再生されたセルロース繊維の使用
難燃性製品において、カルボキシメチルセルロースが一体化されている再生されたセルロース繊維の使用に関する。
【発明の詳細な説明】
【発明の詳細な説明】
【０００１】
本発明は、ビスコース法によって得られた、難燃性製品において再生されたセルロース繊維の使用に関する。
【０００２】
難燃性のビスコース繊維は、一般的安全性および保護のために広く用いられており、例えば、安全服、マットレスの充填材、内装に使用される布地などに用いられている。
【０００３】
難燃性のビスコース繊維としては様々な種類のものが既に知られている。
【０００４】
ポリケイ酸を一体化することによって、難燃性を有するビスコース繊維を提供することが一面で知られている、しかしながら、ポリケイ酸を一体化すると、布地用途よりもフリースの繊維製品に適した強固で脆い繊維を形成することに繋がる。
【０００５】
Lenzing FR（登録商標）の商品名が付された市販のビスコース繊維がある。これらの繊維は、リンを含有する添加剤を一体化することによって得られる。リンを含有する添加剤を用いて十分な難燃性を得るためには、高水準の一体化を行う必要がある。これは高コストであるため、むしろ繊維の最終価格の高騰を招くこととなる。
【０００６】
引き続いてセルロース繊維に難燃性を付与する案が多く存在する。これは、Ｐｒｏｂａｎｅ（ＴＨＰＣ）（登録商標）およびＰｙｒｏｖａｔｅｘ（登録商標）ＣＰのような、すでに製造された繊維に係る出願である。
【０００７】
しかしながら、そのような方法で前処理された布地／繊維は、洗浄に対する耐性が限られている。化学的な架橋を用いることによって、健康上の危険のあるホルムアルデヒドの残量を改善できる。さらに、架橋反応により、布地／繊維に脆化および硬化が生じる。
【０００８】
US 3 734 683公報には、カルボキシセルロースの製造を背景として、カルボキシ基の割合が高いセルロース繊維の難燃性効果が示されている。この公報によれば、ビスコース繊維は、複雑な手法にて酸化され、後処理がなされる。繊維の製造に係る経済的な音響処理において、この手法を実施することはできない。さらに、上述の酸化によって繊維構造に損傷を招く可能性があり、当該酸化は欠陥のある処理だといえる。
【０００９】
本発明の目的は、従来の繊維処理にて処理し易く、コスト効率に優れると共に優れた難燃性繊維を提供することにある。
【００１０】
この目的は、難燃性製品において、カルボキシメチルセルロースが一体化されている再生されたセルロース繊維を使用することよって解決される。
【００１１】
好ましい形態は、従属請求項に記載されている。
【００１２】
〔発明の詳細な説明〕
カルボキシメチルセルロース（ＣＭＣ）が一体化されている再生されたセルロース繊維が、難燃剤として作用し、優れているだけでなく、比較的低コストで処理可能であることは驚くべきことである。
【００１３】
セルロース繊維に一体化されたカルボキシメチルセルロースが存在するため、専門家は、ＣＭＣが（繊維の再生において）無置換のセルロースのマトリックスに一体化されることを知っている。すでに製造された繊維にＣＭＣを処理することとは対称的に、例えば、ビスコースドープに添加されたＣＭＣを紡績することによって、上記一体化が可能である。
【００１４】
カルボキシメチルセルロース（ＣＭＣ）を含むビスコース繊維が知られている。ビスコース繊維は、ビスコースドープに添加されたカルボキシメチルセルロースを紡績することによって得られる混合繊維である。このような繊維は、商業レベルでも製造されている(US 4,199,367 A, US 4,289,824 A)。
【００１５】
ビスコースドープは、例えば、従来手法に従って製造される。無置換のセルロースに対して所望の一体化量となるように、紡績直前、８重量％以上、１２重量％以下のカルボキシメチルセルロース（ＣＭＣ）溶液をビスコースドープに添加する。後処理および乾燥は、従来手法に従って行われる。
【００１６】
再生されたセルロース繊維に一体化されているカルボキシメチルセルロースの割合は、無置換のセルロースに対して、好ましくは５重量％以上、５０重量％以下、特に好ましくは１５重量％以上、４０重量％以下、最も好ましくは２０重量％以上、３０重量％以下である。
【００１７】
カルボキシメチルセルロースは、置換度が０．６以上、１２以下、好ましくは０．６５以上、０．８５以下、３０〜８００ｍＰａｓの粘度（２％溶液;２５℃）、好ましくは５０〜１００ｍＰａｓの粘度の市販品を使用してもよい。
【００１８】
本発明に従って使用される再生されたセルロース繊維を含有するＣＭＣも、以下のように“ビスコース−ＣＭＣ混合繊維”として表される。
【００１９】
上記ビスコース−ＣＭＣ混合繊維の繊度は、好ましくは０．５デシテックス以上、８デシテックス以下、特に好ましくは１．３デシテックス以上、６デシテックス以下である。
【００２０】
本発明に係るビスコース−ＣＭＣ混合繊維の繊維長さは、２ｍｍ以上、８０ｍｍ以下であってもよく、具体的には利用分野に依存する。湿式法の場合、適切な繊維長さは２０ｍｍ以上、８０ｍｍ以下である。
【００２１】
ビスコース−ＣＭＣ混合繊維は他の難燃性の添加剤を含んでいることが好ましい。この難燃性の添加剤は、特に、ハロゲンを含有する添加剤、リンを含有する添加剤、アルミニウムを含有する添加剤、アルミニウムマグネシウム塩およびポリケイ酸からなる群から選ばれた添加剤であってもよい。上記添加剤は、ビスコースドープを紡ぐ公知の手法により繊維に一体化され（例えば、Exolit（登録商標） 5060などのリンを含有する添加剤の場合）、または、その後、上記繊維に塗布されればよい（アルミニウム塩のアルカリ溶液の場合）。
【００２２】
発火が進行する、ビスコース繊維、または、未処理のビスコース繊維を原料とする製品に比較して、本発明に従って使用され、それぞれ燃え難いビスコース−ＣＭＣ混合繊維、布地衣料またはフリース衣料はこれらを含む。炎はすぐに消え、繊維はただ煙を出し続けるだけである。無置換のセルロースに対して２０重量％のＣＭＣを含む場合、特に効果が顕著となる。
【００２３】
しかしながら、すでに公知の、難燃性のビスコース繊維の数種とは対照的に、本発明で使用されるビスコース−ＣＭＣ混合繊維は、弾性と同様に、引っ張り強度の値および伸び値において、大幅にではないが、公知のビスコース繊維と異なっており、公知のビスコース繊維と同様の処理がなされていてもよい。
【００２４】
本発明に係る繊維に使用される上記添加剤（ＣＭＣ）には健康上の危険がなく、食品添加剤としても用いられる。繊維の脆化および硬化は生じない。難燃性効果は、ほとんどの洗浄に対して耐性がある。
【００２５】
したがって、本発明は、カルボキシメチルセルロースが一体化されている再生されたセルロース繊維を含む難燃性製品に関する。
【００２６】
本発明に係る難燃性製品は、上記セルロース繊維において一体化されているカルボキシメチルセルロースの割合が、無置換のセルロースに対して、５重量％以上、５０重量％以下、好ましくは１５重量％以上、４０重量％以下、特に好ましくは２０重量％以上、３０重量％以下であるものと好ましく特徴付けられる。
【００２７】
本発明に係る難燃性製品は、１０％以上、１００％以下のビスコース−ＣＭＣ混合繊維を好ましく含んでいてもよい。
【００２８】
本発明に係る難燃性製品は、衣服、特に安全服、家庭用布地、特にマットレス、自動車用布地、フィルター材料、および建設分野および自動車分野用の絶縁材料からなる群から選ばれたものであることが好ましい。
【００２９】
〔実施例〕
従来の手法にて、無置換のセルロースに対して、０重量％（ゼロサンプル）、１２重量％、２０重量％、および３０質量％の割合のＣＭＣにてビスコース−ＣＭＣ混合繊維を処理した。これらの繊維は、４０ｍｍの短繊維に切断されたものであった。
【００３０】
上記繊維サンプルから各１０グラムの回転環を作製した。その後、回転環を綿状（tampon）カレンダーで広げ、プレスする。一群の作製物は、約５ｍｍの厚さで単位面積当たりの重量が約２３８ｇ／ｍ２（２０６〜２６０ｇ／ｍ２）であった。
【００３１】
燃焼試験のためにカットした８ｃｍ×２ｃｍの大きさの試験サンプルを用意した。上記試験サンプルは、水平または垂直にクランプで固定され、サンプルの固定されていない一端をブンゼンバーナーで所定時間、加熱した。
【００３２】
結果：
従来のビスコース繊維（ＣＭＣ ０％）：
１秒の点火でサンプルはすでに発火しており、その後、完全燃焼するまで力強い様相で燃えた。
【００３３】
ＣＭＣがそれぞれ１２％または２０％のビスコース繊維（本発明に係る繊維）：
試験サンプルはバーナーの炎に直接接触して、焼却された。しかし、炎が移動すると、試験サンプルにより即座に消火される（“自消性”）。
【００３４】
あるケースでは、試験サンプルから突出した個々の繊維が移動した炎に接して燃え続けることもあった。
【００３５】
燃焼時間を１秒から１０秒に変えたところ、全サンプルにおいて、移動する炎はすぐに消えた。バーナーの炎の接触時間を長くすると燃焼した箇所が広がるのみだった。
【００３６】
全サンプルは消火により煙を出しており、全ての場合で、試験サンプルはゆっくりと完全に灰化した。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
本発明は、ビスコース法によって得られた、難燃性製品において再生されたセルロース繊維の使用に関する。
【０００２】
難燃性のビスコース繊維は、一般的安全性および保護のために広く用いられており、例えば、安全服、マットレスの充填材、内装に使用される布地などに用いられている。
【０００３】
難燃性のビスコース繊維としては様々な種類のものが既に知られている。
【０００４】
ポリケイ酸を一体化することによって、難燃性を有するビスコース繊維を提供することが一面で知られている、しかしながら、ポリケイ酸を一体化すると、布地用途よりもフリースの繊維製品に適した強固で脆い繊維を形成することに繋がる。
【０００５】
Lenzing FR（登録商標）の商品名が付された市販のビスコース繊維がある。これらの繊維は、リンを含有する添加剤を一体化することによって得られる。リンを含有する添加剤を用いて十分な難燃性を得るためには、高水準の一体化を行う必要がある。これは高コストであるため、むしろ繊維の最終価格の高騰を招くこととなる。
【０００６】
引き続いてセルロース繊維に難燃性を付与する案が多く存在する。これは、Ｐｒｏｂａｎｅ（ＴＨＰＣ）（登録商標）およびＰｙｒｏｖａｔｅｘ（登録商標）ＣＰのような、すでに製造された繊維に係る出願である。
【０００７】
しかしながら、そのような方法で前処理された布地／繊維は、洗浄に対する耐性が限られている。化学的な架橋を用いることによって、健康上の危険のあるホルムアルデヒドの残量を改善できる。さらに、架橋反応により、布地／繊維に脆化および硬化が生じる。
【０００８】
US 3 734 683公報には、カルボキシセルロースの製造を背景として、カルボキシ基の割合が高いセルロース繊維の難燃性効果が示されている。この公報によれば、ビスコース繊維は、複雑な手法にて酸化され、後処理がなされる。繊維の製造に係る経済的な音響処理において、この手法を実施することはできない。さらに、上述の酸化によって繊維構造に損傷を招く可能性があり、当該酸化は欠陥のある処理だといえる。
【０００９】
本発明の目的は、従来の繊維処理にて処理し易く、コスト効率に優れると共に優れた難燃性繊維を提供することにある。
【００１０】
この目的は、難燃性製品において、カルボキシメチルセルロースが一体化されている再生されたセルロース繊維を使用することよって解決される。
【００１１】
好ましい形態は、従属請求項に記載されている。
【００１２】
〔発明の詳細な説明〕
カルボキシメチルセルロース（ＣＭＣ）が一体化されている再生されたセルロース繊維が、難燃剤として作用し、優れているだけでなく、比較的低コストで処理可能であることは驚くべきことである。
【００１３】
セルロース繊維に一体化されたカルボキシメチルセルロースが存在するため、専門家は、ＣＭＣが（繊維の再生において）無置換のセルロースのマトリックスに一体化されることを知っている。すでに製造された繊維にＣＭＣを処理することとは対称的に、例えば、ビスコースドープに添加されたＣＭＣを紡績することによって、上記一体化が可能である。
【００１４】
カルボキシメチルセルロース（ＣＭＣ）を含むビスコース繊維が知られている。ビスコース繊維は、ビスコースドープに添加されたカルボキシメチルセルロースを紡績することによって得られる混合繊維である。このような繊維は、商業レベルでも製造されている(US 4,199,367 A, US 4,289,824 A)。
【００１５】
ビスコースドープは、例えば、従来手法に従って製造される。無置換のセルロースに対して所望の一体化量となるように、紡績直前、８重量％以上、１２重量％以下のカルボキシメチルセルロース（ＣＭＣ）溶液をビスコースドープに添加する。後処理および乾燥は、従来手法に従って行われる。
【００１６】
再生されたセルロース繊維に一体化されているカルボキシメチルセルロースの割合は、無置換のセルロースに対して、好ましくは５重量％以上、５０重量％以下、特に好ましくは１５重量％以上、４０重量％以下、最も好ましくは２０重量％以上、３０重量％以下である。
【００１７】
カルボキシメチルセルロースは、置換度が０．６以上、１２以下、好ましくは０．６５以上、０．８５以下、３０〜８００ｍＰａｓの粘度（２％溶液;２５℃）、好ましくは５０〜１００ｍＰａｓの粘度の市販品を使用してもよい。
【００１８】
本発明に従って使用される再生されたセルロース繊維を含有するＣＭＣも、以下のように“ビスコース−ＣＭＣ混合繊維”として表される。
【００１９】
上記ビスコース−ＣＭＣ混合繊維の繊度は、好ましくは０．５デシテックス以上、８デシテックス以下、特に好ましくは１．３デシテックス以上、６デシテックス以下である。
【００２０】
本発明に係るビスコース−ＣＭＣ混合繊維の繊維長さは、２ｍｍ以上、８０ｍｍ以下であってもよく、具体的には利用分野に依存する。湿式法の場合、適切な繊維長さは２０ｍｍ以上、８０ｍｍ以下である。
【００２１】
ビスコース−ＣＭＣ混合繊維は他の難燃性の添加剤を含んでいることが好ましい。この難燃性の添加剤は、特に、ハロゲンを含有する添加剤、リンを含有する添加剤、アルミニウムを含有する添加剤、アルミニウムマグネシウム塩およびポリケイ酸からなる群から選ばれた添加剤であってもよい。上記添加剤は、ビスコースドープを紡ぐ公知の手法により繊維に一体化され（例えば、Exolit（登録商標） 5060などのリンを含有する添加剤の場合）、または、その後、上記繊維に塗布されればよい（アルミニウム塩のアルカリ溶液の場合）。
【００２２】
発火が進行する、ビスコース繊維、または、未処理のビスコース繊維を原料とする製品に比較して、本発明に従って使用され、それぞれ燃え難いビスコース−ＣＭＣ混合繊維、布地衣料またはフリース衣料はこれらを含む。炎はすぐに消え、繊維はただ煙を出し続けるだけである。無置換のセルロースに対して２０重量％のＣＭＣを含む場合、特に効果が顕著となる。
【００２３】
しかしながら、すでに公知の、難燃性のビスコース繊維の数種とは対照的に、本発明で使用されるビスコース−ＣＭＣ混合繊維は、弾性と同様に、引っ張り強度の値および伸び値において、大幅にではないが、公知のビスコース繊維と異なっており、公知のビスコース繊維と同様の処理がなされていてもよい。
【００２４】
本発明に係る繊維に使用される上記添加剤（ＣＭＣ）には健康上の危険がなく、食品添加剤としても用いられる。繊維の脆化および硬化は生じない。難燃性効果は、ほとんどの洗浄に対して耐性がある。
【００２５】
したがって、本発明は、カルボキシメチルセルロースが一体化されている再生されたセルロース繊維を含む難燃性製品に関する。
【００２６】
本発明に係る難燃性製品は、上記セルロース繊維において一体化されているカルボキシメチルセルロースの割合が、無置換のセルロースに対して、５重量％以上、５０重量％以下、好ましくは１５重量％以上、４０重量％以下、特に好ましくは２０重量％以上、３０重量％以下であるものと好ましく特徴付けられる。
【００２７】
本発明に係る難燃性製品は、１０％以上、１００％以下のビスコース−ＣＭＣ混合繊維を好ましく含んでいてもよい。
【００２８】
本発明に係る難燃性製品は、衣服、特に安全服、家庭用布地、特にマットレス、自動車用布地、フィルター材料、および建設分野および自動車分野用の絶縁材料からなる群から選ばれたものであることが好ましい。
【００２９】
〔実施例〕
従来の手法にて、無置換のセルロースに対して、０重量％（ゼロサンプル）、１２重量％、２０重量％、および３０質量％の割合のＣＭＣにてビスコース−ＣＭＣ混合繊維を処理した。これらの繊維は、４０ｍｍの短繊維に切断されたものであった。
【００３０】
上記繊維サンプルから各１０グラムの回転環を作製した。その後、回転環を綿状（tampon）カレンダーで広げ、プレスする。一群の作製物は、約５ｍｍの厚さで単位面積当たりの重量が約２３８ｇ／ｍ２（２０６〜２６０ｇ／ｍ２）であった。
【００３１】
燃焼試験のためにカットした８ｃｍ×２ｃｍの大きさの試験サンプルを用意した。上記試験サンプルは、水平または垂直にクランプで固定され、サンプルの固定されていない一端をブンゼンバーナーで所定時間、加熱した。
【００３２】
結果：
従来のビスコース繊維（ＣＭＣ ０％）：
１秒の点火でサンプルはすでに発火しており、その後、完全燃焼するまで力強い様相で燃えた。
【００３３】
ＣＭＣがそれぞれ１２％または２０％のビスコース繊維（本発明に係る繊維）：
試験サンプルはバーナーの炎に直接接触して、焼却された。しかし、炎が移動すると、試験サンプルにより即座に消火される（“自消性”）。
【００３４】
あるケースでは、試験サンプルから突出した個々の繊維が移動した炎に接して燃え続けることもあった。
【００３５】
燃焼時間を１秒から１０秒に変えたところ、全サンプルにおいて、移動する炎はすぐに消えた。バーナーの炎の接触時間を長くすると燃焼した箇所が広がるのみだった。
【００３６】
全サンプルは消火により煙を出しており、全ての場合で、試験サンプルはゆっくりと完全に灰化した。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
難燃性製品において、カルボキシメチルセルロースが一体化されている再生されたセルロース繊維の使用。
【請求項２】
上記セルロース繊維において一体化されているカルボキシメチルセルロースの割合が、無置換のセルロースに対して、５重量％以上、５０重量％以下、好ましくは１５重量％以上、４０重量％以下、特に好ましくは２０重量％以上、３０重量％以下であることを特徴とする請求項１に記載の再生されたセルロース繊維の使用。
【請求項３】
セルロース繊維の繊度が０．５デシテックス以上、８デシテックス以下、好ましくは１．３デシテックス以上、６デシテックス以下であることを特徴とする請求項１または２に記載の再生されたセルロース繊維の使用。
【請求項４】
セルロース繊維の繊維長さが、２ｍｍ以上、８０ｍｍ以下であることを特徴とする請求項１〜３の何れか１項に記載の再生されたセルロース繊維の使用。
【請求項５】
上記セルロース繊維が、さらに難燃性の添加剤を含むことを特徴とする請求項１〜４の何れか１項に記載の再生されたセルロース繊維の使用。
【請求項６】
上記難燃性の添加剤は、ハロゲンを含有する添加剤、リンを含有する添加剤、アルミニウムを含有する添加剤、アルミニウムマグネシウム塩およびポリケイ酸からなる群から選ばれた添加剤であることを特徴とする請求項５に記載の再生されたセルロース繊維の使用。
【請求項７】
カルボキシメチルセルロースが一体化されている再生されたセルロース繊維を含む難燃性製品。
【請求項８】
上記セルロース繊維において一体化されているカルボキシメチルセルロースの割合が、無置換のセルロースに対して、５重量％以上、５０重量％以下、好ましくは１５重量％以上、４０重量％以下、特に好ましくは２０重量％以上、３０重量％以下であることを特徴とする請求項７に記載の難燃性製品。
【請求項９】
再生されたセルロース繊維の割合が、１０％以上、１００％以下であることを特徴とする請求項７または８に記載の難燃性製品。
【請求項１０】
衣服、特に安全服、家庭用布地、特にマットレス、自動車用布地、フィルター材料、および建設分野および自動車分野用の絶縁材料からなる群から選ばれた請求項７〜９の何れか１項に記載の難燃性製品。
【請求項１】
難燃性製品において、カルボキシメチルセルロースが一体化されている再生されたセルロース繊維の使用。
【請求項２】
上記セルロース繊維において一体化されているカルボキシメチルセルロースの割合が、無置換のセルロースに対して、５重量％以上、５０重量％以下、好ましくは１５重量％以上、４０重量％以下、特に好ましくは２０重量％以上、３０重量％以下であることを特徴とする請求項１に記載の再生されたセルロース繊維の使用。
【請求項３】
セルロース繊維の繊度が０．５デシテックス以上、８デシテックス以下、好ましくは１．３デシテックス以上、６デシテックス以下であることを特徴とする請求項１または２に記載の再生されたセルロース繊維の使用。
【請求項４】
セルロース繊維の繊維長さが、２ｍｍ以上、８０ｍｍ以下であることを特徴とする請求項１〜３の何れか１項に記載の再生されたセルロース繊維の使用。
【請求項５】
上記セルロース繊維が、さらに難燃性の添加剤を含むことを特徴とする請求項１〜４の何れか１項に記載の再生されたセルロース繊維の使用。
【請求項６】
上記難燃性の添加剤は、ハロゲンを含有する添加剤、リンを含有する添加剤、アルミニウムを含有する添加剤、アルミニウムマグネシウム塩およびポリケイ酸からなる群から選ばれた添加剤であることを特徴とする請求項５に記載の再生されたセルロース繊維の使用。
【請求項７】
カルボキシメチルセルロースが一体化されている再生されたセルロース繊維を含む難燃性製品。
【請求項８】
上記セルロース繊維において一体化されているカルボキシメチルセルロースの割合が、無置換のセルロースに対して、５重量％以上、５０重量％以下、好ましくは１５重量％以上、４０重量％以下、特に好ましくは２０重量％以上、３０重量％以下であることを特徴とする請求項７に記載の難燃性製品。
【請求項９】
再生されたセルロース繊維の割合が、１０％以上、１００％以下であることを特徴とする請求項７または８に記載の難燃性製品。
【請求項１０】
衣服、特に安全服、家庭用布地、特にマットレス、自動車用布地、フィルター材料、および建設分野および自動車分野用の絶縁材料からなる群から選ばれた請求項７〜９の何れか１項に記載の難燃性製品。
【公表番号】特表２０１３−５０１１５０（Ｐ２０１３−５０１１５０Ａ）
【公表日】平成２５年１月１０日（２０１３．１．１０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１２−５２２０７３（Ｐ２０１２−５２２０７３）
【出願日】平成２２年７月９日（２０１０．７．９）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＥＰ２０１０／０５９８６７
【国際公開番号】ＷＯ２０１１／０１２４２２
【国際公開日】平成２３年２月３日（２０１１．２．３）
【出願人】（５０４４５５６０９）ケルハイム フィブレス ゲーエムベーハー (2)
【Ｆターム（参考）】
【公表日】平成２５年１月１０日（２０１３．１．１０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年７月９日（２０１０．７．９）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＥＰ２０１０／０５９８６７
【国際公開番号】ＷＯ２０１１／０１２４２２
【国際公開日】平成２３年２月３日（２０１１．２．３）
【出願人】（５０４４５５６０９）ケルハイム フィブレス ゲーエムベーハー (2)
【Ｆターム（参考）】
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