難燃性ポリエステル系繊維構造物およびその製造方法
【課題】難燃性およびその耐久性に優れたカチオン可染型ポリエステル繊維からなる繊維構造物およびカチオン可染型ポリエステル繊維を混用したポリエステル系繊維構造物およびその製造方法を提供すること。
【解決手段】カチオン可染型ポリエステル系繊維を含んで構成されている繊維構造物であり、該カチオン可染型ポリエステル系繊維は、極限粘度が０．５５以下であるものを含んでいることを特徴とする難燃性ポリエステル系繊維構造物であり、また、カチオン可染型ポリエステル系繊維を含むポリエステル系繊維構造物をｐＨ４以下の水浴中で１２０℃以上の温度で処理する難燃性ポリエステル系繊維構造物の製造方法。
【解決手段】カチオン可染型ポリエステル系繊維を含んで構成されている繊維構造物であり、該カチオン可染型ポリエステル系繊維は、極限粘度が０．５５以下であるものを含んでいることを特徴とする難燃性ポリエステル系繊維構造物であり、また、カチオン可染型ポリエステル系繊維を含むポリエステル系繊維構造物をｐＨ４以下の水浴中で１２０℃以上の温度で処理する難燃性ポリエステル系繊維構造物の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、難燃性およびその耐久性に優れたポリエステル系繊維構造物とその製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、ポリエステル系繊維構造物に難燃性を付与する方法としては、難燃原糸を製造する方法と、難燃性化合物で後加工する方法に大別される。
【０００３】
前者の方法としては、繊維製造時に難燃性化合物を共重合する方法、あるいは難燃性化合物をブレンドするなどの方法がある。
【０００４】
後者の方法としては、ヘキサブロモシクロドデカンのようなハロゲン元素を含む化合物で処理する方法（特許文献１参照）が古くから実施されているが、燃焼時にはハロゲン化ガスが発生する。そのため、近年の環境保護の観点からハロゲン元素を含まない燐系化合物による処理が提案されている（特許文献２、３参照）。
【０００５】
一方、前者の方法は、繊維製造時の製糸性が低下する、また、例えば、織編物とした場合にその布帛組織や目付により難燃性能が大きく低下する場合があり、難燃原糸だけでは満足な難燃性能が得られないため、さらに難燃性化合物で後加工しなければならないなどの問題がある。
【０００６】
後者の方法では、難燃剤がブリードしたり、風合いが硬化したり、堅牢度が低下するなどの問題がある。
【０００７】
さらに、カチオン可染型ポリエステルには十分な難燃性を付与できないという重大な欠点を有するものである。カチオン可染型ポリエステルを含有する繊維構造物の難燃化に関してはホスホニウム塩を使用する方法が提案されているが（特許文献４参照）、染色性が低下するなどの問題がある。
【特許文献１】特公昭５３−８８４０号公報
【特許文献２】特開２０００−３２８４４５号公報
【特許文献３】特開２０００−１５４４６５号公報
【特許文献４】特開２００５−９０４１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明の目的は、かかる従来技術の背景に鑑み、難燃性およびその耐久性に優れたカチオン可染型ポリエステル繊維からなる繊維構造物およびカチオン可染型ポリエステル繊維を混用したポリエステル系繊維構造物およびその製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は、上記課題を解決するために、次の手段を採用するものである。
【００１０】
すなわち、本発明の難燃性ポリエステル系繊維構造物は、カチオン可染型ポリエステル系繊維を含んで構成されている繊維構造物であり、該カチオン可染型ポリエステル系繊維は、極限粘度が０．５５以下であるものを含んでいることを特徴とするものである。
【００１１】
本発明の難燃性ポリエステル系繊維構造物の好ましい態様は、繊維構造物に難燃性化合物が含有されているものである。
【００１２】
また、本発明の好ましい態様によれば、上記の難燃性化合物は、下記一般式１〜４で示される燐系化合物群から選ばれた少なくとも１種の難燃性化合物である。
【００１３】
【化５】
【００１４】
【化６】
【００１５】
【化７】
【００１６】
【化８】
【００１７】
本発明の難燃性ポリエステル系繊維構造物の製造方法は、カチオン可染型ポリエステル系繊維を含む繊維構造物をｐＨ４以下の水浴中で１２０℃以上の温度で処理することを特徴とする難燃性ポリエステル系繊維構造物の製造方法である。
【００１８】
本発明の難燃性ポリエステル系繊維構造物の製造方法の好ましい態様のひとつは、前記の水浴中に１価の陽イオンと２価の陰イオンからなる塩の少なくとも一種が含有されているものである。
【００１９】
本発明の難燃性ポリエステル系繊維構造物の製造方法の好ましい態様のひとつは、前記の水浴中に染料と難燃性化合物が含有されているものである。
【００２０】
本発明の難燃性ポリエステル系繊維構造物の製造方法は、繊維構造物をｐＨ４の水浴中で１２０℃以上の温度で処理した後、難燃性化合物を付与することを特徴とする難燃性ポリエステル系繊維構造物の製造方法である。
【００２１】
本発明の難燃性ポリエステル系繊維構造物の製造方法の好ましい態様のひとつは、前記水浴中または難燃性化合物処理浴中に染料が含有されているものである。
【発明の効果】
【００２２】
本発明によれば、優れた難燃性能を有するカチオン可染型ポリエステル系繊維含有繊維構造物を安定して供給することができる。本発明の機能を有する繊維構造物は、一般衣料用途、寝装用途、産業用途などに有効に使用できるものである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
本発明者らは、前記した課題、すなわち、カチオン可染型ポリエステル系繊維からなる繊維構造物またはカチオン可染型ポリエステル系繊維を混用したポリエステル系繊維構造物に安定した難燃性能を付与することについて鋭意検討した結果、繊維構造物を構成するカチオン可染型ポリエステル繊維の極限粘度を０．５５以下にすることにより、かかる課題を解決することを究明したものである。
【００２４】
すなわち、本発明者らの知見によれば、一般に、ポリエチレンテレフタレートの極限粘度０．６５に対して、カチオン可染型ポリエステルの極限粘度は０．６９と高く、これがいわゆる「ローソクの芯」として作用し燃え広がるものである。このため、カチオン可染型ポリエステルの極限粘度を０．５５以下にすることで燃焼挙動をポリエチレンテレフタレートに近づけることができ、難燃化が可能になるものである。該極限粘度が０．５５以下のカチオン可染型ポリエステルの極限粘度の下限は０．４０程度までであることが好ましい。すなわち、極限粘度の好ましい範囲は、０．４０以上、０．５５以下である。
【００２５】
本発明の難燃性ポリエステル系繊維構造物においては、本発明の所期の効果を最も良好に発揮し得る点で、極限粘度が０．５５以下であるカチオン可染型ポリエステル繊維の含有量を、繊維構造物中の繊維全重量あたりの２０重量％以上とすることが好ましい。本発明者らの各種知見によれば、該極限粘度が０．５５以下であるカチオン可染型ポリエステル繊維の好ましい含有量は、繊維構造物中の繊維全重量あたりの２０重量％以上、１００重量％以下である。
【００２６】
本発明で用いられるポリエステル系繊維としては、芳香族成分を含むポリエステル繊維や脂肪族ポリエステル繊維が挙げられる。芳香族成分を含むポリエステル繊維としては、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリプロピレンテレフタレートあるいはこれらと第三成分、例えばイソフタル酸、イソフタル酸スルホネート、アジピン酸およびポリエチレングリコールなどが共重合またはブレンドしたものを例示することができる。また、脂肪族ポリエステル繊維としては、ポリＬ乳酸、ポリＤ乳酸およびＤ、Ｌ乳酸からなるホモポリマー、またはポリ乳酸−グリコール酸共重合体などを例示することができる。
【００２７】
本発明のポリエステル系繊維に難燃性化合物が共重合またはブレンドされていてもかまわない。
【００２８】
本発明で用いられるポリエステル系繊維は、原糸糸条の製造工程や加工工程での生産性や特性改善のために、通常、使用されている各種添加剤を含んでいてもよい。例えば、熱安定剤、酸化防止剤、光安定剤、紫外線吸収剤、帯電防止剤、着色剤、平滑剤、可塑剤、抗菌剤、防かび剤および消臭剤などの添加剤をポリエステル系繊維に含有させることができる。
【００２９】
本発明では、これらのポリエステル系繊維を単独あるいは２種以上混合して使用することができるもので、短繊維、長繊維またはこれらを混合してもよい。
【００３０】
本発明で用いられるカチオン可染型ポリエステル系繊維としては、ジカルボン酸とグリコールからなるポリマーであり、具体的にはポリエチレンテレフタレート、ポリプロピレングリコール、ポリブチレンテレフタレートなどを主たる構成成分とし、さらにカチオン可染化のために−ＳＯ3 Ｍ基（Ｍはアルカリまたはアルカリ土類金属で、アルカリ土類金属の場合１／２価を表す）やスルホン酸ホスホニウム基のような極性基を有し、かつエステル形成能を有する官能基を１個以上持つ化合物が共重合されていることが好ましい。このカチオン可染型ポリエステル系繊維は、エチレンテレフタレートを主たる繰り返し単位とするものが、また上記共重合成分として好ましいスルホネート化合物としては、５−ナトリウムスルホイソフタル酸およびそのエステル誘導体、５−リチウムスルホイソフタル酸およびそのエステル誘導体、５−（テトラアルキル）ホスホニウムスルホイソフタル酸およびその誘導体、ｐ−ヒドロキシエトキシベンゼンスルホン酸ナトリウム、２，５−ビス（ヒドロキシエトキシ）ベンゼンスルホン酸カリウムなどが挙げられる。
【００３１】
該スルホネート化合物の共重合率は，成分に対して０．５〜６．０モル％、好ましくは１．０〜４．０モル％であり、さらに好ましくは１．３〜２．０モル％である。該カチオン可染型ポリエステルに分子量４００〜６０００のポリアルキレンオキシドグリコール成分が共重合されているものも使用することができる。また、本発明のカチオン可染型ポリエステル繊維には難燃性化合物が共重合あるいはブレンドされていてもよい。
【００３２】
本発明で用いられるカチオン可染型ポリエステル系繊維は、原糸糸条の製造工程や加工工程での生産性や特性改善のために、通常使用されている各種添加剤を含んでいてもよい。例えば、熱安定剤、酸化防止剤、光安定剤、紫外線吸収剤、帯電防止剤、着色剤、平滑剤、可塑剤、抗菌剤、防かび剤および消臭剤などの添加剤を含有させることができる。本発明では、これらのカチオン可染型ポリエステル系繊維を単独あるいは２種以上混合して使用することができるもので、短繊維、長繊維またはこれらを混合してもよい。
【００３３】
本発明の繊維構造物は、上記カチオン可染型ポリエステル系繊維を単独またはカチオン可染型ポリエステル系繊維とポリエステル系繊維を混用したものを使用する。
【００３４】
また、本発明の効果を阻害しない範囲で、他の繊維、例えば、木綿、羊毛、絹および麻などの天然繊維、レーヨン、アセテートなどの半合成繊維、ナイロン、ポリプロピレン、ポリエチレン、アクリルなどの合成繊維を混合して使用することができる。
【００３５】
本発明のポリエステル系繊維構造物としては、織物、編物および不織布などの布帛状物や、糸、紐、ロープなどの糸条物の形態のものを使用することができるが、これらに限定されるものではない。
【００３６】
本発明の難燃性ポリエステル系繊維構造物においては、繊維構造物を構成するカチオン可染型ポリエステル系繊維の極限粘度が０．５５以下であることが必須要件である。
【００３７】
かかる極限粘度の繊維を製造する方法としては、ポリマー製造時の重合度を調整して糸条にする方法と糸条を形成するのに適した極限粘度で、例えば、極限粘度０．６５以上のポリマーを用いて糸条化してから、該繊維を後処理で所望の極限粘度に調整する方法がある。後者の方法が自在に極限粘度を変更できるので好ましい。
【００３８】
例えば、カチオン可染型ポリエステルの極限粘度は、ポリマー分子量に相関するのでｐＨ４以下の酸性下でカチオン可染型ポリエステルを加水分解することにより分子量を下げることができ、その結果、極限粘度を０．５５以下などに所望に応じて下げることができる。
【００３９】
なお、本発明における極限粘度とは、温度２５℃においてオルソクロロフェノール１０ｍｌに対して試料０．１０ｇを溶解し、オストワルド粘度計を用いて測定した値をいう。試料は繊維構造物から任意に取り出せばよい。
【００４０】
後処理で極限粘度を調整する方法としては、ｐＨ４以下、好ましくはｐＨ３．５以下の水浴中で、１２０℃以上の温度で、好ましくは１３０℃以上の温度で処理するのがよい。処理水浴のｐＨ、処理温度、処理時間は目的に応じて設定することができる。ただし、本発明者らの知見によれば、該処理水浴のｐＨの下限値は２程度までとするのがよく、処理水浴の好ましいｐＨ範囲は、２以上、４以下である。また、処理水浴の温度は、好ましくは１２０℃以上１４０℃以下の範囲内である。
【００４１】
本発明のｐＨ４以下の水浴中には、１価の陽イオンと２価の陰イオンからなる塩の少なくとも一種を添加することができる。かかる塩の添加は、目的とする極限粘度の繊維を安定して得るのに好ましい。該塩としては硫酸カリウム、硫酸ナトリウム、硫酸アンモニウム、硫酸リチウム、炭酸ナトリウム、炭酸カリウム、炭酸アンモニウム、亜硫酸ナトリウム、炭酸水素ナトリウム等が例示できる。
【００４２】
本発明の特定の塩の添加量は、ポリエステル系繊維構造物の重量に対して０．０１〜１５％、好ましくは０．１〜７％である。
【００４３】
本発明の難燃性ポリエステル系繊維構造物においては、難燃性化合物を含有させることができる。かかる難燃性化合物としては、特に限定されるものではないが、昨今の環境保護の観点から、ハロゲン元素を含まない燐系化合物が好ましく使用される。
【００４４】
燐系化合物としては、下記一般式１〜４で示される化合物の中から１種または２種以上の混合物として使用することができる。
【００４５】
【化９】
【００４６】
【化１０】
【００４７】
【化１１】
【００４８】
【化１２】
【００４９】
該難燃性化合物の好ましい含有量は、カチオン可染型ポリエステルの極限粘度、ポリエステル系繊維との混用量により決定されるものであるが、繊維構造物の重量に対し、０．０１〜１０．０％であり、好ましくは０．１〜５．０％である。
【００５０】
本発明における難燃性化合物の付与方法は、ｐＨ４以下の水浴中に混合して極限粘度の調整と同時に、難燃性化合物の吸尽、吸着させる方法、また、極限粘度を調整した後に難燃性化合物を吸尽、吸着させる方法のいずれも採用することができる。
【００５１】
極限粘度を調整した後に難燃性化合物を付与する方法としては、難燃性化合物を含む水浴中で１００〜１３５℃の温度で１０〜６０分の処理をする方法、また、難燃性化合物を含む水系液に繊維構造物を浸漬し、マングルなどで所定の付着量になるように絞り、１００〜１４０℃で乾燥し、１５０〜２００℃の温度で１〜１０分熱処理する方法を採用することができる。
【００５２】
本発明においては、目的とする難燃化の処理時にポリエステル系繊維用の分散染料、カチオン可染型ポリエステル用のカチオン染料を混合することで染色を同時にできるものである。染料は、ｐＨ４以下の水浴中または難燃性化合物を含む水浴中に混合することができる。
【００５３】
本発明の難燃性ポリエステル系繊維構造物は、一般衣料、寝装、カーテン、シート、シートカバー、テントあるいは養生シートなどの産業資材などの用途に好適に用いられる。
【実施例】
【００５４】
以下、実施例により本発明を詳細に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。また、実施例中の品質評価は、次の方法で実施した。
＜極限粘度＞
温度２５℃においてオルソクロロフェノール１０ｍｌに対して試料０．１０ｇを溶解し、オストワルド粘度計を用いて測定した。
＜難燃性＞
ＪＩＳ Ｌ １０９１ Ａ−１法（ミクロバーナー法）およびＪＩＳ Ｌ １０９１ Ｄ法（コイル法）に準じて測定した。
＜洗濯耐久性＞
水洗濯はＪＩＳ Ｌ １０４２に準じて、ドライクリーニングはＪＩＳ Ｌ １０１８に準じてそれぞれ５回の洗濯を実施した後、難燃性の測定を行った。
＜染色堅牢度＞
ＪＩＳ Ｌ ０８４９に規定される方法で、乾摩擦堅牢度と湿摩擦堅牢度の試験を行い、汚染用グレースケールを用いて級判定した。
実施例１〜１８、比較例１〜８
以下に示す織物、難燃性化合物を使用して処理して性能を評価した結果を表１、表２に示した。
（織物）
織物Ａ：ジメチルテレフタレート、エチレングリコールを原料に重合ポリマーを合成、糸条化し１３０デシテックス、４０フィラメントのポリエチレンテレフタレートからなる仮撚り加工糸を得た。
【００５５】
この加工糸をタテ糸とヨコ糸に使用して平織物とし、常法により９５℃の温度で精練し、１３０℃で乾燥し、１８０℃でヒートセットし、目付１８０ｇ／ｍ2 の織物とした。該織物を構成するタテ糸とヨコ糸の極限粘度はともに０．６２であった。
【００５６】
織物Ｂ：ジメチルテレフタレート、ジメチル（５−ナトリウムスルホ）イソフタル酸、エチレングリコールを原料に重合し、該スルホネート化合物の共重合率が酸成分に対して１．５モル％であるポリマーとし、糸条化し、カチオン可染型ポリエステルからなる１３０デシテックス４０フィラメントの仮撚り加工糸を得た。
【００５７】
この加工糸をタテ糸とヨコ糸に使用して平織物とし、常法により９５℃の温度で精練し、１３０℃で乾燥し、１８０℃でヒートセットし、目付１８０ｇ／ｍ2 の織物とした。該織物を構成するタテ糸とヨコ糸の極限粘度はともに０．６８であった。
【００５８】
織物Ｃ：織物Ａで使用した加工糸をタテ糸に、織物Ｂで使用した加工糸をヨコ糸に使用して平織物とし、常法により９５℃の温度で精練し、１３０℃で乾燥し、１８０℃でヒートセットし、目付１８０ｇ／ｍ2 の織物とした。
【００５９】
該織物中に占めるカチオン可染型ポリエステル繊維の重量は、目付当たり３８％であった。また、該織物を構成するタテ糸の極限粘度は０．６２であり、ヨコ糸の極限粘度は０．６８であった。
（難燃性化合物）
化合物Ａ：次の一般式５に示す化合物を４０重量％の濃度で含有する水分散液を使用した。
【００６０】
【化１３】
【００６１】
化合物Ｂ：次の一般式６に示す化合物を４０重量％の濃度で含有する水分散液を使用した。
【００６２】
【化１４】
【００６３】
化合物Ｃ：次の一般式７に示す化合物を４０重量％の濃度で含有する水分散液を使用した。
【００６４】
【化１５】
【００６５】
化合物Ｄ：次の一般式８に示す化合物を４０重量％の濃度で含有する水分散液を使用した。
【００６６】
【化１６】
【００６７】
（処理方法）
以下に示す条件で、液流染色機を用い、浴比１／２０で１３０℃で６０分の処理を行い、次いで８０℃で２０分湯洗し水洗を１０分行い、１２０℃で乾燥し１７０℃でヒートセットした。
（ａ）ｐＨ調整は燐酸を使用した。
（ｂ）硫酸ナトリウムを必要に応じて０．４〜４％添加した。
（ｃ）難燃剤は前記化合物Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄを添加した。
（ｄ）染料はポリエチレンテレフタレート繊維用には分散染料スミカロンブルーＥ−ＲＰＤを繊維重量に対し０．３％の濃度で使用した。カチオン可染型ポリエステル繊維用にはカチオン染料カヤクリルブルーＧＳＬ−ＥＤを繊維重量に対して０．３％の濃度で使用した。
【００６８】
表１と表２に、実施例１〜１８と比較例１〜８の結果をまとめて示した。かかる表１と表２からわかるように、本発明によるものは優れた難燃性能を有している。
【００６９】
【表１】
【００７０】
【表２】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、難燃性およびその耐久性に優れたポリエステル系繊維構造物とその製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、ポリエステル系繊維構造物に難燃性を付与する方法としては、難燃原糸を製造する方法と、難燃性化合物で後加工する方法に大別される。
【０００３】
前者の方法としては、繊維製造時に難燃性化合物を共重合する方法、あるいは難燃性化合物をブレンドするなどの方法がある。
【０００４】
後者の方法としては、ヘキサブロモシクロドデカンのようなハロゲン元素を含む化合物で処理する方法（特許文献１参照）が古くから実施されているが、燃焼時にはハロゲン化ガスが発生する。そのため、近年の環境保護の観点からハロゲン元素を含まない燐系化合物による処理が提案されている（特許文献２、３参照）。
【０００５】
一方、前者の方法は、繊維製造時の製糸性が低下する、また、例えば、織編物とした場合にその布帛組織や目付により難燃性能が大きく低下する場合があり、難燃原糸だけでは満足な難燃性能が得られないため、さらに難燃性化合物で後加工しなければならないなどの問題がある。
【０００６】
後者の方法では、難燃剤がブリードしたり、風合いが硬化したり、堅牢度が低下するなどの問題がある。
【０００７】
さらに、カチオン可染型ポリエステルには十分な難燃性を付与できないという重大な欠点を有するものである。カチオン可染型ポリエステルを含有する繊維構造物の難燃化に関してはホスホニウム塩を使用する方法が提案されているが（特許文献４参照）、染色性が低下するなどの問題がある。
【特許文献１】特公昭５３−８８４０号公報
【特許文献２】特開２０００−３２８４４５号公報
【特許文献３】特開２０００−１５４４６５号公報
【特許文献４】特開２００５−９０４１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明の目的は、かかる従来技術の背景に鑑み、難燃性およびその耐久性に優れたカチオン可染型ポリエステル繊維からなる繊維構造物およびカチオン可染型ポリエステル繊維を混用したポリエステル系繊維構造物およびその製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は、上記課題を解決するために、次の手段を採用するものである。
【００１０】
すなわち、本発明の難燃性ポリエステル系繊維構造物は、カチオン可染型ポリエステル系繊維を含んで構成されている繊維構造物であり、該カチオン可染型ポリエステル系繊維は、極限粘度が０．５５以下であるものを含んでいることを特徴とするものである。
【００１１】
本発明の難燃性ポリエステル系繊維構造物の好ましい態様は、繊維構造物に難燃性化合物が含有されているものである。
【００１２】
また、本発明の好ましい態様によれば、上記の難燃性化合物は、下記一般式１〜４で示される燐系化合物群から選ばれた少なくとも１種の難燃性化合物である。
【００１３】
【化５】
【００１４】
【化６】
【００１５】
【化７】
【００１６】
【化８】
【００１７】
本発明の難燃性ポリエステル系繊維構造物の製造方法は、カチオン可染型ポリエステル系繊維を含む繊維構造物をｐＨ４以下の水浴中で１２０℃以上の温度で処理することを特徴とする難燃性ポリエステル系繊維構造物の製造方法である。
【００１８】
本発明の難燃性ポリエステル系繊維構造物の製造方法の好ましい態様のひとつは、前記の水浴中に１価の陽イオンと２価の陰イオンからなる塩の少なくとも一種が含有されているものである。
【００１９】
本発明の難燃性ポリエステル系繊維構造物の製造方法の好ましい態様のひとつは、前記の水浴中に染料と難燃性化合物が含有されているものである。
【００２０】
本発明の難燃性ポリエステル系繊維構造物の製造方法は、繊維構造物をｐＨ４の水浴中で１２０℃以上の温度で処理した後、難燃性化合物を付与することを特徴とする難燃性ポリエステル系繊維構造物の製造方法である。
【００２１】
本発明の難燃性ポリエステル系繊維構造物の製造方法の好ましい態様のひとつは、前記水浴中または難燃性化合物処理浴中に染料が含有されているものである。
【発明の効果】
【００２２】
本発明によれば、優れた難燃性能を有するカチオン可染型ポリエステル系繊維含有繊維構造物を安定して供給することができる。本発明の機能を有する繊維構造物は、一般衣料用途、寝装用途、産業用途などに有効に使用できるものである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
本発明者らは、前記した課題、すなわち、カチオン可染型ポリエステル系繊維からなる繊維構造物またはカチオン可染型ポリエステル系繊維を混用したポリエステル系繊維構造物に安定した難燃性能を付与することについて鋭意検討した結果、繊維構造物を構成するカチオン可染型ポリエステル繊維の極限粘度を０．５５以下にすることにより、かかる課題を解決することを究明したものである。
【００２４】
すなわち、本発明者らの知見によれば、一般に、ポリエチレンテレフタレートの極限粘度０．６５に対して、カチオン可染型ポリエステルの極限粘度は０．６９と高く、これがいわゆる「ローソクの芯」として作用し燃え広がるものである。このため、カチオン可染型ポリエステルの極限粘度を０．５５以下にすることで燃焼挙動をポリエチレンテレフタレートに近づけることができ、難燃化が可能になるものである。該極限粘度が０．５５以下のカチオン可染型ポリエステルの極限粘度の下限は０．４０程度までであることが好ましい。すなわち、極限粘度の好ましい範囲は、０．４０以上、０．５５以下である。
【００２５】
本発明の難燃性ポリエステル系繊維構造物においては、本発明の所期の効果を最も良好に発揮し得る点で、極限粘度が０．５５以下であるカチオン可染型ポリエステル繊維の含有量を、繊維構造物中の繊維全重量あたりの２０重量％以上とすることが好ましい。本発明者らの各種知見によれば、該極限粘度が０．５５以下であるカチオン可染型ポリエステル繊維の好ましい含有量は、繊維構造物中の繊維全重量あたりの２０重量％以上、１００重量％以下である。
【００２６】
本発明で用いられるポリエステル系繊維としては、芳香族成分を含むポリエステル繊維や脂肪族ポリエステル繊維が挙げられる。芳香族成分を含むポリエステル繊維としては、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリプロピレンテレフタレートあるいはこれらと第三成分、例えばイソフタル酸、イソフタル酸スルホネート、アジピン酸およびポリエチレングリコールなどが共重合またはブレンドしたものを例示することができる。また、脂肪族ポリエステル繊維としては、ポリＬ乳酸、ポリＤ乳酸およびＤ、Ｌ乳酸からなるホモポリマー、またはポリ乳酸−グリコール酸共重合体などを例示することができる。
【００２７】
本発明のポリエステル系繊維に難燃性化合物が共重合またはブレンドされていてもかまわない。
【００２８】
本発明で用いられるポリエステル系繊維は、原糸糸条の製造工程や加工工程での生産性や特性改善のために、通常、使用されている各種添加剤を含んでいてもよい。例えば、熱安定剤、酸化防止剤、光安定剤、紫外線吸収剤、帯電防止剤、着色剤、平滑剤、可塑剤、抗菌剤、防かび剤および消臭剤などの添加剤をポリエステル系繊維に含有させることができる。
【００２９】
本発明では、これらのポリエステル系繊維を単独あるいは２種以上混合して使用することができるもので、短繊維、長繊維またはこれらを混合してもよい。
【００３０】
本発明で用いられるカチオン可染型ポリエステル系繊維としては、ジカルボン酸とグリコールからなるポリマーであり、具体的にはポリエチレンテレフタレート、ポリプロピレングリコール、ポリブチレンテレフタレートなどを主たる構成成分とし、さらにカチオン可染化のために−ＳＯ3 Ｍ基（Ｍはアルカリまたはアルカリ土類金属で、アルカリ土類金属の場合１／２価を表す）やスルホン酸ホスホニウム基のような極性基を有し、かつエステル形成能を有する官能基を１個以上持つ化合物が共重合されていることが好ましい。このカチオン可染型ポリエステル系繊維は、エチレンテレフタレートを主たる繰り返し単位とするものが、また上記共重合成分として好ましいスルホネート化合物としては、５−ナトリウムスルホイソフタル酸およびそのエステル誘導体、５−リチウムスルホイソフタル酸およびそのエステル誘導体、５−（テトラアルキル）ホスホニウムスルホイソフタル酸およびその誘導体、ｐ−ヒドロキシエトキシベンゼンスルホン酸ナトリウム、２，５−ビス（ヒドロキシエトキシ）ベンゼンスルホン酸カリウムなどが挙げられる。
【００３１】
該スルホネート化合物の共重合率は，成分に対して０．５〜６．０モル％、好ましくは１．０〜４．０モル％であり、さらに好ましくは１．３〜２．０モル％である。該カチオン可染型ポリエステルに分子量４００〜６０００のポリアルキレンオキシドグリコール成分が共重合されているものも使用することができる。また、本発明のカチオン可染型ポリエステル繊維には難燃性化合物が共重合あるいはブレンドされていてもよい。
【００３２】
本発明で用いられるカチオン可染型ポリエステル系繊維は、原糸糸条の製造工程や加工工程での生産性や特性改善のために、通常使用されている各種添加剤を含んでいてもよい。例えば、熱安定剤、酸化防止剤、光安定剤、紫外線吸収剤、帯電防止剤、着色剤、平滑剤、可塑剤、抗菌剤、防かび剤および消臭剤などの添加剤を含有させることができる。本発明では、これらのカチオン可染型ポリエステル系繊維を単独あるいは２種以上混合して使用することができるもので、短繊維、長繊維またはこれらを混合してもよい。
【００３３】
本発明の繊維構造物は、上記カチオン可染型ポリエステル系繊維を単独またはカチオン可染型ポリエステル系繊維とポリエステル系繊維を混用したものを使用する。
【００３４】
また、本発明の効果を阻害しない範囲で、他の繊維、例えば、木綿、羊毛、絹および麻などの天然繊維、レーヨン、アセテートなどの半合成繊維、ナイロン、ポリプロピレン、ポリエチレン、アクリルなどの合成繊維を混合して使用することができる。
【００３５】
本発明のポリエステル系繊維構造物としては、織物、編物および不織布などの布帛状物や、糸、紐、ロープなどの糸条物の形態のものを使用することができるが、これらに限定されるものではない。
【００３６】
本発明の難燃性ポリエステル系繊維構造物においては、繊維構造物を構成するカチオン可染型ポリエステル系繊維の極限粘度が０．５５以下であることが必須要件である。
【００３７】
かかる極限粘度の繊維を製造する方法としては、ポリマー製造時の重合度を調整して糸条にする方法と糸条を形成するのに適した極限粘度で、例えば、極限粘度０．６５以上のポリマーを用いて糸条化してから、該繊維を後処理で所望の極限粘度に調整する方法がある。後者の方法が自在に極限粘度を変更できるので好ましい。
【００３８】
例えば、カチオン可染型ポリエステルの極限粘度は、ポリマー分子量に相関するのでｐＨ４以下の酸性下でカチオン可染型ポリエステルを加水分解することにより分子量を下げることができ、その結果、極限粘度を０．５５以下などに所望に応じて下げることができる。
【００３９】
なお、本発明における極限粘度とは、温度２５℃においてオルソクロロフェノール１０ｍｌに対して試料０．１０ｇを溶解し、オストワルド粘度計を用いて測定した値をいう。試料は繊維構造物から任意に取り出せばよい。
【００４０】
後処理で極限粘度を調整する方法としては、ｐＨ４以下、好ましくはｐＨ３．５以下の水浴中で、１２０℃以上の温度で、好ましくは１３０℃以上の温度で処理するのがよい。処理水浴のｐＨ、処理温度、処理時間は目的に応じて設定することができる。ただし、本発明者らの知見によれば、該処理水浴のｐＨの下限値は２程度までとするのがよく、処理水浴の好ましいｐＨ範囲は、２以上、４以下である。また、処理水浴の温度は、好ましくは１２０℃以上１４０℃以下の範囲内である。
【００４１】
本発明のｐＨ４以下の水浴中には、１価の陽イオンと２価の陰イオンからなる塩の少なくとも一種を添加することができる。かかる塩の添加は、目的とする極限粘度の繊維を安定して得るのに好ましい。該塩としては硫酸カリウム、硫酸ナトリウム、硫酸アンモニウム、硫酸リチウム、炭酸ナトリウム、炭酸カリウム、炭酸アンモニウム、亜硫酸ナトリウム、炭酸水素ナトリウム等が例示できる。
【００４２】
本発明の特定の塩の添加量は、ポリエステル系繊維構造物の重量に対して０．０１〜１５％、好ましくは０．１〜７％である。
【００４３】
本発明の難燃性ポリエステル系繊維構造物においては、難燃性化合物を含有させることができる。かかる難燃性化合物としては、特に限定されるものではないが、昨今の環境保護の観点から、ハロゲン元素を含まない燐系化合物が好ましく使用される。
【００４４】
燐系化合物としては、下記一般式１〜４で示される化合物の中から１種または２種以上の混合物として使用することができる。
【００４５】
【化９】
【００４６】
【化１０】
【００４７】
【化１１】
【００４８】
【化１２】
【００４９】
該難燃性化合物の好ましい含有量は、カチオン可染型ポリエステルの極限粘度、ポリエステル系繊維との混用量により決定されるものであるが、繊維構造物の重量に対し、０．０１〜１０．０％であり、好ましくは０．１〜５．０％である。
【００５０】
本発明における難燃性化合物の付与方法は、ｐＨ４以下の水浴中に混合して極限粘度の調整と同時に、難燃性化合物の吸尽、吸着させる方法、また、極限粘度を調整した後に難燃性化合物を吸尽、吸着させる方法のいずれも採用することができる。
【００５１】
極限粘度を調整した後に難燃性化合物を付与する方法としては、難燃性化合物を含む水浴中で１００〜１３５℃の温度で１０〜６０分の処理をする方法、また、難燃性化合物を含む水系液に繊維構造物を浸漬し、マングルなどで所定の付着量になるように絞り、１００〜１４０℃で乾燥し、１５０〜２００℃の温度で１〜１０分熱処理する方法を採用することができる。
【００５２】
本発明においては、目的とする難燃化の処理時にポリエステル系繊維用の分散染料、カチオン可染型ポリエステル用のカチオン染料を混合することで染色を同時にできるものである。染料は、ｐＨ４以下の水浴中または難燃性化合物を含む水浴中に混合することができる。
【００５３】
本発明の難燃性ポリエステル系繊維構造物は、一般衣料、寝装、カーテン、シート、シートカバー、テントあるいは養生シートなどの産業資材などの用途に好適に用いられる。
【実施例】
【００５４】
以下、実施例により本発明を詳細に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。また、実施例中の品質評価は、次の方法で実施した。
＜極限粘度＞
温度２５℃においてオルソクロロフェノール１０ｍｌに対して試料０．１０ｇを溶解し、オストワルド粘度計を用いて測定した。
＜難燃性＞
ＪＩＳ Ｌ １０９１ Ａ−１法（ミクロバーナー法）およびＪＩＳ Ｌ １０９１ Ｄ法（コイル法）に準じて測定した。
＜洗濯耐久性＞
水洗濯はＪＩＳ Ｌ １０４２に準じて、ドライクリーニングはＪＩＳ Ｌ １０１８に準じてそれぞれ５回の洗濯を実施した後、難燃性の測定を行った。
＜染色堅牢度＞
ＪＩＳ Ｌ ０８４９に規定される方法で、乾摩擦堅牢度と湿摩擦堅牢度の試験を行い、汚染用グレースケールを用いて級判定した。
実施例１〜１８、比較例１〜８
以下に示す織物、難燃性化合物を使用して処理して性能を評価した結果を表１、表２に示した。
（織物）
織物Ａ：ジメチルテレフタレート、エチレングリコールを原料に重合ポリマーを合成、糸条化し１３０デシテックス、４０フィラメントのポリエチレンテレフタレートからなる仮撚り加工糸を得た。
【００５５】
この加工糸をタテ糸とヨコ糸に使用して平織物とし、常法により９５℃の温度で精練し、１３０℃で乾燥し、１８０℃でヒートセットし、目付１８０ｇ／ｍ2 の織物とした。該織物を構成するタテ糸とヨコ糸の極限粘度はともに０．６２であった。
【００５６】
織物Ｂ：ジメチルテレフタレート、ジメチル（５−ナトリウムスルホ）イソフタル酸、エチレングリコールを原料に重合し、該スルホネート化合物の共重合率が酸成分に対して１．５モル％であるポリマーとし、糸条化し、カチオン可染型ポリエステルからなる１３０デシテックス４０フィラメントの仮撚り加工糸を得た。
【００５７】
この加工糸をタテ糸とヨコ糸に使用して平織物とし、常法により９５℃の温度で精練し、１３０℃で乾燥し、１８０℃でヒートセットし、目付１８０ｇ／ｍ2 の織物とした。該織物を構成するタテ糸とヨコ糸の極限粘度はともに０．６８であった。
【００５８】
織物Ｃ：織物Ａで使用した加工糸をタテ糸に、織物Ｂで使用した加工糸をヨコ糸に使用して平織物とし、常法により９５℃の温度で精練し、１３０℃で乾燥し、１８０℃でヒートセットし、目付１８０ｇ／ｍ2 の織物とした。
【００５９】
該織物中に占めるカチオン可染型ポリエステル繊維の重量は、目付当たり３８％であった。また、該織物を構成するタテ糸の極限粘度は０．６２であり、ヨコ糸の極限粘度は０．６８であった。
（難燃性化合物）
化合物Ａ：次の一般式５に示す化合物を４０重量％の濃度で含有する水分散液を使用した。
【００６０】
【化１３】
【００６１】
化合物Ｂ：次の一般式６に示す化合物を４０重量％の濃度で含有する水分散液を使用した。
【００６２】
【化１４】
【００６３】
化合物Ｃ：次の一般式７に示す化合物を４０重量％の濃度で含有する水分散液を使用した。
【００６４】
【化１５】
【００６５】
化合物Ｄ：次の一般式８に示す化合物を４０重量％の濃度で含有する水分散液を使用した。
【００６６】
【化１６】
【００６７】
（処理方法）
以下に示す条件で、液流染色機を用い、浴比１／２０で１３０℃で６０分の処理を行い、次いで８０℃で２０分湯洗し水洗を１０分行い、１２０℃で乾燥し１７０℃でヒートセットした。
（ａ）ｐＨ調整は燐酸を使用した。
（ｂ）硫酸ナトリウムを必要に応じて０．４〜４％添加した。
（ｃ）難燃剤は前記化合物Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄを添加した。
（ｄ）染料はポリエチレンテレフタレート繊維用には分散染料スミカロンブルーＥ−ＲＰＤを繊維重量に対し０．３％の濃度で使用した。カチオン可染型ポリエステル繊維用にはカチオン染料カヤクリルブルーＧＳＬ−ＥＤを繊維重量に対して０．３％の濃度で使用した。
【００６８】
表１と表２に、実施例１〜１８と比較例１〜８の結果をまとめて示した。かかる表１と表２からわかるように、本発明によるものは優れた難燃性能を有している。
【００６９】
【表１】
【００７０】
【表２】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
カチオン可染型ポリエステル系繊維を含んで構成されている繊維構造物であり、該カチオン可染型ポリエステル系繊維は、極限粘度が０．５５以下であるものを含んでいることを特徴とする難燃性ポリエステル系繊維構造物。
【請求項２】
極限粘度が０．５５以下であるカチオン可染型ポリエステル系繊維が、該繊維構造物中の繊維全重量あたり２０重量％以上含有されてなることを特徴とする請求項１記載の難燃性ポリエステル系繊維構造物。
【請求項３】
該繊維構造物が難燃性化合物を含有するものであることを特徴とする請求項１または２記載の難燃性ポリエステル系繊維構造物。
【請求項４】
該難燃性化合物が、下記一般式１〜４で示される燐系化合物から選ばれた少なくとも１種類であることを特徴とする請求項３記載の難燃性ポリエステル系繊維構造物。
【化１】
【化２】
【化３】
【化４】
【請求項５】
該繊維構造物が、衣料、寝具、カーテン、ロールカーテン、シート、シートカバー、緞帳、壁クロス、天井クロス、カーペット、テント、または養生シートである請求項１〜４のいずれかに記載の難燃性ポリエステル系繊維構造物。
【請求項６】
カチオン可染型ポリエステル系繊維を含むポリエステル系繊維構造物を、ｐＨ４以下の水浴中で１２０℃以上の温度で処理することを特徴とする難燃性ポリエステル系繊維構造物の製造方法。
【請求項７】
該水浴中に１価の陽イオンと２価の陰イオンよりなる塩の少なくとも一種が含有されていることを特徴とする請求項６記載の難燃性ポリエステル系繊維構造物の製造方法。
【請求項８】
該水浴中に染料と難燃性化合物が含有されていることを特徴とする請求項６または７記載の難燃性ポリエステル系繊維構造物の製造方法。
【請求項９】
該ｐＨ４以下の水浴中で処理した後、難燃性化合物を付与することを特徴とする請求項６または７記載の難燃性ポリエステル系繊維構造物の製造方法。
【請求項１０】
該水浴中または該難燃性化合物での処理浴中に染料が含有されていることを特徴とする請求項９記載の難燃性ポリエステル系繊維構造物の製造方法。
【請求項１】
カチオン可染型ポリエステル系繊維を含んで構成されている繊維構造物であり、該カチオン可染型ポリエステル系繊維は、極限粘度が０．５５以下であるものを含んでいることを特徴とする難燃性ポリエステル系繊維構造物。
【請求項２】
極限粘度が０．５５以下であるカチオン可染型ポリエステル系繊維が、該繊維構造物中の繊維全重量あたり２０重量％以上含有されてなることを特徴とする請求項１記載の難燃性ポリエステル系繊維構造物。
【請求項３】
該繊維構造物が難燃性化合物を含有するものであることを特徴とする請求項１または２記載の難燃性ポリエステル系繊維構造物。
【請求項４】
該難燃性化合物が、下記一般式１〜４で示される燐系化合物から選ばれた少なくとも１種類であることを特徴とする請求項３記載の難燃性ポリエステル系繊維構造物。
【化１】
【化２】
【化３】
【化４】
【請求項５】
該繊維構造物が、衣料、寝具、カーテン、ロールカーテン、シート、シートカバー、緞帳、壁クロス、天井クロス、カーペット、テント、または養生シートである請求項１〜４のいずれかに記載の難燃性ポリエステル系繊維構造物。
【請求項６】
カチオン可染型ポリエステル系繊維を含むポリエステル系繊維構造物を、ｐＨ４以下の水浴中で１２０℃以上の温度で処理することを特徴とする難燃性ポリエステル系繊維構造物の製造方法。
【請求項７】
該水浴中に１価の陽イオンと２価の陰イオンよりなる塩の少なくとも一種が含有されていることを特徴とする請求項６記載の難燃性ポリエステル系繊維構造物の製造方法。
【請求項８】
該水浴中に染料と難燃性化合物が含有されていることを特徴とする請求項６または７記載の難燃性ポリエステル系繊維構造物の製造方法。
【請求項９】
該ｐＨ４以下の水浴中で処理した後、難燃性化合物を付与することを特徴とする請求項６または７記載の難燃性ポリエステル系繊維構造物の製造方法。
【請求項１０】
該水浴中または該難燃性化合物での処理浴中に染料が含有されていることを特徴とする請求項９記載の難燃性ポリエステル系繊維構造物の製造方法。
【公開番号】特開２００７−５１３８４（Ｐ２００７−５１３８４Ａ）
【公開日】平成１９年３月１日（２００７．３．１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００５−２３５９００（Ｐ２００５−２３５９００）
【出願日】平成１７年８月１６日（２００５．８．１６）
【出願人】（０００００３１５９）東レ株式会社 (7,677)
【出願人】（５９２０９２０３２）大京化学株式会社 (19)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１９年３月１日（２００７．３．１）
【国際特許分類】
【出願日】平成１７年８月１６日（２００５．８．１６）
【出願人】（０００００３１５９）東レ株式会社 (7,677)
【出願人】（５９２０９２０３２）大京化学株式会社 (19)
【Ｆターム（参考）】
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