TWI352145B - - Google Patents

Description

1352145 (1) 九、發明說明 【發明所屬之技術領域】 本發明係關於一種具有優良紡織性之對位型芳香族聚 醯胺短纖維。更詳細言之，本發明係關於一種對位型芳香 族聚醯胺短纖維，其特徵爲具有紡織工程上優良的纖維集 束性（Strand Integrity )及抗靜電性，在紡織工程上很少 發生纏繞於滾輪及浮渣等情事，同時，在高壓摩擦下亦具 Φ 有優良之潤滑性，從而可安定地製造高品質之Aramido 100¾紡織絲及與其他纖維之混紡絲。 【先前技術】 由對位方向之芳香族二羧酸成分與芳香族二胺成分所 構成之對位型芳香族聚醯胺短纖維，由於能活用其高強度 、高彈性率、高耐熱性等特性，而被廣泛運用於產業材料 用途及功能性衣料用途上。特別是在近年，以要求要具有 ® 高強度、高耐熱性之消防服、防護衣料、安全手套等功能 性衣料用途上，對於對位型芳香族聚醯胺短纖維之需要更 加地提高。 然而，對位型芳香族聚醯胺短纖維具有高度之剛性， 即使施以強壓使其捲縮，亦很難賦予其充分之捲縮功能， 從而在其高彈性率之同時，其紡織工程上之集束性就不完 全，也很容易發生高體積密度化導致之處理性不佳以及棉 網破損等問題。 再者，由於其係高方向性、高強度之纖維之故，會因 -5 - (2) 1352145 原纖維化而很容易發生浮渣及靜電等，各種對位型芳香族 聚醯胺本身特性所造成之紡織工程上的問題。 針對此種問題，傳統的對位型芳香族聚醯胺短纖維中 ’有許多會挪用他種纖維（例如產業材料用之聚酯長纖維 及短纖維、聚醯胺纖維等）上使用之油劑，但基於上述之 問題點，實有必要針對對位型芳香族聚醯胺短纖維之特性 ，而嘗試開發出適合其本身之油劑。 • 舉例而言，特開平3 - 1 8 5 1 80號公報中，提出加上乙 氧基化烷基磷酸酯鹽以改善纖維表面上之潤滑性（抑制浮 渣）之方法；特開平9-188969號公報中，提出了加上含 有特定碳數之長鏈烷基磷酸酯鹽之油劑，而抑制全芳香族 聚醯胺纖維之原纖維化，並防止紡織工程上纖維脫落之方 法。 然而，乙氧基化烷基磷酸酯鹽雖然具有優良之抗靜電 性及潤滑性，但具有吸濕性而容易經時變化，並容易在紡 ® 織工程上發生纏繞於各種滾輪類之問題。另一方面，碳數 18〜20之長鏈烷基磷酸酯鹽雖然能有效地減少紡織浮渣及 滾輪纏繞之情形，其纖維之集束性並不完全，而有紡織功 能不完全之缺點。 爲改善此種問題，在特開200 1 -2073 79號公報中，提 出了加上含有碳數爲14〜16之烷基磷酸酯鹽及制電劑之 油劑之方法》依據此一方法，確實能提高集束性及抗靜電 性，並能減少滾輪等之纏繞情形，而改善其紡織功能，但 由於在低溫、低溼度之下，其抗靜電性尙不完全之故，必 -6- (3) 1352145 須倂用其他之制電劑，而被期待要再加以改善。 同時，在近年來，以高生產化、省力化、高效能化來 降低紡織成本爲目的，不僅在梳棉、練條、粗紡上，即使 在精紡上亦有明顯高速化之進展》當紡織在如此的高速化 之時，由於通過紡織機之纖維量在速度上會比例增多，從 而使得浮渣增加，清潔週期變短，不僅造成操作功能降低 ，也成爲絲線斷裂之原因，而產生問題。爲改善此一問題 • ’特開平6-10836 1號公報中，提出了加上一由烷基磷酸 酯鉀鹽、石臘、及陽離子型界面活性劑構成之油劑之方法 ;此外，特開平10-183469號公報中，提出了加上一油劑 之方法，該油劑係含有以下群組中至少一種化合物及平滑 成分，該化合物之群組包括：將烷基胺之氧化乙烯附加物 之末端羥基之至少一部份以烷基、鏈烯基或醯基封鎖之化 合物、此種化合物之磷酸或磷酸酯之中和物、以及此種化 合物之四級化物。然而，這些不論何者對於芳香族聚醯胺 ® 短纖維之效果皆不完全，而被要求要進一步地改善。 【發明內容】 發明之揭示 本發明之目的，係爲解決上述傳統技術中所存在之問 題點，而提供一種對位型芳香族聚醯胺短纖維，其特徵爲 具有紡織工程上優良的纖維集束性及抗靜電性，在紡織工 程上很少發生纏繞於滾輪及浮渣等情事，同時，在高壓摩 擦下亦具有優良之潤滑性。 (5) 1352145 %之碳原子數目爲12之醇之磷酸酯鹼金屬鹽。該磷酸酯 鹼金屬鹽之附著量如未達〇.〇5重量％時，因抗靜電性及 集束性不足夠之故將無法安定地進行紡織。另一方面，該 附著量如超過1.0重量％時，則因黏著性過大之故，紡織 時容易發生浮渣及滾輪纏繞之情形，從而並不理想。 在此’重要者係’磷酸酯鹼金屬鹽之醇之碳原子數目 必須爲12。通常，在磷酸酯鹼金屬鹽會存在有單酯、二酯 Φ 等，惟醇之碳原子數目爲12時，並將這些之占有比率特 定後，就不會發生黏著性導致之滾輪纏繞及浮渣等情事， 而可達成優良之集束性及抗靜電性，並獲得高品質之紡織 絲。亦即，單酯之莫耳分率須爲45〜70莫耳％ 、理想爲 50〜60莫耳％ ;而二酯之莫耳分率則須爲10〜40莫耳％ 、理想爲15〜30莫耳％ 。在此，單酯之莫耳分率如未達 45莫耳％時，其抗靜電性不良，相對地，單酯之莫耳分率 如超過70莫耳％時，則紡織工程上之纏繞將增多而並不 ® 理想。再者，二酯之莫耳分率如未達10莫耳％時，其紡 織工程上之纏繞將增多而並不理想，相對地，二酯之莫耳 分率如超過40莫耳％時，則抗靜電性降低亦不理想。此 外’本發明之磷酸酯鹼金屬鹽中，亦可含有未附加醇之磷 酸鹼金屬鹽，或者聚磷酸之鹼金屬鹽，甚至聚磷酸酯鹼金 屬鹽等（亦有將這些合稱爲其他）。 磷酸酯鹼金屬鹽之鹼金屬鹽，例如有鈉、鉀、鋰等， 其中並以鉀爲理想。 再者，磷酸酯鹼金屬鹽，通常係將五氧化磷與定量之 -9- (7) 1352145 是在前述成分的20重量％以下者，可根據需要適當地添 加平滑劑（例如流動石臘等礦物油類、月桂油酸酯、異十 三烷基硬脂酸酯等一價脂肪酸酯、二油基己二酸酯、二辛 基癸二酸酯等二鹼酸二酯、三羥甲基丙烷三月桂酸酯、椰 子油等多價醇酯 '環氧丙烷/環氧乙烷共聚醚）、離型劑 、防腐劑、消泡劑等其他纖維處理劑之成分。 本發明之對位型芳香族聚醯胺短纖維，其單絲纖度、 • 纖維長、捲縮度、捲縮率等並無特別之限制，惟以單絲織 度0.8〜5.0 dtex、纖維長38〜76 mm、捲縮數6〜15個 /2 5 mm、捲縮率7.5〜19¾之範圍爲理想》 上述磷酸酯鹼金屬鹽，其附著於纖維表面之方法並無 特別限制，可任意採用習知之方法，例如將含有上述組成 物之水溶液或水分散液（以下亦簡稱爲處理劑）噴霧於纖 維上之方法、浴液中將纖維浸漬之方法 '使接觸於給油滾 輪及導軌之方法等。 【實施方式】 實施例 以下，茲舉出實施例進一步詳細地說明本發明之構成 及效果。又，實施例中之各物性係以以下方法求得。 (1 )集束性 以加上處理劑之對位型芳香族聚醯胺短纖維之打棉步 驟，來測定棉捲體積密度（cm3/g )，其値如在21 cm3/g 以下則判定爲良。 -11 - (8) 1352145 (2)抗靜電性 在20 °Cx6 5¾ RH調溼之梳棉步驟中，測定棉網上1〇 cm之靜電電位，其絕對値如在0.5 kV以下則判定爲良。 (3 )紡織浮渣 使對位型芳香族聚醯胺短纖維〗〇〇 kg通過20 °Cx65 % RH調溼之練條步驟中，測定在橡膠滾輪' 金屬滾輪及導 軌類上附著之浮渣總量，其重量如在15 mg/100 kg以下則 #判定爲良。 (4) 滾輪纏繞 將對位型芳香族聚醯胺短纖維1〇〇 kg通過20°C X65% RH調溼之練條步驟中，測定其滾輪纏繞之次數，其次數 如在2次/1 000 kg以下則判定爲良。 (5) 高速精紡中纖維之損傷 以下述條件進行精紡，隨意由管紗下方（絲線與氣圈 控制環交接部）的絲線切下5公分長之絲線50條，以光 ® 學顯微鏡觀察存在之原纖維數目，若未達五個時則判定爲 良。 紡錘轉速：20000 rpm 鋼領直徑：38 mm 升降動程：6英吋 總牽伸：4 0倍 紗線支數：4 0號 〔實施例1〜5〕 -12- (9) 1352145 在對位本撐一胺成分25莫耳％、3，4，-二胺二苯魅成 分25莫耳％、及對苯二甲酸成分5〇莫耳％所構成之對位 型芳香族聚酸肢之1670 dtex/l〇〇〇 π]延伸絲上，以浸漬 方式加上表1所記載成份之處理劑（處理劑中之碟酸醋鹽 係月桂磷酸鉀鹽’其他磷酸酯鹽之具體例子，有未附加醇 之隣酸鹼金屬鹽、或聚憐酸鹼金屬鹽、或甚至附加3以上 醇之碟酸酯鹼金屬鹽等），並達到表1中所載之附著量， ® 然後再以95 °C施加強壓使其捲縮，於1〇5 °C乾燥後，切成 51 mm而得到捲縮數11.0個/25 mm、捲縮率13.5%之對 位型芳香族聚醯胺短纖維100 kg。使這些短纖維通過單面 清棉機形成棉捲’再置入導軌中以形成生條棉，再將其通 過練條機。在這些步驟中進行上述各評估內容，其結果示 於表1。如該表所明白表示者，確認本發明之對位型芳香 族聚醯胺短纖維不論何者皆具有良好之紡織功能。 在實施例1中，除處理劑之組成或其附著量如表1記 載變更以外，其餘與實施例1相同，而得到各水準之對位 型芳香族聚醯胺短纖維100 kg。 所得到之短纖維再與實施例1相同地進行評估’其結 果亦一倂示於表1中。 如該表所明白顯示者，單酯之莫耳分率如過高（比較 例1)時，紡織浮渣不僅變多，連滾輪纏繞情形也增多。 再者，單酯之莫耳分率過低（比較例2)以及二醋之莫耳 -13- (10) 1352145 分率過高（比較例3)時，抗靜電性會惡化。另外，處理 劑之附著量過高（比較例4及5)時，紡織浮渣不僅變多 ，連滾輪纏繞情形也增多。這些情形，不論何者，均造成 紡織功能之劣化。

〔表1〕 實施例1 實施例2 實施例3 實施例4 實施例5 磷酸 單酯 莫耳％ 50 50 60 60 50 處 酯鹽 二酯 莫耳％ 30 30 30 30 30 理 其他 莫耳％ 20 20 10 10 20 劑 附著量 wt% 0.2 0.4 0.2 0.4 0.4 月桂酸二醇醯胺附著量 wt% 0 0 0 0 0.05 紡 收束性(棉捲體積密度) cm3/g 19.3 18.5 19.6 18.3 18.5 織 制電性 kV 0 0 0 0 0 功 紡織浮渣 mg/100kg 3.0 7.4 3.3 8.1 7.2 能 滾輪纏繞 次/100kg 0 0 0 1 0 纖維之損傷 個 3 2 2 1 0 -14- (11) 1352145 〔表1〕（續） 比較例1 比較例2 比較例3 比較例4 比較例5 磷酸 單酯 莫耳％ 80 20 45 50 60 處 酯鹽 —鮮 —B3 莫耳％ 20 40 50 30 30 理 其他 莫耳％ 0 30 50 20 10 劑 附著量 wt% 0.4 0.4 0.4 1.2 1.2 月桂酸二醇醯胺附著量 wt% 0 0 0 0 0 紡 收束性積密度） cm3/g 20.0 19.1 19.3 17.3 17.4 織 制電性 kV 0 2 1.2 0 0 功 .紡織浮渣 mg/lOOkg 17.8 9.3 8.2 23.2 18.6 能 滾輪纏繞 次/100kg 3 0 0 5 4 纖維之損傷 個 7 9 8 6 7 產業上可利用性 本發明之對位型芳香族聚醯胺短纖維，其除了具有優 良之黏著性及潤滑性外，並具有優良之集束性及抗靜電性 ，因此可抑制在紡織步驟上之各種問題，而能提供非常安 定之高品質紡織絲。並能進一步活用此一特性，而使用於 包括防護衣料用途在內之各種產業用途。

Claims (1)

1352145

十、申請專利範圍 第94 1 38 1 32號專利申請案 中文申請專利範圍修正本 » * * 民國97年’ 7月3 3 i 厂'卞 1· 一種對位型芳香族聚醯胺短纖維，其特徵爲同時 滿足下述A及B之碳原子數目爲12之醇之磷酸酯鹼金屬 鹽’係以纖維重量爲基準，附著〇.〇5〜1.0重量％ ， A.單酯鹽之莫耳分率爲45〜70莫耳％ ; B.二酯鹽之莫耳分率爲1()〜40莫耳％ 。 2. 如申b靑專利範圍第1項之對位型芳香族聚醯胺短 纖維’其中除磷酸酯鹼金屬鹽外，並有脂肪酸烷醇醯胺及 /或聚氧化乙烯脂肪酸醯胺0.01〜〇.2〇重量％附著著。 3 ，4，· 3. 如申請專利範圍第1項之對位型芳香族聚醯胺短 織維，其中對位型芳香族聚醯胺，係共聚對苯撐· _ =苯擦對苯一甲酿胺（oxydiphenyleneterephthalamide)。