JPS61266614A - 耐炎性ポリエステル繊維構造物 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発呵は、耐炎性を有するポリエステル繊維構造物に関
するものである。

（従来の技術） −ａに、ポリエステル、特にポリエチレンテレフタレー
トは優れた機械的特性及び化学的特性を有し、衣料用、
産業用等の繊維として広く利用されている。

ところで、近年、火災予防の観点から合成繊維の耐炎性
への要請が強まっており、特にポリエステル繊維は、衣
類やカーペット、カーテン、車両用座席シート等に大量
に使用されているので、対応策の確立が急がれている。

従来、ポリエステルに耐炎性を付与する方法は種々提案
されており、ポリエステルにリン化合物を含有させる方
法が有効であるとされている（例えば特公昭５５−４１
６１０号、特公昭５６−９１７８号、特開昭５４−１１
６０５２号）。

しかし、ポリエステルにリン化合物を含有させて耐炎性
を付与する場合、一般に、リン化合物の残存率が低いた
めリン化合物をかなり多量に添加しなければならず、（
１）ポリエステルのゲル化が生じる。（２）ジエチレン
グリコール副生によりポリエステルの融点が低下する。

（３）ポリエステルの色調が悪化する。（４）紡糸、延
伸等の各工程で有毒なガスを発生しやすいといった問題
があった。

本発明者らは、先に特定のホスフィン酸化合物を用いる
とこのような問題が解決されることを見出した（特願昭
５９−９７７１７号、特願昭５９−１０４９８０号）。

しかし、このようなホスフィン酸化合物を用いても、一
旦着火した場合、その部分が溶融落下して着火した部分
の火は消えるが、溶融落下した部分が下で燃焼を続ける
ことがあり、その部分に可燃物があると延焼するという
問題があった。

（発明が解決しようとする問題点） 本発明は、ポリエステルの物性や製糸性を悪化させるこ
とがなく、溶融落下性が高いと同時に。

接炎時に着火しにくいという優れた耐炎性を示すポリエ
ステル繊維構造物を提供しようとするものである。

（問題点を解決するための手段） 本発明は、上記目的を達成するものでその要旨は次のと
おりである。

ポリエチレンテレフタレートを主成分とするポリエステ
ル繊維構造物であって、下記の式で表される基を有する
リン化合物をポリエステルの構成単位に対してリン原子
として１〜１０モル％及び有機ケイ素化合物をポリエス
テルに対して１〜３０重量％含有することを特徴とする
耐炎性ポリエステル繊維構造物。

（Ａｒは芳香族基であり、ベンゼン環は低級アルキル基
又はハロゲンで置換されていてもよい、）本発明におい
てポリエステルを形成する主成分はテレフタル酸及びエ
チレングリコールであるがイソフタル酸、４−オキシ安
息香酸、５−ナトリウムスルホイソフタル酸、アジピン
酸、トリメリット酸、ジエチレングリコール、プロピレ
ングリコール、１．４−シクロヘキサンジメタツール、
　１．４−ブタンジオール、ペンタエリスリトール等を
共重合成分として少量使用してもよい。

本発明において、リン化合物の含有量は、ポリエステル
の構成単位に対してリン原子として１〜１０モル％、有
機ケイ素化合物の含有量は、ポリエステルに対して１〜
３０重量％とする必要がある。リン化合物の量が１モル
％未満あるいは有機ケイ素化合物の量が１重量％未満の
場合には耐炎性の付与効果が不充分であり、リン化合物
の量が１０モル％を超えたり、を機ケイ素化合物の量が
３０重量％を超える場合にはポリエステル繊維として必
要な強度を保つに必要な重合度に到達する以前にゲル化
が生じたり、ポリエステル本来の良好な物理的性質が損
われたり、ポリマーをチップ化する際のカッティング調
子が悪くなったり、あるいは紡糸性、延伸性が損なわれ
る等操業性を悪化させたりして好ましくない。

本発明においてリン化合物及び有機ケイ素化合物は、単
一繊維中に含有されている必要はなく。

ポリエステル繊維構造物（マルチフィラメント。

トウ、ステープル、紡績糸、織物１編物、不織布などを
いう）全体として前記の含有量となるように両者を含有
していればよい。

本発明においてリン化合物をポリエステル中に含有させ
るためには、前記式の末端が水素原子の化合物をポリエ
ステルに混合するか、前記式の末端をエステル形成性官
能基ｘ１．ｘ！とした化合物をポリエステルに共重合す
ればよい。

ＸＩ、Ｘｔの具体例としては２次のようなものが挙げら
れる。

−ＣＲ’、　　−（Ｒ”０）、Ｈ。

１０、 −　（Ｒ”　Ｏ）　ｎ　ＣＨｔ　ＣＨＣＨｔ（ＲＩは水
素原子又は低級アルキル基Ｉ　Ｒ”は低級アルキレン基
、鵠は１〜２０．ｎは０〜２０の整数。）本発明におけ
るリン化合物は、　９．１０−ジヒドロー９−オキサ−
１０−フォスノアフェナントレン−１０−オキサイド（
ＨＣＡと略称）とｐ−ベンゾキノン、１．４−ナフトキ
ノン、０−ベンゾキノン。

２．６−ナフトキノン、４，４−ジフェノキノンなどの
キノン類とをエチルセルソルブ等の溶媒中で加熱反応さ
せることにより、前記ＸＩ、ＸｔがＨとなった化合物を
得、必要に応じてこの部分にエステル形成性基を導入す
ることにより得られる。

例えば、　ＨＣＡとキノン類との反応物と相当するカル
ボン酸無水物とを加熱反応させたり、　ＨＣＡとキノン
類との反応物のアルカリ金属塩とアルキレンカーボネー
ト、アルキレンオキサイド、ポリアルキレンオキサイド
あるいはそのモノ又はジグリシジルエーテルやエビハロ
ヒドリンとを反応させることにより、前記のようなエス
テル形成性基を導入することができる。

上記リン化合物はそのまま共重合ポリエステルの合成に
供してもよいし、テレフタル酸及び／又はイソフタル酸
等の酸成分と反応させたモノマー。

オリゴマー又はポリマーの形にして使用してもよい。

また１本発明で用いられる有機ケイ素化合物としてはポ
リオルガノシロキサン化合物やシランカップリング剤が
挙げられる。

ポリオルガノシロキサン化合物としては、ポリジアルキ
ルシロキサン、ポリジアリールシロキサン、ポリアルキ
ルアリールシロキサン、例えばポリジメチルシロキサン
、ポリジフェニルシロキサン、ポリメチルフェニルシロ
キサンあるいはこれらの化合物の末端基をヒドロキシル
基に置換したポリオルガノシロキサンジオールが挙げら
れる。

これらのうちでもポリオルガノシロキサンジオールがポ
リエステルとの反応性やポリエステル中への分散性が良
好であり、好ましく用いられる。そして、ポリオルガノ
シロキサン化合物は分子量６００〜ｉｓｏ、ｏｏｏのも
のが好ましい。

一方、シランカフブリング剤としては、メチルトリメト
キシシラン、ジメチルジメトキシシラン。

γ−メルカプトプロピルトリメトキシシラン。

Ｎ−（）リメトキシシリルブロピル）−エチレンジアミ
ン、ビニルトリアセトキシシラン等の如く末端のケイ素
原子にチオール基、アルコキシ基。

カルボキシル基、アミノ基、ビニル基あるいはエポキシ
基等が結合した有機ケイ素化合物が挙げられる。

有機ケイ素化合物をポリエステル中に含有させるには２
例えばポリエステルの反応系に重縮合を完結する以前の
任意の時点で所定量添加して重縮合を完結させればよい
。

本発明においてポリエステル繊維を製造する方法は特に
制約されないが１例えば■リン化合物及び有機ケイ素化
合物の両者を重縮合反応完結までの任意の時期に添加し
て重縮合し、得られたポリエステルを紡糸、延伸する重
縮合時添加方法、■リン化合物及び有機ケイ素化合物を
それぞれ別途に含有させたポリエステルを紡糸完結まで
の任意の時期に混合して紡糸し、延伸する紡糸時ブレン
ド方法、■リン化合物及び有機ケイ素化合物をそれぞれ
別途に含有させたポリエステルをいわゆるサイドバイサ
イド型、海島型、芯鞘型に複合紡糸し、延伸する複合紡
糸方法、■リン化合物及び有機ケイ素化合物をそれぞれ
別途に含有させたポリエステル繊維を延伸時に混繊する
延伸混繊方法。

■リン化合物及び有機ケイ素化合物をそれぞれ別途に含
有させたポリエステル繊維を製織１編成時に混ぜる方法
、■ステーブルの場合には、リン化合物及び有機ケイ素
化合物をそれぞれ別途に含有させたポリエステル繊維を
紡績時に混合する混合紡績方法等により製造でき、これ
らの方法の中から用途に合わせて任意に選択すればよい
。

本発明において、ポリエステル繊維の製造に用いるポリ
エステルを製造する際の重縮合反応は。

０．０１〜１０關Ｈｇ程度の減圧下で、２６０〜３１０
℃。

好ましくは２７５〜２９０℃の温度で、所定の重合度の
ものが得られるまで行えばよい。

また１重縮合反応は触媒の存在下に行われ、触媒として
は従来一般に用いられているアンチモン。

チタン、ゲルマニウム、亜鉛、スズ、コバルト等の金属
化合物やスルホサリチル酸、０−スルホ安息香酸無水物
等の有機スルホン酸化合物が好ましく用いられる。触媒
の添加量はポリエステルを構成する酸成分１モルに対し
てｌＸｌ０−’〜ｌＸｌ０−”モル、好ましくは５　Ｘ
ｌ０−’〜５Ｘ１０””モル、より好ましくはＩ　Ｘｌ
０−’〜３Ｘ１０−”モルとするのが適当である。

なお９本発明においてヒンダードフェノール化合物のよ
うな安定剤、コバルト化合物、蛍光剤。

染料のような色調改良剤、二酸化チタンのような顔料等
の添加物を共存させてもさしつかえない。

なお、リン化合物及び有機ケイ素化合物の添加量は９重
縮合時又は紡糸時にこれらが一部飛散することを考慮し
て、最終的にポリエステル繊維構造物としたときの含有
量が所定の量となるように添加することが必要である。

紡出された繊維は必要に応じて、連続的に又は別工程で
延伸、熱処理されるが、捲縮加工、薬液による処理等の
高次加工に付してもよい。

（作　用） 本発明のポリエステル繊維構造物が優れた耐炎性を示す
理由は明らかではないが、接炎時に本発明で用いたリン
化合物がポリエステルの熱分解と脱水とを促進し、溶融
落下を助長すると同時に有機ケイ素化合物が燃焼表面を
二酸化ケイ素で被覆して酸素を遮断し、良好な耐炎性効
果が発現するものと考えられる。

なお、リン化合物により耐炎性を付与する場合。

その効果はリン原子の含有量とともに、リン化合物の構
造により大きな影響を受けるが１本発明で用いる特定の
ホスフィン酸誘導体は顕著な耐炎性付与効果を有するも
のである。

前記リン化合物単独では溶融落下性には優れているが、
自己消火性に乏しいという欠陥があり。

一方、有機ケイ素化合物は接炎時に着火しに（（。

自己消火性には優れているものの、溶融落下性に乏しい
という欠陥があったが２本発明に従って特定のリン化合
物と有機ケイ素化合物を共存させることによって接炎時
に着火しにくり、自己消火性や溶融落下性がそれぞれの
化合物が単独の場合よりも数段価れたものになるという
驚ろくべき著しい相乗効果が奏されるのである。

（実施例） 次に実施例をあげて本発明を記述する。

なお、実施例においてポリエステルの極限粘度〔η〕は
フェノールと四塩化エタンとの等重量混合物を溶媒とし
て、温度２０．０℃で測定した値である。

ポリエステル中のリン原子の含有量及びケイ素原子の含
有量はケイ光Ｘ線法により定量した。

第１，２表における「リン含量」はポリエステルの構成
単位に対するリン原子としてのモル％を示し、「ケイ素
含量」はポリエステルに対するケイ素化合物の重量％を
示す。

また、耐炎性は常法に従って紡糸、延伸して得た糸を筒
編地にし、その１ｇを長さ１０．０ｃｍに丸めて１０．
０ｍ＋ｓ径の針金コイル中に挿入し、４５度の角度に保
持して、下端からミクロバーナー（口径０．６４＋＋＋
ｍ）で点火し、火源を遠ざけて消火した場合は再び点火
を繰り返し、全試料が燃焼しっくすまでに要する点火回
数を求め、５個の試料についての点火回数（接炎回数と
記す）で表した。

また１着火性は次の４段階で評価した。

◎：接炎後３０秒以上しないと着火しない。

○；接炎後１５〜３０秒で着火する。

Δ：接炎後５〜１５秒で着火する。

×：接炎後５秒以内で着火する。

実施例Ｉ ＨＣＡとｐ−ベンゾキノンとをエチルセロソルブ溶媒中
で９０℃の温度で反応させた反応物（ＰＢＱ・ＨＣＡ　
）とやや過剰の無水酢酸を反応させ、　ＰＢＱ　・ＨＣ
Ａのジアセテート体のリン化合物（融点　１４７．６〜
１４８．９℃）を得た。

このリン化合物と０．８倍モルのテレフタル酸及び０．
２倍モルのイソフタルを触媒として０−スルホ安息香酸
無水物を酸成分に対して３Ｘ１０−’モル使用して２７
０℃の窒素気流下で４時間反応させた後９さらに３０ト
ルで１．５時間、１トルで４時間反応させて、含リンポ
リエステルを製造した。

次に、テレフタル酸とエチレングリコールとのエステル
化反応物（ＢＨＥＴ）の存在するエステル化反応槽にテ
レフタル酸とエチレングリコールとのモル比１：１．６
のスラリーを連続的に供給し、２５０’Ｃ、０，０５ｋ
ｇ／ｃｓｉ　Ｇで滞留時間を８時間として反応させ１反
応率９５％のＢＨＥＴを連続的に得、これに分子量６５
，０００のポリジメチルシロキサンジオールを１０重量
％を添加し、同時に触媒としてジメチルスズマレエート
をポリエステルを構成する酸成分１モルに対し１．５　
Ｘｌ０−’モル添加し、２８０℃に昇温し、減圧下に重
縮合してケイ素化合物含有ポリエステルを得た。

上記含リンポリエステルとケイ素化合物含有ポリエステ
ルとをリン原子がポリエステルの構成単位に対して５．
０モル％となるように混合した。

得られたポリエステルを常法により溶融紡糸。

延伸して得た繊維の特性値を第１表に示す。

実施例２〜４．比較例１〜４ リン化合物及び有機ケイ素化合物の種類及び添加量を変
えたこと以外は実施例１と同様に行った結果を第１表に
示す、（第１表において、ＮＱ−ＨＣＡはｐ−ベンキノ
ンの代わりに１．４−ナフトキノンを用いたものを示す
。

実施例５ ＢＨＥＴを重合槽において２７０℃に加熱し、　　ＰＢ
Ｑ・ＨＣＡのアルカリ金属塩とエチレンオキサイドとを
反応させて得たリン化合物を１０モル％添加し。

二酸化アンチモンを触媒として２．ＯＸｌ０−’モル／
酸成分モル添加し、２８０℃、０．２ｍＨｇで２時間重
縮合し、極限粘度が０．７２のポリエステル（Ａ）を得
た。

また、　ＢＨＥＴを重合槽において２７０℃に加熱し。

分子量６５．０００のポリジメチルシロキサンジオール
を２０重量％添加し、二酸化アンチモンを触媒として２
．ＯＸｌ０−’モル／酸成分モル添加し、２８０℃。

０．２　ｓａｎｇで２時間重縮合し、極限粘度が０．５
４のポリエステル（Ｂ）を得た。

上記ポリエステル（Ａ）とポリエステル（Ｂ）とを重量
比５５：４５の割合でエクストルーダー中で溶融混合し
、常法により紡糸、延伸して得た繊維の特性値を第２表
に示す。

実施例６ 実施例５におけるポリエステル（Ａ）とポリエステル（
Ｂ）とを常法によって鞘芯型複合用紡糸装置を用いて製
糸した。得られた複合糸の特性値を第２表に示す。

実施例７ 実施例５におけるポリエステル（Ａ）からなる７５デニ
ール３６フイ゛ラメントのマルチフィラメントと実施例
５におけるポリエステル（Ｂ）からなる７５デニール３
６フイラメントのマルチフィラメントを製造し２両者を
延伸時に分糸１合糸して混繊糸（７５デニール３６フイ
ラメント）を得た。

得られた混繊糸の特性値を第２表に示す。

実施例８ 実施例５におけるポリエステル（Ａ）からなるステーブ
ル５０重量％とポリエステル（Ｂ）からなるステーブル
５０重量％とを線条混紡し２次いで粗紡機、精紡機を通
して紡績糸を得た。

得られた紡績糸の特性値を第２表に示す。

第２表 （発明の効果） 本発明によれば、ポリエステルの物性や製糸性を悪化さ
せることがなく、溶融落下性が高いと同時に、接炎時に
着火しに（いという優れた耐炎性を示すという高性能の
ポリエステル繊維構造物を安定して製造することが可能
となる。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）ポリエチレンテレフタレートを主成分とするポリ
   エステル繊維構造物であって、下記の式で表される基を
   有するリン化合物をポリエステルの構成単位に対してリ
   ン原子として１〜１０モル％及び有機ケイ素化合物をポ
   リエステルに対して１〜３０重量％含有することを特徴
   とする耐炎性ポリエステル繊維構造物。 ▲数式、化学式、表等があります▼ （Ａｒは芳香族基であり、ベンゼン環は低級アルキル基
   又はハロゲンで置換されていてもよい。）