JP3856612B2

JP3856612B2 - 全芳香族ポリアミド短繊維

Info

Publication number: JP3856612B2
Application number: JP2000020099A
Authority: JP
Inventors: 章木村
Original assignee: Teijin Techno Products Ltd
Current assignee: Teijin Techno Products Ltd
Priority date: 2000-01-28
Filing date: 2000-01-28
Publication date: 2006-12-13
Anticipated expiration: 2020-01-28
Also published as: JP2001207379A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、紡績性に優れた全芳香族ポリアミド（以下、アラミドと略称することがある）短繊維に関する。さらに詳しくは、紡績工程における繊維の集束性と制電性とに優れ、しかもローラー等への捲付きやスカムの発生が少なく、高品質のアラミド１００％紡績糸や他繊維との混紡糸を安定して製造することができる全芳香族ポリアミド短繊維に関する。
【０００２】
【従来の技術】
芳香族ジカルボン酸成分と芳香族ジアミン成分とからなる全芳香族ポリアミド繊維、特にパラ系の全芳香族ポリアミド繊維は、その高強度、高弾性率、高耐熱性といった特性を生かして産業資材用途や機能性衣料用途に広く利用されている。殊に近年、高強度、高耐熱性が要求される消防服、防護衣料、安全手袋等の機能性衣料用途を中心に全芳香族ポリアミド短繊維の需要が高まって来ている。しかし、全芳香族ポリアミド繊維は剛性が高く、押し込み捲縮を施しても十分な捲縮性能を付与することが困難であるため、その高弾性率と相俟って紡績工程において集束性が不十分となり、嵩高による取扱い性不良やウェブ切れ等が発生しやすいという問題がある。また、高配向高強度繊維故のフィブリル化によるスカムや、静電気が発生し易い等の全芳香族ポリアミド独自の特性に起因した、紡績工程における種々の問題も顕在化してきている。
【０００３】
これに対して、開発当初の全芳香族ポリアミド繊維は、従来の他種繊維、例えば産業資材用のポリエステル長繊維や短繊維、ポリアミド繊維の油剤が流用されることが多かったが、上記の問題点が明らかになるにつれ、全芳香族ポリアミドの特性に適合した専用油剤の必要性が高まり、その開発が試みられている。
【０００４】
例えば、特開平３−１８５１８０号公報には、エトキシル化アルキル燐酸エステル塩を付与して繊維表面の減摩性を改善する（スカムの抑制）方法、特開平９−１８８９６９号公報には、特定炭素数の長鎖アルキル燐酸エステル塩を含む油剤を付与し、全芳香族ポリアミド繊維のフィブリル化を抑制して紡績工程での繊維の脱落を防止する方法が提案されている。
【０００５】
しかしながら、エトキシル化アルキル燐酸エステル塩は制電性や減摩性には優れているものの、その吸湿性のために粘着性が経時変化しやすく紡績工程で各種ローラー類への捲付きが発生しやすいという問題がある。一方、炭素数１８〜２０の長鎖アルキル燐酸エステル塩は、紡績スカムやローラー捲付きの減少には有効であるものの、繊維の集束性が不十分であるため紡績性は未だ不十分であるという問題がある。
このように、満足できる紡績性を示す全芳香族ポリアミド短繊維は得られていないのが実情である。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、このような従来技術の問題を背景になされたもので、その目的とするところは、集束性及び制電性に優れ、しかも粘着性が低くてローラー等への捲付きが発生し難く且つスカムの発生も少ない、紡績性に優れた全芳香族ポリアミド短繊維を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明者らの研究によれば、上記目的は、炭素数１４〜１６のアルコールの部分燐酸エステルアルカリ金属塩と、含窒素ノニオン型の制電剤とが、その合計の付着量（対繊維重量）で０．１〜１．０重量％繊維表面に付着しており、かつ制電剤としてポリオキシエチレンアルキルアミンの燐酸塩を用いる全芳香族ポリアミド短繊維により達成できることが見出された。
【０００８】
この際、炭素数１４〜１６のアルコールの部分燐酸エステルアルカリ金属塩と、含窒素ノニオン型の制電剤との重量比を５０：５０〜９０：１０にすると良好であることが見出された。
【０００９】
【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。
本発明における全芳香族ポリアミド短繊維は、芳香族ジカルボン酸成分と芳香族ジアミン成分、もしくは芳香族アミノカルボン酸成分から構成される全芳香族ポリアミド、又はこれらの全芳香族共重合ポリアミドからなる短繊維であり、例えばポリパラフェニレンテレフタルアミド短繊維、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短繊維、ポリメタフェニレンイソフタルアミド短繊維等が例示できる。なかでも強度及び弾性率が良好なポリパラフェニレンテレフタルアミド短繊維、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短繊維等のパラ型全芳香族ポリアミド短繊維は本発明の効果が大きいので好ましい。
【００１０】
本発明においては、上記の全芳香族ポリアミド短繊維表面に、炭素数１４〜１６のアルコールの部分燐酸エステルアルカリ金属塩と、含窒素ノニオン型の制電剤とが、その合計の付着量（対繊維重量）で０．１〜１．０重量％、特に０．２〜０．６重量％付着していることが肝要である。
【００１１】
ここで部分燐酸エステルアルカリ金属塩のアルコールの炭素数は重要で、１４〜１６の範囲に限定される。炭素数が１３以下の場合には粘着性によるローラー捲付きやスカムの発生が多くなり、一方１７以上の場合には繊維の集束性が低下して打綿工程でのラップ嵩高異常やカードでのウェブ切れ等が発生しやすくなるので好ましくない。なお、アルコールは直鎖アルコールが好ましく、例えば炭素数１４のミリスチルアルコール、炭素数１６のセチルアルコールが挙げられる。また、アルカリ金属はＮａ，Ｋ，Ｌｉが挙げられるが、なかでもＫが好ましい。本発明における部分燐酸エステルは、モノエステル、ジエステル、ピロエステルの混合物で、モノエステルは燐酸１個にアルコールが１個、ジエステルは燐酸１個にアルコールが２個、ピロエステルは２個の燐酸が脱水縮合したものにアルコールが数個エステル化したものである。
【００１２】
上記部分燐酸エステルアルカリ金属塩と併用される含窒素ノニオン型の制電剤としては、ポリオキシエチレンアルキルアミン及びその塩、ポリオキシエチレンアルキルアマイド、ポリエチレンイミン等が例示できるが、本発明ではポリオキシエチレンアルキルアミンの燐酸塩を用いる。
【００１３】
次に、上記部分燐酸エステルのアルカリ金属塩と上記含窒素制電剤との配合重量比は、前者：後者で５０：５０〜９０：１０の範囲が好ましく、特に６０：４０〜８０：２０の範囲が好ましい。該部分燐酸エステルのアルカリ金属塩の配合割合が５０％未満の場合には、粘着性が増加して紡績スカムやローラー捲付きが発生しやすくなる傾向にあり、一方９０％を超える場合には、制電性及び集束性が低下して紡績性が低下する傾向にある。
【００１４】
次に、上記部分燐酸エステルのアルカリ金属塩と上記含窒素制電剤の合計の付着量は、前述のように０．１〜１．０重量％の範囲であることが必要で、０．１重量％未満の場合には、制電性と集束性が不十分となって安定して紡績することができなくなる。一方１．０重量％を超える場合には、粘着性が大きくなりすぎて紡績時にスカムやローラー捲付きが多発するので好ましくない。
【００１５】
なお、本発明においては、本発明の目的を阻害しない範囲内、通常は前記成分の２０重量％以下の範囲内であれば、必要に応じて平滑剤、離型剤、防腐剤、消泡剤等の他の繊維処理剤成分を適宜添加してもよい。
【００１６】
本発明の全芳香族ポリアミド短繊維は、その単糸繊度、繊維長、捲縮数、捲縮率等は特に限定する必要はないが、特に単糸繊度が１．３〜３．３ｄｔｅｘ、繊維長が３８〜７６ｍｍ、捲縮数が６〜１５個／２５ｍｍ、捲縮率が７．５〜１９％の範囲にあるものが好ましい。
【００１７】
上記化合物成分を繊維表面に付着する方法は特に限定されず、従来公知の方法、例えば上記化合物成分を含有する水溶液又は水分散液（以下単に処理剤と略記することがある）を繊維に噴霧する方法、浴中に繊維を浸漬する方法、給油ローラーやガイドに接触させる方法等、任意の方法を採用することができる。
【００１８】
【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、集束性、制電性、紡績スカム、ローラー捲付きは下記の方法で測定した。
（１）集束性
処理剤を付与した全芳香族ポリアミド短繊維の打綿工程でのラップ嵩（ｃｍ^３／ｇ）を測定し、２１ｃｍ^３／ｇ以下であれば良と判定した。
（２）制電性
カード工程において、ウェブ上１０ｃｍの静電電位を測定し、その絶対値が５ｋＶ以下である場合を良と判定した。
（３）紡績スカム
全芳香族ポリアミド短繊維１００ｋｇを２０℃×６５％ＲＨに調湿された練条工程に通し、ゴムローラー、金属ローラー及びガイド類に付着したスカムの総量を測定し、その重量が１５ｍｇ／１００ｋｇ以下である場合を良と判定した。
（４）ローラー捲付き
全芳香族ポリアミド短繊維１００ｋｇを２０℃×６５％ＲＨに調湿された練条工程に通した時のローラー捲付き回数を測定し、２回／１００ｋｇ以下である場合を良と判定した。
【００１９】
［実施例１〜５］
パラフェニレンジアミン成分２５モル％、３，４’−ジアミノジフェニルエーテル成分２５モル％、及びテレフタル酸成分５０モル％からなる全芳香族共重合ポリアミドの１６７０ｄｔｅｘ／１０００ｆｉｌの延伸糸に、表１に記載された組成の処理剤を浸漬方式で表１記載の付着量となるように付与し、次いで予熱温度９５℃で押し込み捲縮を施し１０５℃で乾燥した後、５１ｍｍに切断して捲縮数１１．０個／２５ｍｍ、捲縮率１３．５％の全芳香族ポリアミド短繊維を夫々１００ｋｇ得た。これらの短繊維をシングルスカッチャーに通してラップを形成し、カードに供給してカードスライバーを形成し、これを練条機に通した。これらの工程を通過中に上記の各評価を実施し得られた結果を表１に示す。この表から明らかなように、本発明の全芳香族ポリアミド短繊維はいずれも良好な紡績性を有していることが分かる。
【００２０】
【表１】

【００２１】
[比較例１〜４]
実施例１において、処理剤組成又はその付着量を表２に記載の如く変更する以外は実施例１と同様にして、各水準の全芳香族ポリアミド短繊維を１００ｋｇ得た。得られた短繊維を実施例１と同様に評価した結果を表２に併せて示す。
【００２２】
この表から明らかなように、部分燐酸エステルのアルコールの炭素数が少ない場合（比較例１）又は処理剤付着量が多い場合（比較例４）には、スカムやローラー捲付きの発生が多くなり、一方アルコールの炭素数が多い場合（比較例２）又は処理剤付着量が少ない場合（比較例３）には、集束性や制電性が悪くなって、いずれも紡績性が低下することが分かる。
【００２３】
【表２】

【００２４】
【発明の効果】
本発明の全芳香族ポリアミド短繊維は、繊維表面に炭素数１４〜１６のアルコールの部分燐酸エステルアルカリ金属塩と、含窒素カチオン型及び／又は含窒素ノニオン型の制電剤とが、その合計量で０．１〜１．０重量％付着しているので、粘着性や減摩性を悪化させることなく優れた集束性及び制電性を示すため、紡績工程等における静電気トラブル、ローラー捲付き、スカム発生等が抑制され、極めて安定して高品位の紡績糸を製造することができる。

Claims

炭素数１４〜１６のアルコールの部分燐酸エステルアルカリ金属塩と、含窒素ノニオン型の制電剤とが、その合計の付着量（対繊維重量）で０．１〜１．０重量％繊維表面に付着しており、かつ制電剤が、ポリオキシエチレンアルキルアミンの燐酸塩であることを特徴とする全芳香族ポリアミド短繊維。
炭素数１４〜１６のアルコールの部分燐酸エステルアルカリ金属塩と、含窒素ノニオン型制電剤との重量比が、５０：５０〜９０：１０（前者：後者）である請求項１記載の全芳香族ポリアミド短繊維。