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阻燃助剂、阻燃加工剂组合物、和阻燃性纤维布帛的制造方法

2021-03-19 12:27:28

阻燃助剂、阻燃加工剂组合物、和阻燃性纤维布帛的制造方法

  技术领域

  本发明涉及阻燃助剂、阻燃加工剂组合物、和阻燃性纤维布帛的制造方法。

  背景技术

  作为车辆的内饰材料等使用聚酯纤维布帛的情况很多。这样的内饰材料从安全上的观点需要阻燃性,为此通常很多使用被实施了阻燃加工的聚酯纤维布帛。

  例如作为将聚酯纤维布帛等的纤维产品阻燃化的方法,已经知道了使用含有聚磷酸铵等在水中溶解性高的化合物的阻燃剂进行背面上胶加工的方法(参照例如专利文献1等)。但是,将这样的在水中的溶解性高的化合物作为阻燃剂用于纤维布帛的情况,如果纤维布帛吸收水滴或热水后一干燥,就有水分使该化合物溶解而转移到纤维布帛的表面,该部分干了以后形成环状的染痕的现象,即发生所谓色花的问题。

  另一方面,为了抑制这样的色花产生,已经知道了阻燃剂使用水溶解度低的化合物的水分散体进行衬垫加工的方法。例如专利文献2中公开了使用含有水溶解度低的三(二乙基次膦酸)铝的水分散体的阻燃加工剂对聚酯系纤维制品进行阻燃加工的方法。但是在阻燃剂使用水溶解度低的化合物时,当然,由于这些化合物在水中非常不容易融合,所以水分散体的稳定性差,所以存在不容易使用的问题。为了应对这样的问题,可以想到例如将与水不容易融合的阻燃剂用乳化剂等乳化后再使用,但这样使用乳化剂有可能会导致色花产生或坚牢度的降低,所以不优选。

  现有技术文献

  【专利文献】

  【专利文献1】日本特开2007-204559号公报

  【专利文献2】日本特开2012-021247号公报

  【发明内容

  【发明要解决的课题】

  如前所讲,要同时实现聚酯纤维布帛的阻燃性提高和色花抑制通常是很难的,所以在本领域的技术领域需要能够在改善该聚酯纤维布帛的阻燃性的同时,抑制色花产生的材料和方法。

  于是,本发明的目的就是提供能够在改善聚酯纤维布帛的阻燃性的同时抑制色花产生的阻燃助剂、以及含有它的阻燃加工剂组合物、和阻燃性纤维布帛的制造方法。

  解决课题的手段

  实现前述目的的本发明如下。

  [1].一种阻燃助剂,含有具有选自下述结构式(I)、(II)和(III)所表示的烯丙基胺系单元、其无机酸盐和有机酸盐中的至少1种阳离子单元、和下述结构式(IV)所表示的阴离子单元的两性高分子化合物,

  

  式(I)~(III)中,R1和R2分别独立地表示氢原子、甲基、乙基或环己基,R3表示氢原子、甲基、乙基或苄基,R4和R5分别独立地表示氢原子、甲基、乙基或苄基,A和B表示直接键合或CH2,当A为直接键合时B表示CH2,当A为CH2时B表示直接键合,X-表示阴离子,

  

  式(IV)中,D表示H或COOY,E表示R6或COOY,F表示H、COOY或CH2COOY,当D为H时,E表示COOY且F表示COOY或CH2COOY,当D为COOY时,E表示R6且F表示COOY,或E表示COOY且F表示H,R6表示氢原子或甲基,Y分别独立地选自氢原子、Na、K、NH4、1/2Ca、1/2Mg、1/2Fe、1/3Al和1/3Fe。

  [2].一种阻燃加工剂组合物,含有阻燃成分和上述[1]所述的阻燃助剂。

  [3].如上述[2]所述的阻燃加工剂组合物,所述阻燃成分含有选自磷酸、下述结构式(A)所表示的酸性磷酸酯、和它们的盐中的至少1种,

  (RO)X-P(=O)-(OH)3-X(A)

  式中,R表示具有取代基或无取代基的直链、支链或环状的碳原子数1~10的烷基、具有取代基或无取代基的直链、支链或环状的碳原子数2~10的烯基、或具有取代基或无取代基的碳原子数6~10的芳基,x是1或2,x为2时,2个R可以相同也可以不同。

  [4].如上述[2]或[3]所述的阻燃加工剂组合物,所述两性高分子化合物与阻燃成分之间的质量比为0.5:10~5:10。

  [5].一种阻燃性纤维布帛的制造方法,包含以下工序:

  使用阻燃成分和上述[1]所述的阻燃助剂来对聚酯纤维布帛进行处理的工序,以及

  使所述聚酯纤维布帛干燥的工序。

  发明效果

  本发明,通过将前述含有具有选自结构式(I)、(II)和(III)所表示的烯丙基胺系单元、其无机酸盐和有机酸盐中的至少1种阳离子单元、和前述结构式(IV)所表示的阴离子单元的两性高分子化合物的阻燃助剂与阻燃成分一起使用,能够改善聚酯纤维布帛的阻燃性,同时防止或显著地抑制色花产生。而且,本发明通过使用含有前述的两性高分子化合物的阻燃助剂,能够显著地抑制该阻燃助剂、阻燃成分与氯化钙等反应而生成可能成为色花产生原因的钙盐化合物,进而不需要使用乳化剂等,此外能够以适当含量使用阻燃成分,所以最终得到的阻燃性纤维布帛能够实现优异的坚牢度。

  具体实施方式

  <阻燃助剂>

  本发明的实施方式的阻燃助剂含有具有选自下述结构式(I)、(II)和(III)所表示的烯丙基胺系单元、其无机酸盐和有机酸盐中的至少1种阳离子单元、和下述结构式(IV)所表示的阴离子单元的两性高分子化合物,

  

  式(I)~(III)中,R1和R2分别独立地表示氢原子、甲基、乙基或环己基,R3表示氢原子、甲基、乙基或苄基,R4和R5分别独立地表示氢原子、甲基、乙基或苄基,A和B表示直接键合或CH2,当A为直接键合时B表示CH2,当A为CH2时B表示直接键合,X-表示阴离子,

  

  式(IV)中,D表示H或COOY,E表示R6或COOY,F表示H、COOY或CH2COOY,当D为H时,E表示COOY且F表示COOY或CH2COOY,当D为COOY时,E表示R6且F表示COOY,或E表示COOY且F表示H,R6表示氢原子或甲基,Y分别独立地选自氢原子、Na、K、NH4、1/2Ca、1/2Mg、1/2Fe、1/3Al和1/3Fe。

  如前面所讲,在将聚酯纤维布帛等的纤维制品阻燃化时阻燃剂使用水溶解性高的化合物的情况,如果使被附加了这种化合物的纤维布帛吸收水滴或热水,然后干燥,则会发生形成环状色花的现象,即发生所谓色花的问题,此外在吸收氯化钙水溶液等的情况,也会生成水不溶性的钙盐化合物,这有时也是色花的原因。另一方面,为了抑制该色花,在阻燃剂中使用水溶解度低的化合物的水分散体的情况,存在水分散体的稳定性差,不容易使用的问题。进而、可以想到将含有这样的水溶解度低的化合物的阻燃剂用乳化剂等乳化后再使用,但这样使用乳化剂,有可能导致色花产生和坚牢度的降低。而且,而且,即使为了提高阻燃性而增多阻燃剂的含量,也有可能导致坚牢度的降低。

  于是,本发明人研究了,除了作为阻燃剂的主剂使用的阻燃成分以外,还添加作为阻燃助剂的其他成分。结果本发明人发现,通过将含有具有选自前述结构式(I)、(II)和(III)所表示的烯丙基胺系单元、其无机酸盐和有机酸盐中的至少1种阳离子单元、和前述结构式(IV)所表示的阴离子单元的两性高分子化合物的阻燃助剂与阻燃成分一起使用,能够在改善聚酯纤维布帛的阻燃性的同时,防止或显著地抑制色花产生。而且,本发明人发现,通过使用含有前述的两性高分子化合物的阻燃助剂,能够显著地抑制该阻燃助剂、阻燃成分与氯化钙等反应而生成成为色花的原因的钙盐化合物,进而由于不需要使用乳化剂等,此外可以以适当的含量使用阻燃成分,所以最终得到的阻燃性纤维布帛能够实现优异的坚牢度。

  并不想被任何特定的理论所束缚,尽管含有前述的两性高分子化合物的阻燃助剂其本身单独使用时完全不显示阻燃性或不能充分显示阻燃性,但通过与作为主剂的阻燃成分一起使用,能够借助该两性高分子化合物中的阳离子单元中含有的胺部分与阴离子单元含有的羧酸部分提高阻燃性,另一方面,由于该两性高分子化合物适度具有阳离子单元和阴离子单元,所以在将其用于聚酯纤维布帛的表面时能够成为结实的膜,提高该聚酯纤维布帛的疏水性,可以认为该疏水性的提高使得色花产生得到防止或抑制。结果,通过本发明,可以不局限于与特定的阻燃成分组合,即使与任意的阻燃成分、例如磷系化合物、还有氮系化合物、硼系化合物、溴系化合物和/或锑系化合物等构成的阻燃成分进行组合,也能够改善聚酯纤维布帛的阻燃性,防止或显著地抑制色花产生。下面对本发明的实施方式的两性高分子化合物进行具体说明。

  [两性高分子化合物]

  本发明的实施方式的两性高分子化合物同前面所讲,具有选自下述结构式(I)所表示的单烯丙基胺系单元、下述结构式(II)和(III)所表示的二烯丙基胺系单元、以及它们的无机酸盐和有机酸盐中的至少1种阳离子单元,式中,R1和R2分别独立地表示氢原子、甲基、乙基或环己基,优选是氢原子或甲基,R3表示氢原子、甲基、乙基或苄基,优选是氢原子或甲基,R4和R5分别独立地表示氢原子、甲基、乙基或苄基,优选是氢原子或甲基,A和B表示直接键合或CH2(但A表示直接键合时B是CH2,A表示CH2时B是直接键合),优选A表示直接键合、B表示CH2、并且X-表示阴离子。这里,X-表示任意的合适阴离子,没有特殊限定,可以选自例如氯离子、溴离子、碘离子、烷基硫酸根离子、硫酸氢根离子、氨基磺酸根离子、氰酸根离子、和硫氰酸根离子。

  

  此外,本发明的实施方式的两性高分子化合物具有下述结构式(IV)所表示的阴离子单元,式中,D表示H或COOY,E表示R6或COOY,F表示H、COOY或CH2COOY(其中,D表示H时E是COOY且F是COOY或CH2COOY;D表示COOY时E是R6且F是COOY,或E是COOY且F是H,优选D表示COOY时E是COOY且F是H),R6表示氢原子或甲基,优选是氢原子,Y分别独立地选自氢原子、Na、K、NH4、1/2Ca、1/2Mg、1/2Fe、1/3Al和1/3Fe,优选是氢原子。

  

  通过使用前述具有至少1种阳离子单元和前述阴离子单元的两性高分子化合物作为阻燃助剂,并与阻燃成分一起使用,能够借助该两性高分子化合物中的阳离子单元中含有的胺部分和阴离子单元中含有的羧酸部分提高所得的聚酯纤维布帛的阻燃性,进而通过使该两性高分子化合物适度具有阳离子单元和阴离子单元,能够在聚酯纤维布帛的表面形成结实的薄膜,提高该聚酯纤维布帛的疏水性,结果能够防止或显著地抑制该聚酯纤维布帛产生色花。

  再者,阻燃助剂可以仅由前述的两性高分子化合物构成,或者除了含有该两性高分子化合物以外,还可以含有本领域的技术人员公知的任意的阻燃助剂。此外、含有两性高分子化合物的阻燃助剂,是与阻燃成分一起使用的,但也不是一定要与阻燃成分同时使用。因此,在使用含有两性高分子化合物的阻燃助剂时,该阻燃助剂既可以与阻燃成分添加到相同的处理浴中,也可以与阻燃成分添加到不同的处理浴中。

  本发明的实施方式,选自结构式(I)、(II)和(III)所表示的烯丙基胺系单元、其无机酸盐和有机酸盐中的至少1种阳离子单元、与结构式(IV)所表示的阴离子单元的具体组合可以是任意的组合,可以是同种或不同的2种以上的阳离子单元、与同种或不同的2种以上的阴离子单元的组合。作为前述的组合,没有特别限定,但优选为例如选自结构式(I)、A表示直接键合并且B表示CH2时的结构式(II)和(III)所表示的烯丙基胺系单元、其无机酸盐和有机酸盐中的阳离子单元、与D为H、E为COOY、F为CH2COOY、或D为COOY、E为COOY、F为H时的结构式(IV)所表示的阴离子单元的组合。

  本发明的实施方式的两性高分子化合物可以从商业获得,或也可以通过使阳离子系单体与阴离子系单体共聚来合成。例如作为通过共聚合成时使用的阳离子系单体,可以列举出单烯丙基胺类和二烯丙基胺类,它们的具体例如下。

  (1)单烯丙基胺类

  作为单烯丙基胺类可以列举出单烯丙基胺、N-甲基烯丙基胺、N-乙基烯丙基胺、N,N-二甲基烯丙基胺、N,N-二乙基烯丙基胺、N-环己基烯丙基胺、N-甲基,N-环己基烯丙基胺、N-乙基,N-环己基烯丙基胺、和N,N-二环己基烯丙基胺等。

  (2)二烯丙基胺类

  作为二烯丙基胺类,可以列举出二烯丙基胺、N-甲基二烯丙基胺、N-乙基二烯丙基胺、N-苄基二烯丙基胺、二烯丙基二甲基氯化铵、二烯丙基二甲基溴化铵、二烯丙基二甲基碘化铵、甲基硫酸二烯丙基二甲基铵、二烯丙基二乙基氯化铵、二烯丙基二乙基溴化铵、二烯丙基二乙基碘化铵、甲基硫酸二烯丙基二乙基铵、二烯丙基甲基苄基氯化铵、二烯丙基甲基苄基溴化铵、二烯丙基甲基苄基碘化铵、甲基硫酸二烯丙基甲基苄基铵、二烯丙基乙基苄基氯化铵、二烯丙基乙基苄基溴化铵、二烯丙基乙基苄基碘化铵、甲基硫酸二烯丙基乙基苄基铵、二烯丙基二苄基氯化铵、二烯丙基二苄基溴化铵、二烯丙基二苄基碘化铵、和甲基硫酸二烯丙基二苄基铵等。

  前述的单烯丙基胺类或二烯丙基胺类,可以将各盐酸盐、硫酸盐、硝酸盐或磷酸盐等的无机酸盐、或乙酸盐等的有机酸盐等作为共聚用的起始单体。或者不使用这些盐类作为起始单体,而是在与下述的阴离子系单体共聚后添加混合前述的酸成分(无机酸或有机酸),将该酸成分导入共聚物中。

  另一方面,作为与阳离子系单体共聚的阴离子系单体的具体例,没有特别限定,可以列举出马来酸、富马酸、柠康酸和衣康酸、以及它们的钠盐、钾盐和铵盐等。

  本发明的特定的实施方式中,两性高分子化合物,优选作为前述阳离子系单体使用单烯丙基胺、二烯丙基胺、N-甲基二烯丙基胺、N-苄基二烯丙基胺、二烯丙基甲基氯化铵、和二烯丙基二甲基氯化铵中的至少1种,使其与阴离子系单体的马来酸、富马酸、衣康酸和柠康酸中的至少1种共聚来合成,该共聚物中的阳离子单元/阴离子单元的共聚摩尔比优选为5/1~1/3,更优选为3/1~1/2。该共聚物的分子量通常为1000~500000、优选为1000~200000。该两性高分子化合物分子量比较小,所以即使在成为水溶液时也不会导致粘度变得过高,在操作上也优选。

  例如在合成两性高分子化合物时,首先将阳离子系单体与阴离子系单体在水中混合。此时的阳离子系单体/阴离子系单体的摩尔比,同前所述优选为5/1~1/3,更优选为3/1~1/2。在前述的摩尔比大于5/1或小于1/3时,共聚反应的聚合收率有可能大大降低。共聚时水中的单体浓度可以根据单体的种类而变化,通常为10~75%。

  该共聚反应是自由基聚合反应,因此在自由基聚合催化剂的存在下进行。作为自由基聚合催化剂,没有特别限定,可以使用叔丁基过氧化氢等的过氧化物、过硫酸铵、过硫酸钠、过硫酸钾等的过硫酸盐、偶氮二基系、重氮系等的水溶性偶氮化合物。自由基聚合催化剂的添加量通常相对于单体为1~5摩尔%、优选为1~3摩尔%。聚合温度通常为20~100℃、优选为35~75℃,聚合时间通常为20~150小时、优选为30~100小时。关于聚合环境,没有特别限定,可以是大气环境或氮气环境等。

  <阻燃加工剂组合物>

  本发明的另一实施方式,含有前述两性高分子化合物的阻燃助剂可以与阻燃成分组合而作为阻燃加工剂组合物使用。通过使用这样的阻燃加工剂组合物,能够通过含有两性高分子化合物的阻燃助剂进一步提高由阻燃成分带来的纤维布帛的阻燃性,防止或显著地抑制色花产生。

  [阻燃成分]

  作为阻燃成分,可以是本领域的技术人员公知的任意的阻燃成分,没有特别限定,可以含有例如选自磷酸、下述结构式(A)所表示的酸性磷酸酯、和其盐中的至少1种,尤其是,可以是从前述的选择项中选出的至少1种,

  (RO)X-P(=O)-(OH)3-X(A)

  (式中,R表示具有取代基或无取代基的直链、支链或环状的碳原子数1~10,优选是碳原子数1~4的烷基、具有取代基或无取代基的直链、支链或环状的碳原子数2~10、优选碳原子数2~4的烯基、或具有取代基或无取代基的碳原子数6~10的芳基,x是1或2,x是2时,2个R可以相同也可以不同。)

  作为磷酸和结构式(A)所表示的酸性磷酸酯的盐,没有特别限定,可以列举出例如:

  钠、钾和锂等的碱金属盐;

  镁、钙和钡等的碱土金属盐;

  锌、铝和锆等其他金属的盐;

  单甲基胺、二甲基胺、三甲基胺、单乙基胺、二乙基胺、和三乙基胺等的烷基胺盐;

  单乙醇胺、二乙醇胺、三乙醇胺、单异丙醇胺、二异丙醇胺、三异丙醇胺、单甲基乙醇胺、二甲基乙醇胺、单乙基乙醇胺、二乙基乙醇胺、和三(羟甲基)氨基甲烷等的饱和脂肪族醇胺盐;

  乙二胺、二乙烯三胺、聚乙烯亚胺、双氰胺、双氰胺的缩合物、双氰胺和聚亚烷基聚胺的缩合物、双氰胺和聚亚烷基聚胺和尿素的缩合物、和双氰胺和甲醛的缩合物等多胺的盐;

  四甲基铵、四乙基铵、四甲醇铵、和四乙醇铵等季铵盐;以及

  三聚氰胺盐、脒基脲盐、和胍盐等。

  在磷酸和结构式(A)所表示的酸性磷酸酯中,从阻燃性的观点优选磷酸。酸性磷酸酯中,优选碳原子数少的。此外、在上面列举出的阻燃成分中,从阻燃性的观点优选磷酸和结构式(A)所表示的酸性磷酸酯的盐,在它们的盐中,优选烷基胺盐、饱和脂肪族醇胺盐、多胺盐、季铵盐、三聚氰胺盐、脒基脲盐、胍盐,进而优选烷基胺盐、饱和脂肪族醇胺盐、多胺盐、季铵盐、胍盐,更进而优选胍盐。

  在本发明的实施方式的阻燃加工剂组合物中,两性高分子化合物与阻燃成分的质量比,可以是任意的合适质量比,没有特殊限定。但如果两性高分子化合物的含量过少,则有时得不到充分的阻燃性提高效果和色花发生的抑制效果,另一方面,如果两性高分子化合物的含量过多,则有时这些效果饱和,或者由于作为主剂的阻燃成分的含量相对变少,所以得不到充分的阻燃性,甚至有时会促进色花产生。因此,两性高分子化合物与阻燃成分的质量比通常为0.3:10~7:10、优选为0.5:10~5:10、更优选为1:10~3:10。

  本发明的实施方式的阻燃加工剂组合物,没有特别限定,通常pH为3.0~7.0。此外、该阻燃加工剂组合物,在不破坏本发明的效果的范围内可以含有前述成分以外的任意成分。作为这样的成分,没有特别限定,可以列举出例如有机溶剂、pH调整剂、螯合剂、电位调整剂、表面活性剂(阴离子表面活性剂、非离子表面活性剂、阳离子表面活性剂、两性表面活性剂等)、防腐剂、消泡剂、和变色防止剂等。再者,对于这些成分的含量,没有特别限定,但考虑到性能方面和加工稳定性,可以在对制造和存储不产生不良影响的范围内适当决定。

  有机溶剂可以是任意的适当有机溶剂,没有特别限定,从提高阻燃加工剂组合物的存储稳定性和/或操作性的观点,可以列举出例如甲醇、乙醇、异丙醇、乙二醇单丁基醚、乙二醇、丙二醇、二丙二醇单甲基醚、己二醇、苄醇、和3-甲氧基-3-甲基-1-丁醇(注册商标:ソルフィット)等。

  pH调整剂可以是任意的合适碱或酸。作为碱可以列举出例如例如氢氧化钠、氢氧化钾等的氢氧化物;碳酸钠、碳酸氢钠、碳酸钾、倍半碳酸钠等的碳酸盐;硼酸钾、硼酸钠等的硼酸盐;硫酸氢钠、硫酸氢钾等的硫酸氢盐;硅酸钠、偏硅酸钠、硅酸钾、偏硅酸钾、沸石等的无机碱金属盐;甲酸钠、乙酸钠、草酸钠等的有机碱金属盐;单乙醇胺、二乙醇胺、三乙醇胺、三乙胺等的有机胺类;和氨等。在这些化合物中优选氢氧化钠、氢氧化钾等的氢氧化物。作为酸可以列举出例如乳酸、乙酸、丙酸、马来酸、草酸、甲酸、甲磺酸、甲苯磺酸等的有机酸;和盐酸、硫酸、硝酸等的无机酸。这些pH调整剂可以1种单独使用,或2种以上组合使用。

  作为螯合剂,可以列举出例如EDTA(乙二胺四乙酸)、HEDTA(羟乙基乙二胺三乙酸)、DTPA(二乙烯三胺五乙酸)、和它们的盐;植酸、羟乙二磷酸等的膦酸和其钠盐等的盐类;草酸、柠檬酸、丙氨酸、二羟基乙基甘氨酸、葡糖酸、抗坏血酸、琥珀酸、酒石酸、戊二酸、丙二酸等的有机酸和它们的盐;天冬氨酸、多聚谷氨酸等的多胺酸类;多元羧酸、聚马来酸和它们的盐等。在螯合剂中,从对环境影响方面考虑,优选柠檬酸钠等的有机酸或其盐。

  本发明的实施方式的阻燃加工剂组合物可以任选地还含有整理加工剂。作为该整理加工剂没有特别限定,可以列举出例如底丝断线防止剂(サンマリナーTS-155GT等)、赋予吸水性、吸湿性、防静电性等的亲水化剂(聚乙二醇衍生物、含有各种亲水性聚合物的处理剂等)、疏水·疏油剂(高级脂肪族化合物、硅氧烷系、氟系等)、防霉剂(酚系等)、柔软整理剂(硅氧烷系、阴离子系、阳离子系等)、防融合加工剂(聚硅氧烷系、聚酰胺系等)、硬挺整理剂(三聚氰胺系、聚氨酯系)等。

  本发明的实施方式的阻燃加工剂组合物,对于赋予例如汽车等车辆的内饰用布帛阻燃性特别有用,可以在需要同时实现阻燃性提高和色花防止或抑制的其他任意的用途、例如衣料、室内装饰等的用途中很好地使用。

  <阻燃性纤维布帛的制造方法>

  本发明中,进而提供阻燃性纤维布帛的制造方法,本方法其特征在于包含以下工序:使用阻燃成分和前面说明的含有两性高分子化合物的阻燃助剂对聚酯纤维布帛进行处理的工序、以及使所述聚酯纤维布帛干燥的工序。

  [处理工序]

  处理工序中使用阻燃成分和含有两性高分子化合物的阻燃助剂对聚酯纤维布帛处理,具体地通过包含在含有阻燃成分和/或阻燃助剂的处理液中浸渍聚酯纤维布帛的步骤的衬垫加工、或包含将该处理液使用喷雾射嘴向聚酯纤维布帛喷雾的步骤的喷雾加工等,对聚酯纤维布帛赋予阻燃成分和阻燃助剂。

  作为本处理工序中使用的阻燃成分,可以是本领域的技术人员公知的任意的阻燃成分,没有特别限定,可以使用例如含有选自磷酸、以上说明的结构式(A)所表示的酸性磷酸酯、和它们的盐中的至少1种的阻燃成分。

  此外、作为本处理工序中使用的聚酯纤维布帛,没有特别限定,可以是例如由普通聚酯纤维、阳离子可染聚酯纤维、再生聚酯纤维、或含有它们中的2种以上的聚酯纤维构成的布帛。此外、聚酯纤维布帛可以是前述的聚酯纤维与以下纤维混纺而得的复合纤维布帛,用于混纺的所述纤维为:

  棉、麻、绢、羊毛等的天然纤维;人造丝、乙酸酯等的半合成纤维;尼龙、丙烯酸类、聚酰胺等的合成纤维;碳纤维、玻璃纤维、陶瓷纤维、金属纤维等的无机纤维;聚氨酯等的合成皮革;或含有它们中的2种以上的纤维。

  此外、作为聚酯纤维布帛的形态,可以列举出起毛物、天鹅绒等的经编物、长毛绒起毛物等的双罗素斜纹细呢、拉毛织物(シンカーパイル)等的圆型针织物、平针针织物等的针织物、填毛织物(ジャガーモケット)等的机织物、针刺棉、缝编织物、水流交络无纺布(スパンレース)等的无纺布。在这些形态中优选经编针织物和平针针织物。再者,对于聚酯纤维布帛的厚度和单位面积的质量(即目付),没有特别限定,可以按照原料来适当选择。例如聚酯纤维布帛的厚度为0.1~5mm程度、目付为10~350g/m2程度较好。

  本处理工序中,含有两性高分子化合物的阻燃助剂,与阻燃成分一起使用,但也不是必须要与阻燃成分同时使用。即,可以将含有以上说明的阻燃成分和阻燃助剂这两者的阻燃加工剂组合物直接作为处理液使用,或使用将该阻燃加工剂组合物用水和水性介质中的至少1种稀释而成的处理液,用一个浴液进行处理,还可以向一个浴液中同时或依次添加阻燃成分和阻燃助剂来进行处理,或者使用含有阻燃成分的处理液和含有阻燃助剂的另一个处理液,这样用两个浴液进行处理。在用两个浴液进行处理的情况,含有阻燃成分的处理液和含有阻燃助剂的另一个处理液,使用哪个先进行处理都可以。

  作为前述的水性介质,优选能够与水混合的亲水性溶剂。作为亲水性溶剂可以列举出例如甲醇、乙醇、异丙醇、乙二醇、丙二醇、二乙二醇、己二醇、甘油、丁二醇、二甘醇丁基醚、3-甲氧基-3-甲基-1-丁醇(ソルフィット)、N-甲基吡咯烷酮、二甲基甲酰胺、二甲亚砜等。

  在通过衬垫加工进行处理时,使用含有阻燃成分和/或阻燃助剂的处理液,在1个浴液或2个浴液中浸渍聚酯纤维布帛,接下来用辊挤压变成规定的水分含量,同时使阻燃成分和阻燃助剂浸透聚酯纤维布帛。浸渍时间和轧液率,根据处理的聚酯纤维布帛的厚度、目付、以及规定的阻燃成分赋予量来适当选择就好,没有特别限定,例如浸渍时间可以为1~5秒,轧液率可以为50~100%。

  另一方面,在通过喷雾加工进行处理时,可以一边用传送带等连续输送聚酯纤维布帛,一边使用含有阻燃成分和/或阻燃助剂的处理液,向聚酯纤维布帛上喷雾阻燃成分和阻燃助剂。喷雾加工的具体条件可以按照处理的聚酯纤维布帛的厚度、目付、以及规定的阻燃成分赋予量来适当选择。

  [干燥工序]

  使用阻燃成分和阻燃助剂通过衬垫加工、喷雾加工等进行处理而成的聚酯纤维布帛,接下来通过干燥工序干燥,而在该聚酯纤维布帛中附着了阻燃成分和阻燃助剂。该干燥没有特别限定,可以用自然干燥、加热干燥等本领域的技术人员公知的适当方法和条件来进行。例如干燥使用针板拉幅机等的热处理装置100~180℃下实施30秒~3分钟。

  在前述的工序以外,可以在使用阻燃成分和阻燃助剂进行阻燃加工的前后进行各种公知的处理。例如染色、热定型、各种的整理加工(上浆、轧光等)。

  关于最终得到的阻燃性纤维布帛上附着的阻燃成分和阻燃助剂的量,相对于聚酯纤维布帛100质量份优选含有阻燃成分和两性高分子化合物共1~20质量份,更优选为3~10质量份。通过以该范围附着阻燃成分和两性高分子化合物,能够对聚酯纤维布帛赋予充分的阻燃性,同时能够完全或充分抑制色花产生,并且成本上也优选。

  通过本发明的实施方式的制造方法制造出的阻燃性纤维布帛,作为例如汽车等车辆的内饰用布帛特别有用,可以在需要同时实现阻燃性提高和色花防止或抑制的其他任意的用途例如衣料、室内装饰等的用途中很好地使用。

  以下、通过实施例对本发明进行更具体说明,但本发明不受这些实施例任何限定。

  【实施例】

  本实施例中,制造对聚酯纤维布帛赋予了阻燃成分和含有两性高分子化合物的阻燃助剂的阻燃性纤维布帛,并评价其特性。

  [聚酯纤维布帛(普通聚酯平针针织物)的染色处理]

  首先,对附着了阻燃成分和阻燃助剂的聚酯纤维布帛实施染色处理。具体地,在微小彩色染色机(テクサム技研社制)的锅中加入水、下表1所示的分散染料、分散均染剂和pH调整剂,使它们混合均匀而调制染色浴。接下来、将作为聚酯纤维布帛的普通聚酯平针针织物(目付:250g/m2)投入浴比=1:10的染色浴中,将该染色浴以2℃/分钟从40℃升温到80℃,接下来以1℃/分钟从80℃升温到130℃,然后在130℃保持30分钟进行染色。接着将染色浴降温到80℃,将普通聚酯平针针织物从锅中取出,通过下表2所示的处理液进行还原清洗(80℃×15分钟、浴比=1:10),接下来进行水洗脱水干燥而得到聚酯纤维的染色布帛。

  表1

  表2

  [阻燃性纤维布帛的制造]

  接下来,使用含有阻燃成分和两性高分子化合物的阻燃助剂,对上面得到的聚酯纤维的染色布帛进行处理,接下来干燥而制造阻燃性纤维布帛。以下的例子中使用的阻燃成分如下所述。

  (阻燃成分1)

  将磷酸胍(三和ケミカル社制)溶解在水中,使不挥发成分为50质量%

  (阻燃成分2)

  将PhoslexA-1即CH3O-P(=O)-(OH)2+(CH3O)2-P(=O)-OH(SC有机化学社制)119g和碳酸胍180g进行混合,用水调整到不挥发成分为50质量%。

  (阻燃成分3)

  将PhoslexA-2即C2H5O-P(=O)-(OH)2+(C2H5O)2-P(=O)-OH(SC有机化学社制)139g和碳酸胍180g进行混合,用水调整到不挥发成分为50质量%。

  (阻燃成分4)

  将PhoslexA-4即C4H9O-P(=O)-(OH)2+(C4H9O)2-P(=O)-OH(SC有机化学社制)182g和碳酸胍180g进行混合,用水调整到不挥发成分为50质量%。

  [实施例1]

  首先,将作为阻燃助剂的由烯丙基胺和马来酸的共聚物形成的两性高分子化合物(固体成分20%):5g、阻燃成分1:10g、和作为任意选择的整理加工剂的サンマリナーTS-155GT(日华化学社制底丝断线防止剂):1.5g用水稀释,得到100g的处理液(pH5.0)。接下来,使用该处理液,对上面得到的聚酯纤维的染色布帛以轧液率70%进行衬垫加工处理。接下来,将衬垫加工后的聚酯纤维的染色布帛使用针板拉幅机在110℃干燥2分钟,接下来在170℃干燥30秒,从而制造出了附着两性高分子化合物和阻燃成分(质量比2:10)的阻燃性纤维布帛。再者,附着的阻燃成分和阻燃助剂的总量相对于聚酯纤维布帛100质量份为4.2质量份。

  [实施例2]

  除了作为阻燃助剂使用由二烯丙基胺盐酸盐和马来酸的共聚物形成的两性高分子化合物(固体成分40%):2.5g以外,与实施例1的情况同样地操作,制造出了附着两性高分子化合物和阻燃成分(质量比2:10)的阻燃性纤维布帛。

  [实施例3]

  除了作为阻燃助剂使用由甲基二烯丙基胺和马来酸的共聚物形成的两性高分子化合物(固体成分20%):5g以外,与实施例1的情况同样地操作,制造出附着两性高分子化合物和阻燃成分(质量比2:10)的阻燃性纤维布帛。

  [实施例4]

  除了作为阻燃助剂使用由二烯丙基二甲基氯化铵和马来酸的共聚物(分子量25000)形成的两性高分子化合物(固体成分30%):3.3g以外,与实施例1的情况同样地操作,制造出附着两性高分子化合物和阻燃成分(质量比2:10)的阻燃性纤维布帛。

  [实施例5~7]

  除了分别使用阻燃成分2~4以外,与实施例4的情况同样地操作,制造出附着两性高分子化合物和阻燃成分(质量比2:10)的实施例5~7的阻燃性纤维布帛。

  [实施例8和9]

  除了将两性高分子化合物和阻燃成分的质量比分别变为0.5:10和5:10以外,与实施例1的情况同样地操作,制造出了实施例8和9的阻燃性纤维布帛。

  [比较例1~4]

  除了使用12g阻燃成分1~4,并且不使用阻燃助剂以外,与实施例1的情况同样地操作,制造出了比较例1~4的阻燃性纤维布帛。

  [比较例5]

  作为阻燃助剂使用由二烯丙基二甲基氯化铵和马来酸的共聚物(分子量25000)形成的两性高分子化合物(固体成分30%)20g,并且不使用阻燃成分,除此以外,与实施例1的情况同样地操作,制造阻燃性纤维布帛。

  针对实施例1~9和比较例1~5的阻燃性纤维布帛通过以下的方法评价阻燃性、防色花性、与氯化钙的反应性(CaCl2反应性)、和坚牢度。

  [阻燃性的评价]

  阻燃性是依照FMVSS(美国联邦汽车安全基准)No.302的汽车内饰材料的燃烧试验规定,测定阻燃性纤维布帛的燃烧距离、燃烧时间、和燃烧速度,按照以下的基准进行评价,评价将NB、SE和SNBR的情况视为合格,将B的情况视为不合格。

  表3

  [防色花性的评价]

  防色花性,将90℃的蒸留水(热水)4mL滴加到阻燃性纤维布帛的表面,室温风干后,目视观察该阻燃性纤维布帛的表面有无色花进行评价,将没发现色花的情况视为合格(〇),将发现色花的情况视为不合格(×)。

  [氯化钙(CaCl2)反应性的评价]

  氯化钙(CaCl2)反应性,是将各实施例和比较例中的处理液100g和氯化钙10质量%水溶液100g混合,静置1天后,观察外观进行评价,将没有发现白色沉淀物的情况视为合格(〇),将发现白色沉淀物的情况视为不合格(×)。

  [坚牢度]

  坚牢度是通过JIS L0849:2013的磨擦试验机II形(学振形)法进行磨擦坚牢度试验(润湿试验)来评价的。评价的级数越高,坚牢度越高,将级数为3以上的情况判断为坚牢度良好。

  所得结果如下表4所示。

  

  参照表4,比较例1和2尽管阻燃性的评价良好,但由于没有使用本发明的实施方式的阻燃助剂,所以不能抑制色花产生,尤其是比较例1在与氯化钙的反应中观察到了生成了可以成为色花产生原因的白色沉淀物。此外、比较例3和4没有使用本发明的实施方式的阻燃助剂,所以没有发现对于阻燃性和防色花性这两者有充分改善,进而坚牢度的评价也低。另一方面,比较例5不包含作为主剂的阻燃成分,所以同样在阻燃性和防色花性这两方面没有发现充分改善。

  与此相对,将本发明的实施方式的阻燃助剂与阻燃成分一起使用的实施例1~9中,所有的实施例都实现了良好的阻燃性,而且能够完全防止色花产生,与氯化钙的反应性和坚牢度的评价也良好。尤其是,如果将使用相同阻燃成分的实施例5~7与比较例2~4相比较就可以明白,通过使用本发明的实施方式的阻燃助剂,与单独使用阻燃成分的情况相比较,阻燃性提高。

  产业可利用性

  通过将含有具有烯丙基胺等的至少1种特定阳离子单元和马来酸等的阴离子单元的两性高分子化合物作为必需成分的阻燃助剂与阻燃成分一起使用,对聚酯纤维布帛进行处理,能够防止或显著地抑制热水和氯化钙水溶液造成色花产生,得到坚牢度的降低少或完全没有降低的、显示良好阻燃性的车辆内饰材料。此外、在将该阻燃助剂和含有它的阻燃加工剂组合物用于聚酯纤维布帛时,可以采用通过衬垫加工或喷雾加工来赋予给聚酯纤维布帛、接下来干燥的简便方法,可以考虑工序的合理化和环境进行车辆内饰材料的阻燃加工。

《阻燃助剂、阻燃加工剂组合物、和阻燃性纤维布帛的制造方法.doc》
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