(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
アラミド繊維から水不溶性の仕上げ剤を取り除くための方法であって、前記アラミド繊維はショートカット、ランダム繊維または平坦なテキスタイル材料として存在しそして少なくとも１種類の親水性流体を含有する剤で処理されそして前記親水性流体が水、ジメチルスルホキシド、ジメチルスルホキシド水溶液、２〜４個のアルキレン基を有する脂肪族環状エステルの水溶液または炭素数が１〜５の少なくとも１種の脂肪族アルコールの水溶液であることを特徴とする上記方法。
【請求項２】
前記アラミド繊維の水不溶性の仕上げ剤が架橋ウォーターブロッキング仕上げ剤であることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記アラミド繊維の水不溶性の仕上げ剤が撥水仕上げ剤であることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記アラミド繊維がｍ−アラミドまたはｐ−アラミドからなることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の方法。
【請求項５】
前記水の温度が６０〜１２０℃の範囲にあることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項６】
前記水の温度が８５〜１１０℃の範囲にあることを特徴とする請求項５に記載の方法。
【請求項７】
前記水の温度が約１００℃であることを特徴とする請求項６に記載の方法。
【請求項８】
ジメチルスルホキシド水溶液中のジメチルスルホキシドの濃度が３０〜１００％ｗ／ｗであることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項９】
前記ジメチルスルホキシドの濃度が７０〜１００％ｗ／ｗであることを特徴とする請求項８に記載の方法。
【請求項１０】
前記ジメチルスルホキシドまたはその水溶液の温度が２０〜１４０℃であることを特徴とする請求項１、８または９に記載の方法。
【請求項１１】
前記ジメチルスルホキシドまたはその水溶液の温度が７０〜１１０℃であることを特徴とする請求項１０に記載の方法。
【請求項１２】
前記脂肪族環状エステルがχ−ブチロラクトンであることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項１３】
脂肪族環状エステルの水溶液中の前記脂肪族環状エステルの濃度が３０〜８０％ｗ／ｗであることを特徴とする請求項１または１２に記載の方法。
【請求項１４】
前記脂肪族環状エステルの濃度が５０〜７０％ｗ／ｗであることを特徴とする請求項１３に記載の方法。
【請求項１５】
前記脂肪族環状エステルの水溶液の温度が２０〜９０℃であることを特徴とする請求項１および１２〜１４のいずれかに記載の方法。
【請求項１６】
前記脂肪族環状エステルの水溶液の温度が６０〜９０℃であることを特徴とする請求項１５に記載の方法。
【請求項１７】
前記脂肪族アルコールが、メタノール、エタノール、１−プロパノール、イソプロピルアルコール、１−ブタノール、イソブチルアルコール、２−ブタノール、ｔ−ブタノール、１−ペンタノール、２−ペンタノール、３−ペンタノール、２．２−ジメチル−１−プロパノールまたはこれらの混合物であることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項１８】
脂肪族アルコールの水溶液中の前記脂肪族アルコールの濃度が２５〜７０％ｗ／ｗであることを特徴とする請求項１または１７に記載の方法。
【請求項１９】
前記脂肪族アルコールの濃度が４０〜７０％ｗ／ｗであることを特徴とする請求項１８に記載の方法。
【請求項２０】
前記脂肪族アルコールの水溶液の温度が２０〜６０℃であることを特徴とする請求項１および１７〜１９のいずれかに記載の方法。
【請求項２１】
前記脂肪族アルコールの水溶液の温度が４０〜６０℃であることを特徴とする請求項２０に記載の方法。
【請求項２２】
前記親水性流体がジメチルスルホキシド、ジメチルスルホキシド水溶液、２〜４個のアルキレン基を有する脂肪族環状エステルの水溶液または炭素数が１〜５の少なくとも１種の脂肪族アルコールの水溶液であり且つ前記アラミド繊維が、任意に消泡剤を含有していてもよい上記親水性流体中で攪拌されることを特徴とする請求項１〜４および８〜２１のいずれかに記載の方法。
【請求項２３】
前記アラミド繊維が洗浄機のウォッシュサイクルにおいて処理されることを特徴とする請求項１〜２１のいずれかに記載の方法。
【請求項２４】
前記アラミド繊維は平坦なテキスタイル材料として存在しそして水蒸気ジェットで処理されることを特徴とする請求項１〜７のいずれかに記載の方法。
【請求項２５】
アラミド繊維の前記少なくとも１種の親水性流体に対する重量比が１：１４〜１：１であることを特徴とする請求項１〜２４のいずれかに記載の方法。
【請求項２６】
アラミド繊維の前記少なくとも１種の親水性流体に対する重量比が１：１４〜１：６であることを特徴とする請求項２５に記載の方法。
【請求項２７】
前記親水性流体がジメチルスルホキシド、ジメチルスルホキシド水溶液、２〜４個のアルキレン基を有する脂肪族環状エステルの水溶液または炭素数が１〜５の少なくとも１種の脂肪族アルコールの水溶液であり且つ前記アラミド繊維を処理するために用いられる剤が消泡剤を含有することを特徴とする請求項１〜４、８〜２３、２５および２６のいずれかに記載の方法。
【請求項２８】
前記消泡剤が界面活性剤または界面活性剤含有組成物であることを特徴とする請求項２７に記載の方法。
【請求項２９】
前記界面活性剤含有組成物が洗剤であることを特徴とする請求項２８に記載の方法。
【請求項３０】
前記消泡剤が前記親水性流体中に０．０１〜３％ｗ／ｗの濃度で存在することを特徴とする請求項２２または２７に記載の方法。
【請求項３１】
前記消泡剤が前記少なくとも１種の親水性流体中に０．１〜２％ｗ／ｗの濃度で存在することを特徴とする請求項３０に記載の方法。
【請求項３２】
前記消泡剤が前記少なくとも１種の親水性流体中に１％ｗ／ｗの濃度で存在することを特徴とする請求項３１に記載の方法。
【請求項３３】
請求項１〜３２のいずれかに記載の方法により処理されたアラミド繊維の、パルプとしての、または他の合成または天然繊維との混合物中の使用。
【請求項３４】
前記処理されたアラミド繊維の膨潤数値が４０％以下であることを特徴とする、請求項３３に記載の使用。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
発明の背景
発明の技術分野
本発明は、アラミド繊維から水不溶性の仕上げ剤を取り除くための方法に関する。
【０００２】
アラミド繊維は、他の合成繊維に比べて高価である。従って、使用後に前記繊維を再利用することには価値がある。アラミド繊維は、水不溶性の仕上げ剤、例えば架橋ウォーターブロッキング仕上げ剤または撥水仕上げ剤、が施されることが多い。架橋ウォーターブロッキング仕上げ剤は、水分と接触したときにのみ膨張する化合物からなることが知られている。撥水仕上げ剤は、水をはじく化合物からなることが知られている。従って、アラミド繊維に架橋ウォーターブロッキング仕上げまたは撥水仕上げ剤が施されると、前記仕上げ剤が取り除かれてからでないと前記繊維を再利用することができない。
【０００３】
ＪＰ−Ａ−５９  １０６  ５７０には、前記繊維を低温プラズマで処理することによって撥水仕上げ剤をテキスタイルから取り除くことが提案されている。しかしながら、この用途に必要とされる真空装置を考慮すると、この方法は高価である。
【０００４】
アラミド繊維から撥水仕上げ剤を取り除くためのＪＰ−Ａ−０４  ２０２  ８５３に記載されているある指示では、スパイクドラチスまたはエメリー研磨紙による機械的研磨、好ましくはサンドブラストで前記繊維を処理する。しかしながら、これらの方法に伴う危険性とは、アラミド繊維が傷つくということである。ＪＰ−Ａ−０４  ２０２  ８５３に記載されている他の指示は、溶媒による溶離を伴うが、溶媒の種類については明示していない。従って、当業者は、まず、どの撥水仕上げ剤がアラミド繊維に対して用いられたのかを把握しなければならない。そして、当業者は、この撥水仕上げ剤は溶けるがアラミド繊維は溶かさない溶媒を見つけなければならない。
【０００５】
従って、本発明の目的は、実施が容易であり、かつ、アラミド繊維を傷めない、アラミド繊維から架橋ウォーターブロッキング仕上げ剤または撥水仕上げ剤を取り除くための方法を提供することである。
【０００６】
この目的は、アラミド繊維がショートカット、ランダム繊維または平坦なテキスタイル材料として存在し、少なくとも１種類の親水性の流体を含有する剤で処理されることを特徴とする、アラミド繊維から水不溶性の仕上げ剤を取り除くための方法によって達成される。この場合、親水性の流体という用語は、本発明の範囲内においては、親水性の液体および親水性の気体を意味する。さらに、本発明の範囲内で処理されるということは、前記少なくとも１種類の親水性の流体を含有する剤でアラミド繊維が一度または繰返し処理されることを意味する。
【０００７】
本発明による方法は、少なくとも本発明に従って処理された繊維が再利用できる程度にアラミド繊維から水不溶性の仕上げ剤を取り除くことである。
【０００８】
水不溶性の仕上げ剤が親水性の流体そのものによってアラミド繊維から取り除かれるという事実は驚きである。というのも、特に水不溶性の仕上げ剤のある公知の性質が、水不溶性の仕上げ剤は親水性の流体では溶けないということだからである。
【０００９】
本発明による方法の好ましい実施態様において、アラミド繊維の水不溶性の仕上げ剤は、イオン架橋および／または共有結合架橋によって不溶性にされたアクリルアミン、アクリルアミド、アクリル酸ナトリウムまたはジアルキルアミノエチルメタクリレートの如き架橋ウォーターブロッキング仕上げ剤であり、あるいは、架橋ポリアクリル酸または、アクリルアミド、カルボキシル基およびスルホ基を含有するモノマーからなる架橋共重合体、すなわち、アクリル酸、アクリル酸ナトリウム、アクリルアミドおよびビニルスルホン酸のナトリウム塩の如きモノマーからなり、イントラゾル（Ｉｎｔｒａｓｏｌ）  ＡＦＷの名称でストックハウゼン社から入手可能である、ＮａＯＨで部分的に中和された架橋ターポリマーである。
【００１０】
本発明による方法の他の好ましい実施態様において、アラミド繊維の水不溶性の仕上げ剤は、布地の如き平坦なテキスタイル材料に含浸させるために用いられるようなフッ素−炭素化合物の如き撥水仕上げ剤である。
【００１１】
すべての公知の芳香族ポリアミドからの繊維は、本発明による方法におけるアラミド繊維として用いることができる。前記アラミド繊維は、帝人株式会社製のテクノラ（Ｔｅｃｈｎｏｒａ）（登録商標）の如きｍ−アラミド、またはトワロン プラダクツ社製のトワロン（Ｔｗａｒｏｎ）（登録商標）の如きｐ−アラミドからなることが好ましい。
【００１２】
アラミド繊維を溶かさない親水性の溶媒の如き、アラミド繊維を溶かさないものであれば、基本的にすべての親水性の流体を本発明による方法における親水性の流体として用いることができる。
【００１３】
前記水不溶性の仕上げ剤が室温で水によってすでに取り除かれている場合は、本発明による方法における親水性の流体としては、水を用いることが好ましい。
【００１４】
本発明による方法において、水の温度は、好ましくは６０〜１２０℃、特に好ましくは８５〜１１０℃、とりわけ約１００℃である。例えば１００℃まで加熱された水で処理するといった場合のように、選択温度が高ければ高いほど仕上げ剤の除去が速くなり、泡が生じるのであればその量も少なくなる。例えば室温のような、泡が崩壊する温度では、消泡剤を用いることができる。
【００１５】
本発明による方法において用いられることが好ましい他の親水性の流体は、ジメチルスルホキシドまたはジメチルスルホキシド水溶液である。水中のジメチルスルホキシドの濃度は３０〜１００％ｗ／ｗであることが好ましく、７０〜１００％ｗ／ｗであることが特に好ましい。
【００１６】
水不溶性の仕上げ剤は、すでに室温の時点で、ジメチルスルホキシドまたはその水溶液で取り除かれるが、ジメチルスルホキシドまたはその水溶液の温度は、処理時間が短くなるという理由で、２０〜１４０℃であることが好ましく、７０〜１１０℃であることが特に好ましい。
【００１７】
また、本発明による方法における親水性の流体として、２〜４個のアルキレン基を有する脂肪族環状エステルの水溶液が用いられることが好ましい。前記脂肪族環状エステルとしてχ−ブチロラクトンが特に好ましい。
【００１８】
本発明による方法において、水中の脂肪族環状エステルの濃度は、３０〜８０％ｗ／ｗであることが好ましく、５０〜７０％ｗ／ｗであることが特に好ましい。
【００１９】
水不溶性の仕上げ剤は、すでに室温の時点で、２〜４個のアルキレン基を有する脂肪族環状エステルの水溶液を用いて取り除かれるが、前記２〜４個のアルキレン基を有する脂肪族環状エステルの水溶液の温度は、処理時間が短くなるという理由で、２０〜９０℃であることが好ましく、６０〜９０℃であることが特に好ましい。
【００２０】
さらに、本発明による方法における親水性の流体として、炭素数が１〜５である少なくとも１種類の脂肪族アルコールの水溶液が用いられることが好ましい。前記アルコールは、メタノール、エタノール、１−プロパノール、イソプロピルアルコール、１−ブタノール、イソブチルアルコール、２−ブタノール、ｔ−ブタノール、１−ペンタノール、２−ペンタノール、３−ペンタノール、２，２−ジメチル−１−プロパノールまたはこれらの混合物であることが特に好ましい。
【００２１】
水中の前記脂肪族アルコールの濃度は、本発明による方法においては、２５〜７０％ｗ／ｗであることが好ましく、４０〜７０％ｗ／ｗであることが特に好ましい。
【００２２】
水不溶性の仕上げ剤は、すでに室温の時点で、炭素数が１〜５である少なくとも１種類の脂肪族アルコールの水溶液を用いて取り除かれるが、前記炭素数が１〜５である少なくとも１種類の脂肪族アルコールの水溶液の温度は、処理時間が短くなるという理由で、２０〜６０℃であることが好ましく、４０〜６０℃であることが特に好ましい。
【００２３】
本発明による方法において、水不溶性の仕上げ剤が施されたアラミド繊維は、少なくとも１種類の親水性溶媒が前記アラミド繊維に到達できることを確実にする方法であれば、基本的に処理することができる。
【００２４】
本発明による方法において、前記水不溶性の仕上げ剤が施されたアラミド繊維は、必要であれば消泡剤を含有していてもよい少なくとも１種類の親水性溶媒中で攪拌されることが好ましい。この理由は、この種の処理が、例えば攪拌タンク反応器において、実行することが特に容易であるためである。
【００２５】
実行が容易であるという理由で本発明にとって好ましいとされる他の処理方法では、前記アラミド繊維が洗浄機のウォッシュサイクルにおいて処理される。
【００２６】
これらに加えて、実行が容易であるという理由で本発明にとって好ましいとされるのは、前記アラミド繊維が平坦なテキスタイル材料として存在し、水蒸気ジェットで処理されるという処理方法である。
【００２７】
前記少なくとも１種類の親水性流体に対するアラミド繊維の重量比は、本発明の方法においては、広い範囲において設定することができる。アラミド繊維に対して過剰量の流体は、流体の消費を制限するためには避けるべきであり、アラミド繊維に対して過少量の流体は、水不溶性の仕上げ剤が十分にはあるいは迅速には取り除かれなくなるため、避けるべきである。前記少なくとも１種類の親水性流体に対するアラミド繊維の重量比は、本発明の方法においては、１：１４〜１：１であることが好ましく、１：１４〜１：６であることが特に好ましい。
【００２８】
本発明による方法では、発泡が、水不溶性の仕上げ剤、親水性流体および温度のある組み合わせにおいて生ずる。発泡が破壊的な影響を及ぼすようになる場合には、本発明による方法においては、アラミド繊維を処理するのに用いられる剤が消泡剤を含有していてもよい。消泡剤は、本発明の方法によって得られる繊維の性質に測定できるほどの影響を及ぼすことなく、本発明による方法における水不溶性の仕上げ剤の除去を多少促進させる。基本的に、あらゆる公知の消泡剤を本発明による方法における消泡剤として使用することができる。消泡剤は界面活性剤または界面活性剤含有組成物であることが好ましい。
【００２９】
前記界面活性剤含有組成物は、本発明による方法において、洗剤であることが好ましい。
【００３０】
本発明による方法において前記少なくとも１種類の親水性流体に用いることができる任意の消泡剤は、広い濃度範囲において使用することができる。前記少なくとも１種類の親水性流体中の消泡剤は、０．０１〜３％ｗ／ｗの濃度で存在することが好ましく、０．１〜２％ｗ／ｗの濃度で存在することが特に好ましく、１％ｗ／ｗの濃度で存在することが最もとりわけて好ましい。
【００３１】
本発明に従ってアラミド繊維から水不溶性の仕上げ剤を取り除いた結果は、以下に説明されるようにして求められるアラミド繊維の膨潤値を求めることによって確認を取れる。
【００３２】
ショートカット、ランダム繊維または平坦なテキスタイル材料として存在するアラミド繊維の約１０ｇを計量し、６００ｍｌの脱塩水の入った１リットルのビーカー中に沈め、そして正確に６０秒間（ストップウオッチで測定）、完全な静止状態で、すなわち全く攪拌、振動または動かさずに放置する。直後に、前記１リットルのビーカーの中身を、網を被せた他の１リットルのビーカーへと注ぐ。湿ったアラミド繊維の付着した前記の網を遠心分離機内に設置し、２，８００ｒｐｍで１２０秒間（ストップウオッチで測定）遠心分離する。そして、得られたアラミド繊維を、前以って０．０００１ｇ（＝  ｃ  ｇ）以内に正確に計量しておいた２５０ｍｌのビーカーにピンセットで移す。そして、前記アラミド繊維の入ったビーカーを０．０００１ｇ（＝  ａ  ｇ）以内に正確に計量する。前記アラミド繊維の入ったビーカーを、１０５℃±５℃の炉に２４時間静置する。その後、乾燥したアラミド繊維の入ったビーカーを乾燥器に静置し、３０分間冷ました後に、前記乾燥したアラミド繊維の入ったビーカーを０．０００１ｇ（＝  ｂｇ）以内に正確に計量する。重量ａ、ｂおよびｃを用いて、下記式に従って膨潤値Ｑを計算する。
Ｑ  ＝  ［（ａ−ｂ）／（ｂ−ｃ）］  ｘ  １００  （％）
式中、
ａ  ：  遠心分離された湿った繊維の入った２５０ｍｌのビーカーの重量
ｂ  ：  乾燥した繊維の入った２５０ｍｌのビーカーの重量
ｃ  ：  空の２５０ｍｌのビーカーの重量
【００３３】
ショートカット、ランダム繊維または平坦なテキスタイル材料として存在するアラミド層の膨潤値は＞５０％である。≦４０％の膨潤値Ｑは、水不溶性の仕上げ剤を十分に取り除くためのゲージの役割を果たす。
【００３４】
ショートカット、ランダム繊維または平坦なテキスタイル材料として存在する、本発明の方法に従って水不溶性の仕上げ剤が取り除かれたアラミド繊維は、例えばパルプまたは他の天然または合成繊維との混合繊維として、他の用途に用いることができる。処理されたアラミド繊維は、≦４０％の膨潤値を示すことが好ましい。
【００３５】
【実施例】
以下の実施例において、本発明による方法をさらに詳しく説明する。いずれの実施例も、出発材料はランダム繊維、＞５ｍｍのショートカット繊維、またはストックハウゼン社製のイントラゾル（Ｉｎｔｒａｓｏｌ）  ＡＦＷとアイシーアイ社製のスパン（ＳＰＡＮ）  ８５（ソルビタン−トリオレエート）とを含有するウォーターブロッキング調合物で仕上げられた、ｐ−アラミド繊維で構成される繊維材料である。前記出発材料の膨潤値は＞５０％である。
【００３６】
実施例１
ランダム繊維、＞５ｍｍのショートカット繊維、または前記調合物によって仕上げられたｐ−アラミド繊維からなる繊維材料の２５０ｇ〜５ｋｇを洗濯袋に入れ、市販の洗濯機に投入した。ｐ−アラミド繊維の重量に対して１％ｗ／ｗのパーシル（Ｐｅｒｓｉｌ）（登録商標）を添加することによって発泡を低減させた。そして、前記ランダム繊維、＞５ｍｍのショートカット繊維、またはｐ−アラミド繊維からなる繊維材料を、ボイルプログラムに基づいて洗浄し、絞り、乾燥させた。得られた膨潤値は≦４０％であった。
【００３７】
実施例２
ランダム繊維、＞５ｍｍのショートカット繊維、または前記調合物によって仕上げられたｐ−アラミド繊維からなる繊維材料の２５０ｇ〜５ｋｇを洗濯袋に入れ、市販の洗濯機に投入した。発泡を低減させるために、ウオッシュサイクルの始めから＞６０℃の水を用いて前記洗濯機を作動させた。これは、冷水供給路の代わりに＞６０℃の水の供給路に前記洗濯機を接続することによって実現した。前記ランダム繊維、＞５ｍｍのショートカット繊維、またはｐ−アラミド繊維からなる繊維材料を、ボイルプログラムに基づいて洗浄し、絞り、乾燥させた。得られた防水値は≦４０％であった。
【００３８】
実施例３
ランダム繊維、＞５ｍｍのショートカット繊維、または前記調合物によって仕上げられたｐ−アラミド繊維からなる繊維材料の２５０ｇ〜５ｋｇを、容量が約４０リットルである攪拌タンク反応器に投入した。前記ランダム繊維、＞５ｍｍのショートカット繊維、またはｐ−アラミド繊維からなる繊維材料を室温でＤＭＳＯで覆った後、前記ＤＭＳＯを８０℃まで加熱した。その後、前記ＤＭＳＯを取り除いた。ＤＭＳＯによる被覆、８０℃までの加熱およびＤＭＳＯの除去といった一連の工程を、さらに４回繰り返した。このようにして得られたランダム繊維、＞５ｍｍのショートカット繊維、またはｐ−アラミド繊維からなる繊維材料を水で十分に洗浄し、絞り、乾燥させた。得られた膨潤値は≦４０％であった。
【００３９】
実施例４
純粋なＤＭＳＯの代わりにＤＭＳＯ／水混合物を用いた以外は、実施例３を繰り返した。水中のＤＭＳＯの濃度は３０〜１００％ｗ／ｗであった。得られた膨潤値は≦４０％であった。
【００４０】
実施例５
純粋なＤＭＳＯの代わりにχ−ブチロラクトン／水混合物を用いた以外は、実施例３を繰り返した。水中のχ−ブチロラクトンの濃度は３０〜１００％ｗ／ｗであった。得られた膨潤値は≦４０％であった。
【００４１】
実施例６
純粋なＤＭＳＯの代わりにエタノール／水混合物を用いた以外は、実施例３を繰り返した。水中のエタノールの濃度は２５〜７０％ｗ／ｗであった。エタノール／水混合物を２０〜６０℃の温度まで加熱した。得られた膨潤値は≦４０％であった。