JP3721211B2 - 織物の難燃化処理法 - Google Patents
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、難燃性を織物に与えるための改善された織物の処理法、および該方法により製造される織物に関する。
【０００２】
【従来の技術および発明が解決すべき課題】
セルロース系織物（例えば綿織物）を含む織物の難燃化処理のための従来の方法は、例えばテトラキス（ヒドロキシオルガノ）ホスホニウム塩等のポリ（ヒドロキシオルガノ）ホスホニウム化合物の水溶液に織物を含浸させることからなる。また、前記ポリ（ヒドロキシオルガノ）ホスホニウム化合物は、尿素等の窒素含有化合物との縮合物を含むこともできる。含浸後、織物は乾燥に付され、次いでアンモニアを用いて硬化させられて、織物の繊維に物理的に固定された硬化水不溶性ポリマーを生じる。硬化後、このポリマーは酸化させられて３価から５価のリン化合物に変換する。そして、繊維は洗浄され、次いで乾燥させられる。
このような方法により処理された織物およびそのような処理済織物で作られた衣料品は、アルブライト＆ウイルソン社（Albright & Wilson Limited）から
PROBAN（登録商標）として販売されている。
【０００３】
従来、この技術分野の当業者の意見として、含浸済織物を硬化前に乾燥させることにより、乾燥させた含浸済織物は１８％以下の湿分量を保持することとなり、それに応じ、ホスホニウム化合物の「含浸量」は４０〜４４％であるに違いないと言われてきた。また、湿分量が１８％を越えると、硬化したホスホニウム化合物の移行が生じ、それにより織物の永久しみを引き起こすことが従来から判っていた。つまり、従来受け入れられてきた最大湿分量である１８％がホスホニウム化合物の最大「含浸量」をも定めており、その結果として、処理済織物の難燃性の上限も定めている。例えば、本発明者らの公開された英国特許出願公開第
2271787 号に記載された、織物に難燃性を取り入れる方法においても、この観念上の限界である１８％は越えられていない。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは、上記課題を解決するべく鋭意研究を続けたところ、予期せぬことに、不利益な影響無しに（特にしみを生じること無く）含浸済織物を２５％までの湿分量に乾燥させることができることを見出し、本発明を完成するに至った。この知見に従えば、ホスホニウム化合物を従来よりも多い「含浸量」とすることができ、それにより従来よりも高レベルの難燃性の達成が可能となる。本発明によるホスホニウム化合物の「含浸量」は、織物の重量に対して５０〜７３％の範囲である。
【０００５】
従って、本発明によれば、織物に難燃性を与えるための織物の処理法であって、下記工程：
（a）織物をポリ（ヒドロキシオルガノ）ホスホニウム化合物の水溶液で含浸する工程；
（b）含浸済織物を乾燥させてその残留湿分量を１３〜２５％の範囲とする工程；
（c）乾燥させた含浸済織物をアンモニアを用いて硬化させて、織物の繊維に物理的に固定された硬化水不溶性ポリマーを生じさせる工程；
（d）織物を、酸化前に少なくとも１時間放置する（batching）工程；
（e）硬化ポリマーを酸化して３価から５価のリン化合物に変換させる工程；および
（f）織物を洗浄し、次いで乾燥工程、を含む織物処理法が提供される。
また、本発明は、上記した方法により処理され、難燃性を有する織物も提供する。
【０００６】
本発明の方法に使用されるポリ（ヒドロキシオルガノ）ホスホニウム化合物は、テトラキス（ヒドロキシアルキル）ホスホニウム塩から本質的になることができる。
または、本発明の方法に使用されるポリ（ヒドロキシオルガノ）ホスホニウム化合物は、テトラキス（ヒドロキシアルキル）ホスホニウム塩と窒素含有化合物との縮合物を含むことができる。
適切なホスホニウム塩は、テトラキス（ヒドロキシメチル）ホスホニウムクロリドである。前記窒素含有化合物は、例えば尿素であることができる。
【０００７】
本発明の工程（b）において、含浸済織物の乾燥は、残留湿分量を１７〜２３％の範囲とするものであることができる。
本発明の工程（e）において、酸化は、適切には、浸潤剤の存在下に過酸化水素により行われることができる。酸化に用いられる過酸化水素の量は、織物の重量に対して２５％までであることができる。適切には、浸潤剤は酸化浴１ｌ当たり約２ｇの量で使用される。
本発明の工程（a）後のホスホニウム化合物の「含浸量」は、織物の重量に対して５０〜７３％の範囲である。
【０００８】
本発明の方法により処理される織物は、セルロース系繊維（例えば綿繊維）から本質的になることができる。
または、処理される織物は、セルロース系繊維および非セルロース系繊維の両方を含むことができる。使用され得る非セルロース系繊維の例示は、ポリアミド繊維、アクリル繊維、アラミド繊維、ポリエステル繊維およびポリベンゾイミダゾール繊維を包含する。
本発明による処理法に適切な織物は、綿繊維を６０％およびポリエステル繊維を４０％含む織物である。
【０００９】
本発明の他の実施態様によれば、英国特許出願公開第 2271787 号に記載の如く、含浸溶液に、１以上の陽子が付加され、かつ中和された第一、第二または第三脂肪族アミンが添加されることができる。
本発明を、以下の説明のためだけの実施例に基づいてより詳細に説明する。
【００１０】
【実施例】
実施例 １
２８０ g/m2 である、黒色で綿１００％の織物をテトラキス（ヒドロキシメチル）ホスホニウムクロリドと尿素との縮合物を含有する水溶液を、英国特許出願公開第 2271787 号に従い陽子付加および中和されたアミンと共に用いて含浸処理した。（幾つかの比較処理においては、陽子付加および中和されたアミンを処理系から排除し；そのようなアミンの存在または不存在を「ITC 628／存在／不存在」の欄を設けて示した。）
【００１１】
処理条件は下記の通りであった：
設定乾燥温度： １２０℃
アンモニア硬化条件（Ｘ２）
流量： ５２ｌ／分
圧力： ２３ PSI
滞留時間： ２１.７秒
【００１２】
１ . １模擬連続酸化
酸化条件
Ｈ2Ｏ2 濃度： Ｘ％（w/w)(表参照）
織物浸漬： １回
織物エアリング： １回
中和条件
Ｎａ2ＣＯ3 濃度： ２０ g/ｌ
織物浸漬： ４回
洗浄剤による洗浄は、３ g/ｌのＮａ2ＣＯ3 と２ g/ｌのＷＡ 100* を含有する浴を用いたジッガー内で、６０℃にて４回行った。
メタ重亜硫酸ナトリウムによる洗浄を、再度ジッガー内で実施した。その際用いた浴は、５ g/ｌのソーダ灰、２ g/ｌのＷＡ 100* および１０ g/ｌのメタ重亜硫酸ナトリウムを含有していた。この洗浄は、６０℃で３回行った。
温水洗を６０℃で４回行い、そして冷水洗をジッガー内で行った。
ここで、前記ＷＡ 100* は、アルキルポリグリコールエーテルから本質的になると信じられる浸潤剤である。
【００１３】
個々の織物試料のための処理条件を下記表Ｉに示し、そして処理終了後および耐久性試験後それぞれにおけるリンおよび窒素の含量を難燃性試験の結果と共に、下記表IIに示す。
【００１４】
【表１】
【００１５】
上記表Ｉに示した全ての処理は「汚れのない」織物を与えた。即ち、硬化したホスホニウム化合物の移行による表面のしみは生じなかった。
【００１６】
【表２】
【００１７】
１ . ２ ジッガーによる酸化
下記酸化条件以外の処理条件は、上記１.１と同様であった。
Ｈ2Ｏ2 濃度： Ｘ％（W/W)(表参照）
回数： ３
放置時間（batch time）： ３分間
結果を下記表IIIおよび表IVに示す。
【００１８】
【表３】
【００１９】
上記表IIIに示した全ての処理は、前記１.１と同様に、「汚れのない」織物を与えた。
【００２０】
【表４】
【００２１】
実施例 ２
上記実施例１の処理を、綿を６０％およびポリエステルを４０％含む綿繻子織りの織物に対して実施したが、その際、陽子付加および中和されたアミンは添加せず、従って「ITC 628：不存在」であった。
２ . １ 表面しみにおける過酸化物濃度の効果
３５％（w/w）濃度の過酸化水素を使用した。結果を下記表Vに示す。
【００２２】
【表５】
【００２３】
２ . ２ 表面しみにおける放置（ batching ）の効果
３５％（w/w）濃度の過酸化水素を再度使用したが、酸化前に３時間に亘って織物を放置した。結果を下記表VIに示す。
【００２４】
【表６】
【００２５】
実施例 ３
さらなる実施例においては、綿繊維を６０％およびポリエステル繊維を４０％含み、長さ１０００ｍ、重さ３１５ g/m2 の綾織物を本発明に従い処理した。
処理条件を下記表VIIに示す。
【００２６】
【表７】
【００２７】
上記表VIIに示した全ての処理は「汚れのない」織物を与えた。即ち、硬化したホスホニウム化合物の移行による表面のしみは生じなかった。
【産業上の利用分野】
本発明は、難燃性を織物に与えるための改善された織物の処理法、および該方法により製造される織物に関する。
【０００２】
【従来の技術および発明が解決すべき課題】
セルロース系織物（例えば綿織物）を含む織物の難燃化処理のための従来の方法は、例えばテトラキス（ヒドロキシオルガノ）ホスホニウム塩等のポリ（ヒドロキシオルガノ）ホスホニウム化合物の水溶液に織物を含浸させることからなる。また、前記ポリ（ヒドロキシオルガノ）ホスホニウム化合物は、尿素等の窒素含有化合物との縮合物を含むこともできる。含浸後、織物は乾燥に付され、次いでアンモニアを用いて硬化させられて、織物の繊維に物理的に固定された硬化水不溶性ポリマーを生じる。硬化後、このポリマーは酸化させられて３価から５価のリン化合物に変換する。そして、繊維は洗浄され、次いで乾燥させられる。
このような方法により処理された織物およびそのような処理済織物で作られた衣料品は、アルブライト＆ウイルソン社（Albright & Wilson Limited）から
PROBAN（登録商標）として販売されている。
【０００３】
従来、この技術分野の当業者の意見として、含浸済織物を硬化前に乾燥させることにより、乾燥させた含浸済織物は１８％以下の湿分量を保持することとなり、それに応じ、ホスホニウム化合物の「含浸量」は４０〜４４％であるに違いないと言われてきた。また、湿分量が１８％を越えると、硬化したホスホニウム化合物の移行が生じ、それにより織物の永久しみを引き起こすことが従来から判っていた。つまり、従来受け入れられてきた最大湿分量である１８％がホスホニウム化合物の最大「含浸量」をも定めており、その結果として、処理済織物の難燃性の上限も定めている。例えば、本発明者らの公開された英国特許出願公開第
2271787 号に記載された、織物に難燃性を取り入れる方法においても、この観念上の限界である１８％は越えられていない。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは、上記課題を解決するべく鋭意研究を続けたところ、予期せぬことに、不利益な影響無しに（特にしみを生じること無く）含浸済織物を２５％までの湿分量に乾燥させることができることを見出し、本発明を完成するに至った。この知見に従えば、ホスホニウム化合物を従来よりも多い「含浸量」とすることができ、それにより従来よりも高レベルの難燃性の達成が可能となる。本発明によるホスホニウム化合物の「含浸量」は、織物の重量に対して５０〜７３％の範囲である。
【０００５】
従って、本発明によれば、織物に難燃性を与えるための織物の処理法であって、下記工程：
（a）織物をポリ（ヒドロキシオルガノ）ホスホニウム化合物の水溶液で含浸する工程；
（b）含浸済織物を乾燥させてその残留湿分量を１３〜２５％の範囲とする工程；
（c）乾燥させた含浸済織物をアンモニアを用いて硬化させて、織物の繊維に物理的に固定された硬化水不溶性ポリマーを生じさせる工程；
（d）織物を、酸化前に少なくとも１時間放置する（batching）工程；
（e）硬化ポリマーを酸化して３価から５価のリン化合物に変換させる工程；および
（f）織物を洗浄し、次いで乾燥工程、を含む織物処理法が提供される。
また、本発明は、上記した方法により処理され、難燃性を有する織物も提供する。
【０００６】
本発明の方法に使用されるポリ（ヒドロキシオルガノ）ホスホニウム化合物は、テトラキス（ヒドロキシアルキル）ホスホニウム塩から本質的になることができる。
または、本発明の方法に使用されるポリ（ヒドロキシオルガノ）ホスホニウム化合物は、テトラキス（ヒドロキシアルキル）ホスホニウム塩と窒素含有化合物との縮合物を含むことができる。
適切なホスホニウム塩は、テトラキス（ヒドロキシメチル）ホスホニウムクロリドである。前記窒素含有化合物は、例えば尿素であることができる。
【０００７】
本発明の工程（b）において、含浸済織物の乾燥は、残留湿分量を１７〜２３％の範囲とするものであることができる。
本発明の工程（e）において、酸化は、適切には、浸潤剤の存在下に過酸化水素により行われることができる。酸化に用いられる過酸化水素の量は、織物の重量に対して２５％までであることができる。適切には、浸潤剤は酸化浴１ｌ当たり約２ｇの量で使用される。
本発明の工程（a）後のホスホニウム化合物の「含浸量」は、織物の重量に対して５０〜７３％の範囲である。
【０００８】
本発明の方法により処理される織物は、セルロース系繊維（例えば綿繊維）から本質的になることができる。
または、処理される織物は、セルロース系繊維および非セルロース系繊維の両方を含むことができる。使用され得る非セルロース系繊維の例示は、ポリアミド繊維、アクリル繊維、アラミド繊維、ポリエステル繊維およびポリベンゾイミダゾール繊維を包含する。
本発明による処理法に適切な織物は、綿繊維を６０％およびポリエステル繊維を４０％含む織物である。
【０００９】
本発明の他の実施態様によれば、英国特許出願公開第 2271787 号に記載の如く、含浸溶液に、１以上の陽子が付加され、かつ中和された第一、第二または第三脂肪族アミンが添加されることができる。
本発明を、以下の説明のためだけの実施例に基づいてより詳細に説明する。
【００１０】
【実施例】
実施例 １
２８０ g/m2 である、黒色で綿１００％の織物をテトラキス（ヒドロキシメチル）ホスホニウムクロリドと尿素との縮合物を含有する水溶液を、英国特許出願公開第 2271787 号に従い陽子付加および中和されたアミンと共に用いて含浸処理した。（幾つかの比較処理においては、陽子付加および中和されたアミンを処理系から排除し；そのようなアミンの存在または不存在を「ITC 628／存在／不存在」の欄を設けて示した。）
【００１１】
処理条件は下記の通りであった：
設定乾燥温度： １２０℃
アンモニア硬化条件（Ｘ２）
流量： ５２ｌ／分
圧力： ２３ PSI
滞留時間： ２１.７秒
【００１２】
１ . １模擬連続酸化
酸化条件
Ｈ2Ｏ2 濃度： Ｘ％（w/w)(表参照）
織物浸漬： １回
織物エアリング： １回
中和条件
Ｎａ2ＣＯ3 濃度： ２０ g/ｌ
織物浸漬： ４回
洗浄剤による洗浄は、３ g/ｌのＮａ2ＣＯ3 と２ g/ｌのＷＡ 100* を含有する浴を用いたジッガー内で、６０℃にて４回行った。
メタ重亜硫酸ナトリウムによる洗浄を、再度ジッガー内で実施した。その際用いた浴は、５ g/ｌのソーダ灰、２ g/ｌのＷＡ 100* および１０ g/ｌのメタ重亜硫酸ナトリウムを含有していた。この洗浄は、６０℃で３回行った。
温水洗を６０℃で４回行い、そして冷水洗をジッガー内で行った。
ここで、前記ＷＡ 100* は、アルキルポリグリコールエーテルから本質的になると信じられる浸潤剤である。
【００１３】
個々の織物試料のための処理条件を下記表Ｉに示し、そして処理終了後および耐久性試験後それぞれにおけるリンおよび窒素の含量を難燃性試験の結果と共に、下記表IIに示す。
【００１４】
【表１】
上記表Ｉに示した全ての処理は「汚れのない」織物を与えた。即ち、硬化したホスホニウム化合物の移行による表面のしみは生じなかった。
【００１６】
【表２】
１ . ２ ジッガーによる酸化
下記酸化条件以外の処理条件は、上記１.１と同様であった。
Ｈ2Ｏ2 濃度： Ｘ％（W/W)(表参照）
回数： ３
放置時間（batch time）： ３分間
結果を下記表IIIおよび表IVに示す。
【００１８】
【表３】
上記表IIIに示した全ての処理は、前記１.１と同様に、「汚れのない」織物を与えた。
【００２０】
【表４】
実施例 ２
上記実施例１の処理を、綿を６０％およびポリエステルを４０％含む綿繻子織りの織物に対して実施したが、その際、陽子付加および中和されたアミンは添加せず、従って「ITC 628：不存在」であった。
２ . １ 表面しみにおける過酸化物濃度の効果
３５％（w/w）濃度の過酸化水素を使用した。結果を下記表Vに示す。
【００２２】
【表５】
２ . ２ 表面しみにおける放置（ batching ）の効果
３５％（w/w）濃度の過酸化水素を再度使用したが、酸化前に３時間に亘って織物を放置した。結果を下記表VIに示す。
【００２４】
【表６】
実施例 ３
さらなる実施例においては、綿繊維を６０％およびポリエステル繊維を４０％含み、長さ１０００ｍ、重さ３１５ g/m2 の綾織物を本発明に従い処理した。
処理条件を下記表VIIに示す。
【００２６】
【表７】
上記表VIIに示した全ての処理は「汚れのない」織物を与えた。即ち、硬化したホスホニウム化合物の移行による表面のしみは生じなかった。
Claims (8)
- セルロース繊維を含有する織物に難燃性を与えるための織物の処理方法であって、下記工程：
（a）織物をポリ（ヒドロキシオルガノ）ホスホニウム化合物の水溶液で含浸する工程であり、該水溶液はテトラキス（ヒドロキシメチル）ホスホニウムクロライドと尿素との縮合物を含み、ホスホニウム化合物の含浸量を織物の重量に対して５０〜７３％の範囲になるようにし、該水溶液はさらに第１級、第２級または第３級脂肪族アミンの１またはそれ以上を含有し、該アミンは該溶液に添加される前に陽子付加および中和されている；
（b）含浸済織物を乾燥させてその残留湿分量を織物の重量に対して１７〜２５％の範囲とする工程；
（c）乾燥させた含浸済織物をアンモニアを用いて硬化させて、織物の繊維に物理的に固定された硬化水不溶性ポリマーを生じさせる工程；
（d）織物を、酸化前に少なくとも１時間放置する工程；
（e）硬化ポリマーを過酸化水素を用いて酸化して３価から５価のリン化合物に変換させる工程；および
（f）織物を洗浄し、次いで乾燥する工程を含むことを特徴とする織物の処理方法。 - 前記工程（b）において、前記含浸済織物を乾燥させてその残留湿分量を織物の重量に対して１９〜２１％の範囲とすることを特徴とする、請求項１に記載の方法。
- 前記酸化工程（e）が、浸潤剤の存在下に行われることを特徴とする請求項１または２に記載の方法。
- 前記工程（e）において使用される過酸化水素の量が、織物の重量に対して２５％までであることを特徴とする、請求項１〜３のいずれか１つに記載の方法。
- 処理される織物が、セルロース系繊維から本質的になることを特徴とする、請求項１〜４のいずれか１つに記載の方法。
- 処理される織物が、セルロース系繊維と非セルロース繊維の両方を含んでいることを特徴とする、請求項１〜４のいずれか１つに記載の方法。
- 前記非セルロース系繊維が、ポリアミド繊維、アクリル繊維、アラミド繊維、ポリエステル繊維またはポリベンゾイミダゾール繊維である、請求項６に記載の方法。
- 前記織物が、綿繊維を６０％およびポリエステル繊維を４０％含んでいることを特徴とする、請求項６または７に記載の方法。
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