説明

全芳香族ポリアミド繊維の染色方法

【課題】全芳香族ポリアミド繊維を多様な色相に染色することができ、しかも染色堅牢度に優れた全芳香族ポリアミド繊維染色物を得ることができる染色加工方法を提供する。
【解決手段】パラミド繊維等の全芳香族ポリアミド繊維を、エチレングルコールフェニルエーテル等で例示される、水に対する溶解度が5g/20℃以上であるグリコールフェニルエーテル系化合物水溶液中で染色する。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、全芳香族ポリアミド繊維の染色方法に関するものである。
【背景技術】
【0002】
アラミド繊維、特にパラ系アラミド繊維は、高い比強度、比弾性率、優れた耐熱性、耐薬品性などを有するため、産業資材用のロープ、ネット、漁網あるいは防護作業衣などに広く利用されているが、結晶性が高く、分子間結合力が強固で緻密な分子構造を有しているため、従来の染色技術で着色することが難しいという問題があった。一方メタ系アラミド繊維は、長期耐熱性から各種フィルターに、難燃性、耐薬品性などを有することから消防用の防火服、各種プラントユニフォームに利用されているが、分子間結合力が強固で緻密な分子構造を有しているため、パラ系アラミド繊維と同様の問題があった。
【0003】
このような問題を解決する方法として、例えば、特開昭63−256765号公報、特開平2−41414号公報には、濃硫酸の紡糸溶液中に染料あるいは顔料を分散させて製糸を行い、着色糸を得る方法が、更に、特開平3−76868号公報には、硫酸溶液に予め浸漬した後に染色促進剤に接触させることによってカチオン染料に染色可能なポリパラフェニレンテレフタルアミド(PPTA)繊維を得る方法が開示されているが、着色し得る色相の範囲や再現性あるいは耐光堅牢度などの点で必ずしも十分とはいえない。
【0004】
また、分散染料を用いて160℃以上の高温で染色する方法も提案されている(特開平5−209372号公報)が、染色温度が高温になる程、染色機も特別なものが必要になるため、一般的な方法ではない。
【0005】
さらに、本発明者らは、特開平7−316990号公報において、パラ系アラミド繊維を70℃以上のジメチルスルホキシドで処理した後、染色する方法を提案したが、該方法では、膨潤作用が強過ぎて、収縮が大きくなり、繊維構造物の幅や長さを制御するのが困難となると共に、強度も低下する。また、コストも高くなるという問題があった。
【0006】
また、特開2007−16343号公報において、パラ型アラミドを染色する際の染色助剤として、ベンジルアルコールを用いる方法が紹介されているが、臭気が強く、現場では好んで使用するものではなかった。特開2005−325471号公報では特定の電解質化合物の存在下で酸性染料で染色することが提案されている。ある程度効果はあるものの洗濯堅牢度は満足するものではなかった。
【0007】
アラミド繊維の染色においては、古くからキャリヤーを併用して染色する方法が知られている。たとえば、特開昭58−87376号公報では、アセトフェノンなどのキャリヤーを大量に使用し、高温、高圧下で染色する方法が提案されているが、染色後の脱キャリヤーを行うことが困難であり、また、アセトフェノンは、臭気が強く作業環境に問題があり排水などの面で環境を汚染するような問題があり現場での使用は問題が多い。
【0008】
又特開平8−260362号公報ではアラミド繊維を芳香族エーテル系キャリアーを用いてPH5以下でモノアゾ系カチオン染料で染色する方法が開示されている。この方法によりアラミド繊維の染色性は向上するものの、水分散状態で用いるため高温では乳化分散が破壊されやすく染め斑やオイルスポットなどを生じる欠点があった。
【0009】
【特許文献1】特開昭63−256765号公報
【特許文献2】特開平2−41414号公報
【特許文献3】特開平3−76868号公報
【特許文献4】特開平5−209372号公報
【特許文献5】特開平7−316990号公報
【特許文献6】特開2007−16343号公報
【特許文献7】特開2005−325471号公報
【特許文献8】特開昭58−87376号公報
【特許文献9】特開平8−260362号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0010】
本発明は、かかる従来技術の問題点を解消し、全芳香族ポリアミド繊維を多様な色相に染色することができ、しかも染色堅牢度に優れた全芳香族ポリアミド繊維染色物を得ることができる染色加工方法を提供する。
【課題を解決するための手段】
【0011】
本発明者等は、上記課題を解決すべく検討を重ねた結果、全芳香族ポリアミド繊維を、水に対する溶解度が5g/20℃以上であるグリコールフェニルエーテル系化合物水溶液中で染色することにより上記問題が一気に解決されることを見出した。
【発明の効果】
【0012】
全芳香族ポリアミド繊維をグリコールフェニルエーテル系化合物水溶液中で染色することにより、安定して均一に染色できるだけでなく、染色堅牢度に優れ、従来の方法より環境負荷を少なくした全芳香族ポリアミド繊維を染色多様な色相に染色することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【0013】
本発明において対象とする全芳香族ポリアミド繊維は、主鎖中にフェニレン基を有する芳香族ポリアミド繊維を意味し、例えば、パラ型アラミド繊維は、デュポン社のケブラー(登録商標)やテイジン・トワロン社のトワロン(登録商標)などに代表されるポリパラフェニレンテレフタルアミド(PPTA)繊維や、PPTAと3,4′―オキシジフェニレンテレフタルアミドとの共重合体繊維、帝人テクノプロダクツ株式会社製のテクノーラ(登録商標)等、メタ型アラミド繊維は、ポリメタフェニレンイソフタラミド系又はそれを主成分とする共重合体からなる繊維、帝人テクノプロダクツ株式会社製 コーネックス(登録商標)等を挙げることができる。
【0014】
本発明では、全芳香族ポリアミド繊維を、下記式で表されるグリコールフェニルエーテル系化合物水溶液中で染色する。COC2nOH (n=1以上の整数)
該グリコールフェニルエーテル系化合物の水に対する溶解度が5g/20℃以上であることが必要である。溶解度が5g/20℃未満であれば溶解するのに時間がかかり、又冷却する時に分離や析出が発生するので好ましくない。
【0015】
こうした点から、グリコールフェニルエーテル系化合物としてエチレングリコールフェニルエーテルまたはプロピレングリコールフェニルエーテルを用いることが望ましい。
使用する濃度は、5g/L〜50g/Lが好ましい。5g/L未満の濃度では十分な濃色が得にくく、一方、50g/Lを超えて使用しても、5g/L〜50g/Lと比べて目立った濃色効果は得られない。
【0016】
該グリコールフェニルエーテル系化合物水溶液は、使用するグリコールフェニルエーテル系化合物を適切な温度で水溶化することにより得られる。
染色温度は、120℃〜180℃の範囲、好ましくは、130℃〜170℃である。温度が120℃未満の場合は、十分な染色が行われない。170℃を超えた場合、染料の分解などの問題がある。
【0017】
染料は、分散染料、カチオン染料が好ましく用いられる。
分散染料は、水に難溶性で水中に分散した系から疎水性繊維を染色する染料であって、ポリエステル繊維やアセテート繊維などの染色に多く用いられており、ベンゼンアゾ系(モノアゾ、ジスアゾなど)、複素環アゾ系(チアゾールアゾ、ベンゾチアゾ−ルアゾ、キノリンアゾ、ピリゾンアゾ、イミダゾールアゾ、チオフェンアゾなど)、アントラキノン系、縮合系(キノフタリン、スチリル、クマリンなど)などが挙げられる。
【0018】
カチオン染料は、水に可溶性で、塩基性を示す基を有する水溶性染料であって、アクリル繊維、天然繊維あるいはカチオン可染型ポリエステル繊維等の染色に多く用いられており、ジ及びトリアクリルメタン系、キノンイミン(ポリメチン、アザメチンなど)、複素環アゾ系(チアゾールアゾ、トリアゾールアゾ、ベンゾチアゾールアゾなど)、アントラキノン系などが挙げられる。また、最近は塩基性基を封鎖することにより分散型にしたカチオン染料もあるが、このカチオン染料も本発明で用いることが出来る。
【0019】
グリコールフェニルエーテル系化合物を使用する際の全芳香族ポリアミドの形態は任意であり、フィラメント糸やステープルファイバーでもよく、あるいは織物、編物、紡績糸、ロープ等に例示されるような繊維構造体であってもよい。更に、ポリエステル繊維、あるいは他の合成繊維や天然繊維等と混用した繊維構造体であってもよい。
【実施例】
【0020】
以下、実施例を挙げて本発明を更に詳しく説明する。なお、実施例における染色性及び洗濯堅牢度の評価は、次のようにして行った。
(1)染色性
マクベス社(株)製、カラー測定装置「Machbeth COLOR−EYE」を用い、2度視野とし、D65光源を使用してL*を測定した。この値が小さい程、色は濃いことを示す。
(2)洗濯堅牢度
JIS L 0844−73のA−2法に準じて評価した。
【0021】
[実施例1]
トワロン紡績糸40/2を経糸および緯糸に用いて1/2ツイル組織で目付け220g/m2の織物を製織した。80℃の条件で界面活性剤を用いて10分間精練後、190℃で1分間熱処理した。ついで、
染料 カチオン染料 Basacryl Orange R400 6%owf
酢酸 0.3cc/L、硝酸ナトリウム 25g/L、
エチレングリコールフェニルエーテル 30g/L(ダウ・ケミカル日本株式会社製)を含む浴中、130℃で60分間染色した。
次いで、染色した試料を、下記の洗浄浴で100℃、20分間の洗浄を2回行った。
NaOH(フレーク) 4g/L
ハイドロサルファイト 4g/L
アミラジンD 4g/L (非イオン活性剤 第一工業製薬製)
このときのL*は52.1、洗濯堅牢度は、4−5級となり、臭気もほとんどなかった。
【0022】
[実施例2]
実施例1と同様の方法で、キャリヤーにプロピレングリコールフェニルエーテルを用いて染色を行った。
結果、L*は53.1、洗濯堅牢度は、4−5級となり染色時の臭気もほとんどなかった。
【0023】
[比較例1]
実施例1において、エチレングリコールフェニルエーテルの代わりに、ベンジルアルコールを50g/L使用して染色した。
結果、L*は54.3、また洗濯堅牢度は、4−5級となり、染色性は同程度であったが、ベンジルアルコール使用量は多く、臭気が強かった。
【0024】
[比較例2]
実施例1において、エチレングリコールフェニルエーテルを使用せずに染色を行った。
結果、L*は58.0、洗濯堅牢度は、4−5級と淡色となり染まらなかった。
【0025】
[実施例3]
実施例1において、エチレングリコールフェニルエーテルを5g/L、染色温度を150℃にして染色を行った結果、L*は50.2、洗濯堅牢度は、4−5級と染色性、洗濯堅牢度共に良好であり、臭気もほとんどなかった。
【0026】
[実施例4]
実施例2において、プロピレングリコールフェニルエーテルを5g/L、染色温度を150℃で染色を行った結果、L*は50.5、洗濯堅牢度は、4−5級となり、臭気もほとんどなかった。
【0027】
[比較例3]
実施例3において、エチレングリコールフェニルエーテルの代わりにベンジルアルコールを使用して、染色を行った結果、L*は51.5、洗濯堅牢度は、4−5級と実施例3、4と比較し、やや染まりにくく、また臭気も強かった。
【0028】
[比較例4]
実施例3においてエチレングリコールフェニルエーテルを使用せずに染色を行った結果、L*は54.2、洗濯堅牢度は、4−5級と淡染であった。
【産業上の利用可能性】
【0029】
本発明は高強力、難燃性、軽量等の特性を有する芳香族ポリアミドの染色方法を改善することにより、産業資材、防護衣料等の分野のみならず家庭用、一般衣料分野にも用途を拡大することができる。

【特許請求の範囲】
【請求項1】
全芳香族ポリアミド繊維を、下記一般式で示される水に対する溶解度が5g/20℃以上であるグリコールフェニルエーテル系化合物水溶液中で染色することを特徴とする全芳香族ポリアミド繊維の染色方法。
OC2nOH (n=1以上の整数)
【請求項2】
グリコールフェニルエーテル系化合物がエチレングリコールフェニルエーテルである請求項1に記載の染色方法。
【請求項3】
グリコールフェニルエーテル系化合物がプロピレングリコールフェニルエーテルである請求項1に記載の染色方法。
【請求項4】
全芳香族ポリアミドがパラ型アラミド繊維である請求項1、2、3にいずれか記載の染色方法。
【請求項5】
全芳香族ポリアミドがメタ型アラミド繊維であることを特徴とする請求項1、2、3いずれか記載の染色方法。

【公開番号】特開2008−291384(P2008−291384A)
【公開日】平成20年12月4日(2008.12.4)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2007−137673(P2007−137673)
【出願日】平成19年5月24日(2007.5.24)
【出願人】(303013268)帝人テクノプロダクツ株式会社 (504)
【Fターム(参考)】