JPS59179818A - 繊維表面改質法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ａ３発明の利用分野 本発明は合成繊維の表面改質法に関づる１、更に詳しく
は熱延伸及び／又は熱処理峙に単糸間の融着を発生づ゛
る如き合成繊維の表面を改質する方法に関Ｊる。

ｂ、良迷」ｄ（ 近年、繊維に対する要求が１ｖ６１α化し、特に高強力
、高ｔジ］ラス化の要請に対し種々の新規な累月が開発
、検討されてぎている。それらのうち、ある種のものは
高性能発揮のため、高温度での高イ８率延伸、あるいは
高温度での熱処■里工（♀ｈ＜３＾用され、この王稈に
おいて好ましくな（１単糸間の融着が発生づる。Ｊなわ
ち、これらの延イ申ロ在（又Ｉよ熱処理旧）融１（１を
イｎ　′？Ｉ’　Ｚ；ｒ繊維の中（こＬｉ　１１ｉ糸と
しては高性能を発揮するにしかかわら覆゛、多フイラメ
ンｉ〜のｍｌ１ｌ東を通常の方法で延伸及び／又（ま熱
処理するとｔ１１糸間融肴が著しく、集合イ本としての
性能が著しくそこなわれるものｈく多くある。

上記の単糸Ａ４！着を防止する方法としてオ（発明者ら
は、先に、熱延伸おＪ：び／Ｊ、ｌこに１熱処封［０寺
に繊維の表面に水和ゲル形成性無機化合物をイ」句する
１）仏を提案した（特願昭５６−１５１９４４号）ｂ＜
、この方法にＪ−でＩＩ［束を構成する単糸の数ｈ〜多
くなると単糸融肴防止効果が薄れてくると（Ｘう［８１
題に遭遇した。ぞの原因について、本発明者らｈく鋭意
研究した結果、水和グル形成無機化合１勿の水分散液を
繊維に付与して、乾燥づる（こ際して、ｌ１Ｊｉ維にの
水分が減少するとともにゲル−Ｈｅ成無機イヒ含１勿が
凝集して、粗大粒子化し、繊維表面に粗大粒子としてイ
」着する結果該加合物が均一【こ繊ａｔ表面を覆うこと
ができなくなり、この不均一付着の現象は繊維束の構成
単糸の数が多くなるにつれて顕著になることをつぎとめ
た。

Ｃ１発明の目的 本発明の目的は、親木ゲル形成無機化合物の水分散液を
繊維に付与して後、乾燥し、水分を減少させていく過程
において、該無機化合物の濃度が高くなっても該化合物
が凝集せず、微粒子状態で繊ＩＩ表面にイー１着できる
］７業的に自利な方法を捉供するものである。

ｄ、弁明の構成 すなわち本発明は、熱延伸Ｊ３よび／または熱処理時に
融着性を有する繊維の表面に親水ゲル形成↑１１無機化
合物の」ロイドと界面活性剤どを同時に、または別々に
（−ｊ与し、しかる後、乾燥することを特徴ど覆るｌＡ
ｌ１緒表面改質法Ｃある。

本発明において使用する「親木ゲル形成無機化合物」と
は無水に運算した該無機化合物に対して５倍以上の水を
含水してゲルを形成する含水珪酸アルミニウムのような
もの、水和膨潤性を有する１膨潤＋！１冑出、例えば弗
化ｉ′ＪＬ酸マグネシウムのよう４了しのがあｃｙられ
、さらには親水ゲル形成性無機化合物のニコ［１イ１−
としては微細化シリカからなる］ロイグルシリカや、微
細化アルミナからなる７ノルミプゾルなどがあげられる
３、 また、界面活１１Ａ剤は繊維用として用いられて（Ｘる
通常の親水基を石ηるものでにり、好ましく（ま電−１
イオンを石するアニオン界面活性剤がｆｉｎＸられる１
、 本発明においηは親水ゲル形成性無機化合物のコロイド
（親水二コロイド）のみをｍ維に１４月して後乾燥した
揚台には、先に述べたように乾燥過程で該無機化合物が
凝結して二次凝集体粗大粒子となって繊維表面に不均一
に付＠するので、繊組束の構成中糸の数が多くなると熱
延伸または熱処理時の＠！活防１１効宋が著しく低下げ
るという現象から、親水ゲル形成性無機化合物の凝結を
抑制して、該化合物を微細化状態で繊維表面に均一に付
着させることを狙ったものである。

すなわち、本発明に用いる親木コロイドは、繊維表面に
塗るさせられて後、蒸発乾固する過程ぐ、水分率が少く
なるにつれて、ゾル、ゲル、粗粒子粉体（無定形）と変
化し、この粗粒子粉体が二次凝集となっているのｒ−あ
るが、ゾルまたは水分の多い状態でのゲルの段階で凝結
に用いる水和結合力を弱めて脱水をはかれば粗大粒子と
ならず、親水、コロイドを形成Ｊるとぎの基本粒子に近
い状態で糸表面に１４着するのであって親水コロイドの
微粒子間の水和結合力を弱める作用を′４−ｊ−５する
界面活性剤が、有り）り了のである。

本発明において、親水］１コイドど界面活性剤を繊維表
面にイ」肴さＵ゛るには、まず親水コロイド液に繊維を
走行さけながら浸漬し、次いで親水コ［］イドが完全乾
固される以前に界面活性剤の水溶液を浸漬法または回転
ローラー法などで繊頼表面にイ」勺してもよいし、親水
コロイド液に界面活性剤を分散させた液に繊維を走行き
せながら浸漬してもよいし、あるいは繊維表面に界面活
性剤を付与した後、親水コロイド液にｌ１ｉＩｆｆを浸
漬させてもよく、いずれの場合も繊維表面の親水コロイ
ドが乾燥凝固し、水分が少なくなる過程で界面活性剤が
親水コロイド間の微粒子間の水和結合力を弱めることが
できるので、該微粒子の二次凝集を防止する。

従つ−（、親木」ｌ−１イト液を繊組表面に塗布した１
９予備乾燥して次いで界面活性剤を何すする場合には親
水−］［１イ１〜か完全乾固される温度（２５０〜４０
０℃〉以下の温度で乾燥しなければならない１、本発明
において、親水コ１］イドおよび界面活性剤とも、それ
ぞれ−成分化合物からのみなる必要は’＜７　＜類似（
大陸をイｊリ−る２種以上の化合物の混合物でもＪ−い
し、曲の助剤を含んでいてもよいことは若う士でもない
。

本発明においてｌｉ維衣表面塗着さぼる親水コロイドを
禍成りる；＋＋１　＋浅化合物と界面活性剤とのイ」着
割含は該無感化合物の二次凝集を防ぐことができれば、
界面活性剤の割合を注意して選定できる。

特に界面活性剤の潤滑性や制電性などの特性を活用する
場合には、界面活性剤の付着量が多くてもよい。

ｌｊ＆［に付与する無機化合物の間としては繊維の重量
に対して、換算で０．０５へ・１５％好ましくは０．２
〜／２．０％が適用される。

本発明方法が適用される繊維どし゛（は、熱延伸及び／
又は熱処理時に融着性を示？Ｉｂのはすべて含まれる。

ここで１１１肴１’ｌどは、複数の１１１を繊維束とし
て熱延伸及び／又は熱処理した際、繊組間に融着Ｆ１１
分を形成ツる性質をいう。かかる本発明方法が適用され
る繊維としては例えばポリエチレン、ポリプロピレン、
ナイ［ｌン、ポリ−［ステルといつｌζ熱可塑性ポリマ
ー、あるいは部分硬化された熱硬化すと［樹脂等の繊維
があげられる。更に本発明方法が適用される繊維として
、近年高強力高モジコラスＩＡｉ（Ｉとして開発０１究
されている以下の如き繊維累月があげられる。

（１）下記繰返し中位 −Ｎ　Ｆ？、＋　　Ａ　ｒ＋　　Ｎ　Ｒ２ＣＯ−△ｒ、
−ＣＯ−及び／又は　−Ｎ　Ｒ３−△ｒ＋　−ＣＯ−（
ここで、Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３は水素及び／又は低級アルキ
ル基であり、Ａ　ｒ＋　、△ｒ２＋Ａｒ３は以下から選
ばれ１．Ｘ少くとも１１”ｆｉの芳香族残りを示′！１
゜ す １ ここで×は−ｏ−，−ｃ−，−ｓ−，−ｓ−１１１ を示ｔ　ｏｏ　　　　　　　　０ また、芳香族残基の水素原子はハロゲン原子及び、／又
はイ代級アルキル基で置換されていでもよい、１） で示される芳香族コポリアミドの繊維、例えば、面線及
び／又は平行軸の結合手を有する芳香族残基（例えばＰ
−）Ｊニレン、２．６ナフタレン、４．４′−シフ］ニ
ル等）からなる全芳香族ポリアミドに３．４−一ジノー
［ニルニーデル、　　４．４−−シフ■ニル１−チル、
ｍ−フェニレン等を共重合したり、更に芳＠族残基の水
素原子の一部をハロゲン原子及び／又は低級アルキル基
で買換することにより、繊１１ｆに成形した場合の延伸
性を高めた芳香族コポリアミドの繊維。

特に、前記Ａ　ｒ＋　、△ｒ２．Ａｒａの８０モル１′
Ｊ、十が、（Ｂ＞が１０〜４０モル％である芳香族コポ
リアミドの繊維。

（２）下記構成単位群 −Ｎ　’ｉ？＋　−Ａ　ｒ＋−Ｇ　Ｏ−’　Ｎ　ｌ−１
−Ｎ　Ｈ−−Ｎ　Ｒ２Ａ　ｒ＞　　Ｎ　Ｒ３− −Ｎ　Ｒ４−Ａ　ｒａ　−ＣＯ− −Ｃ〇−△ｒ４　Ｃ０− （ここで’ｉ？、＋、　’ｉ？ｑ、　Ｒ３，Ｆ’ｓは水
素原子及び／又は低級アルキル基であり、Ａ　ｒ＋　、
　Ａ　ｒ２　、　Ａ　ｒ＋　。

△ｒ４は以下から選ばれた少くとも一種の芳香族残基を
示す。

また、芳香族残基の水素原子はハロゲン原子及び／又は
低級アルキル基で置換されていてもよい） で示されるｙ′１査ｈχ−１ポリアミ１〜ヒドラジドか
らなる繊維。

例えば、ｌｒ１線及び７／又は平行４Ｎｂの結合手を有
づる芳ｉ／＆残基からなる全芳香族ポリアミドにヒトミ
ドヒドラジド繊維。

く３）下記構成甲イザ一群 ＣＩ−１３ −Ａｒ、Ｃｏ　　Ｎ　　Ｎ１１−Ｃ○−（ここ′ｃＡｒ
１．△ｒ２は以下から選ばれた少くとも１秒の芳香族残
塁を示す。

また、芳香族残基の水素原子はハロゲン原子、イ代級ア
ル４＝ル阜′ｃ置ｊ鉛されていて−しよい。）で示され
る芳香族Ａキサジアゾール／メチルヒドラジドコポリマ
ーから４する繊維。

例えば、以下の繰返し単位＋！Ｔ から４する芳香族オＡ−リージアゾール、／メｆルヒド
ラジドコボリマー繊維。

（４）光学異方竹熔融物を形成しうる熱可塑性重合体、
例えば全芳＠族コポリエステル、全芳香族ポリアゾメチ
ン等からなる織組。

上記（１）〜（３）の繊維においては、充分な性能を発
揮さＵるためには、繊維１間の融着が生成する如き高温
での熱延伸が必要であり、−した（４）の繊維において
は充分な高強Ｌσを得るためには繊維間の融着が生成づ
る蛸き高温でのかつ比較的長時間の熱処理が必要である
。

また例えばポリエチレンの如き熱可塑性繊維を高延伸（
８ｆｆ１１０〜５０（１：ｉ＞で延伸することにより、
高強力、高モジ−１ラス繊鞘を社・？る場合にａシいて
も多ノイラメン１−の繊維集合体で延伸操作を実施しよ
うどづると、単糸間の融着が避りられない３゜ｅ１発明
の効果 不発明方θ、をこれら熱延伸１時及び／又は熱処理時融
着竹を示す繊維に適用することにより、繊維セ１能を損
うことイア　＜、単糸間の融着を防止あるいは著しく低
減ηることが可能となり、特に繊維束を構成づる【■１
糸の故が多いどぎに大きな効果を得られること等、従来
法にない利点を有する。

ｆ、実施例 以下本発明方法を実施例によって説明覆る。ｈＪ５、以
１ぐの例にＪ５いＣ用いる主な特性値（ま次の如くであ
る。

（１）ポリく７−の固有粘度 Ｊ　Ｖ　（ｉｎｌ＋ｃｒｃｎｔ　　ｖｉｓｃｏｓｉｔｙ
　）オス１〜ワルド型詰度管を用い、溶媒のみの流下時
間を（０（秒〉、ポリマーの希薄溶液の流下１４間を１
　（秒）、該希薄溶液中のポリン−淵［朝をｃ（ｇ／ｄ
文）とすると、 ＩＶ　＝Ｉｎ（ｔ　／ｌｏ）／Ｃ（ｄＪ、／ｇ）で表わ
される。特に断わらない限り、溶媒は９７．５％硫酸、
ｃ　＝　０．５ｇ／ｄｅどし、３０℃で測定する。

（２）線肩ｔの引張特性 インストロン引張試験機により、初１ａ２５ｃｍ、引張
速度１０ｃｍ１分とし、２０℃、６５％Ｒｌ−１の雰囲
気中で何件曲線を測定する。これより強１ｉ＜ｇ／ｄａ
）、伸度（％）、Ａ７ング率（ｇ／ｄｏ）を締出（る。

（３）融着度、ｆ １７−ン中に本来存在すべき単糸数を、延伸又は熱処理
後のヤーンについて実際ｔこ数えられたフィシメン１〜
数で割った値を用いる。即ち延伸又は熱処理後のフィラ
メント１本が、平均の何本の単糸のハ（：盾で構成され
ているかを示？Ｊｏ測定は５カ所で測定し、その平均値
をｆとする。

実施例　１゜ 下記七ツマ一単位 ０　　　　　０ により（＾１成されるＩ’Ｖ＝３．１の芳香族コポリア
ミＩ・をＣ；ｉ　Ｃｕ　２を含イｊりるＮ・メヂル・２
−ピ［Ｊリドン（Ｎ　Ｉｖｌ　Ｐ　）に６手伝％溶解せ
しめたポリマー溶液を孔？￥０．２ｍｍ１０００孔の［
］金から９４０ｓ／分の吐出速度で押し出した。空気中
を約１０ｍｍ走行さけた後、５０”ＣＩ／）　Ｎ　Ｍ　
Ｐ／　水（３０／　７０ｍＨ２％　）　ノ凝固浴中で凝
固させ、３０ｍ／分の速度で引き取り、ひきつづさ！ｉ
　０　’Ｃの水浴で＞５１．浄した。水洗系を含水珪酸
アルミニウムの０．５％水分散コ〔１イ１〜１０す中に
（ＥＯ）３　ラｒ″ノリルフＡスフｊ−ドブＩ−リウム
ね１１）を４ｃｃの割合で混合した液に浸漬さけ、絞り
「１−ラーＣ絞−）た後、乾燥［コーラ−上で乾燥した
。

微細粒子の固形分としてのイ・」着量は乾燥糸重量に対
しで約０．６％Ｃあった。引きつづき、５００℃の熱板
１−で１２イ８に延沖し、油剤を付すした後巻き取った
。得られ！ご糸の物性を下表に示づが、比較例は（ＥＯ
）３ラウリルフオスノエ−１−ナトリウムを混合しない
含水珪酸アルミニウム０．５％水分散：１０イトのみを
使用しｌ〔場合である。

本発明　　　比較１９１ 繊度（ＣＩｅ）　　　　　　　　１４７５　　　　１４
７５強度（ｇ／　（１（り　　　　　　２５．８　　　
　２５．４伸度（％）　　　　　　　　　４，２　　　
　４．０初期１ニジ」ラス（’Ｊ　／　ｄｅ）　　Ｇ３
’、＋　　　　　６２８融着度（ｆ）　　　　　　　　
１．０２　　　　１．８５実施例　２゜ 実施例１において含水１１酸アルミニウムの水分散コＤ
イドの替りに、弗化珪酸マグネシウムの水分散１１　ｎ
イト、コロイダルシリカ（！３Ｊ、ひアルミナゾルを１
史用しｌこ。

弗化１１酸マグネシウム　シリカ　アルミナ繊度　（ｄ
ｅ）　　　　　　　　　１４９０　　　　４４９５　　
　１４８８強度（ｒ／／ｄｏ）　　　　２６．１　　　
２６．２　　２６．２伸度（％）　　　　　　　４．１
　　　４．１　　４．３初期モジュラス　　　６２０　
　　６１０　　６１０（！？／ｃｌｅ） ８１１着庶（ｆ　　）　　　　　　　１，０５．　　　
　１．０１　　１．０４上記表において（）は（ヒＯ）
３ラウリルノＡスノ■−１〜Ｎの塩を混合使用しない場
合の融着度を示づ。

実施例３゜ 実施例１において含水ＩＩ　Ｍアルミニウムの水分散コ
ロイド液中に水洗系を浸漬させ絞りローラーで絞□）’
−（１００℃（・３秒間乾燥さけた後（ＥＯ）３ラウリ
ルフＡスフＪ−トナト・リウムＪＲ，１５％水溶液をロ
ーラーを介して糸重吊比０：１％塗イロした。１ｑられ
た糸の１１能は実施例の結束とほぼ同じであつＩこ　。

実施例　４へ・６．比較例４−６゜ 次表に示すポリマー溶液を実施例１に準じて防糸延伸Ｃ
だ。（ｎ　Ｌ、各実施例とも吐出ωは最終デニール（こ
合うように調整した。

微細粒子の固形分としての付着１ｆ４はいづれも乾燥糸
ｍｌにり・１し約０．５％であった。次表に延伸条件と
共に延伸糸の特性を示覆。また比較例として含水１１：
　酸アルミニウムく水分散コロイドのみを使用した場合
）を比軸例とし′（示ツ。

比較例の繊維はい４“れも単糸間融着により、柔軟性に
欠（プるものであった。

実施例　７゜ 構成単位 〜ｏ−，Ｑｏ−ｏ−２５上ル％ ℃Ｃ測定）の仝芳香族ポリエステルを紡糸温度３３０°
Ｃで孔径０　、５　ｍｍ中、孔数５０を有する紡糸口金
より　８．５９　／　ｍｉｎで空気中に押し出し２５０
ｍ／分で巻き取った。

得られＩこ糸条を１％の１１酸アルミニウムマグネシウ
ム水分散液１０文中に（ＥＯ）３ラウリルフＡスフエー
トＮａ堪を２ＣＣの割合で混合した液に浸漬し、乾燥し
た後、カレ枠に響き取った。カセ枠に巻いＩｃまま窒素
気流中２５０℃で１時間、２６０℃で１時間、２７０℃
で１時間、２８０℃１時間、２９゜°Ｃ１時間、３００
℃で３時間熱処理した。

熱５１！！理前及び熱処理後のＶ−ンの特性を以下に示
す。

未熟処理系　　熱処理系 繊度（（Ｉｅ）　　　’　　　　　　３０３　　　　　
２７５強＋！Ｉ　（ｓｙ　／ｄｅ）　　　　　　／ｌ、
ｏ　　　　　　　２０伸度（％）　　　　　　　　１．
Ｉ　　　　　　Ｌ１モジコラス（！７　／ｄｅ）　　　
４００　　　　　３９０融＠摩　ｆ　　　　　　　　１
．００　　　　　１．０２比較例　６゜ （ＥＯ）３ラウリルフＡスフｔ−ｈＮａ塩を混合使用し
ない以外は実施例６と同様に紡糸熱処理したところ、得
られた糸の融着度［は２．５で極めて品位の悪いもので
あった。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、熱延伸および／２１：たは熱処理時に融着性を有す
   る繊維の表面に親水ゲル形成性無機化合物のコ［ｌイド
   ど界面活１シ１剤とを同時に、または別々に付怖し、し
   かる後乾燥することを特徴とする繊維表面改質法。 ２、界面活１イ１剤がアニオン系界面活性剤である特許
   請求範囲第１項記載の繊維表面改質法。 ３、親水ゲル形成性無機化合物が珪酸化合物である特許
   請求範囲第１項又は第２項記載のｍ維表面改質法。 ４、親水ゲル形成＋１１無機化合物が含水珪酸アルミニ
   ウム又は弗化珪酸マグネシウムである特許請求範囲第１
   １ｎ又は第２項記載の繊維表面改質法。 ５、親水ゲル形成性無機化合物のコロイドがコロイダル
   シリアＪ　、又はアルミナゾルである特許請求範囲第１
   項又は第２項記載の繊維表面改質法。 ６、繊維表面の親水ゲル形成性無機化合物のコロイドと
   界面活性剤を同時にまたは順次イ・」チしＩこ後、該４
   １ｉ　糾を熱延伸及び／又は熱処理する特許請求範囲第
   １項又は第２項記載の繊維表面改質法。 ７、繊維が下記繰返し単位 −Ｎ　Ｒ＋−−Δｎ　　ｘｒｓ２　　ｃｏ　　Ａｒ２Ｃ
   ；’Ｏ−及び／又は −Ｎ　Ｑ３−　Ａ　ｒ３−ＣＯ− で示される芳香族］ポリアトからなる合成繊維である特
   ム１６＾求の範囲第１項、第６項の何れかに記載の繊維
   表面改質法。 ８、△ｒ１．Ａｒ９．Δｒ、の８（）［ル％以上が下記
   芳香族残基 １これらの芳香族残基の水素原子はハロゲン原子及び／
   又は低級アルキル基で置換されてｌ、）Ｃもよい］ であり、かつ構成中位（Ｂ）のモル％が１０〜４０％で
   ある特許請求の範囲第７項記載の繊維表面改質ン去　。 ９、　ｋｌ、　Ｒｙ、　ｋ！：＋がＪへて水素原子であ
   る特許請求の範囲第７項又は第８項記載の繊維表面改質
   法。 １０、繊維が下記構成」）１位群 −ＮＲ＋　　Ａｒｔ　　Ｇｏ−ＮＨＮＨ−（Ｃ）−Ｎ１
   ２ｚ　　Ａｒ２−ＮＲ３’　　　　　　　（Ｄ）−ＮＰ
   ４　　Ａｒ５−Ｇｏ　−（Ｅ　）−ＣＯ−Ａｒ４−ＣＯ
   −（Ｆ　） で示される芳香族］ポリアミドヒドラジドからなる合成
   繊維である特許請求の範囲第１項〜第６項の何れかに記
   載の繊維表面改質法。 １１、　Ａｎ、　Ａｒ’２．　Ａｒ３．　Ａｒｓの８０
   モル％以上がＰ−フェニレン残基ｅある特許請求の範囲
   第１０項記載の繊維表面改質法。 １２、　ｔ？＋、　’？２．　Ｒ３がすべて水素原子で
   ある特許請求の範囲第１０項又は第１１項記載の繊維表
   面改質法。 １３、繊維か上記（１４成単位群 −Ｎ ＋１．　　ＩＩ −Ａ　ｒ＋　−ＣＣ（Ｇ　） ゝ。′ １１３ −　Ａ　ｒｌ−ＣＯ−Ｎ−Ｎ　ｌ−１−ＣＯ−（Ｈ）と ｒ示される芳？’ｚ　ＭΔキリジアゾール／メブルヒド
   ランドＴ１小ウリマーある合成繊維がある特許請求の範
   囲第ｉ　］ｊｊｌ・・・第６Ｊｎの何れかに記載の繊１
   １（表面改質法、。 １４、Ａｒｔ、Ａｒ２のｔル％以１がＰ−フェニレン残
   基で′ある特許請求の範囲第１３項記載の繊維表面改質
   ン人。 １５、繊維が光学的異方性溶融物を形成し得る熱可塑性
   重合体からなる合成繊維である特許請求の範囲第１項〜
   第６項の何れかに記載の繊維表面改質ン去　。 １６、熱可塑１イ１重合体が芳香族ポリ［スプルである
   特許請求の範囲第１５項記載の繊維表面改質法。 １７、熱可塑性重合体が芳香族ポリアゾメチンである特
   許請求の範囲第１５項記載の表面改質法。