JP7374208B2 - ポリアミド系繊維およびその製造方法ならびに繊維構造体 - Google Patents
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〔態様1〕
ポリアミド系樹脂とアミノ基含有発色改良剤とで構成されたポリアミド系樹脂組成物(ポリアミド系樹脂とアミノ基含有発色改良剤とを含むポリアミド系樹脂組成物)から形成され、末端アミノ基濃度が5.0~40.0μeq/g(好ましくは10.0~35.0μeq/g、より好ましくは12.0~30.0μeq/g)である、ポリアミド系繊維。
〔態様2〕
態様1のポリアミド系繊維において、前記ポリアミド系樹脂が、炭素数1~22の直鎖または分岐鎖の飽和脂肪族炭化水素基を含む繰り返し単位を有するポリアミド系樹脂で構成される、ポリアミド系繊維。
〔態様3〕
態様1または2のポリアミド系繊維において、前記ポリアミド系樹脂がポリアミド系エラストマーを含む、ポリアミド系繊維。
〔態様4〕
態様1から3のいずれか一態様のポリアミド系繊維において、アミノ基含有発色改良剤がポリアミドオリゴマーで構成される(アミノ基含有発色改良剤がポリアミドオリゴマーを含む)、ポリアミド系繊維。
〔態様5〕
態様4のポリアミド系繊維において、ポリアミドオリゴマーの数平均分子量が500~10000(好ましくは500~9000、より好ましくは1000~6000)である、ポリアミド系繊維。
〔態様6〕
態様1から5のいずれか一態様のポリアミド系繊維において、アミノ基含有発色改良剤の末端アミノ基濃度が100~2000μeq/g(好ましくは125~2000μeq/g、より好ましくは200~1000μeq/g)である、ポリアミド系繊維。
〔態様7〕
態様1から6のいずれか一態様のポリアミド系繊維において、ポリアミド系樹脂とアミノ基含有発色改良剤との質量比が、前者/後者として、99/1~70/30(好ましくは98/2~75/25、より好ましくは95/5~80/20)である、ポリアミド系繊維。
〔態様8〕
態様1から7のいずれか一態様のポリアミド系繊維において、示差走査熱量測定で得られたDSC曲線が示す融解ピークの形状がシングルピークである、ポリアミド系繊維。
〔態様9〕
態様1から8のいずれか一態様のポリアミド系繊維を含む、繊維構造体。
〔態様10〕
態様1から8のいずれか一態様のポリアミド系繊維を製造する方法であって、ポリアミド系樹脂とアミノ基含有発色改良剤とで構成されたポリアミド系樹脂組成物を溶融混練し、所定の溶融粘度の溶融物を得る溶融混錬工程と、溶融混錬物を紡糸して繊維化する紡糸工程とを少なくとも備える、製造方法。
ポリアミド系樹脂は、アミド結合を介して、置換基を有していてもよい2価の炭化水素基が連なる繰り返し単位を少なくとも有しており、例えば、下記式(1)~(3)であらわされる繰り返し単位のいずれかを少なくとも有している。
-CO-(R2)m-CO- (2)
-NH-R3-CO- (3)
アミノ基含有発色改良剤は、少なくともアミノ基を有しており、ポリアミド系樹脂とともに用いられ、ポリアミド系繊維に対して所定の末端アミノ基濃度を付与することができる。アミノ基含有発色改良剤は、その末端アミノ基濃度が、例えば、100~2000μeq/gであってもよく、好ましくは、125~2000μeq/g、より好ましくは、200~1000μeq/gであってもよい。
なお、融解ピークの形状がシングルピークか否かは、DSC曲線を微分したDDSC曲線を調べることで判定することができる。DDSC曲線とは、DSC曲線を時間で一次微分した曲線であり、DSC曲線の傾きを示す。そのため、DSC曲線の傾きがゼロになる時にDDSC曲線の値がゼロとなることから、DSC曲線における極大値や極小値ではDDSC曲線の値がゼロとなる。すなわち、DSC曲線が示す融解ピークにおいて、DDSC曲線の値がゼロとなる点が一点のみである時、融解ピークの形状がシングルピークであると判断することができる。
本発明のポリアミド系繊維は、その末端アミノ基濃度が5.0~40.0μeq/gであり、好ましくは10.0~35.0μeq/g、より好ましくは12.0~30.0μeq/gであってもよい。ポリアミド系繊維では、アミノ基含有発色改良剤を利用して繊維中に存在する末端アミノ基濃度を増やすことができる。一方、アミノ基含有発色改良剤の添加量が多すぎる場合などにより、末端アミノ基濃度が上記上限値を超えると、ポリアミド系樹脂が有する特性(例えば、洗濯堅牢度など)が劣る場合がある。
本発明は、前記ポリアミド系繊維を含む繊維構造体を包含する。繊維構造体としては、連続繊維(モノフィラメント、マルチフィラメント)、短繊維(カットファイバー)、糸類、紐類、ロープ類などの一次元構造体であってもよいし、前記ポリアミド系繊維を含む織物、編物、不織布などの布帛であってもよい。繊維構造体は、ポリアミド系繊維のみで構成されてもよいし、ポリアミド系繊維と他の繊維などとを組み合わせて構成されていてもよい。
ポリアミド系繊維またはアミノ基含有発色改良剤のサンプル約1gを40mLのフェノール/メタノール混合溶媒(容量比:9/1)に溶解し、得られた試料溶液に指示薬としてチモールブルーを加えて、N/20塩酸で滴定して、末端アミノ基濃度NH2(μeq/g)を測定した。
溶融粘度は、紡糸時の溶融粘度を再現するために、ポリアミド系樹脂組成物にアミノ基含有発色改良剤を添加して押出成形したペレットを作製し、東洋精機製作所製「キャピログラフ1C PMD-C」を用いて、240℃、剪断速度1000sec-1の条件で測定した。
数平均分子量(Mn)は、末端アミノ基濃度(NH2)および末端カルボキシル基濃度(COOH)から、下記式より求めた。
Mn=2/(末端アミノ基濃度(NH2)+末端カルボキシル基濃度(COOH))
なお、末端カルボキシル基濃度(COOH)は以下のように測定した。
ポリアミド系繊維またはアミノ基含有発色改良剤のサンプル約0.5gを50mLのベンジルアルコールに溶解し、得られた試料溶液に指示薬としてフェノールフタレインを加えて、N/20水酸化カリウム/メタノール溶液で滴定して、末端カルボキシル基濃度COOH(μeq/g)を測定した。
ポリアミド系繊維を100kg紡糸した際の毛羽・断糸の発生状況で評価した。
〇:紡糸時の毛羽・断糸なし
△:紡糸時の毛羽・断糸が1~2回発生
×:紡糸時の毛羽・断糸が3回以上発生
ポリアミド系繊維の示差走査熱量測定(DSC)で得られたDSC曲線が示す融解ピークの形状がシングルピークかどうかで評価した。なお、上記測定はメトラー・トレド社製「TA-4000」を使用し、窒素雰囲気下、昇温速度10℃/minにて300℃まで測定して、DSC曲線を得た。
○:融解ピークの形状がシングルピークである
×:融解ピークの形状がシングルピークでない
JIS L 1013「化学繊維フィラメント糸試験方法」に準じて、繊維の繊度を測定した。
実施例及び比較例で得られた繊維を編物にし、L*値は、コニカミノルタ製分光測色計「CM-3700A」を用いて、正反射処理:SCE、測定径:LAV(25.4mm)、UV条件:100%Full、視野:2度、主光源:C光源の条件で測定した。
実施例及び比較例で得られた繊維を編物にし、JIS L 0844 B-4号の測定方法に準拠して測定した。
実施例及び比較例で得られた繊維を編物にし、JIS L 0842 紫外線カーボンアークの測定方法に準拠して測定した。
JIS L 1013に準じ、試長20cm、初荷重0.1g/d、引張速度10cm/minの条件で破断強伸度(初期引張抵抗度)を求め、5点以上の平均値を採用した。
実施例及び比較例で得られた繊維を編物にし、10人の被験者によるグリップ性の確認試験を行った。なお、試験は、エラストマーでないポリアミド12繊維から同様に作製した編物と比較して、編物を触った際の滑りにくさによって評価した。評価基準は以下の通りとした。
◎:10人全員が滑りにくさを感じた
〇:滑りにくさを感じた人が8-9人
△:滑りにくさを感じた人が5-7人
×:滑りにくさを感じた人が4以下
(1)ポリアミド12オリゴマーの作製
オートクレーブを窒素置換し、ラウリルラクタム1.000g及びドデカンジアミン38gを少量の水及び少量の燐酸と共に添加し、得られた混合物を加熱下に攪拌した。反応系を徐々に昇温すると共に窒素ガスにより調圧し、17.5kgf/cm2(1.7×106Pa)で270℃に保ち、約4時間加熱攪拌を続けた。次いで、反応系を徐々に常圧に戻し、さらに、ごく少量の窒素ガスを循環させながら、減圧に約1時間を要して系内の水分を排出した。その後、常圧で系を冷却しながらポリアミド12オリゴマーを溶融状態で取り出した。得られたポリアミド12オリゴマーをさらに冷却し、ややもろい固体として得た。ポリアミド12オリゴマーの数平均分子量は約5400と低分子量であり、末端アミノ基の含有量は、350μeq/gであった。このポリアミド12オリゴマーをアミノ基含有発色改良剤とした。
以下の方法に従い、ポリアミド系エラストマー繊維を製造した。ポリアミド系樹脂として、ポリアミド12エラストマー(ダイセル・エボニック製「VESTAMID E47-S1」)を用い、これにアミノ基含有発色改良剤として上記記載のポリアミド12オリゴマーを重量比率9%となるように添加し、押出機で溶融させ、250℃の紡糸ノズルより吐出させた。
ポリアミド12オリゴマーを重量比率20%となるように添加した以外は、実施例1と同様の方法で紡糸し、ポリアミド12エラストマー繊維を得た。該繊維の末端アミノ基濃度は、38.5μeq/gであった。この繊維を用いて実施例1と同様に筒編地を作製、染色を実施し、各種測定を行った。
ポリアミド12オリゴマーを重量比率6%となるように添加した以外は、実施例1と同様の方法で紡糸し、ポリアミド12エラストマー繊維を得た。該繊維の末端アミノ基濃度は、12.1μeq/gであった。この繊維を用いて実施例1と同様に筒編地を作製、染色を実施し、各種測定を行った。
ポリアミド12オリゴマーを添加しない以外は、実施例1と同様の方法で紡糸し、ポリアミド12エラストマー繊維を得た。該繊維の末端アミノ基濃度は、4.0μeq/gであった。この繊維を用いて実施例1と同様に筒編地を作製、染色を実施し、各種測定を行った。
ポリアミド12オリゴマーを重量比率35%となるように添加した以外は、実施例1と同様の方法で紡糸し、ポリアミド12エラストマー繊維を得た。該繊維の末端アミノ基濃度は、63.8μeq/gであった。この繊維を用いて実施例1と同様に筒編地を作製、染色を実施し、各種測定を行った。
Claims (10)
- ポリアミド系樹脂とアミノ基含有発色改良剤とで構成されたポリアミド系樹脂組成物から形成され、末端アミノ基濃度が5.0~40.0μeq/gである、ポリアミド系繊維であって、前記アミノ基含有発色改良剤がポリアミドオリゴマーで構成され、前記ポリアミド系樹脂と前記アミノ基含有発色改良剤との質量比が、前者/後者として、98/2~70/30である、ポリアミド系繊維。
- 請求項1のポリアミド系繊維において、前記ポリアミド系樹脂が、炭素数1~22の直鎖または分岐鎖の飽和脂肪族炭化水素基を含む繰り返し単位を有するポリアミド系樹脂で構成される、ポリアミド系繊維。
- 請求項1または2のポリアミド系繊維において、前記ポリアミド系樹脂がポリアミド系エラストマーを含む、ポリアミド系繊維。
- 請求項1から3のいずれか一項のポリアミド系繊維において、ポリアミドオリゴマーがポリアミド6オリゴマー、ポリアミド4/6オリゴマー、ポリアミド6/6オリゴマー、ポリアミド6/10オリゴマー、ポリアミド6/11オリゴマー、ポリアミド6/12オリゴマー、ポリアミド9オリゴマー、ポリアミド10オリゴマー、ポリアミド11オリゴマー、および/またはポリアミド12オリゴマーで構成される、ポリアミド系繊維。
- 請求項1から4のいずれか一項のポリアミド系繊維において、ポリアミドオリゴマーの数平均分子量が500~10000である、ポリアミド系繊維。
- 請求項1から5のいずれか一項のポリアミド系繊維において、アミノ基含有発色改良剤の末端アミノ基濃度が100~2000μeq/gである、ポリアミド系繊維。
- 請求項1から6のいずれか一項のポリアミド系繊維において、ポリアミドオリゴマー中の繰り返し単位の炭化水素基は、その炭素数が、ポリアミド系樹脂の繰り返し単位中の単素数±3の範囲内である、ポリアミド系繊維。
- 請求項1から7のいずれか一項のポリアミド系繊維において、示差走査熱量測定で得られたDSC曲線が示す融解ピークの形状がシングルピークである、ポリアミド系繊維。
- 請求項1から8のいずれか一項のポリアミド系繊維を含む、繊維構造体。
- 請求項1から8のいずれか一項のポリアミド系繊維を製造する方法であって、ポリアミド系樹脂とアミノ基含有発色改良剤とで構成されたポリアミド系樹脂組成物を溶融混練し、所定の溶融粘度の溶融物を得る溶融混錬工程と、溶融混錬物を紡糸して繊維化する紡糸工程とを少なくとも備える、製造方法。
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