KR20160140951A

KR20160140951A - 착색된 유기 섬유, 패브릭 및 의료, 및 패브릭의 제조 방법

Info

Publication number: KR20160140951A
Application number: KR1020167031358A
Authority: KR
Inventors: 히로키 시마다; 사오리 구로다; 겐지 이와시타
Original assignee: 데이진 가부시키가이샤
Priority date: 2014-04-14
Filing date: 2015-04-06
Publication date: 2016-12-07
Also published as: EP3133204A4; RU2016144442A; TW201606150A; BR112016023687A2; JP6355720B2; JPWO2015159749A1; WO2015159749A1; CN106232898B; CA2945737A1; AU2015247107B2; CN106232898A; EP3133204B1; MX2016013384A; JP6570703B2; RU2016144442A3; AU2015247107A1; EP3133204A1; US20190226122A1; JP2018138713A; US20170037543A1

Abstract

과제는, 착색된 유기 섬유이며 농색이면서 또한 난연성이 우수한 유기 섬유 및 해당 유기 섬유를 사용하여 이루어지는 패브릭 및 의료 및 패브릭의 제조 방법을 제공하는 것이며, 해결 수단은, 착색된 유기 섬유에 있어서, 캐리어제의 함유율을 섬유 질량 대비 1.8질량％ 이하로 하고, 필요에 따라 패브릭이나 의료를 얻는 것이다.

Description

착색된 유기 섬유, 패브릭 및 의료, 및 패브릭의 제조 방법{COLORED ORGANIC FIBER, FABRIC AND CLOTHING AND METHOD FOR MANUFACTURING FABRIC}

본 발명은 착색된 유기 섬유이며, 농색이면서 또한 난연성이 우수한 유기 섬유 및 해당 유기 섬유를 사용하여 이루어지는 패브릭 및 의료(衣料) 및 패브릭의 제조 방법에 관한 것이다.

종래, 메타형 방향족 폴리아미드 섬유 등의 유기 섬유를 포함하는 난연성 패브릭을 착색하는 방법으로서, 유기 섬유에 안료를 함유시키는 방법이나 캐리어제를 사용하여 패브릭을 염색하는 방법이 알려져 있다.

그러나, 유기 섬유에 안료를 함유시키는 방법에서는, 농색성이 우수한 것을 얻는 것이 곤란했다. 한편, 캐리어제를 사용하여 염색하는 방법으로는, 난연성의 관점에서 충분하다고는 할 수 없었다.

이러한 문제를 해결하기 위하여, 예를 들어 특허문헌 1 내지 3에서는, 심초 구조사를 사용하는 것이 제안되고 있다. 그러나, 심초 구조사를 사용하면, 시간이나 비용을 많이 소비해 버린다는 문제나, 난연성이 떨어지는 통상의 합성 섬유를 초사로 사용할 필요가 있기 때문에 난연성의 관점에서 충분하지 않다는 문제가 있었다. 또한, 예를 들어 특허문헌 4에서는, 캐리어제를 사용하여 패브릭을 염색한 후, 세정하는 것이 제안되고 있으나, 난연성의 관점에서 아직 충분하다고는 할 수 없었다.

일본 특허 공개 제2009-249758호 공보 일본 특허 공개 제2009-209488호 공보 일본 특허 공개 제2003-147651호 공보 일본 특허 공개 제2012-207348호 공보

본 발명은 상기한 배경을 감안하여 이루어진 것이며, 그의 목적은, 착색된 유기 섬유이며 농색이면서 또한 난연성이 우수한 유기 섬유 및 해당 유기 섬유를 사용하여 이루어지는 패브릭 및 의료 및 패브릭의 제조 방법을 제공하는 데 있다.

본 발명자는 상기한 과제를 달성하기 위하여 예의 검토한 결과, 캐리어제를 사용하여 염색한 유기 섬유에 있어서, 유기 섬유에 잔류하는 캐리어제의 양을 저감시킴으로써 농색이면서 또한 난연성이 우수한 유기 섬유가 얻어지는 것을 발견하고, 더욱 예의 검토를 거듭함으로써 본 발명을 완성하기에 이르렀다.

이리하여, 본 발명에 따르면 「착색된 유기 섬유이며, 캐리어제의 함유율이 섬유 질량 대비 1.8질량％ 이하인 것을 특징으로 하는 착색된 유기 섬유.」가 제공된다.

그 때, 상기 캐리어제의 함유율이 섬유 질량 대비 0.1 내지 1.8질량％의 범위 내인 것이 바람직하다. 또한, 상기 캐리어제가, DL-β-에틸페네틸알코올, 2-에톡시벤질알코올, 3-클로로벤질알코올, 2,5-디메틸벤질알코올, 2-니트로벤질알코올, p-이소프로필벤질알코올, 2-메틸페네틸알코올, 3-메틸페네틸알코올, 4-메틸페네틸알코올, 2-메톡시벤질알코올, 3-요오도벤질알코올, 신남알코올, p-아니실알코올, 벤즈히드롤, 벤질알코올, 프로필렌글리콜페닐에테르, 에틸렌글리콜페닐에테르 및 N-메틸포름아닐리드로 이루어지는 군으로부터 선택되는 어느 1종 이상인 것이 바람직하다. 또한, 상기 유기 섬유가, 메타형 전체 방향족 폴리아미드 섬유, 파라형 전체 방향족 폴리아미드 섬유, 폴리벤즈옥사졸(PBO) 섬유, 폴리벤즈이미다졸(PBI) 섬유, 폴리벤즈티아졸(PBTZ) 섬유, 폴리이미드(PI) 섬유, 폴리술폰아미드(PSA), 폴리에테르에테르케톤(PEEK) 섬유, 폴리에테르이미드(PEI) 섬유, 폴리아릴레이트(PAr) 섬유, 멜라민 섬유, 페놀 섬유, 불소계 섬유, 폴리페닐렌술피드(PPS) 섬유로 이루어지는 군으로부터 선택되는 어느 1종인 것이 바람직하다.

또한, 상기 유기 섬유가, 결정화도가 15 내지 25％인 메타형 전체 방향족 폴리아미드 섬유인 것이 바람직하다. 또한, 상기 유기 섬유가, 잔존 용매량이 1.0질량％ 이하인 메타형 전체 방향족 폴리아미드 섬유인 것이 바람직하다. 또한, 상기 유기 섬유가, 잔존 용매량이 0.1질량％ 이하인 메타형 전체 방향족 폴리아미드 섬유인 것이 바람직하다. 그 때, 상기 잔존 용매가, N,N-디메틸포름아미드, N,N-디메틸아세트아미드, N-메틸-2-피롤리돈, 디메틸술폭시드로 이루어지는 군으로부터 선택되는 어느 하나인 것이 바람직하다.

또한, 상기 유기 섬유가 메타형 전체 방향족 폴리아미드 섬유이면서, 또한 해당 메타형 전체 방향족 폴리아미드 섬유를 형성하는 메타형 전체 방향족 폴리아미드가, 하기의 식 (1)로 표시되는 반복 구조 단위를 포함하는 방향족 폴리아미드 골격 중에, 반복 구조의 주된 구성 단위와는 상이한 방향족 디아민 성분 또는 방향족 디카르복실산할라이드 성분을, 제3 성분으로서 방향족 폴리아미드의 반복 구조 단위의 전량에 대하여 1 내지 10㏖％가 되도록 공중합시킨 방향족 폴리아미드인 것이 바람직하다.

여기서, Ar1은 메타 배위 또는 평행축 방향 이외에 결합기를 갖는 2가의 방향족 기이다.

그 때, 제3 성분이 되는 방향족 디아민이 식 (2), (3) 또는 방향족 디카르복실산할라이드가 식 (4), (5)인 것이 바람직하다.

여기서, Ar2는 Ar1과는 상이한 2가의 방향족 기, Ar3은 Ar1과는 상이한 2가의 방향족 기, Y는 산소 원자, 황 원자, 알킬렌기로 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 1종의 원자 또는 관능기이며, X는 할로겐 원자를 나타낸다.

또한, 본 발명에 따르면, 상기 착색된 유기 섬유를 포함하는 패브릭이 제공된다. 그 때, 패브릭이, 폴리에스테르 섬유, 셀룰로오스 섬유, 폴리아미드 섬유, 폴리올레핀 섬유, 아크릴 섬유, 레이온 섬유, 코튼 섬유, 수모 섬유, 폴리우레탄 섬유, 폴리염화비닐 섬유, 폴리염화비닐리덴 섬유, 아세테이트 섬유 및 폴리카르보네이트 섬유로 이루어지는 군으로부터 선택되는 어느 1종 이상을 포함하는 것이 바람직하다. 또한, 패브릭을 구성하는 어느 한 섬유가 난연제를 포함하는 것이 바람직하다. 또한, 패브릭을 구성하는 어느 한 섬유가 자외선 흡수제 또는 자외선 반사제를 포함하는 것이 바람직하다. 또한, 패브릭의 단위 면적당 중량이 300g/㎡ 이하인 것이 바람직하다. 또한, LOI가 26 이상인 것이 바람직하다. 또한, 수직 연소 시험(JIS L1091A-4법 3s 접염)으로 잔염 시간 1초 이하인 것이 바람직하다. 또한, 명도 지수 L값이 80 이하인 것이 바람직하다.

또한, 본 발명에 따르면, 상기 패브릭을 사용하여 이루어지는 의료가 제공된다.

또한, 본 발명에 따르면, 상기 착색된 유기 섬유를 포함하는 패브릭의 제조 방법이며, 유기 섬유를 포함하는 패브릭을, 캐리어제를 사용하여 염색한 후, 해당 패브릭을 온도 90 내지 140℃의 열수로 10 내지 30분간 세정함으로써 상기 유기 섬유에 포함되는 캐리어제의 함유율을 섬유 질량 대비 1.8질량％ 이하로 하는 패브릭의 제조 방법이 제공된다.

본 발명에 따르면, 착색된 유기 섬유이며 농색이면서 또한 난연성이 우수한 유기 섬유 및 해당 유기 섬유를 사용하여 이루어지는 패브릭 및 의료 및 패브릭의 제조 방법이 얻어진다.

이하, 본 발명의 실시 형태에 대하여 상세하게 설명한다. 먼저, 본 발명은 착색된 유기 섬유를 대상으로 한다. 이러한 유기 섬유에 있어서, 캐리어제의 함유율이 섬유 질량 대비 1.8질량％ 이하이다.

여기서, 상기 캐리어제는 염색 보조제이며, 팽윤제라고도 칭해진다. 이러한 캐리어제의 종류는 특별히 한정되지 않는다. 구체적으로는, L-β-에틸페네틸알코올, 2-에톡시벤질알코올, 3-클로로벤질알코올, 2,5-디메틸벤질알코올, 2-니트로벤질알코올, p-이소프로필벤질알코올, 2-메틸페네틸알코올, 3-메틸페네틸알코올, 4-메틸페네틸알코올, 2-메톡시벤질알코올, 3-요오도벤질알코올, 신남알코올, p-아니실알코올, 벤즈히드롤, 벤질알코올, 프로필렌글리콜페닐에테르, 에틸렌글리콜페닐에테르, N-메틸포름아닐리드 등이 예시된다.

본 발명의 착색된 유기 섬유에 있어서, 유기 섬유의 종류는 특별히 한정되지 않지만, 우수한 난연성을 얻는 데 있어서, 메타형 전체 방향족 폴리아미드 섬유, 파라형 전체 방향족 폴리아미드 섬유, 폴리벤즈옥사졸(PBO) 섬유, 폴리벤즈이미다졸(PBI) 섬유, 폴리벤즈티아졸(PBTZ) 섬유, 폴리이미드(PI) 섬유, 폴리술폰아미드(PSA), 폴리에테르에테르케톤(PEEK) 섬유, 폴리에테르이미드(PEI) 섬유, 폴리아릴레이트(PAr) 섬유, 멜라민 섬유, 페놀 섬유, 불소계 섬유, 폴리페닐렌술피드(PPS) 섬유 등이 바람직하다.

그 중에서도, 메타형 전체 방향족 폴리아미드 섬유가 바람직하다. 메타형 전체 방향족 폴리아미드 섬유란, 그 반복 단위의 85몰％ 이상이 m-페닐렌이소프탈아미드인 중합체를 포함하는 섬유이다. 이러한 메타형 전체 방향족 폴리아미드는, 15몰％ 미만의 범위 내에서 제3 성분을 포함한 공중합체이어도 지장이 없다.

이러한 메타형 전체 방향족 폴리아미드는, 종래부터 공지의 계면 중합법에 의해 제조할 수 있다. 그 중합체의 중합도로서는, 0.5g/100ml의 농도의 N-메틸-2-피롤리돈 용액으로 측정한 고유 점도(I.V.)가 1.3 내지 1.9dl/g의 범위인 것이 바람직하게 사용된다.

상기 메타형 전체 방향족 폴리아미드에는 알킬벤젠술폰산오늄염이 함유되어 있을 수도 있다. 알킬벤젠술폰산오늄염으로서는, 헥실벤젠술폰산테트라부틸포스포늄염, 헥실벤젠술폰산트리부틸벤질포스포늄염, 도데실벤젠술폰산테트라페닐포스포늄염, 도데실벤젠술폰산트리부틸테트라데실포스포늄염, 도데실벤젠술폰산테트라부틸포스포늄염, 도데실벤젠술폰산트리부틸벤질암모늄염 등의 화합물이 바람직하게 예시된다. 그 중에서도 도데실벤젠술폰산테트라부틸포스포늄염, 또는 도데실벤젠술폰산트리부틸벤질암모늄염은, 입수하기 쉽고, 열적 안정성도 양호한 데다가, N-메틸-2-피롤리돈에 대한 용해도도 높기 때문에 특히 바람직하게 예시된다.

상기 알킬벤젠술폰산오늄염의 함유 비율은, 충분한 염색성의 개량 효과를 얻기 위하여, 폴리-m-페닐렌이소프탈아미드에 대하여 2.5몰％ 이상, 바람직하게는 3.0 내지 7.0몰％의 범위에 있는 것이 바람직하다.

또한, 폴리-m-페닐렌이소프탈아미드와 알킬벤젠술폰산오늄염을 혼합하는 방법으로서는, 용매 중에 폴리-m-페닐렌이소프탈아미드를 혼합, 용해하고, 거기에 알킬벤젠술폰산오늄염을 용매에 용해하는 방법 등이 사용되며, 그 어느 것을 사용할 수도 있다. 이와 같이 하여 얻어진 도프는, 종래부터 공지의 방법에 의해 섬유에 형성된다.

메타형 전체 방향족 폴리아미드 섬유에 사용하는 중합체는, 염착성이나 내변 퇴색성을 향상시키거나 할 목적으로, 하기의 식 (2)로 표시되는 반복 구조 단위를 포함하는 방향족 폴리아미드 골격 중에, 반복 구조의 주된 구성 단위와는 상이한 방향족 디아민 성분 또는 방향족 디카르복실산할라이드 성분을, 제3 성분으로서 방향족 폴리아미드의 반복 구조 단위의 전량에 대하여 1 내지 10㏖％가 되도록 공중합시키는 것도 가능하다.

또한, 제3 성분으로서 공중합시키는 것도 가능하고, 식 (2), (3)에 표시된 방향족 디아민의 구체예로서는, 예를 들어 p-페닐렌디아민, 클로로페닐렌디아민, 메틸페닐렌디아민, 아세틸페닐렌디아민, 아미노아니시딘, 벤지딘, 비스(아미노페닐)에테르, 비스(아미노페닐)술폰, 디아미노벤즈아닐리드, 디아미노아조벤젠 등을 들 수 있다. 식 (4), (5)에 표시한 바와 같은 방향족 디카르복실산디클로라이드의 구체예로서는, 예를 들어 테레프탈산클로라이드, 1,4-나프탈렌디카르복실산클로라이드, 2,6-나프탈렌디카르복실산클로라이드, 4,4'-비페닐디카르복실산클로라이드, 5-클로로이소프탈산클로라이드, 5-메톡시이소프탈산클로라이드, 비스(클로로카르보닐페닐)에테르 등을 들 수 있다.

또한, 메타형 전체 방향족 폴리아미드 섬유의 결정화도는, 염료의 흡진성이 좋고, 더 적은 염료로 또는 염색 조건이 약해도 원하는 색으로 조정하기 쉽다는 점에서, 5 내지 35％인 것이 바람직하다. 나아가, 염료의 표면 편재가 일어나기 어려워 내변 퇴색성도 높은 점 및 실용상 필요한 치수 안정성도 확보할 수 있는 점에서 15 내지 25％인 것이 보다 바람직하다.

또한, 메타형 전체 방향족 폴리아미드 섬유의 잔존 용매량은, 메타형 전체 방향족 폴리아미드 섬유의 우수한 난연 성능을 손상시키지 않는 점 및 염료의 표면 편재가 일어나기 어려워 내변 퇴색성도 높은 점에서 1.0질량％ 이하(보다 바람직하게는 0.1질량％ 이하, 더욱 바람직하게는 0.01 내지 0.09질량％)인 것이 바람직하다.

상기 메타형 전체 방향족 폴리아미드 섬유는 이하의 방법에 의해 제조할 수 있고, 특히 후술하는 방법에 의해, 결정화도나 잔존 용매량을 상기 범위로 할 수 있다.

메타형 전체 방향족 폴리아미드 중합체의 중합 방법으로서는, 특별히 한정되지 않는다. 예를 들어 일본 특허 공고(소) 35-14399호 공보, 미국 특허 제3360595호 공보, 일본 특허 공고(소) 47-10863호 공보 등에 기재된 용액 중합법, 계면 중합법을 사용할 수도 있다.

방사 용액으로서는, 특별히 한정되지 않는다. 상기 용액 중합이나 계면 중합 등에서 얻어진, 방향족 코폴리아미드 중합체를 포함하는 아미드계 용매 용액을 사용할 수도 있고, 상기 중합 용액으로부터 해당 중합체를 단리하고, 이것을 아미드계 용매에 용해한 것을 사용할 수도 있다.

여기서, 상기 아미드계 용매로서는, N,N-디메틸포름아미드, N,N-디메틸아세트아미드, N-메틸-2-피롤리돈, 디메틸술폭시드 등을 예시할 수 있지만, 특히 N,N-디메틸아세트아미드가 바람직하다.

얻어진 공중합 방향족 폴리아미드 중합체 용액은, 알칼리 금속염 또는 알칼리 토금속염을 더 포함함으로써 안정화되고, 보다 고농도, 저온에서의 사용이 가능해져 바람직하다. 바람직하게는 알칼리 금속염 및 알칼리 토금속염이 중합체 용액의 전체 중량에 대하여 1중량％ 이하, 보다 바람직하게는 0.1중량％ 이하이다.

방사·응고 공정에 있어서는, 상기에서 얻어진 방사액(메타형 전체 방향족 폴리아미드 중합체 용액)을 응고액 중에 방출하여 응고시킨다.

방사 장치로서는 특별히 한정되는 것은 아니며, 종래 공지의 습식 방사 장치를 사용할 수 있다. 또한, 방사 구금의 방사 구멍 수, 배열 상태, 구멍 형상 등은 특별히 한정되지 않는다. 예를 들어, 구멍 수가 1000 내지 30000개, 방사 구멍 직경이 0.05 내지 0.2㎜인 스테이플 파이버용의 다홀 방사 구금 등을 사용할 수도 있다.

또한, 방사 구금으로부터 방출할 때의 방사액(메타형 전체 방향족 폴리아미드 중합체 용액)의 온도는 20 내지 90℃의 범위가 바람직하다.

섬유를 얻기 위하여 사용하는 응고욕으로서는, 실질적으로 무기염을 포함하지 않는, 아미드계 용매(바람직하게는 NMP)의 농도가 45 내지 60질량％인 수용액을, 욕액의 온도 10 내지 50℃의 범위에서 사용하는 것이 바람직하다. 아미드계 용매(바람직하게는 NMP)의 농도가 45질량％ 미만에서는 스킨이 두꺼운 구조가 되어 버려, 세정 공정에서의 세정 효율이 저하되어, 섬유의 잔존 용매량을 저감시키는 것이 곤란해질 우려가 있다. 한편, 아미드계 용매(바람직하게는 NMP)의 농도가 60질량％를 초과하는 경우에는, 섬유 내부에 이르기까지 균일한 응고를 행할 수 없고, 이로 인해 역시 섬유의 잔존 용매량을 저감시키는 것이 곤란해질 우려가 있다. 또한, 응고욕 중으로의 섬유의 침지 시간은 0.1 내지 30초의 범위가 바람직하다.

계속해서, 아미드계 용매, 바람직하게는 NMP의 농도가 45 내지 60질량％인 수용액이며, 욕액의 온도를 10 내지 50℃의 범위로 한 가소 연신욕 중에서, 3 내지 4배의 연신 배율로 연신을 행하는 것이 바람직하다. 연신 후, 10 내지 30℃의 NMP의 농도가 20 내지 40질량％인 수용액, 계속하여 50 내지 70℃인 온수욕을 통하여 충분히 세정을 행하는 것이 바람직하다.

세정 후의 섬유는, 온도 270 내지 290℃에서 건열 처리를 실시하여, 상기 결정화도 및 잔존 용매량의 범위를 만족하는 메타형 전체 방향족 아라미드 섬유를 얻을 수 있다.

본 발명의 착색된 유기 섬유에 있어서, 섬유는 장섬유(멀티 필라멘트)일 수도 있고 단섬유일 수도 있다. 특히, 다른 섬유와 혼방하는 데 있어서 섬유 길이 25 내지 200㎜의 단섬유가 바람직하다. 또한, 유기 섬유의 단섬유 섬도로서는 1 내지 5dtex의 범위가 바람직하다.

본 발명의 착색된 유기 섬유에 있어서, 착색 방법으로서는 캐리어제를 사용한 염색 방법이 바람직하다. 특히, 우수한 농색성을 얻는 데 있어서 양이온 염료를 사용하여 염색하는 방법이 바람직하다. 염색 공정의 조건은 특별히 한정되지 않는다.

이러한 착색된 유기 섬유에 있어서, 캐리어제의 함유율이 섬유 질량 대비 1.8질량％ 이하(바람직하게는 0.1 내지 1.8질량％, 보다 바람직하게는 0.1 내지 1.0질량％, 더욱 바람직하게는 0.3 내지 0.9질량％)인 것이 중요하다. 해당 함유율이 1.8질량％보다도 크면 난연성이 손상될 우려가 있다. 반대로, 해당 함유율이 0.1중량％보다도 작으면, 우수한 농색성을 얻지 못하게 되거나, 후술하는 열수 세정 공정이 복잡해질 우려가 있다.

캐리어제의 함유율을 낮추는 방법으로서는, 예를 들어 염색한 패브릭을, 필요에 따라 환원 세정한 후, 온도 90 내지 140℃(보다 바람직하게는 110 내지 140℃)의 열수로, 10 내지 30분간, 열수 세정하는 방법이 예시된다.

이어서, 본 발명의 패브릭은 상기 착색된 유기 섬유를 포함하는 패브릭이다. 이러한 패브릭은 상기 착색된 유기 섬유만으로 구성되어 있을 수도 있지만, 또한, 폴리에스테르 섬유, 셀룰로오스 섬유, 폴리아미드 섬유, 폴리올레핀 섬유, 아크릴 섬유, 레이온 섬유, 코튼 섬유, 수모 섬유, 폴리우레탄 섬유, 폴리염화비닐 섬유, 폴리염화비닐리덴 섬유, 아세테이트 섬유, 폴리카르보네이트 섬유 등의 다른 섬유가 포함되어 있을 수도 있다.

그 때, 패브릭에 포함되는 메타형 전체 방향족 폴리아미드 섬유가 패브릭 질량에 대하여 50질량％ 이상이면 우수한 난연성이 얻어져 바람직하다. 용도나 사용의 요구에 따라, 상기 난연 섬유, 합성 섬유, 재생 섬유, 천연 섬유를 임의로 혼합할 수 있다. 보다 구체적인 예로서는, 메타형 전체 방향족 폴리아미드 섬유가 50 내지 98질량％, 폴리에스테르 섬유가 2 내지 50질량％, 셀룰로오스계 질량 섬유가 0 내지 50％의 혼율로서 염색성과 쾌적성을 겸비하도록 할 수도 있다. 중시하는 성능에 따라 비율을 조정할 수도 있다.

또한, 패브릭을 구성하는 어느 한 섬유에 난연제를 포함시키거나, 자외선 흡수제나 자외선 반사제를 포함시키는 것도 바람직하다. 그 때, 상기 자외선 흡수제에 있어서, 물에 대한 용해도가 0.04㎎/L 이하인 것이 바람직하다. 물에 대한 용해도가 0.04㎎/L보다도 크면 캐리어제를 사용하여 염색할 때에 자외선 흡수제가 용출되어 버려, 염색 후의 내광성이 저하될 우려가 있다.

상기 패브릭을 제조하는 방법은, 특별히 한정되지 않는다. 예를 들어, 상기 유기 섬유(또는 상기 유기 섬유와 다른 섬유)를 사용하여 방적사를 얻은 후, 단사 또는 쌍사로 편직 또는 편성한 후, 캐리어제를 사용하여 염색하고, 상기 방법으로 열수 세정하면 된다.

그 때, 패브릭의 조직으로서는, 평직, 능직, 새틴, 이중직 등의 직물이 바람직하지만, 편물이나 부직포일 수도 있다. 패브릭의 제조 방법은 특별히 한정되지 않는다. 예를 들어, 레피어 직기나 그리퍼 직기 등 공지의 직편기를 사용할 수 있다.

얻어진 패브릭은, 상기 유기 섬유를 사용하고 있으므로 농색성과 난연성이 우수하다. 그 때, 농색성으로서는 명도 지수 L값으로 80 이하(보다 바람직하게는 52.5 이하, 더욱 바람직하게는 10 내지 52.3)인 것이 바람직하다. 또한, 난연성으로서는 LOI가 26 이상(보다 바람직하게는 26 내지 40)인 것이 바람직하다. 또한, 수직 연소 시험(JIS L1091 A-4법 3초 접염)으로, 잔염 시간이 25초 이하(보다 바람직하게는 1초 이하)인 것이 바람직하다.

또한, 상기 패브릭에 있어서, 단위 면적당 중량이 300g/㎡ 이하(바람직하게는 50 내지 250g/㎡)인 것이 바람직하다. 이러한 단위 면적당 중량이 300g/㎡보다도 크면 패브릭의 경량성이 손상될 우려가 있다.

이어서, 본 발명의 의료는 상기 패브릭을 사용하여 이루어지는 의료이다. 이러한 의료에는, 방호복, 소방복, 방화복, 구조복, 활동복, 집무복, 모터 스포츠용 레이싱 슈트, 작업복, 장갑, 모자, 베스트 등이 포함된다. 또한, 상기 작업복에는, 제철소나 철강 공장에서 작업할 때에 착용되는 작업복, 용접 작업용 작업복, 방폭 구역에 있어서의 작업복 등이 포함된다. 또한, 상기 장갑에는 정밀 부품을 다루는 항공기 산업, 정보 기기 산업, 정밀 기기 산업 등에서 사용되는 작업 장갑 등이 포함된다.

또한, 상기 패브릭은 커튼, 카시트, 가방 등 섬유 제품에 사용할 수도 있다.

실시예

이하, 실시예를 들어 본 발명을 상세하게 설명한다. 본 발명은 이들에 의해 전혀 한정되는 것은 아니다. 또한, 실시예 중의 각 물성은 하기의 방법에 의해 측정한 것이다.

(1) 패브릭의 난연성(수직 연소 시험)

JIS L1091 A-4법(3초 접염)에 기초하여, 잔염 시간(초)을 평가했다.

(2) 잔존 용매량

섬유를 약 8.0g 채취하고, 105℃에서 120분간 건조시킨 후에 데시케이터 내에서 방냉하고, 섬유 질량(M1)을 칭량했다. 계속해서, 이 섬유에 대하여, 메탄올 중에서 1.5시간, 속슬렛 추출기를 사용하여 환류 추출을 행하고, 섬유 중에 포함되는 아미드계 용매의 추출을 행했다. 추출을 종료한 섬유를 취출하고, 150℃에서 60분간 진공 건조시킨 후에 데시케이터 내에서 방냉하고, 섬유 질량(M2)을 칭량했다. 섬유 중에 잔존하는 용매량(아미드계 용매 질량)은, 얻어지는 M1 및 M2를 사용하여, 하기 식에 의해 산출했다.

잔존 용매량(％)=[(M1-M2)/M1]×100

(3) 결정화도

X선 회절 측정 장치(리가크사제 RINT TTRIII)를 사용하여, 원섬유를 약 1㎜ 직경의 섬유 다발로 가지런히 맞추어 섬유 시료대에 장착하여 회절 프로파일을 측정했다. 측정 조건은, Cu-Kα선원(50kV, 300mA), 주사 각도 범위 10 내지 35°, 연속 측정 0.1° 폭 계측, 1°/분 주사로 행했다. 실측된 회절 프로파일로부터 공기 산란, 비간섭성 산란을 직선 근사로 보정하여 전체 산란 프로파일을 얻었다. 이어서, 전체 산란 프로파일로부터 비정질 산란 프로파일을 차감하여 결정 산란 프로파일을 얻었다. 결정화도는, 결정 산란 프로파일의 면적 강도(결정 산란 강도)와 전체 산란 프로파일의 면적 강도(전체 산란 강도)로부터, 다음 식에 의해 구했다.

결정화도(％)=[결정 산란 강도/전체 산란 강도]×100

(4) 잔존 캐리어제량

측정법: 섬유 시료를 포함하는 GC/MS 샘플을 샘플 튜브에 채워 ATD로 측정했다. 정성 분석으로 캐리어제를 확인한 후, 이하의 조건에서 정량 분석했다.

검량선 다우아놀 PPH 10.180㎎/ml(n-헥산) 0.50·0.75·1.00μl

Column: DB-5ms 0.25㎜×28m

Carrier: He

Inject: ATD 350℃×20min(시료 가열) 300℃×10min(배출)

ColdTrap: 10℃

인터페이스·밸브·트랜스퍼: 250℃ Mass Range 94 108 152

Detecter: GCMS-QP2010

이온원: 200℃

전압: 1.35KV(-0.48KV)

Oven: 110℃×2min 110 내지 190℃(10℃/min)

가스 유량 1차=10:90 2차=1:4 2.0％

(5) 농색성(L값)

맥베스 분광 광도계 Color-Eye3100으로 색 측정했다.

(6) 단위 면적당 중량

JIS L1096에 의해 단위 면적당 중량(g/㎡)을 측정했다.

[실시예 1]

이하의 방법으로 메타형 전체 방향족 아라미드 섬유를 제작했다.

일본 특허 공고(소) 47-10863호 공보에 기재된 방법에 준한 계면 중합법에 의해 제조한, 고유 점도(I.V.)가 1.9인 폴리메타페닐렌이소프탈아미드 분말 20.0질량부를, -10℃로 냉각한 N-메틸-2-피롤리돈(NMP) 80.0질량부 중에 현탁시켜, 슬러리상으로 했다. 계속해서, 현탁액을 60℃까지 승온하여 용해시켜, 투명한 중합체 용액을 얻었다. 해당 중합체 용액에, 중합체 대비 3.0질량％의 2-[2H-벤조트리아졸-2-일]-4-6-비스(1-메틸-1-페닐에틸)페놀 분말(물에 대한 용해도: 0.01㎎/L)을 포함하는 자외선 흡수제를 혼합 용해시켜, 감압 탈법하여 방사액(방사 도프)으로 했다.

[방사·응고 공정]

상기 방사 도프를, 구멍 직경 0.07㎜, 구멍 수 500의 방사 구금으로부터, 욕 온도 30℃의 응고욕 중에 토출하여 방사했다. 응고액의 조성은, 물/NMP=45/55(질량부)이다. 응고욕 중에 사속 7m/분으로 토출하여 방사했다.

[가소 연신욕 연신 공정]

계속해서, 온도 40℃의 물/NMP=45/55의 조성의 가소 연신욕 중에서, 3.7배의 연신 배율로 연신했다.

[세정 공정]

연신 후, 20℃의 물/NMP=70/30의 욕(침지 길이 1.8m), 계속하여 20℃의 수욕(침지 길이 3.6m)에서 세정하고, 또한 60℃의 온수욕(침지 길이 5.4m)에 통과시켜 충분히 세정을 행했다.

[건열 처리 공정]

세정 후의 섬유에 대하여, 표면 온도 280℃의 열 롤러로 건열 처리를 실시하여, 메타형 전체 방향족 아라미드 섬유를 얻었다.

[커트 공정]

해당 메타형 전체 방향족 아라미드 섬유를 사용하여, 권축 가공, 커트를 행하여, 길이 51㎜의 스테이플 파이버(원면)를 얻었다.

[원면의 물성]

얻어진 메타형 전체 방향족 아라미드 섬유의 물성은, 단섬유 섬도 1.7dtex, 잔존 용매량 0.08질량％, 결정화도는 19％이었다.

한편, 다른 섬유 원면으로서, 파라형 아라미드 섬유; 테이진 아라미드사제 「트와론(등록 상표)」과 도전사(나일론): 솔루시아사제 「NO SHOCK(등록 상표)」(도전성 카본 미립자를 이겨서 넣어 나일론 도전사)를 준비했다.

계속해서, 메타형 전체 방향족 아라미드 섬유(MA)(길이 51㎜), 파라형 전체 방향족 폴리아미드(PA)(길이 50㎜), 나일론 도전사(AS)(길이 51㎜)의 각 스테이플 파이버를, MA/PA/AS=93/5/2의 비율로 혼방한 방적사 40번수/쌍사로 하고, 직물 밀도 직경 65개/25.4㎜, 씨실 55개/25.4㎜로 제직하여, 단위 면적당 중량 170g/㎡의 평조직 직물을 얻었다.

계속해서, 하기의 염색 처방 및 열수 세정 처방으로 패브릭을 처리했다.

(염색 처방)

먼저, 이하의 처방으로 염색했다.

·양이온 염료: 닛본 가야쿠사제, 상품명: Kayacryl Red GL-ED 6.0％ owf

·캐리어제: 프로필렌글리콜페닐에테르(다우 케미컬제 다우아놀 PPH) 40g/L

또한 「40g/L」란 「물 1리터에 대하여 40그램 포함된다」라는 의미이다.

·아세트산 0.3㏄/L

·분산제 0.5㏄/L

·질산나트륨 25g/L

·욕비; 1:20

·온도×시간; 135℃×60분간

계속해서, 얻어진 착색된 패브릭을 하기의 환원욕 중에서 세정했다.

·욕비; 1:20

·온도×시간; 90℃×20분간

·환원욕; 하이드로술파이트 1g/L, 소다회 1g/L

(열수 세정 처방)

계속해서, 해당 패브릭을 온도 130℃의 열수로 20분간, 열수 세정했다. 계속해서, 해당 패브릭에 온도 180℃, 2분간의 건열 세트를 실시했다.

얻어진 패브릭의 평가 결과를 표 1에 나타낸다.

[실시예 2]

상기 열수 세정 처방의 130℃×20분 1회를 130℃×20분을 2회로 변경한 것 이외는, 실시예 1과 마찬가지의 조작을 행했다. 평가 결과를 표 1에 나타낸다.

[실시예 3]

상기 열수 세정 처방의 130℃×20분 1회를 120℃×20분을 2회로 변경한 것 이외는, 실시예 1과 마찬가지의 조작을 행했다. 평가 결과를 표 1에 나타낸다.

[실시예 4]

상기 염색 처방의 다우아놀 PPH 40g/L을 벤질알코올 60g/L로 변경한 것 이외는, 실시예 1과 마찬가지의 조작을 행했다. 평가 결과를 표 1에 나타낸다.

[실시예 5]

상기 염색 처방의 다우아놀 PPH 40g/L을 벤질알코올 60g/L로 변경하고, 상기 열수 세정 처방의 130℃×20분을 120℃×20분을 2회로 변경한 것 이외는, 실시예 1과 마찬가지의 조작을 행했다. 평가 결과를 표 1에 나타낸다.

[실시예 6]

[실시예 7]

[비교예 1]

상기 열수 세정 처방의 130℃×20분을 90℃×20분을 1회로 변경한 것 이외는, 실시예 1과 마찬가지의 조작을 행했다. 평가 결과를 표 1에 나타낸다.

[실시예 8]

상기 열수 세정 처방의 130℃×20분을 90℃×20분을 5회로 변경한 것 이외는, 실시예 1과 마찬가지의 조작을 행했다. 평가 결과를 표 1에 나타낸다.

[실시예 9]

상기 열수 세정 처방의 130℃×20분을 90℃×20분을 10회로 변경한 것 이외는, 실시예 1과 마찬가지의 조작을 행했다. 결과를 표 1에 나타낸다.

[실시예 10]

상기 염색 처방의 다우아놀 PPH를 30g/L로 변경한 것 이외는, 실시예 1과 마찬가지의 조작을 행했다. 평가 결과를 표 1에 나타낸다.

[실시예 11]

상기 염색 처방의 다우아놀 PPH를 20g/L로 변경한 것 이외는, 실시예 1과 마찬가지의 조작을 행했다. 평가 결과를 표 1에 나타낸다.

[실시예 12]

상기 염색 처방의 다우아놀 PPH를 10g/L로 변경한 것 이외는, 실시예 1과 마찬가지의 조작을 행했다. 평가 결과를 표 1에 나타낸다.

본 발명에 따르면, 착색된 유기 섬유이며 농색이면서 또한 난연성이 우수한 유기 섬유 및 해당 유기 섬유를 사용하여 이루어지는 패브릭 및 의료 및 패브릭의 제조 방법이 제공되며, 그의 공업적 가치는 매우 크다.

Claims

착색된 유기 섬유이며, 캐리어제의 함유율이 섬유 질량 대비 1.8질량％ 이하인 것을 특징으로 하는 착색된 유기 섬유.
제1항에 있어서, 상기 캐리어제의 함유율이 섬유 질량 대비 0.1 내지 1.8질량％의 범위 내인, 착색된 유기 섬유.
제1항에 있어서, 상기 캐리어제가, DL-β-에틸페네틸알코올, 2-에톡시벤질알코올, 3-클로로벤질알코올, 2,5-디메틸벤질알코올, 2-니트로벤질알코올, p-이소프로필벤질알코올, 2-메틸페네틸알코올, 3-메틸페네틸알코올, 4-메틸페네틸알코올, 2-메톡시벤질알코올, 3-요오도벤질알코올, 신남알코올, p-아니실알코올, 벤즈히드롤, 벤질알코올, 프로필렌글리콜페닐에테르, 에틸렌글리콜페닐에테르 및 N-메틸포름아닐리드로 이루어지는 군으로부터 선택되는 어느 1종 이상인, 착색된 유기 섬유.
제1항에 있어서, 상기 유기 섬유가, 메타형 전체 방향족 폴리아미드 섬유, 파라형 전체 방향족 폴리아미드 섬유, 폴리벤즈옥사졸(PBO) 섬유, 폴리벤즈이미다졸(PBI) 섬유, 폴리벤즈티아졸(PBTZ) 섬유, 폴리이미드(PI) 섬유, 폴리술폰아미드(PSA), 폴리에테르에테르케톤(PEEK) 섬유, 폴리에테르이미드(PEI) 섬유, 폴리아릴레이트(PAr) 섬유, 멜라민 섬유, 페놀 섬유, 불소계 섬유, 폴리페닐렌술피드(PPS) 섬유로 이루어지는 군으로부터 선택되는 어느 1종인, 착색된 유기 섬유.
제1항에 있어서, 상기 유기 섬유가, 결정화도가 15 내지 25％인 메타형 전체 방향족 폴리아미드 섬유인, 착색된 유기 섬유.
제1항에 있어서, 상기 유기 섬유가, 잔존 용매량이 1.0질량％ 이하인 메타형 전체 방향족 폴리아미드 섬유인, 착색된 유기 섬유.
제1항에 있어서, 상기 유기 섬유가, 잔존 용매량이 0.1질량％ 이하인 메타형 전체 방향족 폴리아미드 섬유인, 착색된 유기 섬유.
제6항 또는 제7항에 있어서, 상기 잔존 용매가, N,N-디메틸포름아미드, N,N-디메틸아세트아미드, N-메틸-2-피롤리돈, 디메틸술폭시드로 이루어지는 군으로부터 선택되는 어느 하나인, 유기 섬유.
제1항에 있어서, 상기 유기 섬유가 메타형 전체 방향족 폴리아미드 섬유이면서, 또한 해당 메타형 전체 방향족 폴리아미드 섬유를 형성하는 메타형 전체 방향족 폴리아미드가, 하기의 식 (1)로 표시되는 반복 구조 단위를 포함하는 방향족 폴리아미드 골격 중에, 반복 구조의 주된 구성 단위와는 상이한 방향족 디아민 성분 또는 방향족 디카르복실산할라이드 성분을, 제3 성분으로서 방향족 폴리아미드의 반복 구조 단위의 전량에 대하여 1 내지 10㏖％가 되도록 공중합시킨 방향족 폴리아미드인, 착색된 유기 섬유.

(여기서, Ar1은 메타 배위 또는 평행축 방향 이외에 결합기를 갖는 2가의 방향족 기이다.)
제9항에 있어서, 제3 성분이 되는 방향족 디아민이 식 (2), (3) 또는 방향족 디카르복실산할라이드가 식 (4), (5)인, 착색된 유기 섬유.

(여기서, Ar2는 Ar1과는 상이한 2가의 방향족 기, Ar3은 Ar1과는 상이한 2가의 방향족 기, Y는 산소 원자, 황 원자, 알킬렌기로 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 1종의 원자 또는 관능기이며, X는 할로겐 원자를 나타낸다.)
제1항에 기재된 착색된 유기 섬유를 포함하는 패브릭.
제11항에 있어서, 패브릭이, 폴리에스테르 섬유, 셀룰로오스 섬유, 폴리아미드 섬유, 폴리올레핀 섬유, 아크릴 섬유, 레이온 섬유, 코튼 섬유, 수모 섬유, 폴리우레탄 섬유, 폴리염화비닐 섬유, 폴리염화비닐리덴 섬유, 아세테이트 섬유 및 폴리카르보네이트 섬유로 이루어지는 군으로부터 선택되는 어느 1종 이상을 포함하는, 패브릭.
제11항에 있어서, 패브릭을 구성하는 어느 한 섬유가 난연제를 포함하는, 패브릭.
제11항에 있어서, 패브릭을 구성하는 어느 한 섬유가 자외선 흡수제 또는 자외선 반사제를 포함하는, 패브릭.
제11항에 있어서, 패브릭의 단위 면적당 중량이 300g/㎡ 이하인, 패브릭.
제11항에 있어서, LOI가 26 이상인, 패브릭.
제11항에 있어서, 수직 연소 시험(JIS L1091 A-4법 3s 접염)으로 잔염 시간 1초 이하인, 패브릭.
제11항에 있어서, 명도 지수 L값이 80 이하인, 패브릭.
제11항에 기재된 패브릭을 사용하여 이루어지는 의료(衣料).
제11항에 기재된 착색된 유기 섬유를 포함하는 패브릭의 제조 방법이며,
유기 섬유를 포함하는 패브릭을, 캐리어제를 사용하여 염색한 후, 해당 패브릭을 온도 90 내지 140℃의 열수로 10 내지 30분간 세정함으로써 상기 유기 섬유에 포함되는 캐리어제의 함유율을 섬유 질량 대비 1.8질량％ 이하로 하는 패브릭의 제조 방법.