JP4584468B2 - 芳香族ポリアミド繊維 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、集束性と制電性とに優れた芳香族ポリアミド（以下、アラミドと略称することがある）繊維に関する。さらに詳しくは、集束性と制電性とに優れ、特に短繊維となして紡績工程に供した場合、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に製造することができる芳香族ポリアミド繊維に関する。
【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芳香族ポリアミド繊維、特にパラ系の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、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、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、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、例えば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、繊維の集束性や制電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、良好な集束性と制電性とを示し、短繊維とした場合には優れた紡績性を示す芳香族ポリアミド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、特に短繊維として紡績工程に供した場合に優れた紡績性を示す芳香族ポリアミド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、上記本発明の目的は、「炭素数６〜１０のアルコールの部分燐酸エステルアルカリ金属塩が、繊維重量に対して０．１〜１．０重量％繊維表面に付着していることを特徴とするパラ型芳香族ポリアミド繊維」により達成できることが見出された。
【０００８】
【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。
本発明における芳香族ポリアミド繊維は、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芳香族ポリアミド、又はこれらの芳香族共重合ポリアミドからなる繊維であり、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繊維、ポリメタフェニレンイソフタルアミド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繊維等のパラ型芳香族ポリアミド繊維は本発明の効果が大きいので好ましい。
【０００９】
なお、上記芳香族ポリアミド繊維の表面には、繊維重量に対して少なくとも０．０１重量％の無機化合物粉体が付着していることが好ましい。ここで無機化合物粉体とは、芳香族ポリアミド繊維を高温において熱延伸及び／又は熱処理する際に発生する単糸間の熱融着を防止するために用いられるもので、例えばタルク、グラファイト、シリカ、含水珪酸アルミニウム等があげられる。これらの無機化合物粉体を繊維表面に付着させた場合、その理由は解明されていないが、本発明の部分燐酸エステルアルカリ金属塩を付着させる効果が顕著に発現される。
【００１０】
本発明においては、上記の芳香族ポリアミド繊維表面に、炭素数６〜１０のアルコールの部分燐酸エステルアルカリ金属塩が、繊維重量に対して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。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が６以下の場合には、制電性は良好であっても減摩性が不充分となり、一方炭素数が１０を超える場合には、制電性や集束性が低下して紡績に供する場合にはその紡績性が低下す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６のｎ−ヘキシルアルコール、炭素数８のｎ−オクチルアルコール、炭素数１０のｎ−デシ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。
【００１１】
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、ピロ燐酸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、ピロ燐酸エステルは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のアルカリ金属塩の付着量は、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充分となって、例えば紡績工程に供した場合安定に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、例えば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。
【００１３】
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、通常は前記部分燐酸エステルのアルカリ金属塩の５０重量％以下の範囲内であれば、粘着性によるローラー巻付きやスカムの発生抑制のために、高級脂肪酸アルキルエステルに代表されるエステル系平滑剤等を併用してもよい。さらには、通常は前記部分燐酸エステルのアルカリ金属塩の２０重量％以下の範囲内であれば、必要に応じて離型剤、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。
【００１４】
本発明の芳香族ポリアミド繊維は、長繊維、短繊維のいずれであってもよく、その際単糸繊度も特に限定する必要はないが、通常１．０〜３．５ｄｔｅｘの範囲にあるものが好ましい。なお、短繊維の場合にはその繊維長、捲縮数、捲縮率等は、特に繊維長が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。捲縮数が６個／２５ｍｍ未満、又は捲縮率が７．５％未満の場合には、繊維の集束性が低下して紡績性が低下する傾向にあり、一方捲縮数が１５個／２５ｍｍ、又は捲縮率が１９％を超える場合には、例えば精紡工程で繊維間のドラフト張力が高くなりやすく、特にパラ型芳香族ポリアミド繊維ではフィブリル化を引き起こしやすくなる。
【００１５】
上記部分燐酸エステルアルカリ金属塩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。
【００１６】
【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
処理剤を付与した芳香族ポリアミド短繊維の打綿工程でのラップ嵩（ｃｍ³／ｇ）を測定し、２１ｃｍ³／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
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
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。
【００１７】
［実施例１〜６］
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％からなる芳香族共重合ポリアミドの１６７０ｄｔｅｘ／１０００ｆｉｌの延伸糸に、表１記載の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、予熱温度９５℃で押込み捲縮を施した後に１０５℃で乾燥し、次いで長さ５１ｍｍに切断して捲縮数１１．０個／２５ｍｍ、捲縮率１３．５％の芳香族ポリアミド短繊維を各々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、これらを練条機に通した。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，本発明の芳香族ポリアミド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。
【００１８】
【表１】

【００１９】
［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。
【００２０】
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多い場合（比較例１〜２）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り、一方処理剤付着量が多い場合（比較例４）には、スカムやローラー巻付きの発生が多くなって、いずれも紡績性が低下することが分かる。
【００２１】
【表２】

【００２２】
【発明の効果】
本発明の芳香族ポリアミド繊維は、繊維表面に炭素数６のアルコールの部分燐酸エステルアルカリ金属塩が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、例えば紡績工程に供する場合には静電気トラブル、ローラー巻付き、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 (3)

1. 炭素数６のアルコールの部分燐酸エステルアルカリ金属塩が、繊維重量に対して０．１〜１．０重量％繊維表面に付着していることを特徴とするパラ型芳香族ポリアミド繊維。
2. 繊維表面に、無機化合物粉体が繊維重量に対して少なくとも０．０１重量％付着している請求項１記載のパラ型芳香族ポリアミド繊度。
3. 芳香族ポリアミド繊維が、捲縮を有する短繊維である請求項１又は２記載のパラ型芳香族ポリアミド繊維。