【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、繊維表面に固体状カチオン交換性無機化合物が固着されたパラ配向型アラミド繊維に関するものである。さらに詳しくは、本発明は、製織する際に毛羽や断糸が殆どなく安定して製織することができる、繊維表面に固体状無機化合物が固着されたパラ配向型アラミド繊維に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
パラ配向型アラミド繊維は耐熱性、高強力、高モジュラス、耐薬品性等の特徴を生かし各種衣料から産業資材用途まで幅広く利用されている。しかし、パラ配向型アラミド繊維は擦過によりフィブリルを発生しやすいため、製織時の筬や綜絖との擦過により毛羽が発生しやすく、織機の回転数をアップすることが困難であるという問題がある。
【０００３】
この原因は十分解明されている訳ではないが、繊維物性が低伸度であるため、製織時の筬や綜絖との擦過により応力歪が発生しやすいこと、高分子鎖が剛直であるために繊維の捻り剛性率が高いこと、繊維表面特性としての繊維間摩擦が高いことなどが要因として考えられている。
【０００４】
さらに、高強力高弾性の特性を得るために、パラ配向型アラミド繊維はその繊維表面に固体状の無機化合物を付着して高温熱延伸または熱処理が施されるが、整経や製織時、各種ガイド、筬、綜絖等に該無機化合物が脱落堆積し（スカム）、走行糸への障害物となって毛羽が発生しやすくなるという問題もある。
【０００５】
このような問題を解消するため、例えばポリエステル繊維やポリアミド繊維では、鉱物油および／または一塩基酸エステルを主成分とする織物用油剤が提案されている（例えば特開昭４８−３３１９２号公報、特開昭５３−７８３９７号公報）。確かにこれらの油剤を、繊維表面に無機化合物が付着したパラ配向型アラミド繊維に付与すると、平滑性が向上して毛羽やスカムの発生が抑制されるもののその程度は未だ不十分なレベルである。
【０００６】
一方、無機化合物が付着したパラ配向型アラミド繊維の表面に低分子量ポリエーテルを主成分とし、これに高分子量ポリエーテルが添加された油剤を付与する方法が提案されている（特開平２−２１６２７８号公報）。確かにこの油剤は、上記一塩基酸エステルを主成分とする油剤と比べると平滑性は劣るものの、高分子量ポリエーテルを併用しているために糸／糸間の油膜強度が向上しており、耐毛羽の点では良好となる。しかし、スカム抑制の点では未だ不十分なレベルである。
【０００７】
また、製織性改善の別法として、糸条の集束性を向上させて毛羽の発生を抑制する方法が提案されている（例えば特開昭５５−１３２７２８号公報、特開昭６１−１７４４３号公報）。しかし、無機化合物が付着したパラ配向型アラミド繊維に単に空気交絡処理を施しても、繊維の平滑性は未だ不十分なためにスカムが発生しやすく毛羽の抑制も不十分である。
【０００８】
【特許文献１】
特開昭４８−３３１９２号公報
【０００９】
【特許文献２】
特開昭５３−７８３９７号公報
【００１０】
【特許文献３】
特開平２−２１６２７８号公報
【００１１】
【特許文献４】
特開昭５５−１３２７２８号公報
【００１２】
【特許文献５】
特開昭６１−１７４４３号公報
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上記従来技術に鑑みなされたもので、その目的は、製織する際の毛羽や断糸の発生が殆どなく極めて安定して製織することができる、繊維表面に固体状無機化合物が固着されたパラ配向型アラミド繊維を提供することにある。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
本発明者は、上記課題を達成せんと鋭意検討した結果、特定なエステルを主成分とする油剤に特定なポリエーテル化合物を添加した油剤で表面処理すると共に、空気交絡処理を施せば、繊維表面に固体状無機化合物が固着されていても、整経や製織工程でスカムや毛羽の発生が殆どなく安定して製織することができるパラ配向型アラミド繊維が得られることを見出し、本発明に到ったものである。
【００１５】
かくして、本発明によれば、「繊維表面に固体状無機化合物が固着されたパラ配向型アラミド繊維において、該繊維は交絡数５〜５０個／ｍの交絡を有していると共に、該繊維表面には下記（Ａ）および（Ｂ）成分を必須成分として含有する処理剤が付与されていることを特徴とするパラ配向型アラミド繊維。
（Ａ） 分子量２５０〜４００の一塩基酸エステル：５０〜８０重量％
（Ｂ） プロピレンオキサイド（ＰＯ）とエチレンオキサイド（ＥＯ）との共重合体であって、平均分子量が５０００〜２００００、ＰＯ／ＥＯ共重合重量比が２０／８０〜８０／２０であるポリオキシアルキレングリコール：３〜２０重量％」が提供される。
【００１６】
【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。
本発明でいうパラ配向型アラミドとは、１種または２種以上の２価の芳香族基が直接アミド結合により連結され、２個の結合方向が互に略平衡方向に伸びているポリマーであって、該芳香族基は２個の芳香環が酸素、硫黄またはアルキレン基で結合されたものであってもよい。また、これらの２価の芳香族基には、メチル基やエチル基などの低級アルキル基、メトキシ基、クロル基などのハロゲン基等が含まれていてもよい。
【００１７】
かかるパラ配向型アラミドの具体例としては、ポリパラフェニレンテレフタルアミド、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などが挙げられる。なかでも、高強力高弾性の繊維を得るためには高温下で高倍率延伸、高温熱セットを施す必要がある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が、本発明の効果が大きいので好ましい。
【００１８】
本発明は、上述のように、例えば熱延伸または熱処理中に単繊維同士が融着しやすいという問題を改善するなどの目的で、繊維表面に固体状無機化合物を固着させたパラ配向型アラミドを対象とする。ここで、該固体状無機化合物は、熱延伸、熱処理時の高温下においても化学的に安定でかつパラ型アラミド繊維に対し酸化等の化学作用を及ぼさないものが好ましい。また、固体状無機化合物の大きさは小さい方がよく、平均粒径が２０μｍ以下、好ましくは１０μｍ以下、特に好ましくは０．０１〜５μｍの範囲のものが単繊維の表面に均一に付着しやすくなるので好適である。
【００１９】
好ましく使用できる固体状無機化合物には珪酸マクネシウム、グラファイト、タルク、マイカなど数多く存在するが、その中でも、シリカ−アルミナ、シリカ−マグネシア、ベントナイト、カオリン、フ−ラ−ズア−ス、酸性白土、活性白土、モンモリロナイト、バイトサイト、タルクなどの固体状カチオン交換性無機化合物が好ましい。
【００２０】
これらの無機化合物は、単一成分で使用してもよく、２種以上を混合して使用してもよい。また、これらの微粉末は水性分散浴中で水和してコロイド状になるものや、単に分散するだけのものもあるが、両者いずれをも使用することができる。
【００２１】
繊維にこれらの無機化合物を塗布する方法としては、あらかじめ微粉末を水等の分散媒に分散させた分散浴を用意し、繊維を分散浴に浸漬させた後乾燥を行う方法が好ましい。なお、無機化合物の分散を均一に行うために有機または無機の分散助剤を分散浴中に添加したり、あるいは、糸条の集束性を向上させるために帯電防止剤や増粘剤を併用してもよい。
【００２２】
無機化合物の繊維に対する付着量は、未延伸繊維に付着させる場合には０．１〜２．０重量％、好ましくは０．１〜１．０重量％の範囲が適当である。付着量が０．１重量％未満の場合には、繊維表面に無機化合物を均一に付着させることが困難となって融着防止効果が低下する傾向にあり、一方、付着量が２．０重量％を超える場合には、単繊維間に多くの無機微粉末が取り込まれるため、これらを十分に除去することが難しくなる。
【００２３】
なお、無機化合物を付与した後に熱延伸または熱処理して得られた繊維の表面には、繊維上に付着した無機化合物の大半が残存しており、その残存量が多い程加工性が低下する。したがって、種々の除去手段を組合わせて、繊維に付着している無機化合物の量を実用上問題とならないレベルの１．０重量％未満にしておくことが好ましい。
【００２４】
本発明においては、このようなパラ配向型アラミド繊維の表面に、前記（Ａ）および（Ｂ）成分を必須成分として含有する処理剤が付与されていると共に、交絡数５〜５０個／ｍの交絡を有している必要がある。
【００２５】
まず（Ａ）成分である分子量２５０〜４００の一塩基酸エステルは、平滑性を向上させ整経から製織工程での工程通過性を改善するために使用するものである。本発明が対象とするパラ配向型アラミド繊維は、繊維表面に固体状無機化合物が固着しているため、平滑性が少しでも悪いと擦過によって該無機化合物が糸導ガイドやローラーにスカムとして堆積し、毛羽を誘発し易すい。したがって、通常の合成繊維用油剤に使用されている平滑剤成分では不十分で、分子量が２５０〜４００の特定範囲内にある一塩基酸エステルを使用する必要がある。具体的には、メチルパルミテート、メチルステアレート、メチルオレエート、エチルステアレート、エチルオレエート、イソプロピルパルミテート、イソプロピルステアレート、イソプロピルオレエート、ブチルラウレート、ブチルステアレート、ブチルオレエート、オクチルオクタノエート、オクチルラウレート、オクチルパルミテート、オクチルステアレート、オクチルオレエート、イソデシルラウレート、イソデシルパルミテート、ラウリルラウレート、イソトリデシルラウレートなどを例示することができる。分子量が２５０未満では沸点が低く、比較的低温で揮発するため使用できない。一方、分子量が４００を超える場合には、処理剤の粘度が高くなり、固体状無機化合物が固着したパラ配向型アラミド繊維では平滑性が不十分となり使用できない。また、アジピン酸のような２塩基酸のエステル化合物でも、処理剤の粘度が高くなりすぎるため上記と同様に好ましくない。
【００２６】
かかる一塩基酸エステルは、その平滑作用を発現させるためには処理剤有効成分を基準として少なくとも５０重量％必要であるが、多くなりすぎると該エステルを水性エマルジョンにするための乳化剤の量が少なくなり、水性エマルジョンの乳化性が悪くなるので８０重量％が上限であり、好ましくは、５５〜７０重量％の範囲である。
【００２７】
次に（Ｂ）成分であるポリオキシアルキレングリコールは、糸・糸間の静摩擦を下げて耐毛羽性を向上させるために添加する成分であり、プロピレンオキサイド（ＰＯ）とエチレンオキサイド（ＥＯ）との共重合体であって、平均分子量が５０００〜２００００、好ましくは８０００〜１５０００の範囲で、ＰＯ／ＥＯ共重合重量比が２０／８０〜８０／２０、好ましくは４０／６０〜６０／４０の範囲である必要がある。かかる共重合体は、ランダム型、ブロック型のいずれであってもよく、また、該ポリオキシアルキレングリコールの片末端または両末端は、アルキル基などでエーテル、エステル、チオエーテル、アミノエーテル（−ＮＲ−）などの結合を介して封鎖されていてもよい。
【００２８】
かかるポリオキシアルキレングリコールは、従来公知の方法にしたがい、エチレンオキサイドおよびプロピレンオキサイドを共重合することにより得られる。例えば、アルキレンオキサイドと反応できるような活性水素を少なくとも１ケ以上有する化合物を用い、これにエチレンオキサイドおよびプロピレンオキサイドを共重合することにより製造される。ここで活性水素を有する化合物としては、活性水素を有する基が水酸基ならば１価以上のアルコール類、カルボキシル基ならば１価以上の塩基酸類、そしてアミノ基であれば１価以上のアミノ化合物などを挙げることができる。
【００２９】
かかる（Ｂ）成分の平均分子量が５０００未満の場合には耐毛羽性に乏しく、一方、平均分子量が２００００を超える場合には、粘性アップによる平滑性が低下するため不適当である。またエチレンオキサイドの共重合比が８０重量％を超える場合には、粘性が高くなって平滑性が低下するため不適当である。逆にエチレンオキサイドの共重合比が２０重量％未満の場合には、耐毛羽性が低下するため不適当である。
【００３０】
かかるポリアルキレングリコールの含有量は、処理剤有効成分を基準として３〜２０重量％、好ましくは５〜１５重量％の範囲である必要がある。該含有量がこの範囲未満の場合には耐毛羽性が低下し、逆にこの範囲を越える場合には、粘性アップによる平滑性が低下して本発明の目的を達成することができなくなる。
【００３１】
以上に説明した本発明に係る処理剤には、上記成分の他、本発明の目的を阻害しない範囲内で、従来使用されている非イオン系界面活性剤、アニオン系界面活性剤等を配合してもよい。例えば非イオン系界面活性剤は、エステル成分を水系エマルジョンにするための乳化剤や繊維の濡れ性向上剤として用いられ、具体的には低分子量のポリアルキレングリコールアルキルエーテルもしくはポリアルキレングリコールアリールエーテル、部分エステル多価アルコールのアルキレンオキサイド付加物などが例示される。またアニオン系界面活性剤は、主に制電性向上のために用いられ、具体的にはアルキルスルホネート塩、アルキルホスフェート塩、ポリアルキレングリコールアルキルエーテルホスフェート塩、アルキルカルボン酸塩、アルキルサルフェート塩などが例示される。
【００３２】
以上に説明した処理剤をパラ配向型アラミド繊維表面に付着させる方法は特に限定されないが、通常、固体状無機化合物が固着された未延伸糸を高温下で延伸熱処理した後の繊維に、仕上げ剤として付与される。通常は濃度５〜２０重量％の水性エマルジョンとし、従来公知の方式、例えばオイリングローラー方式やノズル方式で付与される。
【００３３】
処理剤のパラ配向型アラミド繊維への付与量（処理剤有効成分として）は、繊維重量を基準として０．５〜５．０重量％、好ましくは１．０〜３．０重量％の範囲にする必要がある。該付与量が５．０重量％を越える場合には、パラ配向型アラミド繊維を巻取る際、油剤が飛散しやすく巻取り機周辺が汚染する可能性がある。さらに、パラ配向型アラミド繊維表面の粘性が高くなるため、毛羽抑制効果が低下する傾向にある。一方、付与量が０．５重量％未満の場合には、繊維の集束性および平滑性が不十分となり、スカムや毛羽抑制効果が低下する傾向にある。
【００３４】
本発明においては、上述の処理剤が付与されたパラ配向型アラミド繊維には、例えば空気交絡処理を施すことにより、交絡数５〜５０個／ｍの交絡を付与することが大切である。この交絡処理は、該パラ配向型アラミド繊維の集束性を向上させることにより、毛羽の発生を抑制するために大切である。従来、耐毛羽剤である高分子量ポリエーテル化合物は、糸・糸間の静摩擦を下げる成分として公知であったが、空気交絡処理を施す場合には、逆に糸・糸間の静摩擦を上げないと充分な交絡を付与することが困難であった。しかし、本発明が対象とするパラ配向型アラミド繊維の場合には、その繊維表面に固体状無機化合物、特に固体状カチオン交換性無機化合物が固着されているので、高分子量ポリエーテル化合物を使用しても空気交絡処理により容易に充分な数の交絡を付与することができる。空気交絡処理の方法としては、例えば従来公知のインターレースノズルを使用する方法が例示されるが、これに限定されるものではない。この際、付与する交絡数は多い程、集束性が向上して毛羽の発生は抑制されるが、圧空圧のアップによるエネルギーコストの増大や、製織後の織物に残留する交絡数が多くなるという問題もあるので、５〜５０個／ｍ、好ましくは１０〜３０個／ｍの範囲とする必要がある。交絡数が５個／ｍ未満の場合には繊維の集束性が不十分となって単繊維が分離しやすくなり、製経、製織時に毛羽が多発するので好ましくない。一方、５０個／ｍを超える場合には、得られる織物を構成する繊維の単繊維同士の絡み合いが強くなりすぎるため、風合が硬くなるだけでなくイラツキ感もでるので好ましくない。
【００３５】
【発明の作用・効果】
本発明によれば、分子量が２５０〜４００の一塩基酸エステルと分子量が５０００〜２００００のＥＯ／ＰＯ共重合ポリエーテルとを特定範囲で含有する処理剤が付与されていると共に、交絡数５〜５０個／ｍの交絡が付与されているので、固体状無機化合物が繊維表面に固着されたパラ配向型アラミド繊維であっても、製経・製織時の毛羽やスカムの発生が抑制され、極めて安定して製織することが可能となる。
【００３６】
【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、実施例および比較例における各評価項目は、下記の方法で測定した。
【００３７】
（１）交絡度
糸条の総繊度をＡ［ｄｔｅｘ］とすると、Ａ／１００［ｃＮ］の張力を与えた状態で、糸条の直径を５ｍｍ間隔で長手方向に連続して１００ｍ測定する。こうして得られた２００点の糸条直径の平均値から、まず平均直径Ｂ［ｍｍ］を求める。次に平均直径Ｂを求めるのに用いた１００ｍの糸条に対して改めてＡ／１００［ｃＮ］の張力を与えた状態で、糸条の直径を連続して測定し、直径が０．７Ｂ［ｍｍ］以下の節部分を交絡部としてカウントした。なお、測定にはＬＡＷＳＯＮ−ＨＥＭＰＨＩＬＬ社製ＥＩＢ−Ｅを用いた。
【００３８】
（２）高接圧時の繊維・繊維間摩擦（極圧摩擦）
繊維の一端をＵゲージに固定し、プーリーにかけ、さらに撚を３回かけて、荷重９．８Ｎ（Ｔ１）により引っ張る。繊維・繊維間の交差角度を２０°にとり、Ｕゲージを０．１ｍ／分の速度で引張、Ｕゲージに感知される張力（Ｔ２）を測定し、極圧摩擦（Ｔ２−Ｔ１）を求めた。
【００３９】
（３）低接圧時の繊維・繊維間摩擦（ Ｆ／Ｆμｓ）
長さ約５００ｍの繊維を直径５ｃｍ、長さ３０ｃｍの円筒の周りに、ラセン角±１５度で巻張力約２０ｃＮで巻き付ける。同じ糸を約３０ｃｍとり、この円筒の上に掛けて片方に５８．８ｃＮの荷重をかけ、反対側にＵゲージをおいて、円筒を０．１ｍ／分の周速で回転させ、張力を測定した。
【００４０】
（４）走行摩擦（Ｆ／Ｍμｄ）
直径５０ｍｍの梨地表面クロムメッキピンに、糸条を巻き角１８０°、荷重１９．６ｃＮで接圧し、糸速度３００ｍ／分で走行させて摩擦係数を測定した。
【００４１】
（５）巻き姿
１０ｋｇ巻きボビンの中央部外径Ｌ０（ｍｍ）と端部外径Ｌ１（ｍｍ）との差（Ｌ０−Ｌ１）で表わす。この値が５以上では巻き崩れが発生し易くなる。
【００４２】
（６）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。
【００４３】
（７）停台回数
織物１００ｍ２を製織している間に織機を停台した回数を測定した。
【００４４】
（８）織物品位
織物の外観検査を行い、織物の品位を◎（秀）、○、△、×（不可）の４段階で表した。
【００４５】
［実施例１］
水分率が１００ｐｐｍ以下のＮ−メチル２−ピロリドン（ＮＭＰ）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部を常温下で反応釜に入れ、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、透明の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。
【００４６】
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ＮＭＰ３０重量％の凝固浴（水溶液）に押し出して湿式紡糸した。この際、口金面と凝固浴との距離は１０ｍｍとした。凝固した繊維を水洗後、固体状無機化合物としてタルク／オスモス＝１／１を１．５重量％分散させた水分散液中に浸漬し、該無機化合物の付着量が繊維重量に対して０．３重量％となるように付着させた。次いで乾燥後、５２０℃で１０倍に延伸し、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。得られたアラミド繊維は、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１に併せて示す。
【００４７】
レピア織機を用い、得られたアラミド繊維１５７５本を経糸、緯糸にそれぞれ使用し、平織組織に５００ｒｐｍの速度で５０疋製織した。得られた織物の特性を表１に併せて示す。
【００４８】
【表１】
【００４９】
［実施例２］
実施例１の実験Ｎｏ１において、圧空圧を調整して表２に記載のとおりの交絡数を付与する以外は実施例１の実験Ｎｏ１と同一の条件で製糸、製織した。得られた織物の特性を表２に示す。
【００５０】
【表２】
[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a para-oriented aramid fiber in which a solid cation exchangeable inorganic compound is fixed on a fiber surface. More specifically, the present invention relates to a para-oriented aramid fiber having a solid inorganic compound fixed to a fiber surface, which can be stably woven with almost no fluff or breakage during weaving.
[0002]
[Prior art]
Para-oriented aramid fibers are widely used from various apparel to industrial materials by making use of features such as heat resistance, high strength, high modulus, and chemical resistance. However, since the para-oriented aramid fiber is liable to generate fibrils due to abrasion, there is a problem that fluff is liable to be generated due to rubbing with a reed or heald during weaving, and it is difficult to increase the rotation speed of the loom.
[0003]
The cause of this is not fully understood, but due to the low elongation of the fiber properties, stress strain is likely to occur due to rubbing with reeds and healds during weaving, and the polymer chains are rigid, Higher torsional rigidity of the fiber and high inter-fiber friction as a fiber surface characteristic are considered as factors.
[0004]
Furthermore, in order to obtain high-strength and high-elasticity properties, para-oriented aramid fibers are subjected to high-temperature hot drawing or heat treatment by attaching a solid inorganic compound to the fiber surface. There is also a problem that the inorganic compound drops off and accumulates on guides, reeds, healds and the like (scum), which becomes an obstacle to the running yarn and easily causes fluff.
[0005]
In order to solve such a problem, for example, for polyester fibers and polyamide fibers, a textile oil agent containing a mineral oil and / or a monobasic acid ester as a main component has been proposed (for example, JP-A-48-33192, JP-A-53-78397). Certainly, when these oils are applied to para-oriented aramid fibers having an inorganic compound attached to the fiber surface, the smoothness is improved and the generation of fluff and scum is suppressed, but the degree is still insufficient. .
[0006]
On the other hand, a method has been proposed in which a low molecular weight polyether is used as a main component and an oil agent containing a high molecular weight polyether is added to the surface of the para-oriented aramid fiber having an inorganic compound attached thereto (JP-A-2-216278). Publication). Certainly, although this oil agent is inferior in smoothness to the oil agent containing the above-mentioned monobasic acid ester as a main component, the oil film strength between yarns is improved due to the combined use of a high molecular weight polyether, Good in terms of fuzz resistance. However, the level of scum control is still insufficient.
[0007]
As another method of improving the weaving property, a method has been proposed in which the bundling property of the yarn is improved to suppress the generation of fluff (for example, JP-A-55-132728 and JP-A-61-17443). ). However, even if air-entanglement treatment is simply performed on para-oriented aramid fibers to which an inorganic compound has adhered, scum is easily generated because the fibers are still insufficient in smoothness, and fluff is not sufficiently suppressed.
[0008]
[Patent Document 1]
JP-A-48-33192 [0009]
[Patent Document 2]
JP-A-53-78397.
[Patent Document 3]
JP-A-2-216278
[Patent Document 4]
JP-A-55-132728
[Patent Document 5]
JP-A-61-17443.
[Problems to be solved by the invention]
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above prior art, and has an object to fix a solid inorganic compound to the surface of a fiber, which can be extremely stably woven with almost no fluff or breakage during weaving. To provide a para-oriented aramid fiber.
[0014]
[Means for Solving the Problems]
The present inventor has conducted intensive studies to achieve the above object, and as a result of performing a surface treatment with an oil agent obtained by adding a specific polyether compound to an oil agent containing a specific ester as a main component, and performing an air entangling treatment, the fiber surface It has been found that even when the solid inorganic compound is fixed to the surface, a para-oriented aramid fiber that can be stably woven with almost no occurrence of scum or fluff in a warping or weaving process can be obtained, and the present invention has been achieved. It was something.
[0015]
Thus, according to the present invention, "in a para-oriented aramid fiber having a solid inorganic compound fixed to the fiber surface, the fiber has a entanglement of 5 to 50 entanglements / m and the fiber surface Wherein a treating agent containing the following components (A) and (B) as essential components is provided.
(A) Monobasic acid ester having a molecular weight of 250 to 400: 50 to 80% by weight
(B) a polyoxyalkylene copolymer of propylene oxide (PO) and ethylene oxide (EO) having an average molecular weight of 5,000 to 20,000 and a PO / EO copolymerization weight ratio of 20/80 to 80/20 Glycol: 3-20% by weight ".
[0016]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail.
The para-oriented aramid referred to in the present invention is a polymer in which one or two or more divalent aromatic groups are directly connected by an amide bond, and the two bonding directions extend in a substantially equilibrium direction with each other. The aromatic group may be one in which two aromatic rings are bonded by an oxygen, sulfur or alkylene group. Further, these divalent aromatic groups may include lower alkyl groups such as methyl group and ethyl group, and halogen groups such as methoxy group and chloro group.
[0017]
Specific examples of such para-oriented aramid include polyparaphenylene terephthalamide, copolyparaphenylene-3,4'-oxydiphenylene terephthalamide, and the like. Among them, copolyparaphenylene / 3,4′-oxydiphenylene terephthalamide, which needs to be stretched at high temperature and subjected to high temperature heat setting in order to obtain a fiber having high strength and high elasticity, the effect of the present invention is It is preferable because it is large.
[0018]
The present invention, as described above, for example, for the purpose of improving the problem that single fibers are easily fused together during hot drawing or heat treatment, for example, a para-oriented aramid having a solid inorganic compound fixed to the fiber surface. set to target. Here, it is preferable that the solid inorganic compound is chemically stable even at a high temperature during hot drawing and heat treatment and does not exert a chemical action such as oxidation on para-type aramid fiber. In addition, the size of the solid inorganic compound is preferably small, and the average particle size is 20 μm or less, preferably 10 μm or less, particularly preferably in the range of 0.01 to 5 μm. Is preferred.
[0019]
There are many solid inorganic compounds that can be preferably used, such as magnesium silicate, graphite, talc, and mica. Among them, silica-alumina, silica-magnesia, bentonite, kaolin, free earth, acid clay, active clay Solid cation-exchange inorganic compounds such as clay, montmorillonite, bitesite, and talc are preferred.
[0020]
These inorganic compounds may be used as a single component or as a mixture of two or more. Further, these fine powders may be hydrated in an aqueous dispersion bath to be in a colloidal state, or may be merely dispersed, and both of them can be used.
[0021]
As a method for applying these inorganic compounds to the fibers, a method in which a dispersion bath in which fine powder is dispersed in a dispersion medium such as water in advance is prepared, and the fibers are immersed in the dispersion bath and then dried. In addition, an organic or inorganic dispersing aid is added to the dispersion bath in order to uniformly disperse the inorganic compound, or an antistatic agent or a thickener is used in combination to improve the bunching property of the yarn. You may.
[0022]
When the inorganic compound is attached to the undrawn fiber, the amount of the inorganic compound to be attached is preferably in the range of 0.1 to 2.0% by weight, and more preferably 0.1 to 1.0% by weight. When the adhesion amount is less than 0.1% by weight, it becomes difficult to uniformly adhere the inorganic compound to the fiber surface, and the effect of preventing fusion tends to decrease, while the adhesion amount is 2.0% by weight. %, More inorganic fine powder is taken in between the single fibers, and it becomes difficult to sufficiently remove these.
[0023]
In addition, most of the inorganic compound attached to the fiber remains on the surface of the fiber obtained by applying the inorganic compound and then hot-drawing or heat-treating, and the larger the amount of the remaining inorganic compound, the lower the workability. Therefore, it is preferable that the amount of the inorganic compound adhering to the fiber is set to less than 1.0% by weight, which is not a problem in practical use, by combining various removing means.
[0024]
In the present invention, a treatment agent containing the components (A) and (B) as essential components is provided on the surface of such a para-oriented aramid fiber, and the number of entanglements is 5 to 50 / m. Must have confounding.
[0025]
First, the monobasic acid ester having a molecular weight of 250 to 400, which is the component (A), is used for improving smoothness and improving processability from warping to weaving. In the para-oriented aramid fiber targeted by the present invention, since the solid inorganic compound is fixed to the fiber surface, the inorganic compound is deposited as a scum on the yarn guide and the roller by abrasion if the smoothness is slightly poor. , Easy to induce fluff. Therefore, the leveling agent component used in general oil agents for synthetic fibers is insufficient, and it is necessary to use a monobasic acid ester having a molecular weight within a specific range of 250 to 400. Specifically, methyl palmitate, methyl stearate, methyl oleate, ethyl stearate, ethyl oleate, isopropyl palmitate, isopropyl stearate, isopropyl oleate, butyl laurate, butyl stearate, butyl oleate, octyl Examples include octanoate, octyl laurate, octyl palmitate, octyl stearate, octyl oleate, isodecyl laurate, isodecyl palmitate, lauryl laurate, and isotridecyl laurate. If the molecular weight is less than 250, it has a low boiling point and volatilizes at a relatively low temperature and cannot be used. On the other hand, when the molecular weight exceeds 400, the viscosity of the treating agent becomes high, and the para-oriented aramid fiber to which the solid inorganic compound is fixed has insufficient smoothness and cannot be used. Further, even a dibasic acid ester compound such as adipic acid is not preferable as described above because the viscosity of the treating agent becomes too high.
[0026]
Such a monobasic acid ester is required to have at least 50% by weight based on the active ingredient of the treating agent in order to exhibit its leveling effect. However, if it is too large, the amount of the emulsifier for converting the ester into an aqueous emulsion becomes small. Therefore, the upper limit is 80% by weight, and preferably the range is 55 to 70% by weight, since the emulsifiability of the aqueous emulsion becomes worse.
[0027]
Next, the component (B), polyoxyalkylene glycol, is a component added to lower the static friction between yarns and improve fuzz resistance, and is composed of propylene oxide (PO) and ethylene oxide (EO). A copolymer having an average molecular weight of 5,000 to 20,000, preferably 8,000 to 15,000, and a PO / EO copolymer weight ratio of 20/80 to 80/20, preferably 40/60 to 60/40. Need to be Such a copolymer may be any of a random type and a block type, and one or both terminals of the polyoxyalkylene glycol may be an ether, ester, thioether, aminoether (-NR- ) May be blocked via a bond such as
[0028]
Such a polyoxyalkylene glycol can be obtained by copolymerizing ethylene oxide and propylene oxide according to a conventionally known method. For example, it is produced by using a compound having at least one or more active hydrogens capable of reacting with an alkylene oxide and copolymerizing ethylene oxide and propylene oxide. Examples of the compound having active hydrogen include monohydric or higher alcohols if the group having active hydrogen is a hydroxyl group, monohydric or higher carboxylic acids if the group is a carboxyl group, and monovalent or higher amino compounds if the group is an amino group. Can be mentioned.
[0029]
When the average molecular weight of the component (B) is less than 5,000, the fluff resistance is poor. On the other hand, when the average molecular weight is more than 20,000, the smoothness due to an increase in viscosity is lowered, which is inappropriate. If the copolymerization ratio of ethylene oxide exceeds 80% by weight, the viscosity becomes high and the smoothness is lowered, which is not suitable. Conversely, if the copolymerization ratio of ethylene oxide is less than 20% by weight, the fuzz resistance is lowered, which is not suitable.
[0030]
The content of the polyalkylene glycol should be in the range of 3 to 20% by weight, preferably 5 to 15% by weight, based on the active ingredient of the treating agent. When the content is less than this range, the fuzz resistance is reduced. On the other hand, when the content is more than this range, the smoothness due to the increase in viscosity is reduced and the object of the present invention cannot be achieved.
[0031]
The treating agent according to the present invention described above contains, in addition to the above components, nonionic surfactants, anionic surfactants and the like conventionally used within a range not to impair the object of the present invention. You may. For example, a nonionic surfactant is used as an emulsifier for converting an ester component into an aqueous emulsion or a wetting improver for fibers, and specifically, a low molecular weight polyalkylene glycol alkyl ether or polyalkylene glycol aryl ether, Examples thereof include an alkylene oxide adduct of an ester polyhydric alcohol. Further, anionic surfactants are mainly used for improving antistatic properties, specifically, alkyl sulfonate salts, alkyl phosphate salts, polyalkylene glycol alkyl ether phosphate salts, alkyl carboxylate salts, alkyl sulfate salts and the like. Is exemplified.
[0032]
The method for adhering the treatment agent described above to the surface of the para-oriented aramid fiber is not particularly limited, but usually, the unstretched yarn to which the solid inorganic compound is fixed is subjected to a drawing heat treatment at a high temperature, and then the finishing agent is added to the fiber. Is given as Usually, an aqueous emulsion having a concentration of 5 to 20% by weight is applied by a conventionally known method, for example, an oiling roller method or a nozzle method.
[0033]
The amount of the treating agent applied to the para-oriented aramid fiber (as the treating agent active ingredient) is in the range of 0.5 to 5.0% by weight, preferably 1.0 to 3.0% by weight based on the fiber weight. There is a need to. When the applied amount exceeds 5.0% by weight, when winding the para-oriented aramid fiber, the oil agent is likely to be scattered, and there is a possibility that the periphery of the winding machine may be contaminated. Furthermore, since the viscosity of the para-oriented aramid fiber surface increases, the fluff suppressing effect tends to decrease. On the other hand, if the applied amount is less than 0.5% by weight, the sizing and smoothness of the fibers become insufficient, and the scum and fluff suppressing effect tends to decrease.
[0034]
In the present invention, it is important that the para-oriented type aramid fiber to which the above-mentioned treating agent is applied is given an interlacing number of 5 to 50 / m by, for example, performing an air entangling treatment. This entanglement treatment is important for suppressing the generation of fluff by improving the convergence of the para-oriented aramid fiber. Conventionally, high molecular weight polyether compounds, which are anti-fuzz agents, have been known as components that reduce the static friction between yarns. However, when air entanglement treatment is performed, the static friction between yarns and yarns is not increased. And it was difficult to give sufficient confounding. However, in the case of the para-oriented aramid fiber targeted by the present invention, since a solid inorganic compound, particularly a solid cation exchange inorganic compound is fixed on the fiber surface, a high molecular weight polyether compound is used. However, a sufficient number of confounds can be easily provided by the air confounding treatment. As a method of the air entangling treatment, for example, a method using a conventionally known interlace nozzle is exemplified, but the method is not limited thereto. At this time, the greater the number of confounds to be imparted, the more the convergence is improved and the generation of fluff is suppressed, but the increase in energy cost due to the increase in compressed air pressure and the number of confounds remaining in the woven fabric after weaving increase. Since there is a problem, it is necessary to be in the range of 5 to 50 pieces / m, preferably 10 to 30 pieces / m. If the number of entanglements is less than 5 / m, the convergence of the fibers becomes insufficient, and the single fibers are liable to be separated. On the other hand, if it exceeds 50 fibers / m, the entanglement between the single fibers of the fibers constituting the obtained woven fabric becomes too strong, so that not only the feeling becomes hard but also the feeling of irritability is produced, which is not preferable.
[0035]
[Action and Effect of the Invention]
According to the present invention, a treating agent containing a monobasic acid ester having a molecular weight of 250 to 400 and an EO / PO copolymerized polyether having a molecular weight of 5,000 to 20,000 in a specific range is provided, and the number of confounds is 5 to 5. Since the entanglement of 50 fibers / m is provided, even if the solid inorganic compound is a para-oriented type aramid fiber fixed to the fiber surface, generation of fluff and scum during warp and weaving is suppressed, and extremely. It becomes possible to weave stably.
[0036]
【Example】
Hereinafter, the present invention will be described more specifically with reference to examples. In addition, each evaluation item in an Example and a comparative example was measured by the following method.
[0037]
(1) Assuming that the total fineness of the entangled yarn is A [dtex], the yarn diameter is measured 100 m continuously in the longitudinal direction at intervals of 5 mm with a tension of A / 100 [cN]. First, the average diameter B [mm] is determined from the average value of the 200 yarn diameters thus obtained. Next, while a tension of A / 100 [cN] was newly applied to the 100 m yarn used for obtaining the average diameter B, the diameter of the yarn was continuously measured, and the diameter was 0.7 B [ mm] or less as a confounding part. In addition, EIB-E manufactured by Lawson-Hemphill was used for the measurement.
[0038]
(2) Fiber-to-fiber friction at high contact pressure (extreme pressure friction)
One end of the fiber is fixed to a U gauge, put on a pulley, twisted three times, and pulled by a load of 9.8 N (T 1 ). The intersection angle between the fibers is set to 20 °, the U gauge is pulled at a speed of 0.1 m / min, the tension (T 2 ) sensed by the U gauge is measured, and extreme pressure friction (T 2 −T 1 ) is measured. I asked.
[0039]
(3) Fiber-to-fiber friction at low contact pressure (F / Fμs)
A fiber having a length of about 500 m is wound around a cylinder having a diameter of 5 cm and a length of 30 cm at a spiral angle of ± 15 degrees and a winding tension of about 20 cN. Take about 30 cm of the same thread, hang it on this cylinder, apply a load of 58.8 cN to one side, put a U gauge on the other side, rotate the cylinder at a peripheral speed of 0.1 m / min, and measure the tension did.
[0040]
(4) Running friction (F / Mμd)
The yarn was pressed against a 50 mm diameter matte surface chrome-plated pin with a winding angle of 180 ° and a load of 19.6 cN, and the yarn was run at a yarn speed of 300 m / min to measure the friction coefficient.
[0041]
(5) Represented by the difference (L 0 −L 1 ) between the center outer diameter L 0 (mm) and the end outer diameter L 1 (mm) of a 10 kg wound bobbin. If this value is 5 or more, roll collapse tends to occur.
[0042]
(6) Original yarn The appearance of a product obtained by winding 5 kg of an original yarn was examined to determine the number of fluff.
[0043]
(7) was measured the number of times of stoppage of the loom while weaving the number of stoppages fabric 100 m 2.
[0044]
(8) Fabric quality The appearance of the fabric was inspected, and the quality of the fabric was expressed in four stages of ◎ (excellent), △, Δ, and × (impossible).
[0045]
[Example 1]
112.9 parts of N-methyl 2-pyrrolidone (NMP) having a water content of 100 ppm or less, 1.506 parts of paraphenylenediamine, 2.789 parts of 3,4′-diaminodiphenyl ether were put into a reaction vessel at room temperature, and the mixture was charged with nitrogen. Then, 5.658 parts of terephthalic acid chloride was added with stirring. Finally, the mixture was reacted at 85 ° C. for 60 minutes to obtain a transparent viscous polymer solution. Next, 9.174 parts of an NMP slurry containing 22.5% by weight of calcium hydroxide was added to carry out a neutralization reaction. The logarithmic viscosity of the obtained polymer was 3.32.
[0046]
The obtained polymer dope was extruded from a die having a hole diameter of 0.3 mm and a number of holes of 1000 into a coagulation bath (aqueous solution) of 30% by weight of NMP and wet-spun. At this time, the distance between the die surface and the coagulation bath was 10 mm. After the coagulated fiber is washed with water, it is immersed in an aqueous dispersion in which 1.5% by weight of talc / osmos = 1/1 is dispersed as a solid inorganic compound, and the amount of the inorganic compound attached to the fiber weight is 0.1%. It was made to adhere to 3% by weight. Then, after drying, the film is stretched 10-fold at 520 ° C., and the oil agent shown in Table 1 is applied with an oiling roller so that the adhesion amount becomes 2.0% by weight. The entanglement was given by adjusting the pressure and air pressure so that the number of pieces / m was obtained, and the film was wound around a winder. The obtained aramid fiber had a fineness of 1670 dtex and a number of filaments of 1,000. The properties of the obtained fiber are also shown in Table 1.
[0047]
Using a rapier loom, 1575 obtained aramid fibers were used for warp and weft, respectively, and 50 woven fabrics were woven in a plain weave structure at a speed of 500 rpm. The properties of the obtained woven fabric are also shown in Table 1.
[0048]
[Table 1]
[0049]
[Example 2]
In Experiment No. 1 of Example 1, yarn production and weaving were performed under the same conditions as in Experiment No. 1 of Example 1 except that the number of entanglements as shown in Table 2 was imparted by adjusting the compressed air pressure. Table 2 shows the properties of the obtained woven fabric.
[0050]
[Table 2]
