JP2004238753A

JP2004238753A - 織物用高機能繊維

Info

Publication number: JP2004238753A
Application number: JP2003027949A
Authority: JP
Inventors: Sadato Hashidate; 貞人橋立
Original assignee: Teijin Ltd
Current assignee: Teijin Ltd
Priority date: 2003-02-05
Filing date: 2003-02-05
Publication date: 2004-08-26

Abstract

【課題】製織時の毛羽やフィブリルの発生が少なく、品位の優れた織物が安定して得られる、全芳香族ポリアミド、全芳香族ポリエステル又はポリベンザゾールからなる製織用高機能繊維を提供すること。
【解決手段】全芳香族ポリアミド繊維、全芳香族ポリエステル繊維又はポリベンザゾール繊維からなる高機能繊維の表面に、炭素数１０〜２４のα−オレフィン／不飽和二塩基酸共重合体エステル化合物を油剤有効成分に対して１〜１０重量％含有する油剤を付与する。
【選択図】なし

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、全芳香族ポリアミド、全芳香族ポリエステル又はポリベンザゾールからなる織物用として好適な高機能繊維に関する。さらに詳しくは、製織時に毛羽の発生が少なく、品質の優れた織物を効率よく製造することができる高機能繊維に関する。
【０００２】
【従来の技術】
全芳香族ポリアミド繊維、全芳香族ポリエステル繊維、ポリベンザゾール繊維等の高機能繊維は、優れた物理的、化学的性質を有していることから、工業的に極めて有用な繊維である。特にこれらの高機能繊維を用いた織物は、帆布、テント、養生シート、耐震補強材、搬送用ベルト等の産業資材分野で広く使用されている。
【０００３】
しかしながら、これらの高機能繊維は、繊維内部でポリマー鎖が高度に配向しているため、製織時に毛羽やフィブリルが発生しやすく、製織加工速度をアップし難いという問題がある。
【０００４】
従来、製織時の毛羽やフィブリルの発生を抑制するため、繊維表面に各種油剤を付与することは提案されている。例えば、特開昭４８−３３１９２号公報には、鉱物油又は１価脂肪酸エステルと脂肪酸プロピルスルフォネート塩とを組合わせた油剤が提案され、特開平５−３３９８７５号公報には、１価脂肪酸エステルを主体成分とし、水酸基を有するグリセライドのアルキレンオキシド付加物と二塩基酸成分との反応生成物を配合した油剤が提案され、また、特開平１０−１５８９３９号公報には、分子量３００〜５００の一価脂肪酸エステルを主体成分とし、多価ヒドロキシ化合物と多価カルボン酸とからなる縮重合体を配合した油剤が提案されている。しかし、前記高機能繊維にこれらの油剤を付与しても、生産性向上の観点から整経や製織の速度をアップすると、その改善効果が不十分になるという問題がある。
【０００５】
一方、特開平２−２１６２７６号公報には、全芳香族ポリアミド繊維の表面にノニオン吸着性の無機微粒子を固着させた後、高分子量のポリオキシアルキレン単位を含有する脂肪族ポリエステル系化合物と該ポリエステル系化合物とは非相溶性の脂肪族系潤滑剤又はシリコーン系潤滑剤とを有する油剤で処理する方法が提案されている。しかしながら、この方法は撚糸を施した時の強力保持率を高めるために繊維間の耐摩耗性を改善するもので、製織工程における繊維と筬羽との擦過に起因する毛羽やフィブリルの発生を抑制するには不十分である。
【０００６】
また、特許第３２７１９７６号公報には、芳香族ポリアミド繊維の表面に特定のフッ素系加工剤を含有する処理剤を付与する方法が提案されている。しかしながら、この方法は得られる布帛の耐弾性を改善するために繊維間摩擦係数は高めるもので、製織性の改善は未だ不十分でさらなる改善が求められている。
【０００７】
【特許文献１】
特開昭４８−３３１９２号公報
【特許文献２】
特開平５−３３９８７５号公報
【特許文献３】
特開平１０−１５８９３９号公報
【特許文献４】
特開平２−２１６２７６号公報
【特許文献５】
特許第３２７１９７６号公報
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上記従来技術を背景になされたもので、その目的は、全芳香族ポリアミド、全芳香族ポリエステル又はポリベンザゾールからなる高機能繊維において、製織時の毛羽やフィブリルの発生が少なく、品位の優れた織物が安定して得られる製織用高機能繊維を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明者は、上記課題を達成すべく鋭意検討した結果、上記高機能繊維の表面に、特定の成分を含有する油剤を付与すれば、製織時に毛羽やフィブリルの発生が抑制され、最終的に得られる織物の品位が著しく向上することを見出し、本発明に到達した。
【００１０】
かくして、本発明によれば、「全芳香族ポリアミド繊維、全芳香族ポリエステル繊維及びポリベンザゾール繊維から選ばれた少なくとも１種の高機能繊維表面に、炭素数１０〜２４のα−オレフィン／不飽和二塩基酸共重合体エステル化合物を油剤有効成分に対して１〜１０重量％含有する油剤が付与されていることを特徴とする織物用高機能繊維。」が提供される。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について詳細に説明する。
本発明でいう高機能繊維は、全芳香族ポリアミド繊維、全芳香族ポリエステル繊維及びポリベンザゾール繊維から選ばれた、高強度、高弾性等の特性を有する繊維を対象とする。これらの繊維としては、具体的には、ポリパラフェニレンテレフタルアミド繊維、コポリパラフェニレン・３，４’−オキシジフェニレンテレフタルアミド繊維、ポリパラフェニレンベンゾオキサゾール繊維等を例示することができる。なかでも、ポリパラフェニレンテレフタルアミド繊維、コポリパラフェニレン・３，４’−オキシジフェニレンテレフタルアミド繊維等のパラ系芳香族ポリアミド繊維は、毛羽やフィブリルの抑制効果が大きいので好ましい。
【００１２】
かかる高機能繊維は、交絡数１０個／ｍ以上、特に１５個／ｍ以上の交絡を有している場合、繊維の集束性が向上して製織工程での毛羽発生の抑制効果が向上するので好ましい。なお、該高機能繊維にあまりに多くの交絡を付与しすぎると、該交絡処理時に毛羽やフィブリルが発生しやすくなるので交絡数は７０個／ｍ以下、特に５０個／ｍ以下とするのが望ましい。
【００１３】
本発明においては、上記の高機能繊維表面に、繊維表面上の油剤の膜強度（以下油膜強度と称することがある）を強化させるために、炭素数１０〜２４のα−オレフィン／不飽和二塩基酸共重合体エステル化合物を、油剤有効成分に対して１〜１０重量％、好ましくは２〜８重量％配合した油剤が付与されていることが肝要である。該共重合体の含有量が１重量％未満の場合には、油膜強度が低下して、高接圧下時繊維表面の擦過による毛羽やフィブリルが発生するため、前記本発明の目的を達成することができない。一方、共重合体の含有量が１０重量％を越える場合には、油剤の粘度が高くなりすぎるため、製糸工程や製織準備工程での摩擦が大きくなって走行糸の乱れが発生し、製糸工程調子の低下や得られる織物品位の低下を引き起こすため好ましくない。
【００１４】
本発明で用いられるα−オレフィン／不飽和二塩基酸共重合体エステル化合物としては、α−オレフィンと不飽和二塩基酸との共重合体を適当なヒドロキシ化合物でエステル化反応させたものであっても、またα−オレフィンと不飽和二塩基酸エステルとを共重合させたものであってもよい。
【００１５】
α−オレフィンの炭素数は、あまりに小さくなりすぎると、油剤中の平滑剤成分との相溶性が低下して油膜強度向上効果が小さくなり、一方、炭素数が大きくなりすぎると入手が困難になるので、１０〜２４の範囲が適当であり、１２〜１８が特に好ましい。他方好ましく用いられる不飽和二塩基酸としては、マレイン酸、フマル酸、イタコン酸、シトラコン酸等が挙げられ、なかでもマレイン酸又はフマル酸が好ましい。また、これらの共重合モル比は１：０．７〜０．７：１の範囲が好ましい。
【００１６】
共重合体エステル化合物の分子量は、小さくなりすぎると製糸工程などでの極圧潤滑性が低下して単糸切れ（毛羽）やフィブリルが発生しやすくなり、また製織工程の織機上での綜絖や筬との摩擦が増大して単糸切れ（毛羽）、フィブリル、断糸が発生しやすくなる。一方、共重合体の分子量が大きくなりすぎると、製糸工程や製織準備工程などでの摩擦が大きくなるため、走行糸の乱れだけでなく毛羽やフィブリルも発生しやすくなり、製糸工程調子の低下や得られる織物品位の低下が起こりやすくなる。したがって、共重合体の分子量は１０００〜５０００、特に１５００〜３０００の範囲が適当である。
【００１７】
本発明で用いられる油剤は、上記炭素数１０〜２４のα−オレフィン／不飽和二塩基酸共重合体エステル化合物の他に、通常油剤成分として用いられている平滑剤、乳化剤、帯電防止剤、酸化防止剤等を含有するが、これらは従来公知のものを適宜選択して使用することができるが、なかでも、平滑剤成分として分子量が３００〜４５０の脂肪族一塩基酸エステルを５０〜７０重量％、乳化剤としてエチレンオキサイド付加多価アルコールエステルを１５〜３０重量％、及び、アルキレンオキサイド付加アルキルアミノエーテルもしくはアルキレンオキサイド付加アルキルエーテルを５〜１０重量％を含有する油剤が好ましい。
【００１８】
ここで脂肪族一塩基酸エステルとは、一価の脂肪族アルコールと一価の脂肪族カルボン酸とのエステル化合物をいい、この分子量が４５０を越えると走行糸と製織機糸導等との摩擦が増大して毛羽やフィブリルが発生しやすくなり、一方、分子量が３００未満になると、製糸時の加熱により揮散して発煙を生じ、作業環境汚染の問題を引き起こしやすくなるので、分子量は３５０〜４５０の範囲のものが特に好ましい。また、２価以上の多塩基酸エステルでは、毛羽やフィブリル発生の抑制効果が小さくなる。
【００１９】
かかる脂肪族一塩基酸エステルの油剤有効成分中に占める割合は、少なすぎると平滑性が不足して、製織時の毛羽やフィブリル発生が増加すると同時に製糸工程でのトラブルも増加し、一方、多すぎると安定した油剤エマルジョンを得ることが困難になるので、５０〜７０重量％の範囲が適当である。
【００２０】
また、上記平滑剤と併用するエチレンオキサイド付加多価アルコールエステルは、脂肪族一塩基酸エステルの乳化性に優れ、しかも油膜強化剤としての作用も有するので繊維間の摩擦抵抗も小さくなり、毛羽やフィブリルの発生もより少なくなるので好ましい。
【００２１】
かかる乳化剤としては、エチレンオキサイド付加トリメチロールプロパンジオレエート、エチレンオキサイド付加ペンタエリスリトールジオレエート、エチレンオキサイド付加ソルビタントリラウレート、エチレンオキサイド付加ソルビタントリオレエート、エチレンオキサイド付加グリセリンジオレエート、エチレンオキサイド付加水添ヒマシ油トリラウレート等が挙げられる。なかでも、エチレンオキサイド付加ソルビタンのトリエステル又はエチレンオキサイド付加水添ヒマシ油のトリエステルが好ましい。かかる剤の油剤中含有量は、少なすぎると油剤エマルジョンの安定性が低下し、一方、多くなりすぎると繊維と筬羽の摩擦抵抗が大きくなりすぎて毛羽やフィブリルの抑制が難しくなるので、１５〜３０重量％の範囲が適当である。
【００２２】
さらに、アルキレンオキサイド付加アルキルアミノエーテル又はアルキレンオキサイド付加アルキルエーテルは、前記脂肪族一塩基酸エステルの乳化作用を有すると同時に、油剤の繊維表面への濡れ性を向上させて、油剤の付着斑による製織時の毛羽やフィブリルの発生を防止する作用を有する。
【００２３】
好ましく用いられるアルキレンオキサイド付加アルキルアミノエーテルとしては、例えばエチレンオキサイド１０モル付加ラウリルアミノエーテル、エチレンオキサイド１０モル付加ステアリルアミノエーテルなどが挙げられる。またアルキレンオキサイド付加アルキルエーテルとしては、炭素数８〜１５のアルコールにプロピレンオキサイド及び／又はエチレンオキサイドを３〜９モル、好ましくは７〜９モル付加させたものが挙げられる。ここでアルコールは直鎖状でも分岐状でもよいが、第２級又は第３級、特に第２級のアルコールは、上記の効果がより顕著になるので好ましい。かかるアルコールとしては、２ーエチルヘキシルアルコール、６ードデシルアルコール、炭素数１２〜１４の第２級アルコール等を例示することができる。
【００２４】
このようなアルキレンオキサイド付加アルキルアミノエーテル又はアルキレンオキサイド付加アルキルエーテルの油剤中含有量は、少なすぎると油剤を繊維表面に均一に付着させることが困難となり、一方、多すぎると摩擦抵抗が大きくなりすぎ、また繊維表面の油膜強度も低下して製織時の毛羽やフィブリルが増大するため、５〜１０重量％の範囲が適当である。
【００２５】
上記油剤を高機能繊維表面に付着させる方法は特に限定されず、従来公知の方法を適宜選択すればよい。例えば、製糸時、エマルジョンや溶剤希釈、或いはそのままニートのいずれの形態で給油しても構わないが、エマルション給油が取扱いの点で好ましく採用される。また、給油方法も、ローラータッチ、計量オイリングノズル、油剤液中ディップやスプレーなどいずれの方法も採用できる。
【００２６】
油剤の繊維への付着量は、あまりに少ないと平滑性が低下して製織工程での擦れによる毛羽やフィブリルが発生しやすくなり、工程通過性が低下したり織物の品位が低下しやすくなり、逆に多すぎると粘性アップによるスカムの発生が増加する傾向にあるので、繊維重量を基準として０．３〜５．０重量％、好ましくは１．０〜４．０重量％の範囲とするのが望ましい。
【００２７】
【実施例】
以下、実施例をあげて本発明をさらに具体的に説明する。なお、実施例中における各物性値は下記の方法で測定した。
【００２８】
（１）油剤付着量
１０５℃で１時間乾燥させた試料約３ｇを精秤し、次いでソックスレー抽出器によりアセトン／メタノール（１：１）の混合液を用いて８５℃、６０分間油分を抽出させた。その後、試料を再度１０５℃で３０分間乾燥させてから試料を秤量して減量分を油剤付着量とした。
【００２９】
（２）切断強度
ＪＩＳ−Ｌ１０１３に準拠して測定した。
【００３０】
（３）原糸毛羽
原糸を５ｋｇ巻取った製品の外観検査を行い毛羽の数を測定した。
【００３１】
（４）停台回数
織物１００ｍ^２を製織する間に織機を停台させた回数を測定した。
【００３２】
（５）織物品位
織物の外観検査を行い、織物の品位を◎、○、△、×の４段階で表した。
【００３３】
［実施例１〜４、比較例１〜３］
＜全芳香族ポリアミドドープの調整＞
水分率が１００ｐｐｍ以下のＮ−メチル−２−ピロリドン（以下ＮＭＰという）１１２．９部、パラフェニレンジアミン１．５０６部、３，４’−ジアミノジフェニルエーテル２．７８９部を常温下で反応容器に入れ、窒素中で溶解した後、攪拌しながらテレフタル酸クロリド５．６５８部を添加した。最終的に８５℃で６０分間反応せしめ、透明で粘稠なポリマー溶液を得た。次いで２２．５重量％の水酸化カルシウムを含有するＮＭＰスラリー９．１７４部を添加し、中和反応を行った。得られたポリマーの対数粘度は３．３２であった。
【００３４】
得られたポリマードープを用い、孔径０．３ｍｍ、孔数１０００ホールを有する口金からＮＭＰ濃度が３０重量％の水溶液からなる凝固浴に押し出して湿式紡糸した。その際、口金面と凝固浴との距離は１０ｍｍとした。得られた湿式紡糸繊維を水洗、乾燥後、５２０℃で１０倍に延伸した後、表１記載の油剤をオイリングローラーで付着量が２．０重量％となるように付与した後に、従来公知のインターレースノズルを用いて交絡数が４０個／ｍとなるように圧空圧を調整して交絡を付与しワインダーに巻き取った。得られた繊維は、繊度１６７０ｄｔｅｘ、フィラメント数１０００本であった。得られた繊維の特性を表２に示す。
【００３５】
得られた繊維を用い、レピア織機で経糸本数１７１４本、緯糸を経糸と同じ繊維とし、３００ｒｐｍの速度で平織り組織を製織した。得られた織物の特性を表２にあわせて示す。
【００３６】
【表１】

【００３７】
【表２】

【００３８】
［実施例５〜８］
実施例１において、表３記載の交絡数となるようにインターレースノズルに供給する圧空の圧力を調整するか、表３記載の油剤付着量となるようにオイリングリーラーの回転数を調整する以外は実施例１と同様に行った。結果を表３にまとめて示す。
【００３９】
【表３】

【００４０】
【発明の効果】
本発明の織物用高機能繊維には、その表面に高接圧下でも平滑性に優れた特定の油剤が付与されているので、製糸工程での工程調子を悪化させること無く、製織工程での毛羽やフィブリルの発生を著しく抑制することができ、品位の良好な高機能繊維の織物を安定して生産することが可能となる。

Claims

全芳香族ポリアミド繊維、全芳香族ポリエステル繊維及びポリベンザゾール繊維から選ばれた少なくとも１種の高機能繊維表面に、炭素数１０〜２４のα−オレフィン／不飽和二塩基酸共重合体エステル化合物を油剤有効成分に対して１〜１０重量％含有する油剤が付与されていることを特徴とする織物用高機能繊維。
油剤の付着量が、繊維重量に対して０．３〜５．０重量％である請求項１項に記載の織物用高機能繊維。
油剤が、下記（ａ）〜（ｃ）を含有する請求項１又は２に記載の織物用高機能繊維。
（ａ）分子量３００〜４５０の脂肪族一塩基酸エステル５０〜７０重量％
（ｂ）エチレンオキサイド付加多価アルコールエステル１５〜３０重量％
（ｃ）アルキレンオキサイド付加アルキルアミノエーテル又はアルキレンオキサイド付加アルキルエーテル５〜１０重量％
繊維の交絡数が１０〜７０個／ｍである請求項１〜３のいずれか１項に記載の織物用高機能繊維。