の評価は、上記と同様にＪＩＳ Ｌ １０９１ Ａ−１法（４５°ミクロバーナー法）及びＪＩＳ Ｌ １０９１ Ｄ法（４５°コイル法）にて行った。但し、４５°コイル法においては接炎回数が５回以上のものを「◎」、３〜５回のものを「○」、２回以下のものを「×」とした。
【００８３】
また、風合の評価は、ブランクを対照として官能一対比較を行い、対照とほぼ同じ場合を「◎」、対照より若干硬い場合を「○」、対照より明らかに硬い場合を「×」とした。
【００８４】
【表６】
【００８５】
【表７】
【００８６】
トリス（２，３−ジブロモプロピル）イソシアヌレートを単独で使用すると、その構造に由来すると考えられる加工布の風合の硬さが問題となる場合があるが、表７に示された結果から分かるように、他の難燃原体を併用することにより、難燃性能を維持しつつ、風合の改善ができることが確認された。
【００８７】
また、トリス（２，３−ジブロモプロピル）イソシアヌレートとＨＢＣＤとを併用することで、相乗的な効果により、トリス（２，３−ジブロモプロピル）イソシアヌレート単独使用或いはＨＢＣＤ単独使用の場合を上回る難燃性が得られることも確認できた。
【００８８】
５．難燃加工が難しい生地の加工
供試布をレギュラーポリエステル／カチオン可染ポリエステル／再生ポリエステル混素材（５０／３０／２０）とし、表８に示した配合を用いた以外は上記実施例と同様にして、難燃加工剤を調製し、難燃加工を行って、難燃加工剤の収着量と難燃性を評価した。結果を表９に示す。
【００８９】
【表８】
【００９０】
【表９】
【００９１】
表９に示された結果から、一般に難燃加工が難しいとされるレギュラーポリエステル／カチオン可染ポリエステル／再生ポリエステル混素材に対しても、本発明の難燃加工剤の加工時にキャリヤー成分又はキャリヤー成分含有品を使用することにより、収着性の向上、難燃性の向上が可能であることが分かった。また、キャリヤー成分を含有する難燃加工剤でも同等の効果が得られることが確認できた。
【００９２】
６．加工性向上の処方
表１０に示す配合（重量％）に従って、上記実施例及び比較例と同様にして各難燃加工剤を調製し、レギュラーポリエステル／カチオン可染ポリエステル混素材（ＣＤ混率５０％）に対し難燃加工を行った。
【００９３】
還元洗浄を行わず活性剤によるソーピングのみの場合と、還元洗浄を行った場合とについて、ヒートセット後の生地（汚れ）状態及び難燃性の評価を行った。また、還元洗浄を行った場合については、耐光堅牢性の評価も行った。
【００９４】
生地状態の評価は、ヒートセット後、生地全体に対して汚れている割合を面積測定により評価した。汚れが０％の物を「○」、汚れが１％以上ものについては割合をパーセント表示で示した。
【００９５】
難燃性の評価は、上記実施例と同様に行い、加工上り、水洗濯５回後、ドライクリーニング５回後において４５°ミクロバーナー法、４５°コイル法で全て「○」のものを「○」とし、１つでも「×」があるものを「×」とした。
【００９６】
耐光堅牢性の評価は、ＪＩＳ Ｌ ７７５１（紫外線カーボンアーク灯光に対する染色堅ろう度試験方法）に準じ、ブラックパネル温度６３℃×２４時間照射後に、ＪＩＳ Ｌ ０８０４（変退色用グレースケール）にて評価した。
【００９７】
【表１０】
【００９８】
表１０に示すように、ＴＢＢＡ誘導体、ポリプロピレングリコール、又は水溶性ポリエステルを併用する事で、還元洗浄を行わず、ソーピングのみでも良好な仕上がりとなり、難燃性能を維持しつつ、加工工程を簡略化できることが確認できた。
【００９９】
また、トリス（２，３−ジブロモプロピル）イソシアヌレートを単独で使用すると、その構造に由来すると考えられる高収着性から、生地表面への付着が多くなり、耐光堅牢度が低下して、耐光性が低いＨＢＣＤと同程度の耐光堅牢度しか得られないという問題が生じ得るが、表１０の実施例４５〜４８に示すように水溶性ポリエステルを併用することで、表面への過剰付着を防ぎ、耐光堅牢度をより向上させることが可能であることが確認できた。
【０１００】
７．パッドサーモ法（パッド・ドライ・サーモキュア法）による評価
表１１に示した難燃加工剤を用いて、ポリエステル系繊維織物（レギュラーポリエステル１００％織物トロピカル）に対し、パッド・ドライ・サーモキュア法により難燃加工を施した。
【０１０１】
詳細には、難燃加工剤を水で１０重量％に希釈した液に、上記織物を浸漬した後、マングルで絞り率７０％に絞り、１１０℃で２分間乾燥し、１８０℃で２分間キュアした。その後、薬剤としてソーダ灰１．０ｇ／Ｌ及びトライポールＴＫ（第一工業製薬（株）製）１．０ｇ／Ｌを用い、浴比１：３０、８０℃で１０分間ソーピングを行い、更に、湯水洗５分間の後、乾燥した。
【０１０２】
これにより難燃加工されたポリエステル系繊維織物について、上記実施例と同様にして収着量及び難燃性を調べた。また、ブランクとして、未処理の織物についても難燃性を測定した。結果を表１１に示す。
【０１０３】
【表１１】
【０１０４】
表１１に示された結果から分かるように、実施例の難燃加工剤はパッド・ドライ・サーモキュア法による難燃加工においても、いずれも優れた難燃性を示した。
【０１０５】
８．バックコート法による評価
下記表１２に示すコーティングの処方にて、固形物換算の塗布量が７０ｇ／ｍ２（Ｄｒｙ）となるように、ポリエステル系繊維織物（レギュラーポリエステル１００％織物）に塗布した。この後、１５０℃での９０秒間の加熱により、乾燥と難燃剤化合物の収着とを行わせ、難燃性を評価した。結果を表１２に示す。
【０１０６】
難燃性は、ＪＩＳ Ｄ−１２０１ ＦＭＶＳＳ（３０２）燃焼性試験機（水平法）により以下の基準で評価した；
◎：自消性、火源消化後すぐに炎が消える
○：自消性、火源消化後も残炎あるが、測定開始点以内で消火する
××：可燃性（全焼）
【０１０７】
【表１２】
【０１０８】
表１２に示された結果から分かるように、実施例の難燃加工剤はバックコート法による評価においても、いずれも優れた難燃性を示した。
【産業上の利用可能性】
【０１０９】
本発明の難燃加工剤又は難燃加工方法はポリエステル繊維製品全般、例えばカーテン、布製ブラインド、絨毯その他の敷物、壁張り材等の各種インテリア用途、カーシート用表皮材のような自動車内装材料、ソファーその他の表皮材、暗幕、緞帳等に広く用いられる。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
下記一般式（Ｉ）で表される化合物を含有する難燃剤成分が界面活性剤及び／又は水溶性高分子により水中に乳化又は分散されてなる、ポリエステル繊維用の難燃加工剤。
【化１】
但し、一般式（Ｉ）におけるＡ１，Ａ２，Ａ３は、臭素原子で水素原子を置換した臭素化アルキル基、アルキル基又はアルケニル基を表し、そのうち少なくとも１つは臭素化アルキル基であり、これらＡ１，Ａ２，Ａ３は、同一であっても異なっていてもよい。
【請求項２】
前記界面活性剤が下記一般式 (ＩＩ）で表されるものであることを特徴とする、請求項１記載のポリエステル系繊維用の難燃加工剤。
【化２】
但し、一般式 (ＩＩ）におけるＸは水素原子またはアニオン性基を表し、Ｙは次式で表される置換基を示し、ｍ及びｎは、ｍ＝１〜５、ｎ＝１〜２００の数を表し、Ｒ１は炭素数２〜４のアルキレン基を表す。Ｘは水素原子のみ又はアニオン性基のみであっても、混合物であってもよい。
【化３】
【請求項３】
請求項１又は２に記載の難燃加工剤を、高温吸尽法による処理により、または、浸漬またはコーティングによりポリエステル系繊維またはこれよりなる繊維製品に付与した後、８０℃以上の熱処理を施すことを特徴とするポリエステル系繊維の難燃加工方法。
【請求項４】
キャリヤー成分を併用する事を特徴とする、請求項３に記載のポリエステル系繊維の難燃加工方法。
【請求項１】
下記一般式（Ｉ）で表される化合物を含有する難燃剤成分が界面活性剤及び／又は水溶性高分子により水中に乳化又は分散されてなる、ポリエステル繊維用の難燃加工剤。
【化１】
但し、一般式（Ｉ）におけるＡ１，Ａ２，Ａ３は、臭素原子で水素原子を置換した臭素化アルキル基、アルキル基又はアルケニル基を表し、そのうち少なくとも１つは臭素化アルキル基であり、これらＡ１，Ａ２，Ａ３は、同一であっても異なっていてもよい。
【請求項２】
前記界面活性剤が下記一般式 (ＩＩ）で表されるものであることを特徴とする、請求項１記載のポリエステル系繊維用の難燃加工剤。
【化２】
但し、一般式 (ＩＩ）におけるＸは水素原子またはアニオン性基を表し、Ｙは次式で表される置換基を示し、ｍ及びｎは、ｍ＝１〜５、ｎ＝１〜２００の数を表し、Ｒ１は炭素数２〜４のアルキレン基を表す。Ｘは水素原子のみ又はアニオン性基のみであっても、混合物であってもよい。
【化３】
【請求項３】
請求項１又は２に記載の難燃加工剤を、高温吸尽法による処理により、または、浸漬またはコーティングによりポリエステル系繊維またはこれよりなる繊維製品に付与した後、８０℃以上の熱処理を施すことを特徴とするポリエステル系繊維の難燃加工方法。
【請求項４】
キャリヤー成分を併用する事を特徴とする、請求項３に記載のポリエステル系繊維の難燃加工方法。
【公開番号】特開２００９−２０３５９５（Ｐ２００９−２０３５９５Ａ）
【公開日】平成２１年９月１０日（２００９．９．１０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−２４５５６８（Ｐ２００８−２４５５６８）
【出願日】平成２０年９月２５日（２００８．９．２５）
【出願人】（０００００３５０６）第一工業製薬株式会社 (491)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年９月１０日（２００９．９．１０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年９月２５日（２００８．９．２５）
【出願人】（０００００３５０６）第一工業製薬株式会社 (491)
【Ｆターム（参考）】
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