JP2017066551A - ポリアミド繊維およびその製造方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】毛羽品位に優れたポリアミド繊維およびその製造方法を提供することを課題とする。【解決手段】一般式(1)で表される化合物(A)、極圧剤(B)および平滑剤(C)を含有し、チキソトロピー指数が1.4〜3.0であり、かつ対金属低速高温摩擦係数が0.250〜0.344である処理剤が付着したことを特徴とするポリアミド繊維およびポリアミド繊維を直接紡糸延伸法により製造するに際し、紡糸後延伸前の段階において、上記処理剤を付与することを特徴とするポリアミド繊維の製造方法。【化1】【選択図】なし
Description
本発明は、ポリアミド繊維およびその製造方法に関する。
従来、高品位・高品質のポリアミド織物を得るために、高品位・高品質のポリアミド繊維を製造する様々な技術が検討されてきた。高品位・高品質のポリアミド繊維を得るための手法として、延伸時の歪変形速度を低減する手法や処理剤の性能を向上させる手法等が知られており、特に処理剤については様々なものが開発されている(特許文献1−4)。
近年ポリアミド繊維は、エアバッグ用原糸をはじめ種々の産業用途に適用されていく中で、生産効率化や、市場からの要請によりいっそうの物性の改善が図られている。そのために製造条件が高延伸速度条件化、あるいは高延伸倍率化してきており、これに伴い紡糸・延伸工程における糸切れ・毛羽等の問題が発生し易くなっている。このような背景から、例えば特許文献1〜4に記載された方法をそのまま適用して、近年求められている物性、毛羽品位を有するポリアミド繊維を製造すべく、高延伸倍率・高延伸速度条件下でポリアミド繊維を製造すると、毛羽品位については未だ満足できるものではなかった。
本発明は、上述した従来技術が有する欠点を解決し、毛羽品位に優れたポリアミド繊維およびその製造方法を提供することを課題とする。
本発明者らは上記課題を解決するために鋭意検討したものであり、下記の構成からなる。
(1)下記一般式(1)で表される化合物(A)、極圧剤(B)および平滑剤(C)を含有し、チキソトロピー指数が1.4〜3.0あり、かつ対金属低速高温摩擦係数が0.250〜0.344である合成繊維用処理剤が付着したことを特徴とする脂肪族ポリアミド繊維。
(1)下記一般式(1)で表される化合物(A)、極圧剤(B)および平滑剤(C)を含有し、チキソトロピー指数が1.4〜3.0あり、かつ対金属低速高温摩擦係数が0.250〜0.344である合成繊維用処理剤が付着したことを特徴とする脂肪族ポリアミド繊維。
[式中、Rは炭素数8〜18の一価のアルキル基である]
(2)前記極圧剤(B)が、植物油のアルキレンオキサイド付加物と、1価脂肪酸、二塩基酸及び二塩基酸無水物からなる群から選ばれる1種以上の酸とのエステルである上記1項に記載の脂肪族ポリアミド繊維。
(3)前記平滑剤(C)が1価アルコールのアルキレンオキサイド付加物と2価脂肪酸又は含硫黄2価脂肪酸とのエステル(C1)、多価アルコールのアルキレンオキサイド付加物と1価脂肪酸とのエステル(C2)、動植物油(C3)、1価アルコールと1価脂肪酸とのエステル(C4)、1価アルコールと2価脂肪酸又は含硫黄2価脂肪酸とのエステル(C5)及び多価アルコールと1価脂肪酸とのエステル(C6)からなる群から選ばれる1種以上である上記1〜2項のいずれかに記載の脂肪族ポリアミド繊維。
(4)処理剤中の化合物(A)の含有率が、処理剤の重量に基づいて8〜25重量%であり、極圧剤(B)の含有率が、処理剤の重量に基づいて20〜40重量%である上記1〜3項のいずれかに記載の脂肪族ポリアミド繊維。
(5)処理剤中の平滑剤(C)の含有率が、処理剤の重量に基づいて18〜70重量%である上記1〜4項に記載の脂肪族ポリアミド繊維。
(6)さらに、上記処理剤が乳化剤(D)を含む処理剤であって、前記乳化剤(D)が、1価アルコール型非イオン活性剤(D1)、多価アルコール型非イオン活性剤(D2)からなる群から選ばれる1種以上である上記1〜5項のいずれかに記載の脂肪族ポリアミド繊維。
(7)処理剤中の乳化剤(D)の含有率が処理剤の重量に基づいて2〜17重量%である上記6項に記載の脂肪族ポリアミド繊維。
(8)脂肪族ポリアミド繊維に対する処理剤の付着量が0.4〜3.0重量%である上記1〜7項のいずれか記載の脂肪族ポリアミド繊維。
(9)引張強度が8.0cN/dtex〜10.0cN/dtexであり、総繊度が150〜2200dtexである上記1〜8項のいずれか記載の脂肪族ポリアミド繊維。
(10)上記1〜9項のいずれかに記載の脂肪族ポリアミド繊維からなる織物。
(11)脂肪族ポリアミド繊維を直接紡糸延伸法により製造するに際し、紡糸後延伸前の段階において、上記1〜10項のいずれか記載の処理剤を付与することを特徴とする脂肪族ポリアミド繊維の製造方法。
(2)前記極圧剤(B)が、植物油のアルキレンオキサイド付加物と、1価脂肪酸、二塩基酸及び二塩基酸無水物からなる群から選ばれる1種以上の酸とのエステルである上記1項に記載の脂肪族ポリアミド繊維。
(3)前記平滑剤(C)が1価アルコールのアルキレンオキサイド付加物と2価脂肪酸又は含硫黄2価脂肪酸とのエステル(C1)、多価アルコールのアルキレンオキサイド付加物と1価脂肪酸とのエステル(C2)、動植物油(C3)、1価アルコールと1価脂肪酸とのエステル(C4)、1価アルコールと2価脂肪酸又は含硫黄2価脂肪酸とのエステル(C5)及び多価アルコールと1価脂肪酸とのエステル(C6)からなる群から選ばれる1種以上である上記1〜2項のいずれかに記載の脂肪族ポリアミド繊維。
(4)処理剤中の化合物(A)の含有率が、処理剤の重量に基づいて8〜25重量%であり、極圧剤(B)の含有率が、処理剤の重量に基づいて20〜40重量%である上記1〜3項のいずれかに記載の脂肪族ポリアミド繊維。
(5)処理剤中の平滑剤(C)の含有率が、処理剤の重量に基づいて18〜70重量%である上記1〜4項に記載の脂肪族ポリアミド繊維。
(6)さらに、上記処理剤が乳化剤(D)を含む処理剤であって、前記乳化剤(D)が、1価アルコール型非イオン活性剤(D1)、多価アルコール型非イオン活性剤(D2)からなる群から選ばれる1種以上である上記1〜5項のいずれかに記載の脂肪族ポリアミド繊維。
(7)処理剤中の乳化剤(D)の含有率が処理剤の重量に基づいて2〜17重量%である上記6項に記載の脂肪族ポリアミド繊維。
(8)脂肪族ポリアミド繊維に対する処理剤の付着量が0.4〜3.0重量%である上記1〜7項のいずれか記載の脂肪族ポリアミド繊維。
(9)引張強度が8.0cN/dtex〜10.0cN/dtexであり、総繊度が150〜2200dtexである上記1〜8項のいずれか記載の脂肪族ポリアミド繊維。
(10)上記1〜9項のいずれかに記載の脂肪族ポリアミド繊維からなる織物。
(11)脂肪族ポリアミド繊維を直接紡糸延伸法により製造するに際し、紡糸後延伸前の段階において、上記1〜10項のいずれか記載の処理剤を付与することを特徴とする脂肪族ポリアミド繊維の製造方法。
本発明により毛羽発生が極めて抑制された品位の高いポリアミド繊維が得られるようになった。また、ポリアミド繊維を直接紡糸延伸法で製造するに際し、熱延伸性・耐熱性を高め、かつ極圧性を高めた処理剤を付与することで、高延伸倍率・高延伸速度下において延伸時の糸切れおよび毛羽の発生が抑制され、品位の高いポリアミド繊維が製造できるようになった。
本発明のポリアミド繊維は、チキソトロピー指数が1.4〜3.0であり、かつ対金属低速高温摩擦係数が0.250〜0.344である処理剤が付着したものである。ポリアミド樹脂を溶融紡糸し、上記処理剤を付与することにより、高延伸倍率・高延伸速度条件で延伸を行っても毛羽品位に優れたポリアミド繊維が得られる。
かかる理由は完全には明らかではないが、本発明者らは処理剤のチキソトロピー指数が高いほど、1段目延伸部での糸のネッキング変形に対して処理剤の粘度が柔軟に低下することが、延伸部における糸への処理剤の追従性を向上させているものと推察している。
また、ローラ上での延伸においては対金属低速高摩擦係数が低い程、極圧性が高く、油膜を厚く保ち油膜切れを抑制するため、糸とローラ間の摩擦の増加や直接の接触を防ぐことができ、毛羽品位に優れたポリアミド繊維が得られるものであると推察している。
本発明で用いる処理剤のチキソトロピー指数は、1.4〜3.0の範囲である。チキソトロピー指数は高い方が好ましいが、現実的には3.0である。チキソトロピー指数はより好ましくは1.5〜2.2あり、さらに好ましくは1.6〜2.0である。上記チキソトロピー指数は後述する方法で測定される値である。
また、本発明で用いる処理剤の対金属低速高温摩擦係数は0.250〜0.344の範囲である。対金属低速高温摩擦係数が0.344を超えると極圧性が低く、糸条が金属の延伸ローラを通過する際に油膜切れが起こりやすくなり、毛羽品位悪化に繋がる。一方で対金属低速高温摩擦係数は低い方が好ましいが、現実的には0.250である。対金属低速高温摩擦係数は0.300〜0.330であることがより好ましい。上記対金属低速高温摩擦係数は後述する方法で測定される値である。
処理剤に化合物(A)を含むことで、処理剤にチキソトロピー性を付与したり、処理剤のチキソトロピー性を所望の範囲に制御したりすることができ、それにより処理剤は十分なチキソトロピー指数が得られ、高延伸倍率・高速製糸条件下において、毛羽品位に優れたポリアミド繊維が得られる。併せて、処理剤に化合物(A)を含むことで、高温の延伸ローラ上に堆積する処理剤加熱劣化物の除去性(耐熱性)が優れる。
また、上記極圧剤(B)とは処理剤に極圧性を付与するという性質を有する剤であり、対金属低速高温摩擦係数が0.30以下の化合物であることが好ましい。処理剤に極圧剤(B)を含むことで十分な極圧性が得られ、油膜を厚く保ち、糸条が金属ローラとの間で油膜切れを発生することがなく、高延伸倍率・高速製糸条件下において毛羽品位に優れたポリアミド繊維が得られる。一方で極圧剤(B)の含有量が多すぎる場合、チキソトロピー指数が低下する場合もあり、チキソトロピー指数と対金属低速高温摩擦係数の両方が本発明で規定する範囲になるよう各成分の種類と含有量を選択する。
処理剤に平滑剤(C)を含むことにより、平滑性が得られ、糸条が金属延伸ローラ上で過度に摩耗することもなく、高延伸倍率・高速製糸条件下において、優れた毛羽品位を有するポリアミド繊維が得られる。
前記化合物(A)は、下記一般式(1)で表される化合物であることが好ましい。
[式中、Rは炭素数8〜18の一価のアルキル基である]
上記一般式(1)において、Rは、炭素数8〜18の1価アルキル基であるが、中でも直鎖又は分岐のアルキル基であることが好ましく、具体的には、オクチル基、2−エチルヘキシル基、デシル基、イソデシル基、ウンデシル基、イソウンデシル基、ドデシル基、イソドデシル基、トリデシル基、イソトリデシル基、テトラデシル基、ペンタデシル基、ヘキサデシル基、オクタデシル基、イソオクタデシル基等が挙げられる。
これらのうち、ドデシル基、ヘキサデシル基及びオクタデシル基がより好ましい。
化合物(A)の具体例として、2,4−ビス(n−オクチルチオメチル)−6−メチルフェノール、2,4−ビス(n−デシルチオメチル)−6−メチルフェノール、2,4−ビス(n−ドデシルチオメチル)−6−メチルフェノール、2,4−ビス(n−テトラデシルチオメチル)−6−メチルフェノール、2,4−ビス(n−ヘキサデシルチオメチル)−6−メチルフェノール、2,4−ビス(n−オクタデシルチオメチル)−6−メチルフェノール等の化合物が挙げられる。これらのうち、糸への処理剤の追従性の観点から、2,4−ビス(n−ドデシルチオメチル)−6−メチルフェノール、2,4−ビス(n−ヘキサデシルチオメチル)−6−メチルフェノール及び2,4−ビス(n−オクタデシルチオメチル)−6−メチルフェノールが好ましい。
前記化合物(A)の含有量は、チキソトロピー指数・耐熱性の観点から、処理剤の重量に基づいて、好ましくは8〜25重量%であり、チキソトロピー指数・耐熱性の観点から、更に好ましくは10〜25重量%である。化合物(A)が8重量%以上であることで十分なチキソトロピー指数が得られ、高延伸倍率・高速製糸条件における優れた毛羽品位のポリアミド繊維を得ることができる。
一般式(1)で表される化合物(A)は、例えば炭素数8〜18のアルカンチオールとO−クレゾール、パラホルムアルデヒドとをアミン存在下で反応させる公知の反応等により得ることができる。
前記極圧剤(B)としては極圧性の観点から、植物油のアルキレンオキサイド付加物(B1)と、1価脂肪酸、二塩基酸及び二塩基酸無水物からなる群から選ばれる1種以上の酸(B2)とのエステルであることが好ましい。また、(B)は所望により2種以上のものを適宜併用してもよい。
極圧剤(B)を構成するエステルの植物油として、ヤシ油、パーム油、ヒマシ油及び硬化ヒマシ油等が挙げられる。このうち、植物油として、極圧性の観点から、ヒマシ油及び硬化ヒマシ油が好ましい。
極圧剤(B)を構成するアルキレンオキサイドとしては、炭素数2〜4のアルキレンオキサイド等が挙げられ、具体的にはエチレンオキサイド(以下、EOと略記する)、1,2−プロピレンオキサイド(以下、POと略記する)、1,2−ブチレンオキサイド(以下、BOと略記する)、テトラヒドロフラン(以下、THFと略記する)等が挙げられる。
このうち、極圧性の観点から、好ましくはEO、POである。付加方法としては、ブロック付加であってもランダム付加であってもよい。アルキレンオキサイドの付加モル数は、極圧性の観点から、1〜100であることが好ましく、10〜80であることがより好ましい。
植物油のアルキレンオキサイド付加物(B1)の具体例としては、ヒマシ油のEO10モル付加物、ヒマシ油EO20〜30モル付加物(例えばヒマシ油EO20等)、ヒマシ油のPO20モル付加物、ヒマシ油EO15モル・PO15モルランダム付加物、硬化ヒマシ油のBO13モル付加物、硬化ヒマシ油のEO20〜30モル付加物(例えば硬化ヒマシ油のEO20モル付加物、硬化ヒマシ油のEO25モル付加物等)、ヒマシ油のPO8モル付加物、硬化ヒマシ油のPO20モル・EO9モルブロック付加物等が好ましく挙げられる。
このうち、植物油のアルキレンオキサイド付加物(B1)として、極圧性の観点から、ヒマシ油のEO20〜30モル付加物、硬化ヒマシ油EO20〜30モル付加物、がより好ましい。
極圧剤(B)を構成するエステルの酸(B2)として、1価脂肪酸、二塩基酸及び二塩基酸無水物からなる群から選ばれる1種以上の酸等が挙げられる。
1価脂肪酸として、炭素数8〜18の直鎖又は分岐の1価脂肪酸等が挙げられる。具体的には、カプリル酸、2−エチルヘキサン酸、ペラルゴン酸、カプリン酸、ラウリン酸、トリデカン酸、イソトリデカン酸、ミリスチン酸、パルミチン酸、ステアリン酸、イソステアリン酸、ヤシ油脂肪酸、パーム油脂肪酸、硬化ヒマシ油脂肪酸及び硬化牛脂脂肪酸等が挙げられる。
二塩基酸として、炭素数2〜24の飽和脂肪族ジカルボン酸、素数2〜24の不飽和脂肪族カルボン酸、炭素数2〜24の芳香族ジカルボン酸等が挙げられる。具体的には、シュウ酸、マロン酸、コハク酸、アジピン酸及びセバシン酸、マレイン酸、フマル酸、フタル酸、テレフタル酸、イソフタル酸、コハク酸、グルタル酸、ピメリン酸、スベリン酸、アゼライン酸及びセバシン酸等が挙げられる。
二塩基酸の無水物としては、炭素数2〜24のジカルボン酸無水物(無水マレイン酸及び無水フタル酸等)等が挙げられる。
このうち、極圧剤(B)を構成する1価脂肪酸として、平滑性の観点から、直鎖脂肪酸が好ましい。具体的には、ミリスチン酸、パルミチン酸、ステアリン酸である。
また、極圧剤(B)を構成する二塩基酸又は二塩基酸無水物として、極圧性の観点から、アジピン酸、セバシン酸、フタル酸、無水マレイン酸及び無水フタル酸が好ましい。なおこれら(B2)成分は2種以上で用いることが好ましい。
極圧剤(B)として、極圧性の観点から、硬化ヒマシ油EO20モル付加物とフタル酸とステアリン酸とのポリエステル、硬化ヒマシ油EO25モル付加物とアジピン酸とステアリン酸とのポリエステルが好ましい。
処理剤中の極圧剤(B)の含有率は、ポリアミド繊維用処理剤の重量に基づいて、好ましくは20〜40重量%であり、極圧性の観点から、より好ましくは28〜40%である。
極圧剤(B)の含有量が20重量%以上であることで十分な極圧性が得られ、糸条が金属ローラとの間で油膜切れが発生することがなく、高延伸倍率・高延伸速度条件においても優れた毛羽品位を有するポリアミド繊維が得られる。極圧剤(B)の含有量が40重量%以下であることで、処理剤中の他成分との相溶性も良好で、かつ十分なチキソトロピー指数が得られる点で好ましい。
処理剤中の極圧剤(B)は通常のエステル化反応により得ることができる。例えば、上記植物油のアルキレンオキサイド付加物と酸とをパラトルエンスルホン酸などの酸性触媒の存在下、エステル化反応等により製造できる。
上記平滑剤(C)としては1価アルコールのアルキレンオキサイド付加物と2価脂肪酸又は含硫黄2価脂肪酸とのエステル(C1)、多価アルコールのアルキレンオキサイド付加物と1価脂肪酸とのエステル(C2)、動植物油(C3)、1価アルコールと1価脂肪酸とのエステル(C4)、1価アルコールと2価脂肪酸または含硫黄2価脂肪酸とのエステル(C5)及び多価アルコールと1価脂肪酸とのエステル(C6)等が挙げられる。また、(C)は所望により2種以上のものを適宜併用してもよい。
1価アルコールのアルキレンオキサイド付加物と2価脂肪酸又は含硫黄2価脂肪酸とのエステル(C1)を構成する1価アルコールとしては、直鎖または分岐の炭素数8〜26の1価アルコールが好ましく、オクタノール、2−エチルヘキサノール、デカノール、イソデカノール、ウンデカノール、イソウンデカノール、ドデカノール(ラウリルアルコール)、イソドデカノール、トリデカノール、イソトリデカノール、テトラデカノール、ペンタデカノール、ヘキサデカノール、オクタデカノール、イソオクタデカノール、オレイルアルコール、2−オクチルデカノール、2−デシルドデカノール、2−デシルテトラデカノール、2−デシルペンタデカノール、2−ウンデシルテトラデカノール及び2−ウンデシルペンタデカノール等が挙げられる。なかでもラウリルアルコール(ドデカノール)、オレイルアルコール、2−オクチルドデカノールなどが好ましい。
1価アルコールのアルキレンオキサイド付加物と2価脂肪酸又は含硫黄2価脂肪酸とのエステル(C1)を構成する1価アルコールに付加させるアルキレンオキサイドとしては、例えば、炭素数2〜4のアルキレンオキサイドが挙げられ、具体的にはEO、PO、BO、THFが挙げられる。これらのうち、EO、POが好ましい。
付加方法としては、ブロック付加であってもランダム付加であってもよい。アルキレンオキサイドの付加モル数は、1〜100モルであることが好ましく、1〜20モルであることがより好ましい。
1価アルコールへのアルキレンオキサイド付加は、通常の方法等が適用できる。例えば、1価アルコールに触媒の存在下でアルキレンオキサイドを付加させることによりアルキレンオキサイド付加物を得ることができる。反応温度は、10〜180℃であることが好ましく、80℃〜170℃であることがより好ましい。反応時間は、1〜48時間であることが好ましく、5〜24時間であることがより好ましい。アルキレンオキサイドは単独でも2種以上を混合して使用しても良い。2種以上のアルキレンオキサイドを付加させる場合、その付加様式は特に限定されず、ランダム付加でもブロック付加でも良い。アルキレンオキサイドを付加させる際に用いられる触媒としては、アルカリ触媒[水酸化カリウム及び水酸化ナトリウム等)、酸性触媒(過ハロゲン酸(塩)、硫酸(塩)、リン酸(塩)及び硝酸(塩)等]、金属アルコラート触媒(ナトリウムメチラート及びカリウムブチラート等)等が挙げられる。
1価アルコールのアルキレンオキサイド付加物と2価脂肪酸又は含硫黄2価脂肪酸とのエステル(C1)を構成する2価脂肪酸としては炭素数4〜10が好ましく、かかる炭素数4〜10の2価脂肪酸としては、コハク酸、グルタル酸、アジピン酸、ピメリン酸、スベリン酸、アゼライン酸及びセバシン酸等が挙げられる。
1価アルコールのアルキレンオキサイド付加物と2価脂肪酸又は含硫黄2価脂肪酸とのエステル(C1)を構成する含硫黄2価脂肪酸としては、チオジ酢酸、チオジプロピオン酸、チオジ酪酸、チオジ吉草酸等が挙げられる。なかでもチオジプロピオン酸が好ましい。
1価アルコールのアルキレンオキサイド付加物と2価脂肪酸又は含硫黄2価脂肪酸とのエステル(C1)の具体例としては、オクタノールEO3モル付加物とセバシン酸とのエステル、デカノールEO2モル付加物とセバシン酸とのエステル、ドデカノールEO3モル付加物とアジピン酸とのエステル、ラウリルアルコールEO3モル付加物のアジピン酸ジエステル、トリデカノールEO3モル付加物とアジピン酸とのエステル、オレイルアルコールEO4モル付加物とアジピン酸とのエステル、オレイルアルコールEO3モル付加物のチオジプロピオン酸ジエステル、ドデカノールEO3モル付加物とチオジプロピオン酸とのエステル、2−ドデカノールEO3モル付加物とチオジプロピオン酸とのエステル、トリデカノールEO3モル付加物とチオジプロピオン酸とのエステル及び分岐トリデカノールEO3モル付加物とチオジプロピオン酸とのエステルが挙げられる。
このうち、平滑性の観点から、オレイルアルコールEO3モル付加物のチオジプロピオン酸とのジエステル、ラウリルアルコールのE03モル付加物のアジピン酸ジエステル等が好ましい。
多価アルコールのアルキレンオキサイド付加物と1価脂肪酸とのエステル(C2)を構成する多価アルコールとしては炭素数2〜6が好ましく、かかる炭素数2〜6の多価アルコールとしては、2価アルコール(1,4−ブタンジオール、1,6−ヘキサンジオール及びネオペンチルグリコール等)及び3〜6価アルコール(グリセリン、トリメチロールプロパン、ペンタエリスリトール、ソルビトール及びソルビタン等)等が挙げられる。
多価アルコールのアルキレンオキサイド付加物と1価脂肪酸とのエステル(C2)を構成する多価アルコールに付加させるアルキレンオキサイドとしては、例えば、炭素数2〜4のアルキレンオキサイドが挙げられ、具体的にはEO、PO、BO及びTHFが挙げられる。これらのうち、EO及びPOが好ましい。付加方法としては、ブロック付加であってもランダム付加であってもよい。アルキレンオキサイドの付加モル数は、1から100モルであることが好ましく、1〜20モルであることが好ましい。
多価アルコールへのアルキレンオキサイド付加は、公知の方法等が適用できる。例えば、多価アルコールに触媒の存在下でアルキレンオキサイドを付加させることによりアルキレンオキサイド付加物を得ることができる。反応温度は、10〜180℃であることが好ましく、80〜170℃であることがより好ましい。反応時間は、1〜48時間であることが好ましく、5〜24時間であることがより好ましい。アルキレンオキサイドは単独でも2種以上を混合して使用しても良い。2種以上のアルキレンオキサイドを付加させる場合、その付加様式は特に限定されず、ランダム付加でもブロック付加でも良い。アルキレンオキサイドを付加させる際に用いられる触媒としては、アルカリ触媒[水酸化カリウム及び水酸化ナトリウム等)、酸性触媒(過ハロゲン酸(塩)、硫酸(塩)、リン酸(塩)及び硝酸(塩)等]、金属アルコラート触媒(ナトリウムメチラート及びカリウムブチラート等)等が挙げられる。
多価アルコールのアルキレンオキサイド付加物と1価脂肪酸とのエステル(C2)を構成する1価脂肪酸としては、炭素数8〜26の直鎖または分岐の1価脂肪酸が好ましく、カプリル酸、2−エチルヘキサン酸、ペラルゴン酸、カプリン酸、ラウリン酸、トリデカン酸、イソトリデカン酸、ミリスチン酸、パルミチン酸、ステアリン酸、イソステアリン酸、オレイン酸、リノール酸、リノレン酸、リシノレイン酸、ヤシ油脂肪酸、パーム油脂肪酸、ヒマシ油脂肪酸、硬化ヒマシ油脂肪酸、牛脂脂肪酸、硬化牛脂脂肪酸及び豚脂脂肪酸等が挙げられる。
多価アルコールアルキレンオキサイド付加物と1価脂肪酸とのエステル(C2)の具体例としては、ネオペンチルグリコールEO2モル付加物の牛脂脂肪酸エステル、グリセリンEO3モル付加物のオレイン酸エステル、トリメチロールプロパンEO3モル付加物のラウリン酸エステル、トリメチロールプロパンEO3モル付加物のヤシ油脂肪酸エステル、トリメチロールプロパンEO5モル付加物のヤシ油脂肪酸エステル、ペンタエリスリトールEO4モル付加物のペラルゴン酸エステル、ペンタエリスリトールEO5モル付加物の2−エチルヘキサン酸エステル及びソルビタンEO4モル付加物のオレイン酸エステルが挙げられる。
このうち、平滑性の観点から、トリメチロールプロパンEO3モル付加物とラウリン酸とのエステル、トリメチロールプロパンEO3モル付加物とヤシ油脂肪酸とのエステル、ペンタエリスリトールEO5モル付加物と2−エチルヘキサン酸とのエステルが好ましい。
動植物油(C3)の具体例としては、ヤシ油、パーム油、ヒマシ油、硬化ヒマシ油、牛脂、硬化牛脂、豚脂が挙げられる。
1価アルコールと1価脂肪酸とのエステル(C4)を構成する1価アルコールとしては、直鎖または分岐の炭素数8〜26の1価アルコール等が挙げられる。具体的には、オクタノール、2−エチルヘキサノール、デカノール、イソデカノール、ウンデカノール、イソウンデカノール、ドデカノール、イソドデカノール、トリデカノール、イソトリデカノール、テトラデカノール、ペンタデカノール、ヘキサデカノール、オクタデカノール、イソオクタデカノール、オレイルアルコール、2−オクチルデカノール、2−デシルドデカノール、2−デシルテトラデカノール、2−デシルペンタデカノール、2−ウンデシルテトラデカノール及び2−ウンデシルペンタデカノール等が挙げられる。
1価アルコールと1価脂肪酸とのエステル(C4)を構成する1価脂肪酸としては、炭素数8〜26の直鎖または分岐の1価脂肪酸が挙げられる。具体的には、カプリル酸、2−エチルヘキサン酸、ペラルゴン酸、カプリン酸、ラウリン酸、トリデカン酸、イソトリデカン酸、ミリスチン酸、パルミチン酸、ステアリン酸、イソステアリン酸、オレイン酸、リノール酸、リノレン酸、リシノレイン酸、ヤシ油脂肪酸、パーム油脂肪酸、ヒマシ油脂肪酸、硬化ヒマシ油脂肪酸、牛脂脂肪酸、硬化牛脂脂肪酸及び豚脂脂肪酸等が挙げられる。
1価アルコールと1価脂肪酸とのエステル(C4)の具体例としては、オクチルパルミテート、オクチルステアレート、2−エチルヘキシルステアレート、2−トリデシルステアレート、オレイルオレート及び2−デシルテトラデシルオレートが挙げられる。このうち、2−エチルヘキシルステアレート及びオレイルオレートが好ましい。
1価アルコールと2価脂肪酸又は含硫黄2価脂肪酸とのエステル(C5)を構成する1価アルコールとしては、直鎖又は分岐の炭素数8〜26の1価アルコール等が挙げられる。
具体的には、オクタノール、2−エチルヘキサノール、デカノール、イソデカノール、ウンデカノール、イソウンデカノール、ドデカノール、イソドデカノール、トリデカノール、イソトリデカノール、テトラデカノール、ペンタデカノール、ヘキサデカノール、オクタデカノール、イソオクタデカノール、オレイルアルコール、2−オクチルデカノール、2−オクチルドデカノール、2−デシルドデカノール、2−デシルテトラデカノール、2−デシルペンタデカノール、2−ウンデシルテトラデカノール及び2−ウンデシルペンタデカノールが挙げられる。
1価アルコールと2価脂肪酸又は含硫黄2価脂肪酸とのエステル(C5)を構成する2価脂肪酸又は含硫黄2価脂肪酸としては、コハク酸、グルタル酸、アジピン酸、ピメリン酸、スベリン酸、アゼライン酸、セバシン酸、チオジ酢酸、チオジプロピオン酸、チオジ酪酸、チオジ吉草酸等が挙げられる。
1価アルコールと2価脂肪酸又は含硫黄2価脂肪酸とのエステル(C5)の具体例としては、例えば、オクタノールのセバシン酸エステル、デカノールのセバシン酸エステル、ドデカノールのアジピン酸エステル、トリデカノールのアジピン酸エステル、オレイルアルコールのアジピン酸エステル、ドデカノールのチオジプロピオン酸エステル、2−ドデカノールのチオジプロピオン酸エステル、トリデカノールのチオジプロピオン酸エステル、2−トリデカノールのチオジプロピオン酸エステル、2−オクチルデカノールのチオジプロピオン酸エステル、2−デシルテトラデカノールのチオジプロピオン酸エステル、2−デシルペンタデカノールのチオジプロピオン酸エステル、2−ウンデシルテトラデカノールのチオジプロピオン酸エステル及び2−ウンデシルペンタデカノールのチオジプロピオン酸エステル、2−オクチルドデカノールのチオジプロピオン酸エステルが挙げられる。
このうち、2−ウンデシルテトラデカノールのチオジプロピオン酸エステル及び2−ウンデシルペンタデカノールのチオジプロピオン酸エステル、2−オクチルドデカノールのチオジプロピオン酸エステルが好ましい。
多価アルコールと1価脂肪酸とのエステル(C6)を構成する多価アルコールとしては、炭素数3〜6の多価アルコール等が挙げられる。
具体的には、2価アルコール(1,4−ブタンジオール、1,6−ヘキサンジオール及びネオペンチルグリコールなど)及び3〜6価アルコール(グリセリン、トリメチロールプロパン、ペンタエリスリトール、ソルビトール及びソルビタンなど)等が挙げられる。
多価アルコールと1価脂肪酸とのエステル(C6)を構成する1価脂肪酸としては、炭素数8〜26の直鎖または分岐の1価脂肪酸等が挙げられる。
具体的には、カプリル酸、2−エチルヘキサン酸、ペラルゴン酸、カプリン酸、ラウリン酸、トリデカン酸、イソトリデカン酸、ミリスチン酸、パルミチン酸、ステアリン酸、イソステアリン酸、オレイン酸、リノール酸、リノレン酸、リシノレイン酸、ヤシ油脂肪酸、パーム油脂肪酸、ヒマシ油脂肪酸、硬化ヒマシ油脂肪酸、牛脂脂肪酸、硬化牛脂脂肪酸及び豚脂脂肪酸等が挙げられる。
多価アルコールと1価脂肪酸とのエステル(C6)の具体例としては、動植物油を除く、ネオペンチルグリコールの牛脂脂肪酸エステル、グリセリンのオレイン酸エステル、トリメチロールプロパンのラウリン酸エステル、トリメチロールプロパンのヤシ油脂肪酸エステル、ペンタエリスリトールのペラルゴン酸エステル、ペンタエリスリトールの2−エチルヘキサン酸エステル及びソルビタンのオレイン酸エステル等が挙げられる。
処理剤中の平滑剤(C)の含有率は、平滑性の観点から、処理剤の重量に基づいて、好ましくは18〜70重量%であり、更に好ましくは21〜53重量%である。
本発明の処理剤には、その性能を損なわない範囲で乳化剤(D)を配合することが好ましい。
乳化剤(D)としては、1価アルコール型非イオン界面活性剤(D1)及び/又は多価アルコール型非イオン界面活性剤(D2)であることが好ましい。
1価アルコール型非イオン活性剤としては、炭素数1〜30の直鎖又は分岐1価アルコールのアルキレンオキサイド付加物(d1)等が挙げられる。
多価アルコール型非イオン界面活性剤としては、多価アルコール脂肪酸エステルのアルキレンオキサイド付加物(d2)、水酸基を有する動植物油のアルキレンオキサイド付加物(d3)及び(d3)の脂肪酸エステル(d4)等が挙げられる。
また、(D)は所望により2種以上のものを適宜併用してもよい。
炭素数1〜30の直鎖又は分岐1価アルコールとしては、炭素数1〜30の直鎖又は分岐の1価アルコール(メタノール、エタノール、プロパノール、イソプロパノール、ブタノール、ペンタノール、ヘプタノール、オクタノール、2−エチルヘキサノール、デカノール、イソデカノール、ウンデカノール、イソウンデカノール、ドデカノール、イソドデカノール、トリデカノール、イソトリデカノール、テトラデカノール、ペンタデカノール、ヘキサデカノール、オクタデカノール、イソオクタデカノール、オレイルアルコール、2−オクチルデカノール、2−デシルドデカノール、2−デシルテトラデカノール、2−デシルペンタデカノール、2−ウンデシルテトラデカノール及び2−ウンデシルペンタデカノール等)のアルキレンオキサイド付加物等が挙げられる。 1価アルコールに付加させるアルキレンオキサイドとしては、炭素数2〜4のアルキレンオキサイドが挙げられ、具体的にEO、PO、BO及びTHFが挙げられる。これらのうち、EO、POが好ましい。
炭素数1〜30の直鎖または分岐1価アルコールのアルキレンオキサイド付加物(d1)の具体例として、2−エチルヘキサノールEO20モル付加物、2−エチルヘキサノールPO15モル・EO20モル付加物、オレイルアルコールPO10モル付加物、ブタノールEO10モルPO8モルランダム付加物等が挙げられる。
このうち、(d1)として、乳化性の観点から、2−エチルヘキサノールPO15モル・EO20モル付加物等が好ましい。
多価アルコール脂肪酸エステルのアルキレンオキサイド付加物(d2)としては、炭素数2〜6の多価アルコール(2価アルコール(1,4−ブタンジオール、1,6−ヘキサンジオール及びネオペンチルグリコールなど)及び3〜6価アルコール(グリセリン、トリメチロールプロパン、ペンタエリスリトール、ソルビトール及びソルビタンなど))等の多価アルコールと炭素数8〜24の脂肪族カルボン酸[脂肪族飽和カルボン酸(カプリル酸、2−エチルヘキサン酸、ペラルゴン酸、カプリン酸、ラウリン酸、トリデカン酸、イソトリデカン酸、ミリスチン酸、パルミチン酸、ステアリン酸及びイソステアリン酸など)、脂肪族不飽和カルボン酸(オレイン酸、リノール酸及びリノレン酸など)、動植物油脂肪酸(ヤシ油脂肪酸、パーム油脂肪酸、ヒマシ油脂肪酸、硬化ヒマシ油脂肪酸、牛脂脂肪酸、硬化牛脂脂肪酸及び豚脂脂肪酸など)]等の脂肪酸とのエステルのアルキレンオキサイド付加物等が挙げられる。
具体的には、トリメチロールプロパンとEO20モル付加物とステアリン酸のジエステル、グリセリン牛脂脂肪酸エステルのEO15モル付加物、トリメチロールプロパンステアリン酸エステルのEO20モル付加物、ペンタエリスリトールのオレイン酸エステルのEO30モル付加物、ソルビタンオレイン酸エステルのEO20モル付加物及びソルビトールステアリン酸エステルのEO40モル付加物が挙げられる。
このうち、(d2)として、乳化性を向上させる観点から、トリメチロールプロパンとEO20モル付加物とステアリン酸のジエステル等が好ましい。
水酸基を有する動植物油のアルキレンオキサイド付加物(d3)としては、水酸基を有する動植物油(硬化ヒマシ油など)のアルキレンオキサイド付加物等が挙げられる。具体的には、ヒマシ油のEO15モル付加物、硬化ヒマシ油のEO20モル付加物、硬化ヒマシ油のEO10モル付加物、硬化ヒマシ油のEO25モル付加物及び硬化ヒマシ油のEO25モル付加物等が挙げられる。
水酸基を有する動植物油のアルキレンオキサイド付加物(d3)の脂肪酸エステル(d4)としては、(d3)の炭素数8〜24の脂肪族カルボン酸[脂肪族飽和カルボン酸(カプリル酸、2−エチルヘキサン酸、ペラルゴン酸、カプリン酸、ラウリン酸、トリデカン酸、イソトリデカン酸、ミリスチン酸、パルミチン酸、ステアリン酸及びイソステアリン酸等)、脂肪族不飽和カルボン酸(オレイン酸、リノール酸及びリノレン酸等)、動植物油脂肪酸(ヤシ油脂肪酸、パーム油脂肪酸、ヒマシ油脂肪酸、硬化ヒマシ油脂肪酸、牛脂脂肪酸、硬化牛脂脂肪酸及び豚脂脂肪酸等)]エステル等が挙げられる。
具体的には、ヒマシ油EO43モル付加物のステアリン酸エステル、硬化ヒマシ油EO20モル付加物のオレイン酸エステル及びヒマシ油EO25モル付加物の牛脂脂肪酸エステル、硬化ヒマシ油EO25モル付加物のオレイン酸トリエステルが挙げられ、なかでも硬化ヒマシ油EO25モル付加物のオレイン酸トリエステルが好ましく挙げられる。
乳化剤(D)のうち、乳化性の観点から、炭素数1〜30の直鎖または分岐1価アルコールのアルキレンオキサイド付加物(d1)、多価アルコール脂肪酸エステルのアルキレンオキサイド付加物(d2)、水酸基を有する動植物油のアルキレンオキサイド付加物(d3)が好ましく、(d1)、(d2)及び(d3)の併用が更に好ましい。
処理剤中の乳化剤(D)の含有率は、乳化性、浸透性の観点から、処理剤の重量に基づいて、好ましくは2〜17重量%である。さらに好ましくは3〜15重量%である。
本発明の処理剤には、その性能を損なわない範囲で任意成分(E)配合することが好ましい。
その他任意成分(E)としては、例えば、制電剤(ホスフェート及び脂肪酸石鹸等)、pH調整剤(水酸化ナトリウム及び水酸化カリウム等のアルカリ類、アルキルアミン及びアルキルアミンのアルキレンオキサイド付加物等のアミン類、オレイン酸等の有機酸塩類等)、表面調整剤(ポリジメチルシロキサン及びアルキル変性シリコーン等)、酸化防止剤(“イルガノックス(登録商標)”245及び“イルガノックス(登録商標)”565等のヒンダードフェノール系酸化防止剤等、3−(3.0−ジ−tert-ブチル-4-ヒドロキシフェニル)プロピオン酸-2-デシルテトラデシル等)、紫外線吸収剤、粘度調整剤及び外観調整剤等が挙げられる。
処理剤中のその他任意成分(E)の含有率は、合成ポリアミド繊維用処理剤の重量に基づいて、10重量%以下であることがより好ましい。
本発明で用いる処理剤は、化合物(A)、極圧剤(B)、平滑剤(C)、乳化剤(D)およびその他任意成分(E)の各成分を、チキソトロピー指数と、対金属低速高温摩擦係数が本発明で規定する範囲となるよう配合し、常温又は必要により加熱(例えば30〜70℃)して均一に混合することにより得られる。各成分の配合順序、配合方法は特に限定されない。
なお、上記チキソトロピー指数と、対金属低速高温摩擦係数が本発明で規定する範囲内とするには、上記成分をそれぞれ好ましい範囲内とし、化合物(A)、(B)の種類や含有量を適宜調整する。チキソトロピー指数は主として化合物(A)により、対金属低速高温摩擦係数は主として極圧剤(B)の種類や含有量を変更することにより、調整可能である。一方で、極圧剤(B)の含有量が多すぎる場合、チキソトロピー指数が低下する場合もあり、チキソトロピー指数と対金属低速高温摩擦係数の両方が本発明で規定する範囲になるよう各成分の種類と含有量を選択することが肝要である。
本発明において処理剤の付着量は0.4〜3.0重量%であることが好ましく、0.5〜2.5重量%であることがより好ましく、0.6〜1.5重量%であることが更に好ましい。原糸処理剤が0.4重量%以上であることにより、糸切れや毛羽の発生が抑制され、原糸の収率が向上し、毛羽の発生が抑制されるため好ましい。一方、3.0重量%以下であることにより、十分な製糸性向上効果が得られる。これ以上付着量を増やしても効果が頭打ちとなり、コストがアップする傾向にある。
本発明のポリアミド繊維に用いる原料としては例えばポリアミド6、ポリアミド66、ポリアミド12、ポリアミド46、ポリアミド56、ポリアミド610や、ポリアミド6とポリアミド66の共重合ポリアミド、ポリアミド6にポリアルキレングリコール、ジカルボン酸、アミン等を共重合させた共重合ポリアミドなどを挙げることができる。このうち、耐衝撃性と耐熱性に優れたポリアミド66が本発明の実施には最も好ましい。
本発明のポリアミド繊維は製造する際、溶融紡糸、あるいは延伸条件が厳しく、通常の製造方法で製造すると毛羽や糸切れが発生しやすい場合に特に有用である。
例えば強度としては、8.0cN/dtex〜10.0cN/dtexである場合、特に8.3〜9.5cN/dtexである場合に特に有効である。すなわち、通常の方法で強度が8.0cN/dtex以上となるような延伸倍率で糸を延伸すると毛羽が発生しやすいが、本発明で用いる処理剤を用いることで延伸工程、その他の工程での毛羽発生、糸切れ等が抑制され、品位の高いポリアミド繊維を得ることができる。
また、伸度としては、17%〜26%であることが好ましく、20%〜25%であることがより好ましい。特に強度が上記範囲であり、且つ伸度がかかる範囲にあるようなポリアミド繊維において、特に有効に効果を発揮し、毛羽発生、糸切れ等が抑制され、極めて品位の高いポリアミド繊維が得られる。
単繊維繊度は2.0〜10.0dtexであること好ましく、3.0〜8.0dtexであることがより好ましい。単繊維繊度が2.0dtex以上であれば、品位を維持しつつ高強度の繊維を安定して得ることができる。単糸繊度が10.0dtex以下で小さいほど織物の柔軟性を高めることができ、折畳み嵩高さを小さくすることができる。単糸繊度、総繊度については、上記の各範囲内で用途に合わせて組合せると良い。なかでも上記した好ましい強伸度を有し、且つ上記好ましい単繊維繊度を有するポリアミド繊維を製造するには、厳しい紡糸条件、延伸条件等が必要となり、通常の方法では毛羽や糸切れが発生しやすくなるが、本発明で用いる処理剤を付与したポリアミド繊維は、毛羽や糸切れの発生が抑制され、品位に優れたポリアミド繊維が得られる。
本発明のポリアミド繊維は150dtex〜2100dtexであることが好ましく、より好ましくは150dtex〜1400dtexであり、更に好ましくは300dtex〜950dtexである。
次に、本発明のポリアミド繊維を製造する方法について説明する。ポリアミド繊維は通常の溶融紡糸をベースに以下の方法により好ましく製造することができるが、本発明においてはポリアミド繊維を直接紡糸延伸法により製造する場合に特に有効である。また、溶融紡糸をする際、紡糸後延伸前の段階において化合物(A)〜(E)を含有する処理剤を付与することが好ましく、この処理剤を用いることで、高延伸倍率、高延伸速度下においても、延伸時の糸切れや毛羽の発生を抑制することができるので、結果として品位に優れたポリアミド繊維を得ることができるのである。
以下図1を例にとり、説明する。
図1は本発明で好ましく用いられる直接紡糸延伸装置の概念図である。
紡糸部において、ポリアミド66チップをエクストルーダー型紡糸機で溶融・混練し、口金より吐出して紡糸する。紡糸口金1から紡出した紡出糸条5は加熱筒2を経て、クロスフロー冷却装置3により10℃〜25℃の冷却風4で冷却される。冷却された糸条5はダクト6を通過し、給油装置7により処理剤を付与されながら、引き取りローラ8により引き取られる。引き取られた糸条5は引き取りローラ8と給糸ローラ9の間でプレストレッチ延伸をかけられる。その後、第1延伸ローラ10、第2延伸ローラ11において2段延伸され、弛緩ローラ12において弛緩される。弛緩された糸条5は交絡付与装置13により交絡を付与され、ワインダー14により巻き取られ、繊維パッケージ15となる。
上記ポリアミド66チップの粘度は3.2〜4.0であることが好ましく、より好ましくは3.3〜3.8である。粘度が3.2以下であると十分な強度を有する原糸を得ることができず、粘度が4.0以上であると製糸性が悪化する。
上記において引き取る際の引き取り速度は350〜1100m/分であることが好ましい。より好ましくは、500〜1000m/分である。
本発明の処理剤は非水系処理剤として用いることが好ましい。処理剤の付与方法はオイリング装置やガイド給油が好ましい。
延伸から巻取りまでの工程は、通常2段以上の多段延伸したのち、弛緩処理して巻き取る方法が好ましい。2段以上で延伸する際、プレストレッチ延伸を施した後、2段延伸することが好ましい。プレストレッチ延伸、1段目延伸はガラス転移温度前後で熱延伸を行い、最後の延伸および熱セット温度は通常130〜250℃の高温で行うことが好ましい。より好ましくは160℃〜230℃である。
延伸倍率、すなわち引き取りローラ8から第2延伸ローラ11間の倍率は通常3〜6倍の範囲で行う。なお、巻取速度は通常2000〜5000m/分であることが好ましく、2500〜4500m/分であることがより好ましい。また、巻取張力は20〜250gfの条件下で巻取装置にてチーズ条に巻き上げることが好ましい。
以下、本発明に関し、実施例を用いて詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例により何等限定されるものではない。なお、実施例中の各測定値の測定方法は以下の通りである。
(1)硫酸相対粘度(ηr):ポリマチップを試料として、試料0.25gを98%硫酸25mlに溶解し、オストワルド粘度計を用いて25℃で測定し、以下の式から求めた。測定値は5サンプルの平均値から求めた。
ηr= 試料溶液の流下秒数/硫酸のみの流下秒数。
ηr= 試料溶液の流下秒数/硫酸のみの流下秒数。
(2)総繊度:JIS L1013(1999) 8.3.1 A法により、所定荷重0.045cN/dtexで正量繊度を測定して総繊度とした。
(3)単繊維数:JIS L1013(1999) 8.4の方法で算出した。
(4)単繊維繊度:総繊度を単繊維数で除することで算出した。
(5)強度・伸度:JIS L1013(1999) 8.5.1標準時試験に示される定速伸長条件で測定した。試料をオリエンテック社製“テンシロン”(TENSILON)UCT−100を用い、掴み間隔は25cm、引張り速度は30cm/分で行った。なお、伸度はS−S曲線における最大強力を示した点の伸びから求めた。
(6)チキソトロピー指数:
本発明におけるチキソトロピー指数とは、ティー・エー・インスツルメント・ジャパン(株)社製レオメーターAR2000を用いて下記測定条件により測定したチキソトロピー指数を指す。試料をパラレルプレートに付着させた後、せん断速度0.01〜0.1(s−1)、0.1〜1(s−1)、1〜10(s−1)及び10〜100(s−1)の条件において75℃における粘度測定を10点ずつ行った。上記測定条件により得られた0.1(s−1)の粘度と1(s−1)の粘度とを下記式(2)で表される粘度比からチキソトロピー指数を算出した。
チキソトロピー指数=η(0.1s−1)/η(1s−1) (2)
η(0.1s−1):測定温度75 ℃、せん断速度0.1(s−1)における粘度
η(1s−1):測定温度75 ℃、せん断速度1(s−1)における粘度
本発明におけるチキソトロピー指数とは、ティー・エー・インスツルメント・ジャパン(株)社製レオメーターAR2000を用いて下記測定条件により測定したチキソトロピー指数を指す。試料をパラレルプレートに付着させた後、せん断速度0.01〜0.1(s−1)、0.1〜1(s−1)、1〜10(s−1)及び10〜100(s−1)の条件において75℃における粘度測定を10点ずつ行った。上記測定条件により得られた0.1(s−1)の粘度と1(s−1)の粘度とを下記式(2)で表される粘度比からチキソトロピー指数を算出した。
チキソトロピー指数=η(0.1s−1)/η(1s−1) (2)
η(0.1s−1):測定温度75 ℃、せん断速度0.1(s−1)における粘度
η(1s−1):測定温度75 ℃、せん断速度1(s−1)における粘度
(7)対金属高温低速摩擦係数:本発明における対金属低速摩擦係数とは、東レエンジニアリング(株) 製摩擦試験機YF850を使用して、糸速0.2m / 分、初期張力900g で、処理剤を付与した糸を、直径5cm の固定金属ピン( 表面Cr梨地メッキ加工)摩擦体に230℃で540度接触させた後の張力から摩擦係数を算出した。
試験糸は東レ(株)製66ナイロン糸(470T−72−1781)を湯洗いしたものに、表1の組成からなる処理剤を付着量が、合成繊維の重量に基づいて、1.0重量%となるよう付与したものを試験糸とした。
(対金属高温低速摩擦係数)=(測定張力)/(初期張力+測定張力) (3)
試験糸は東レ(株)製66ナイロン糸(470T−72−1781)を湯洗いしたものに、表1の組成からなる処理剤を付着量が、合成繊維の重量に基づいて、1.0重量%となるよう付与したものを試験糸とした。
(対金属高温低速摩擦係数)=(測定張力)/(初期張力+測定張力) (3)
(8)製糸毛羽:得られた繊維パッケージを500m/分の速度で巻き返し、巻き返し中の糸条から2m離れた箇所にヘバーライン社製レーザー式毛羽検知機“フライテックV”を設置し、検知された毛羽総数を評価した。評価は50万m以上行い、100万mあたりの個数に換算して表示した。
単糸繊度・総合延伸倍率の違いにより、毛羽の発生しやすさが異なるため、判定基準は品種毎に以下のように設定した。
[判定基準]
繊度:470dtex 単糸数:72本
〇:0〜3個/100万m
△:毛羽総数が3個/100万m超6個/100万m以下
×:毛羽総数が6個/100万m超
繊度:175dtex 単糸数:72本
〇:0〜9個/100万m
△:9個/100万m超15個/100万m以下
×:15個/100万m超。
繊度:470dtex 単糸数:72本
〇:0〜3個/100万m
△:毛羽総数が3個/100万m超6個/100万m以下
×:毛羽総数が6個/100万m超
繊度:175dtex 単糸数:72本
〇:0〜9個/100万m
△:9個/100万m超15個/100万m以下
×:15個/100万m超。
(9)付着油分量:JIS L1013(1999) 8.27 b)の方法で、ジエチルエ−テル抽出分を測定し、付着油分量とした。総付着油分量は、巻き取った延伸糸から測定した。
[実施例1−5、比較例1−5]
液相重合で得られたポリアミド66チップを酸化防止剤として酢酸銅の5重量%水溶液を添加して混合し、ポリマー重量に対し、銅として68ppm添加吸着させた。次に沃化カリウムの50重量%水溶液および臭化カリウムの20重量%水溶液をポリマチップ100重量部に対してそれぞれカリウムとして0.1重量部となるよう添加吸着させ、固相重合装置を用いて固相重合させて硫酸相対粘度が3.8のポリアミド66ペレットを得た。
液相重合で得られたポリアミド66チップを酸化防止剤として酢酸銅の5重量%水溶液を添加して混合し、ポリマー重量に対し、銅として68ppm添加吸着させた。次に沃化カリウムの50重量%水溶液および臭化カリウムの20重量%水溶液をポリマチップ100重量部に対してそれぞれカリウムとして0.1重量部となるよう添加吸着させ、固相重合装置を用いて固相重合させて硫酸相対粘度が3.8のポリアミド66ペレットを得た。
紡糸装置としては図1の装置を用いた。 前記したポリアミドチップをエクストルーダーへ供給し、計量ポンプにより総繊度が470dtexになるように吐出量を調整した。紡糸温度は293℃で行い、紡糸パック内にて金属不織布フィルターで濾過したのち、孔数72の紡糸口金1を通して紡糸した。紡出糸条5は250℃の温度に加熱した加熱筒2を通過させたのち風速40m/minの20℃の冷却風4により冷却固化した。冷却固化した糸条には、鉱物油により希釈した表1、2の組成からなる非水系処理剤を付与し、紡糸引き取りローラ8に旋回し、930m/minで糸条を引き取った。引き取られた糸条にはその後、一旦巻き取られることなく引き取りローラ8と給糸ローラ9の間での5%のストレッチをかけ、次いで給糸ローラ9と第1延伸ローラ10の間で該ローラ間の回転速度比が3となるように1段目の延伸、続いて第1延伸ローラ10と第2延伸ローラ11の間で2段目の延伸を行った。引き続き、第2延伸ローラ11と弛緩ローラ12との間で7%の弛緩熱処理を施し、交絡付与装置にて糸条を交絡処理した後、巻き取り機14にて巻き取った。この際、引取速度と延伸速度比で表される総合延伸倍率は4.3倍となるように調節した。各ローラの表面温度は、引き取りローラが常温、給糸ローラ40℃、第1延伸ローラ130℃、第2延伸ローラ230℃、弛緩ローラ150℃となるように設定した。交絡処理は、交絡付与装置内で走行糸条に直角方向から高圧空気を噴射することにより行った。交絡付与装置の前後には走行糸条を規制するガイドを設け、噴射する空気の圧力は0.4MPaで一定とした。
[実施例6、比較例6]
総繊度を175dtexとし、冷風の風速を30m/minとし、引き取り速度を790m/min、総合延伸倍率を4.6倍とし、交絡付与装置の圧力を0.25MPaにしたこと以外は実施例1に従った。
総繊度を175dtexとし、冷風の風速を30m/minとし、引き取り速度を790m/min、総合延伸倍率を4.6倍とし、交絡付与装置の圧力を0.25MPaにしたこと以外は実施例1に従った。
上記評価を行ったところ、表3、4、5に示すような結果が得られた。表3、4、5から明らかなごとく、本発明に係る実施例に用いた処理剤は、比較例の処理剤に比して、チキソトロピー指数・極圧性が共に高く、高速製糸および高延伸倍率における毛羽品位が共に良好であった。
1:紡糸口金
2:加熱筒
3:クロスフロー冷却装置
4:冷却風
5:糸条
6:ダクト
7:給油装置
8:引き取りローラ
9:給糸ローラ
10:第1延伸ローラ
11:第2延伸ローラ
12:弛緩ローラ
13:交絡付与装置
14:ワインダー
15:繊維パッケージ
Claims (11)
- 前記極圧剤(B)が、植物油のアルキレンオキサイド付加物と、1価脂肪酸、二塩基酸及び二塩基酸無水物からなる群から選ばれる1種以上の酸とのエステルである請求項1に記載の脂肪族ポリアミド繊維。
- 前記平滑剤(C)が1価アルコールのアルキレンオキサイド付加物と2価脂肪酸又は含硫黄2価脂肪酸とのエステル(C1)、多価アルコールのアルキレンオキサイド付加物と1価脂肪酸とのエステル(C2)、動植物油(C3)、1価アルコールと1価脂肪酸とのエステル(C4)、1価アルコールと2価脂肪酸又は含硫黄2価脂肪酸とのエステル(C5)及び多価アルコールと1価脂肪酸とのエステル(C6)からなる群から選ばれる1種以上である請求項1〜2のいずれかに記載の脂肪族ポリアミド繊維。
- 処理剤中の化合物(A)の含有率が、処理剤の重量に基づいて8〜25重量%であり、極圧剤(B)の含有率が、処理剤の重量に基づいて20〜40重量%である請求項1〜3のいずれかに記載の脂肪族ポリアミド繊維。
- 処理剤中の平滑剤(C)の含有率が、処理剤の重量に基づいて18〜70重量%である請求項1〜4に記載の脂肪族ポリアミド繊維。
- さらに、上記処理剤が乳化剤(D)を含む処理剤であって、前記乳化剤(D)が、1価アルコール型非イオン活性剤(D1)、多価アルコール型非イオン活性剤(D2)からなる群から選ばれる1種以上である請求項1〜5のいずれかに記載の脂肪族ポリアミド繊維。
- 処理剤中の乳化剤(D)の含有率が処理剤の重量に基づいて2〜17重量%である請求項6に記載の脂肪族ポリアミド繊維。
- 脂肪族ポリアミド繊維に対する処理剤の付着量が0.4〜3.0重量%である請求項1〜7のいずれか記載の脂肪族ポリアミド繊維。
- 引張強度が8.0cN/dtex〜10.0cN/dtexであり、総繊度が150〜2200dtexである請求項1〜8のいずれか記載の脂肪族ポリアミド繊維。
- 請求項1〜9のいずれかに記載の脂肪族ポリアミド繊維からなる織物。
- 脂肪族ポリアミド繊維を直接紡糸延伸法により製造するに際し、紡糸後延伸前の段階において、請求項1〜10のいずれか記載の処理剤を付与することを特徴とする脂肪族ポリアミド繊維の製造方法。
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