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JP2014224336A - 難燃性繊維の製造方法、繊維用難燃加工薬剤及び繊維用難燃加工助剤 - Google Patents

難燃性繊維の製造方法、繊維用難燃加工薬剤及び繊維用難燃加工助剤 Download PDF

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JP2014224336A
JP2014224336A JP2013237512A JP2013237512A JP2014224336A JP 2014224336 A JP2014224336 A JP 2014224336A JP 2013237512 A JP2013237512 A JP 2013237512A JP 2013237512 A JP2013237512 A JP 2013237512A JP 2014224336 A JP2014224336 A JP 2014224336A
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flame
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吉彦 清水
Yoshihiko Shimizu
吉彦 清水
佳澄 松村
Kasumi Matsumura
佳澄 松村
勘藤 芳弘
Yoshihiro Kanfuji
芳弘 勘藤
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Matsumoto Yushi Seiyaku Co Ltd
Original Assignee
Matsumoto Yushi Seiyaku Co Ltd
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Abstract

【課題】 本発明の課題は、難燃剤を含有する浴中で繊維材料を熱処理する際に、繊維材料への汚れ(スペック汚れ)や釜汚れ(缶体汚染)を低減でき、繊維材料に対して良好な難燃性を付与することのできる難燃性繊維の製造方法、該製造方法に好適に使用できる繊維用難燃加工薬剤及び繊維用難燃加工助剤を提供することである。【解決手段】 本発明の難燃性繊維の製造方法は、臭素系難燃剤及びリン系難燃剤から選ばれる少なくとも1種の難燃剤(A)と、下記一般式(1)で表される化合物(B1)等の化合物(B)とを含有する浴中で、繊維材料を熱処理する工程を含むものである。【化1】(ただし、式中、R1は炭素数1〜30の炭化水素基である。R2は炭素数1〜30の炭化水素基又は一般式(2)で表される官能基である。A1Oは炭素数2〜4のオキシアルキレン基である。Zは単結合又はカルボニル基である。lは0〜50の整数である。)【選択図】 なし

Description

本発明は、難燃性繊維の製造方法、繊維用難燃加工薬剤及び繊維用難燃加工助剤に関する。詳細には、繊維材料に難燃性を付与する難燃性繊維の製造方法、該製造方法に好適に使用できる繊維用難燃加工薬剤及び繊維用難燃加工助剤に関する。
従来、繊維材料に難燃性を付与するために、ヘキサブロモシクロドデカン(HBCD)を水に分散又は乳化させた難燃剤が一般に使用されてきた。しかし、ヘキサブロモシクロドデカンは、難分解性、高蓄積性であり、環境、人体面から使用を極力避ける傾向にある。
ヘキサブロモシクロドデカンの代替としては、特許文献1〜4などに開示された臭素系化合物が使用されている。しかしながら、これらの臭素系化合物は、ヘキサブロモシクロドデカンに比べ、難燃性が劣るとともに、乳化性及び分散性が悪いため、加工時に繊維材料への汚れ(スペック汚れ)や釜汚れ(缶体汚染)の発生が問題となっている。難燃性を向上させるため、特許文献5〜7では、トリス(2,3−ジブロモプロピル)イソシアヌレートと特定のリン酸エステルを併用することで、難燃性を向上させているが、繊維材料への汚れが多く、耐光堅牢度や摩擦堅牢度(ブリード性)などの染色堅牢度に劣る。特許文献8では、トリス(2,3−ジブロモプロピル)イソシアヌレートと特定の界面活性剤を併用することで、乳化性及び分散性を向上させているが、難燃性と乳化性及び分散性の両立ができていない。
特開2009−203595号公報 特開2009−174109号公報 特開2011−37966号公報 特開2010−285714号公報 特開2011−32588号公報 特開2011−241519号公報 WO2011/96391号公報 特開2011−195984号公報
本発明の課題は、難燃剤を含有する浴中で繊維材料を熱処理する際に、繊維材料への汚れ(スペック汚れ)や釜汚れ(缶体汚染)を低減でき、繊維材料に対して良好な難燃性を付与することのできる難燃性繊維の製造方法、該製造方法に好適に使用できる繊維用難燃加工薬剤及び繊維用難燃加工助剤を提供することである。
本発明者らは、上記課題を解決するために鋭意検討した結果、繊維材料を浴中で熱処理する際に、臭素系難燃剤及びリン系難燃剤から選ばれる少なくとも1種の難燃剤(A)と特定の化合物(B)とを使用すれば、本発明の課題を解決できることを見出し、本発明に到達した。
すなわち、本発明の難燃性繊維の製造方法は、臭素系難燃剤及びリン系難燃剤から選ばれる少なくとも1種の難燃剤(A)と、下記一般式(1)で表される化合物(B1)及び下記一般式(3a)で表される構成単位と下記一般式(3b)で表される構成単位とを有するポリエステル(B2)から選ばれる少なくとも1種の化合物(B)とを含有する浴中で、繊維材料を熱処理する工程を含むものである。
Figure 2014224336
(ただし、式中、Rは炭素数1〜30の炭化水素基である。Rは炭素数1〜30の炭化水素基又は下記一般式(2)で表される官能基である。AOは炭素数2〜4のオキシアルキレン基である。Zは単結合又はカルボニル基である。lは0〜50の整数である。)
Figure 2014224336
(ただし、式中、Rは水素原子又は炭素数1〜24の炭化水素基である。Yは炭素数7〜16のアラルキル基である。mは1〜4の整数である。)
Figure 2014224336
(ただし、式中、Aは炭素数1〜24の炭化水素基である。Aは炭素数1〜24の炭化水素基である。A及びAは、それぞれ独立して炭素数2〜8の炭化水素基である。Wは、カルボキシル基、下記一般式(4)で表される官能基、下記一般式(5)で表される官能基又はそれらの塩である。aは1〜100、bは1〜100の整数である。[AO]又は[AO]を構成するAO又はAOは、同一でもよく、異なっていてもよい。)
Figure 2014224336
Figure 2014224336
前記化合物(B)の割合は、前記難燃剤(A)100重量部に対して、1〜100重量部であることが好ましい。
本発明の難燃性繊維の製造方法は、前記浴中において、下記一般式(6)で表される化合物(C)をさらに含有することが好ましい。
Figure 2014224336
(ただし、式中、Rは水素原子又は炭素数1〜24の炭化水素基である。AOは炭素数2〜4のオキシアルキレン基である。Yは炭素数7〜16のアラルキル基である。Mは水素原子又はアニオン性基である。nは0〜50の整数である。pは1〜4の整数である。)
前記化合物(C)の割合は、前記難燃剤(A)100重量部に対して、1〜200重量部であることが好ましい。
前記難燃剤(A)の融点は40〜150℃であることが好ましい。
前記臭素系難燃剤は、トリス(2,3−ジブロモプロピル)イソシアヌレートであることが好ましい。
本発明の繊維用難燃加工薬剤は、繊維材料に対して難燃性を付与するために用いられ、臭素系難燃剤及びリン系難燃剤から選ばれる少なくとも1種の難燃剤(A)、上記一般式(1)で表される化合物(B1)及び上記一般式(3a)で表される構成単位と上記一般式(3b)で表される構成単位とを有するポリエステル(B2)から選ばれる少なくとも1種の化合物(B)及び水を含有するものである。
本発明の繊維用難燃加工薬剤は、さらに、上記一般式(6)で表される化合物(C)を含有することが好ましい。
本発明の繊維用難燃加工助剤は、臭素系難燃剤及びリン系難燃剤から選ばれる少なくとも1種の難燃剤(A)を用いて繊維材料を難燃加工する際に使用される繊維用難燃加工助剤であって、上記一般式(1)で表される化合物(B1)及び上記一般式(3a)で表される構成単位と上記一般式(3b)で表される構成単位とを有するポリエステル(B2)から選ばれる少なくとも1種の化合物(B)を含有するものである。従って、本発明の繊維用難燃加工助剤は、難燃剤を含まないものである。
本発明の繊維用難燃加工助剤は、さらに、上記一般式(6)で表される化合物(C)を含有することが好ましい。
本発明の製造方法によれば、難燃剤を含有する浴中で繊維材料を熱処理する際に、スペック汚れや缶体汚染を低減でき、良好な難燃性を有する難燃性繊維を得ることができる。
本発明の繊維用難燃加工薬剤や繊維用難燃加工助剤は、本発明の製造方法に好適に使用することができ、これらを用いれば、難燃剤を含有する浴中で繊維材料を熱処理する際に、繊維材料への汚れ(スペック汚れ)や釜汚れ(缶体汚染)を低減でき、繊維材料に対して良好な難燃性を付与することができる。
[難燃性繊維の製造方法]
本発明の難燃性繊維の製造方法は、臭素系難燃剤及びリン系難燃剤から選ばれる少なくとも1種の難燃剤(A)と、上記一般式(1)で表される化合物(B1)及び上記一般式(3a)で表される構成単位と上記一般式(3b)で表される構成単位とを有するポリエステル(B2)から選ばれる少なくとも1種の化合物(B)とを含有する浴中で、繊維材料を熱処理する工程を含むものである。本発明の製造方法によれば、難燃剤を含有する浴中で繊維材料を熱処理する際に、難燃剤の乳化性及び分散性の低下、起泡等による繊維材料への汚れ(以降、スペック汚れという)や釜汚れ(以降、缶体汚染という)を低減することができる。また得られた難燃性繊維は、難燃性に優れ、さらに洗濯耐久性にも優れる。以下に、詳細に説明する。
<難燃剤(A)>
難燃剤(A)は、臭素系難燃剤及びリン系難燃剤から選ばれる少なくとも1種である。難燃剤(A)は1種でもよく、2種以上を併用してもよい。難燃剤(A)は、臭素系難燃剤及びリン系難燃剤を必須に含有することが好ましい。
臭素系難燃剤としては、トリス(2,3−ジブロモプロピル)イソシアヌレート(臭素含有量約66重量%、融点約115℃)、トリス(トリブロモネオペンチル)ホスフェート(臭素含有量約70重量%、融点180℃)、ビス(3,5−ジブロモ−4−ジブロモプロピルオキシフェニル)スルホン(臭素含有量約66重量%、融点約115℃)、テトラブロモシクロオクタン(臭素含有量約75重量%、融点約135℃)、テトラブロモ無水フタル酸(臭素含有量約68重量%、融点約280℃)、デカブロモジフェニルエーテル(臭素含有量約83重量%、融点300℃以上)、テトラブロモビスフェノールS(臭素含有量約56重量%、融点約290℃)、テトラブロモビスフェノールA(臭素含有量約58重量%、融点約180℃)、テトラブロモビスフェノールAビス(2−ヒドロキシエチル)エーテル(臭素含有量約51重量%、融点約118℃)、テトラブロモビスフェノールAエポキシオリゴマー(臭素含有量50〜60重量%、融点100℃以上)、テトラブロモビスフェノールAカーボネートオリゴマー(臭素含有量約55重量%、融点200℃以上)、テトラブロモビスフェノールAビス(ジブロモプロピルエーテル)(臭素含有量約68重量%、融点約117℃)、テトラブロモビスフェノールAビス(アリルエーテル)(臭素含有量約51重量%、融点約120℃)、ビス(ペンタブロモフェニル)エタン(臭素含有量約82重量%、融点約350℃)、1,2−ビス(2,4,6−トリブロモフェノキシ)エタン(臭素含有量約70重量%、融点約224℃)、2,4,6−トリス(2,4,6−トリブロモフェノキシ)1,3,5−トリアジン(臭素含有量約67重量%、融点約230℃)、エチレンビステトラブロモフタルイミド(臭素含有量約67重量%、融点約456℃)、臭素化ポリスチレン(臭素含有量約66重量%、融点約180℃)、ポリ臭素化スチレン(臭素含有量60重量%以上、融点100℃以上)、ヘキサブロモベンゼン(臭素含有量約87重量%、融点327℃)、ペンタブロモトルエン(臭素含有量約82重量%、融点約288℃)、ヘキサブロモシクロドデカン(臭素含有量約74重量%、融点約180℃)、臭素化シクロアルカン(臭素含有量75〜88重量%、融点100℃以上)等が挙げられる。
臭素系難燃剤は、その融点が40〜150℃であることが好ましい。臭素系難燃剤の融点がこの範囲であると、浴中で熱処理し冷却したときに、固体から液体あるいは、液体から固体へ状態変化が起こり、化合物(B)さらには化合物(C)を用いることによる難燃剤の乳化性・分散性の低下抑制の効果が大きくなる。その結果、スペック汚れや缶体汚染を低減する効果が大きくなる。臭素系難燃剤の融点は、50〜150℃がより好ましく、100〜140℃がさらに好ましい。なお、本発明でいう融点とは、示差走査熱量計を用いて測定した融点であり、窒素雰囲気下、サンプル約5mgを昇温速度10℃/分で昇温したときに現れる吸熱ピークの温度をいう。
融点が40〜150℃である臭素系難燃剤としては、例えば、トリス(2,3−ジブロモプロピル)イソシアヌレート、ビス(3,5−ジブロモ−4−ジブロモプロピルオキシフェニル)スルホン、テトラブロモシクロオクタン、テトラブロモビスフェノールAビス(2−ヒドロキシエチル)エーテル、テトラブロモビスフェノールAビス(ジブロモプロピルエーテル)、テトラブロモビスフェノールAビス(アリルエーテル)、臭素化シクロアルカン等が挙げられる。
吸尽性が高く、難燃性に優れる点から、臭素系難燃剤としては、トリス(2,3−ジブロモプロピル)イソシアヌレート、トリス(トリブロモネオペンチル)ホスフェート、ビス(3,5−ジブロモ−4−ジブロモプロピルオキシフェニル)スルホン、テトラブロモシクロオクタン、エチレンビステトラブロモフタルイミド、ヘキサブロモベンゼン、臭素化シクロアルカンが好ましい。
繊維材料への汚れや釜汚れを低減する効果が高く、吸尽性が高く、難燃性に優れる点から、臭素系難燃剤はトリス(2,3−ジブロモプロピル)イソシアヌレートであることが特に好ましい。
リン系難燃剤としては、トリメチルホスフェート、トリエチルホスフェート、トリブチルホスフェート、トリオクチルホスフェート、トリブトキシエチルホスフェート、オクチルジフェニルホスフェート、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−p−クレジルホスフェート、トリキシレニルホスフェート、クレジルジフェニルホスフェート、ジクレジルフェニルホスフェート、クレジルジキシレニルホスフェート、ジクレジルキシレニルホスフェート、トリイソプロピルフェニルホスフェート、ジフェニルキセニルホスフェート、フェニルジキセニルホスフェート、ジフェニルオルソキセニルホスフェート、フェニルジオルソキセニルホスフェート、トリオルソキセニルホスフェート、トリメタキセニルホスフェート、トリパラキセニルホスフェート、トリキセニルホスフェート、α−ナフチルジフェニルホスフェート、ジ−α−ナフチルフェニルホスフェート、β−ナフチルジフェニルホスフェート、ジ−β−ナフチルフェニルホスフェート、2−フェノキシエチルジフェニルホスフェート、5,5−ジメチル−2−(4’−フェニルフェノキシ)−1,3,2−ジオキサホスホリナン−2−オキシド、1,3,2−ジオキサホスホリナン−{2−(1,1’−ビフェニル−2−イルオキシ)}−5,5−ジメチル−2−オキシド、5,5−ジメチル−2−(
2’−フェニルフェノキシ)−1,3,2−ジオキサホスホリナン−2−オキシド等のリン酸エステル;レゾルシノールビス(ジフェニルホスフェート)、レゾルシノールビス(ジクレジルホスフェート)、レゾルシノールビス(ジキシレニルホスフェート)、ハイドロキノンビス(ジフェニルホスフェート)、ハイドロキノンビス(ジクレジルホスフェート)、ハイドロキノンビス(ジキシレニルホスフェート)、ビスフェノールAビス(ジフェニルホスフェート)、ビスフェノールAビス(ジクレジルホスフェート)、ビスフェノールAビス(ジキシレニルホスフェート)等の縮合リン酸エステル;メチルホスホン酸ジメチル、エチルホスホン酸ジエチル、メチルホスホン酸ジプロピル、メチルホスホン酸ジブチル、ブチルホスホン酸ジブチル、フェニルホスホン酸ジフェニル、フェニルホスホン酸ジクレジル、フェニルホスホン酸ジキシリル、フェニルホスホン酸フェニルクレジル、ビス[(5−エチル−2−メチル−1,3,2−ジオキサホスホリナン−5−イル)メチル]メチルホスホネート−P,P‘−ジオキサイド、(5−エチル−2−メチル−1,3,2−ジオキサホスホリナン−5−イル)メチルジメチルホスホネート−P−オキサイドの亜リン酸エステル;ジメチルホスフィン酸メチル、ジエチルホスフィン酸エチル、ジメチルホスフィン酸プロピル、ジチルホスフィン酸ブチル、ジフェニルホスフィン酸フェニル、ジフェニルホスフィン酸クレジル、ジフェニルホスフィン酸キシリル、ジエチルホスフィン酸金属塩等の次亜リン酸エステル;トリメチルホスフィンオキサイド、トリエチルホスフィンオキサイド、トリ−n−プロピルホスフィンオキサイド、トリ−n−ブチルホスフィンオキサイド、トリ−n−ヘキシルホスフィンオキサイド、トリ−n−オクチルホスフィンオキサイド、トリシクロヘキシルホスフィンオキサイド、トリトリルホスフィンオキサイド、トリス−3−ヒドロキシプロピルホスフィンオキサイド、トリス(2−メチルフェニル)ホスフィンオキサイド、トリス(4−メチルフェニル)ホスフィンオキサイド、トリス(2,6−ジメチルフェニル)ホスフィンオキサイド、トリス(2,6−ジメトキシフェニル)ホスフィンオキサイド、トリベンジルホスフィンオキサイド、2−(ジフェニルホスフィニル)ハイドロキノン、トリフェニルホスフィンオキサイド等のホスフィンオキサイド;10−ベンジル−9,10−ジヒドロ−9−オキソ−10λ(5)−ホスファフェナントレン=10−オキシド、10−フェノキシ−9,10−ジヒドロ−9−オキソ−10λ(5)−ホスファフェナントレン=10−オキシド等のホスファフェナントレン誘導体;ジフェニル=(フェニルアミド)ホスフェート、フェニル=ビス(フェニルアミド)ホスフェートなどのリン酸エステルアミド;トリス(1,3−ジクロロ−2−プロピル)ホスフェート、トリス(クロロプロピル)ホスフェート、トリス(ジクロロプロピル)ホスフェート等の含塩素リン酸エステル;含塩素縮合リン酸エステル;リン含有ポリエステル樹脂;ヘキサフェノキシシクロトリホスファゼン、ヘキサメトキシシクロトリホスファゼン、ヘキサプロポキシシクロトリホスファゼン等のホスファゼン等が挙げられる。
リン系難燃剤は、その融点が40〜150℃であることが好ましい。リン系難燃剤の融点がこの範囲であると、浴中で熱処理し冷却したときに、固体から液体あるいは、液体から固体へ状態変化が起こり、化合物(B)さらには化合物(C)を用いることによる難燃剤の乳化性・分散性の低下抑制の効果が大きくなる。その結果、スペック汚れや缶体汚染を低減する効果が大きくなる。リン系難燃剤の融点は、50〜150℃がより好ましく、70〜140℃がさらに好ましい。
融点が40〜150℃であるリン系難燃剤としては、例えば、トリフェニルホスフェート(融点約50℃)、トリ−p−クレジルホスフェート(融点約80℃)、p−キセニルジフェニルホスフェート(融点約62℃)、トリオルソキセニルホスフェート(融点約114℃)、α−ナフチルジフェニルホスフェート(融点約52℃)、ジ(β−ナフチル)フェニルホスフェート(融点約60℃)、ジ(β−ナフチル)フェニルホスフェート(融点約63℃)、トリ(β−ナフチル)ホスフェート(融点約111℃)、5,5−ジメチル−2−( 2’−フェニルフェノキシ)−1,3,2−ジオキサホスホリナン−2−オキシド(融点約128℃)、レゾルシノールビス(ジキシレニルホスフェート)(融点約92℃)、トリフェニルホスフィンオキサイド(融点約150℃)、10−ベンジル−9,10−ジヒドロ−9−オキソ−10λ(5)−ホスファフェナントレン=10−オキシド(融点約110℃)、10−フェノキシ−9,10−ジヒドロ−9−オキソ−10λ(5)−ホスファフェナントレン=10−オキシド(融点約110℃)、ジフェニル=(フェニルアミド)ホスフェート(融点約130℃)、ヘキサフェノキシシクロトリホスファゼン(融点約110℃)等が挙げられる。
難燃性に優れる点から、浴中における臭素系難燃剤とリン系難燃剤との重量比(臭素系難燃剤/リン系難燃剤)は、100/0〜1/99であることが好ましく、95/5〜5/95がより好ましく、95/5〜50/50がさらに好ましく、95/5〜70/30が特に好ましい。
浴中における難燃剤(A)のメジアン粒径(D50)は、特に限定はないが、経時的な安定性に優れ、本願発明の効果をより発揮させる点で、5μm以下が好ましく、0.2〜2.0μmがより好ましく、0.2〜1.0μmがさらに好ましい。該メジアン粒径が5μm超では、経時的な安定性及び吸尽性に劣ることがある。なお、本発明において、メジアン粒径(D50)とは、体積を基準とする粒子径のメジアン値(中央値)を意味する。
<化合物(B)>
化合物(B)は、化合物(B1)及びポリエステル(B2)から選ばれる少なくとも1種である。難燃剤(A)と化合物(B)とを用いることで、熱処理により溶融した難燃剤(A)の乳化性を向上させるとともに、起泡性を抑制することで、スペック汚れや缶体汚染を低減することができる。化合物(B)は1種でもよく、2種以上を併用してもよい。
(化合物(B1))
化合物(B1)は、上記一般式(1)で示される化合物である。式(1)中、Rは炭素数1〜30の炭化水素基である。炭化水素基は直鎖でも分岐構造を有してもよい。また、Rは1種又は2種以上であってもよい。炭化水素基としては、アルキル基、アルケニル基、アルカジエニル基又はアルカトリエニル基等が挙げられる。難燃剤の乳化性に優れ、起泡性を抑制し、スペック汚れや缶体汚染を一層低減することができる点から、炭化水素基の炭素数は、12〜30が好ましく、14〜24がさらに好ましい。また、同様な点から、炭化水素基は、アルキル基、アルケニル基、アルカジエニル基が好ましく、アルケニル基、アルカジエニル基がさらに好ましい。
アルキル基としては、メチル基、エチル基、イソプロピル基、プロピル基、ブチル基、t−ブチル基、ヘキシル基、オクチル基、2−エチルヘキシル基、デシル基、イソデシル基、ラウリル基、トリデシル基、セチル基、イソセチル基、ステアリル基、ベヘニル基等が挙げられ、第一級、第二級、第三級のいずれでもよく、直鎖でも分岐構造を有してよい。また、アルキル基の分岐の数、位置に対して特に制限はない。
アルケニル基、アルカジエニル基、アルカトリエニル基としては、ビニル基、アリル基、オレイル基等が挙げられ、第一級、第二級、第三級のいずれでもよく、直鎖でも分岐構造を有してもよい。アルケニル基、アルカジエニル基、アルカトリエニル基を構成する炭素原子の分岐の数、不飽和結合の位置、トランス、シス等の異性体に対して、特に制限はない。
式(1)中、AOは、炭素数2〜4のオキシアルキレン基であり、1種又は2種以上であってもよい。2種以上の場合、ブロック付加体、交互付加体、またはランダム付加体のいずれを構成してもよい。これらの中でも、難燃剤の乳化性に優れ、起泡性を抑制し、スペック汚れや缶体汚染をより低減することができる点から、オキシエチレン基、オキシプロピレン基を含むことが好ましく、オキシエチレン基を含むことがさらに好ましい。
式(1)中、lは0〜50の整数である。中でも、難燃剤の乳化性に優れ、起泡性を抑制し、スペック汚れや缶体汚染をより低減することができる点から、lは1〜30が好ましく、4〜20がさらに好ましく、4〜15が特に好ましい。
式(1)中、Zは、単結合又はカルボニル基である。Zが単結合の場合、「−Z−R」は単に「−R」であることを示す。スペック汚れや缶体汚染をより低減することができる点から、Zはカルボニル基であることが好ましい。
式(1)中、Rは、炭素数1〜30の炭化水素基又は上記一般式(2)で表される官能基である。炭素数1〜30の炭化水素基の詳細及びその好ましい範囲は、Rと同様である。スペック汚れや缶体汚染をより低減することができる点から、Rはアルケニル基、アルカジエニル基、上記一般式(2)で表される官能基であることが好ましい。
式(2)中、Rは、水素原子又は炭素数1〜24の炭化水素基である。炭化水素基は直鎖でも分岐構造を有してもよく、また1種又は2種以上であってもよい。炭化水素基としては、アルキル基、アルケニル基、アルカジエニル基又はアルカトリエニル基等が挙げられる。炭化水素基の炭素数は、1〜18が好ましく、1〜9がさらに好ましい。アルキル基、アルケニル基、アルカジエニル基、アルカトリエニル基については、Rで記載した例示で炭素数1〜24の範囲のものと同様である。
難燃剤の乳化性に優れ、起泡性を抑制し、スペック汚れや缶体汚染を一層低減することができる点から、Rは、水素原子、炭素数1〜9のアルキル基が好ましく、水素原子、メチル基がさらに好ましく、メチル基が特に好ましい。Rの位置は、いずれの位置でもよいが、メタ位、パラ位が好ましい。
式(2)中、Yは、炭素数7〜16のアラルキル基である。アラルキル基としては、ベンジル基、クミル基、スチリル基、ジスチリル基、フェネチル基、メチルスチリル基、α−メチルベンジル基等が挙げられる。好ましくは、α−メチルベンジル基、スチリル基、ジスチリル基、フェネチル基であり、さらに好ましくは、α−メチルベンジル基、スチリル基、フェネチル基である。
式(2)中、mは1〜4の整数である。中でも、難燃剤の乳化性に優れ、起泡性を抑制し、スペック汚れや缶体汚染を低減することができる点から、mは1〜3が好ましく、mは3が特に好ましい。
化合物(B1)は、難燃剤の乳化性及び抑泡性に優れる点から、疎水性が高いことが好ましく、例えば、化合物(B1)は、20℃の水に溶解しない、又は20℃における化合物(B1)の1%水溶液が均一でない(分離、白濁している)ことが好ましい。
(ポリエステル(B2))
ポリエステル(B2)は、上記一般式(3a)で表される構成単位と上記一般式(3b)で表される構成単位とを有するポリエステルである。難燃剤(A)とポリエステル(B2)とを用いることで、熱処理により溶融した難燃剤(A)の乳化性を向上させるとともに、起泡性を抑制することで、スペック汚れや缶体汚染を低減することができる。さらに、染料、ポリエステルオリゴマー等の分散性を向上させることで、染料やオリゴマーに基づくスペック汚れや缶体汚染を低減することができる。
式(3a)中、Aは、炭素数1〜24の炭化水素基であって、AW基からWを除いた残基である。Aの炭素数は、2〜12が好ましく、6〜10がさらに好ましい。式(3b)中、Aは炭素数1〜24の炭化水素基である。Aの炭素数は、2〜12が好ましく、6〜10がさらに好ましい。
又はAを構成する炭化水素基は直鎖でも分岐構造を有してもよく、また1種又は2種以上であってもよい。炭化水素基としては、アルキレン基、シクロアルキレン基、アルケニレン基、アルキニレン基、アリーレン基などが挙げられる。アルキレン基としては、メチレン基、エチレン基、n−プロピレン基、iso−プロピレン基、n−ブチレン基、1,2−ジメチルエチレン基、n−ペンチレン基、n−ヘキシレン基、ネオペンチレン基、オクチレン基、2−エチルヘキシレン基、セバシレン基、などが挙げられる。アルケニレン基としては、エチレニレン基、n−プロピニレン基、iso−プロピニレン基、n−ブチレニレン基、1,2−ジメチルエチレニレン基などが挙げられる。アルキニレン基としては、アセチレン構造由来のアルキニレン基などが挙げられる。アリーレン基としては、1,4−フェニレン基、1,3−フェニレン基、1,2−フェニレン基、メチルフェニレン基、トリレン基、キシリレン基、ジュリレン基、ビフェニレン基、ナフチレン基などが挙げられる。好ましくはアルキレン基、アリーレン基であり、さらに好ましくは、1,4−フェニレン基、1,3−フェニレン基である。
式(3a)、式(3b)中、A及びAは、それぞれ独立して炭素数2〜8の炭化水素基である。A及びAの炭素数は、2〜6が好ましく、2〜5がさらに好ましい。炭素数2〜8の炭化水素基としては、メチレン基、エチレン基、n−プロピレン基、iso−プロピレン基、n−ブチレン基、1,2−ジメチルエチレン基、n−ペンチレン基、n−ヘキシレン基、ネオペンチレン基、オクチレン基、エチレニレン基、n−プロピニレン基、iso−プロピニレン基、n−ブチレニレン基、1,2−ジメチルエチレニレン基、1,4−フェニレン基、1,3−フェニレン基、1,2−フェニレン基、メチルフェニレン基、トリレン基、キシリレン基等が挙げられる。aは、1〜100の整数であり、1〜60が好ましく、1〜50がより好ましく、1〜10がさらに好ましい。bは1〜100の整数であり、1〜60が好ましく、1〜50がより好ましく、1〜10がさらに好ましい。
[AO]を構成するAOは同一でもよく、異なってもいてもよい。異なる場合、ブロック付加体、交互付加体又はランダム付加体のいずれを構成してもよい。又[AO]を構成するAOは、同一でもよく、異なっていてもよい。異なる場合、ブロック付加体、交互付加体又はランダム付加体のいずれを構成してもよい。
Wは、カルボキシル基、上記一般式(4)で表される官能基、上記一般式(5)で表される官能基又はそれらの塩である。これらの中でも、カルボキシル基との塩、上記一般式(4)で表される官能基が好ましい。塩としては、アルカリ金属塩、アルカリ土類金属塩、アンモニウム塩、有機アミン塩、4級アンモニウム塩等であればよい。アルカリ金属としては、ナトリウム、カリウム、リチウム等が挙げられる。アルカリ土類金属としては、マグネシウム、カルシウム、バリウム等が挙げられる。有機アミンとしては、アルキルアミン(トリメチルアミン、トリエチルアミン、モノメチルアミン、ジメチルアミン等)、アルカノールアミン(モノエタノールアミン、ジエタノールアミン、トリエタノールアミン、モノイソプロパノールアミン、ジイソプロパノールアミン、トリイソプロパノールアミン、ジメチルエタノールアミン、ジエチルエタノールアミン等)等が挙げられる。
本発明の効果をより発揮させ、さらには染料やオリゴマーに基づくスペック汚れや缶体汚染を低減することができる点から、式(3a)のAW基としては、下記一般式(7)で示される官能基又はその塩が好ましい。
Figure 2014224336
又、本発明の効果をより発揮させ、さらには染料やオリゴマーに基づくスペック汚れや缶体汚染を低減することができる点から、式(3a)のAW基としては、下記一般式(8)で示される官能基が好ましい。
Figure 2014224336
ポリエステル(B2)における、上記一般式(3a)で表される構成単位と上記一般式(3b)で表される構成単位の合計の重量比((3a+3b)/B2)は0.5〜1が好ましく、0.8〜1がさらに好ましい。
一般式(3a)で表される構成単位と一般式(3b)で表される構成単位とのモル比(3a/3b)は、1/99〜50/50が好ましく、5/95〜40/60がより好ましく、5/95〜30/70がさらに好ましい。一般式(3a)で表される構成単位と一般式(3b)で表される構成単位との結合形態は、ランダムでもブロックでもよい。
ポリエステル(B2)の重量平均分子量は、2000〜300000であることが好ましく、2000〜200000がより好ましく、3000〜150000がさらに好ましい。
ポリエステル(B2)としては、例えば、下記一般式(3)で表されるポリエステル(B2−1)やポリエステル(B2−1)から誘導されるポリエステル(B2−2)等が挙げられる。
Figure 2014224336
式(3)中、Aは、−OH、−O(AO)又は−O(AO)である。
式(3)中、Aは、水素原子又は−AW−COOH、−A−COOH若しくはそれらの塩である。塩としては、Wで記載したものと同様である。
式(3)中、cは1〜2000の整数であり、1〜1000が好ましく、1〜200がより好ましく、1〜100がさらに好ましい。dは1〜2000の整数であり、1〜1000が好ましく、5〜1000がより好ましく、10〜1000がさらに好ましい。
cに係る構成単位とdに係る構成単位との結合形態は、ランダムでもブロックでもよい。cとdの比(c/d)は、1/99〜50/50が好ましく、5/95〜40/60がより好ましく、5/95〜30/70がさらに好ましい
ポリエステル(B2−1)の重量平均分子量は、2000〜300000であることが好ましく、2000〜200000がより好ましく、3000〜150000がさらに好ましい。
ポリエスエステル(B2−1)は、公知のポリエステルの製造法、エステル交換又はエステル化後、重縮合する方法により製造することができる。例えば、ジカルボン酸(又はその無水物若しくはそのエステル)からなる成分(1)、AW基を有するジカルボン酸(又はその無水物若しくはそのエステル)からなる成分(2)及びジオール(3)の存在下、100〜230℃でエステル化又はエステル交換反応させ、水又はアルコ−ルを除去し、重量平均分子量が500〜2000程度のポリエステル化合物が得られる。次に、徐々に温度及び減圧度を高め、最終的に200〜300℃で、100mmHg以下の減圧度で、0.5〜50時間反応させ、高分子量化させる。このとき触媒を使用してもよい。触媒としては、公知のエステル化、エステル交換又はポリエステル化に使用される触媒を使用すればよい。
上記の成分(1)としては、例えば、テレフタル酸、イソフタル酸、フタル酸、ナフタレンジカルボン酸、コハク酸、アジピン酸、アゼライン酸、セバシン酸、デカンジカルボン酸、ダイマー酸等のジルカルボン酸又はこれらの無水物若しくはこれらのエステルが挙げられる。なお、成分(1)は、成分(2)を含まないものとする。
上記の成分(2)としては、トリメリット酸、ピロメリット酸、一般式(8)で表される官能基を有するジカルボン酸(例えば、一般式(8)で表される官能基の両末端にカルボキシル基を有するもの)等のジルカルボン酸又はこれらの無水物若しくはこれらのエステルが挙げられる。
上記のジオール(3)としては、エチレングリコール、プロピレングリコール、ブタンジオール、ペンタンジオール、ヘキサンジオール、ノナンジオール、ネオペンチルグリコール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、ポリテトラメチレングリコール、ポリエチレングリコール、両末端に水酸基を有するエチレンオキシドとプロピレンオキシドのランダム共重合体又はブロック共重合体、シクロヘキサンジメタノール等が挙げられる。
ジカルボン酸のエステルとしては、ジカルボン酸のジメチルエステル、ジエチルエステル、ジプロピルエステル、ジブチルエステル等が挙げられる。
ポリエステル(B2−2)は、上記ポリエステル(B2−1)から誘導されるポリエステルである。ポリエステル(B2−2)は、具体的には、ポリエステル(B2−1)の水酸基、カルボキシル基、ビニル基等と反応して得られるポリエステル誘導体である。反応させる化合物としては、水酸基を有する化合物(アルコール、高級アルコール、多価アルコール、ポリオキシアルキレンアルキルエーテル、などの非イオン界面活性剤など)、カルボキシル基を有する化合物(脂肪酸、酸、アミノ酸、スルホイソフタル酸など)、酸無水物(無水酢酸、無水トリメリット酸、無水ピロメリット酸、無水フタル酸、無水マレイン酸、無水コハク酸、無水イタコン酸など)、ヒドロキシカルボン酸又はその無水物(乳酸、ε−カプロラクタム、ラクチドなど)、アミン(脂肪族アミン、アミノシリコーンなど)、エポキシ、カーボネート、イソシアネート、(メタ)アクリル酸エステル、(メタ)アクリル酸、カチオン化剤(エピクロロヒドリンなど)等が挙げられる。
ポリエステル(B2−2)としては、ポリエステル(B2−1)と酸無水物とを反応して得られるポリエステルが好ましい。酸無水物としては、無水トリメリット酸、無水ピロメリット酸、無水フタル酸、無水マレイン酸、無水コハク酸、無水イタコン酸等が挙げられる。
ポリエステル(B2−2)の重量平均分子量は、2000〜300000であることが好ましく、2000〜200000がより好ましく、3000〜150000がさらに好ましい。
<化合物(C)>
本発明の難燃性繊維の製造方法は、浴中において、上記一般式(6)で表される化合物(C)をさらに含有することが好ましい。化合物(C)をさらに用いることで、難燃剤(A)の乳化性及び分散性を向上させるとともに、化合物(B)を乳化させることで起泡性を抑制し、スペック汚れや缶体汚染を低減することができる。化合物(C)は1種でもよく、2種以上を併用してもよい。
式(6)中、Rは、水素原子又は炭素数1〜24の炭化水素基である。炭化水素基は直鎖でも分岐構造を有してもよく、また1種又は2種以上であってもよい。炭化水素基としては、アルキル基、アルケニル基、アルカジエニル基又はアルカトリエニル基等が挙げられる。炭化水素基の炭素数は、1〜18が好ましく、1〜9がさらに好ましい。アルキル基、アルケニル基、アルカジエニル基、アルカトリエニル基については、Rで記載した例示で炭素数1〜24の範囲のものと同様である。
難燃剤の乳化、分散性に優れ、スペック汚れや缶体汚染を一層低減することができる点から、Rは、水素原子、炭素数1〜9のアルキル基が好ましく、水素原子、メチル基がさらに好ましく、メチル基が特に好ましい。Rの位置は、いずれの位置でもよいが、メタ位、パラ位が好ましい。
一般式(6)中、AOは、炭素数2〜4のオキシアルキレン基であり、1種又は2種以上であってもよい。2種以上の場合、ブロック付加体、交互付加体、又はランダム付加体のいずれを構成してもよい。これらの中でも、難燃剤の乳化、分散性に優れ、スペック汚れや缶体汚染を低減することができる点から、オキシエチレン基、オキシプロピレン基を含むことが好ましく、オキシエチレン基を含むことがさらに好ましい。
一般式(6)中、Yは炭素数7〜16のアラルキル基である。アラルキル基としては、ベンジル基、クミル基、スチリル基、α−メチルスチリル基、ジスチリル基、フェネチル基、メチルスチリル基、α−メチルベンジル基等が挙げられる。好ましくは、α−メチルベンジル基、スチリル基、ジスチリル基、フェネチル基であり、さらに好ましくは、α−メチルベンジル基、スチリル基、フェネチル基である。
一般式(6)中、Mは水素原子又はアニオン性基である。アニオン性基としては、アニオン性の官能基を含むものであれば特に制限はなく、カルボン酸塩、アルキレンカルボン酸塩、硫酸エステル塩、スルホン酸エステル塩、リン酸エステル塩、リン酸モノエステル塩、リン酸ジエステル塩、セスキホスフェート塩等が挙げられる。中でも、硫酸エステル塩が好ましい。
塩としては、アルカリ金属塩、アルカリ土類金属塩、アンモニウム塩、有機アミン塩、4級アンモニウム塩等であればよい。アルカリ金属としては、ナトリウム、カリウム、リチウム等が挙げられる。アルカリ土類金属としては、マグネシウム、カルシウム、バリウム等が挙げられる。有機アミンとしては、アルキルアミン(トリメチルアミン、トリエチルアミン、モノメチルアミン、ジメチルアミン等)、アルカノールアミン(モノエタノールアミン、ジエタノールアミン、トリエタノールアミン、モノイソプロパノールアミン、ジイソプロパノールアミン、トリイソプロパノールアミン、ジメチルエタノールアミン、ジエチルエタノールアミン等)等が挙げられる。
一般式(6)中、nは0〜50の整数である。中でも、難燃剤の乳化、分散性に優れ、スペック汚れや缶体汚染を低減することができる点から、nは0〜20が好ましく、0〜15がさらに好ましく、0〜5が特に好ましい。
一般式(6)中、pは1〜4の整数である。中でも、難燃剤の乳化、分散性に優れ、スペック汚れや缶体汚染を低減することができる点から、pは1〜3が好ましく、1が特に好ましい。
<繊維材料>
繊維材料としては、特に限定はないが、結晶領域の多い繊維(たとえば、脂肪族ポリエステル繊維、芳香族ポリエステル繊維、カチオン可染ポリエステル繊維、芳香族ポリアミド繊維、芳香族ポリイミド繊維、ジアセテート繊維、トリアセテート繊維、その単量体の共重合体等の繊維)を少なくとも含む繊維材料であると、難燃剤(A)の吸尽性に優れ、耐久難燃性が向上するために好ましい。その中でも、芳香族ポリエステルやカチオン可染ポリエステルを少なくとも含む繊維材料がさらに好ましい。
脂肪族ポリエステル繊維、芳香族ポリエステル繊維及びカチオン可染ポリエステル繊維としては、たとえば、ポリエチレンテレフタレート、ポリプロピレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、ポリブチレンナフタレート、ポリエチレンテレフタレート/イソフタレート、ポリエチレンテレフタレート/5−ソジオスルホイソフタレートポリエチレン/ポリオキシベンゾイルテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート/イソフタレート等の繊維が挙げられる。
繊維材料は、上記結晶領域の多い繊維と非結晶領域の多い繊維(たとえば、木綿、麻、羊毛等の天然繊維;ナイロン等)とを含む場合でもよい。
ここで、結晶領域とは、たとえば、合成繊維等の製造工程中で延伸等の物理的処理をした場合に形成されるような、繊維を構成する分子鎖が相対的に規則正しく配向した領域を意味し、非結晶領域とは、上記の説明とは逆で、繊維を構成する分子鎖が相対的に規則正しくなく、ランダムに配向した領域を意味することとする。
繊維材料は、1種のみから構成されていてもよく、複数種から構成されていてもよい。結晶領域の多い繊維と非結晶領域の多い繊維とを含む場合、混紡又は交織のいずれであってもよい。繊維材料の形態には限定はなく、糸、織物、編物、不織布、ロープ、紐等が挙げられる。
<浴中で繊維材料を熱処理する工程>
本発明の難燃性繊維の製造方法は、上記の難燃剤(A)と化合物(B)とを含有する浴中で、繊維材料を熱処理する工程(以下、単に難燃処理工程ということがある)を含むものである。さらに好ましくは、上記の難燃剤(A)と化合物(B)に加え、上記の化合物(C)を含有する浴中で、繊維材料を熱処理する工程を含むものである。このような浴中に繊維材料を浸漬することで、難燃剤(A)を付与させるとともに、繊維材料を浸漬した状態で熱処理を行い、耐久性を付与させることができる。
熱処理する温度は80℃以上が好ましく、100〜150℃がさらに好ましい。熱処理する時間は、2〜120分間が好ましく、10〜60分間がさらに好ましい。浴中における難燃剤(A)の重量は、繊維材料に対して0.1〜50重量%が好ましく、0.1〜30重量%がより好ましく、0.5〜20重量%がさらに好ましく、1〜15重量%が特に好ましい。該処理量が0.1重量%未満では、繊維材料に十分な難燃性を付与することができないことがある。一方、該処理量が50重量%超では、得られる難燃性繊維の風合が悪くなるとともに、繊維材料に対する付着効率が悪く、経済的でない場合がある。
繊維材料と浴の重量比は1/2〜1/100が好ましく、1/3〜1/50がさらに好ましい。
浴中における化合物(B)の割合は、難燃剤(A)100重量部に対して、1〜100重量部が好ましく、1〜50重量部がより好ましく、2〜30重量部がさらに好ましい、該割合が1重量部未満の場合、スペック汚れや缶体汚染を低減できないことがある。一方、該割合が100重量部超の場合、難燃剤(A)の吸尽性が低下したり、堅牢度の低下が生じたり、染色時に併用した場合に緩染効果が大きくなることがある。
浴が化合物(C)を含有する場合の浴中における化合物(C)の割合は、難燃剤(A)100重量部に対して、1〜200重量部が好ましく、1〜100重量部がより好ましく、1〜50重量部がさらに好ましい、該割合が1重量部未満の場合、スペック汚れや缶体汚染を低減できないことがある。一方、該割合が200重量部超の場合、難燃剤(A)の吸尽性が低下したり、堅牢度の低下が生じたり、染色時に併用した場合に緩染効果が大きくなることがある。
浴中においては、化合物(B)は、乳化又は可溶化されていることが好ましく、難燃剤の乳化、分散性及び抑泡性に優れることから、化合物(C)により、乳化または可溶化されていることがさらに好ましく、乳化されていることが特に好ましい。
化合物(B)と化合物(C)の重量比(B/C)は、100/0〜1/99が好ましく、99/1〜1/99がより好ましく、95/5〜5/95がさらに好ましく、40/60〜20/80が特に好ましい。
本発明の難燃性繊維の製造方法は、例えば、液流染色機、ビーム染色機、チーズ染色機等を用いて行うことができる。
浴中に添加する難燃剤(A)としては、後述する本発明の繊維用難燃加工薬剤を用いてもよく、臭素系難燃剤及び/又はリン系難燃剤をあらかじめ水などに乳化、溶解、分散させた難燃加工薬剤をそれぞれ用いてもよい。難燃剤(A)を水などに乳化、溶解、分散させるために、界面活性剤等を使用するのが好ましい。
界面活性剤は、アニオン界面活性剤、ノニオン界面活性剤、カチオン界面活性剤、両性界面活性剤等が挙げられ、難燃剤(A)の乳化性に優れる点でノニオン界面活性剤が好ましく、難燃剤(A)の分散性が優れる点でアニオン界面活性剤が好ましい。
アニオン界面活性剤としては、特に限定はないが、例えば、アルキルサルフェート塩、アルキルアリールサルフェート塩、多環アリールサルフェート塩、ポリオキシアルキレンアルキルエーテルサルフェート塩、ポリオキシアルキレンアルキルアリールエーテルサルフェート塩(ポリオキシアルキレンノニルフェニルエーテルサルフェート塩等)、ポリオキシアルキレン多環アリールサルフェート塩(ポリオキシアルキレントリスチリルフェニルエーテルサルフェート塩、ポリオキシアルキレンジスチリルフェニルエーテルサルフェート塩、ポリオキシアルキレンスチリルフェニルエーテルサルフェート塩、ポリオキシアルキレンスチリルメチルフェニルエーテルサルフェート塩、ポリオキシアルキレンジスチリルメチルフェニルエーテルサルフェート塩、ポリオキシアルキレントリスチリルメチルフェニルエーテルサルフェート塩、ポリオキシアルキレンベンジルフェニルエーテルサルフェート塩、ポリオキシアルキレンジベンジルフェニルエーテルサルフェート塩、ポリオキシアルキレンクミルフェニルエーテルサルフェート塩、ポリオキシアルキレンジクミルフェニルエーテルサルフェート塩、ポリオキシアルキレンナフチルエーテルサルフェート塩等)、ポリオキシアルキレンアルキル多価アルコールエーテルサルフェート塩、アルキルスルホネート塩、α−オレフィンスルホネート塩、アルキルアリールスルホネート塩、アルキルアリールジスルホネート塩(アルキルジフェニルジスルホネート塩等)、ビス(ポリオキシアルキレンスチリルフェニルエーテル)コハク酸エステルスルホネート塩、アルキルスルホコハク酸塩、アルキルホスフェート塩、アルキルアリールホスフェート塩、ポリオキシアルキレンアルキルエーテルホスフェート塩、ポリオキシアルキレンアルキルアリールエーテルホスフェート塩、多環アリールエーテルホスフェート塩、ポリオキシアルキレン多環アリールエーテルホスフェート塩、ポリオキシアルキレンアルキル多価アルコールエーテルホスフェート塩、芳香族スルホン酸塩(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等)、芳香族スルホン酸ホルマリン縮合物塩(アルキルナフタレンスルホン酸ホルマリン縮合物塩、ナフタレンスルホン酸ホルマリン縮合物塩、クレオソート油スルホン酸塩系ホルマリン縮合物等)、メラミンスルホン酸塩縮合物、ビスフェノールスルホン酸塩系縮合物、アルキルカルボキシレート塩、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、リグニンスルホン酸塩等が挙げられる。
これらアニオン界面活性剤を構成するアルキル基としては、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、ヘキシル基、2−エチルヘキシル基、デシル基、ラウリル基、イソデシル基、トリデシル基、セチル基、ステアリル基、オレイル基、ベヘニル基等が挙げられ、不飽和結合を有してもよく、第一級、第二級、第三級のいずれでもよく、直鎖でも分岐構造を有してもよい。
同様にアルキルアリール基としては、トリル基、キシリル基、クミル基、オクチルフェニル基、2−エチルヘキシルフェニル基、ノニルフェニル基、デシルフェニル基、メチルナフチル基等が挙げられ、アルキル基の位置、数に限定はない。
同様に多環アリール基としては、スチリルフェニル基、スチリルメチルフェニル基、スチリルノニルフェニル基、アルキルスチリルフェニル基、トリスチリルフェニル基、ジスチリルフェニル基、ジスチリルメチルフェニル基、トリスチリルフェニル基、ベンジルフェニル基、ジベンジルフェニル基、アルキルジフェニル基、ジフェニル基、クミルフェニル基、ナフチル基等が挙げられ、置換基の位置や数に限定はない。
同様に多価アルコールとしては、ソルビット、ソルビトール、ソルバイド、ソルビタン、ペンタエリスリトール、トリメチロールプロパン、グリセリン、ネオペンチルグリコール、キシリトール、エリスリトール、アルカノールアミン、糖類等が挙げられる。
同様にポリオキシアルキレン基としては、ポリオキシエチレン基、ポリオキシプロピレン基、ポリオキシブチレン基等が挙げられ、ポリオキシエチレン基、ポリオキシプロピレン基が好ましい。2種以上の場合、ブロック付加体、交互付加体、又はランダム付加体のいずれを構成してもよい。また、ポリオキシアルキレン基は、ポリオキシエチレン基を必須に含有することが好ましい。ポリオキシアルキレン基に占めるポリオキシエチレン基の割合は、40モル%以上が好ましく、50モル%がより好ましく、60モル%以上がさらに好ましく、80モル%以上が特に好ましい。オキシアルキレン基の付加モル数は、1〜50が好ましく、3〜30がより好ましく、5〜20がさらに好ましい。
上記アニオン界面活性剤が塩の場合、水素原子、アルカリ金属塩、アルカリ土類金属塩、アンモニウム塩、有機アミン塩、4級アンモニウム塩等であればよい。アルカリ金属としては、ナトリウム、カリウム、リチウム等が挙げられる。アルカリ土類金属としては、マグネシウム、カルシウム、バリウム等が挙げられる。有機アミンとしては、アルキルアミン(トリメチルアミン、トリエチルアミン、モノメチルアミン、ジメチルアミン等)、アルカノールアミン(モノエタノールアミン、ジエタノールアミン、トリエタノールアミン、モノイソプロパノールアミン、ジイソプロパノールアミン、トリイソプロパノールアミン、ジメチルエタノールアミン、ジエチルエタノールアミン等)等が挙げられる。4級アンモニウムとしては、テトラメチルアンモニウム、テトラエチルアンモニウム、テトラメタノールアンモニウム、テトラエタノールアンモニウム等が挙げられる。これらのアニオン界面活性剤は1種又は2種以上を併用してもよい。
これらのアニオン界面活性剤のうちでも、上記の化合物(C)が、難燃剤の分散性、抑泡性に優れ、繊維材料への汚れや缶体汚染の低減に優れる点において好ましい。
カチオン界面活性剤としては、特に限定はないが、例えば、第四級アンモニウム塩(ラウリルジメチルベンジルアンモニウムクロライド、セチルトリメチルアンモニウムクロライド、ラウリルトリメチルアンモニウムクロライド、ステアリルトリメチルアンモニウムクロライド、セチルピリジニウムクロライド、セチルピリジニウムブロマイド、ステアラミドメチルピリジニウムクロライド等)等が挙げられる。これらのカチオン界面活性剤は1種又は2種以上を併用してもよい。
ノニオン界面活性剤としては、特に限定はないが、例えば、ポリアルキレングリコール、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アルキルアリールエーテル(ポリオキシアルキレンノニルフェニルエーテル等)、ポリオキシアルキレン多環アリールエーテル(ポリオキシアルキレントリスチリルフェニルエーテル、ポリオキシアルキレンジスチリルフェニルエーテル、ポリオキシアルキレンスチリルフェニルエーテル、ポリオキシアルキレントリスチリルメチルフェニルエーテル、ポリオキシアルキレンジスチリルメチルフェニルエーテル、ポリオキシアルキレンベンジルフェニルエーテル、ポリオキシアルキレンクミルフェニルエーテル、ポリオキシアルキレンジクミルフェニルエーテル、ポリオキシアルキレンナフチルエーテル等)、ポリオキシアルキレンアルキルアミン、ポリオキシアルキレンアルキルアミド、ポリオキシアルキレン脂肪酸エステル、ポリオキシアルキレン脂肪酸ジエステル、ポリオキシアルキレンアルキルエーテル脂肪酸エステル、ポリオキシアルキレンアルキルアリールエーテル脂肪酸エステル、ポリオキシアルキレン多環アリールエーテル脂肪酸エステル、ポリオキシアルキレンヒマシ油エーテル、ポリオキシアルキレン硬化ヒマシ油エーテル、ポリオキシアルキレン多価アルコールエーテル等が挙げられる。
これらノニオン界面活性剤を構成するアルキル基、アルキルアリール基、多環アリール基、多価アルコール、ポリオキシアルキレン基としては、アニオン界面活性剤で例示したものと同様である。これらノニオン界面活性剤を構成する脂肪酸としては、カプリン酸、ラウリン酸、ミリスチン酸、パルミチン酸、ステアリン酸、ベヘン酸、モンタン酸、オレイン酸、リノール酸、リノレン酸、エレオステアリン酸、リシノレイン酸、エルカ酸、ヤシ油脂肪酸、パーム油脂肪酸、パーム核油脂肪酸、牛脂脂肪酸、ひまし油脂肪酸、ナタネ油脂肪酸等が挙げられる。
これらのノニオン界面活性剤のうちでも、上記の化合物(B)及び/又は化合物(C)が、難燃剤(A)の乳化性及び/又は分散性、抑泡性に優れ、繊維材料への汚れや缶体汚染の低減に優れる点において好ましい。
両性界面活性剤としては、特に限定はないが、例えば、アミノ酸型(ラウリルアミノプロピオン酸塩等)、ベタイン型(ラウリルジメチルアンモニウムベタイン、ステアリルジメチルアンモニウムベタイン、ラウリルジヒドロキシエチルベタイン等)等が挙げられる。これらの両性界面活性剤は1種又は2種以上を併用してもよい。
難燃剤(A)を水などに乳化、溶解、分散させる方法としては、公知の方法で行うことができる。例えば、微粒子化された臭素系難燃剤及び/又はリン系難燃剤を予め用意し、界面活性剤及び水を混合する方法(方法1);臭素系難燃剤及び/又はリン系難燃剤、界面活性剤及び水を混合し、微粒子化装置を用いて、分散及び微粒子化を行う方法(方法2);臭素系難燃剤及び/又はリン系難燃剤と界面活性剤及び水を混合し、微粒子化装置を用いて分散及び微粒子化を行い、一方で、臭素系難燃剤及び/又はリン系難燃剤、界面活性剤及び水を混合し、微粒子化装置を用いて分散及び微粒子化を行い、配合する方法(方法3);臭素系難燃剤及び/又はリン系難燃剤と界面活性剤等を混合し、場合により撹拌、加熱し溶解させ均一とし、撹拌しながら水などを添加して乳化または分散する方法(方法4)等を挙げることができる。
微粒子化装置として、たとえば、ビーズミル、サンドグラインダ−、アトライター等を挙げることができる。また、必要に応じて、溶剤、不乾性剤、消泡剤(シリコーン消泡剤、鉱物油消泡剤、ポリエーテル消泡剤、脂肪酸(塩)消泡剤、ホスフェート系消泡剤等)、増粘剤、無機塩等の添加剤を加えてもよい。臭素系難燃剤及び/又はリン系難燃剤は、粗い粉体を微粒子化してもよく、固体を溶融して凝固させながら粉体とし、微粒子化してもよい。
浴中に添加する化合物(B)としては、後述の本発明の繊維用難燃加工薬剤及び/又は後述の本発明の繊維用難燃加工助剤を用いてもよい。また、前述の臭素系難燃剤及び/又はリン系難燃剤と化合物(B)とが含まれている難燃加工薬剤を用いてもよい。
浴中に添加する化合物(C)としては、後述の本発明の繊維用難燃加工薬剤及び/又は後述の本発明の繊維用難燃加工助剤を用いてもよい。また、前述の臭素系難燃剤及び/又はリン系難燃剤と化合物(C)とが含まれている難燃加工薬剤を用いてもよい。
浴中には、水が必須に含まれる。水としては、純水、蒸留水、精製水、軟水、イオン交換水、工業用水、井戸水、水道水等のいずれであってもよい。
本発明の難燃性繊維の製造方法においては、浴中にpH調整剤を含むことが好ましい。pH調整剤としては、蟻酸、蟻酸ナトリウム、酢酸、酢酸ナトリウム、乳酸、乳酸ナトリウム、リン酸、リン酸ニ水素ナトリウム、リン酸水素ニナトリウム、リン酸三ナトリウム、クエン酸等が挙げられる。浴中のpHに限定はないが、繊維材料に対する付着効率が高く、缶体汚染や排水負荷を低減することができる点から、浴のpHは2〜9が好ましく、3〜6がさらに好ましい。
本発明の難燃性繊維の製造方法は、浴中に、他の界面活性剤を含むことが好ましく、界面活性剤を含む薬剤を含むことがさらに好ましい。界面活性剤は、アニオン界面活性剤、ノニオン界面活性剤、カチオン界面活性剤、両性界面活性剤等が挙げられ、乳化あるいは分散性が優れる点で、アニオン界面活性剤、ノニオン界面活性剤が好ましい。アニオン界面活性剤としては、例えば、上記のものが挙げられるが、抑泡性の点において、アルキルホスフェート塩、アルキルアリールホスフェート塩、ポリオキシアルキレンアルキルエーテルホスフェート塩、ポリオキシアルキレンアルキルアリールエーテルホスフェート塩、多環アリールエーテルホスフェート塩、ポリオキシアルキレン多環アリールエーテルホスフェート塩、ポリオキシアルキレンアルキル多価アルコールエーテルホスフェート塩等のホスフェート塩が好ましく、アルキルホスフェート塩がさらに好ましい。
本発明の難燃性繊維の製造方法において、処理浴中の界面活性剤の含有率については、特に限定はないが、処理浴全体に対して、0.01〜10重量%が好ましく、0.01〜5重量%がさらに好ましい。界面活性剤の含有率が0.01重量%未満では、難燃剤によるスペック汚れや缶体汚染を低減することができない場合がある。一方、界面活性剤の含有率が10重量%超であると、難燃剤(A)の吸尽性が低下したり、堅牢度の低下が生じたり、染色時に併用した場合に緩染効果が大きくなることがある。
本発明の難燃性繊維の製造方法は、浴中に、他の薬剤を含んでもよい。他の薬剤としては、染料、顔料、蛍光増白剤、難燃剤、紫外線吸収剤、浸透剤、湿潤剤、乳化剤、キレート剤(ポリカルボン酸、ポリアクリル酸、ニトリロ三酢酸(NTA)、エチレンジアミン四酢酸(EDTA)、ヒドロキシエタンジホスホン酸、ニトリロトリスメチレンホスホン酸、ホスホン酸、グルタミン酸二酢酸及びそれらの塩等)、金属封鎖剤、精練剤、洗浄剤、均染剤、緩染剤、分散剤、オリゴマー除去剤、キャリヤー、ソーピング剤、浴中柔軟剤、帯電防止剤、吸水剤、親水剤、防汚剤、SR剤(水溶性ポリエステル樹脂、ポリエステル−ポリアルキレングリコール重縮合物、フッ素樹脂等)、抗菌剤、防臭剤、消臭剤、抗かび剤、抗ウイルス剤、抗アレルゲン剤、pHスライド剤、電位調整剤、消泡剤(鉱物油、シリコーン等)、柔軟剤、撥水撥油剤(フッ素樹脂等、シリコーン樹脂、パラフィンワックス等)、深色化剤、硬仕上げ剤、合成樹脂(ポリエステル樹脂、アクリル樹脂、ポリウレタン樹脂及びこれらの複合樹脂など)、可縫性向上剤(流動パラフィン、鉱物油、パラフィンワックス、シリコーン)、架橋剤(カルボジイミド、エポキシ、イソシアネート、オキサゾリン等)、溶剤(メタノール、エタノール、1−プロパノール、2−プロパノール、1−ブタノール、2−ブタノール、2−メチルプロパノール、1,1−ジメチルエタノール、1−ペンタノール、2−ペンタノール、3−ペンタノール、2−メチル−1−ブタノール、3−メチル−1−ブタノール、1,1−ジメチルプロパノール、3−メチル−2−ブタノール、1,2−ジメチルプロパノール、1−ヘキサノール、2−メチル−1−ペンタノール、4−メチル−2−ペンタノール、2−エチル−1−ブタノール、1−へプタノール、2−へプタノール、3−へプタノール、エチレングリコール、エチレングリコールモノメチルエーテル、エチレングリコールモノエチルエーテル、エチレングリコールモノブチルエーテル、ジエチレングリコールモノブチルエーテル、エチレングリコールモノメチルエーテルアセテート、エチレングリコールモノエチルエーテルアセテート、エチレングリコールモノブチルエーテルアセテート、プロピレングリコール、プロピレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールモノエチルエーテル、プロピレングリコールジメチルエーテル、ジプロピレングリコール、ジプロピレングリコールモノメチルエーテル、ジプロピレングリコールジメチルエーテル、ジプロピレングリコールモノエチルエーテル、トリプロピレングリコール、トリプロピレングリコールモノメチルエーテル、ポリプロピレングリコール、ヘキシレングリコール、ベンジルアルコール、ソルフィット、ポリアルキレングリコール、アセトン、メチルエチルケトン、2−ペンタノン、3−ペンタノン、2−ヘキサノン、メチルイソブチルケトン、酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸ブチル、プロピオン酸メチル、乳酸メチル、乳酸エチル、乳酸ペンチル、ジイソプロピルエーテル、ジオキサン、テトラヒドロフラン、ピリジン、N,N−ジメチルホルムアミド、N,N−ジメチルアセトアミド、N−メチルピロリドン等)、水溶性高分子(ポリビニルアルコ−ル、ポリアクリル酸、ポリアクリル酸エステル、メチルセルロ−ス、ヒドロキシメチルセルロ−ス、ヒドロキシエチルセルロ−ス、カルボキシメチルセルロ−ス、キサンタンガム、アラビアガム、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、ポリスチレンスルホン酸塩、ポリスチレン−マレイン酸共重合体、メトキシエチレン無水マレイン酸共重合体、でんぷん、アルギン酸、可溶化でんぷん、カチオン化澱粉、カルボキシメチル澱粉など)等が挙げられる。これらは1種又は2種以上を併用してもよい。
本発明の難燃性繊維の製造方法は、浴中にキャリヤー剤を実質的に含まないことが好ましい。浴中にキャリヤー剤が含まれると、キャリヤー剤が吸尽されることで、難燃剤(A)の吸尽性が阻害されるとともに、繊維材料に残留し、難燃性を阻害するおそれがある。キャリヤー剤としては、芳香族ハロゲン化合物(クロロベンゼン、ジクロロベンゼン、トリクロロベンゼンなど)、N−アルキルフタルイミド(N−メチルフタルイミド、N−エチルフタルイミド、N−プロピルフタルイミド、N−ブチルフタルイミド、N−イソプロピルフタルイミド、N−t−ブチルフタルイミド、N−s−ブチルフタルイミド、N−フェニルフタルイミドなど)、芳香族カルボン酸エステル(安息香酸ベンジル、安息香酸メチル、安息香酸エチル、安息香酸ブチル等)、アルキルナフタレン(1−メチルナフタレン、2−メチルナフタレン、2,3−ジメチルナフタレン、1,3−ジメチルナフタレン、1,4−ジメチルナフタレン、1,5−ジメチルナフタレンなど)、ジフェニルエステル、ナフトールエステル、フェノールエーテル(エチレングリコールモノフェニルエーテル、ジエチレングリコールモノフェニルエーテル、プロピレングリコールモノフェニルエーテル、ジプロピレングリコールモノフェニルエーテルなど)、ヒドロキシジフェニル(o−フェニルフェノール、p−フェニルフェノール等)、ジベンジルエーテル等が挙げられる。これらの中でも、安息香酸エステル、ジベンジルエーテルを実質的に含まないほうが特によい。なお、実質的に含まないとは、処理浴中の処理浴全体に対して、キャリヤー剤の含有率が0.01重量%未満であることが好ましく、0.001重量%未満であることがさらに好ましい。
本発明の難燃性繊維の製造方法は、浴中に、染料を含有することが好ましい。染料としては、分散染料、カチオン染料、酸性染料、酸性媒染染料、金属錯塩染料、直接染料、反応染料、建染染料などが挙げられ、好ましくは、分散染料、カチオン染料である。さらに好ましくは分散染料である。分散染料としては、特に限定はなく、公知のものを採用できる。例えば、Sumikaron染料、Kayalon Polyester染料、Miketon Polyester染料、Palanil染料、Dianix染料、TD染料、Kiwalon Polyester染料、Terasil染料、Foron染料、Serilene染料等が挙げられる。
染料の含有量は、繊維材料に対して、0.01〜50重量%が好ましく、0.01〜20重量%がより好ましく、0.1〜10重量%がさらに好ましい。
本発明の難燃性繊維の製造方法は、繊維材料の耐光性を向上させるために、浴中に、本発明の効果を損なわない範囲で、紫外線吸収剤を含むことが好ましい。紫外線吸収剤としては、2−(2′−ヒドロキシ−3′−t−ブチル−5′−メチルフェニル)−5−クロロベンゾトリアゾール、2−(2′−ヒドロキシ−5′−メチルフェニル)ベンゾトリアゾール、2−{2′−ヒドロキシ−3′−(3″,4″,5″,6″−テトラフタルイミドメチル)−5′−メチルフェニル}ベンゾトリアゾール、2−〔2′−ヒドロキシ,4′−(2″−ヒドロキシ)ブトキシフェニル〕−5−クロロベンゾトリアゾール、2−(2′,4′−ジヒドロキシ−5′−ベンゾイルフェニル)−5−クロロベンゾトリアゾール、2−(2′,4′−ジヒドロキシ−3′−ベンゾイルフェニル)−5−クロロベンゾトリアゾール、2−(3′−ベンゾイル−2′−ヒドロキシ−5′−メチルフェニル)ベンゾトリアゾール等のベンゾトリアゾール系紫外線吸収剤;2−ヒドロキシ−4−メトキシベンゾフェノン、2,2′,4,4′−テトラヒドロキシベンゾフェノン、2,2′−ジヒドロキシ−4,4′−ジメトキシベンゾフェノン等のベンゾフェノン系紫外線吸収剤;2−(4,6−ジフェニル−1,3,5−トリアジン−2−イル)−5−(ヘキシルオキシ)−フェノール、2,4−ビス(2,4−ジメチルフェニル)−6−(2−ヒドロキシ−4−オクチルオキシフェニル)−1,3,5−トリアジン、2−(2′−ヒドロキシ−4′−プロポキシフェニル)−4,6−ジフェニル−s−トリアジン等のトリアジン系紫外線吸収剤;2,2′−(p−フェニレン)ジ−3,1−ベンゾキサジン−4−オン等のベンゾキサジノン系紫外線吸収剤;エチル−2−シアノ−3,3−ジフェニルアクリレート、(2−エチルヘキシル)−2−シアノ−3,3−ジフェニルアクリレート等のシアノアクリレート系紫外線吸収剤;p−t−ブチルフェニルサリシレート等のサリシレート系紫外線吸収剤等が挙げられる。
本発明の難燃性繊維の製造方法は、難燃処理工程の前に、繊維材料を精練処理する工程(精練工程)を有してもよい。精練工程を行うことで、繊維材料由来物、紡糸油剤、紡績油剤、編立油剤、製織油剤、糊剤などの不純物を除去でき、難燃性が向上する。精練処理方法については、特に制限はないが、水で希釈した浴中に繊維材料を浸漬した状態で常温以上、好ましくは50℃以上で、1〜120分間処理を行い、その後、洗浄、すすぎ、脱水、乾燥等を行う。例えば、液流染色機、ビーム染色機、チーズ染色機等を用いて行うことができる。
本発明の難燃性繊維の製造方法は、難燃処理工程と精練工程を同時に行うことが好ましい。
また、本発明の難燃性繊維の製造方法は、難燃処理工程前に、繊維材料に対して、染料、前述の他の難燃剤、紫外線吸収剤などを加工する加工工程を有してもよい。
本発明の難燃性繊維の製造方法は、難燃処理工程後、すすぎ、脱水、乾燥等を行うことができる。
本発明の難燃性繊維の製造方法は、難燃処理工程後、ソーピング工程や還元洗浄工程などを行うことができ、繊維材料に吸尽されず表面に付着している成分を除去することが好ましい。除去する成分としては、吸尽されず表面に付着している難燃剤(A)、染料、化合物(B)、化合物(C)等が挙げられる。ソーピング工程や還元洗浄工程などに使用する剤としては、精練剤、洗浄剤、浸透剤、ソーピング剤、還元洗浄剤、湿潤剤、乳化剤、キレート剤、金属封鎖剤、界面活性剤、分散剤、消泡剤、オリゴマー除去剤、酸化剤、還元剤(二酸化チオ尿素、ハイドロサルファイトなど)、アルカリ剤(苛性ソーダ、ソーダ灰など)、酸等が挙げられる。ソーピング工程や還元洗浄工程における処理方法は特に制限はないが、水で希釈した浴中に繊維材料を浸漬した状態で常温以上、好ましくは50℃以上で、1〜120分間処理を行い、その後、洗浄、すすぎ、脱水、乾燥等を行う。
本発明の難燃性繊維の製造方法は、難燃処理工程後、他の薬剤の加工工程を有してもよい。加工方法としては、特に制限はないが、例えば、加工薬剤を水で希釈した浴中に繊維材料を浸漬して、加工薬剤の成分を付着させた後、繊維材料を熱処理し、乾燥させる。このときの温度は、80〜220℃が好ましく、100℃〜200℃がさらに好ましい。
付着は、パディング法、スプレー法、コーティング法等によって行うことができる。また、熱処理は、乾熱処理及び湿熱処理のいずれでもよい。例えば、スプレー−ドライ−キュア方式、パッド−ドライ−スチーム方式、パッド−スチーム方式、パッド−ドライ−キュア方式等が挙げられる。このときの加工薬剤としては、染料、顔料、蛍光増白剤、難燃剤、紫外線吸収剤、浸透剤、湿潤剤、乳化剤、キレート剤、金属封鎖剤、精練剤、洗浄剤、消泡剤、帯電防止剤、吸水剤、親水剤、防汚剤、SR剤、抗菌剤、防臭剤、抗かび剤、消臭剤、抗ウイルス剤、抗アレルゲン剤、柔軟剤、撥水撥油剤、深色化剤、硬仕上げ剤、合成樹脂、可縫性向上剤、架橋剤、溶剤等が挙げられる。これらは1種又は2種以上を併用してもよい。
本発明の難燃性繊維において、難燃処理工程後、水溶性の難燃剤を加工することが好ましい。水溶性の難燃剤としては、リン酸、亜リン酸、次亜リン酸、トリポリリン酸、ポリリン酸、スルファミン酸、硫酸などの塩が好ましく、例えば、ポリリン酸アンモニウム、リン酸グアニジン、スルファミン酸グアニジン、スルファミン酸アンモニウム、環式ホスホン酸エステル、リン酸エタノールアミン、ジメチルリン酸グアニジン、ジメチルホスフィン酸グアニジン、リン酸グアニル尿素、メチルリン酸グアニル尿素、メチルホスホン酸グアニル尿素、ヒドロキシエタンジホスホン酸塩、ニトリロトリスメチレンホスホン酸塩等が挙げられる。
本発明の難燃性繊維の製造方法では、難燃処理工程後、アクリル樹脂、ウレタン樹脂などの合成樹脂エマルジョンや合成樹脂溶液を加工してもよい。加工方法に特に制限はなく、コーティング、パッド、スプレー処理などを挙げることができる。コーティング処理としては、エアナイフコーター、ロールコーター、ブレードコーター、バーコーター、ブラシコーター、グラビアコーターなどを使用することができる。合成樹脂エマルジョンや合成樹脂溶液には、他の難燃剤等の他の成分を含有してもよい。
[繊維用難燃加工薬剤]
本発明の繊維用難燃加工薬剤は、繊維材料に対して難燃性を付与するために用いられ、本発明の難燃性繊維の製造方法において好適に使用できる。本発明の繊維用難燃加工薬剤は、臭素系難燃剤及びリン系難燃剤から選ばれる少なくとも1種の難燃剤(A)、上記一般式(1)で表される化合物(B1)及び上記一般式(3a)で表される構成単位と上記一般式(3b)で表される構成単位とを有するポリエステル(B2)から選ばれる少なくとも1種の化合物(B)及び水を含有するものである。難燃加工薬剤が難燃剤(A)と化合物(B)とを含有することで、熱処理により溶融した難燃剤(A)の乳化性を向上させるとともに、起泡性を抑制することで、スペック汚れや缶体汚染を低減することができる。また、繊維材料に対して、良好な難燃性を付与することができる。難燃剤(A)、化合物(B)及び水の詳細については、本発明の難燃性繊維の製造方法で記載したものと同様である。
繊維用難燃加工薬剤に占める難燃剤(A)の割合は、1〜60重量%が好ましく、10〜50重量%がより好ましく、20〜50重量%がさらに好ましい。
難燃加工薬剤における化合物(B)の割合は、難燃剤(A)100重量部に対して、1〜100が好ましく、1〜50重量部がより好ましく、2〜30重量部がさらに好ましい、該割合が1重量部未満の場合、スペック汚れや缶体汚染を低減できないことがある。一方、該割合が100重量部超の場合、繊維用難燃加工薬剤の安定性が低下したり、難燃剤(A)の吸尽性が低下したり、堅牢度の低下が生じたり、染色時に併用した場合に緩染効果が大きくなることがある。
繊維用難燃加工薬剤は、さらに、上記一般式(6)で表される化合物(C)を含有することが好ましい。化合物(C)をさらに含有することで、難燃剤(A)の乳化性及び分散性を向上させるとともに、化合物(B)を乳化させることで起泡性を抑制し、スペック汚れや缶体汚染を低減することができる。
難燃加工薬剤における化合物(C)の割合は、難燃剤(A)100重量部に対して、1〜200重量部が好ましく、1〜100重量部がより好ましく、1〜50重量部がさらに好ましい、該割合が1重量部未満の場合、スペック汚れや缶体汚染を低減できないことがある。一方、該割合が200重量部超の場合、繊維用難燃加工薬剤の安定性が低下したり、難燃剤(A)の吸尽性が低下したり、堅牢度の低下が生じたり、染色時に併用した場合に緩染効果が大きくとなることがある。
化合物(B)と化合物(C)の重量比(B/C)は、100/0〜1/99が好ましく、99/1〜1/99がより好ましく、95/5〜5/95がさらに好ましく、50/50〜5/95が特に好ましい。
難燃加工薬剤における難燃剤(A)のメジアン粒径(D50)は、特に限定はないが、経時的な安定性に優れ、本願発明の効果をより発揮させる点で、5μm以下が好ましく、0.2〜2.0μmがより好ましく、0.2〜1.0μmがさらに好ましい。該メジアン粒径が5μm超では、経時的な安定性及び吸尽性に劣ることがある。
難燃剤(A)を水に乳化、溶解、分散させるために、本発明の効果を阻害しない範囲で、化合物(B)及び化合物(C)を除く界面活性剤等を使用してもよい。当該界面活性剤としては、本発明の難燃性繊維の製造方法で記載したもの同様である。
また、難燃剤(A)を水などに乳化、溶解、分散させる方法についても、本発明の難燃性繊維の製造方法で記載したもの同様である。
本発明の難燃加工薬剤において、難燃剤(A)を水などに乳化、溶解、分散させる方法としては、上記の公知の方法で行うことができるが、難燃剤(A)を水などに乳化、溶解、分散させた後、化合物(C)により乳化させた化合物(B)を配合してもよい。
また、本発明の難燃加工薬剤は、本発明の効果を阻害しない範囲で、難燃剤(A)、化合物(A)及び化合物(B)以外の他の界面活性剤や他の成分を含んでもよい。他の界面活性剤や他の成分としては、発明の難燃性繊維の製造方法で記載した浴中に含まれる成分と同様である。
[繊維用難燃加工助剤]
本発明の繊維用難燃加工助剤は、臭素系難燃剤及びリン系難燃剤から選ばれる少なくとも1種の難燃剤(A)を用いて繊維材料を難燃加工する際に使用されるものである。つまり、難燃剤(A)を含まないも剤を意味する。加工助剤は、本発明の難燃性繊維の製造方法において、好適に使用できる。発明の難燃性繊維の製造方法において、繊維用難燃加工薬剤とは別に繊維用難燃加工助剤を用いることにより、難燃剤(A)と化合物(B)の割合、さらには化合物(C)の割合の調整を容易にすることができ、本発明の効果を最大限に発揮させる調整が容易となる。
本発明の繊維用難燃加工助剤は、上記一般式(1)で表される化合物(B1)及び上記一般式(3a)で表される構成単位と上記一般式(3b)で表される構成単位とを有するポリエステル(B2)から選ばれる少なくとも1種の化合物(B)を含有する。化合物(B)の詳細については、本発明の難燃性繊維の製造方法で記載したものと同様である。繊維用難燃加工助剤に占める化合物(B)の割合は、1〜99重量%が好ましく、5〜70重量%がより好ましく、10〜50重量%がさらに好ましい。
本発明の繊維用難燃加工助剤は、水、溶剤を含有することが好ましく、繊維用難燃加工助剤の安定性を向上させるとともに、浴中に投入した際に、容易に乳化、可溶化させることができることから、溶剤を含有することが好ましい。
本発明の繊維用難燃加工助剤は、さらに、上記一般式(6)で表される化合物(C)を含有することが好ましい。化合物(C)の詳細については、本発明の難燃性繊維の製造方法で記載したものと同様である。繊維用難燃加工助剤に占める化合物(C)の割合は、1〜99重量%が好ましく、2〜70重量%がより好ましく、20〜70重量%がさらに好ましい。
本発明の繊維用難燃加工助剤は、経時的な安定性が良好であることから、均一透明液であることが好ましく、水で希釈した際に、化合物(B)が乳化することが好ましい。
繊維用難燃加工助剤に占める化合物(B)と化合物(C)の合計の重量割合は、経時的な安定性が良好であり、均一透明液にでき、水で希釈した際に化合物(B)の乳化安定性が良好であることから、20〜100重量%が好ましく、40〜95重量%がより好ましく、50〜95重量%がさらに好ましい。
化合物(B)と化合物(C)の重量比(B/C)は、100/0〜1/99が好ましく、99/1〜1/99がより好ましく、95/5〜5/95がさらに好ましく、40/60〜20/80が特に好ましい。
また、本発明の難燃加工助剤は、本発明の効果を阻害しない範囲で、化合物(A)及び化合物(B)以外の他の界面活性剤や他の成分を含んでもよい。他の界面活性剤や他の成分としては、発明の難燃性繊維の製造方法で記載した浴中に含まれる成分と同様である。
〔難燃性繊維〕
難燃性繊維は、本発明の難燃性繊維の製造方法により得られる。難燃性繊維において、繊維材料には、難燃剤(A)が付着しており、化合物(B)及び化合物(C)は、通常、繊維材料から取り除かれる。
難燃性繊維において、難燃剤(A)の繊維材料への付着量は、繊維材料の種類や組織、繊維材料に付着する他の繊維加工剤の種類や付着量等の条件により異なるので特に限定はないが、難燃性繊維(付着物を含む繊維全体)に対して0.01〜50重量%が好ましく、0.1〜30重量%がさらに好ましく、0.5〜15重量%が特に好ましい。該付着量が0.01重量%未満では、繊維材料に十分な難燃性を付与することができないことがある。一方、該付着量が50重量%超では、得られる難燃性繊維の風合が悪くなるとともに、難燃効果が飽和状態になり経済的でないことがある。なお、本発明でいう付着量とは、処理した繊維材料の乾燥重量に対する、処理した繊維材料に付着している難燃剤(A)との重量比である。
難燃性繊維における臭素系難燃剤とリン系難燃剤の付着重量比(臭素系難燃剤/リン系難燃剤)について、特に限定はないが、100/0〜5/95であることが好ましく、95/5〜5/95がより好ましく、95/5〜50/50がさらに好ましく、95/5〜70/30が特に好ましい。
難燃性繊維において、化合物(B)及び/又は化合物(C)の繊維材料への付着量は、繊維材料の種類や組織、繊維材料に付着する他の加工剤の種類や付着量等の条件により異なるので特に限定はないが、難燃性繊維に対して、0〜10重量%が好ましく、0〜5重量%がさらに好ましい。
難燃性繊維において、染料を含むことが好ましい。染料としては、分散染料、カチオン染料、酸性染料、酸性媒染染料、金属錯塩染料、直接染料、反応染料、建染染料などが挙げられ、好ましくは、分散染料、カチオン染料である。さらに好ましくは分散染料である。染料の付着量は、難燃性繊維に対して、0.01〜50重量%が好ましく、0.01〜20重量%がより好ましく、0.1〜10重量%がさらに好ましい。
難燃性繊維において、紫外線吸収剤を含むことが好ましい。紫外線吸収剤としては、難燃加工薬剤で例示したものと同様な成分を挙げることができる。紫外線吸収剤の含有量は、難燃性繊維に対して、0.01〜10重量%が好ましく、0.01〜3重量%がより好ましく、0.05〜1重量%がさらに好ましい。
難燃性繊維において、本発明の効果を損なわない範囲でこれ以外の他の成分を含んでいてもよい。他の成分としては、たとえば、顔料、蛍光増白剤、艶消し剤、難燃剤、紫外線吸収剤、浸透剤、湿潤剤、乳化剤、キレート剤、金属封鎖剤、精練剤、洗浄剤、消泡剤、帯電防止剤、吸水剤、親水剤、防汚剤、SR剤、抗菌剤、防臭剤、抗かび剤、消臭剤、抗ウイルス剤、抗アレルゲン剤、遮熱加工剤、柔軟剤、撥水撥油剤、深色化剤、硬仕上げ剤、合成樹脂、可縫性向上剤、架橋剤、溶剤等が挙げられる。これらは1種又は2種以上を併用してもよい。
難燃性繊維は、自動車、航空機、鉄道、船舶などの車輌内装材;ふとん、マットレス、シーツ、枕、カバー、毛布、タオルケットなどの寝具;防災頭巾、防火服などの衣類;カーテン、ブラインド、ソファ、椅子、ざぶとん、暗幕、壁紙、展示用合板、繊維板、どん帳、工事用シート、じゅうたん、カーペット、テーブルクロス、クッション、障子、ふすま、テント、インテリアなどの多くの用途に用いることができる。
難燃性繊維は、UL−94垂直燃焼試験、UL−94薄手材料垂直燃焼試験、JIS−L−1091のA法(ミクロバーナー法、メッケルバーナー法、水平法、垂直法)、B法(表面燃焼試験)、C法(燃焼速度試験)、D法(接炎試験)、E法(酸素指数法試験)、JIS−D−1201、FMVSS−302法(自動車用内装材の燃焼試験)などの燃焼試験に適用される用途などに用いることが好ましい。
以下の実施例及び比較例で本発明を詳細に説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。
〔評価方法〕
〔難燃性評価方法〕
1)コイル法
JIS−L−1091のD法に従い、接炎回数を測定した。タテ、ヨコ各5回測定し、その最小値を算出した。最小値は、3以上が好ましく、4以上がさらに好ましい。
2)45°ミクロバーナー法
JIS−L−1091のA−1法に従い、残炎時間を測定した。タテ、ヨコ各5回測定し、その最大値を算出した。最大値は、3秒以下が好ましく、1秒以下がさらに好ましい。
〔スペック防止性、缶体汚染性、泡性の評価方法〕
水が投入されたミニカラー専用ポット内(容積450mL)に、調製した難燃加工薬剤を1g/L及び難燃加工助剤を1g/Lの濃度になるよう投入し、酢酸/酢酸ナトリウム緩衝液でpH4.5に調整して、難燃加工浴を調製した。その後、編立て油剤であるブリアンC−1820(2g/L、松本油脂製薬株式会社製)を浴内に投入した。その際の想定繊維材料量は10g、想定浴比としては、1:20とした。
次に、難燃加工浴のみをミニカラーにて処理した。処理条件としては、1分間に2℃の割合で135℃まで加温し、135℃を60分間保った。その後、冷却し60℃になったところで、ポット内部の泡性評価を以下の基準で行った。また、難燃加工浴を黒色ろ紙を用いてろ過を行った。スペック防止性評価は黒色ろ紙を自然乾燥させた状態で、以下の基準で行った。また、缶体汚染性は、ミニカラー専用ポットの汚れ度合いを以下の基準で行った。
・スペック防止性評価基準
○:ろ紙に難燃剤がほとんど着かない。
○−:ろ紙に難燃剤によるオイルスポットあるいは凝集物がわずかにみられる。
△:ろ紙の一部に難燃剤によるオイルスポットあるいは凝集物がみられる(○と×の中間レベル)。
×:ろ紙全面に難燃剤によるオイルスポットあるいは凝集物がみられる。
・缶体汚染性評価基準
○:ミニカラー専用ポット内に難燃剤の汚れがほとんどみられない。
○−:ミニカラー専用ポット内にわずかに難燃剤の汚れがみられる。
△:ミニカラー専用ポット内の一部に難燃剤の汚れがみられる。
×:ミニカラー専用ポット内全体に難燃剤の汚れがみられる。
・泡性評価方基準
○:ミニカラー専用ポット内に泡がほとんどみられない。
△:ミニカラー専用ポット内に泡がみられ、泡体積がポットの空間体積の半分以下である。
×:ミニカラー専用ポット内に泡がみられ、泡体積がポットの空間体積の半分以上である。
〔スペック防止性2、缶体汚染性2の評価方法〕
以下の点を変更する以外は上記のスペック防止性、缶体汚染性の評価方法と同様にして、スペック防止性2、缶体汚染性2を評価した。
・編立て油剤であるブリアンC−1820の代わりに、分散染料であるKayalon Polyester Black RV−SF300(6g/L、日本化薬株式会社製)を用いること。
・黒色ろ紙の代わりに白色ろ紙を用いること。
・スペック防止性評価基準及び缶体汚染性評価基準において、「難燃剤」を「難燃剤及び染料」と読み替えること。
[化合物(B)の製造例]
〔製造例1〕
2000mL4つ口フラスコに、オレイン酸280g、POE(13)スチレン化フェノール(POE(13)とは、オキシエチレン基の繰返し数の平均が13であるという意味である。また、スチレン化フェノールのスチレン化度は重量比でモノ:ジ:トリ=15:50:35である。)890gを入れ、240℃で6時間撹拌した。POE(13)スチレン化フェノールのオレイン酸エステルを含み、20℃の水に溶解しない化合物(B−1)が1152g得られ、酸価は5であった。
〔製造例2〕
2000mL4つ口フラスコに、ステアリン酸280g、POE(10)スチレン化クレゾール(クレゾールはp−クレゾール:m−クレゾール=50:50であり、スチレン化クレゾールのスチレン化度は重量比でモノ:ジ=50:50である。)680gを入れ、240℃で6時間撹拌した。POE(10)スチレン化クレゾールのステアリン酸エステルを含む、20℃の水に溶解しない化合物(B−2)が940g得られ、酸価は4であった。
〔製造例3〕
2000mL4つ口フラスコに、ステアリン酸560g、ポリエチレングリコール(平均分子量600)600gを入れ、240℃で6時間撹拌した。ポリエチレングリコールのステアリン酸ジエステルを含む、20℃の水に溶解しない化合物(B−3)が1120g得られ、酸価は4であった。
〔製造例4〕
2000mL4つ口フラスコに、ヤシ油脂肪酸402g、ポリエチレングリコール(平均分子量300)310gを入れ、240℃で6時間撹拌した。ポリエチレングリコールのヤシ油脂肪酸ジエステルを含む、20℃の水に溶解しない化合物(B−4)が700g得られ、酸価は4であった。
〔製造例5〕
2000mL4つ口フラスコに、なたね油脂肪酸570g、ポリエチレングリコール(平均分子量600)600gを入れ、240℃で6時間撹拌した。ポリエチレングリコールのなたね油脂肪酸ジエステルを含む、20℃の水に溶解しない化合物(B−5)が1114g得られ、酸価は5であった。
〔製造例6〕
2000mL4つ口フラスコに、なたね油脂肪酸570g、ポリエチレングリコールポリプロピレングリコールブロック共重合物(オキシエチレンとオキシプロピレンの重量比は60:40である。平均分子量1000)1000gを入れ、240℃で6時間撹拌した。ポリエチレングリコールのなたね油脂肪酸ジエステルを含む、20℃の水に溶解しない化合物(B−6)が1513g得られ、酸価は5であった。
〔製造例7〕
2000mL4つ口フラスコに、ひまし油脂肪酸670g、ポリエチレングリコール(平均分子量600)600gを入れ、240℃で6時間撹拌した。ポリエチレングリコールのひまし油脂肪酸ジエステルを含む、20℃の水に溶解しない化合物(B−7)が1113g得られ、酸価は5であった。
〔製造例8〕
2000mL4つ口フラスコに、ヤシ油脂肪酸400g、ポリプロピレングリコールブロック共重合物(オキシエチレンとオキシプロピレンの重量比は30:70である。平均分子量2000)1500gを入れ、250℃で8時間撹拌した。ポリプロピレングリコールブロック共重合物のヤシ油脂肪酸ジエステルを含む、20℃の水に溶解しない化合物(B−8)が1857g得られ、酸価は4であった。
〔製造例9〕
2000mL4つ口フラスコに、ベヘン酸370g、ポリプロピレングリコールブロック共重合物(オキシエチレンとオキシプロピレンの重量比は40:60である。平均分子量1500)1500gを入れ、250℃で8時間撹拌した。ポリプロピレングリコールブロック共重合物のベヘン酸ジエステルを含む、20℃の水に溶解しない化合物(B−9)が1837g得られ、酸価は4であった。
〔製造例10〕
2000mL4つ口フラスコに、ラウリン酸200g、POEO(4/8ブロック)ジベンジルフェノール860gを入れ、240℃で6時間撹拌した。POEO(4/8ブロック)ジベンジルフェノールのラウリン酸エステルを含む、20℃の水に溶解しない化合物(B−10)が1040g得られ、酸価は5であった。
〔製造例11〕
2000mL4つ口フラスコに、エチレングリコール300g、ジエチレングリコール200g、1,4−ブタンジオール90g、テレフタル酸332g、イソフタル酸332g、アジピン酸146gを仕込み、窒素下、生成する水を留出除去しながら200℃で4時間反応を行った。続いて、触媒として三酸化アンチモン150mgを添加し、徐々に系を減圧にし、240℃、減圧度20mmHgで3時間反応させた。次に無水トリメリット酸192gを入れ、250℃、常圧で1時間反応させ、重量平均分子量8500のポリエステル化合物(B−11)が得られた。これを苛性ソーダ40gの入った水2000gに投入し、溶解した後、水で調整し、ポリエステル化合物(B−11)の30重量%水溶液を得た。
〔製造例12〕
2000mL4つ口フラスコに、エチレングリコール300g、重量平均分子量が2000のポリエチレングリコール200g、テレフタル酸332g、イソフタル酸332g、セバシン酸202gを仕込み、窒素下、生成する水を留出除去しながら200℃で4時間反応を行った。続いて、触媒として三酸化アンチモン150mgを添加し、徐々に系を減圧にし、260℃、減圧度5mmHgで3時間反応させた。次に無水トリメリット酸192gを入れ、250℃、常圧で1時間反応させ、重量平均分子量15000のポリエステル化合物(B−12)が得られた。これを苛性ソーダ40gの入った水2000gに投入し、溶解した後、水で調整し、ポリエステル化合物(B−12)の30重量%水溶液を得た。
〔製造例13〕
2000mL4つ口フラスコに、エチレングリコール400g、ネオペンチルグリコール200g、テレフタル酸332g、イソフタル酸498gを仕込み、窒素下、生成する水を留出除去しながら200℃で4時間反応を行った。続いて、触媒として三酸化アンチモン150mgを添加し、260℃で3時間反応させた。次に無水トリメリット酸96gを入れ、250℃、常圧で1時間反応させ、重量平均分子量5000のポリエステル化合物(B−13)が得られた。これをアンモニア17gの入った水2000gに投入し、溶解した後、水で調整し、ポリエステル化合物(B−13)の30重量%水溶液を得た。
〔製造例14〕
2000mL4つ口フラスコに、エチレングリコール400g、ジエチレングリコール200g、テレフタル酸166g、イソフタル酸166g、マレイン酸9g、無水トリメリット酸19gを仕込み、窒素下、生成する水を留出除去しながら200℃で4時間反応を行った。続いて、触媒として三酸化アンチモン150mgを添加し、260℃で3時間反応させた。次にポリオキシエチレン(20)ジスチリルフェニルエーテル113gを入れ、250℃、減圧度5mmHgで3時間反応させ、重量平均分子量10000のポリエステル化合物(B−14)が得られた。これをアンモニア2gの入った水2000gに投入し、溶解した後、水で調整し、ポリエステル化合物(B−14)の30重量%水溶液を得た。
〔製造例15〕
2000mL4つ口フラスコに、エチレングリコール400g、1,6−ヘキサンジオール236g、テレフタル酸332g、イソフタル酸332g、M−ester(三光株式会社製)520gを仕込み、窒素下、生成する水を留出除去しながら200℃で4時間反応を行った。続いて、触媒として三酸化アンチモン150mgを添加し、徐々に系を減圧にし、260℃、減圧度5mmHgで3時間反応させた。次に無水トリメリット酸46gを入れ、250℃、常圧で1時間反応させ、重量平均分子量20000のポリエステル化合物(B−15)が得られた。これを苛性ソーダ40gの入った水2000gに投入し、溶解した後、水で調整し、ポリエステル化合物(B−15)の30重量%水溶液を得た。
〔製造例16〕
2000mL4つ口フラスコに、エチレングリコール500g、テレフタル酸332g、M−ester(三光株式会社製)520gを仕込み、窒素下、生成する水を留出除去しながら200℃で4時間反応を行った。続いて、触媒として三酸化アンチモン150mgを添加し、徐々に系を減圧にし、260℃、減圧度5mmHgで3時間反応させ、重量平均分子量13000のポリエステル化合物(B−16)が得られた。これをアンモニア6gの入った水2000gに投入し、溶解した後、水で調整し、ポリエステル化合物(B−16)の30重量%水溶液を得た。
〔製造例17〕
2000mL4つ口フラスコに、ポリエステル化合物(B−11)425g、無水マレイン酸9gを仕込み、窒素下、150℃で1時間反応を行った。これを苛性ソーダ60gの入った水1000gに投入し、溶解した後、アクリル酸72g、過硫酸アンモニウム1gを入れ、80℃で3時間反応させ、水で調整し、重量平均分子量9000のポリエステル化合物(B−17)の30重量%水溶液を得た。
〔製造例18〕
2000mL4つ口フラスコに、ポリエステル化合物(B−13)500g、無水ピロメリット酸22g、5−スルホイソフタル酸ジメチルナトリウム塩29gを仕込み、窒素下、250℃で1時間反応を行った。これを苛性ソーダ14gの入った水1000gに投入し、水で調整し、重量平均分子量6000のポリエステル化合物(B−18)の30重量%水溶液を得た。
〔製造例19〕
2000mL4つ口フラスコに、ポリエステル化合物(B−13)500g、無水マレイン酸8g、無水コハク酸7gを仕込み、窒素下、150℃で1時間反応を行った。これをジメチルエタノールアミン20gの入った水1000gに投入し、水で調整し、重量平均分子量6000のポリエステル化合物(B−19)の30重量%水溶液を得た。
〔製造例20〕
2000mL4つ口フラスコに、テレフタル酸ジメチル88g、5−スルホイソフタル酸ジメチルナトリウム塩15g、重量平均分子量が3000のポリエチレングリコール310g、エチレングリコール68gおよび三酸化アンチモン150mg、酢酸亜鉛150mgを仕込み、窒素下、生成する水を留出除去しながら200℃で4時間反応を行った。続いて、徐々に系を減圧にし、260℃、減圧度5mmHgで3時間反応させ、重量平均分子量15000の、化合物(B)ではないポリエステル化合物(D−1)が得られた。これをN,N−ジメチルホルムアミド300gに溶解した後、水で調整し、ポリエステル化合物(D−1)の30重量%水溶液を得た。
[化合物(C)の製造例]
〔製造例21〕
2000mL4つ口フラスコに、POE(13)スチレン化フェノール(POE(13)とは、オキシエチレン基の繰返し数の平均が13であるという意味である。また、スチレン化フェノールのスチレン化度は重量比でモノ:ジ:トリ=15:50:35である。)1335g、無水リン酸71gを入れ、130℃で6時間撹拌した。冷却しながら、トリエタノールアミン150gを入れ、POE(13)スチレン化フェノールのセスキホスフェートのトリエタノールアミン塩を含む化合物(C−1)が1550g得られた。
〔製造例22〕
2000mL4つ口フラスコに、POE(10)スチレン化クレゾール(クレゾールはp−クレゾール:m−クレゾール=50:50であり、スチレン化クレゾールのスチレン化度は重量比でモノ:ジ=50:50である。)1000g、無水リン酸71gを入れ、130℃で6時間撹拌した。冷却しながら、トリエタノールアミン150gを入れ、POE(10)スチレン化クレゾールのセスキホスフェートのトリエタノールアミン塩を含む化合物(C−2)が1217g得られた。
〔製造例23〕
2000mL4つ口フラスコに、POE(3)スチレン化ノニルフェノール(ノニルフェノールはp−ノニルフェノール:m−ノニルフェノール=90:10であり、スチレン化ノニルフェノールのスチレン化度は重量比でモノ:ジ=50:50である。)842g、無水リン酸47g、75%リン酸44gを入れ、130℃で6時間撹拌した。冷却しながら、トリエタノールアミン150gを入れ、POE(10)スチレン化ノニルフェノールホスフェートのトリエタノールアミン塩を含む化合物(C−3)が1070g得られた。
〔製造例24〕
2000mL4つ口フラスコに、POE(4)スチレン化クレゾール(クレゾールはp−クレゾール:m−クレゾール=30:70であり、スチレン化クレゾールのスチレン化度は重量比でモノ:ジ=50:50である。)958g、スルファミン酸200gを入れ、130℃で4時間撹拌した。POE(4)スチレン化クレゾールサルフェートのアンモニウム塩を含む化合物(C−4)が1149g得られた。
〔製造例25〕
2000mL4つ口フラスコに、POEO(3/7ランダム)スチレン化フェノール(POEO(3/7ランダム)とは、オキシエチレン基とオキシプロピレン基の繰返し数の平均が3と7のランダム付加体であるという意味である。スチレン化フェノールのスチレン化度は重量比でジ:トリ:テトラ=10:80:10である。)1780g、スルファミン酸200gを入れ、130℃で4時間撹拌した。POEO(3/7ランダム)スチレン化フェノールサルフェートのアンモニウム塩を含む化合物(C−5)が1966g得られた。
〔製造例26〕
2000mL4つ口フラスコに、POE(3)スチレン化フェノール(スチレン化フェノールのスチレン化度は重量比でジ:トリ:テトラ=10:80:10である。)1080g、スルファミン酸200gを入れ、130℃で4時間撹拌した。POE(3)スチレン化フェノールサルフェートのアンモニウム塩を含む化合物(C−6)が1266g得られた。
〔製造例27〕
2000mL4つ口フラスコに、POE(30)α−メチルスチレン化クレゾール(クレゾールはp−クレゾール:m−クレゾール=30:70であり、α−メチルスチレン化クレゾールのα−メチルスチレン化度は重量比でモノ:ジ=50:50である。)1593g、スルファミン酸100gを入れ、130℃で4時間撹拌した。POE(30)α−メチルスチレン化クレゾールのアンモニウム塩を含む化合物(C−7)が1589g得られた。
〔製造例28〕
2000mL4つ口フラスコに、POE(3)スチレン化フェノール(スチレン化フェノールのスチレン化度は重量比でモノ:ジ:トリ=15:50:35である。)765g、モノクロロ酢酸100gを入れ、130℃で6時間撹拌した。冷却しながら、ジエタノールアミン105gを入れ、POE(3)スチレン化フェノールのメチルカルボン酸のジエタノールアミン塩を含む化合物(C−8)が961g得られた。
[リン系難燃剤の製造例]
〔製造例29〕
(p−クレゾール(和光純薬株式会社製、純度99.70重量%、フェノール0.10重量%、o−クレゾール0.20重量%含有)716gと塩化アルミニウム16gを入れ、80℃でオキシ三塩化リン335gを2時間かけてゆっくり滴下し、発生する塩化水素は除去した。滴下終了後、120℃で3時間熟成した。反応物を90℃に冷却し、苛性ソーダ5重量%液を500g投入し、90℃で1時間攪拌した。水相は除去し、反応物を冷水に投入し、1時間洗浄し、脱水し、さらに水で1時間洗浄した。脱水、乾燥させ、トリ−p−クレジルホスフェートの純度が99.1%で白色固体である、融点78℃のリン系難燃剤(A−1)が770g得られた。
[難燃加工薬剤a1〜a22の製造例]
表1、2にそれぞれ示す配合成分(重量部)をデスパ型攪拌機に加え、25℃で十分に攪拌及び分散させた。その後、スターミルZRS(アシザワファインテック株式会社製)を用いて、得られたスラリー液を25℃で6時間微粒子化し、難燃加工薬剤をそれぞれ調製した。なお、表1に示したPOE(10)スチレン化クレゾールとは、ポリオキシエチレンスチレン化クレゾールであって、そのオキシエチレン基の繰返し数の平均が10であるという意味である。また、スチレン化クレゾールのスチレン化度は重量比でモノ:ジ:トリ=10:80:10である。クレゾールは、m−クレゾール:p−クレゾール=50〜60:40〜50(重量比)のクレゾールを使用した。表1、2のトリス(2,3−ジブロモプロピル)イソシアヌレートはFCP−660CN(融点115℃)(鈴祐化学株式会社製)を使用し、エチレンビステトラブロモフタルイミドはSAYTEX BT−93(融点456℃)(アルベマール日本株式会社製)を使用し、ビス(3,5−ジブロモ−4−ジブロモプロピルオキシフェニル)スルホンはFCP−65(融点115℃)(鈴祐化学株式会社製)を使用した。トリフェニルホスフィンオキサイドは、TPPO(融点150℃)(ケイアイ化成株式会社製)を使用し、トリフェニルホスフェートは、TPP(融点49℃)(大八化学工業株式会社製)を使用し、ナフチルジフェニルホスフェートは、NDPP(融点52℃)(大八化学工業株式会社製)を使用した。
[難燃加工助剤b1〜b40の製造例]
表3〜6にそれぞれ示す配合成分(重量部)を調合機に加え、20℃で十分に攪拌させ、難燃加工助剤をそれぞれ調製した。
(実施例1〜77、比較例1〜20)
表7〜10にそれぞれ示す調製した難燃加工薬剤、難燃加工助剤を用いて、スペック防止性、缶体汚染性、泡性を評価した。
次に、調製した難燃加工薬剤、難燃加工助剤を用いて、下記の難燃加工条件で難燃加工を行い、難燃性ポリエステル繊維を得た。得られた難燃性ポリエステル繊維(表では「加工上り」と示す)について、難燃性を評価した。また、得られた難燃性ポリエステル繊維について、JIS−L−1091の方法により水洗い洗濯を5回行った後(表では「洗濯5回後」と示す)、及びJIS−L−1018の方法によりドライクリーニングを5回行った後(表では「DC5回後」と示す)、難燃性を評価した。これらの結果を表4〜6に示す。
[難燃加工]
ミニカラー染色機(テクサム技研社製)のミニカラー専用染色ポット(容積450mL)内に、水、染色同浴精練剤であるマーポンISD−1(松本油脂製薬(株)製)2g/L、均染剤であるマーポマーベリンB−70(松本油脂製薬(株)製)1g/L、難燃加工薬剤及び難燃加工助剤を表3、4に示す量を投入し、続いてKayalon Polyester Black RV−SF300(2重量%owf、日本化薬株式会社製)を30〜35℃の水に溶きながら投入し、その後、酢酸/酢酸ナトリウム緩衝液でpH4.5に調整して、染色浴を調製した。
次に、ポリエステルトロピカル生機10gを、調製した染色浴に投入し、ミニカラーにて処理した。その際の浴比としては、1:20であった。処理条件としては、1分間に2℃の割合で135℃まで加温し、135℃を30分間保った。その後、冷却し70℃になったところで、染色浴を廃棄し、5分間水洗いを行った。
次に、ソーピング剤であるマーポマーベリンS−1520(松本油脂製薬株式会社製)1g/L、ハイドロサルファイト2g/L、苛性ソーダ2g/Lを含む浴で、浴比1:20、温度80℃の条件で、15分間ソーピング処理を行い、水洗し、160℃で1分乾燥し、難燃性ポリエステル繊維を得た。
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実施例1〜77は、難燃性、スペック防止性、缶体汚染性、泡性のいずれもが優れている。それに対して、比較例1〜20は、難燃性、スペック防止性、缶体汚染性、泡性において、いずれかが劣っている。

Claims (10)

  1. 臭素系難燃剤及びリン系難燃剤から選ばれる少なくとも1種の難燃剤(A)と、下記一般式(1)で表される化合物(B1)及び下記一般式(3a)で表される構成単位と下記一般式(3b)で表される構成単位とを有するポリエステル(B2)から選ばれる少なくとも1種の化合物(B)とを含有する浴中で、繊維材料を熱処理する工程を含む、難燃性繊維の製造方法。
    Figure 2014224336
    (ただし、式中、Rは炭素数1〜30の炭化水素基である。Rは炭素数1〜30の炭化水素基又は下記一般式(2)で表される官能基である。AOは炭素数2〜4のオキシアルキレン基である。Zは単結合又はカルボニル基である。lは0〜50の整数である。)
    Figure 2014224336
    (ただし、式中、Rは水素原子又は炭素数1〜24の炭化水素基である。Yは炭素数7〜16のアラルキル基である。mは1〜4の整数である。)
    Figure 2014224336
    (ただし、式中、Aは炭素数1〜24の炭化水素基である。Aは炭素数1〜24の炭化水素基である。A及びAは、それぞれ独立して炭素数2〜8の炭化水素基である。Wは、カルボキシル基、下記一般式(4)で表される官能基、下記一般式(5)で表される官能基又はそれらの塩である。aは1〜100、bは1〜100の整数である。[AO]又は[AO]を構成するAO又はAOは、同一でもよく、異なっていてもよい。)
    Figure 2014224336
    Figure 2014224336
  2. 前記化合物(B)の割合が、前記難燃剤(A)100重量部に対して、1〜100重量部である、請求項1に記載の難燃性繊維の製造方法。
  3. 前記浴中において、下記一般式(6)で表される化合物(C)をさらに含有する、請求項1又は2に記載の難燃性繊維の製造方法。
    Figure 2014224336
    (ただし、式中、Rは水素原子又は炭素数1〜24の炭化水素基である。AOは炭素数2〜4のオキシアルキレン基である。Yは炭素数7〜16のアラルキル基である。Mは水素原子又はアニオン性基である。nは0〜50の整数である。pは1〜4の整数である。)
  4. 前記化合物(C)の割合が、前記難燃剤(A)100重量部に対して、1〜200重量部である、請求項3に記載の難燃性繊維の製造方法。
  5. 前記難燃剤(A)の融点が40〜150℃である、請求項1〜4のいずれかに記載の難燃性繊維の製造方法。
  6. 前記臭素系難燃剤が、トリス(2,3−ジブロモプロピル)イソシアヌレートである、請求項1〜5のいずれかに記載の難燃性繊維の製造方法。
  7. 臭素系難燃剤及びリン系難燃剤から選ばれる少なくとも1種の難燃剤(A)、下記一般式(1)で表される化合物(B1)及び下記一般式(3a)で表される構成単位と下記一般式(3b)で表される構成単位とを有するポリエステル(B2)から選ばれる少なくとも1種の化合物(B)及び水を含有する、繊維用難燃加工薬剤。
    Figure 2014224336
    (ただし、式中、Rは炭素数1〜30の炭化水素基である。Rは炭素数1〜30の炭化水素基又は下記一般式(2)で表される官能基である。AOは炭素数2〜4のオキシアルキレン基である。Zは単結合又はカルボニル基である。lは0〜50の整数である。)
    Figure 2014224336
    (ただし、式中、Rは、水素原子又は炭素数1〜24の炭化水素基である。Yは炭素数7〜16のアラルキル基である。mは1〜4の整数である。)
    Figure 2014224336
    (ただし、式中、Aは炭素数1〜24の炭化水素基である。Aは炭素数1〜24の炭化水素基である。A及びAは、それぞれ独立して炭素数2〜8の炭化水素基である。Wは、カルボキシル基、下記一般式(4)で表される官能基、下記一般式(5)で表される官能基又はそれらの塩である。aは1〜100、bは1〜100の整数である。[AO]又は[AO]を構成するAO又はAOは、同一でもよく、異なっていてもよい。)
    Figure 2014224336
    Figure 2014224336
  8. さらに、下記一般式(6)で表される化合物(C)を含有する、請求項7に記載の繊維用難燃加工薬剤。
    Figure 2014224336
    (ただし、式中、Rは水素原子又は炭素数1〜24の炭化水素基である。AOは炭素数2〜4のオキシアルキレン基である。Yは炭素数7〜16のアラルキル基である。Mは水素原子又はアニオン性基である。nは0〜50の整数である。pは1〜4の整数である。)
  9. 臭素系難燃剤及びリン系難燃剤から選ばれる少なくとも1種の難燃剤(A)を用いて繊維材料を難燃加工する際に使用される繊維用難燃加工助剤であって、
    下記一般式(1)で表される化合物(B1)及び下記一般式(3a)で表される構成単位と下記一般式(3b)で表される構成単位とを有するポリエステル(B2)から選ばれる少なくとも1種の化合物(B)を含有する、繊維用難燃加工助剤。
    Figure 2014224336
    (ただし、式中、Rは炭素数1〜30の炭化水素基である。Rは炭素数1〜30の炭化水素基又は下記一般式(2)で表される官能基である。AOは炭素数2〜4のオキシアルキレン基である。Zは単結合又はカルボニル基である。lは0〜50の整数である。)
    Figure 2014224336
    (ただし、式中、Rは水素原子又は炭素数1〜24の炭化水素基である。Yは炭素数7〜16のアラルキル基である。mは1〜4の整数である。)
    Figure 2014224336
    (ただし、式中、Aは炭素数1〜24の炭化水素基である。Aは炭素数1〜24の炭化水素基である。A及びAは、それぞれ独立して炭素数2〜8の炭化水素基である。Wは、カルボキシル基、下記一般式(4)で表される官能基、下記一般式(5)で表される官能基又はそれらの塩である。aは1〜100、bは1〜100の整数である。[AO]又は[AO]を構成するAO又はAOは、同一でもよく、異なっていてもよい。)
    Figure 2014224336
    Figure 2014224336
  10. さらに、下記一般式(6)で表される化合物(C)を含有する、請求項9に記載の繊維用難燃加工助剤。
    Figure 2014224336
    (ただし、式中、Rは水素原子又は炭素数1〜24の炭化水素基である。AOは炭素数2〜4のオキシアルキレン基である。Yは炭素数7〜16のアラルキル基である。Mは水素原子又はアニオン性基である。nは0〜50の整数である。pは1〜4の整数である。)
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