JPS5818468B2 - セルロ−ス性織物繊維の耐炎化方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 発明の分野 この発明はセルロース性織物繊維な耐炎化（防火性化）
するための前記繊維の処理方法に関する。

このような処理はこれをこの明細書においてはそれが完
全にすべての火炎の形成を抑制するものではないにせよ
便宜上耐炎処理として呼ぶものとする。

この発明が関連する処理はテトラキスヒドロキシメチル
ホスホニウム塩（以後ＴＨＰ塩と呼ぶ）例えば塩化物（
以後ＴＨＰＣと呼ぷ９と窒素含有化合物との予備組合物
で繊維を含浸し、次いでアンモニアで処理することから
成る。

このようにして繊維上に交す結合した重合体が生成し、
それらを耐炎性となすのである。

先行技術の記載 ＴＨＰＣと窒素化合物との使用を包含する耐炎化処理の
先行技術による開示は英国特許第７４０２６９号明細書
によって行われ、この明細書においては重合体の交す結
合すなわち硬化は熱により行われたのである。

米国特許第２７７２１８８号明細書においてはアンモニ
アの使用により重合体を硬化させることが提唱され、他
方英国特許第９０６３１４号明細書は、最終的に工業的
成功を収めたものであるが、アンモニアを第１段階では
ガス状ＮＨ３として、第２段階ではアンモニア水として
２段階で施用する方法を記載している。

この操作において達成しようと意図していることは耐炎
性付与のために必要とする樹脂の付着により織物の感触
を不当に損傷しないように交す結合の程度を調節するこ
とにある。

そのほか許容できる程度の洗たく堅ロウ性を得ることが
望まれるが、これは前記ガス状／水性液２段法によって
実質的に達成された。

最高の耐炎性と柔軟な感触との調整の点からの最良の結
果は窒素化合物として尿素を使用し、アンモニアで硬化
することによって得られる。

尿素重合体の熱硬化では満足な結果は得られず、もし熱
硬化を使用しなければならないならばメラミンまたはメ
ラミンと尿素との混合物のような一層高官能性の化合物
を使用することが必要であろう。

しかしこの方法は感触の劣悪な織布を生ずるから実際に
は使用されない。

アンモニアで硬化する尿素／ＴＨＰＣ樹脂を使用する場
合には尿素：ＴＨＰＣの正しい割合はこれらの反応剤が
アンモニアの助勢によって架橋結合されるべき予備重合
物中に存在する割合、すなわち０．５：１モル比である
と従来から思われてきた。

しかし最近の２つの発展によりこの組成物の使用に困難
を生ずるに至った。

第１番目には従来よりも軽い耐炎性織布が望まれること
、および第２にはある種の品物に対してはより厳格な耐
炎性が要求されることである。

最初の条件については前記組成物は毎平方ヤード当り例
えば４オンス以上の重量の織布については満足であるが
、より軽い織布にそれを施用すると該織布が商品として
受は入れないほどに感触を損傷する。

この問題を処理するために尿素のような窒素化合物を添
加しないでアンモニア硬化ＴＨＰＣ単独を使用する試み
がなされた。

これを可能となすためにＴＨＰＣに適当なアルカリまた
は塩基を添加することによってＴＨＰＣの通常性する約
３〜７のｐＨを中和することが行われた。

このような方法は英国特許第９３８９９０号の主題であ
るが、しかし［ＴＨＰＯＨＪを使用して実施される類似
の方法が記載されているために、若干の混乱が生じた。

実際にはＴＨＰＯの中和溶液中に前記特定の化合物の存
在は若干仮定的であり、我々は単に「中和されたＴＨＰ
ＯＪなる表現を使用することを推奨する。

織物の耐炎化は多くの国において政府機関によって時々
刻々発行される仕様書により管理される３最初に効力を
もった仕様書は英国標準規格（ＢＳ）３１１９：１９５
９のように垂直細長片試験法に基ずくものであった。

現在子供の寝間着は英国においてはＢ５２９６３ ：１
９５８により、米国においては合衆国仕様書ＦＦ３−７
１によって管理されている。

これらの後者の試験は以前に使用されていたものよりも
厳格であること、およびこれらの標準規格に合格するた
めにはＴＨＰ基質耐炎樹脂の一層多量の付着量を必要と
することを確認した。

これは結局一層堅い織布の感触を生ずる結果となり、こ
のことは最初の仕様書の下では満足に処理され得た織布
に対してさえ許容できないものである。

発明の目的及び概要 この発明の目的は上述のすべての仕様書に合格し、しか
も得られる織布が許容できない程堅（ならない耐炎処理
法を提供するにある。

これらの２つの条件は互に相反するものであることを理
解すべきであり、我々は含浸溶液中の尿素対ＴＨＰＣの
比を変えることによって織布をより大きい耐炎性の方に
向って或はより一層良好な感触の方へ向って変化させる
ことができ、且つ前記比を成る制限内に選択することに
よって、両方の条件を満足する織布を得ることができる
ことを見出したのである。

この発明はセルロース性織物繊維を、尿素：テトラキス
ヒドロキシメチルホスホニウムのモル比を０．０５：１
〜０．２５：１となすのに必要な過剰量のテトラキスヒ
ドロキシメチルホスホニウム塩と共に、尿素とテトラキ
スヒドロキシメチルホスホニウム塩との反応により生成
した予備縮合物とを含有し且つアルカリまたは塩基の添
加によってｐＨを５〜８に中和してなる水溶液で含浸し
、含浸した繊維をアシモニアで処理することにより前記
テトラキスヒドロキシメチルホスホニウムと尿素とアン
モニアとから誘導された反復単位を含む架橋された重合
体を生成させることを特徴とする、セルロース性織物繊
維の耐炎化方法にある。

この発明で使用する含浸溶液は必要量の尿素とＴＨＰＣ
とを水中で混合し、それらを還流させて反応させ、予備
縮合物を形成させることによって造ることができる。

或はまた０、５：１の尿素：ＴＨＰ塩のモル比をもつ溶
液を還流させ、尿素：ＴＨＰの正しい比を得るための必
要量のＴＨＰＣを後から添加してもよい。

しかし溶液を造ったら該溶液を５〜８好適如は５．８〜
７のｐＨに中和する。

これは便宜にはカセイソーダの添加によって行うことが
できるが、炭酸ナトリウムのような他のアルカリも使用
できる。

過度に高いｐＨは溶液を不安定なものとなすから、前述
した範囲内の低いｐＨを使用することを理解すべきであ
る。

前述したＴＨＰ塩は通常塩化物であるが、他の・・ロゲ
ン化物例えば臭化物或は他の塩例えば酢酸塩、硫酸塩ま
たは燐酸塩をも使用できる。

予備縮合物の溶液の濃度は２０重量％〜４０重量％を好
適とする。

好適な値は２５重量％〜３０重量％である。

最初に約５０％濃度の溶液を造り、次に使用直前に希釈
するのが便利である。

中和は溶液の製造段階ではなくて、この段階で行うのを
好適とする。

アンモニアでの処理はＴＨＰ塩予備縮合物で含浸し乾燥
した織物を最初にガス状アンモニアで処理して部分的に
硬化した生成物を生成させ、この部分的に硬化した生成
物をアンモニア水で処理して硬化を完成させることから
なるガス状／水溶液法の２段階法によって行ってもよく
、或は前記含浸した織布を密閉装置を通して密閉室（該
密閉室は蒸発および（または）化学反応によって生成し
た凝縮水が織布上に滴下することを防止するための装置
を備える）に導入および排出し、該密閉室内に設置した
少くとも１個の導管と織布を接触させて、該導管に備え
られた１個またはそれ以上のオリフィスを通してガス状
アンモニアを噴射させ、織布の巾全体に亘ってアンモニ
アを貫通させることからなる急速ガス硬化法を使用して
もよい。

発明の好適な実施例の記載 この発明を一層良く理解するために下記の実験′結果を
記述する。

５セツトの溶液を造った。

、これら各セットの溶液は下記のような尿素：ＴＨＰＣ
のモル比の異なる値をもつものであった。

（ａ）Ｏｌ（ｂ）０．０５、（ｃ）０．１２５、（ｄ）
０．２５、（ｅ）０．５各セツト内の溶液は処理織布上
へのＴＨＰＣの付着量を適当に変えるためにＴＨＰＣの
全含量を順次減少させた。

各セットのうちの最も濃厚な溶。液は全ＴＨＰＣ含量が
４８％で且つ尿素：ＴＨＰＣのモル比が該セットに必要
どされるような量におけるＴＨＰＣの過剰分〔（ｅ）、
の場合を除く〕を一緒に含有する尿素ＴＨＰＣ予備縮合
物（モル比−〇、５：１）の溶液を調製することによっ
て製造した。

ＴＨＰＣ１００部当り５部のカセイソーダを添加してｐ
Ｈを５．９となした。

この溶液をそのまま或は約１０％ずつの水を順次添加す
ることによってそのセットの溶液のメツプアツプを行っ
た。

ｉｎ当り１５０グの重量の木綿のＷｉｎｃｅｙｅｔｔｅ
織布の試料に各セットの各溶液を約８０％の湿潤時吸上
げ量になるように含浸し、溶液中のＴＨＰＣの％および
湿潤時吸上げ量から下記するＴＨＰＣの付着量を計算し
た。

各試料を８５℃で乾燥し、次いで毎分２５１の速度でア
ンモニアガスを織布に連続的に通すことによって硬化を
行い、次いで試料を、約２０％の通はう酸ナトリウムを
含有する合成洗剤４．５？／ｌの溶液中で５０℃で３０
分間洗い、よくすすぎ、乾燥した。

試料を次に下記の燃焼試験により試験した。

１” 英国標準規格３１１９：１９５９ ｌ２−Ｘ２“１“ の調湿した試料を使用し、１−の標準高光輝炎を１２秒
間あてることによって試料を着火させる耐炎織布用の一
般的試験。

商務省ＦＦ３−７１ 子供用寝間着に対して米国にお
いて規定された試験法。

試料の垂直両端を把持用具中に固定した予め乾燥した試
料をｌ−標準高光輝炎によって３秒間燃焼させる。

英国標準規格２９６３ ： １９５８メソツドＡ 英国
における子供の寝間着に対して規定された試験法。

６フイート×１−インチの調湿した織布１“ □ の自由に員した細長片を１−の標準高光輝炎に１２秒間
あてて着火させる。

しかしこの方法は試料が火炎から外に出たり内に入った
り自由に動くから耐炎処坤した織物について失地もない
結果を与える。

この方法はより短い（１５インチ）の試料を使用して、
試料の下端全幅にわたって発火するまで試料の下端に連
続的に発火用火炎をあてた後（約３秒間）直ちに着火用
火炎を取り下げるように改変された。

上記３種の方法の許容限度は英国標準規格（ＢＳ）３１
１９については試料の最大炭化長さが４１イ′ｆ″″Ｃ
″、ＦＦ３−７１に′″１．１．．゛ｉ ＋！ フイ′
チおよび英国標準規格（ＢＳ）２９６３については１０
インチである。

一つの特定の試験における苛酷度は許容炭化部の長さに
関連するように思われるが、より短い着火時間の使用は
ひとたび試料が着火すれば燃焼の持続に好都合であり、
Ｂ５２９６３におけるように垂直の端部が着火用にあて
られることは一層迅速な火炎の伝播を可能となすがら逆
に発火時間か□ら□も試験の苛酷度は判断できる。

処理した織布の試料を下記の４つ等級の群に分級するこ
とができる。

ＦＲ等級 １３種の試験全部に不合格 ＦＲ等級 ２ Ｂ５３１１９に合格但しＦＦ３〜７１
およびＢ５２９６３に不合格 ＦＲ等級 ３ Ｂ５３１１９およびＦＦ３−７１に合
格但しＢ５２９６３に不合格 ＦＲ等級 ４３種の試験全部に合格 さらに、試料を感触について分級し、２つの群の等級に
分けた。

Ａ群 織布の感触は許容できる ８群 織布の感触は過度に硬い 表１は種々の等級についてのＴＨＰＣ付着量に関する結
果を示す。

他の一組の実験では種々の尿素：ＴＨＰＣモル比および
全ＴＨＰＣの濃度が３２％の溶液を前述のようにして調
製し、同じ輯布の試料を同じようにして試験するのに使
用した。

試料を上述と同じようにして耐炎試験と感触試験し、Ｔ
ＨＰ Ｃ付着量、耐炎性および感触についての結果を
表２に示した。

２４％の全ＴＨＰＣ濃度の溶液を用いて前述の全部の試
験な繰返えし、得られた結果を表３に掲げた。

表１．２および３の結果を添付図面に示すが、この図に
おいて横座標は尿素：ＴＨＰＣのモル比を表わし、縦軸
はＴＨＰＣ付着％を表わす。

この図には表中の数字が記載されているが、各数字はそ
のＦＲ等級数を印すものである。

図中の各点の分布はＦＲ等級の１つずつと対応する各区
域を示す４つの区域に分割されるように分布されている
６曲線Ｈはそれぞれの試料の感触によって図面の区域を
分割し、群Ａ（許容１．５る感触）は曲線Ｈの下側に位
置し、群Ｂ（許容できない感触）は曲線Ｈの上側に位置
する。

すべての耐炎試験に合格し、且つ許容しうる感触をもつ
織布はセット（ｂ）、（ｅ）および（ｄ）のセットの溶
液、すなわち尿素：ＴＨＰＣのモル比が０．０５：１〜
０．２５：１をもつ溶液で処理したものであることがわ
かる。

発明の効果 この発明の効果は処理繊維の良好な耐炎（防火）性と良
好な感触とを萼えるセルロース性織物繊維の耐炎化が達
成されることである。

【図面の簡単な説明】

図は耐炎性試験結果および感触試験結果を示す図である
。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ セルロース性織物繊維を、尿素：テトラキスヒドロ
   キシメチルホスホニウムのモル比を０．０５：ｌ〜０．
   ２５：ｌとなすのに必要な過剰量のテトラキスヒドロキ
   シメチルホスホニウム塩と共に、尿素とテトラキスヒド
   ロキシメチルホスホニウム塩との反応により生成した予
   備縮合物とを含有し且つアルカリまたは塩基の添加によ
   ってｐＨを５〜８に中和してなる水溶液で含浸し、含浸
   した繊維をアンモニアで処理することにより前記テトラ
   キスヒドロキシメチルホスホニウムと尿素とアンモニア
   とから誘導された反復単位を含む架橋結合した重合体を
   生成させることを特徴とする、セルロース性織物繊維の
   耐炎化方法。