JPH1060787A - パラ系アラミド繊維を含有する綿またはスライバー及び繊維製品の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】容易に染色できるパラ系アラミド繊維からなる
綿またはスライバーを提供すること、また、綿やスライ
バーの状態で染色を行うことにより、これを混紡した多
品種の紡績糸や不織布等の先染め繊維製品を提供するこ
と。 【解決手段】水銀ポロシメーターで測定した孔径分布で
８５Åから１３０Åにピークを持ち、その圧入量が０．
１ｃｃ／ｇ以上であるパラ系アラミド繊維を含有する綿
またはスライバー。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、高温染色法等によ
り染色の可能なパラ系アラミド繊維を含有する綿または
スライバー、および当該綿またはスライバーを用いた染
色繊維製品の製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】パラ系アラミド繊維は、剛直な機械的物
性、耐熱性に優れた性質等を持っているため、産業資材
用途を始めとして多方面に使用されている。これは、パ
ラ系アラミド繊維の分子鎖が直線状であり、結晶性が高
いことに起因する。しかしながら、かかる構造のため、
この繊維を原綿の状態で染色することは非常に困難であ
り、着色して使用する場合には特殊な前処理を必要と
し、工業的に十分染色されたものを従来の技術で提供す
ることはできなかった。

【０００３】例えば、特開昭６２−２２３３８４号公報
にはアンモニアを低温プラズマ処理を施した後、モノク
ロロ−Ｓ−トリアジニル基を持つ反応染料で染色する方
法が開示されている。しかし、原綿状態で均一に低温プ
ラズマ処理を行うことは困難であり、また経済的にも不
利である。更に、パラ系アラミド繊維と他の染色容易な
繊維とを混紡して染色を行う方法も考えられるが、この
場合混紡される他の原綿の繊維は、パラ系アラミド繊維
とは染色条件が大きく異なるため、パラ系アラミド繊維
からなる混紡糸に高品位の染色を施すことは困難であっ
た。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】一方、パラ系アラミド
繊維からなる「紡績糸」は、高温染色により染色できる
ことが従来より知られていたが、その理由は明らかでな
かった。本発明者は、かかる事実を鋭意検討した結果、
紡績工程においてパラ系アラミド繊維に付与される力
が、パラ系アラミド繊維を染色可能な構造へと変化させ
ることを解明し、本発明に達したものである。すなわ
ち、本発明の目的は、容易に染色できるパラ系アラミド
繊維からなる綿またはスライバーを提供することにあ
り、また、綿やスライバーの状態で染色を行うことによ
り、これを混紡した多品種の紡績糸や不織布等の先染め
繊維製品を提供することにある。

【０００５】

【課題を解決する手段】本発明は、水銀ポロシメーター
で測定した孔径分布で８５Åから１３０Åにピークを持
ち、その圧入量が０．１ｃｃ／ｇ以上であるパラ系アラ
ミド繊維を含有する綿またはスライバー、および、水銀
ポロシメーターで測定した孔径分布において８５Åから
１３０Åにピークを有し、その圧入量が０．１ｃｃ／ｇ
以上であるパラ系アラミド繊維を含有する綿またはスラ
イバーを染色した後、紡績または不織布化することを特
徴とするパラ系アラミド繊維を含有する繊維製品の製造
方法である。

【０００６】

【作用】前述の如く、本発明は、紡績糸は染色すること
が可能であり、原綿では染色することが事実上不可能で
ある原因を詳細に研究した結果、その完成に至ったので
あるが、本発明者の測定結果、パラ系アラミド繊維の紡
績糸とその原綿の水銀ポロシメーターによる孔径分布は
明白に異なっていた。特に孔径の小さい１００Å近辺の
ピークに着目すると、紡績糸のピークは１００Å近辺に
ピークが明らかに存在するのに対し、原綿の当該ピーク
はなく、低いショウルダーとなっていた。

【０００７】かかる事実より、紡績糸の孔径は丁度、染
料分子の複数個が塊で回転する大きさと同じ程度の大き
さであり、染料が繊維中に拡散し易くなっていると考え
られるのに対し、原綿の孔径分布には染料分子の複数個
が塊で回転する大きさに該当するピークがなく、染料が
繊維中に拡散し難い構造であると考えられる。

【０００８】また、広角エックス線回折の赤道方向のピ
ークの半価幅を比較すると、紡績糸は原綿より少し大き
くなっていた。これは赤道方向で結晶サイズが小さくな
っていることを意味しており、結晶サイズが小さくなる
ことは繊維が損傷を受けていることを意味している。す
なわち、繊維は紡績される多くの工程で機械的な力を受
けるが、この作用により、結晶サイズが小さくなり、孔
径分布が原綿とは異なるものとなっているものと考えら
れる。

【０００９】したがって、本発明のパラ系アラミド繊維
を含有する綿またはスライバーは、染料分子の複数個が
塊で回転する大きさと同じ程度の大きさの孔を多数有す
るものであり、染料が繊維中に拡散し易くなっているた
め、従来不可能であった、先染めが可能になったものと
考えられる。

【００１０】

【発明の実施の形態】本発明に係わるパラ系アラミド繊
維は、水銀ポロシメーターで測定する孔径分布のピーク
が８５Åから１３０Åに存在し、その圧入量が０．１ｃ
ｃ／ｇ以上、より好ましくは０．１５ｃｃ／ｇ以上のも
のである。孔径分布のピークは、他の領域に存在しても
よいが、本発明においては、少なくとも前記範囲に顕著
なピークが存在することが必要であり、しかも、かかる
範囲における圧入量が０．１ｃｃ／ｇ以上である必要が
ある。かかる孔を有する場合、前述の如く、染料が十分
に孔に拡散し、その結果、濃色に染色することができ
る。

【００１１】パラ系アラミド繊維の原糸は、その種類に
よっては、既にある程度の孔を有している場合もある
が、前記範囲の孔径分布を既に有しているものは存在し
ない。これに対し、パラ系アラミド繊維の紡績糸の場合
は、前記の如く、かかる範囲の孔径分布を有するものも
存在する。本発明は、かかる孔径分布を、紡績糸の段階
ではなく、その前段階である綿またはスライバーの段階
で有するものである。また、かかる綿またはスライバー
は分散染料、酸性染料、含金染料等により容易に染色す
ることが可能であり、これら染料を繊維に対し０．１重
量％以上含有させれば、通常の染色品が得られ、また
ｏ．ｗ．ｆ．５重量％以上の濃色染色を行うことも可能
である。

【００１２】次に、本発明に係わる綿またはスライバー
は、パラ系アラミド繊維の原綿に適度の機械的な力を与
えることにより製造することができる。一般に、過度の
機械的な力を繊維に与えることにより、繊維はフィブリ
ル化をするが、明らかにフィブリル化していると観察さ
れるまで、機械的な力を繊維に与えるとパラ系アラミド
繊維の場合でも、その特長である機械的物性を損なうこ
とになり、また、紡績することが困難になる。したがっ
て、前記機械的な力としては、走査型電子顕微鏡（ＳＥ
Ｍ）による観察（１０００倍程度）でフィブリル化が殆
ど観察されない程度、より好ましくは原綿と殆ど差が認
められない程度をいう。

【００１３】機械的な力の付与（以下「ビート」と仮称
する。）とは、例えばハンマーミル、ビーター、リアク
ター、パルパー等のパルプのフィブリル化に使用する機
械を使用した処理を挙げることができ、ハンマーミルは
乾式であり、ビーター、リアクターは湿式の処理に相当
する。このうち、コスト的にはハンマーミルが安価であ
るが、ビートのムラが大きく、程度の調節も困難であ
る。一方、湿式のビーター、リアクター、パルパーは回
転速度やクリアランス、繊維の濃度を変更することによ
りビートの程度を調整することが容易であり好ましい。
また、繊維の濃度がハンマーミルより遙に小さいためム
ラも小さく好ましい。尚、湿式は乾燥する必要がある
が、そのまま、染色機に移行させると乾燥を省略するこ
とができる。

【００１４】更に、紡績や不織布製造に使用する開繊
機、例えばカードを使用することによってもビートする
ことができる。カードは、ハンマーミルと同じく乾式で
あるが、ビートが主として繊維と針の摩擦によるもので
あり、ムラは小さく、繊維の供給量、クリアランス、針
のポイント数、形状等でビートの程度を調節することが
でき好ましい。また、そのままトップ状態で取り出し、
トップ染めをすることができるので、紡績を行う上では
工程省略ができ好ましい。

【００１５】ビートをカード機により行う場合も、その
程度は、前記孔分布を満たす程度まで行うが、これは例
えば、カード上がりの繊維を少量サンプリングし、孔径
分布を測定したり、試験染色を行ったりすることにより
判断するのが現実的である。

【００１６】カード工程は概ねは工程条件を同じにする
ことで再現性が期待できるが、パラ系アラミド繊維の太
さが異なったり、仕掛ける環境、特に温湿度が異なると
異なったビートの程度になることがあるので注意を必要
とし、特に、カード機のワイヤーまたは針布を新しくし
た時はビートの程度が強くなり注意を必要とする。一般
に、カード工程は繊維損傷をできるだけ発生しないよう
に配慮するものであり、繊維損傷があると短繊維が多く
なり、糸にネップが多数発生し、また、糸の強力も低下
し、毛羽も多くなり、糸の品質を著しく低下させる原因
となる。従って、通常、カードを２回以上掛けることは
行われることはない。

【００１７】これに対し、本発明の場合、ローラーカー
ドでは２回以上、好ましくは３回以上、より好ましくは
４回以上繰り返し掛けることにより、前記孔径分布を有
するパラ系アラミド繊維を得ることができる。ただし、
繰り返し掛けることにより、強力低下やネップ発生が著
しくなるため、適度の回数で止めることとが好ましく、
例えば１０回以上の極端な繰り返しは避けることが好ま
しい。尚、カード機にはローラーカード、フラットカー
ド、コンビネーションカード等があるが、これらは繊維
長により適宜選定すれば良い。また、前述の如くカード
は混綿機または開繊機を複数台、または複数回掛けても
良い。

【００１８】さて、本発明のパラ系アラミド繊維を含有
する綿またはスライバーは高温染色により染色すること
ができ、先染めパラ系アラミド繊維とすることができ
る。染料は分散染料、酸性染料、含金染料が使用される
が、染色後の安定性の点で、含金染料が最も好ましい。
含金染料の場合は定法通り、染色後、還元洗浄を行う。
また、染料の他には均染剤、ＰＨ調節剤、耐光剤等の助
剤を定法通り行うと良い。

【００１９】染色温度は１３０℃以上が好ましく、より
好ましくは１５０℃以上である。１３０℃の染色温度の
染色機はポリエステルの染色温度であり、一般的な染色
機として市中に多数存在するが、１５０℃で染色できる
染色機は市中には殆ど存在しない。染色機は一般的に綿
染めに使用されるオーバーマイヤー型染色機を使用すれ
ば良く、また、パラ系アラミド繊維がトップ状であれば
トップ染色機を使用すれば良い。尚、オーバーマイヤー
型染色機の場合、浴比は１対１５〜５０で一般的には行
われる。

【００２０】本発明のパラ系アラミド繊維においても、
染着率は一般的な繊維と比べると劣り、残浴にかなりの
染料が残る。また、かかる傾向は、濃色になるほど顕著
となる。したがって、濃色染めを行う場合には目標染着
率の２倍以上のｏ．ｗ．ｆ．で色出しすることが好まし
い。

【００２１】次に、本発明の染色されたパラ系アラミド
繊維を混紡する方法は一般的な紡績方法で良く、綿の段
階で混綿しても良く、スライバーでミックスしても良
い。混合する他の繊維は難燃性羊毛（ザブロ加工）、難
燃性レーヨン、難燃性アクリル、難燃性ポリエステル、
難燃性吸水繊維（ポリアクリル酸金属塩繊維）、難燃性
コットン等の難燃性繊維が好ましいが、これらのみに限
定されるものではない。

【００２２】また、紡績方法はパラ系アラミド繊維等の
繊維長とデニールにより適宜選択すれば良い。例えば梳
毛紡績、綿紡績、レーヨン紡績、紡毛紡績、セミ梳毛紡
績、空気紡績、結束紡績、ラップ紡績等を使用すること
ができる。単糸紡績糸の太さは紡績方法により８０／１
程度の細いものを得ることができる他、ラップ紡績法等
によれば５万デニール程度の太いものを得ることもでき
る。また、単糸を撚糸することにより太くすること、毛
羽を少なくすること、均一性を向上させること等は一般
の紡績糸と同様に行うことができる。

【００２３】更に、本発明の先染めパラ系アラミド繊維
やその混紡糸を使用して、一般的な方法で丸編み、横編
み、縦編み、靴下編み、ダブルニット等の編み物、平
織、繻子織り、２重織り等の織物、ニードルパンチング
法、サーマルボンド法、ケミカルボンド法等の不織布等
の繊維製品を製造することができる。また、これらの繊
維製品とフィルム、他の繊維製品との積層、シリコーン
樹脂等の樹脂をコーティング、導電性繊維との混用、制
電性の付与、抗菌、防臭、消臭等の繊維を混用、後加工
で抗菌、防臭、消臭加工等を施すといった種々の加工を
施しても良いことは勿論である。

【００２４】

【発明の効果】本発明に係わるパラ系アラミド繊維を含
有する綿またはスライバーは、一般的な染色方法によ
り、高濃度の染色が可能であり、染色堅牢度にも優れて
いる。また、原着糸と異なり、多品種小ロット生産が可
能である。更に、他の繊維と混紡できるため、他の繊維
の優れている点、例えば風合い、気心地が優れている等
を加味したものとすることができ、例えばパラ系アラミ
ド繊維を３０％以上、好ましくは５０％以上混合すると
剃刀等の刃物による耐切創性が得られる。

【００２５】よって、本発明に係わるパラ系アラミド繊
維を含有する綿またはスライバーはこれを用いて、消防
服、防御服、ユニホーム、作業着、手袋等の衣料繊維製
品ならびにシート材料、インテリア材料、遮熱カーテン
等の産業資材用繊維製品を製造することができその有用
性は明らかである。

【００２６】

【実施例】

【００２７】パラ系アラミド繊維の孔径分布は水銀ポロ
シメーターで測定した。染色堅牢度はフェードメーター
１０時間照射後のサンプルをブルースケールで肉眼評価
した。染色の程度は同一ｏ．ｗ．ｆ．で染色した残浴濃
度から、吸収された染料濃度を計算し、仕込みｏ．ｗ．
ｆ．に対する％で示した。数字が大きいほど吸収された
染料は多く、濃色に染色されていることを示す。

【００２８】実施例１ アクゾ社製のパラ系アラミド繊維（商標名 トワロン）
２ｄ、５０ｍｍに対し、８０インチの２山ローラーカー
ドに掛ける回数を変えてカーディングを施し試験サンプ
ルの綿を製造して、オーバーマイヤー型染色機を使用
し、１３０℃で含金染料を使用し６０分間染色した。染
色条件は、ｏ．ｗ．ｆ．１２％で、浴比１：２０とし、
適当な均染剤、ＰＨ調節剤を使用し、定法に基づき染色
した。試験サンプルの孔径分布を水銀ポロシメーターで
測定し、８５Åから１３０Åの圧入量を表１に示した。
また、残浴の染料濃度から染着濃度を計算し、表１に示
した。また、定法により還元洗浄を行ったサンプルの耐
光堅牢度をフェードメーターで６３℃、１０時間照射
後、ブルースケールで肉眼判定し、その結果を表１に示
した。尚、走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）による観察（１
０００倍程度）では、Ｎｏ１〜５はフィブリル化が殆ど
観察されなかった。

【００２９】

【表１】

【００３０】実施例２ 実施例１のＮｏ３のパラ系アラミド繊維からなる綿をレ
ーヨン紡績で定法通り紡績し、先染紡績糸２０／１を紡
績した。また、原綿のパラ系アラミド繊維も同様にて紡
績し、実施例１と同様にして染色した。染着濃度は３．
２％であった。尚、紡績糸の引っ張り強力等の機械的物
性は殆ど差がなかった。

【００３１】実施例３ 実施例１と同様にしてｏ．ｗ．ｆ．のみを３％にして染
色し、ザブロ加工をしたウールと実施例１のＮｏ３のパ
ラ系アラミド繊維からなる綿をレーヨン紡績で定法通り
紡績し、混紡紡績糸１０／１を紡績した。紡績糸のチラ
つきはほとんどなく、ソリッドな本発明の染色糸が製造
できた。また、紡績糸の引っ張り強力等の機械的物性は
殆ど差がなかった。

【００３２】実施例４ 実施例２の紡績糸をダブルツイスターで双糸にし、経糸
とした。緯糸には実施例３の紡績糸を使用し、目付け３
７０ｇ／ｍ² の平織物を製造した。この織物のチラつき
はほとんどなく、ソリッドな本発明の平織物が製造でき
た。また、この織物の難燃性を示す極限酸素指数は２８
と優れた難燃性を示し、風合いもソフトで良好であり、
耐切創性は原綿の混紡品と変わらなかった。

【００３３】実施例５ 実施例２の紡績糸を使用し、２０ゲージ、３２口の丸編
み機で目付け１６０ｇ／ｍ² の本発明の丸編み地を製造
した。この編み地のチラつきはほとんどなく、ソリッド
な編み地が製造できた。また、この編み地の難燃性を示
す極限酸素指数は２９と優れた難燃性を示し、風合いも
ソフトで良好であり、耐切創性は原綿の混紡品と変わら
なかった。

【００３４】実施例６ 実施例１のＮｏ３のパラ系アラミド繊維からなる綿を定
法によりカーディングしウエッブを製造して、スパンレ
ース機で目付け９０ｇ／ｍ² のスパンレース不織布を製
造した。この不織布のチラつきはほとんどなく、ソリッ
ドな本発明の不織布が製造できた。また、この不織布の
難燃性を示す極限酸素指数は２９と優れた難燃性を示
し、風合いもソフトで良好であり、耐切創性は原綿の混
合品と変わらなかった。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 水銀ポロシメーターで測定した孔径分布
   で８５Åから１３０Åにピークを持ち、その圧入量が
   ０．１ｃｃ／ｇ以上であるパラ系アラミド繊維を含有す
   る綿またはスライバー。
2. 【請求項２】 染料を０．１重量％以上含有する請求項
   １のパラ系アラミド繊維を含有する綿またはスライバ
   ー。
3. 【請求項３】 水銀ポロシメーターで測定した孔径分布
   において８５Åから１３０Åにピークを有し、その圧入
   量が０．１ｃｃ／ｇ以上であるパラ系アラミド繊維を含
   有する綿またはスライバーを染色した後、紡績または不
   織布化することを特徴とするパラ系アラミド繊維を含有
   する繊維製品の製造方法。