易染色性メタ型全芳香族ポリアミド繊維を含む布帛
【課題】染色性、耐酸性に優れ、残存溶媒量が極めて少ない易染色性メタ型全芳香族ポリアミド繊維を含む布帛を提供すること。
【解決手段】スキンコアを有しない凝固形態となるよう凝固浴の成分あるいは条件を適宜調節し、特定倍率で可塑延伸し、洗浄工程を経た後、特定温度で乾熱処理を行うことにより得られるメタ型全芳香族ポリアミド繊維を用いて、布帛を形成する。
【解決手段】スキンコアを有しない凝固形態となるよう凝固浴の成分あるいは条件を適宜調節し、特定倍率で可塑延伸し、洗浄工程を経た後、特定温度で乾熱処理を行うことにより得られるメタ型全芳香族ポリアミド繊維を用いて、布帛を形成する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、易染色性メタ型全芳香族ポリアミド繊維を含む布帛に関する。より詳しくは、染色性および環境保全性に優れ、かつ、耐酸性にも優れたメタ型全芳香族ポリアミド繊維を含む布帛に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ポリメタフェニレンテレフタルアミド繊維等のメタ型全芳香族ポリアミド繊維は、分子骨格のほとんどが芳香族環から構成されているため、優れた難燃性と耐熱性を発現する。これらの特定を活かして、メタ型全芳香族ポリアミド繊維は、産業用途のみならず、耐熱性、防炎性、耐炎性が重視される用途等に好適に使用されており、最近では、耐炎性と防炎性とを活かした寝具、衣料、インテリア等の分野への用途が急速に広がりつつある。特に衣料分野においては、耐炎性および防炎性に加えて、さらに、染色性および耐酸性についても、重要な性能として求められている。
【０００３】
しかしながら、メタ型全芳香族ポリアミド繊維は、その剛直なポリマー分子鎖に起因して、通常の方法では染色が困難であるという問題点があった。
そこで、染色性を向上させる方法として、アルキルベンゼンスルホン酸オニウム塩を紡糸液に添加することにより、カチオン染料に対して易染色性なメタ型芳香族ポリアミド繊維を得る方法が提案されている（特許文献１参照）。この方法によればカチオン染料に対しては、良好な染色性を有するメタ型芳香族ポリアミド繊維を得ることができる。
【０００４】
しかしながら、当該オニウム塩が添加された繊維は、コストが高いものとなっていた。また、製糸時や後加工時等に当該オニウム塩が繊維から脱落しないようにするため、繊維製造時の凝固条件を厳しくすることができず、その結果、繊維に残存する溶媒量が多くなり、環境安全性に劣るものとなっていた。
【０００５】
染色性を向上させる別の方法として、細孔を有する非晶質の繊維を形成し、水で膨潤した当該繊維を蒸気加熱し、染料を繊維の当該細孔中に拡散させることにより、繊維構造全体にわたって染料が含有した繊維を得て、引き続き、当該繊維をガラス転移温度より高い温度にて十分な時間をかけて蒸気加熱を行って当該細孔を潰し、これにより染料を不可逆的に繊維内に閉じ込めて、当該繊維を結晶化させる方法が提案されている（特許文献２参照）。
【０００６】
この方法によれば、良好な染色性を有し、かつ、残存溶媒量の少ない繊維を得ることができる。しかしながら、１１０℃ないし１４０℃の温度に加熱された蒸気を用いて当該細孔を潰す程度の加熱処理であるため、繊維結晶化が不十分となり、良好な耐酸性を得ることが困難であった。
したがって、易染色性を有するメタ型全芳香族ポリアミド繊維であって、繊維に残存する溶媒量が少なく、かつ、耐酸性を有する繊維を用いた布帛は、いまだ得られていなかった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開平０８−０８１８２７号公報
【特許文献２】特開昭６２−１８４１２７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は、かかる背景技術を背景になされたもので、染色性、耐酸性に優れ、残存溶媒量が極めて少ない易染色性メタ型全芳香族ポリアミド繊維を用いた布帛を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明者らは、上記の課題に鑑み鋭意検討を重ねた。その結果、スキンコアを有しない凝固形態となるよう凝固浴の成分あるいは条件を適宜調節し、特定倍率で可塑延伸し、洗浄工程を経た後、特定温度で乾熱処理を行って得られるメタ型全芳香族ポリアミド繊維を用いれば、上記課題を解決できることを見出し、本発明を完成するに至った。
【００１０】
すなわち本発明は、易染色性メタ型全芳香族ポリアミド繊維を含む布帛であって、前記メタ型全芳香族ポリアミド繊維は、原繊維の残存溶剤量が０．１質量％以下であり、前記布帛は、５０℃の２０質量％硫酸水溶液に１５０時間浸漬した後の染色布帛の強度保持率が６５％以上である、易染色性メタ型全芳香族ポリアミド繊維を含む布帛である。
【発明の効果】
【００１１】
本発明の易染色性メタ型全芳香族ポリアミド繊維を含む布帛は、染料に対する染色性が良好であり、かつ、優れた耐酸性、および環境安定性を兼ね備える。このため、これらの特性が必要とされる分野における工業的価値は極めて大きく、例えば、寝具、衣料、インテリア等の審美性や視覚性を重視する分野において好適に用いることができる。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明について詳細に説明する。
＜易染色性メタ型全芳香族ポリアミド繊維を含む布帛＞
本発明の易染色性メタ型全芳香族ポリアミド繊維を含む布帛は、後記する易染色性メタ型全芳香族ポリアミド繊維を主成分として含むものである。布帛における易染色性メタ型全芳香族ポリアミド繊維の含有量は、５０質量％以上であり、好ましくは８０質量％以上、さらに好ましくは９０質量％以上、特に好ましくは１００％である。
【００１３】
なお、本発明の布帛において、後記する易染色性メタ型全芳香族ポリアミド繊維以外に含まれる成分としては、特に限定されるものではない。例えば、繊維状、パルプ状成分等を挙げることができる。繊維としては、例えば、ポリオレフィン繊維、ポリフェニレンスルフィド繊維、ポリエーテルエーテルケトン繊維、セルロース系繊維、セルロース系パルプ、ＰＶＡ系繊維、ポリエステル繊維、アリレート繊維、液晶ポリエステル繊維、ポリエチレンナフタレート繊維等の有機繊維、ガラス繊維、ロックウール、アスベスト、ボロン繊維等の無機繊維ガラス繊維を挙げることができる。
【００１４】
［布帛の形態］
本発明の易染色性布帛の形態は特に限定されるものではなく、布帛に求められる目的、用途等により適宜選択すればよい。本発明においては、不織布、織物、および編物からなる群から選ばれるいずれかであることが好ましい。
【００１５】
布帛の形態を織物とする場合には、フィラメント糸、あるいは紡績糸等を、平織、綾織、朱子織等の織構成とすることが挙げられる。この際の織物の目付は、１００〜７００ｇ／ｍ２が好ましく、さらに好ましくは２００〜４００ｇ／ｍ２である。織物の目付が１００ｇ／ｍ２未満である場合には布帛としての強度が低くなり、一方、７００ｇ／ｍ２を超える場合には布帛の柔軟性が損なわれてしまう。
【００１６】
また、布帛の形態を不織布とする場合には、布帛の強度を向上させるために、基布を使用することも可能である。用いる基布としては、総繊度が２００〜１,７００ｄｔｅｘ、さらに好ましくは２７５〜１，１００ｄｔｅｘのヤーン（フィラメント糸または紡績糸）で構成される織物、例えば、平織、綾織、朱子織等の織物組織が好ましく、なかでも平織物、特にメッシュ状の平織物であるスクリムが好ましい。基布に、該繊維（短繊維）からなるフェルトを一体成形する方法は、特に限定される必要はなく、例えば、該基布の上下に該繊維からなるウェブを積層し、常法、例えば、両面からニードルパンチングする方法が挙げられる。
【００１７】
不織布とする場合の目付は、２００〜１，５００ｇ／ｍ２が好ましく、さらに好ましくは４００〜６００ｇ／ｍ２である。不織布の目付が２００ｇ／ｍ２未満である場合には布帛としての強度が低くなり、一方、１，５００ｇ／ｍ２を超える場合には布帛の柔軟性が損なわれてしまう。
【００１８】
［布帛の物性］
〔染色布帛の強度保持率〕
本発明の易染色性メタ型全芳香族ポリアミド繊維を含む布帛を染色した染色布帛は、５０℃の２０質量％硫酸水溶液に１５０時間浸漬した後の染色布帛の強度保持率が６５％以上である。強度保持率は、６５％以上であることが必須であり、７０％以上であることが好ましく、７５％以上であることはさらに好ましい。
染色布帛の強度保持率は、耐酸性の指標となり、強度保持率が６５％を下回る場合には、布帛の耐酸性が不十分となり、安全性が低下するため好ましくない。
【００１９】
染色布帛の強度保持率を６５％以上とするためには、布帛を構成する易染色性メタ型全芳香族ポリアミド繊維の製造工程において、スキンコアを有しない凝固形態となるよう凝固浴の成分あるいは条件の調節し、かつ、洗浄工程を経た後に特定温度で乾熱処理を実施する。
なお、本発明における「強度保持率」とは、以下の方法で得られる値をいう。
【００２０】
（強度保持率（耐酸性テスト）の求め方）
セパラブルフラスコへ２０質量％の硫酸水溶液を入れ、大きさ幅５．５ｃｍ×長さ３０ｃｍの布帛を浸漬する。続いて、セパラブルフラスコを恒温水槽中に浸漬し、温度５０℃に維持し、染色布帛を１５０時間浸漬する。浸漬前後の染色布帛につき、それぞれ、破断強度の測定を実施し、浸漬後の布帛の強度保持率を求める。
なお、本発明における「布帛」の「破断強度」とは、以下の条件で測定して得られる値をいう。
【００２１】
（布帛の破断強度）
ＪＩＳ Ｌ１０９６の引張強さＡ法（ストリップ法：ラベルドストリップ法）に基づき、インストロン社製、型番１１２２を用いて、以下の測定条件にて、布帛について測定を実施した。
{測定条件}
切断採取時の試験片の大きさ ：幅５．５ｃｍ×長さ３０ｃｍ
試験片の幅 ：５．０ｃｍ
試験片の枚数 ：３枚
測定回数 ：各試験片につき、たて方向およびよこ方向それぞれ３回
つかみ間隔 ：２０ｃｍ
初荷重 ：５０ｇ
引張速度 ：２０ｍｍ／分
なお、本発明における「布帛」の「染色」とは、特に指定されない場合には、以下の染色方法による染色を意味する。
【００２２】
（布帛の染色方法）
カチオン染料（日本化薬社製、商品名：Ｋａｙａｃｒｙｌ Ｂｌｕｅ ＧＳＬ−ＥＤ（Ｂ−５４））６％ｏｗｆ、酢酸０．３ｍＬ／Ｌ、硝酸ナトリウム２０ｇ／Ｌ、キャリア剤としてベンジルアルコール７０ｇ／Ｌ、分散剤として染色助剤（明成化学工業社製、商品名：ディスパーＴＬ）０．５ｇ／Ｌを含む染色液を用意する。引き続き、布帛と当該染色液の浴比を１：４０として、１２０℃下６０分間の染色処理を実施する。
【００２３】
〔染色布帛の染着率〕
本発明の易染色性メタ型全芳香族ポリアミド繊維を含む布帛は、上記の染色方法で染色した布帛の染着率が９０％以上であることが好ましい。染色布帛の染着率は、９０％以上であることが好ましく、９２％以上であることがより好ましい。染色布帛の染着率が９０％未満の場合には、染色工程における染料のロス量が増えることから、染色工程でのコストが増加するため好ましくない。
【００２４】
染色布帛の染着率は、後記するメタ型全芳香族ポリアミド繊維の製造工程において、スキンコアを有しない凝固形態となるよう凝固浴の成分あるいは条件の調節し、かつ、洗浄工程を経た後に特定温度で乾熱処理を実施することにより制御することができる。染色繊維の染着率を９０％以上とするためには、凝固液をＮＭＰ濃度４５〜６０質量％の水溶液とし、浴液の温度を１０〜３５℃とし、乾熱処理温度を繊維のガラス転移点温度（Ｔｇ）以上となる２６０〜３３０℃の範囲とすればよい。
なお、本発明における「染着率」とは、以下の方法によって得られる値をいう。
【００２５】
（染着率）
布帛を染色した染色残液に、この染色残液と同容積のジクロロメタンを加え、残染料を抽出する。引き続き、抽出液について、波長６７０ｎｍ、５４０ｎｍ、５３０ｎｍの吸光度をそれぞれ測定し、あらかじめ染料濃度が既知のジクロロメタン溶液から作成した上記３波長の検量線から抽出液の染料濃度をそれぞれ求め、上記３波長における濃度の平均値を抽出液の染料濃度（Ｃ）とする。染色前の染料濃度（Ｃｏ）を用いて、以下の式にて得られる値を染着率（Ｕ）とする。
染着率（Ｕ）＝（Ｃｏ−Ｃ）／Ｃｏ×１００
【００２６】
＜易染色性メタ型全芳香族ポリアミド繊維＞
本発明に用いられる易染色性メタ型全芳香族ポリアミド繊維は、以下の特定の物性を兼ね備える。本発明の易染色性メタ型全芳香族ポリアミド繊維の物性、構成、および、製造方法等について以下に説明する。
【００２７】
［易染色性メタ型全芳香族ポリアミド繊維の物性］
〔残存溶媒量〕
メタ型全芳香族ポリアミド繊維は、通常、ポリマーをアミド系溶媒に溶解した紡糸原液から製造されるため、必然的に該繊維に溶媒が残存する。しかしながら、本発明のメタ型全芳香族ポリアミド繊維は、繊維中に残存する溶媒の量が、繊維質量に対して０．１質量％以下である。０．１質量％以下であることが必須であり、０．０８質量％以下であることがより好ましい。
【００２８】
繊維質量に対して０．１質量％を超えて溶媒が繊維中に残存している場合には、２００℃を超えるような高温雰囲気下での加工や使用の際に、残存溶媒が揮発するために環境安全性に劣る。また、分子構造が破壊されることにより、著しく強度が低下するため好ましくない。
【００２９】
原繊維の残存溶媒量を０．１質量％以下とするためには、繊維の製造工程において、スキンコアを有しない凝固形態となるよう凝固浴の成分あるいは条件の調節し、かつ、特定倍率で可塑延伸を実施する。
なお、本発明における「原繊維の残存溶媒量」とは、以下の方法で得られる値をいう。
【００３０】
（残存溶媒量の測定方法）
原繊維を約８．０ｇ採取し、１０５℃で１２０分間乾燥させた後にデシケーター内で放冷し、繊維質量（Ｍ１）を秤量する。続いて、この繊維について、メタノール中で１．５時間、ソックスレー抽出器を用いて還流抽出を行い、繊維中に含まれるアミド系溶媒の抽出を行う。抽出を終えた繊維を取り出して、１５０℃で６０分間真空乾燥させた後にデシケーター内で放冷し、繊維質量（Ｍ２）を秤量する。繊維中に残存する溶媒量（アミド系溶媒質量）Ｎ（％）は、得られるＭ１およびＭ２を用いて、下記式により算出する。
Ｎ（％）＝（Ｍ１−Ｍ２）／Ｍ１×１００
【００３１】
〔原繊維の破断強度、破断伸度〕
本発明に用いられる易染色性メタ型全芳香族ポリアミド繊維の原繊維（染色前の繊維）の破断強度は、２．５ｃＮ／ｄｔｅｘ以上であることが好ましい。２．７ｃＮ／ｄｔｅｘ以上であることがさらに好ましく、３．０ｃＮ／ｄｔｅｘ以上であることが特に好ましい。破断強度が２．５ｃＮ／ｄｔｅｘ未満である場合には、紡績等の後加工工程において繊維が破断し、通過性が悪化するため好ましくない。
【００３２】
また、本発明に用いられる易染色性メタ型全芳香族ポリアミド繊維の原繊維（染色前の繊維）の破断伸度は、３０％以上であることが好ましい。３５％以上であることがさらに好ましく、４０％以上であることが特に好ましい。破断伸度が３０％未満である場合には、布帛を作製する工程において、工程通過性が悪化するため好ましくない。
なお、ここでいう「破断強度」および「破断伸度」とは、ＪＩＳ Ｌ １０１５に基づき、上記した「破断強度」の測定条件で測定して得られる値をいう。
【００３３】
易染色性メタ型全芳香族ポリアミド繊維の「破断強度」は、後記する製造方法における可塑延伸浴延伸工程における延伸倍率、および、乾熱処理工程における熱処理温度を適正化することにより制御することができる。破断強度を２．５ｃＮ／ｄｔｅｘ以上とするためには、延伸倍率を３．５〜５．０倍とし、さらに、乾熱処理温度を２６０〜３３０℃の範囲とすればよい。
【００３４】
易染色性メタ型全芳香族ポリアミド繊維の「破断伸度」は、後記する製造方法における凝固工程において、凝固浴条件を適正化することにより制御することができる。３０％以上とするためには、凝固液をＮＭＰ濃度４５〜６０質量％の水溶液とし、浴液の温度を１０〜３５℃とすればよい。
【００３５】
〔単糸繊度〕
本発明に用いられる易染色性メタ型全芳香族ポリアミド繊維の単繊維繊度は、０．５０〜６．０ｄｔｅｘであることが好ましく、さらに好ましくは０．８〜５．５ｄｔｅｘの範囲である。本発明においては、繊度が異なる２種以上の繊維を混合使用してもよい。
【００３６】
〔繊維長〕
本発明に用いられる易染色性メタ型全芳香族ポリアミド繊維の繊維長は、目的とする易染色性布帛の形態に応じて適宜設定すればよく、長繊維、短繊維のいずれの場合であってもよい。布帛の形態を不織布とする場合には、予め捲縮が付与された短繊維を構成繊維として用いるが、当該短繊維の繊維長は３１〜７６ｍｍの範囲とすることが好ましい。
【００３７】
［メタ型全芳香族ポリアミドの構成］
本発明に用いられる易染色性メタ型全芳香族ポリアミド繊維を構成するメタ型全芳香族ポリアミドは、メタ型芳香族ジアミン成分とメタ型芳香族ジカルボン酸成分とから構成されるものであり、本発明の目的を損なわない範囲内で、パラ型等の他の共重合成分が共重合されていてもよい。
【００３８】
本発明において特に好ましく使用されるのは、力学特性、耐熱性、難燃性の観点から、メタフェニレンイソフタルアミド単位を主成分とするメタ型全芳香族ポリアミドである。全繰り返し単位の好ましくは９０モル％以上、さらに好ましくは９５モル％以上、特に好ましくは１００モル％がメタフェニレンイソフタルアミド単位から構成されるメタ型全芳香族ポリアミドであることが望ましい。
【００３９】
〔メタ型全芳香族ポリアミドの原料〕
（メタ型芳香族ジアミン成分）
メタ型全芳香族ポリアミドの原料となるメタ型芳香族ジアミン成分としては、メタフェニレンジアミン、３，４’−ジアミノジフェニルエーテル、３，４’−ジアミノジフェニルスルホン等、および、これらの芳香環にハロゲン、炭素数１〜３のアルキル基等の置換基を有する誘導体、例えば、２，４−トルイレンジアミン、２，６−トルイレンジアミン、２，４−ジアミノクロロベンゼン、２，６−ジアミノクロロベンゼン等を例示することができる。なかでも、メタフェニレンジアミンのみ、または、メタフェニレンジアミンを８５モル％以上、好ましくは９０モル％以上、特に好ましくは９５モル％以上含有する混合ジアミンであることが好ましい。
【００４０】
（メタ型芳香族ジカルボン酸成分）
メタ型全芳香族ポリアミドを構成するメタ型芳香族ジカルボン酸成分の原料としては、例えば、メタ型芳香族ジカルボン酸ハライドを挙げることができる。メタ型芳香族ジカルボン酸ハライドとしては、イソフタル酸クロライド、イソフタル酸ブロマイド等のイソフタル酸ハライド、および、これらの芳香環にハロゲン、炭素数１〜３のアルコキシ基等の置換基を有する誘導体、例えば３−クロロイソフタル酸クロライド等を例示することができる。なかでも、イソフタル酸クロライドそのもの、または、イソフタル酸クロライドを８５モル％以上、好ましくは９０モル％以上、特に好ましくは９５モル％以上含有する混合カルボン酸ハライドであることが好ましい。
【００４１】
＜易染色性メタ型全芳香族ポリアミド繊維の製造方法＞
本発明に用いられる易染色性メタ型全芳香族ポリアミド繊維は、上記の製造方法によって得られた芳香族ポリアミドを用いて、例えば、以下に説明する紡糸液調製工程、紡糸・凝固工程、可塑延伸浴延伸工程、洗浄工程、弛緩処理工程、熱処理工程を経て製造される。
【００４２】
［紡糸液調製工程］
紡糸液調製工程においては、メタ型全芳香族ポリアミドをアミド系溶媒に溶解して、紡糸液（メタ型全芳香族ポリアミド重合体溶液）を調整する。紡糸液の調整にあたっては、通常、アミド系溶媒を用い、使用されるアミド系溶媒としては、Ｎ−メチル−２−ピロリドン（ＮＭＰ）、ジメチルホルムアミド（ＤＭＦ）、ジメチルアセトアミド（ＤＭＡｃ）等を例示することができる。これらのなかでは溶解性と取扱い安全性の観点から、ＮＭＰまたはＤＭＡｃを用いることが好ましい。
【００４３】
溶液濃度としては、次工程である紡糸・凝固工程での凝固速度および重合体の溶解性の観点から、適当な濃度を適宜選択すればよく、例えば、ポリマーがポリメタフェニレンイソフタルアミドで溶媒がＮＭＰの場合には、１０〜３０質量％の範囲とすることが好ましい。
【００４４】
［紡糸・凝固工程］
紡糸・凝固工程においては、上記で得られた紡糸液（メタ型全芳香族ポリアミド重合体溶液）を凝固液中に紡出して凝固させる。
紡糸装置としては特に限定されるものではなく、従来公知の湿式紡糸装置を使用することができる。また、安定して湿式紡糸できるものであれば、紡糸口金の紡糸孔数、配列状態、孔形状等は特に制限する必要はなく、例えば、孔数が５００〜３００００個、紡糸孔径が０．０５〜０．２ｍｍのスフ用の多ホール紡糸口金等を用いてもよい。
また、紡糸口金から紡出する際の紡糸液（メタ型全芳香族ポリアミド重合体溶液）の温度は、１０〜９０℃の範囲が適当である。
【００４５】
本発明に用いられる繊維を得るために用いる凝固浴としては、無機塩を含まないＮＭＰ濃度４５〜６０質量％の水溶液を、浴液の温度１０〜３５℃の範囲で用いる。ＮＭＰ濃度４５質量％未満ではスキンが厚い構造となってしまい、洗浄工程における洗浄効率が低下し、原繊維の残存溶媒量を０．１質量％以下とすることが困難になる。また、ＮＭＰ濃度６０質量％を超える場合には、繊維内部に至るまで均一な凝固を行うことができず、このため、原繊維の残存溶媒量を０．１質量％以下とすることが困難となり、また、耐酸性も不十分となる。なお、凝固浴中への繊維の浸漬時間は、０．１〜３０秒の範囲が適当である。
【００４６】
凝固浴の成分あるいは条件を上記の通りに設定することにより、繊維表面に形成されるスキンを薄くし、繊維内部まで均一な構造にすることができ、その結果、染色性、耐酸性をより向上させ、さらに、得られる繊維の破断伸度を向上させることができる。
【００４７】
［可塑延伸浴延伸工程］
可塑延伸浴延伸工程においては、凝固浴にて凝固して得られた繊維が可塑状態にあるうちに、可塑延伸浴中にて繊維を延伸処理する。
可塑延伸浴液としては特に限定されるものではなく、従来公知のものを採用することができる。
【００４８】
本発明に用いられる繊維を得るためには、可塑延伸浴中の延伸倍率を、３．５〜５．０倍の範囲とする必要があり、さらに好ましくは３．７〜４．５倍の範囲とする。可塑延伸浴中にて特定倍率の範囲で可塑延伸することにより、凝固糸中からの脱溶媒を促進することができ、原繊維中の残存溶媒量を０．１質量％以下にすることができる。
【００４９】
可塑延伸浴中での延伸倍率が３．５倍未満である場合には、凝固糸中からの脱溶媒が不十分となり、原繊維の残存溶媒量を０．１質量％以下とすることが困難となる。また、破断強度が不十分となり、布帛に加工する際の取り扱いが困難となる。一方で、延伸倍率が５．０倍を超える場合には、単糸切れが発生するため、生産安定性が悪くなる。
可塑延伸浴の温度は、１０〜９０℃の範囲が好ましい。好ましくは温度が２０〜９０℃の範囲にあると、工程調子がよい。
【００５０】
［洗浄工程］
洗浄工程においては、可塑延伸浴にて延伸された繊維を、十分に洗浄する。洗浄は、得られる繊維の品質面に影響を及ぼすことから、多段で行うことが好ましい。特に、洗浄工程における洗浄浴の温度および洗浄浴液中のアミド系溶媒の濃度は、繊維からのアミド系溶媒の抽出状態および洗浄浴からの水の繊維中への浸入状態に影響を与える。このため、これらを最適な状態とする目的においても、洗浄工程を多段とし、温度条件およびアミド系溶媒の濃度条件を制御することが好ましい。
【００５１】
温度条件およびアミド系溶媒の濃度条件については、最終的に得られる繊維の品質を満足できるものであれば特に限定されるものではないが、最初の洗浄浴を６０℃以上の高温とすると、水の繊維中への浸入が一気に起こるため、繊維中に巨大なボイドが生成して品質の劣化を招く。このため、最初の洗浄浴は、３０℃以下の低温とすることが好ましい。
【００５２】
繊維中に溶媒が残っている場合には、本発明の布帛を用いた製品の加工、および本発明の布帛を用いて形成された製品の使用における環境保全性に劣るため、好ましくない。このため、本発明に用いられる繊維に含まれる溶媒量は、０．１重量％以下であり、好ましくは０．０８重量％以下である。
【００５３】
［乾熱処理工程］
乾熱処理工程においては、洗浄工程を経た繊維を、乾燥・熱処理する。乾熱処理の方法としては特に限定されるものではないが、例えば、熱ローラー、熱板等を用いる方法を挙げることができる。乾熱処理を経ることにより、最終的に、本発明に用いられる易染色性メタ型全芳香族ポリアミド繊維を得ることができる。
【００５４】
本発明に用いられる繊維を得るためには、乾熱処理工程における熱処理温度を、２６０〜３３０℃の範囲とする必要があり、２７０〜３１０℃の範囲とすることがさらに好ましい。熱処理温度が２６０℃未満の場合には、繊維の結晶化が不十分となり、目的とする耐酸性が不十分なものとなる。一方で、３３０℃を超える場合には、繊維の結晶化が大きくなりすぎるため、染色性が大きく低下してしまう。また、乾熱処理温度を２６０〜３３０℃の範囲とすることは、得られる繊維の破断強度の向上に寄与する。
【００５５】
［捲縮工程等］
乾熱処理が施された易染色性メタ型全芳香族ポリアミド繊維には、必要に応じて、さらに捲縮加工を施してもよい。さらに、捲縮加工後は、適当な繊維長に切断し、次工程に提供してもよい。また、場合によっては、マルチフィラメントヤーンとして巻き取ってもよい。
【実施例】
【００５６】
以下、実施例等を挙げて本発明をさらに具体的に説明するが、本発明は、これらの実施例等によって限定されるものではない。
【００５７】
＜測定方法＞
実施例および比較例における各物性値は、下記の方法で測定した。
【００５８】
［繊度］
ＪＩＳ Ｌ １０１５に基づき、正量繊度のＡ法に準拠した測定を実施し、見掛繊度にて表記した。
【００５９】
［原繊維の破断強度、破断伸度］
ＪＩＳ Ｌ １０１５に基づき、インストロン社製、型番５５６５を用いて、以下の条件で測定した。
（測定条件）
つかみ間隔 ：２０ｍｍ
初荷重 ：０．０４４ｃＮ（１／２０ｇ）／ｄｔｅｘ
引張速度 ：２０ｍｍ／分
【００６０】
［原繊維の残存溶媒量］
原繊維を約８．０ｇ採取し、１０５℃で１２０分間乾燥させた後にデシケーター内で放冷し、繊維質量（Ｍ１）を秤量した。続いて、この繊維について、メタノール中で１．５時間、ソックスレー抽出器を用いて還流抽出を行い、繊維中に含まれるアミド系溶媒の抽出を行った。抽出を終えた繊維を取り出して、１５０℃で６０分間真空乾燥させた後にデシケーター内で放冷し、繊維質量（Ｍ２）を秤量した。繊維中に残存する溶媒量（アミド系溶媒質量）Ｎ（％）は、得られたＭ１およびＭ２を用いて、下記式により算出した。
Ｎ（％）＝［（Ｍ１−Ｍ２）／Ｍ１］×１００
【００６１】
［布帛の破断強度］
ＪＩＳ Ｌ１０９６の引張強さＡ法（ストリップ法：ラベルドストリップ法）に基づき、インストロン社製、型番１１２２を用いて、以下の測定条件にて、布帛について測定を実施した。
（測定条件）
切断採取時の試験片の大きさ ：幅５．５ｃｍ×長さ３０ｃｍ
試験片の幅 ：５．０ｃｍ
試験片の枚数 ：３枚
測定回数 ：各試験片につき、たて方向およびよこ方向それぞれ３回
つかみ間隔 ：２０ｃｍ
初荷重 ：５０ｇ
引張速度 ：２０ｍｍ／分
【００６２】
［染色布帛の強度保持率（耐酸性テスト）］
セパラブルフラスコへ２０質量％の硫酸水溶液を入れ、幅５．５ｃｍ×長さ３０ｃｍの大きさの染色布帛を浸漬した。続いて、セパラブルフラスコを恒温水槽中に浸漬し、温度５０℃に維持し、染色布帛を１５０時間浸漬した。浸漬前後の布帛につき、それぞれ、上記の測定方法によって布帛の破断強度の測定を実施し、浸漬後の布帛の強度保持率を求めた。
【００６３】
［布帛の染着率］
上記の方法で染色した布帛の染色残液に、この染色残液と同容積のジクロロメタンを加え、残染料を抽出する。引き続き、抽出液について、波長６７０ｎｍ、５４０ｎｍ、５３０ｎｍの吸光度をそれぞれ測定し、あらかじめ染料濃度が既知のジクロロメタン溶液から作成した上記３波長の検量線から抽出液の染料濃度をそれぞれ求め、上記３波長における濃度の平均値を抽出液の染料濃度（Ｃ）とした。染色前の染料濃度（Ｃｏ）を用いて、以下の式にて得られる値を染着率（Ｕ）とした。
染着率（Ｕ）＝［（Ｃｏ−Ｃ）／Ｃｏ］×１００
【００６４】
＜実施例１＞
［紡糸液調整工程］
特公昭４７−１０８６３号公報記載の方法に準じた界面重合法により製造した、固有粘度（Ｉ．Ｖ．）が１．９のポリメタフェニレンイソフタルアミド粉末２０．０質量部を、−１０℃に冷却したＮ−メチル−２−ピロリドン（ＮＭＰ）８０．０質量部中に懸濁させ、スラリー状にした。引き続き、懸濁液を６０℃まで昇温して溶解させ、透明なポリマー溶液Ａを得た。
【００６５】
［紡糸・凝固工程］
上記ポリマー溶液Ａを紡糸原液として、孔径０．０７ｍｍ、孔数５００の紡糸口金から、浴温度３０℃の凝固浴中に吐出して紡糸した。凝固液の組成は、水／ＮＭＰ＝４５／５５（質量部）であり、凝固浴中に糸速７ｍ／分で吐出して紡糸した。
【００６６】
［可塑延伸浴延伸工程］
引き続き、温度４０℃の水／ＮＭＰ＝４５／５５の組成の可塑延伸浴中にて、３．７倍の延伸倍率で延伸を行った。
【００６７】
［洗浄工程］
延伸後、２０℃の水／ＮＭＰ＝７０／３０の浴（浸漬長１．８ｍ）、続いて２０℃の水浴（浸漬長３．６ｍ）で洗浄し、さらに６０℃の温水浴（浸漬長５．４ｍ）に通して十分に洗浄を行った。
【００６８】
［乾熱処理工程］
洗浄後の繊維について、表面温度２８０℃の熱ローラーにて乾熱処理を施し、メタ型全芳香族アラミド繊維を得た。
【００６９】
［原繊維の物性］
得られた繊維の物性は、繊度１．７ｄｔｅｘ、破断強度２．８ｃＮ／ｄｔｅｘ、破断伸度５１．０％、残存溶媒量０．０８質量％であり、良好な力学特性を示した。
【００７０】
［布帛の作製］
得られたポリメタフェニレンイソフタルアミド繊維のトウに押込捲縮を付与した後、２インチにカットし、通常の紡績工程を通して紡績糸（番手：２０／２）を作製し、当該紡績糸から綾織に織成した織物（目付け：２５０ｇ／ｍ２、厚み：０．５ｍｍ）を作製した。
【００７１】
［布帛の物性］
得られた布帛の破断強度は、１２９２Ｎ／５ｃｍであった。
【００７２】
［布帛の染色工程］
カチオン染料（日本化薬社製、商品名：Ｋａｙａｃｒｙｌ Ｂｌｕｅ ＧＳＬ−ＥＤ（Ｂ−５４））６％ｏｗｆ、酢酸０．３ｍＬ／Ｌ、硝酸ナトリウム２０ｇ／Ｌ、キャリア剤としてベンジルアルコール７０ｇ／Ｌ、分散剤として染色助剤（明成化学工業社製、商品名：ディスパーＴＬ）０．５ｇ／Ｌを含む染色液を用意した。引き続き、布帛と当該染色液の浴比を１：４０として、１２０℃下６０分間の染色処理を実施した。
【００７３】
［染色布帛の物性］
染色布帛の染着率は９２．４％、破断強度は８５３Ｎ／５ｃｍであり、強度保持率は６６％と良好な結果を示した。
【００７４】
＜実施例２＞
撹拌装置および原料投入口を備えた反応容器に、Ｎ−メチル−２−ピロリドン（以下、ＮＭＰと略す）８５４．８部を入れ、このＮＭＰ中にメタフェニレンジアミン（以下、ＭＰＤＡと略す）８３．４部を溶解した。さらに、該溶液にイソフタル酸クロライド（以下、ＩＰＣと略す）１５６．９部を徐々に撹拌しながら添加し、反応を実施した。反応開始から４０分間攪拌を継続した後、水酸化カルシウム粉末を５７．１部添加し、さらに４０分間撹拌した後に反応を終了させた。反応容器から重合溶液を取り出したところ、重合溶液は透明であり、ポリマー濃度は１６％であった。
【００７５】
［紡糸・凝固工程、可塑延伸浴延伸工程、洗浄工程、水蒸気弛緩熱処理工程、乾熱処理工程］
得られた重合溶液を紡糸原液とし、可塑延伸浴中延伸倍率を３．５倍、乾熱処理工程の表面温度３１０℃とした以外は、実施例１と同様にしてポリメタフェニレンイソフタルアミド繊維を得た。
【００７６】
［原繊維の物性］
得られた繊維の物性は、繊度１．７ｄｔｅｘ、破断強度３．２ｃＮ／ｄｔｅｘ、破断伸度４５．３％、残存溶媒量０．１０重量％であった。
【００７７】
［布帛の作製］
得られた原繊維を用いて、実施例１と同様にして布帛を作製した。
【００７８】
［布帛の物性］
得られた布帛の破断強度は、１４７７Ｎ／５ｃｍであった。
【００７９】
［布帛の染色工程］
布帛に対し、実施例１と同様に染色工程を実施した。
【００８０】
［染色布帛の物性］
染色布帛の染着率は９１．０％、破断強度は１１０８Ｎ／５ｃｍであり、強度保持率７５％と良好な耐酸性を示した。
【００８１】
＜実施例３＞
［原繊維の製造］
可塑延伸浴中延伸倍率を４．５倍、乾熱処理工程での表面温度を２８０℃とした以外は、実施例２と同様にしてポリメタフェニレンイソフタルアミド繊維を得た。
【００８２】
［原繊維の物性］
得られた繊維の物性は、繊度１．７ｄｔｅｘ、破断強度３．６ｃＮ／ｄｔｅｘ、破断伸度３６．１％、残存溶媒量０．０６重量％であった。
【００８３】
［布帛の作製］
得られた原繊維に押込捲縮を付与した後、２インチにカットした。開綿後、針密度１５０本／ｃｍ２、針深さ１４ｍｍの条件で、ニードルパンチ加工を行い、目付４８０ｇ／ｍ２、厚み０．８ｍｍのメタ型アラミド短繊維からなる不織布を作製した。
【００８４】
［布帛の物性］
得られた布帛の破断強度は、９８５Ｎ／５ｃｍであった。
【００８５】
［布帛の染色工程］
布帛に対し、実施例１と同様に染色工程を実施した。
【００８６】
［染色布帛の物性］
染色布帛の染着率は９１．５％、破断強度は６９９Ｎ／５ｃｍであり、強度保持率７１％と良好な耐酸性を示した。
【００８７】
＜実施例４＞
［原繊維の製造］
紡糸・凝固工程において凝固浴組成を水／ＮＭＰ＝５５／４５とした以外は、実施例３と同様にしてポリメタフェニレンイソフタルアミド繊維を得た。
【００８８】
［原繊維の物性］
得られた繊維の得られた繊維の物性は、繊度１．７ｄｔｅｘ、破断強度３．７ｃＮ／ｄｔｅｘ、破断伸度３２．０％、残存溶媒量０．０５重量％であった。
【００８９】
［布帛の作製］
得られた原繊維を用いて、実施例３と同様にして布帛を作製した。
【００９０】
［布帛の物性］
得られた布帛の破断強度は、１０１２Ｎ／５ｃｍであった。
【００９１】
［布帛の染色工程］
布帛に対し、実施例１と同様に染色工程を実施した。
【００９２】
［染色布帛の物性］
染色布帛の染着率は９０．４％、破断強度は７３９Ｎ／５ｃｍであり、強度保持率７３％と良好な耐酸性を示した。
【００９３】
＜比較例１＞
［原繊維の製造］
紡糸・凝固工程において凝固浴組成を水／ＮＭＰ＝７０／３０とし、可塑延伸浴中延伸倍率を３．７倍、乾熱処理工程での表面温度を２８０℃とした以外は、実施例２と同様にしてポリメタフェニレンイソフタルアミド繊維を得た。
【００９４】
［原繊維の物性］
得られた原繊維の物性は、繊度１．７ｄｔｅｘ、破断強度２．５ｃＮ／ｄｔｅｘ、破断伸度２５．０％、残存溶媒量０．３０重量％であった。
【００９５】
［布帛の作製］
得られた原繊維を用いて、実施例１と同様にして布帛を作製した。
【００９６】
［布帛の物性］
得られた布帛の破断強度は、１１５４Ｎ／５ｃｍであった。
【００９７】
［布帛の染色工程］
布帛に対し、実施例１と同様に染色工程を実施した。
【００９８】
［染色布帛の物性］
染色布帛の染着率は８５．３％、破断強度は７９６Ｎ／５ｃｍであり、強度保持率６９％と良好な耐酸性を示した。
【００９９】
＜比較例２＞
［原繊維の製造］
紡糸・凝固工程において凝固浴組成を水／ＮＭＰ＝３０／７０とし、可塑延伸浴中延伸倍率を３．７倍、乾熱処理工程での表面温度を２８０℃とした以外は、実施例２と同様にしてポリメタフェニレンイソフタルアミド繊維を得た。
【０１００】
［原繊維の物性］
得られた原繊維の物性は、繊度１．７ｄｔｅｘ、破断強度２．４ｃＮ／ｄｔｅｘ、破断伸度２８．０％、残存溶媒量０．６０重量％であった。
【０１０１】
［布帛の作製］
得られた原繊維を用いて、実施例１と同様にして布帛を作製した。
【０１０２】
［布帛の物性］
得られた布帛の破断強度は、１０８０Ｎ／５ｃｍであった。
【０１０３】
［布帛の染色工程］
布帛に対し、実施例１と同様に染色工程を実施した。
【０１０４】
［染色布帛の物性］
染色布帛の染着率は９４．０％、破断強度は５４０Ｎ／５ｃｍであり、強度保持率５０％と耐酸性は不十分であった。
【０１０５】
＜比較例３＞
［原繊維の製造］
実施例２と同様にして紡糸原液を作製し、可塑延伸浴中延伸倍率を３．０倍、乾熱処理工程での表面温度を２８０℃とした以外は、実施例２と同様にしてポリメタフェニレンイソフタルアミド繊維を得た。
【０１０６】
［原繊維の物性］
得られた繊維の物性は、繊度１．７ｄｔｅｘ、破断強度２．２ｃＮ／ｄｔｅｘ、破断伸度５５．３％、残存溶媒量０．６０重量％であった。
【０１０７】
［布帛の作製］
得られた原繊維を用いて、実施例１と同様にして布帛を作製した。
【０１０８】
［布帛の物性］
得られた布帛の破断強度は、６２０Ｎ／５ｃｍであった。
【０１０９】
［布帛の染色工程］
布帛に対し、実施例１と同様に染色工程を実施した。
【０１１０】
［染色布帛の物性］
染着布帛の染着率は９３．８％、破断強度は３４１Ｎ／５ｃｍであり、強度保持率５５％と耐酸性は不十分であった。
【０１１１】
＜比較例４＞
［原繊維の製造］
可塑延伸浴中延伸倍率を５．５倍、乾熱処理工程での表面温度を２８０℃とした以外は、実施例２と同様にしてポリメタフェニレンイソフタルアミド繊維の製造を試みた。しかしながら、可塑延伸浴中での繊維の糸切れが多く、工程調子が不調であったため、長時間安定して原繊維を採取することが困難であった。
【０１１２】
＜比較例５＞
［原繊維の製造］
可塑延伸浴中延伸倍率を３．７倍、乾熱処理工程での表面温度を２２０℃とした以外は、実施例２と同様にしてポリメタフェニレンイソフタルアミド繊維を得た。
【０１１３】
［原繊維の物性］
得られた原繊維の物性は、繊度１．７ｄｔｅｘ、破断強度２．６ｃＮ／ｄｔｅｘ、破断伸度５３．０％、残存溶媒量０．０８重量％であった。
【０１１４】
［布帛の作製］
得られた原繊維を用いて、実施例１と同様にして布帛を作製した。
【０１１５】
［布帛の物性］
得られた布帛の破断強度は、１１００Ｎ／５ｃｍであった。
【０１１６】
［布帛の染色工程］
布帛に対し、実施例１と同様に染色工程を実施した。
【０１１７】
［染色布帛の物性］
染色布帛の染着率は９４．８％、破断強度は４８４Ｎ／５ｃｍであり、強度保持率４４％と耐酸性は不十分であった。
【０１１８】
【表１】
【産業上の利用可能性】
【０１１９】
本発明の易染色性メタ型全芳香族ポリアミド繊維を含む布帛は、染色性、耐酸性に優れ、残存溶媒量が極めて少ない、環境安全性に優れた布帛である。このため、これらの特性が必要とされる分野における工業的価値は極めて大きく、例えば、寝具、衣料、インテリア等の審美性や視覚性を重視する分野においては、その有用性は極めて大きい。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、易染色性メタ型全芳香族ポリアミド繊維を含む布帛に関する。より詳しくは、染色性および環境保全性に優れ、かつ、耐酸性にも優れたメタ型全芳香族ポリアミド繊維を含む布帛に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ポリメタフェニレンテレフタルアミド繊維等のメタ型全芳香族ポリアミド繊維は、分子骨格のほとんどが芳香族環から構成されているため、優れた難燃性と耐熱性を発現する。これらの特定を活かして、メタ型全芳香族ポリアミド繊維は、産業用途のみならず、耐熱性、防炎性、耐炎性が重視される用途等に好適に使用されており、最近では、耐炎性と防炎性とを活かした寝具、衣料、インテリア等の分野への用途が急速に広がりつつある。特に衣料分野においては、耐炎性および防炎性に加えて、さらに、染色性および耐酸性についても、重要な性能として求められている。
【０００３】
しかしながら、メタ型全芳香族ポリアミド繊維は、その剛直なポリマー分子鎖に起因して、通常の方法では染色が困難であるという問題点があった。
そこで、染色性を向上させる方法として、アルキルベンゼンスルホン酸オニウム塩を紡糸液に添加することにより、カチオン染料に対して易染色性なメタ型芳香族ポリアミド繊維を得る方法が提案されている（特許文献１参照）。この方法によればカチオン染料に対しては、良好な染色性を有するメタ型芳香族ポリアミド繊維を得ることができる。
【０００４】
しかしながら、当該オニウム塩が添加された繊維は、コストが高いものとなっていた。また、製糸時や後加工時等に当該オニウム塩が繊維から脱落しないようにするため、繊維製造時の凝固条件を厳しくすることができず、その結果、繊維に残存する溶媒量が多くなり、環境安全性に劣るものとなっていた。
【０００５】
染色性を向上させる別の方法として、細孔を有する非晶質の繊維を形成し、水で膨潤した当該繊維を蒸気加熱し、染料を繊維の当該細孔中に拡散させることにより、繊維構造全体にわたって染料が含有した繊維を得て、引き続き、当該繊維をガラス転移温度より高い温度にて十分な時間をかけて蒸気加熱を行って当該細孔を潰し、これにより染料を不可逆的に繊維内に閉じ込めて、当該繊維を結晶化させる方法が提案されている（特許文献２参照）。
【０００６】
この方法によれば、良好な染色性を有し、かつ、残存溶媒量の少ない繊維を得ることができる。しかしながら、１１０℃ないし１４０℃の温度に加熱された蒸気を用いて当該細孔を潰す程度の加熱処理であるため、繊維結晶化が不十分となり、良好な耐酸性を得ることが困難であった。
したがって、易染色性を有するメタ型全芳香族ポリアミド繊維であって、繊維に残存する溶媒量が少なく、かつ、耐酸性を有する繊維を用いた布帛は、いまだ得られていなかった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開平０８−０８１８２７号公報
【特許文献２】特開昭６２−１８４１２７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は、かかる背景技術を背景になされたもので、染色性、耐酸性に優れ、残存溶媒量が極めて少ない易染色性メタ型全芳香族ポリアミド繊維を用いた布帛を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明者らは、上記の課題に鑑み鋭意検討を重ねた。その結果、スキンコアを有しない凝固形態となるよう凝固浴の成分あるいは条件を適宜調節し、特定倍率で可塑延伸し、洗浄工程を経た後、特定温度で乾熱処理を行って得られるメタ型全芳香族ポリアミド繊維を用いれば、上記課題を解決できることを見出し、本発明を完成するに至った。
【００１０】
すなわち本発明は、易染色性メタ型全芳香族ポリアミド繊維を含む布帛であって、前記メタ型全芳香族ポリアミド繊維は、原繊維の残存溶剤量が０．１質量％以下であり、前記布帛は、５０℃の２０質量％硫酸水溶液に１５０時間浸漬した後の染色布帛の強度保持率が６５％以上である、易染色性メタ型全芳香族ポリアミド繊維を含む布帛である。
【発明の効果】
【００１１】
本発明の易染色性メタ型全芳香族ポリアミド繊維を含む布帛は、染料に対する染色性が良好であり、かつ、優れた耐酸性、および環境安定性を兼ね備える。このため、これらの特性が必要とされる分野における工業的価値は極めて大きく、例えば、寝具、衣料、インテリア等の審美性や視覚性を重視する分野において好適に用いることができる。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明について詳細に説明する。
＜易染色性メタ型全芳香族ポリアミド繊維を含む布帛＞
本発明の易染色性メタ型全芳香族ポリアミド繊維を含む布帛は、後記する易染色性メタ型全芳香族ポリアミド繊維を主成分として含むものである。布帛における易染色性メタ型全芳香族ポリアミド繊維の含有量は、５０質量％以上であり、好ましくは８０質量％以上、さらに好ましくは９０質量％以上、特に好ましくは１００％である。
【００１３】
なお、本発明の布帛において、後記する易染色性メタ型全芳香族ポリアミド繊維以外に含まれる成分としては、特に限定されるものではない。例えば、繊維状、パルプ状成分等を挙げることができる。繊維としては、例えば、ポリオレフィン繊維、ポリフェニレンスルフィド繊維、ポリエーテルエーテルケトン繊維、セルロース系繊維、セルロース系パルプ、ＰＶＡ系繊維、ポリエステル繊維、アリレート繊維、液晶ポリエステル繊維、ポリエチレンナフタレート繊維等の有機繊維、ガラス繊維、ロックウール、アスベスト、ボロン繊維等の無機繊維ガラス繊維を挙げることができる。
【００１４】
［布帛の形態］
本発明の易染色性布帛の形態は特に限定されるものではなく、布帛に求められる目的、用途等により適宜選択すればよい。本発明においては、不織布、織物、および編物からなる群から選ばれるいずれかであることが好ましい。
【００１５】
布帛の形態を織物とする場合には、フィラメント糸、あるいは紡績糸等を、平織、綾織、朱子織等の織構成とすることが挙げられる。この際の織物の目付は、１００〜７００ｇ／ｍ２が好ましく、さらに好ましくは２００〜４００ｇ／ｍ２である。織物の目付が１００ｇ／ｍ２未満である場合には布帛としての強度が低くなり、一方、７００ｇ／ｍ２を超える場合には布帛の柔軟性が損なわれてしまう。
【００１６】
また、布帛の形態を不織布とする場合には、布帛の強度を向上させるために、基布を使用することも可能である。用いる基布としては、総繊度が２００〜１,７００ｄｔｅｘ、さらに好ましくは２７５〜１，１００ｄｔｅｘのヤーン（フィラメント糸または紡績糸）で構成される織物、例えば、平織、綾織、朱子織等の織物組織が好ましく、なかでも平織物、特にメッシュ状の平織物であるスクリムが好ましい。基布に、該繊維（短繊維）からなるフェルトを一体成形する方法は、特に限定される必要はなく、例えば、該基布の上下に該繊維からなるウェブを積層し、常法、例えば、両面からニードルパンチングする方法が挙げられる。
【００１７】
不織布とする場合の目付は、２００〜１，５００ｇ／ｍ２が好ましく、さらに好ましくは４００〜６００ｇ／ｍ２である。不織布の目付が２００ｇ／ｍ２未満である場合には布帛としての強度が低くなり、一方、１，５００ｇ／ｍ２を超える場合には布帛の柔軟性が損なわれてしまう。
【００１８】
［布帛の物性］
〔染色布帛の強度保持率〕
本発明の易染色性メタ型全芳香族ポリアミド繊維を含む布帛を染色した染色布帛は、５０℃の２０質量％硫酸水溶液に１５０時間浸漬した後の染色布帛の強度保持率が６５％以上である。強度保持率は、６５％以上であることが必須であり、７０％以上であることが好ましく、７５％以上であることはさらに好ましい。
染色布帛の強度保持率は、耐酸性の指標となり、強度保持率が６５％を下回る場合には、布帛の耐酸性が不十分となり、安全性が低下するため好ましくない。
【００１９】
染色布帛の強度保持率を６５％以上とするためには、布帛を構成する易染色性メタ型全芳香族ポリアミド繊維の製造工程において、スキンコアを有しない凝固形態となるよう凝固浴の成分あるいは条件の調節し、かつ、洗浄工程を経た後に特定温度で乾熱処理を実施する。
なお、本発明における「強度保持率」とは、以下の方法で得られる値をいう。
【００２０】
（強度保持率（耐酸性テスト）の求め方）
セパラブルフラスコへ２０質量％の硫酸水溶液を入れ、大きさ幅５．５ｃｍ×長さ３０ｃｍの布帛を浸漬する。続いて、セパラブルフラスコを恒温水槽中に浸漬し、温度５０℃に維持し、染色布帛を１５０時間浸漬する。浸漬前後の染色布帛につき、それぞれ、破断強度の測定を実施し、浸漬後の布帛の強度保持率を求める。
なお、本発明における「布帛」の「破断強度」とは、以下の条件で測定して得られる値をいう。
【００２１】
（布帛の破断強度）
ＪＩＳ Ｌ１０９６の引張強さＡ法（ストリップ法：ラベルドストリップ法）に基づき、インストロン社製、型番１１２２を用いて、以下の測定条件にて、布帛について測定を実施した。
{測定条件}
切断採取時の試験片の大きさ ：幅５．５ｃｍ×長さ３０ｃｍ
試験片の幅 ：５．０ｃｍ
試験片の枚数 ：３枚
測定回数 ：各試験片につき、たて方向およびよこ方向それぞれ３回
つかみ間隔 ：２０ｃｍ
初荷重 ：５０ｇ
引張速度 ：２０ｍｍ／分
なお、本発明における「布帛」の「染色」とは、特に指定されない場合には、以下の染色方法による染色を意味する。
【００２２】
（布帛の染色方法）
カチオン染料（日本化薬社製、商品名：Ｋａｙａｃｒｙｌ Ｂｌｕｅ ＧＳＬ−ＥＤ（Ｂ−５４））６％ｏｗｆ、酢酸０．３ｍＬ／Ｌ、硝酸ナトリウム２０ｇ／Ｌ、キャリア剤としてベンジルアルコール７０ｇ／Ｌ、分散剤として染色助剤（明成化学工業社製、商品名：ディスパーＴＬ）０．５ｇ／Ｌを含む染色液を用意する。引き続き、布帛と当該染色液の浴比を１：４０として、１２０℃下６０分間の染色処理を実施する。
【００２３】
〔染色布帛の染着率〕
本発明の易染色性メタ型全芳香族ポリアミド繊維を含む布帛は、上記の染色方法で染色した布帛の染着率が９０％以上であることが好ましい。染色布帛の染着率は、９０％以上であることが好ましく、９２％以上であることがより好ましい。染色布帛の染着率が９０％未満の場合には、染色工程における染料のロス量が増えることから、染色工程でのコストが増加するため好ましくない。
【００２４】
染色布帛の染着率は、後記するメタ型全芳香族ポリアミド繊維の製造工程において、スキンコアを有しない凝固形態となるよう凝固浴の成分あるいは条件の調節し、かつ、洗浄工程を経た後に特定温度で乾熱処理を実施することにより制御することができる。染色繊維の染着率を９０％以上とするためには、凝固液をＮＭＰ濃度４５〜６０質量％の水溶液とし、浴液の温度を１０〜３５℃とし、乾熱処理温度を繊維のガラス転移点温度（Ｔｇ）以上となる２６０〜３３０℃の範囲とすればよい。
なお、本発明における「染着率」とは、以下の方法によって得られる値をいう。
【００２５】
（染着率）
布帛を染色した染色残液に、この染色残液と同容積のジクロロメタンを加え、残染料を抽出する。引き続き、抽出液について、波長６７０ｎｍ、５４０ｎｍ、５３０ｎｍの吸光度をそれぞれ測定し、あらかじめ染料濃度が既知のジクロロメタン溶液から作成した上記３波長の検量線から抽出液の染料濃度をそれぞれ求め、上記３波長における濃度の平均値を抽出液の染料濃度（Ｃ）とする。染色前の染料濃度（Ｃｏ）を用いて、以下の式にて得られる値を染着率（Ｕ）とする。
染着率（Ｕ）＝（Ｃｏ−Ｃ）／Ｃｏ×１００
【００２６】
＜易染色性メタ型全芳香族ポリアミド繊維＞
本発明に用いられる易染色性メタ型全芳香族ポリアミド繊維は、以下の特定の物性を兼ね備える。本発明の易染色性メタ型全芳香族ポリアミド繊維の物性、構成、および、製造方法等について以下に説明する。
【００２７】
［易染色性メタ型全芳香族ポリアミド繊維の物性］
〔残存溶媒量〕
メタ型全芳香族ポリアミド繊維は、通常、ポリマーをアミド系溶媒に溶解した紡糸原液から製造されるため、必然的に該繊維に溶媒が残存する。しかしながら、本発明のメタ型全芳香族ポリアミド繊維は、繊維中に残存する溶媒の量が、繊維質量に対して０．１質量％以下である。０．１質量％以下であることが必須であり、０．０８質量％以下であることがより好ましい。
【００２８】
繊維質量に対して０．１質量％を超えて溶媒が繊維中に残存している場合には、２００℃を超えるような高温雰囲気下での加工や使用の際に、残存溶媒が揮発するために環境安全性に劣る。また、分子構造が破壊されることにより、著しく強度が低下するため好ましくない。
【００２９】
原繊維の残存溶媒量を０．１質量％以下とするためには、繊維の製造工程において、スキンコアを有しない凝固形態となるよう凝固浴の成分あるいは条件の調節し、かつ、特定倍率で可塑延伸を実施する。
なお、本発明における「原繊維の残存溶媒量」とは、以下の方法で得られる値をいう。
【００３０】
（残存溶媒量の測定方法）
原繊維を約８．０ｇ採取し、１０５℃で１２０分間乾燥させた後にデシケーター内で放冷し、繊維質量（Ｍ１）を秤量する。続いて、この繊維について、メタノール中で１．５時間、ソックスレー抽出器を用いて還流抽出を行い、繊維中に含まれるアミド系溶媒の抽出を行う。抽出を終えた繊維を取り出して、１５０℃で６０分間真空乾燥させた後にデシケーター内で放冷し、繊維質量（Ｍ２）を秤量する。繊維中に残存する溶媒量（アミド系溶媒質量）Ｎ（％）は、得られるＭ１およびＭ２を用いて、下記式により算出する。
Ｎ（％）＝（Ｍ１−Ｍ２）／Ｍ１×１００
【００３１】
〔原繊維の破断強度、破断伸度〕
本発明に用いられる易染色性メタ型全芳香族ポリアミド繊維の原繊維（染色前の繊維）の破断強度は、２．５ｃＮ／ｄｔｅｘ以上であることが好ましい。２．７ｃＮ／ｄｔｅｘ以上であることがさらに好ましく、３．０ｃＮ／ｄｔｅｘ以上であることが特に好ましい。破断強度が２．５ｃＮ／ｄｔｅｘ未満である場合には、紡績等の後加工工程において繊維が破断し、通過性が悪化するため好ましくない。
【００３２】
また、本発明に用いられる易染色性メタ型全芳香族ポリアミド繊維の原繊維（染色前の繊維）の破断伸度は、３０％以上であることが好ましい。３５％以上であることがさらに好ましく、４０％以上であることが特に好ましい。破断伸度が３０％未満である場合には、布帛を作製する工程において、工程通過性が悪化するため好ましくない。
なお、ここでいう「破断強度」および「破断伸度」とは、ＪＩＳ Ｌ １０１５に基づき、上記した「破断強度」の測定条件で測定して得られる値をいう。
【００３３】
易染色性メタ型全芳香族ポリアミド繊維の「破断強度」は、後記する製造方法における可塑延伸浴延伸工程における延伸倍率、および、乾熱処理工程における熱処理温度を適正化することにより制御することができる。破断強度を２．５ｃＮ／ｄｔｅｘ以上とするためには、延伸倍率を３．５〜５．０倍とし、さらに、乾熱処理温度を２６０〜３３０℃の範囲とすればよい。
【００３４】
易染色性メタ型全芳香族ポリアミド繊維の「破断伸度」は、後記する製造方法における凝固工程において、凝固浴条件を適正化することにより制御することができる。３０％以上とするためには、凝固液をＮＭＰ濃度４５〜６０質量％の水溶液とし、浴液の温度を１０〜３５℃とすればよい。
【００３５】
〔単糸繊度〕
本発明に用いられる易染色性メタ型全芳香族ポリアミド繊維の単繊維繊度は、０．５０〜６．０ｄｔｅｘであることが好ましく、さらに好ましくは０．８〜５．５ｄｔｅｘの範囲である。本発明においては、繊度が異なる２種以上の繊維を混合使用してもよい。
【００３６】
〔繊維長〕
本発明に用いられる易染色性メタ型全芳香族ポリアミド繊維の繊維長は、目的とする易染色性布帛の形態に応じて適宜設定すればよく、長繊維、短繊維のいずれの場合であってもよい。布帛の形態を不織布とする場合には、予め捲縮が付与された短繊維を構成繊維として用いるが、当該短繊維の繊維長は３１〜７６ｍｍの範囲とすることが好ましい。
【００３７】
［メタ型全芳香族ポリアミドの構成］
本発明に用いられる易染色性メタ型全芳香族ポリアミド繊維を構成するメタ型全芳香族ポリアミドは、メタ型芳香族ジアミン成分とメタ型芳香族ジカルボン酸成分とから構成されるものであり、本発明の目的を損なわない範囲内で、パラ型等の他の共重合成分が共重合されていてもよい。
【００３８】
本発明において特に好ましく使用されるのは、力学特性、耐熱性、難燃性の観点から、メタフェニレンイソフタルアミド単位を主成分とするメタ型全芳香族ポリアミドである。全繰り返し単位の好ましくは９０モル％以上、さらに好ましくは９５モル％以上、特に好ましくは１００モル％がメタフェニレンイソフタルアミド単位から構成されるメタ型全芳香族ポリアミドであることが望ましい。
【００３９】
〔メタ型全芳香族ポリアミドの原料〕
（メタ型芳香族ジアミン成分）
メタ型全芳香族ポリアミドの原料となるメタ型芳香族ジアミン成分としては、メタフェニレンジアミン、３，４’−ジアミノジフェニルエーテル、３，４’−ジアミノジフェニルスルホン等、および、これらの芳香環にハロゲン、炭素数１〜３のアルキル基等の置換基を有する誘導体、例えば、２，４−トルイレンジアミン、２，６−トルイレンジアミン、２，４−ジアミノクロロベンゼン、２，６−ジアミノクロロベンゼン等を例示することができる。なかでも、メタフェニレンジアミンのみ、または、メタフェニレンジアミンを８５モル％以上、好ましくは９０モル％以上、特に好ましくは９５モル％以上含有する混合ジアミンであることが好ましい。
【００４０】
（メタ型芳香族ジカルボン酸成分）
メタ型全芳香族ポリアミドを構成するメタ型芳香族ジカルボン酸成分の原料としては、例えば、メタ型芳香族ジカルボン酸ハライドを挙げることができる。メタ型芳香族ジカルボン酸ハライドとしては、イソフタル酸クロライド、イソフタル酸ブロマイド等のイソフタル酸ハライド、および、これらの芳香環にハロゲン、炭素数１〜３のアルコキシ基等の置換基を有する誘導体、例えば３−クロロイソフタル酸クロライド等を例示することができる。なかでも、イソフタル酸クロライドそのもの、または、イソフタル酸クロライドを８５モル％以上、好ましくは９０モル％以上、特に好ましくは９５モル％以上含有する混合カルボン酸ハライドであることが好ましい。
【００４１】
＜易染色性メタ型全芳香族ポリアミド繊維の製造方法＞
本発明に用いられる易染色性メタ型全芳香族ポリアミド繊維は、上記の製造方法によって得られた芳香族ポリアミドを用いて、例えば、以下に説明する紡糸液調製工程、紡糸・凝固工程、可塑延伸浴延伸工程、洗浄工程、弛緩処理工程、熱処理工程を経て製造される。
【００４２】
［紡糸液調製工程］
紡糸液調製工程においては、メタ型全芳香族ポリアミドをアミド系溶媒に溶解して、紡糸液（メタ型全芳香族ポリアミド重合体溶液）を調整する。紡糸液の調整にあたっては、通常、アミド系溶媒を用い、使用されるアミド系溶媒としては、Ｎ−メチル−２−ピロリドン（ＮＭＰ）、ジメチルホルムアミド（ＤＭＦ）、ジメチルアセトアミド（ＤＭＡｃ）等を例示することができる。これらのなかでは溶解性と取扱い安全性の観点から、ＮＭＰまたはＤＭＡｃを用いることが好ましい。
【００４３】
溶液濃度としては、次工程である紡糸・凝固工程での凝固速度および重合体の溶解性の観点から、適当な濃度を適宜選択すればよく、例えば、ポリマーがポリメタフェニレンイソフタルアミドで溶媒がＮＭＰの場合には、１０〜３０質量％の範囲とすることが好ましい。
【００４４】
［紡糸・凝固工程］
紡糸・凝固工程においては、上記で得られた紡糸液（メタ型全芳香族ポリアミド重合体溶液）を凝固液中に紡出して凝固させる。
紡糸装置としては特に限定されるものではなく、従来公知の湿式紡糸装置を使用することができる。また、安定して湿式紡糸できるものであれば、紡糸口金の紡糸孔数、配列状態、孔形状等は特に制限する必要はなく、例えば、孔数が５００〜３００００個、紡糸孔径が０．０５〜０．２ｍｍのスフ用の多ホール紡糸口金等を用いてもよい。
また、紡糸口金から紡出する際の紡糸液（メタ型全芳香族ポリアミド重合体溶液）の温度は、１０〜９０℃の範囲が適当である。
【００４５】
本発明に用いられる繊維を得るために用いる凝固浴としては、無機塩を含まないＮＭＰ濃度４５〜６０質量％の水溶液を、浴液の温度１０〜３５℃の範囲で用いる。ＮＭＰ濃度４５質量％未満ではスキンが厚い構造となってしまい、洗浄工程における洗浄効率が低下し、原繊維の残存溶媒量を０．１質量％以下とすることが困難になる。また、ＮＭＰ濃度６０質量％を超える場合には、繊維内部に至るまで均一な凝固を行うことができず、このため、原繊維の残存溶媒量を０．１質量％以下とすることが困難となり、また、耐酸性も不十分となる。なお、凝固浴中への繊維の浸漬時間は、０．１〜３０秒の範囲が適当である。
【００４６】
凝固浴の成分あるいは条件を上記の通りに設定することにより、繊維表面に形成されるスキンを薄くし、繊維内部まで均一な構造にすることができ、その結果、染色性、耐酸性をより向上させ、さらに、得られる繊維の破断伸度を向上させることができる。
【００４７】
［可塑延伸浴延伸工程］
可塑延伸浴延伸工程においては、凝固浴にて凝固して得られた繊維が可塑状態にあるうちに、可塑延伸浴中にて繊維を延伸処理する。
可塑延伸浴液としては特に限定されるものではなく、従来公知のものを採用することができる。
【００４８】
本発明に用いられる繊維を得るためには、可塑延伸浴中の延伸倍率を、３．５〜５．０倍の範囲とする必要があり、さらに好ましくは３．７〜４．５倍の範囲とする。可塑延伸浴中にて特定倍率の範囲で可塑延伸することにより、凝固糸中からの脱溶媒を促進することができ、原繊維中の残存溶媒量を０．１質量％以下にすることができる。
【００４９】
可塑延伸浴中での延伸倍率が３．５倍未満である場合には、凝固糸中からの脱溶媒が不十分となり、原繊維の残存溶媒量を０．１質量％以下とすることが困難となる。また、破断強度が不十分となり、布帛に加工する際の取り扱いが困難となる。一方で、延伸倍率が５．０倍を超える場合には、単糸切れが発生するため、生産安定性が悪くなる。
可塑延伸浴の温度は、１０〜９０℃の範囲が好ましい。好ましくは温度が２０〜９０℃の範囲にあると、工程調子がよい。
【００５０】
［洗浄工程］
洗浄工程においては、可塑延伸浴にて延伸された繊維を、十分に洗浄する。洗浄は、得られる繊維の品質面に影響を及ぼすことから、多段で行うことが好ましい。特に、洗浄工程における洗浄浴の温度および洗浄浴液中のアミド系溶媒の濃度は、繊維からのアミド系溶媒の抽出状態および洗浄浴からの水の繊維中への浸入状態に影響を与える。このため、これらを最適な状態とする目的においても、洗浄工程を多段とし、温度条件およびアミド系溶媒の濃度条件を制御することが好ましい。
【００５１】
温度条件およびアミド系溶媒の濃度条件については、最終的に得られる繊維の品質を満足できるものであれば特に限定されるものではないが、最初の洗浄浴を６０℃以上の高温とすると、水の繊維中への浸入が一気に起こるため、繊維中に巨大なボイドが生成して品質の劣化を招く。このため、最初の洗浄浴は、３０℃以下の低温とすることが好ましい。
【００５２】
繊維中に溶媒が残っている場合には、本発明の布帛を用いた製品の加工、および本発明の布帛を用いて形成された製品の使用における環境保全性に劣るため、好ましくない。このため、本発明に用いられる繊維に含まれる溶媒量は、０．１重量％以下であり、好ましくは０．０８重量％以下である。
【００５３】
［乾熱処理工程］
乾熱処理工程においては、洗浄工程を経た繊維を、乾燥・熱処理する。乾熱処理の方法としては特に限定されるものではないが、例えば、熱ローラー、熱板等を用いる方法を挙げることができる。乾熱処理を経ることにより、最終的に、本発明に用いられる易染色性メタ型全芳香族ポリアミド繊維を得ることができる。
【００５４】
本発明に用いられる繊維を得るためには、乾熱処理工程における熱処理温度を、２６０〜３３０℃の範囲とする必要があり、２７０〜３１０℃の範囲とすることがさらに好ましい。熱処理温度が２６０℃未満の場合には、繊維の結晶化が不十分となり、目的とする耐酸性が不十分なものとなる。一方で、３３０℃を超える場合には、繊維の結晶化が大きくなりすぎるため、染色性が大きく低下してしまう。また、乾熱処理温度を２６０〜３３０℃の範囲とすることは、得られる繊維の破断強度の向上に寄与する。
【００５５】
［捲縮工程等］
乾熱処理が施された易染色性メタ型全芳香族ポリアミド繊維には、必要に応じて、さらに捲縮加工を施してもよい。さらに、捲縮加工後は、適当な繊維長に切断し、次工程に提供してもよい。また、場合によっては、マルチフィラメントヤーンとして巻き取ってもよい。
【実施例】
【００５６】
以下、実施例等を挙げて本発明をさらに具体的に説明するが、本発明は、これらの実施例等によって限定されるものではない。
【００５７】
＜測定方法＞
実施例および比較例における各物性値は、下記の方法で測定した。
【００５８】
［繊度］
ＪＩＳ Ｌ １０１５に基づき、正量繊度のＡ法に準拠した測定を実施し、見掛繊度にて表記した。
【００５９】
［原繊維の破断強度、破断伸度］
ＪＩＳ Ｌ １０１５に基づき、インストロン社製、型番５５６５を用いて、以下の条件で測定した。
（測定条件）
つかみ間隔 ：２０ｍｍ
初荷重 ：０．０４４ｃＮ（１／２０ｇ）／ｄｔｅｘ
引張速度 ：２０ｍｍ／分
【００６０】
［原繊維の残存溶媒量］
原繊維を約８．０ｇ採取し、１０５℃で１２０分間乾燥させた後にデシケーター内で放冷し、繊維質量（Ｍ１）を秤量した。続いて、この繊維について、メタノール中で１．５時間、ソックスレー抽出器を用いて還流抽出を行い、繊維中に含まれるアミド系溶媒の抽出を行った。抽出を終えた繊維を取り出して、１５０℃で６０分間真空乾燥させた後にデシケーター内で放冷し、繊維質量（Ｍ２）を秤量した。繊維中に残存する溶媒量（アミド系溶媒質量）Ｎ（％）は、得られたＭ１およびＭ２を用いて、下記式により算出した。
Ｎ（％）＝［（Ｍ１−Ｍ２）／Ｍ１］×１００
【００６１】
［布帛の破断強度］
ＪＩＳ Ｌ１０９６の引張強さＡ法（ストリップ法：ラベルドストリップ法）に基づき、インストロン社製、型番１１２２を用いて、以下の測定条件にて、布帛について測定を実施した。
（測定条件）
切断採取時の試験片の大きさ ：幅５．５ｃｍ×長さ３０ｃｍ
試験片の幅 ：５．０ｃｍ
試験片の枚数 ：３枚
測定回数 ：各試験片につき、たて方向およびよこ方向それぞれ３回
つかみ間隔 ：２０ｃｍ
初荷重 ：５０ｇ
引張速度 ：２０ｍｍ／分
【００６２】
［染色布帛の強度保持率（耐酸性テスト）］
セパラブルフラスコへ２０質量％の硫酸水溶液を入れ、幅５．５ｃｍ×長さ３０ｃｍの大きさの染色布帛を浸漬した。続いて、セパラブルフラスコを恒温水槽中に浸漬し、温度５０℃に維持し、染色布帛を１５０時間浸漬した。浸漬前後の布帛につき、それぞれ、上記の測定方法によって布帛の破断強度の測定を実施し、浸漬後の布帛の強度保持率を求めた。
【００６３】
［布帛の染着率］
上記の方法で染色した布帛の染色残液に、この染色残液と同容積のジクロロメタンを加え、残染料を抽出する。引き続き、抽出液について、波長６７０ｎｍ、５４０ｎｍ、５３０ｎｍの吸光度をそれぞれ測定し、あらかじめ染料濃度が既知のジクロロメタン溶液から作成した上記３波長の検量線から抽出液の染料濃度をそれぞれ求め、上記３波長における濃度の平均値を抽出液の染料濃度（Ｃ）とした。染色前の染料濃度（Ｃｏ）を用いて、以下の式にて得られる値を染着率（Ｕ）とした。
染着率（Ｕ）＝［（Ｃｏ−Ｃ）／Ｃｏ］×１００
【００６４】
＜実施例１＞
［紡糸液調整工程］
特公昭４７−１０８６３号公報記載の方法に準じた界面重合法により製造した、固有粘度（Ｉ．Ｖ．）が１．９のポリメタフェニレンイソフタルアミド粉末２０．０質量部を、−１０℃に冷却したＮ−メチル−２−ピロリドン（ＮＭＰ）８０．０質量部中に懸濁させ、スラリー状にした。引き続き、懸濁液を６０℃まで昇温して溶解させ、透明なポリマー溶液Ａを得た。
【００６５】
［紡糸・凝固工程］
上記ポリマー溶液Ａを紡糸原液として、孔径０．０７ｍｍ、孔数５００の紡糸口金から、浴温度３０℃の凝固浴中に吐出して紡糸した。凝固液の組成は、水／ＮＭＰ＝４５／５５（質量部）であり、凝固浴中に糸速７ｍ／分で吐出して紡糸した。
【００６６】
［可塑延伸浴延伸工程］
引き続き、温度４０℃の水／ＮＭＰ＝４５／５５の組成の可塑延伸浴中にて、３．７倍の延伸倍率で延伸を行った。
【００６７】
［洗浄工程］
延伸後、２０℃の水／ＮＭＰ＝７０／３０の浴（浸漬長１．８ｍ）、続いて２０℃の水浴（浸漬長３．６ｍ）で洗浄し、さらに６０℃の温水浴（浸漬長５．４ｍ）に通して十分に洗浄を行った。
【００６８】
［乾熱処理工程］
洗浄後の繊維について、表面温度２８０℃の熱ローラーにて乾熱処理を施し、メタ型全芳香族アラミド繊維を得た。
【００６９】
［原繊維の物性］
得られた繊維の物性は、繊度１．７ｄｔｅｘ、破断強度２．８ｃＮ／ｄｔｅｘ、破断伸度５１．０％、残存溶媒量０．０８質量％であり、良好な力学特性を示した。
【００７０】
［布帛の作製］
得られたポリメタフェニレンイソフタルアミド繊維のトウに押込捲縮を付与した後、２インチにカットし、通常の紡績工程を通して紡績糸（番手：２０／２）を作製し、当該紡績糸から綾織に織成した織物（目付け：２５０ｇ／ｍ２、厚み：０．５ｍｍ）を作製した。
【００７１】
［布帛の物性］
得られた布帛の破断強度は、１２９２Ｎ／５ｃｍであった。
【００７２】
［布帛の染色工程］
カチオン染料（日本化薬社製、商品名：Ｋａｙａｃｒｙｌ Ｂｌｕｅ ＧＳＬ−ＥＤ（Ｂ−５４））６％ｏｗｆ、酢酸０．３ｍＬ／Ｌ、硝酸ナトリウム２０ｇ／Ｌ、キャリア剤としてベンジルアルコール７０ｇ／Ｌ、分散剤として染色助剤（明成化学工業社製、商品名：ディスパーＴＬ）０．５ｇ／Ｌを含む染色液を用意した。引き続き、布帛と当該染色液の浴比を１：４０として、１２０℃下６０分間の染色処理を実施した。
【００７３】
［染色布帛の物性］
染色布帛の染着率は９２．４％、破断強度は８５３Ｎ／５ｃｍであり、強度保持率は６６％と良好な結果を示した。
【００７４】
＜実施例２＞
撹拌装置および原料投入口を備えた反応容器に、Ｎ−メチル−２−ピロリドン（以下、ＮＭＰと略す）８５４．８部を入れ、このＮＭＰ中にメタフェニレンジアミン（以下、ＭＰＤＡと略す）８３．４部を溶解した。さらに、該溶液にイソフタル酸クロライド（以下、ＩＰＣと略す）１５６．９部を徐々に撹拌しながら添加し、反応を実施した。反応開始から４０分間攪拌を継続した後、水酸化カルシウム粉末を５７．１部添加し、さらに４０分間撹拌した後に反応を終了させた。反応容器から重合溶液を取り出したところ、重合溶液は透明であり、ポリマー濃度は１６％であった。
【００７５】
［紡糸・凝固工程、可塑延伸浴延伸工程、洗浄工程、水蒸気弛緩熱処理工程、乾熱処理工程］
得られた重合溶液を紡糸原液とし、可塑延伸浴中延伸倍率を３．５倍、乾熱処理工程の表面温度３１０℃とした以外は、実施例１と同様にしてポリメタフェニレンイソフタルアミド繊維を得た。
【００７６】
［原繊維の物性］
得られた繊維の物性は、繊度１．７ｄｔｅｘ、破断強度３．２ｃＮ／ｄｔｅｘ、破断伸度４５．３％、残存溶媒量０．１０重量％であった。
【００７７】
［布帛の作製］
得られた原繊維を用いて、実施例１と同様にして布帛を作製した。
【００７８】
［布帛の物性］
得られた布帛の破断強度は、１４７７Ｎ／５ｃｍであった。
【００７９】
［布帛の染色工程］
布帛に対し、実施例１と同様に染色工程を実施した。
【００８０】
［染色布帛の物性］
染色布帛の染着率は９１．０％、破断強度は１１０８Ｎ／５ｃｍであり、強度保持率７５％と良好な耐酸性を示した。
【００８１】
＜実施例３＞
［原繊維の製造］
可塑延伸浴中延伸倍率を４．５倍、乾熱処理工程での表面温度を２８０℃とした以外は、実施例２と同様にしてポリメタフェニレンイソフタルアミド繊維を得た。
【００８２】
［原繊維の物性］
得られた繊維の物性は、繊度１．７ｄｔｅｘ、破断強度３．６ｃＮ／ｄｔｅｘ、破断伸度３６．１％、残存溶媒量０．０６重量％であった。
【００８３】
［布帛の作製］
得られた原繊維に押込捲縮を付与した後、２インチにカットした。開綿後、針密度１５０本／ｃｍ２、針深さ１４ｍｍの条件で、ニードルパンチ加工を行い、目付４８０ｇ／ｍ２、厚み０．８ｍｍのメタ型アラミド短繊維からなる不織布を作製した。
【００８４】
［布帛の物性］
得られた布帛の破断強度は、９８５Ｎ／５ｃｍであった。
【００８５】
［布帛の染色工程］
布帛に対し、実施例１と同様に染色工程を実施した。
【００８６】
［染色布帛の物性］
染色布帛の染着率は９１．５％、破断強度は６９９Ｎ／５ｃｍであり、強度保持率７１％と良好な耐酸性を示した。
【００８７】
＜実施例４＞
［原繊維の製造］
紡糸・凝固工程において凝固浴組成を水／ＮＭＰ＝５５／４５とした以外は、実施例３と同様にしてポリメタフェニレンイソフタルアミド繊維を得た。
【００８８】
［原繊維の物性］
得られた繊維の得られた繊維の物性は、繊度１．７ｄｔｅｘ、破断強度３．７ｃＮ／ｄｔｅｘ、破断伸度３２．０％、残存溶媒量０．０５重量％であった。
【００８９】
［布帛の作製］
得られた原繊維を用いて、実施例３と同様にして布帛を作製した。
【００９０】
［布帛の物性］
得られた布帛の破断強度は、１０１２Ｎ／５ｃｍであった。
【００９１】
［布帛の染色工程］
布帛に対し、実施例１と同様に染色工程を実施した。
【００９２】
［染色布帛の物性］
染色布帛の染着率は９０．４％、破断強度は７３９Ｎ／５ｃｍであり、強度保持率７３％と良好な耐酸性を示した。
【００９３】
＜比較例１＞
［原繊維の製造］
紡糸・凝固工程において凝固浴組成を水／ＮＭＰ＝７０／３０とし、可塑延伸浴中延伸倍率を３．７倍、乾熱処理工程での表面温度を２８０℃とした以外は、実施例２と同様にしてポリメタフェニレンイソフタルアミド繊維を得た。
【００９４】
［原繊維の物性］
得られた原繊維の物性は、繊度１．７ｄｔｅｘ、破断強度２．５ｃＮ／ｄｔｅｘ、破断伸度２５．０％、残存溶媒量０．３０重量％であった。
【００９５】
［布帛の作製］
得られた原繊維を用いて、実施例１と同様にして布帛を作製した。
【００９６】
［布帛の物性］
得られた布帛の破断強度は、１１５４Ｎ／５ｃｍであった。
【００９７】
［布帛の染色工程］
布帛に対し、実施例１と同様に染色工程を実施した。
【００９８】
［染色布帛の物性］
染色布帛の染着率は８５．３％、破断強度は７９６Ｎ／５ｃｍであり、強度保持率６９％と良好な耐酸性を示した。
【００９９】
＜比較例２＞
［原繊維の製造］
紡糸・凝固工程において凝固浴組成を水／ＮＭＰ＝３０／７０とし、可塑延伸浴中延伸倍率を３．７倍、乾熱処理工程での表面温度を２８０℃とした以外は、実施例２と同様にしてポリメタフェニレンイソフタルアミド繊維を得た。
【０１００】
［原繊維の物性］
得られた原繊維の物性は、繊度１．７ｄｔｅｘ、破断強度２．４ｃＮ／ｄｔｅｘ、破断伸度２８．０％、残存溶媒量０．６０重量％であった。
【０１０１】
［布帛の作製］
得られた原繊維を用いて、実施例１と同様にして布帛を作製した。
【０１０２】
［布帛の物性］
得られた布帛の破断強度は、１０８０Ｎ／５ｃｍであった。
【０１０３】
［布帛の染色工程］
布帛に対し、実施例１と同様に染色工程を実施した。
【０１０４】
［染色布帛の物性］
染色布帛の染着率は９４．０％、破断強度は５４０Ｎ／５ｃｍであり、強度保持率５０％と耐酸性は不十分であった。
【０１０５】
＜比較例３＞
［原繊維の製造］
実施例２と同様にして紡糸原液を作製し、可塑延伸浴中延伸倍率を３．０倍、乾熱処理工程での表面温度を２８０℃とした以外は、実施例２と同様にしてポリメタフェニレンイソフタルアミド繊維を得た。
【０１０６】
［原繊維の物性］
得られた繊維の物性は、繊度１．７ｄｔｅｘ、破断強度２．２ｃＮ／ｄｔｅｘ、破断伸度５５．３％、残存溶媒量０．６０重量％であった。
【０１０７】
［布帛の作製］
得られた原繊維を用いて、実施例１と同様にして布帛を作製した。
【０１０８】
［布帛の物性］
得られた布帛の破断強度は、６２０Ｎ／５ｃｍであった。
【０１０９】
［布帛の染色工程］
布帛に対し、実施例１と同様に染色工程を実施した。
【０１１０】
［染色布帛の物性］
染着布帛の染着率は９３．８％、破断強度は３４１Ｎ／５ｃｍであり、強度保持率５５％と耐酸性は不十分であった。
【０１１１】
＜比較例４＞
［原繊維の製造］
可塑延伸浴中延伸倍率を５．５倍、乾熱処理工程での表面温度を２８０℃とした以外は、実施例２と同様にしてポリメタフェニレンイソフタルアミド繊維の製造を試みた。しかしながら、可塑延伸浴中での繊維の糸切れが多く、工程調子が不調であったため、長時間安定して原繊維を採取することが困難であった。
【０１１２】
＜比較例５＞
［原繊維の製造］
可塑延伸浴中延伸倍率を３．７倍、乾熱処理工程での表面温度を２２０℃とした以外は、実施例２と同様にしてポリメタフェニレンイソフタルアミド繊維を得た。
【０１１３】
［原繊維の物性］
得られた原繊維の物性は、繊度１．７ｄｔｅｘ、破断強度２．６ｃＮ／ｄｔｅｘ、破断伸度５３．０％、残存溶媒量０．０８重量％であった。
【０１１４】
［布帛の作製］
得られた原繊維を用いて、実施例１と同様にして布帛を作製した。
【０１１５】
［布帛の物性］
得られた布帛の破断強度は、１１００Ｎ／５ｃｍであった。
【０１１６】
［布帛の染色工程］
布帛に対し、実施例１と同様に染色工程を実施した。
【０１１７】
［染色布帛の物性］
染色布帛の染着率は９４．８％、破断強度は４８４Ｎ／５ｃｍであり、強度保持率４４％と耐酸性は不十分であった。
【０１１８】
【表１】
【産業上の利用可能性】
【０１１９】
本発明の易染色性メタ型全芳香族ポリアミド繊維を含む布帛は、染色性、耐酸性に優れ、残存溶媒量が極めて少ない、環境安全性に優れた布帛である。このため、これらの特性が必要とされる分野における工業的価値は極めて大きく、例えば、寝具、衣料、インテリア等の審美性や視覚性を重視する分野においては、その有用性は極めて大きい。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
易染色性メタ型全芳香族ポリアミド繊維を含む布帛であって、
前記メタ型全芳香族ポリアミド繊維は、原繊維の残存溶剤量が０．１質量％以下であり、
前記布帛は、５０℃の２０質量％硫酸水溶液に１５０時間浸漬した後の染色布帛の強度保持率が６５％以上である、易染色性メタ型全芳香族ポリアミド繊維を含む布帛。
【請求項２】
前記布帛の染着率が９０％以上である請求項１記載の易染色性メタ型全芳香族ポリアミド繊維を含む布帛。
【請求項３】
布帛が、不織布、織物、および編物からなる群から選ばれるいずれかの形態である請求項１または２記載の易染色性メタ型全芳香族ポリアミド繊維を含む布帛。
【請求項１】
易染色性メタ型全芳香族ポリアミド繊維を含む布帛であって、
前記メタ型全芳香族ポリアミド繊維は、原繊維の残存溶剤量が０．１質量％以下であり、
前記布帛は、５０℃の２０質量％硫酸水溶液に１５０時間浸漬した後の染色布帛の強度保持率が６５％以上である、易染色性メタ型全芳香族ポリアミド繊維を含む布帛。
【請求項２】
前記布帛の染着率が９０％以上である請求項１記載の易染色性メタ型全芳香族ポリアミド繊維を含む布帛。
【請求項３】
布帛が、不織布、織物、および編物からなる群から選ばれるいずれかの形態である請求項１または２記載の易染色性メタ型全芳香族ポリアミド繊維を含む布帛。
【公開番号】特開２０１１−２０２３２７（Ｐ２０１１−２０２３２７Ａ）
【公開日】平成２３年１０月１３日（２０１１．１０．１３）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−７２８２６（Ｐ２０１０−７２８２６）
【出願日】平成２２年３月２６日（２０１０．３．２６）
【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）】
【公開日】平成２３年１０月１３日（２０１１．１０．１３）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年３月２６日（２０１０．３．２６）
【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）】
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