JP4367871B2 - Spinning method and spun yarn of polyfluorocarbon short fiber - Google Patents

Spinning method and spun yarn of polyfluorocarbon short fiber Download PDF

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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明はポリフルオロカーボン短繊維の紡績方法及び紡績糸に関する。ポリフルオロカーボン繊維は耐熱性、耐薬品性及び電気絶縁性に優れ、また摩擦係数が低い等、他の合成繊維にはない多くの特性を備えているため、かかる特性を利用して、その様々な用途開発が進められている。これらの用途開発にはポリフルオロカーボン繊維のフィラメントが使用されているが、用途によってはポリフルオロカーボン短繊維の紡績糸の適用が望まれる場合もある。例えば、濾過材として使用する場合には、夾雑物の捕集性向上を図るため、ポリフルオロカーボン繊維のフィラメントよりも、ポリフルオロカーボン短繊維の紡績糸の適用が望まれるのである。本発明はこのような紡績糸を得るための紡績方法及び紡績糸に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来、合成繊維の紡績では、その短繊維に所要量の適当な紡績油剤を付着させた後、紡績することが行なわれている。そしてかかる紡績油剤の成分としては、リン酸エステル塩や硫酸エステル塩等のアニオン性界面活性剤、第四級アンモニウム塩やイミダゾリウム塩等のカチオン性界面活性剤、エチレンオキサイド及び/又はプロピレンオキサイド付加物や多価アルコール部分エステル等の非イオン性界面活性剤、その他に動植物油脂、鉱物油、脂肪酸エステル等、各種が知られている。しかし、ポリフルオロカーボン短繊維の場合には、これらの成分から調製される従来公知の紡績油剤を付着させて紡績しようとしても、カード工程において粘着や制電性不足による捲付き、更には集束性不足による素抜け等が多発し、カードウェブすら得られない。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
本発明が解決しようとする課題は、従来手段では、ポリフルオロカーボン短繊維を紡績することができず、したがってその紡績糸を得ることができない点である。
【0004】
【課題を解決するための手段】
しかして本発明者らは、上記課題を解決するべく研究した結果、ポリフルオロカーボン短繊維を、これに特定の界面活性剤を所定割合で付着させた後、紡績することが正しく好適であることを見出した。
【0005】
すなわち本発明は、ポリフルオロカーボン短繊維を、これに下記の親水性フッ素系界面活性剤を0.1〜2.0重量%となるよう付着させた後、紡績することを特徴とするポリフルオロカーボン短繊維の紡績方法に係る。また本発明は、かかる紡績方法によって得られる紡績糸に係る。
親水性フッ素系界面活性剤:パーフルオロアルキルスルホン酸塩、パーフルオロアルキルリン酸エステル塩及びパーフルオロアルキルスルホンアミドアルキルリン酸エステル塩から選ばれる一つ又は二つ以上のアニオン型親水性フッ素系界面活性剤。
【0006】
本発明の紡績方法に供するポリフルオロカーボン短繊維としては、ポリテトラフルオロエチレン重合体、テトラフルオロエチレン−ヘキサフルオロプロピレン共重合体、過フッ化ビニルエーテル重合体、テトラフルオロエチレン−過フッ化ビニルエーテル共重合体等から得られるフィラメント状のポリフルオロカーボン繊維を公知の方法によって短繊維化したポリフルオロカーボン短繊維が挙げられるが、なかでもポリテトラフルオロエチレン重合体又はテトラフルオロエチレン−ヘキサフルオロプロピレン共重合体から得られるフィラメント状のポリフルオロカーボン繊維を短繊維化したポリフルオロカーボン短繊維が有利に利用できる。
【0007】
本発明の紡績方法に供するポリフルオロカーボン短繊維は、それが紡績に供し得るものであれば、その平均繊維長及び繊度が特に制限されるというものではないが、平均繊維長としては30〜120mmのものが好ましく、40〜70mmのものが特に好ましい。また繊度としては1.1×10-4g/m(1デニール)〜2.2×10-3g/m(20デニール)のものが好ましく、2.2×10-4g/m(2デニール)〜5.5×10-4g/m(5デニール)のものが特に好ましい。
【0008】
本発明の紡績方法に供する親水性フッ素系界面活性剤は、パーフルオロアルキルスルホン酸塩、パーフルオロアルキルリン酸エステル塩及びパーフルオロアルキルスルホンアミドアルキルリン酸エステル塩から選ばれる一つ又は二つ以上のアニオン型親水性フッ素系界面活性剤である。
【0009】
前記の親水性フッ素系界面活性剤のなかでも、炭素数4〜12の直鎖又は分岐のパーフルオロアルキル基を有するものが好ましい。そして特に、パーフルオロアルキル基として平均繰り返し数2〜4のヘキサフルオロプロペンオリゴマーからなる分岐のパーフルオロアルキル基を有し且つスルホン酸塩基としてスルホン酸アルカリ金属塩基、スルホン酸有機アンモニウム塩基又はスルホン酸有機ホスホニウム塩基を有するパーフルオロアルキルスルホン酸塩が好ましい。
【0010】
前記の特に好ましいパーフルオロアルキルスルホン酸塩において、アルカリ金属塩基としては、リチウム、ナトリウム、カリウム等が挙げられる。また有機アンモニウム塩基としては、1)テトラメチルアンモニウム、トリエチルメチルアンモニウム、トリプロピルエチルアンモニウム、テトラエチルアンモニウム、テトラブチルアンモニウム、ビス(2−ヒドロキシエチル)・ジメチルアンモニウム、ビス(3−ヒドロキシプロピル)・ジメチルアンモニウム、トリス(2−ヒドロキシエチル)・メチルアンモニウム等の、窒素に結合した有機基が全て炭素数1〜5の脂肪族炭化水素基又は炭素数2〜3のヒドロキシアルキル基であるものが挙げられる。更に有機ホスホニウム塩基としては、1)テトラメチルホスホニウム、テトラエチルホスホニウム、トリエチルメチルホスホニウム、トリプロピルエチルホスホニウム、テトラブチルホスホニウム、ビス(2−ヒドロキシエチル)・ジメチルホスホニウム、ビス(3−ヒドロキシプロピル)・ジメチルホスホニウム、トリス(2−ヒドロキシエチル)・メチルホスホニウム等の、リンに結合した有機基が全て炭素数1〜5の脂肪族炭化水素基又は炭素数2〜3のヒドロキシアルキル基であるものが挙げられる。
【0011】
本発明の紡績方法では、前記した親水性フッ素系界面活性剤をポリフルオロカーボン短繊維に対して0.1〜2.0重量%、好ましくは0.4〜1.5重量%となるよう付着させた後、紡績する。
【0012】
親水性フッ素系界面活性剤をポリフルオロカーボン短繊維に付着させる工程としては、フィラメント状のポリフルオロカーボン繊維を切断して短繊維化する切断工程の直後、その下流側の混打綿工程、更に下流側のカード工程等が挙げられるが、混打綿工程で付着させるのが有利である。
【0013】
親水性フッ素系界面活性剤をポリフルオロカーボン短繊維に付着させる方法は特に制限されず、かかる付着方法としては浸漬給油法、スプレー給油法等の公知の方法が挙げられるが、スプレー給油法が好ましい。
【0014】
親水性フッ素系界面活性剤をポリフルオロカーボン短繊維に付着させるに当たり、親水性フッ素系界面活性剤をその水性液又は有機溶剤溶液として用いることができるが、水性液として用いるのが好ましい。この場合に通常は親水性フッ素系界面活性剤を1〜20重量%の割合で含有する水性液を調製する。親水性フッ素系界面活性剤のポリフルオロカーボン短繊維への付着に際しては、合目的的に他の成分、例えば帯電防止剤、乳化剤、抗酸化剤、防腐剤、防錆剤等を親水性フッ素系界面活性剤若しくはその水性液中に含有させることができるが、その使用量は可及的に少量とする。
【0015】
親水性フッ素系界面活性剤を付着させたポリフルオロカーボン短繊維の紡績方法も特に制限されず、公知の紡績方法が適用できる。これには綿紡方式、紡毛方式、梳毛方式、セミ梳毛方式、オープンエンド方式等が挙げられる。例えば、紡毛方式の紡績方法では、平均繊維長45mm、繊度3.3×10-4g/m(3デニール)のポリフルオロカーボン短繊維に、親水性フッ素系界面活性剤の水性液をスプレー法にて所要量付着させ、60〜70℃で熱風乾燥し、25℃×65%RH雰囲気下で一昼夜放置した後、紡毛方式の紡績工程に供して、紡績する。
【0016】
本発明の紡績糸は以上説明した本発明の紡績方法により得られるものである。かかる紡績糸は特に制限されないが、紡績糸の使用される用途から恒重式番手(メートル式)が0.25〜66.7(m/g)のものが有利に製造される。紡績糸の用途としては、濾過用器材、汚染用器材、撥水用器材、撥油用器材、各種シール材等がある。
【0017】
【発明の実施の形態】
本発明の実施形態としては、下記の1)〜11)が挙げられる。
1)平均繊維長45mm、繊度3.3×10-4g/m(3デニール)のポリフルオロカーボン短繊維に、パーフルオロアルキル基として平均繰り返し数4のテトラフルオロエチレンオリゴマーからなる直鎖のパーフルオロアルキル基を有し且つスルホン酸塩基としてスルホン酸カリウムを有するパーフルオロアルキルスルホン酸塩を0.6重量%となるよう付着させた後、紡績する方法。
【0018】
2)平均繊維長45mm、繊度3.3×10-4g/m(3デニール)のポリフルオロカーボン短繊維に、パーフルオロアルキル基として平均繰り返し数3のヘキサフルオロプロペンオリゴマーからなる分岐のパーフルオロアルキル基を有し且つスルホン酸塩基としてスルホン酸ナトリウムを有するパーフルオロアルキルスルホン酸塩を1.0重量%となるよう付着させた後、紡績する方法。
【0019】
3)平均繊維長45mm、繊度3.3×10-4g/m(3デニール)のポリフルオロカーボン短繊維に、パーフルオロアルキル基として平均繰り返し数4のヘキサフルオロプロペンオリゴマーからなる分岐のパーフルオロアルキル基を有し且つスルホン酸塩基としてスルホン酸ナトリウムを有するパーフルオロアルキルスルホン酸塩を1.4重量%となるよう付着させた後、紡績する方法。
【0020】
4)平均繊維長45mm、繊度3.3×10-4g/m(3デニール)のポリフルオロカーボン短繊維に、パーフルオロアルキル基として平均繰り返し数3のヘキサフルオロプロペンオリゴマーからなる分岐のパーフルオロアルキル基を有し且つスルホン酸塩基としてスルホン酸カリウムを有するパーフルオロアルキルスルホン酸塩を0.8重量%となるよう付着させた後、紡績する方法。
【0021】
5)平均繊維長45mm、繊度3.3×10-4g/m(3デニール)のポリフルオロカーボン短繊維に、パーフルオロアルキル基として平均繰り返し数3のヘキサフルオロプロペンオリゴマーからなる分岐のパーフルオロアルキル基を有し且つスルホン酸塩基としてスルホン酸テトラエチルアンモニウムを有するパーフルオロアルキルスルホン酸塩を1.0重量%となるよう付着させた後、紡績する方法。
【0022】
6)平均繊維長45mm、繊度3.3×10-4g/m(3デニール)のポリフルオロカーボン短繊維に、パーフルオロアルキル基として平均繰り返し数3のヘキサフルオロプロペンオリゴマーからなる分岐のパーフルオロアルキル基を有し且つスルホン酸塩基としてスルホン酸ビス(2−ヒドロキシエチル)・ジメチルアンモニウムを有するパーフルオロアルキルスルホン酸塩を0.6重量%となるよう付着させた後、紡績する方法。
【0023】
7)平均繊維長45mm、繊度3.3×10-4g/m(3デニール)のポリフルオロカーボン短繊維に、パーフルオロアルキル基として平均繰り返し数3のヘキサフルオロプロペンオリゴマーからなる分岐のパーフルオロアルキル基を有し且つスルホン酸塩基としてスルホン酸テトラエチルホスホニウムを有するパーフルオロアルキルスルホン酸塩を1.0重量%となるよう付着させた後、紡績する方法。
【0024】
8)平均繊維長45mm、繊度3.3×10-4g/m(3デニール)のポリフルオロカーボン短繊維に、パーフルオロアルキル基として平均繰り返し数2のヘキサフルオロプロペンオリゴマーからなる分岐のパーフルオロアルキル基を有し且つスルホン酸塩基としてスルホン酸ビス(3−ヒドロキシプロピル)・ジメチルホスホニウムを有するパーフルオロアルキルスルホン酸塩を1.0重量%となるよう付着させた後、紡績する方法。
【0025】
9)平均繊維長45mm、繊度3.3×10-4g/m(3デニール)のポリフルオロカーボン短繊維に、パーフルオロアルキル基として平均繰り返し数4のテトラフルオロエチレンオリゴマーからなる直鎖のパーフルオロアルキル基を有し且つリン酸エステル塩基としてリン酸エステルカリウムを有するパーフルオロアルキルリン酸エステル塩を1.5重量%となるよう付着させた後、紡績する方法。
【0026】
10)平均繊維長45mm、繊度3.3×10-4g/m(3デニール)のポリフルオロカーボン短繊維に、パーフルオロアルキル基として平均繰り返し数3のヘキサフルオロプロペンオリゴマーからなる分岐のパーフルオロアルキル基を有し且つスルホンアミドアルキルリン酸エステル塩基としてスルホンアミドアルキルリン酸エステルカリウムを有するパーフルオロアルキルスルホンアミドアルキルリン酸エステル塩を1.0重量%となるよう付着させた後、紡績する方法。
【0027】
11)前記1)〜10)の紡績方法によって得られる紡績糸。
【0028】
以下、本発明の構成及び効果をより具体的にするため実施例等を挙げるが、本発明がこれらの実施例に限定されるというものではない。尚、以下の実施例及び比較例において、部は重量部を、また%は重量%を意味する。
【0029】
【実施例】
試験区分1(紡績油剤の調製)
・紡績油剤(P−1)〜(P−14)及び(R−1),(R−2)の20%水性液の調製
平均繰り返し数4のテトラフルオロエチレンオリゴマーからなる直鎖のパーフルオロアルキル基を有するパーフルオロアルキルスルホン酸カリウム塩20部に40〜60℃の温水80部を徐々に投入して、均一になるまで掻き混ぜた後、20℃まで冷却して、紡績油剤(P−1)の20%水性液を調製した。紡績油剤(P−1)の場合と同様にして、紡績油剤(P−2)〜(P−14)及び(R−1),(R−2)の20%水性液を調製した。各紡績油剤の内容を表1の下欄にまとめて示した。
【0030】
・紡績油剤(R−3),(R−9)の20%水性液の調製
25℃の粘度が25×10-62/sのスピンドル油70部、ポリオキシエチレン(8モル)オレイルエーテル15部、椰子脂肪酸のポリオキシエチレン(10モル)付加物10部及びオレイン酸5部を30℃で混合して均一とした後、水400部の中にそそぎ込み、紡績油剤(R−3)の20%水性液を調製した。紡績油剤(R−3)の場合と同様にして、紡績油剤(R−9)の20%水性液を調製した。各紡績油剤の内容を表1の下欄に示した。
【0031】
・紡績油剤(R−4)〜(R−8)の20%水性液の調製
紡績油剤(R−3)の20%水性液90部にコロイダルシリカの20%水性液10部を室温で静かに混合して、紡績油剤(R−4)の20%水性液を調製した。紡績油剤(R−4)の場合と同様にして、紡績油剤(R−5)〜(R−8)の20%水性液を調製した。各紡績油剤の内容を表1の下欄にまとめて示した。
【0032】
試験区分2(ポリフルオロカーボン短繊維への紡績油剤の付着とその評価)
・ポリフルオロカーボン短繊維への紡績油剤の付着
試験区分1で調製した各紡績油剤の水性液を更に水希釈し、各紡績油剤の1〜4%水性液とした。この水性液を捲縮数11.0山/インチ、捲縮度19.0%、繊度3.3×10-4g/m(3デニール)及び繊維長45mmのポリフルオロカーボン短繊維にスプレー給油法で付着させた後、70℃の熱風乾燥機に60分間入れて乾燥し、紡績油剤を付着させた処理済みポリフルオロカーボン短繊維を得た。得られた処理済みポリフルオロカーボン短繊維を25℃で65%RHの雰囲気に一夜調湿して評価に供した。
【0033】
・紡績油剤の付着量の測定
JIS−L1073(合成繊維フィラメント糸試験方法)に準拠し、抽出溶剤としてキシレン/メタノール(50/50容量比)混合溶剤を用いて、前記の処理済みポリフルオロカーボン短繊維の紡績油剤付着量を測定した。結果を表1にまとめて示した。
【0034】
・2山コンデンサー付きカードによる紡績性の評価
上記で得られた処理済みポリフルオロカーボン短繊維10kgを、2山コンデンサー付きカードに供し、25℃×65%RHの雰囲気下、紡出スピード=18.0m/分、紡出ゲレン=1g/m、揉み回数=30回/インチの条件で運転した。紡績性の評価は、カードシリンダーへの繊維の沈み現象の程度とカードウェブの切断現象の程度について下記の基準で行った。結果を表1にまとめて示した。
【0035】
・カードシリンダーへのポリフルオロカーボン短繊維の沈み現象の評価基準
◎:シリンダーへのポリフルオロカーボン短繊維の沈み現象がほとんど認められない
○:シリンダーへのポリフルオロカーボン短繊維の沈み現象が僅かに認められる
△:シリンダーへのポリフルオロカーボン短繊維の沈み現象がかなり認められる
×:シリンダーへのポリフルオロカーボン短繊維の沈み現象が著しく認められる
【0036】
・カードウェブの切断現象の評価基準
◎:カードウェブの切断現象がほとんど認められない
○:カードウェブの切断現象が僅かに認められる
△:カードウェブの切断現象がかなり認められる
×:カードウェブの切断現象が著しく認められる
【0037】
・ノンドラフトリング精紡機による紡績性の評価
上記2山コンデンサー付きカード工程で得られた篠巻を、ノンドラフトリング精紡機に供し、25℃×65%RHの雰囲気下、紡出スピード=12.0m/分、紡出番手=1.86m/g、撚り数=1回/インチの条件で運転した。紡績性の評価は、糸切れ現象の程度とローラーへの捲付き現象の程度を下記の基準で行った。結果を表1にまとめて示した。
【0038】
・糸切れ現象の評価基準
◎:糸切れ現象がほとんど認められない
○:糸切れ現象が僅かに認められる
△:糸切れ現象がかなり認められる
×:糸切れ現象が著しく認められる
【0039】
・ローラーへの捲付き現象の評価基準
◎:ローラーへの捲付き現象がほとんど認められない
○:ローラーへの捲付き現象が僅かに認められる
△:ローラーへの捲付き現象がかなり認められる
×:ローラーへの捲付き現象が著しく認められる
【0040】
【表1】

Figure 0004367871
【0041】
表1において、
*1:カード工程においてカードウェブを製造することができなかったため、精紡工程に供することができなかった
P−1:平均繰り返し数4のテトラフルオロエチレンオリゴマーからなる直鎖のパーフルオロアルキル基を有するパーフルオロアルキルスルホン酸カリウム塩
P−2:平均繰り返し数3のヘキサフルオロプロペンオリゴマーからなる分岐のパーフルオロアルキル基を有するパーフルオロアルキルスルホン酸ナトリウム塩
P−3:平均繰り返し数4のヘキサフルオロプロペンオリゴマーからなる分岐のパーフルオロアルキル基を有するパーフルオロアルキルスルホン酸ナトリウム塩
P−4:平均繰り返し数3のヘキサフルオロプロペンオリゴマーからなる分岐のパーフルオロアルキル基を有するパーフルオロアルキルスルホン酸カリウム塩
P−5:平均繰り返し数3のヘキサフルオロプロペンオリゴマーからなる分岐のパーフルオロアルキル基を有するパーフルオロアルキルスルホン酸テトラエチルアンモニウム塩
P−6:平均繰り返し数3のヘキサフルオロプロペンオリゴマーからなる分岐のパーフルオロアルキル基を有するパーフルオロアルキルスルホン酸ビス(2−ヒドロキシエチル)・ジメチルアンモニウム塩
P−7:平均繰り返し数3のヘキサフルオロプロペンオリゴマーからなる分岐のパーフルオロアルキル基を有するパーフルオロアルキルスルホン酸テトラエチルホスホニウム塩
P−8:平均繰り返し数2のヘキサフルオロプロペンオリゴマーからなる分岐のパーフルオロアルキル基を有するパーフルオロアルキルスルホン酸ビス(3−ヒドロキシプロピル)・ジメチルホスホニウム塩
P−9:平均繰り返し数3のヘキサフルオロプロペンオリゴマーからなる分岐のパーフルオロアルキル基を有するパーフルオロアルキルカルボン酸ナトリウム塩
P−10:平均繰り返し数4のテトラフルオロエチレンオリゴマーからなる直鎖のパーフルオロアルキル基を有するパーフルオロアルキルリン酸エステルカリウム塩
P−11:平均繰り返し数3のヘキサフルオロプロペンオリゴマーからなる分岐のパーフルオロアルキル基を有するパーフルオロアルキルスルホンアミドアルキルリン酸エステルカリウム塩
P−12:平均繰り返し数3のテトラフルオロエチレンオリゴマーからなる直鎖のパーフルオロアルキル基を有するパーフルオロアルキルアミン酢酸塩
P−13:平均繰り返し数4のテトラフルオロエチレンオリゴマーからなる直鎖のパーフルオロアルキル基を有するパーフルオロアルキルアミンポリオキシエチレン(付加モル数18)誘導体
P−14:平均繰り返し数4のテトラフルオロエチレンオリゴマーからなる直鎖のパーフルオロアルキル基を有するパーフルオロアルキルポリオキシアルキレン(付加モル数25)誘導体
【0042】
R−1:ラウリルリン酸エステルカリウム塩
R−2:牛脂サルフェートナトリウム塩
R−3:25℃の粘度が25×10-62/sのスピンドル油/ポリオキシエチレン(8モル)オレイルエーテル/椰子脂肪酸のポリオキシエチレン(10モル)付加物/オレイン酸=70/15/10/5(重量比)の混合物
R−4:R−3/コロイダルシリカ=90/10(重量比)の混合物
R−5:R−3/コロイダルシリカ=50/50(重量比)の混合物
R−6:R−3/平均分子量30000のジメチルシリコーン=90/10(重量比)の混合物
R−7:R−3/平均分子量30000のジメチルシリコーン=50/50(重量比)の混合物
R−8:R−3/パラフィンワックス乳化物=50/50(重量比)の混合物
R−9:ヒマシ脂肪酸/オレイン酸メチルエステル/ポリオキシエチレン(8モル)オレイルエーテル/ステアリン酸のポリオキシエチレン(10モル)付加物/オクチルリン酸エステルカリウム塩/オレイン酸=30/30/10/10/15/5(重量比)の混合物
【0043】
【発明の効果】
既に明らかなように、以上説明した本発明には、ポリフルオロカーボン短繊維からその紡績糸を得ることができるという効果がある。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a method for spinning polyfluorocarbon short fibers and a spun yarn. Polyfluorocarbon fibers have many characteristics not found in other synthetic fibers, such as excellent heat resistance, chemical resistance and electrical insulation, and a low friction coefficient. Application development is underway. Polyfluorocarbon fiber filaments are used for these application developments, but depending on the application, application of spun yarns of polyfluorocarbon short fibers may be desired. For example, when used as a filter medium, it is desired to apply a spun yarn of a polyfluorocarbon short fiber rather than a filament of a polyfluorocarbon fiber in order to improve the trapping ability of contaminants. The present invention relates to a spinning method and a spun yarn for obtaining such a spun yarn.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, in spinning of synthetic fibers, spinning is performed after attaching a required amount of an appropriate spinning oil to the short fibers. Such spinning oil components include anionic surfactants such as phosphate ester salts and sulfate ester salts, cationic surfactants such as quaternary ammonium salts and imidazolium salts, addition of ethylene oxide and / or propylene oxide. Various nonionic surfactants such as products and polyhydric alcohol partial esters, as well as animal and vegetable oils and fats, mineral oils, fatty acid esters and the like are known. However, in the case of short polyfluorocarbon fibers, even when trying to spin by attaching a conventionally known spinning oil prepared from these components, wrinkles due to lack of adhesion or antistatic property in the card process, and further lack of convergence Occasional omissions occur frequently, and even the card web cannot be obtained.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
The problem to be solved by the present invention is that the conventional means cannot spin the polyfluorocarbon short fiber, and therefore cannot obtain the spun yarn.
[0004]
[Means for Solving the Problems]
As a result, the present inventors have studied to solve the above problems, and as a result, it has been found that it is preferable to spin a polyfluorocarbon short fiber after a specific surfactant is adhered thereto in a predetermined ratio. I found it.
[0005]
That is, the present invention is a polyfluorocarbon short fiber characterized in that a polyfluorocarbon short fiber is spun after adhering the following hydrophilic fluorosurfactant to 0.1 to 2.0% by weight. Related to fiber spinning method. The present invention also relates to a spun yarn obtained by such a spinning method.
Hydrophilic fluorosurfactant: one or more anionic hydrophilic fluorointerfaces selected from perfluoroalkyl sulfonate, perfluoroalkyl phosphate salt and perfluoroalkylsulfonamidoalkyl phosphate salt Activator.
[0006]
The polyfluorocarbon short fibers used in the spinning method of the present invention include polytetrafluoroethylene polymer, tetrafluoroethylene-hexafluoropropylene copolymer, perfluorovinyl ether polymer, tetrafluoroethylene-perfluorovinyl ether copolymer. Polyfluorocarbon short fibers obtained by shortening filament-like polyfluorocarbon fibers obtained from the above by a known method are mentioned, among others, obtained from polytetrafluoroethylene polymer or tetrafluoroethylene-hexafluoropropylene copolymer Polyfluorocarbon short fibers obtained by shortening filament-like polyfluorocarbon fibers can be advantageously used.
[0007]
The polyfluorocarbon short fiber to be subjected to the spinning method of the present invention is not particularly limited in its average fiber length and fineness as long as it can be used for spinning, but the average fiber length is 30 to 120 mm. A thing of 40-70 mm is especially preferable. The fineness is preferably 1.1 × 10 −4 g / m (1 denier) to 2.2 × 10 −3 g / m (20 denier), preferably 2.2 × 10 −4 g / m (2 Denier) to 5.5 × 10 −4 g / m (5 denier) is particularly preferable.
[0008]
The hydrophilic fluorosurfactant used in the spinning method of the present invention is one or more selected from perfluoroalkyl sulfonates, perfluoroalkyl phosphate salts and perfluoroalkylsulfonamide alkyl phosphate salts. An anionic hydrophilic fluorosurfactant.
[0009]
Among the hydrophilic fluorosurfactants, those having a linear or branched perfluoroalkyl group having 4 to 12 carbon atoms are preferable. And in particular, it has a branched perfluoroalkyl group consisting of a hexafluoropropene oligomer having an average repeating number of 2 to 4 as a perfluoroalkyl group, and a sulfonic acid alkali metal base, a sulfonic acid organic ammonium base or a sulfonic acid organic as a sulfonic acid group. Perfluoroalkyl sulfonates having a phosphonium base are preferred.
[0010]
In the particularly preferred perfluoroalkyl sulfonate, examples of the alkali metal base include lithium, sodium, and potassium. As organic ammonium bases, 1) tetramethylammonium, triethylmethylammonium, tripropylethylammonium, tetraethylammonium, tetrabutylammonium, bis (2-hydroxyethyl) · dimethylammonium, bis (3-hydroxypropyl) · dimethylammonium , Tris (2-hydroxyethyl) .methylammonium, and the like, all organic groups bonded to nitrogen are aliphatic hydrocarbon groups having 1 to 5 carbon atoms or hydroxyalkyl groups having 2 to 3 carbon atoms. Further, as organic phosphonium bases, 1) tetramethylphosphonium, tetraethylphosphonium, triethylmethylphosphonium, tripropylethylphosphonium, tetrabutylphosphonium, bis (2-hydroxyethyl) · dimethylphosphonium, bis (3-hydroxypropyl) · dimethylphosphonium And an organic group bonded to phosphorus, such as tris (2-hydroxyethyl) .methylphosphonium, is an aliphatic hydrocarbon group having 1 to 5 carbon atoms or a hydroxyalkyl group having 2 to 3 carbon atoms.
[0011]
In the spinning method of the present invention, the hydrophilic fluorosurfactant described above is adhered to the polyfluorocarbon short fiber in an amount of 0.1 to 2.0% by weight, preferably 0.4 to 1.5% by weight. After spinning.
[0012]
The step of adhering the hydrophilic fluorosurfactant to the short polyfluorocarbon fiber is immediately after the cutting step of cutting the filament-like polyfluorocarbon fiber into a short fiber, immediately after the downstream cotton blending step, and further downstream side. However, it is advantageous to deposit it by a blended cotton process.
[0013]
The method for adhering the hydrophilic fluorosurfactant to the polyfluorocarbon short fiber is not particularly limited, and examples of such an adhesion method include known methods such as an immersion oil supply method and a spray oil supply method, and a spray oil supply method is preferable.
[0014]
In adhering the hydrophilic fluorosurfactant to the polyfluorocarbon short fiber, the hydrophilic fluorosurfactant can be used as an aqueous liquid or an organic solvent solution, but is preferably used as an aqueous liquid. In this case, an aqueous liquid usually containing 1 to 20% by weight of a hydrophilic fluorosurfactant is prepared. When adhering the hydrophilic fluorosurfactant to the polyfluorocarbon short fiber, other components such as an antistatic agent, an emulsifier, an antioxidant, an antiseptic, and a rust preventive agent are appropriately added to the hydrophilic fluorochemical interface. It can be contained in the active agent or its aqueous liquid, but the amount used is as small as possible.
[0015]
The spinning method of the polyfluorocarbon short fiber to which the hydrophilic fluorosurfactant is attached is not particularly limited, and a known spinning method can be applied. This includes cotton spinning, spinning, lashing, semi-lashing, open-end, etc. For example, in the spinning method spinning method, an aqueous liquid of a hydrophilic fluorosurfactant is sprayed onto a short polyfluorocarbon fiber having an average fiber length of 45 mm and a fineness of 3.3 × 10 −4 g / m (3 denier). The required amount is attached, dried with hot air at 60 to 70 ° C., left in a 25 ° C. × 65% RH atmosphere for a whole day and night, and then subjected to a spinning process spinning process.
[0016]
The spun yarn of the present invention is obtained by the spinning method of the present invention described above. Such spun yarn is not particularly limited, but a yarn having a constant yarn count (metric type) of 0.25 to 66.7 (m / g) is advantageously manufactured depending on the use of the spun yarn. Applications of the spun yarn include filtration equipment, contamination equipment, water repellent equipment, oil repellent equipment, various sealing materials, and the like.
[0017]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Examples of the present invention include the following 1) to 11).
1) Linear perfluorocarbon comprising a polyfluorocarbon short fiber having an average fiber length of 45 mm and a fineness of 3.3 × 10 −4 g / m (3 denier) and a tetrafluoroethylene oligomer having an average number of repetitions of 4 as a perfluoroalkyl group. A method in which a perfluoroalkyl sulfonate having an alkyl group and potassium sulfonate as a sulfonate group is adhered to 0.6% by weight and then spun.
[0018]
2) Branched perfluoroalkyl comprising a polyfluorocarbon short fiber having an average fiber length of 45 mm and a fineness of 3.3 × 10 −4 g / m (3 denier) and a hexafluoropropene oligomer having an average repeating number of 3 as a perfluoroalkyl group A method of spinning after attaching a perfluoroalkylsulfonic acid salt having a group and sodium sulfonate as a sulfonate group to 1.0% by weight.
[0019]
3) Branched perfluoroalkyl comprising a polyfluorocarbon short fiber having an average fiber length of 45 mm and a fineness of 3.3 × 10 −4 g / m (3 denier) and a hexafluoropropene oligomer having an average repeating number of 4 as a perfluoroalkyl group. A method of spinning after attaching a perfluoroalkylsulfonic acid salt having a group and a sodium sulfonate as a sulfonate group to 1.4% by weight.
[0020]
4) Branched perfluoroalkyl comprising a polyfluorocarbon short fiber having an average fiber length of 45 mm and a fineness of 3.3 × 10 −4 g / m (3 denier) and a hexafluoropropene oligomer having an average repeating number of 3 as a perfluoroalkyl group. A method of spinning after attaching a perfluoroalkyl sulfonate having a group and potassium sulfonate as a sulfonate group to 0.8 wt%.
[0021]
5) Branched perfluoroalkyl comprising a polyfluorocarbon short fiber having an average fiber length of 45 mm and a fineness of 3.3 × 10 −4 g / m (3 denier) and a hexafluoropropene oligomer having an average repeating number of 3 as a perfluoroalkyl group. A method of spinning after attaching a perfluoroalkyl sulfonate having a group and having tetraethylammonium sulfonate as a sulfonate group to 1.0% by weight.
[0022]
6) Branched perfluoroalkyl comprising a polyfluorocarbon short fiber having an average fiber length of 45 mm and a fineness of 3.3 × 10 −4 g / m (3 denier) and a hexafluoropropene oligomer having an average repeating number of 3 as a perfluoroalkyl group. A method of spinning after attaching a perfluoroalkyl sulfonic acid salt having a group and bis (2-hydroxyethyl) dimethylammonium sulfonate as a sulfonate group to 0.6% by weight.
[0023]
7) Branched perfluoroalkyl comprising a polyfluorocarbon short fiber having an average fiber length of 45 mm and a fineness of 3.3 × 10 −4 g / m (3 denier) and a hexafluoropropene oligomer having an average repeating number of 3 as a perfluoroalkyl group. A method of spinning after attaching a perfluoroalkylsulfonic acid salt having a group and having tetraethylphosphonium sulfonate as a sulfonate group to 1.0% by weight.
[0024]
8) Branched perfluoroalkyl comprising a polyfluorocarbon short fiber having an average fiber length of 45 mm and a fineness of 3.3 × 10 −4 g / m (3 denier) and a hexafluoropropene oligomer having an average repeat number of 2 as a perfluoroalkyl group A method of spinning after attaching a perfluoroalkylsulfonic acid salt having a group and bis (3-hydroxypropyl) dimethylphosphonium sulfonate as a sulfonate group to 1.0% by weight.
[0025]
9) A linear perfluoropolymer comprising a polyfluorocarbon short fiber having an average fiber length of 45 mm and a fineness of 3.3 × 10 −4 g / m (3 denier) and a tetrafluoroethylene oligomer having an average repeating number of 4 as a perfluoroalkyl group. A method of spinning after attaching a perfluoroalkyl phosphate ester salt having an alkyl group and having a phosphate ester potassium as a phosphate ester base to 1.5% by weight.
[0026]
10) Branched perfluoroalkyl comprising a polyfluorocarbon short fiber having an average fiber length of 45 mm and a fineness of 3.3 × 10 −4 g / m (3 denier) and a hexafluoropropene oligomer having an average repeating number of 3 as a perfluoroalkyl group. A method of spinning after attaching a perfluoroalkylsulfonamide alkyl phosphate salt having a group and having sulfonamide alkyl phosphate potassium as a sulfonamide alkyl phosphate ester base to 1.0% by weight.
[0027]
11) A spun yarn obtained by the spinning method of 1) to 10).
[0028]
Hereinafter, examples and the like will be given to make the configuration and effects of the present invention more specific, but the present invention is not limited to these examples. In the following Examples and Comparative Examples, “part” means “part by weight” and “%” means “% by weight”.
[0029]
【Example】
Test category 1 (preparation of spinning oil)
-Preparation of 20% aqueous liquids of spinning oils (P-1) to (P-14) and (R-1), (R-2) Linear perfluoroalkyls consisting of tetrafluoroethylene oligomers with an average number of repetitions of 4 80 parts of warm water of 40-60 ° C. is gradually added to 20 parts of perfluoroalkylsulfonic acid potassium salt having a group, and the mixture is stirred until it is uniform, then cooled to 20 ° C., and the spinning oil (P-1 ) 20% aqueous solution. In the same manner as in the case of the spinning oil (P-1), 20% aqueous liquids of the spinning oils (P-2) to (P-14) and (R-1) and (R-2) were prepared. The contents of each spinning oil are summarized in the lower column of Table 1.
[0030]
Preparation of 20% aqueous liquid of spinning oils (R-3) and (R-9) 70 parts of spindle oil having a viscosity of 25 × 10 −6 m 2 / s at 25 ° C., polyoxyethylene (8 mol) oleyl ether 15 parts, 10 parts of polyoxyethylene (10 mol) adduct of coconut fatty acid and 5 parts of oleic acid were mixed at 30 ° C. to make uniform, then poured into 400 parts of water, and spinning oil (R-3) A 20% aqueous liquid was prepared. In the same manner as in the case of the spinning oil (R-3), a 20% aqueous liquid of the spinning oil (R-9) was prepared. The contents of each spinning oil are shown in the lower column of Table 1.
[0031]
-Preparation of 20% aqueous liquid of spinning oils (R-4) to (R-8) 90 parts of 20% aqueous liquid of spinning oil (R-3) and 10 parts of 20% aqueous liquid of colloidal silica gently at room temperature By mixing, a 20% aqueous liquid of the spinning oil (R-4) was prepared. In the same manner as in the case of the spinning oil (R-4), 20% aqueous liquids of the spinning oils (R-5) to (R-8) were prepared. The contents of each spinning oil are summarized in the lower column of Table 1.
[0032]
Test Category 2 (Adhesion of spinning oil to polyfluorocarbon short fiber and its evaluation)
-Adhesion of spinning oil to polyfluorocarbon short fiber The aqueous liquid of each spinning oil prepared in Test Category 1 was further diluted with water to obtain 1 to 4% aqueous liquid of each spinning oil. Spraying this aqueous liquid onto polyfluorocarbon short fibers having a crimp number of 11.0 ridges / inch, a crimping degree of 19.0%, a fineness of 3.3 × 10 −4 g / m (3 denier) and a fiber length of 45 mm Then, it was put in a hot air dryer at 70 ° C. for 60 minutes and dried to obtain a treated polyfluorocarbon short fiber to which a spinning oil was adhered. The obtained treated polyfluorocarbon short fibers were conditioned overnight in an atmosphere of 65% RH at 25 ° C. and used for evaluation.
[0033]
・ Measurement of amount of spinning oil attached The above-mentioned treated polyfluorocarbon short fiber according to JIS-L1073 (Synthetic fiber filament yarn test method), using xylene / methanol (50/50 volume ratio) mixed solvent as extraction solvent The amount of the spinning oil attached was measured. The results are summarized in Table 1.
[0034]
・ Evaluation of spinnability by card with two condensers 10kg of the treated polyfluorocarbon short fiber obtained above was applied to a card with two condensers, spinning speed = 18.0m in an atmosphere of 25 ° C x 65% RH / Min, spinning gelen = 1 g / m, stagnation frequency = 30 times / inch. The spinnability was evaluated based on the following criteria with respect to the degree of fiber sinking into the card cylinder and the degree of card web cutting. The results are summarized in Table 1.
[0035]
・ Evaluation criteria for sinking phenomenon of polyfluorocarbon short fibers in card cylinder ◎: Sinking phenomenon of short polyfluorocarbon fibers in cylinder is hardly recognized ○: Sinking phenomenon of polyfluorocarbon short fibers in cylinder is slightly recognized △ : Sinking phenomenon of polyfluorocarbon short fibers in the cylinder is considerably observed. ×: Sinking phenomenon of polyfluorocarbon short fibers in the cylinder is remarkably recognized. [0036]
・ Evaluation criteria of card web cutting phenomenon ◎: Card web cutting phenomenon is hardly recognized ○: Card web cutting phenomenon is slightly recognized △: Card web cutting phenomenon is considerably recognized ×: Card web cutting phenomenon The phenomenon is remarkably recognized. [0037]
-Evaluation of spinnability by non-draft ring spinning machine Shinoaki obtained by the above card process with two condensers was subjected to a non-draft ring spinning machine, spinning speed = 12.2 in an atmosphere of 25 ° C x 65% RH. The operation was performed under the conditions of 0 m / min, spinning count = 1.86 m / g, and the number of twists = 1 times / inch. The evaluation of the spinnability was carried out based on the following criteria for the degree of yarn breakage and the degree of wrinkling on the roller. The results are summarized in Table 1.
[0038]
・ Evaluation criteria for thread breakage phenomenon ◎: Almost no thread breakage phenomenon is observed ○: Slightly thread breakage phenomenon is slightly recognized △: The thread breakage phenomenon is considerably recognized ×: The thread breakage phenomenon is remarkably recognized [0039]
・ Evaluation criteria for wrinkling phenomenon on the roller ◎: Flawing phenomenon on the roller is hardly recognized ○: Flawing phenomenon on the roller is slightly observed Δ: Flawing phenomenon on the roller is considerably recognized ×: The wrinkle phenomenon on the roller is remarkably recognized. [0040]
[Table 1]
Figure 0004367871
[0041]
In Table 1,
* 1: Since the card web could not be produced in the card process, it could not be used in the spinning process. P-1: A linear perfluoroalkyl group composed of tetrafluoroethylene oligomer having an average number of repetitions of 4 Perfluoroalkylsulfonic acid potassium salt P-2: perfluoroalkylsulfonic acid sodium salt having a branched perfluoroalkyl group consisting of a hexafluoropropene oligomer having an average repeating number of 3 P-3: hexafluoropropene having an average repeating number of 4 Perfluoroalkylsulfonic acid sodium salt having branched perfluoroalkyl group composed of oligomer P-4: Perfluoroalkylsulfone having branched perfluoroalkyl group composed of hexafluoropropene oligomer having average repeating number of 3 Acid Potassium Salt P-5: Perfluoroalkylsulfonic acid tetraethylammonium salt having a perfluoroalkyl group having a branch consisting of a hexafluoropropene oligomer having an average repeating number of 3 P-6: Branching consisting of a hexafluoropropene oligomer having an average repeating number of 3 Perfluoroalkylsulfonic acid bis (2-hydroxyethyl) .dimethylammonium salt having a perfluoroalkyl group P-7: Perfluoroalkylsulfone having a branched perfluoroalkyl group consisting of a hexafluoropropene oligomer having an average number of repetitions of 3 Acid tetraethylphosphonium salt P-8: Biperfluoroalkylsulfonic acid bis (3-hydroxy) having a branched perfluoroalkyl group consisting of a hexafluoropropene oligomer having an average repeating number of 2 Propyl) .dimethylphosphonium salt P-9: Perfluoroalkylcarboxylic acid sodium salt having a branched perfluoroalkyl group consisting of hexafluoropropene oligomer having an average number of repetitions of 3 P-10: From tetrafluoroethylene oligomer having an average number of repetitions of 4 Perfluoroalkyl phosphoric acid ester potassium salt having a linear perfluoroalkyl group P-11: Perfluoroalkylsulfonamide alkyl phosphoric acid ester having a branched perfluoroalkyl group consisting of a hexafluoropropene oligomer having an average number of repetitions of 3 Potassium salt P-12: Perfluoroalkylamine acetate having a linear perfluoroalkyl group consisting of a tetrafluoroethylene oligomer having an average repeating number of 3 P-13: Te having an average repeating number of 4 Perfluoroalkylamine polyoxyethylene (addition mole number 18) derivative having a linear perfluoroalkyl group comprising a lafluoroethylene oligomer P-14: a linear perfluoroalkyl comprising a tetrafluoroethylene oligomer having an average number of repetitions of 4 Perfluoroalkylpolyoxyalkylene (addition mole number 25) derivative having a group
R-1: Lauryl phosphate potassium salt R-2: Beef tallow sulfate sodium salt R-3: Spindle oil having a viscosity of 25 × 10 −6 m 2 / s at 25 ° C./Polyoxyethylene (8 mol) oleyl ether / Polyoxyethylene (10 mol) adduct of coconut fatty acid / oleic acid = 70/15/10/5 (weight ratio) mixture R-4: R-3 / colloidal silica = 90/10 (weight ratio) mixture R -5: mixture of R-3 / colloidal silica = 50/50 (weight ratio) R-6: mixture of R-3 / dimethyl silicone having an average molecular weight of 30000 = 90/10 (weight ratio) R-7: R-3 / Dimethyl silicone with an average molecular weight of 30000 = 50/50 (weight ratio) mixture R-8: R-3 / paraffin wax emulsion = 50/50 (weight ratio) mixture R-9: Castor Fatty acid / Moleic acid oleate / Polyoxyethylene (8 mol) Oleyl ether / Polyoxyethylene (10 mol) adduct of stearic acid / octyl phosphate potassium salt / oleic acid = 30/30/10/10/15 / 5 (weight ratio) mixture
【The invention's effect】
As apparent from the above, the present invention described above has an effect that the spun yarn can be obtained from the short polyfluorocarbon fiber.

Claims (5)

ポリフルオロカーボン短繊維を、これに下記の親水性フッ素系界面活性剤を0.1〜2.0重量%となるよう付着させた後、紡績することを特徴とするポリフルオロカーボン短繊維の紡績方法。
親水性フッ素系界面活性剤:パーフルオロアルキルスルホン酸塩、パーフルオロアルキルリン酸エステル塩及びパーフルオロアルキルスルホンアミドアルキルリン酸エステル塩から選ばれる一つ又は二つ以上のアニオン型親水性フッ素系界面活性剤。
A method for spinning a polyfluorocarbon short fiber, comprising spinning a polyfluorocarbon short fiber after adhering the following hydrophilic fluorosurfactant to 0.1 to 2.0% by weight.
Hydrophilic fluorosurfactant: one or more anionic hydrophilic fluorointerfaces selected from perfluoroalkyl sulfonate, perfluoroalkyl phosphate salt and perfluoroalkylsulfonamidoalkyl phosphate salt Activator.
親水性フッ素系界面活性剤が炭素数4〜12のパーフルオロアルキル基を有するものである請求項記載のポリフルオロカーボン短繊維の紡績方法。The hydrophilic fluorine-based surfactant spinning method polyfluorocarbon short fibers according to claim 1, wherein those having a perfluoroalkyl group having 4 to 12 carbon atoms. 親水性フッ素系界面活性剤が、パーフルオロアルキル基として平均繰り返し数2〜4のヘキサフルオロプロペンオリゴマーからなる分岐のパーフルオロアルキル基を有し且つスルホン酸塩基としてスルホン酸アルカリ金属塩基、スルホン酸有機アンモニウム塩基又はスルホン酸有機ホスホニウム塩基を有するパーフルオロアルキルスルホン酸塩である請求項1記載のポリフルオロカーボン短繊維の紡績方法。  The hydrophilic fluorosurfactant has a branched perfluoroalkyl group consisting of a hexafluoropropene oligomer having an average repeating number of 2 to 4 as a perfluoroalkyl group, and an alkali metal sulfonate or organic sulfonate as a sulfonate group The method for spinning polyfluorocarbon short fibers according to claim 1, which is a perfluoroalkyl sulfonate having an ammonium base or an organic phosphonium base sulfonate. ポリフルオロカーボン短繊維が平均繊維長30〜120mm及び繊度1.1×10-4g/m〜2.2×10-3g/mのものである請求項1〜3のいずれか一つの項記載のポリフルオロカーボン短繊維の紡績方法。Polyfluorocarbon short fibers an average fiber length 30~120mm and fineness 1.1 × 10 -4 g / m~2.2 × 10 -3 g / any one of the preceding description of the which claims 1-3 things m Of spinning polyfluorocarbon short fibers. 請求項1〜4のいずれか一つの項記載の紡績方法によって得られる紡績糸。A spun yarn obtained by the spinning method according to any one of claims 1 to 4 .
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