JPH081871A - 難燃剤、難燃性ラテックス組成物及び難燃性繊維製品 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 高い難燃性及び強度を有する繊維製品、この
繊維製品を不燃性有毒ガスを発生せずに得るための難燃
剤及び難燃性ラテックス組成物を提供する。 【構成】 固形分濃度１８重量％、ｐＨ９におけるＢＭ
型粘度が２０，０００ｃｐｓであり且つ保水率が２６％
であるアクリル酸エチル−メタクリル酸共重合体のナト
リウム塩の水溶液をカルボキシル変性スチレン−ブタジ
エン共重合体ラテックス（ガラス転移温度−１７℃；メ
タクリル酸２％、スチレン４５％、ブタジエン５１％、
Ｎ−メチロールアクリルアミド２％）に添加して、ハン
ドミキサーを用いて攪拌混合して難燃性ラテックス組成
物を得た。このラテックス組成物をポリエステル繊維生
地の裏面に１ｍ²当り固形分換算で９５ｇ均一に塗布
し、ジュート織布を貼合わせて、１３０℃のオーブン中
に１５分間放置して、モケットを得た。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、難燃剤、難燃性繊維製
品及びこれに用いるラテックス組成物に関する。さらに
詳しくは、高い難燃性及び強度を有する繊維製品、この
繊維製品を不燃性有毒ガスを発生せずに得るための難燃
剤及び難燃性ラテックス組成物に関する。

【０００２】

【従来の技術】自動車、建物に使用するカーペットやモ
ケット；入院患者用寝具、衣類；カーテンなどの繊維製
品には、火災時の延焼を防止するために高い難燃性が要
求される。繊維製品に難燃性を付与する方法としては、
重合体ラテックスを含有する接着剤組成物に難燃剤を配
合し、これを繊維生地に付着する方法が採られてきた。
従来、難燃剤としては、ハロゲン化合物がよく知られて
いる。このハロゲン化合物は、高温度下においてハロゲ
ン化水素などの不燃性ガスを発生し、火炎周辺を酸欠状
態にすることによって、難燃性を発揮するものである。
しかし、ハロゲン化水素などは人体に有害であるので、
火災時にハロゲン化水素などを含む煙にまかれて避難者
が死亡する可能性が高く、防災上問題があった。別の難
燃剤としては、リン酸化合物が知られている。リン酸化
合物は、熱分解することにより可燃物の表面に保護膜を
形成して空気を遮断することによって難燃性を発揮する
ものであるといわれている。しかし、リン酸化合物を用
いた繊維製品は難燃性の効果が不十分であった。また、
水酸化アルミニウムなどの無機充填剤を配合することに
よっても難燃性を高くできることが知られている。水酸
化アルミニウムなどの無機充填剤は、加熱時に結晶水を
放出して可燃物を冷却することによって難燃性を発揮す
るものであるが、無機充填剤を配合すると、繊維製品の
重量が重くなる他に、繊維製品の風合い、強度等に悪影
響がでる場合がある。そこで、ハロゲン化合物、リン酸
化合物、無機充填剤などの従来の難燃剤に代わる新しい
難燃剤が要望される。

【０００３】一方、従来、繊維製品を製造するために使
用するラテックス組成物には、アクリル重合体のアルカ
リ金属塩からなる増粘剤を配合したものが知られてい
る。この増粘剤としては、繊維生地に付着したラテック
ス組成物を高速で乾燥して、製造コストを低減するため
に、水が容易に蒸発するものを使用するのが好ましいと
考えられてきた。しかし、この増粘剤を用いて得られる
繊維製品の難燃性は低かった。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、高い
難燃性及び強度を有する繊維製品、この繊維製品を不燃
性有毒ガスを発生せずに得るための難燃剤及び難燃性ラ
テックス組成物を提供することにある。本発明者らは、
前記目的を達成すべく鋭意検討した結果、特定のアクリ
ル重合体の塩を用いることによって、繊維製品に高い難
燃性を付与することができることを見出し、この知見に
基づいて本発明を完成するに至った。

【０００５】

【課題を解決するための手段】かくして本発明によれ
ば、固形分濃度１８重量％、ｐＨ９における水溶液のＢ
Ｍ型粘度が１０，０００〜５０，０００ｃｐｓであり且
つ保水率が２０％以上であるアクリル重合体の塩からな
る難燃剤が提供される。本発明によれば、前記難燃剤及
び重合体ラテックスを必須成分とする難燃性ラテックス
組成物が提供される。また、本発明によれば、前記難燃
性ラテックス組成物を繊維生地に付着させてなる難燃性
繊維製品が提供される。

【０００６】本発明の難燃剤は、アクリル重合体の塩か
らなるものである。

【０００７】アクリル重合体は、アクリル単量体の単独
重合体又はアクリル単量体とこれと共重合可能な単量体
との共重合体である。

【０００８】アクリル単量体としては、メタクリル酸、
アクリル酸、クロトン酸のごときエチレン性不飽和モノ
カルボン酸；メタクリル酸メチル、メタクリル酸エチ
ル、メタクリル酸ブチル、アクリル酸メチル、アクリル
酸エチル、アクリル酸ブチル、メタクリル酸ヒドロキシ
エチル、アクリル酸ヒドロキシエチル、メタクリル酸２
−アミノエチル、アクリル酸２−アミノエチル、メタク
リル酸グリシジル、アクリル酸グリシジルのごときエチ
レン性不飽和モノカルボン酸エステル；メタクリロニト
リル、アクリロニトリルのごときエチレン性不飽和ニト
リル；メタクリルアミド、Ｎ−メチロールメタクリルア
ミド、ジアセトンメタクリルアミド、Ｎ−メトキシメチ
ルメタクリルアミド、アクリルアミド、Ｎ−メチロール
アクリルアミド、ジアセトンアクリルアミド、Ｎ−メト
キシメチルアクリルアミドなどのごときエチレン性不飽
和モノカルボン酸アミド及びその誘導体が挙げられる。
これらのアクリル単量体のうち、エチレン性不飽和モノ
カルボン酸の量は、アクリル重合体を得るために用いる
全単量体の、通常、２０重量％以上、好ましくは３５重
量％以上である。２０重量％未満では繊維製品の難燃性
が低下傾向になる。エチレン性不飽和カルボン酸以外の
アクリル単量体のは、アクリル重合体を得るために用い
る全単量体の、通常、８０重量％以下、好ましくは６５
重量％以下である。

【０００９】アクリル単量体と共重合可能な単量体とし
ては、スチレン、α−メチルスチレン、ビニルトルエン
等の芳香族ビニル単量体；酢酸ビニル、バーサチック酸
ビニル等のカルボン酸ビニルエステルが挙げられる。こ
れらアクリル単量体と共重合可能な単量体の量は、全単
量体の３０重量％以下、好ましくは２０重量％以下であ
る。

【００１０】アクリル重合体の塩としては、ナトリウム
塩、カリウム塩のごときアルカリ金属塩；アンモニウム
塩；アミン塩が挙げられる。本発明の難燃剤のうちナト
リウム塩はこの難燃剤を用いた繊維製品の難燃性が高い
ので好適である。

【００１１】アクリル重合体の塩は、通常、上記の単量
体を重合した後、中和して得る。重合方法としては、乳
化重合法、溶液重合法などいずれの方法でもよい。中和
に用いる塩基としては、アミン、アンモニア；水酸化ナ
トリウム、水酸化カリウム等が挙げられる。塩基のうち
アルカリ金属の水酸化物、特に水酸化ナトリウムは繊維
製品の難燃性が高くなるので好適である。

【００１２】本発明の難燃剤は、固形分濃度１８重量
％、ｐＨ９における水溶液のＢＭ型粘度が１０，０００
〜５０，０００ｃｐｓ、好ましくは１５，０００〜３
０，０００ｃｐｓのものである。１０，０００ｃｐｓ未
満では難燃性が低下し、逆に５０，０００ｃｐｓを超え
るとこの難燃剤を配合したラテックス組成物の粘度が高
くなるので、アクリル重合体の塩の使用量を少なくしな
ければならないので、繊維製品の難燃性が低下する。Ｂ
Ｍ型粘度は１２ｒｐｍ、２５℃の条件で測定した値であ
る。

【００１３】本発明の難燃剤は、保水率が２０％以上、
好ましくは２５〜４０％のものである。２０％未満のも
のは、高速乾燥に適しているので増粘剤として使用され
ていたが、繊維製品の難燃性が低い。ここで、保水率
は、アクリル重合体の塩を水に溶解し固形分濃度１７重
量％に調製して得られる水溶液を、温度２０℃、相対湿
度６０％の恒温恒湿室に４８時間放置した後の水溶液の
重量を、調製直後の水溶液の重量に対する百分率で表し
た値である。

【００１４】また、本発明の難燃剤は、その水溶液の曳
糸性が、通常、１０ｍｍ以下、好ましくは６ｍｍ以下の
ものである。１０ｍｍを超えると繊維製品の難燃性が低
下する他に、カーペット等の製造におけるロール掛けの
際に難燃性ラテックス組成物が繊維生地から剥がれやす
くなる。曳糸性は固形分濃度１８重量％、ｐＨ９、２５
℃おける水溶液に、ＳＵＳ ０．３φのピンを液面下２
ｍｍに浸し、３００ｍｍ／分で引き上げたときの、曳糸
の長さを測定した値である。

【００１５】本発明の難燃剤の性状は、水溶液、粉末の
いずれでもよいが、繊維製品の難燃性が高くなり且つ重
合体ラテックスとの混合が均一になるので水溶液のもの
が好ましい。本発明の難燃剤は、通常、その水溶液のｐ
Ｈを２５℃の条件において７．０〜１０．０になる範囲
に調整して使用する。

【００１６】本発明の難燃性ラテックス組成物は、前記
の難燃剤及び重合体ラテックスを必須成分とするもので
ある。

【００１７】本発明の難燃性ラテックス組成物において
重合体ラテックスは、水性接着剤として一般に用いられ
ているものであり、通常、カルボキシ変性共重合体のラ
テックスである。

【００１８】カルボキシ変性共重合体ラテックスは、エ
チレン性不飽和カルボン酸と、これと共重合可能な単量
体との共重合体のラテックスである。

【００１９】エチレン性不飽和カルボン酸としては、ア
クリル酸、メタクリル酸、クロトン酸などのエチレン性
不飽和モノカルボン酸；フマル酸、マレイン酸、イタコ
ン酸、ブテントリカルボン酸等のエチレン性不飽和多価
カルボン酸；マレイン酸モノエチル、イタコン酸モノメ
チルなどのエチレン性不飽和多価カルボン酸の部分エス
テル化物；などが挙げられる。エチレン性不飽和カルボ
ン酸の量は、カルボキシ変性共重合体ラテックスを得る
ために用いる全単量体の、通常、０．５〜１０重量％、
好ましくは０．５〜７重量％である。０．５重量％未満
ではラテックス組成物の機械的安定性が低下傾向にな
り、逆に１０重量％を超えるとラテックス組成物の粘度
が高くなり、作業性が悪化傾向になる。

【００２０】エチレン性不飽和カルボン酸と共重合可能
な単量体としては、１，３−ブタジエン、イソプレン、
２、３−ジメチル−１，３−ブタジエン、１，３−ペン
タジエンなどの共役ジエン単量体；スチレン、α−メチ
ルスチレン、ビニルトルエン、クロロスチレンなどの芳
香族ビニル単量体；アクリル酸メチル、アクリル酸エチ
ル、アクリル酸プロピル、アクリル酸ｎ−アミル、アク
リル酸イソアミル、アクリル酸ヘキシル、アクリル酸エ
チルヘキシル、アクリル酸オクチル、アクリル酸ヒドロ
キシエチル、アクリル酸ヒドロキシプロピル、アクリル
酸グリシジル、メタクリル酸メチル、メタクリル酸エチ
ル、メタクリル酸プロピル、メタクリル酸ｎ−アミル、
メタクリル酸イソアミル、メタクリル酸ヘキシル、メタ
クリル酸エチルヘキシル、メタクリル酸オクチル、メタ
クリル酸ヒドロキシエチル、メタクリル酸ヒドロキシプ
ロピル、メタクリル酸グリシジルなどのエチレン性不飽
和カルボン酸エステル；アリルグリシジルエーテル；ア
クリロニトリル、メタクリロニトリルなどのエチレン性
不飽和ニトリル；アクリルアミド、メタクリルアミド、
Ｎ-メチロールアクリルアミド、Ｎ-メチロールメタクリ
ルアミドなどのエチレン性不飽和カルボン酸アミド及び
その誘導体が挙げられる。

【００２１】エチレン性不飽和カルボン酸と共重合可能
な単量体のうち、共役ジエン単量体と芳香族ビニル単量
体との組合せ又はエチレン性不飽和カルボン酸エステル
から選ばれる単量体が好適に用いられる。また、エチレ
ン性不飽和カルボン酸と共重合可能な単量体のうち、Ｎ
-メチロールメタクリルアミド、Ｎ-メチロールアクリル
アミド、アリルグリシジルエーテル、メタクリル酸グリ
シジル、アクリル酸グリシジルなどの架橋性官能基を有
するエチレン性不飽和単量体は、難燃性ラテックス組成
物の繊維に対する接着力が高くなるから、繊維製品の強
度が高くなるので好適である。架橋性官能基を有するエ
チレン性不飽和単量体の量は、通常、１０重量％以下、
好ましくは５重量％以下である。１０重量％を超えると
難燃性ラテックス組成物の粘度が高くなりやすい。

【００２２】本発明の難燃性ラテックス組成物において
重合体ラテックスは、それを構成する重合体のガラス転
移温度が、通常、−８０〜＋５０℃、好ましくは−５０
〜＋３０℃のものである。−８０℃未満では繊維製品が
べたつく傾向になり、＋５０℃を超えると風合いが硬く
なる傾向になる。ガラス転移温度は、重合体ラテックス
を硝子板に流延し、２０℃で５日間乾燥してフィルムを
得た後、ＳＳＣ５２００熱分析計（セイコー電子工業社
製）を用いて、−１００〜＋２００℃の範囲について昇
温速度１０℃／分の条件で測定した値である。

【００２３】本発明の難燃性ラテックス組成物において
難燃剤と重合体ラテックスとの重量比率は、重合体ラテ
ックス１００重量部（固形分換算）に対して難燃剤が、
通常、２〜４重量部、好ましくは２．２〜３重量部であ
る。２重量部未満では繊維製品の難燃性が低下傾向にな
り、４重量部を超えると難燃性ラテックス組成物の粘度
が高くなりやすくカーペット等の製造作業が困難な傾向
になる。

【００２４】本発明の難燃性ラテックス組成物には、必
要に応じて、架橋剤、分散剤、老化防止剤、充填剤、消
泡剤、着色顔料、防腐剤、感熱剤などを配合することが
できる。

【００２５】本発明の難燃性ラテックス組成物の調製方
法としては、通常、ヘンシェルミキサー等の混合機を用
いて、重合体ラテックスにアクリル重合体の塩の水溶液
を添加して混合する方法、アクリル重合体の塩の水溶液
に共重合体ラテックスを添加混合する方法などが挙げら
れる。

【００２６】本発明の難燃性ラテックス組成物は、タフ
テッドカーペット、ニードルパンチカーペット、不織
布、モケット、椅子張り用織布などの繊維製品の製造の
際に接着剤として用いられる。特にタフテッドカーペッ
ト、ニードルパンチカーペットなどのカーペット及びモ
ケットを製造する際の接着剤として好適である。

【００２７】本発明の難燃性繊維製品は、前記難燃性ラ
テックス組成物を繊維生地に付着させてなるものであ
る。

【００２８】本発明の難燃性ラテックス組成物を適用で
きる繊維生地としては、通常、ポリエステル、ポリアミ
ド、ポリオレフィン、ポリアクリル、レイヨン、絹、
毛、綿等の生地が挙げられる。これらの繊維生地のうち
ポリエステルは繊維製品の難燃性が高くなるので好適で
ある。

【００２９】難燃性ラテックス組成物を繊維生地に付着
する方法として、通常、ロールコート法が採用される。
ロールコート法は、回転するロール面に、難燃性ラテッ
クス組成物を付着させた後、該ロールを回転させながら
ロール面を繊維生地に圧着して付着する方法である。

【００３０】本発明の難燃性繊維製品の用途がカーペッ
トの場合には、難燃性ラテックス組成物を乾燥重量換算
で、繊維生地１ｍ²に対して、通常、２５０〜１０００
ｇ使用する。また、その用途がモケットの場合には、難
燃性ラテックス組成物を乾燥重量換算で、繊維生地１ｍ
²に対して、通常、７０〜１５０ｇ使用する。

【００３１】本発明の難燃剤の好適な態様を以下に示
す。 （１） アクリル重合体の塩の曳糸性が１０ｍｍ以下で
あることを特徴とする本発明の難燃剤。 （２） アクリル重合体のナトリウム塩からなることを
特徴とする本発明の難燃剤。 本発明の難燃性ラテックス組成物の好適な態様を以下に
示す。 （３） 重合体ラテックスがカルボキシ変性共重合体ラ
テックスであることを特徴とする本発明の難燃性ラテッ
クス組成物。 （４） 重合体ラテックスを構成する重合体のガラス転
移温度が−８０〜＋５０℃であることを特徴とする本発
明の難燃性ラテックス組成物。 （５） 重合体ラテックス１００重量部と、アクリル重
合体の塩２〜４重量部とからなることを特徴とする難燃
性ラテックス組成物。 （６） アクリル重合体の塩の性状が水溶液であること
を特徴とする難燃性ラテックス組成物。 （７） 前記（１）、（２）、（３）、（４）、（５）
及び（６）記載の特徴を併せもっていることを特徴とす
る本発明の難燃性ラテックス組成物。

【００３２】本発明の難燃性繊維製品の好適な態様を以
下に示す。 （８） 前記（７）記載の難燃性ラテックス組成物を繊
維生地に付着させてなることを特徴とする本発明の難燃
性繊維製品。 （９） 繊維生地がポリエステルからなるものであるこ
とを特徴とする本発明の難燃性繊維製品。

【００３３】

【発明の効果】本発明の難燃剤は、不燃性有毒ガスを発
生せずに、高い難燃性を有する繊維製品を提供すること
ができる。また該難燃剤及び重合体ラテックスを必須成
分として配合した難燃性ラテックス組成物を用いて得ら
れる難燃性繊維製品は、高い難燃性及び強度を有するの
で、モケット、カーペットなどに好適に使用できる。

【００３４】

【実施例】以下に実施例を挙げて本発明を更に具体的に
説明する。なお、実施例中の部及び％は重量基準であ
る。

【００３５】本実施例で行った評価方法を以下に説明す
る。 （難燃性）１００ｍｍ×３４０ｍｍのモケットの端に着
火した後、焼け焦げの広がる速度（延焼速度ｃｍ／分）
を測定した。この操作を１０回繰り返し、平均値を求め
た。

【００３６】（剥離強度）ＪＩＳ Ｌ １０２１「敷物
試験方法」に準拠して裏張り材の剥離強度を測定した。

【００３７】実施例１ 固形分濃度１８重量％、ｐＨ９におけるＢＭ型粘度が２
０，０００ｃｐｓであり且つ保水率が２６％であるメタ
クリル酸−アクリル酸エチル共重合体のナトリウム塩
２．４部を水に溶解して水溶液にした後、この水溶液を
カルボキシル変性スチレンブタジエン共重合体ラテック
ス（ガラス転移温度−１７℃；メタクリル酸２％、スチ
レン４５％、ブタジエン５１％、Ｎ−メチロールアクリ
ルアミド２％）１００部（固形分換算）に添加して、ハ
ンドミキサーを用いて攪拌混合し、これを、酸化亜鉛２
部、重質炭酸カルシウム３００部、分散剤０．３部及び
水を混合して得られる分散液に添加して、ハンドミキサ
ーを用いて攪拌混合してラテックス組成物を得た。この
ラテックス組成物をポリエステル繊維生地の裏面に１ｍ
²当り固形分換算で９５ｇ均一に塗布し、ジュート織布
を貼合わせて、１３０℃のオーブン中に１５分間放置し
て、モケットを得た。このモケットの評価結果を表１に
示した。

【００３８】実施例２〜５、比較例１〜２ 表１に示す処方のアクリル重合体の塩を用いた他は実施
例１と同じ方法でラテックス組成物及びモケットを得
た。これらモケットの評価結果を表１に示した。

【００３９】比較例３ 実施例１において、メタクリル酸−アクリル酸エチル共
重合体のナトリウム塩の代わりに、リン酸２−アンモニ
ウムを用いた他は実施例１と同じ方法でラテックス組成
物及びモケットを得た。このモケットの評価結果を表１
に示した。

【００４０】

【表１】

【００４１】表１から、保水率が２０％未満又はＢＭ型
粘度が１０，０００ｃｐｓ以下のアクリル重合体のナト
リウム塩を含有するラテックス組成物ではモケットの難
燃性が低いことがわかる。一方、保水率が２５％以上、
ＢＭ型粘度が１０，０００〜５０，０００ｃｐｓのアク
リル重合体のナトリウム塩を含有するラテックス組成物
ではモケットの難燃性が高く、剥離強度も高いことがわ
かる。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｄ０６Ｍ 15/263

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 固形分濃度１８重量％、ｐＨ９における
   水溶液のＢＭ型粘度が１０，０００〜５０，０００ｃｐ
   ｓであり且つ保水率が２０％以上であるアクリル重合体
   の塩からなる難燃剤。
2. 【請求項２】 請求項１記載の難燃剤及び重合体ラテッ
   クスを必須成分とする難燃性ラテックス組成物。
3. 【請求項３】 請求項２記載の難燃性ラテックス組成物
   を繊維生地に付着させてなる難燃性繊維製品。