JP2520494B2

JP2520494B2 - 芳香族ポリアミド系短繊維

Info

Publication number: JP2520494B2
Application number: JP2098672A
Authority: JP
Inventors: 孝光近藤; 茂林田
Original assignee: Teijin Ltd
Current assignee: Teijin Ltd
Priority date: 1990-04-13
Filing date: 1990-04-13
Publication date: 1996-07-31
Anticipated expiration: 2011-07-31
Also published as: JPH042879A

Description

【発明の詳細な説明】〈産業上の利用分野〉本発明は優れた紡績性およびニードルパンチング性を
有する芳香族ポリアミド系短繊維に関するものである。

〈従来技術〉芳香族ポリアミドは高結晶性で耐熱性に優れた熱可塑
性ポリマーであることから、優れた耐熱，耐薬品性を有
する繊維として期待されている。しかし、ポリエステ
ル，ナイロン等に比べて極めて静電気を帯び易いため、
紡績工程においてはカード工程でのシリンダー部への捲
付きあるいは静電気発生を伴うので均一なウェブが得ら
れない。またニードルパンチング工程においては、ウェ
ブのローラー捲付きが発生する等の問題点があった。

また、近年、紡績工程及びニードルパンチング工程は
高速度化あるいは高処理量化への移行に伴い、従来の処
理剤、例えば特公昭59−053948号公報に提案されている
処理剤では、高速度下での摩擦係数が高く、高速カード
工程でのシリンダー捲付き、高速練条機でのコイラーチ
ューブ詰り、ニードルパンチ工程での針折れ等の問題が
あった。

かかる問題点を解決するために処理剤の付着量を多く
すると、静電気の発生及び摩擦係数は低下するものの、
粘着性が増加してカード工程でのシリンダー捲付きが増
加し、均一なウェブを得ることができなくなる。その場
合、ニードル工程での針折れは減少するが、得られるフ
ェルトは斑の大きな不均一なものとなる。

〈発明の目的〉本発明の目的は、上述した諸問題がなく、静電気の発
生が少なく、かつシリンダー、ローラー等への捲付きの
発生が低減され、極めて良好な紡績性およびニードルパ
ンチング性を有する芳香族ポリアミド系短繊維を提供す
ることにある。

〈発明の構成〉本発明者らは、上記目的を達成せんとして鋭意検討し
た結果、延伸工程以降において、特定のアルキルホスフ
ェート塩を特定の割合で含有する処理剤を付与するとと
もに、かつ繊維に特定の残留捲縮度を保持させることに
よって、優れた制電性と極めて良好な紡績性とを有する
芳香族ポリアミド系短繊維が得られることを見出し本発
明に到達した。

すなわち、本発明は「（１）鉱物油及び／または一価の脂肪酸エステルが20
〜70重量％、アルキルホスフェートアルカリ金属塩が50
〜10重量％、残部がノニオン活性剤を主体とする乳化剤
からなる処理剤が付与され、残留捲縮度が２％以上であ
ることを特徴とする芳香族ポリアミド系短繊維。

（２）鉱物油の粘度が40〜200秒である請求項（１）に
記載の芳香族ポリアミド系短繊維。

（３）一価の脂肪酸エステルの分子量が200〜500である
請求項（１）または（２）に記載の芳香族ポリアミド系
短繊維。

（４）アルキルホスフェートアルカリ金属塩のアルキル
基の炭素数が８〜10である請求項（１）〜（３）のいず
れかに記載の芳香族ポリアミド系短繊維。」である。

ここに芳香族ポリアミドとは一般式 −NH−Ar₁−NH−CO−Ar₂−CO− および／または −NH−Ar₃−CO− なる繰返し単位（Ar₁,Ar₂,Ar₃はそれぞれ独立に二価の
芳香族基である）で表わされるものである。具体例とし
ては、ポリパラフエニレンテレフタルアミド，ポリメタ
フェニレンイソフタルアミド，ポリパラベンツアミド，
ポリ−3,4′−オキシジフェニレンテレフタルアミド／
ポリパラフェニレンテレフタルアミド共重合体である。

本発明において、芳香族ポリアミド系短繊維に付与せ
しめられる処理剤は、鉱物油及び／または一価の脂肪酸
エステル20〜70重量％を含む。20重量％未満では平滑性
がそこなわれ70重量％を超えると乳化が均一にならずエ
マルジョンを均一に繊維に付与することができない。さ
らに本処理剤はアルキルホスフェートアルカリ金属塩50
〜10重量％を含む。10重量％未満では充分な制電性が得
られず50重量％を越えると平滑性がそこなわれる。

また残部はノニオン活性剤を主体とする乳化剤であ
る。ノニオン活性剤を主体とする乳化剤を使用しないと
均一なエマルジョンを得ることはできない。

上記配合の効果を高めるには更に鉱物油の粘度は40〜
200秒の範囲とすることが好ましい。ここに粘度とはレ
ッドウッド粘度計で30℃で測定した値である。40秒未満
では処理後の繊維を放置したとき放置時間とともに鉱物
油が繊維から揮発するので繊維の平滑性がそこなわれ
る。200秒を越えると粘性が高すぎて平滑性がそこなわ
れる。

また一価の脂肪酸エステルの分子量は、200〜500の範
囲とすることが好ましい。200未満あるいは500を越えた
ときは、いずれも平滑性がそこなわれる。また、脂肪酸
エステルには、他に二価，三価，多価等があるが、一価
の脂肪酸エステルが平滑性及び乳化性の点で好ましい。

ここに一価の脂肪酸エステルは、アルコール部の主鎖
は炭素数が１〜18で直鎖またはイソ体であり、脂肪酸部
の主鎖は炭素数が11〜18である。これらは30℃で液状で
あるが、単独で使用しても混合物として使用してもよ
い。一価の脂肪酸エステルを具体的に例示するとメチル
パルミテート，メチルステアレート，メチルオレート，
エチルオレート，イソプロピルミリスチレート，イソプ
ロピルパルミテート，ブチルラウレート，ブチルオレー
ト，イソブチルオレート，オクチルラウレート，イソオ
クチルパルミテート，ラウリルラウレートなどである。

また、上記アルキルホスフェートアルカリ金属塩は、
アルキル基の炭素数が８未満のものはシリンダー捲付き
が多発するようになり好ましくない。また炭素数が10を
越えると静電気防止能が不十分となり好ましくない。

また、上記アルキルホスフェートアルカリ金属塩のア
ルカリ金属種は特に限定されないが、静電気防止能に優
れているカリウムが好ましい。

また、アルキルホスフェートアルカリ金属塩の燐酸化
度は0.4〜1.0が好ましい。0.4未満の場合には紡績性が
低下する傾向があり、一方1.0を越える場合には、温湿
度変化による性状の変化が大きくなり、環境の影響を受
け易くなる。さらに、酸価は10〜40が好ましい。10未満
の場合には捲付性が増加し、40を越えると溶液安定性及
び静電気防止能が低下する傾向がある。ここで燐酸化度
とは、対応するアルコールに対するP₂O₅の反応当量数を
言い、例えば燐酸化度1.0のアルキルホスフェートとは
平均的にリン酸のモノアルキルエステルを示し、燐酸化
度0.5のアルキルホスフェートとは平均的にはリン酸の
ジアルキルエステルを示す。また酸価とは、試料1.0gを
中和するに必要な水酸化カリウムのミリグラム数であ
る。

本発明においては、上記アルキルホスフェートアルカ
リ金属塩以外に通常繊維処理剤として使用されているも
のを併用してもよい。例えば、ホスフェート系以外の界
面活性剤、高級脂肪酸，脂肪族多価カルボン酸，芳香族
カルボン酸，もしくは含硫黄脂肪族カルボン酸と高級ア
ルコールもしくは多価アルコールとからなるエステルあ
るいは鉱物油等の平滑剤、脂肪酸，アルコール等の乳化
調整剤、さらには、抗菌剤、防腐剤、紫外線吸収剤等を
本発明の目的を損なわない範囲で適宜選択使用すること
ができる。

以上に説明した処理剤を芳香族ポリアミド系短繊維に
付与する方法は特に限定する必要はない。例えば、１〜
10％の水溶液として、ローラー法，浸漬法，スプレー法
等の任意の方法により、紡糸，延伸等任意の段階で付与
することができる。処理剤の付着量は、繊維に対して0.
1〜1.5重量％、特に0.4〜1.2重量％とすることが望まし
い。

かかる処理剤が付与された本発明の芳香族ポリアミド
系短繊維は、さらに、残留捲縮度２％以上の捲縮を有す
る必要がある。たとえ前記処理剤が芳香族ポリアミド系
短繊維にある程度優れた紡績性を与えるものであって
も、単純にそれのみで実用上許容し得る水準まで高めら
れるものではない。捲縮が紡績性に及ぼす影響の大きい
ことは従来より知られているが、芳香族ポリアミド系短
繊維の場合は、紡績性に与える捲縮の効果が特別に大き
いことさらに捲縮と処理剤との間に相関関係があること
を見出し、本発明の処理剤で処理され、かつ捲縮が本発
明の範囲内にある芳香族ポリアミド系短繊維のみが良好
な紡績性を与えることを突きとめたのである。

すなわち、本発明の処理剤で処理された芳香族ポリア
ミド系短繊維において、残留捲縮度が２％未満になる
と、カード工程において、シリンダー捲付等が多発する
とともに練条工程でのローラー捲付が増大し、またカー
ド工程および練条工程でのコイラーチューブ詰りが多発
し安定な操業が困難となる。

また、ニードルパンチング工程においては、カード工
程で得られたウェブが不均一な場合には、ニードリング
の際、針が垂直にウェブに刺し込まれなくなるため、針
の先端が曲がりひいては針折れ発生の要因となる。した
がって、針折れを減少させるために均一なウェブを得る
ことは極めて重要であって、そのためにも捲縮は前記範
囲、すなわち残留捲縮度を２％以上とする必要がある。

ここに、捲縮性能としては、捲縮数あるいは捲縮度で
はなく、残留捲縮度が重要である。すなわちポリエステ
ル，アクリルのような強度，ヤング率の低い繊維では、
捲縮数と捲縮度とが紡績性やニードルパンチング性に重
要な影響を与えるが、芳香族ポリアミド系短繊維のよう
な強度，ヤング率の非常に高い繊維では、その剛直性の
ために、捲縮数あるいは捲縮度は見かけの捲縮性にすぎ
ず、残留捲縮度が重要である。

なお、ここでいう捲縮数，捲縮度および残留捲縮度は
JIS L 1074によって測定された値である。

〈作用〉本発明の芳香族ポリアミド系短繊維が何故上記の如く
優れた紡績性とニードルパンチング性とを有するのかそ
の理由は定かでないが、次のように推定される。理由の
１は処理剤の１成分としてアルキルホスフェートアルカ
リ金属塩のアルキル基の炭素数が特定範囲にあるものを
使用したことにより、制電性と高速平滑性との両方を満
足せしめたことである。すなわち鉱物油及び／または一
価の脂肪酸エステルの高速平滑性を損うことなく、制電
性を満足させることが可能となり、シリンダー等への捲
付きがなく、ニードルパンチング工程での針折れも少く
なるという結果を得たものと推定される。

また、繊維に特定範囲の捲縮が残留していることによ
り、繊維間の絡合性が向上し、上記処理剤組成の効果と
相乗してカード工程，練条工程等での工程通過性を高め
たものと考えられる。また、得られるウェブの品質斑
（特に厚み斑）も小さなものとなるので、ニードルパン
チング工程での針折れが減少したと考えられる。

〈発明の効果〉本発明の芳香族ポリアミド系短繊維は、（１）カード工程，練条工程等の紡績工程において、シ
リンダー捲付き，ローラー捲付き等の発生が少ない。

（２）厚み斑のないウェブが得られ、かつ動摩擦係数も
小さいため、針折れが少ない。また適度の捲縮を有する
ため、繊維のからみ合いが十分で密度の高いフェルトが
得られる。

（３）紡績工程、ニードルパンチング工程での静電気発
生が少ない。

〈実施例〉以下、実施例により本発明をさらに具体的に説明す
る。なお、実施例中の％はすべて重量％を示す。また夫
々の評価は下記の方法に従った。

（１）カード特性（カード） 25℃、65％RHの条件下でローラーカードにて20g/m²、
巾2mのウェブを速度30m/分でカーディングした。ここで
シリンダー部への繊維の捲付き状態、得られたウェブの
均一性を観察評価した。

捲付き状態とウェブの均一性とは相関関係があるので
カード通過性とウェブの均一性とに関し総合的に良好な
ものを○、連続運転不可能で特に不良なものを×、その
中間を△と判定した。

（２）静電気特性（静電気）カードのドッファーと引取ローラとの間でウェブから
10cm離れた高さ（位置）で春日式静電気測定器で静電気
量（キロボルト:KV）を測定した。

（３）ニードルパンチ特性（針折れ）カードから排出されたウェブを30層に折り重ねて、パ
ンチ密度300パンチ／cm²、ウェブ速度1m/分でニードル
パンチングし300g/m²の目付のフェルトを作成した。

ニードルボードは、Groz−Becker社（***）製の36番
手のレギュラー針を２万本植えこんだものを使用し、ニ
ードルボード上での折れた針の数を本／時間で測定し
た。

実施例１〜2,比較例１〜２テレフタル酸ジクロライドとパラフェニレンジアミン
及び3,4′−ジアミノジフェニルエーテルから重縮合し
てなるパラ型全芳香族ポリアミドを紡出し、水洗を繰返
し、ついで水洗後にベントナイト水分散液を付着せしめ
て500℃で熱延伸し非脱落性のベントナイト0.42％を繊
維表面に有するカチオン交換性及び非イオン吸着性の全
芳香族ポリアミド繊維（1500デニール1000フィラメン
ト）を得た。この全芳香族ポリアミド繊維の延伸の直後
に表−１に示す組成からなる５％の水系エマルジョンの
処理剤を固形分量が繊維重量に対して0.5％となるよう
に付与し、乾燥して捲取った。

得られた繊維を50本集め、ローラーでトウ状に引き揃
え、表−１の処理剤に再度浸漬し、クリンパーに供給し
て、クリンパーでの絞り率を調整して、付着量を0.8％
としたのちクリンパーで表−２に記載の捲縮性能を付与
し、120℃で乾燥熱処理を行い、51mmの長さに切断し短
繊維を得た。

得られた短繊維の紡績性およびニードルパンチング性
を評価した結果を表−２に示す。

なお、得られた短繊維は、単糸繊度1.5デニール、強
度25グラム／デニール、伸度６％であった。

実施例３〜7,比較例３〜８実施例２において、表−１の各成分の配合比を表−３
のごとく変え、同様に実験し、表−３の結果を得た。

実施例８〜11,比較例９〜14 実施例２において、鉱物油の粘度と脂肪酸エステルの
分子量を表−４の如く変え同様に実験し表−４の結果を
得た。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号庁内整理番号ＦＩ技術表示箇所Ｄ０６Ｍ 101:36

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】鉱物油及び／または一価の脂肪酸エステル
が20〜70重量％、アルキルホスフェートアルカリ金属塩
が50〜10重量％、残部がノニオン活性剤を主体とする乳
化剤からなる処理剤が付与され、残留捲縮度が２％以上
であることを特徴とする芳香族ポリアミド系短繊維。
【請求項２】鉱物油の粘度が40〜200秒である請求項
（１）に記載の芳香族ポリアミド系短繊維。
【請求項３】一価の脂肪酸エステルの分子量が200〜500
である請求項（１）または（２）に記載の芳香族ポリア
ミド系短繊維。
【請求項４】アルキルホスフェートアルカリ金属塩のア
ルキル基の炭素数が８〜10である請求項（１）〜（３）
のいずれかに記載の芳香族ポリアミド系短繊維。