JP5309355B2

JP5309355B2 - 繊維の加工方法

Info

Publication number: JP5309355B2
Application number: JP2006154004A
Authority: JP
Inventors: 隆中村; 亘山田
Original assignee: Daiwa Chemical Industries Ltd
Current assignee: Daiwa Chemical Industries Ltd
Priority date: 2006-05-02
Filing date: 2006-05-02
Publication date: 2013-10-09
Anticipated expiration: 2026-05-02
Also published as: JP2007297757A

Description

本発明は、繊維及び紙に用いられる防炎剤とその処理方法に関する。

従来自動車等に使用される合成繊維系の材料に使用されている防炎加工剤はハロゲン系の防炎剤と金属酸化物、例えばデカブロモジフェニルエーテルと三酸化アンチモンが用いられていた。近年焼却時のダイオキシンの発生によりハロゲンを含まない加工剤が望まれる様になって来ている。ところがノンハロゲン系はハロゲン系に比べ防炎性能が弱く、又は耐水性に劣るという欠点を持っている。例えばポリリン酸アンモニウムにマイクロカプセル化処理を行い耐水性の向上（特許文献１参照）を試みているが、エマルジョン樹脂との相溶性や製品安定性の向上には有用であるが耐水性が弱いという問題点がある。車両用シートを製造する工程において高温のスチーム処理が行われる時に耐水性が弱いと加工薬剤が水に溶け出し滑りを生じさせたり、その処理された加工布が乾燥すると生地表面に白っぽいシミ（キワツキ）が発生する。水への耐水性を更に向上させるべくホルムアルデヒド処理されたマイクロカプセル化物の使用（特許文献２参照）が考えられており、滑りやキワツキの減少には有用であるがＶＯＣ（揮発性有機化合物）の成分の一つであるホルマリンの発生が問題と指摘されている。

特開２００３−１７１８７８公報特開２００１−２６２４６６公報

本発明の課題は、上記問題点に鑑み、繊維の風合いを損ねるおそれを防ぎつつ、ホルムアルデヒド等のＶＯＣの発生をさせず、滑り、キワツキ等の商品価値を下げる物性を排除し、洗濯などを行っても維持される防炎加工を得る事にある。

これらの問題を解決する為に水に対しての溶解度が殆ど無く、ホルムアルデヒド等のＶＯＣも含まない特定のホスフィン酸塩（下記燐系化合物（１）及び（２））の１種又は２種以上を５〜３００重量部とハロゲンやＶＯＣを含まない合成樹脂エマルジョン或いは溶液１００重量部（固形分）を使用する事によりキワツキ、滑り、耐洗濯性、ＶＯＣ等の問題を解決できる加工方法を見いだした。

水に対しての溶解度が殆ど無い特定の特定のホスフィン酸塩と合成樹脂エマルジョン或いは溶液１００重量部を使用する事により従来のハロゲン系防炎剤との物性を損なう事の無い繊維及び紙への防炎加工方法を見いだした。

本発明の繊維及び紙への加工において合成樹脂液１００重量部（固形分）に対して特定のホスフィン酸塩の１種又は２種以上を５〜３００重量部混合して得られる防炎加工方法。

本発明に用いる防炎剤は一般名でホスフィン酸塩と呼ばれる。その語はホスフィン酸およびジホスフィン酸並びにそれらの重合体の塩を意味する。

水性媒質中で製造される本発明のホスフィン酸塩は一般に単量体化合物である。高分子量ホスフィン酸塩はまた、製造条件によって特定の状況下で形成される。

本発明のホスフィン酸塩の構成成分として適したホスフィン酸の例には次のものがある：ジメチルホスフィン酸、エチルメチルホスフィン酸、ジエチルホスフィン酸、メチル−ｎ−プロピルホスフィン酸、メタン−ジ（メチルホスフィン酸）、エタン−１，２−ジ（メチルホスフィン酸）、ヘキサン−１，６−ジ（メチルホスフィン酸）、ベンゼン−１，４−ジ（メチルホスフィン酸）、メチルフェニルホスフィン酸およびジフェニルホスフィン酸等が挙げられる。また金属成分としてはカルシウムイオン、マグネシウムイオン、アルミニウムイオン及び／または亜鉛イオンを含む金属炭酸塩、金属水酸化物または金属酸化物が挙げられる。

ホスフィン酸塩としてはジメチルホスフィン酸カルシウム、ジメチルホスフィン酸マグネシウム、ジメチルホスフィン酸アルミニウム、ジメチルホスフィン酸亜鉛、エチルメチルホスフィン酸カルシウム、エチルメチルホスフィン酸マグネシウム、エチルメチルホスフィン酸アルミニウム、エチルメチルホスフィン酸亜鉛、ジエチルホスフィン酸カルシウム、ジエチルホスフィン酸マグネシウム、ジエチルホスフィン酸アルミニウム、ジエチルホスフィン酸亜鉛、メチル−ｎ−プロピルホスフィン酸カルシウム、メチル−ｎ−プロピルホスフィン酸マグネシウム、メチル−ｎ−プロピルホスフィン酸アルミニウム、メチル−ｎ−プロピルホスフィン酸亜鉛、メタンジ（メチルホスフィン酸）カルシウム、メタンジ（メチルホスフィン酸）マグネシウム、メタンジ（メチルホスフィン酸）アルミニウム、メタンジ（メチルホスフィン酸）亜鉛、ベンゼン−１，４−ジ（メチルホスフィン酸）カルシウム、ベンゼン−１，４−ジ（メチルホスフィン酸）マグネシウム、ベンゼン−１，４−ジ（メチルホスフィン酸）アルミニウム、ベンゼン−１，４−ジ（メチルホスフィン酸）亜鉛、メチルフェニルホスフィン酸カルシウム、メチルフェニルホスフィン酸マグネシウム、メチルフェニルホスフィン酸アルミニウム、メチルフェニルホスフィン酸亜鉛、ジフェニルホスフィン酸カルシウム、ジフェニルホスフィン酸マグネシウム、ジフェニルホスフィン酸アルミニウム、ジフェニルホスフィン酸亜鉛が挙げられる。

本発明組成物を加工して得られる繊維製品の外観や物性の点でホスフィン酸塩の粒径は１００μｍ以下、好ましくは２０μｍ以下に粉砕した粉末を用いるのが良い。０．５〜１０μｍの粉末を用いると高い防炎性を示すので特に好ましい。

本発明の防炎剤はホスフィン酸塩以外にはポリリン酸アンモニウム、リン酸メラミン、ピロリン酸メラミン、ポリリン酸メラミン、メラミンシアヌレート、ベンゾグアナミン、メラミン、メラミン縮合体例えばメラム、メレム、メロン等の併用も出来る。又、機能を付与する為の表面処理を施されていても本発明の目的を損なわない範囲なら使用する上において何ら問題がない。

本発明に用いられるハロゲンを含まない合成樹脂としては例えばポリアクリル酸エステル、ポリメタクリル酸エステル等のアクリル系樹脂、エチレン／酢酸ビニル系樹脂、シリコン系樹脂、ポリエステル系樹脂、ＳＢＲのゴム系樹脂であり、１種又は２種以上を使用され、これらの樹脂の共重合された樹脂も含まれる。樹脂性状はエマルジョン状、溶液状、水分散状には拘らない。またこれらの合成樹脂は水系型、溶剤型樹脂のいずれのタイプの物でも用いる事が出来る。

本発明の充填剤、増量剤としては水酸化アルミニウム、水酸化マグネシウム、炭酸カルシウム、酸化亜鉛、ホウ酸亜鉛、酸化チタン、クレー、マイカ、熱膨張性黒鉛等の併用も差し支えない。

本発明の組成には上記材料以外に必要に応じて増粘剤、例えばポリアクリル酸及びその塩、ＨＥＣ、ＣＭＣ、ＭＣ、ポバール、アルカリ増粘型のアクリルエマルジョン等とアンモニア、水酸化ナトリウム等の塩基類、風合い調整剤としてはシリコン系柔軟剤、燐酸エステル系の可塑剤又は活性剤等で乳化を行ったエマルジョン、抗菌剤、防虫剤、耐電防止剤、耐光アップ剤、耐熱向上剤、消泡剤、レベリング剤、防錆剤等本発明の目的を損なわない範囲で配合しても良い。

この様にして得られた組成物を用いて防炎加工を行う繊維は例えばポリエステル、ナイロン、アクリルの合成繊維、ウール、羊毛、絹、羽毛等の動物性繊維の単独使用又は複合使用にも使用出来る。

使用用途としては衣料品や、壁紙、天井材、建材、自動車、航空機、鉄道、船舶などの内装材のシート類、カバー類、幕類、カーペット、フロアーマット、家具、カーテン、エアーフィルター、展示用パネル、ローパーティション、寝具類等や、外装材にも使用可能な工事用シート、工事用ネット、宣伝幕、キャンプ用テント類、車やバイク用のボディーカバー等がある。

これらの繊維製品を加工する手段としてはマングルによる浸漬加工、スプレーによる吹き付け加工、グラビアコーター、ナイフコーターによるコーティング加工等が出来る。

繊維へ加工液の付着量は繊維重量に対して５〜２００質量％好ましくは１０〜１００質量％である。

以下に実施例比較例を示し本発明を説明するが、本発明は下記実施例に制限されるものではない。尚、下記例において部、及び％は質量部、質量％を示す。

〈材料の調製〉
（実施例１）
イオン交換水５０部、非イオン界面活性剤１部、メチルエチルホスフィン酸アルミニウム４０部（粒子径平均６μｍ）、水酸化アルミニウム１０部（粒子径平均８μｍ）、を混合し分散させた。均一に分散後５０％ポリアクリル酸エマルジョンを１００部添加混合後、ＨＥＣ２部添加し増粘を行い３０，０００±３，０００ｍＰ・ａｓに調整を行った。
この様に調製された防炎加工液をポリエステル１００％織物カーシート布（目付２５０ｇ／ｍ^２）にドクターナイフコーターにて生地の裏面へコーティング加工を行った。乾燥は１０５℃で１０分と１５０℃で２分間処理を行った。乾燥後の薬剤付着量は８０ｇ／ｍ^２になるように調整を行った。

（比較例１）
イオン交換水５０部、非イオン界面活性剤１部、ＴＥＲＲＡＪＵＣ−６０（メラミン樹脂被覆ポリリン酸アンモニウム、ＣＢＣ社製）４０部（粒子径平均７μｍ）、水酸化アルミニウム１０部（粒子径平均８μｍ）、を混合し分散させた。均一に分散後５０％ポリアクリル酸エマルジョンを１００部添加混合後、ＨＥＣ２部添加し増粘を行い３０，０００±３，０００ｍＰ・ａｓに調整を行った。
この様に調製された防炎加工液をポリエステル１００％織物カーシート布（目付２５０ｇ／ｍ^２）にドクターナイフコーターにて生地の裏面へコーティング加工を行った。乾燥は１０５℃で１０分と１５０℃で２分間処理を行った。乾燥後の薬剤付着量は８０ｇ／ｍ^２になるように調整を行った。

（比較例２）
イオン交換水５０部、非イオン界面活性剤１部、ＴＥＲＲＡＪＵＳ−１０（ポリリン酸アンモニウム、ＣＢＣ社製）４０部（粒子径平均７μｍ）、水酸化アルミニウム１０部（粒子径平均８μｍ）、を混合し分散させた。均一に分散後５０％ポリアクリル酸エマルジョンを１００部添加混合後、ＨＥＣ２部添加し増粘を行い３０，０００±３，０００ｍＰ・ａｓに調整を行った。
この様に調製された防炎加工液をポリエステル１００％織物カーシート布（目付２５０ｇ／ｍ^２）にドクターナイフコーターにて生地の裏面へコーティング加工を行った。乾燥は１０５℃で１０分と１５０℃で２分間処理を行った。乾燥後の薬剤付着量は８０ｇ／ｍ^２になるように調整を行った。

〈諸性能試験方法〉
（防炎性能）：ＦＭＶＳＳ＃３０２法に準ずる方法で行った。
（耐光堅牢度）：Ｆａｄｅ−Ｏ−ｍｅｔｅｒを使用し８３℃×２００時間照射を行った。
（キワツキ）：加工布の表面に９０℃の熱湯を５ｍｌ滴下させて熱湯を生地に浸透させる。その後室内にて乾燥をさせて生地表面に出てくるシミを目視にて観察を行った。
（滑り）：加工布の裏面に９０℃の熱湯を２ｍｌ滴下させ、熱湯が生地に浸透する前に素早く生地のヌルツキを触感にて判断を行った。
（ホルムアルデヒド測定）：４リットルのにおい袋（近江オドエアサービス（株）製）に１５×１５ｃｍの生地を入れ内部を乾燥エアーを封入し密栓を行い、８０℃で４時間放置後５分室内に放置した後にガス検知管（ガステック社製Ｎｏ．９１Ｌ）にてホルムアルデヒド発生の有無を確認した。

〈材料の調製〉
（実施例２）
イオン交換水５０部、非イオン界面活性剤１部、メチルエチルホスフィン酸アルミニウム５０部（粒子径平均６μｍ）を混合し分散させた。均一に分散後４０％ウレタン樹脂エマルジョンを１００部添加混合後、ＨＥＣ１部添加し増粘を行い２０，０００±２，０００ｍＰ・ａｓに調整を行った。
この様に調製された防炎加工液をポリウレタン製椅子張り用合成皮革（目付３００ｇ／ｍ^２）にドクターナイフコーターにて生地の裏面へコーティング加工を行った。乾燥は１０５℃で１０分と１３０℃で２分間処理を行った。乾燥後の薬剤付着量は１２０ｇ／ｍ^２になるように調整を行った。

（比較例３）
イオン交換水５０部、非イオン界面活性剤１部、ＴＥＲＲＡＪＵＣ−６０（メラミン樹脂被覆ポリリン酸アンモニウム、ＣＢＣ社製）を混合し分散させた。均一に分散後４０％ウレタン樹脂エマルジョンを１００部添加混合後、ＨＥＣ１部添加し増粘を行い２０，０００±２，０００ｍＰ・ａｓに調整を行った。
この様に調製された防炎加工液をポリウレタン製椅子張り用合成皮革（目付３００ｇ／ｍ^２）にドクターナイフコーターにて生地の裏面へコーティング加工を行った。乾燥は１０５℃で１０分と１３０℃で２分間処理を行った。乾燥後の薬剤付着量は１２０ｇ／ｍ^２になるように調整を行った。

（比較例４）
イオン交換水５０部、非イオン界面活性剤１部、ＴＥＲＲＡＪＵＣ−３０（メラミン被覆ポリリン酸アンモニウム、ＣＢＣ社製）を混合し分散させた。均一に分散後４０％ウレタン樹脂エマルジョンを１００部添加混合後、ＨＥＣ１部添加し増粘を行い２０，０００±２，０００ｍＰ・ａｓに調整を行った。
この様に調製された防炎加工液をポリウレタン製椅子張り用合成皮革（目付３００ｇ／ｍ^２）にドクターナイフコーターにて生地の裏面へコーティング加工を行った。乾燥は１０５℃で１０分と１３０℃で２分間処理を行った。乾燥後の薬剤付着量は１２０ｇ／ｍ^２になるように調整を行った。

〈測定方法〉
（防炎性能）：日本防炎協会の防炎製品、布張り家具等の布地の燃焼試験である４５度エアーミックスバーナー法に準ずる方法で行った。
（耐洗濯性）：防炎性能に係る耐洗濯性能の基準（昭和６１年２月２１日付消防庁告示第５号）の水洗い洗濯（洗剤はＪＩＳＫ３３７１に定める弱アルカリ性第１種を使用し水１リットル当たり１ｇ使用した。）、ドライクリーニング方法に基づいて行った。洗濯回数は各５回繰り返し行った。

本発明方法によればハロゲン系防炎剤を使わずに内外装材の繊維及び紙製品の防炎加工が可能となる。使用用途に於ける物性（風合い、耐洗濯性、滑り、キワツキ、耐光性、耐熱性等）の低下もなく防炎加工が出来る。

Claims

アクリル系樹脂、エチレン／酢ビ系樹脂、シリコン系樹脂、ポリエステル系樹脂、ＳＢＲのゴム系樹脂の合成樹脂エマルジョン或いは溶液１００重量部（固形分）に対して下記燐系化合物（１）及び（２）の１種又は２種以上を５〜３００重量部混合して得られる薬剤で処理する事を特徴とする非ハロゲン防炎加工方法。

（式中Ｒ１、Ｒ２は同一又は異なり、線状もしくは分枝状のＣ１〜Ｃ６のアルキル及び／又はアリールもしくはフェニルであり、Ｍはカルシウム、マグネシウム、アルミニウム及び／又は亜鉛でありｍは２又は３である。）

（式中Ｒ１、Ｒ２は同一又は異なり、線状もしくは分枝状のＣ１〜Ｃ６のアルキル及び／又はアリールもしくはフェニルでありＲ３は線状もしくは分枝状のＣ１〜Ｃ１０のアルキレン、Ｃ６〜Ｃ１０のアリーレン又はアルキルアリーレン又はアリールアルキレンであり、Ｍはカルシウム、マグネシウム、アルミニウム及び／又は亜鉛でありｍは２又は３であり、ｎは１又は３であり、ｘは１又は２である。）
請求項１の合成樹脂と燐系化合物を含む処理液により、ポリエステル、ナイロン、アクリル等の合成繊維、ウール、羊毛、絹、羽毛等の動物性繊維の防炎処理を行うことを特徴とする内装材、外装材の処理方法。
防炎加工の対象が車の内装に使用するポリエステル、ナイロン、アクリルの合成繊維、ウール、羊毛、絹、羽毛等の動物性繊維である請求項１記載の方法。
防炎加工の対象が屋内で使用するポリエステル、ナイロン、アクリルの合成繊維、ウール、羊毛、絹、羽毛等の動物性繊維である請求項１記載の方法。
防炎加工の対象が屋内、屋外で使用する産業資材用のポリエステル、ナイロン、アクリルの合成繊維、ウール、羊毛、絹、羽毛等の動物性繊維である請求項１記載の方法。