(57)【要約】【課題】  本発明は、電子線照射によって、ポリエステル糸に確実にリン化合物を固着させ、生産性に優れ、耐久性のあるポリエステル糸の難燃化改質方法を提供することを目的とする。【解決手段】  本発明者らは、チーズに巻かれたポリエステル糸を乳化剤とリンを含有するラジカル重合性化合物を含む処理液に浸漬し加熱することによって、ポリエステル糸の内部にラジカル重合性化合物を吸尽させ、その後電子線照射することによって、難燃性能に優れたポリエステル糸を効率よく得られることを見出し本発明に到達した。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ポリエステル糸をチーズボビンにソフト巻きする工程と、前記ソフト巻きされたポリエステル糸を乳化剤とリンを含有するラジカル重合性化合物を含む処理液に浸漬する工程と、前記処理液に浸漬したポリエステル糸を加熱処理する工程と、前記ポリエステル糸に電子線照射を行いポリエステル糸の少なくとも一部にラジカル重合性化合物を固着する工程と、前記ポリエステル糸を洗浄・乾燥する工程とを含むことを特徴とするポリエステル糸の難燃化改質方法。
【請求項２】
前記電子線照射を行ってから洗浄までの間は、不活性雰囲気で行うことを特徴とする請求項１に記載のポリエステル糸の難燃化改質方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ポリエステル糸に電子線を照射することにより、リン化合物をポリエステルに固着させ、ポリエステル糸の難燃化を行なう技術に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
繊維の改質をおこなう技術は、古くから多く提案されており、その中の一方法としてグラフト重合反応を起こさせる方法がある。特許文献１では、ポリエステルー綿混紡素材に対して放射線を照射した後、ラジカル重合性リン含有化合物を付与するポリエステル−綿混紡素材を開示している。
【０００３】
また、特許文献２では、予め繊維素材に対して放射線を照射した後に、リンを含有するラジカル重合性を有する難燃剤とラジカル重合性を有しないリン含有化合物とを含有する難燃加工剤を付与する難燃加工方法（前照射法）、あるいは、前記難燃加工剤を水溶液形態で付与した後に放射線を照射する難燃加工方法（後照射法）が開示されている。
【特許文献１】特開２００６−１８３１６６号公報
【特許文献２】特開２００９−３０１８８号公報
【０００４】
しかしながら、これらの技術を、ポリエステル糸にあてはめた場合、いずれも十分な難燃性を得ることができなかった。特に難燃試験のうちでも難易度の高い垂直燃焼試験に合格することは難しかった。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、かかる技術的背景に鑑みてなされたものであって、電子線照射によって、ポリエステル糸に確実にリン化合物を固着させ、生産性に優れ、耐久性のあるポリエステル糸の難燃化改質方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明者らは、このような課題を解決するために鋭意検討の結果、チーズに巻かれたポリエステル糸を乳化剤とリンを含有するラジカル重合性化合物を含む処理液に浸漬し加熱することによって、ポリエステル糸の内部にラジカル重合性化合物を吸尽させ、その後電子線照射することによって、難燃性能に優れたポリエステル糸を効率よく得られることを見出し本発明に到達した。前記目的を達成するために、本発明は以下の手段を提供する。
【０００７】
［１］ポリエステル糸をチーズボビンにソフト巻きする工程と、前記ソフト巻きされたポリエステル糸を乳化剤とリンを含有するラジカル重合性化合物を含む処理液に浸漬する工程と、前記処理液に浸漬したポリエステル糸を加熱処理する工程と、前記ポリエステル糸に電子線照射を行いポリエステル糸の少なくとも一部にラジカル重合性化合物を固着する工程と、前記ポリエステル糸を洗浄・乾燥する工程とを含むことを特徴とするポリエステル糸の難燃化改質方法。
【０００８】
［２］前記電子線照射を行ってから洗浄までの間は、不活性雰囲気で行うことを特徴とする前項１に記載のポリエステル糸の難燃化改質方法。
【発明の効果】
【０００９】
［１］の発明では、チーズに巻かれたポリエステル糸を乳化剤とリンを含有するラジカル重合性化合物とを含む処理液に浸漬し加熱処理することによってラジカル重合性化合物をポリエステル糸の内部にまで吸尽させることができる。その状態で電子線照射を行うことによって、ポリエステル糸の表面から内部にかけて活性種を生成させ、ラジカル重合性化合物をしっかりと固着できるため、耐久性のある優れた難燃性能のあるポリエステル糸を効率よく加工することができる。さらにその後、該ポリエステル糸を洗浄・乾燥する工程を含んでいるので、繊維表面に付着している余分なラジカル重合性化合物や生成物が取り除かれて、繊維が本来持っている風合いを維持する難燃性ポリエステル糸を得ることができる。
【００１０】
［２］の発明では、電子線照射を行ってから洗浄までの工程は、不活性雰囲気で行うことで、電子線照射によって生成した活性種の失活が起こりにくくなり、また活性種の揮散も防がれて、ラジカル重合性化合物をしっかりと固着した糸とすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
本発明に係るポリエステル糸の難燃化改質方法は、チーズに巻かれたポリエステル糸を、乳化剤と、リンを含有するラジカル重合性化合物を含む処理液に浸漬し加熱処理することによって、ラジカル重合性化合物をポリエステル糸の内部にまで吸尽させ、その後電子線照射を行うことによって、ポリエステル糸の表面から内部にかけて活性種を生成してリンを含有するラジカル重合性化合物を固着することを特徴とする。
【００１２】
チーズへのポリエステル糸の巻き方は、特に限定しないが、電子線照射の透過距離がチーズに巻かれた糸の見かけ比重に関係することから、一般にソフト巻きといわれる柔らかな巻き方が好ましい。チーズ密度としては０．４〜０．６ｇ／ｃｍ３が好ましく、０．６ｇ／ｃｍ３を超えると電子線照射の透過距離が少なくなり、チーズに巻く糸量を少なくしなければならず非効率となる。また、０．４ｇ／ｃｍ３を下回っても、チーズの体積ばかり大きくなって、糸の加工には非効率となる。
【００１３】
糸をチーズに巻くとき、チーズボビンに巻きつけてチーズを形成するが、チーズボビンは、チーズ染色を行うときに使用する公知のものでよく、チーズボビンの内側から巻かれた糸層内を、処理液や水、乾燥気体等がチーズの表層の糸まで均一に通過し、あるいはチーズボビンに巻かれた糸層の外側からチーズボビンの内側に処理液や水、乾燥気体等が通過する構造のものであればよい。
【００１４】
本発明は、ポリエステル糸に電子線照射を行い、活性種を発現させラジカル重合性化合物を固着させるもので、ラジカル重合性化合物としては、糸に難燃性を付与する場合、リン原子を含有しかつラジカル重合性基を含有する構造を有するものがよく、一般式（化１）で表されるビニルホスフェート化合物が好ましく用いられる。
【００１５】
【化１】
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【００１６】
一般式（化１）中、Ｒ１、Ｒ２は、水素原子またはメチル基を表し、Ｒ１はメチル基、Ｒ２は水素原子が好ましい。Ｒ３は水素原子が好ましい。ｎは１〜３、ｍは１〜６の整数を表す。一般式（化１）で表されるビニルホスフェート化合物のうち、水溶液として難燃加工を行うには、ｎは１または２のものが好ましい。  
【００１７】
一般式（化１）のビニルホスフェート化合物としては、例えば、モノ（２−アクリロイルオキシエチル）ホスフェート、モノ（２−メタクリロイルオキシエチル）ホスフェート、ビス（２−アクリロイルオキシエチル）ホスフェート、ビス（２−メタクリロイルオキシエチル）ホスフェート、ジエチル−（２−アクリロイルオキシエチル）ホスフェート、ジエチル−（２−メタクリロイルオキシエチル）ホスフェート、ジフェニル−（２−アクリロイルオキシエチル）ホスフェート、ジフェニル−（２−メタクリロイルオキシエチル）ホスフェート、ポリアルキレングリコール−（２−アクリロイルオキシエチル）ホスフェート、ポリアルキレングリコール（２−メタクリロイルオキシエチル）ホスフェート等を挙げることができる。
【００１８】
乳化剤としては特に限定されないが、例えばポリオキシアルキレンアルキルエーテル、ポリオキシアルキレンアルキルフェニルエーテル、高級アルコール硫酸エステル塩、ポリオキシアルキレンアルキルエーテル硫酸塩、アルキルスルホネート、ポリオキシエチレンヒマシ油等を挙げることができる。中でもポリオキシアルキレンアルキルエーテル、ポリオキシエチレンヒマシ油を好適に用いることができる。
【００１９】
ポリエステル糸を乳化剤とリンを含有するラジカル重合性化合物を含む処理液で処理する工程では、前記リンを含有するラジカル重合性化合物と乳化剤とを水等の溶媒に希釈した溶液に糸を浸漬し、１００℃で３０分間加熱してラジカル重合性化合物をポリエステル糸の内部にまで吸尽させる。希釈溶液のリンを含有するラジカル重合性化合物の濃度は、設定する固着量により変わるが、１〜７０容量％でよい。また、リンを含有するラジカル重合性化合物の塗布量としては、糸の０．５〜５０重量％で内部にまでしっかりと吸尽させることが大切である。
【００２０】
次に、電子線照射を行なうが、電子線照射装置の加速電圧によっても電子線照射の透過距離は変わり、透過物の厚みに応じて加速電圧を適宜決めることになる。また、電子線の照射量は、目的とする糸の性能や照射による糸物性の低下を考慮して適宜決めればよいが、本発明では、１０〜３００ｋＧｙの範囲が好ましい。照射量が１０ｋＧｙ未満では固着に必要な量の活性種が得られなく、３００ｋＧｙを超えると繊維主鎖の切断が起こり、ポリエステル糸の物性の低下を来たし好ましくない。電子線照射を行うときには、不活性雰囲気で行うことが好ましい。不活性雰囲気とは、電子線照射によって発現した活性種が失活したり、揮散しないような状況下をいい、フィルムで密閉したり容器に入れ可能な限り空気を抜いて酸素濃度を低くして行ったり、窒素雰囲気で行なえばよい。
【００２１】
本発明において、ポリエステル糸をチーズボビンに巻きつけたチーズ状の糸を処理する場合は、反応室１（容器）に入れて行うことが好ましい。（図１参照）チーズ形状のまま乳化剤とリンを含有するラジカル重合性化合物溶液に浸漬し、加熱処理したり、電子線照射をおこなった後のチーズ状の糸を洗浄・乾燥する工程に反応室１（容器）を使う。反応室１は、機密状態を保てるようになっており、例えば、図１のように、反応室１（容器）と、チーズ台４と、真空ポンプ５と、乳化剤とリンを含有するラジカル重合性化合物溶液の加熱循環装置６とバルブ７、８とからなる装置が挙げられる。チーズ状の糸３をチーズ台４にセットし、乳化剤とリンを含有するラジカル重合性化合物の溶液のタンク６から、図に示す矢印のように、ラジカル重合性化合物溶液を外側から内側（または内側から外側）に抜けるように流して浸漬させる。その後過熱して糸の表面や内部領域にラジカル重合性化合物を吸尽させ、乾燥して一旦反応室１（容器）からチーズ状の糸を取り出し電子線照射を行う。再び反応室１（容器）に電子線照射した糸を入れ水洗して、残存する余分なラジカル重合性化合物や生成物を取り除く。さらに乾燥処理することによって、チーズ形状のままで、ラジカル重合性化合物の固着した糸を効率的に製造することができる。
【実施例】
【００２２】
次に、この発明の具体的な実施例について説明するが、本発明はこれら実施例のものに特に限定されるものではない。
【００２３】
燃焼試験は、耐空性審査要領第三部４−１０−２−２付録Ｆ垂直燃焼試験で行なった。３回の平均値で表し、燃焼時間１５秒以下、燃焼長さ１５ｃｍ以下を合格とした。
【００２４】
酸素指数（ＬＯＩ値)は、燃焼を維持できる最低の酸素濃度の時の酸素濃度の数値であって、ポリエステル糸としては、酸素指数（ＬＯＩ値)が２６以上であれば、通常状態で燃焼が広がることなく自己消化することから好ましい。本発明では酸素指数（ＬＯＩ値)を酸素指数燃焼性試験機（スガ試験機株式会社製）で測定した。
【００２５】
＜実施例１＞
１６５デシテックス／４８ｆポリエステルマルチフィラメント糸（原着）をチーズボビンに巻き、厚さ５ｃｍに巻き上げて、図１の反応室１（容器）に入れ、水性のリンを含有するラジカル重合性化合物の処理液（ビニルホスフェート化合物（ＰＡＭ−４０００ローディア日華株式会社製）１０：乳化剤（ブラウノンＢＫ−４５０  青木油脂株式会社製）１を水に１０容量％で希釈）に浸漬させ、１００℃に加熱し、３０分間反応室内に循環させてラジカル重合性化合物をポリエステル糸に吸尽させた。次に、乾燥させてから、ボビンに巻かれたポリエステル糸を反応室１（容器）から取り出し、電子線照射装置により窒素ガス雰囲気下で、チーズの上面側から電子線照射（４０ＫＧｙ）し、さらに反転して下面側からも照射しチーズ全体に照射量が均一になるように照射した。次に再びポリエステル糸を反応室１（容器）に入れ、水洗し余分なラジカル重合性化合物や生成物を取り除き、そのまま乾燥処理することによって、チーズ形状のままで、難燃処理された糸を得ることができた。
【００２６】
次に、このチーズから糸を引き出して、チーズの巻径が５ｍｍ減少するごとに、糸を採取し、筒編み機を使って生地を作成し、チーズの表層、中層、内層の各生地の垂直燃焼試験を実施し三点の平均値を表１に記載した。表１に示すように燃焼時間１．８秒、燃焼長さ７．１ｃｍと良好で、酸素指数は、３０であった。また、同じ試料をドライクリニング１０回実施しその燃焼試験結果も、表１に示した。初回よりはやや性能低下がみられるものの、自己消火性の糸と判定され耐久性のある難燃性能に優れたものであった。
【００２７】
＜比較例１＞
実施例１において、乳化剤（ブラウノンＢＫ−４５０  青木油脂株式会社製）を添加しないで水性のリンを含有するラジカル重合性化合物の処理液（ビニルホスフェート化合物（ＰＡＭ−４０００ローディア日華株式会社製）で処理した以外は実施例１と同様にして難燃処理されたポリエステル糸を得た。燃焼試験を実施ししたところ、酸素指数は、２５で、燃焼時間１９．２秒、燃焼長さ１６．５ｃｍで不合格であった。
【００２８】
＜比較例２＞
実施例１において、処理液（ビニルホスフェート化合物（ＰＡＭ−４０００ローディア日華株式会社製）１０：乳化剤（ブラウノンＢＫ−４５０  青木油脂株式会社製）１を水に１０容量％で希釈）を加熱しないで処理した以外は実施例１と同様にした。加熱処理していないので、ラジカル重合性化合物がポリエステル糸に吸尽されるまでに到らず、難燃性能に優れた糸とはならなかった。
【００２９】
＜比較例３＞
実施例１において、電子線照射装置を行わなかった以外は実施例１と同様にした。表１に示すように燃焼時間２．０秒、燃焼長さ７．５ｃｍと良好で、酸素指数は、３０であったが、ドライクリニング１０回実施した後の燃焼試験では、表１に示したように燃焼性能の低下が著しかった。
【００３０】
【表１】
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【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】本発明に係るチーズボビンに巻きつけた糸に、加熱、洗浄、乾燥等を行う反応室（反応容器）の一実施形態を示す概略図である。
【符号の説明】
【００３２】
１・・・反応室（反応容器）
２・・・チーズボビン
３・・・チーズ（糸層）
４・・・チーズ台
５・・・真空ポンプ
６・・・加熱循環装置
７・・・バルブ
８・・・バルブ
【図１】
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