JP2012207349A

JP2012207349A - 濃色に染色されたアラミド繊維およびアラミド繊維の染色方法

Info

Publication number: JP2012207349A
Application number: JP2011075070A
Authority: JP
Inventors: Hiroki Shimada; 博樹島田
Original assignee: Teijin Techno Products Ltd
Current assignee: Teijin Ltd
Priority date: 2011-03-30
Filing date: 2011-03-30
Publication date: 2012-10-25
Anticipated expiration: 2031-03-30
Also published as: JP5844537B2

Abstract

【課題】染色が難しいアラミド繊維において色相を改善した、濃色に染色されたアラミド繊維を提供する。また、キャリア剤の回収が容易であり、環境にも配慮したアラミド繊維の染色方法を提供する。
【解決手段】アラミド繊維の染色方法において、アルカリ剤とキャリア剤とを含む処理剤により処理した後、キャリア剤を用いず液流染色を行い、濃色に染色されたアラミド繊維とする。
【選択図】なし

Description

本発明は、染色が難しいアラミド繊維において色相を改善した、濃色に染色されたアラミド繊維及びその製造方法に関するものである。

アラミド繊維は、高い機械強度と耐熱性、並びに難燃性を有し、それらは特に、消防士、宇宙飛行士、及びパイロットのための服のデザインにおいて、火災又は高温と接触する事を意図した織物繊維として広く使用される。
また前記メタアラミド繊維は、結晶性が高く分子間結合力が強固な分子構造を有しており、そのため難染性を示し、たとえば染色できても洗濯などですぐに染料が脱落してしまうなど、従来の染色技術では着色することが難しいという問題があった。

このような問題を解決する方法として、下記特許文献には、分散染料及びカチオン染料等による前記メタアラミド繊維の染色方法が開示されている。たとえば、特許文献１には、パラ系アラミド繊維を７０℃以上のジメチルスルフォキシドで前処理した後に染色する方法、特許文献２には、パラ系アラミド繊維をＮ−メチル−２−ピロリドンで前処理した後に染色する方法、特許文献３には、パラ系アラミド繊維をジメチルホルムアミドとＮ−メチル−２−ピロリドン及び／又はジメチルスルフォキシドとの混合液で前処理した後に染色する方法、特許文献４には、パラ系アラミド繊維を７０℃以上のジメチルスルフォキシドで前処理した後に染着し、さらに１５０〜２００℃で熱処理することで繊維の収縮をある程度回復させ染料を繊維内部に固定させる方法、特許文献５には、カチオン系染料によってパラ系アラミド繊維を染色する際にキャリアーを用いる方法、特許文献６には、メタ系アラミド繊維を超臨界二酸化炭素中で染色する際、極性溶剤を用いる方法が開示されている。

上記のように、従来のポリアミド繊維の染色方法は、特殊な薬品などを用いる前処理を必要としたり、超臨界二酸化炭素中での染色を必要としたりするなど、染色が煩雑であるといった問題点を有していた。

特開平７−３１６９９０号公報特開平１０−１８８４号公報特開平１０−１８８３号公報特開平９−８７９７９号公報特開平８−２６０３６２号公報特開２００６−４５７０２号公報

本発明は、上記問題に鑑みなされたもので、染色が難しいアラミド繊維において色相を改善した、濃色に染色されたアラミド繊維を提供することを目的とする。また、本発明の他の目的は、キャリア剤の回収が容易であり、環境にも配慮したアラミド繊維の染色方法を提供することにある。

本発明者らは、上記問題を解決するために鋭意検討した結果、以下の方法により上記の課題を解決できることを見出した。すなわち本発明によれば、染色されたアラミド繊維であって、該アラミド繊維が、アルカリ剤とキャリア剤とを含む処理剤で予め処理された後、染料のみで染色されたアラミド繊維であることを特徴とする濃色に染色されたアラミド繊維、及びアラミド繊維を、アルカリ剤とキャリア剤とを含む処理剤により処理した後、染料のみを用いて液流染色を行うことを特徴とするアラミド繊維の染色方法が提供される。

本発明のアラミド繊維は、染色前に、アルカリ剤とキャリア剤とを含む処理剤で処理されることにより、極めて優れた濃色性を実現している。また、本発明の染色方法によれば、アルカリ剤とキャリア剤とを含む処理剤により処理した後、キャリア剤を含まない染色浴により液流染色を行うことにより、キャリアを容易に回収して再利用することが可能となる。

本発明のアラミド繊維は、染色が施されてなるアラミド繊維であって、該アラミド繊維が、アルカリ剤とキャリア剤とを含む処理剤で処理され、さらに該染色が施されていることを特徴とする。また、アラミド繊維の染色方法は、アルカリ剤とキャリア剤とを含む処理剤により処理した後、キャリア剤を用いず液流染色を行うことを特徴とする。

以下に本発明を詳細に説明する。
本発明で用いるアラミド繊維は、合成ポリアミド鎖を含み、鎖中ではアミド基の少なくとも８５％が芳香族基に直接結合しているものである。また、本発明で用いるアラミド繊維は、これを含む編物、織物、不織布等いずれの形状であっても良い。またアラミド繊維は単体での使用または、羊毛、ポリエステル繊維、セルロース繊維、ポリアクリロニトリル繊維、絹等と混紡、交織、交編等で用いても差し支えない。

本発明においては、アラミド繊維を、アルカリ剤とキャリア剤とを含む処理剤を用いて染色前に加工を行うことが肝要である。
一般に、アラミド繊維の染色方法として、キャリア剤同浴の染色処理が採用されるが、われわれが検討したところ、キャリア同浴染色では、廃水負荷の観点より染色法のデメリットがあった。そこで、さらに検討を進め、染色前加工において、アルカリ剤とキャリア剤を含む処理液で処理することで、染色時染料のみの液流染色で濃染化が可能となることを見出したものである。

しかもこの方法では、液流染色の特徴もそのまま生かすことができ、廃水負荷の高いキャリア剤を再利用することが可能であることが確認された。
本発明に用いるアルカリ剤としては、ソーダ灰、水酸化ナトリウム、水酸化カリウムなどを例示することができ、中でも安価で高ＰＨを得られる水酸化ナトリウムが好ましい。

一方、本発明に用いる、キャリア剤としては、例えば、ＤＬ−β−エチルフェネチルアルコール、２−エトキシベンジルアルコール、３−クロロベンジルアルコール、２，５−ジメチルベンジルアルコール、２−ニトロベンジルアルコール、ｐ−イソプロピルベンジルアルコール、２−メチルフェネチルアルコール、３−メチルフェネチルアルコール、４−メチルフェネチルアルコール、２−メトキシベンジルアルコール、３−ヨードベンジルアルコール、ケイ皮アルコール、ｐ−アニシルアルコールおよびベンズヒドロールの中から選ばれる少なくとも一種であることが好ましい。

また具体的な商品としては、ベンジルアルコール、ダウケミカル製ダワノールＰＰＨ、ＢＯＺＺＥＴＴＯ製ＣＩＮＤＹＥＤＮＫが望ましい。また、白度をより向上させる点で、ベンジルアルコール、中でも、２，５−ジメチルベンジルアルコールまたは２−ニトロベンジルアルコールを用いることが好ましい。

本発明で用いる処理剤においては、アルカリ剤の量は、アラミド繊維１００重量部に対して５〜２０重量部が好ましく、５〜１５重量部がより好ましい。アルカリ剤の量が、１重量部未満では十分な濃染性向上効果が得られない傾向にあり、一方、１５重量部を越えてもさらなる濃染性向上効果は得られず経済的観点から好ましくない。

一方、キャリア剤の量は、アラミド繊維１００重量部に対して１〜１０重量部が好ましく、１〜５重量部がより好ましい。キャリア剤の量が、１重量部未満では十分な濃染性向上効果が得られない傾向にあり、一方、１０重量部を越えてもさらなる濃染性向上効果は得られず経済的観点から好ましくない。

上記処理剤としては、水１００重量部に対してアルカリ剤５〜２０重量、キャリア剤１０重量を含有させた水溶液が好ましい。処理条件は、ｐＨ１０〜１４付近で行うことが好ましい。この処理は、好ましくは、温度８０〜１３０℃、時間１０〜９０分、より好ましくは、温度１１０〜１２０℃、時間６０〜８０分で行うことができる。

本発明では、上記処理剤で処理した後、染色を施すが、その際、染色は液流染色で行うことができる。また、染色条件は、ｐＨ３〜７の酸性付近で行うことが好ましい。ｐＨ調整するために必要に応じて、燐酸、硫酸、塩酸等の無機酸や酢酸、蟻酸、酒石酸等の有機酸または硫安、酢酸アンモニウム、蟻酸アンモニウム等の酸性塩を単独または２種以上を混合して用いても良い。染色は、好ましくは、温度８０〜１３０℃、時間１０〜９０分、より好ましくは、温度１１０〜１２０℃、時間６０〜８０分で行うことができる。

染色に用いる染料は、カチオン染料を用いることができる。カチオン染料としては、ジおよびトリアリルメタン系、アゾ系、キノンイミン系、キサンテン系、ポリメチン系などが例示でき、中でもアゾ系が望ましい。例えば、アゾ系としてＣ．Ｉ．ＢａｓｉｃＢｌｕｅ５４、Ｃ．Ｉ．ＢａｓｉｃＢｌｕｅ３、Ｃ．Ｉ．ＢａｓｉｃＲｅｄ２９、Ｃ．Ｉ．ＢａｓｉｃＹｅｌｌｏｗ２８などを例示することができる。
本発明においては、染色条件を均一にするため、上記乾燥後に、洗浄を行い、さらに上記と同様の条件で再度乾燥してもよい。

以下、実施例により本発明を具体的に説明するが、本発明はこれら実施例に限定されるものではない。なお、実施例中の物性は以下の方法により測定した。
（１）染色性（Ｌ値）
染色性（Ｌ値）は、マクベス分光光度計Ｃｏｌｏｒ−Ｅｙｅ３１００にて測色した。
（２）耐光性
耐光性の評価は、スガ試験機（株）製紫外線フェードメーターを用い、２０時間照射で行った。耐光性は2級以上を合格とした。

［実施例１］
３６番手のメタアラミド紡績糸（帝人テクノプロダクツ製コーネックス（登録商標））を製織して、秤量２００ｇ／ｍ^２の平織物を得、これから織物１０ｇをサンプルとして切り出した。さらに該織物１００重量部に対し、水酸化ナトリウムが１０重量部、２，５−ベンジルアルコールが１２００重量部となるよう計量し、これらを水に溶解して総量２００ｍｌの処理浴を調整した。処理浴に織物１０ｇを投入し、液流染色機（日阪製作所製高温サーキュラー）にセットし、撹拌しながら温度を常温〜１００℃まで昇温速度２℃／分で昇温し、さらに、１００℃で６０分間保持した。処理浴を冷却した後、織物を取り出し水洗した。
次に、アラミド織物１００重量部に対して６重量部のカチオン染料（日本化薬（株）製Ｃ．Ｉ．ＢａｓｉｃＢｌｕｅ５４）と、水１００重量部に対して、ｐＨ調整剤（酢酸８０％水溶液）０．０３重量部、分散剤（明成化学（株）製ディスパーＴＬ）０．０５重量部、硝酸ナトリウム２５重量部とを、水に溶解し総量２００ｍｌの染色浴を調整した。この染色浴に上記の処理浴で処理した織物１０ｇを投入し、上記液流染色機にセットし、撹拌しながら温度を常温〜１２０℃まで昇温速度２℃／分で昇温し、さらに、１２０℃で６０分間保持した。染色浴を冷却した後、青色に染色された織物を取り出し、水洗した。
その後、後処理として、総量２００ｍｌの水に織物１０ｇを投入し、上記液流染色機にセットし、撹拌しながら温度を常温にて洗浄した後、風乾して仕上げた。さらに加熱処理した後、水洗、乾燥する。加熱処理は、温度１８０℃、時間１分、乾燥は、温度１０５℃、時間３分行った。染色後、得られた織物は、均一かつ鮮明に染色されており、極めて濃色性に優れていた。該織物の、Ｌ値は３０．１２、耐光性は２級であった。

［実施例２］
２，５−ベンジルアルコールの量を、織物１００重量部に対して１０重量部から５重量部に変更した以外は実施例１と同様にした。染色後、得られた織物は、均一かつ鮮明に染色されており、また、濃色性は実施例１と比較し若干低かったが、ほぼ満足のいくレベルであった。該織物の、Ｌ値は５０．９２、耐光性は２級であった。

［実施例３］
水酸化ナトリウムの量を、織物１００重量部に対して１０重量部から５重量部に変更した以外は実施例１と同様にした。染色後、得られた織物は、均一かつ鮮明に染色されており、また、濃色性は実施例１と比較し若干低かったが、ほぼ満足のいくレベルであった。該織物の、Ｌ値は５５．９２、耐光性は２級であった。

［比較例１］
染色前処理において、２，５−ベンジルアルコールを使用しなかった以外は実施例１と同様にした。染色後、得られた織物は均一に染色されてはいたが、十分な濃染性が得られなかった。該織物の、Ｌ値は６０．９２、耐光性は１級であった。

［比較例２］
染色前処理において、水酸化ナトリウムを使用しなかった以外は実施例１と同様にした。染色後、得られた織物は均一に染色されてはいたが、十分な濃染性が得られなかった。該織物の、Ｌ値は６１．５５、耐光性は１級であった。

本発明によれば、染色が難しいアラミド繊維において、色相が改善され、濃色性に優れたアラミド繊維を得ることができ、産業上の利用価値は極めて高いものである。

Claims

染色されたアラミド繊維であって、該アラミド繊維が、アルカリ剤とキャリア剤とを含む処理剤で予め処理された後、染料のみで染色されたアラミド繊維であることを特徴とする濃色に染色されたアラミド繊維。
キャリア剤が、ベンジルアルコールである請求項１記載の濃色に染色されたアラミド繊維。
アラミド繊維を、アルカリ剤とキャリア剤とを含む処理剤により処理した後、染料のみを用いて液流染色を行うことを特徴とするアラミド繊維の染色方法。
アラミド繊維１００重量部に対して、アルカリ剤の量が１〜２０重量部である請求項３記載のアラミド繊維の染色方法。