JP3045237B1 - 繊維用処理油剤及び繊維の油剤処理方法 - Google Patents

Abstract

【要約】 【課題】 繊維用処理油剤としての良好な糸条の毛羽発
生防止性や糸切れ防止効果を有し、さらに良好な生分解
性を併せ持った繊維用処理油剤を提供する。 【解決手段】 下記一般式 【化１】 （式中、Ｒは水素原子、炭素数２〜２２の脂肪族系アシ
ル基または炭素数１〜５のアルキルもしくはアルケニル
基を表し、ｎは１〜２０の整数である）で表される化合
物を含有する繊維用処理油剤及びこの繊維用処理油剤
を、繊維に対して、繊維重量に対して０．１〜１．５重
量％の量で付着させることを含む繊維の油剤処理方法。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、繊維用処理油剤、
特に生分解性に優れる繊維用処理油剤、及びそれを用い
る繊維の油剤処理方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、環境ホルモンなどの化学物質の環
境への影響に対する関心の高まりから、産業界全体で、
従来の化合物から環境にやさしく、生態系への影響が少
ない化合物への移行が始まっている。これらの化合物に
要求される性能の１つに高い生分解性が挙げられる。高
い生分解性とは、例えば繊維用処理油剤の場合、処理油
剤中の成分である平滑成分、界面活性成分、制電成分、
糸収束成分などが少なくとも７０重量％以上の範囲ま
で、例えば、水処理プラント中の活性汚泥等に存在する
微生物や酵素により、分解されることを意味する。この
生分解によって化合物は化学的に単純な物質である二酸
化炭素、水、硫酸塩、リン酸塩などになることが望まし
い。

【０００３】化合物の生分解性を評価する方法は数多く
開発されているが、その中の１つとして本質的生分解試
験であるＺＡＨＮ−ＷＥＬＬＥＮＳ／ＥＭＰＡ試験（Ｏ
ＥＣＤ ３０２Ｂ試験）があり、この試験方法が繊維用
処理油剤の生分解性を評価するのに良い方法として挙げ
られている。繊維用処理剤では、環境汚染防止に対する
配慮から、ノニルフェノールを他の化合物に代えるとい
う、化合物の代替も始まっている。また、近い将来には
より一層の環境汚染防止の規制が強化されることが予測
されるため、繊維用処理剤の付加価値として、処理剤が
工場排水中に混入しても容易に生分解されるものにすべ
きであるという要求がでてきている。

【０００４】一般に、化合物のポリエーテル鎖中にプロ
ピレンオキシドに由来するポリエーテル鎖が存在する
と、このポリエーテル鎖による生分解性阻害が大きくな
るめ、生分解性が悪くなるかもしくは生分解しなくなる
傾向がある。また、多価アルコールのエステル化物につ
いても、エステル化物によっては、生分解はするものの
穏やかにしか分解しないものもある。特開平５−２７９
９２４号公報には、アルキル基を置換基として有する炭
素数２〜４のアルキレンジオールにエチレンオキシドを
付加した化合物を含有する紡糸仕上げ剤が、速やかな生
分解性を示すとして開示されているが、この化合物は生
分解性は良いものであるが、糸条に高度な潤滑性を与え
ることができるものではなかった。それゆえに製糸工程
において、糸条の毛羽の発生や糸切れが起こることを充
分に防ぐことができないものであった。

【０００５】一方、特開平７−３６５７号公報に開示さ
れているような繊維用処理油剤は、エチレンオキシド／
プロピレンオキシドを付加共重合させたポリエーテルを
主成分とするポリエーテルタイプの処理油剤であり、ま
たその他の繊維用処理油剤としてはペンタエリスリトー
ルやトリメチロールプロパンなどの多価アルコールのエ
ステル化物を主成分とするエステルタイプの処理油剤や
鉱物油を用いた処理油剤が多い。上記のポリエーテルタ
イプ、エステルタイプや鉱物油を用いた繊維用処理油剤
は、糸条の毛羽発生防止や糸切れ防止はできるが、生分
解性が非常に悪いものである。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、繊維用処理
油剤としての良好な糸条の毛羽発生防止性や糸切れ防止
効果を有し、さらに良好な生分解性を併せ持った繊維用
処理油剤を提供することを目的としてなされたものであ
る。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明らは上記の課題を
解決するため鋭意検討を重ねた結果、シクロヘキサノー
ルのエチレンオキシド付加物が、繊維用処理油剤の成分
として用いた場合に、繊維用処理油剤としての性能と生
分解性を併せ持つことを見出し、この知見に基づき本発
明を完成させた。

【０００８】すなわち、本発明は、下記一般式（１）で
表される化合物を含有する繊維用処理油剤を提供する。

【０００９】

【化２】

【００１０】（式中、Ｒは水素原子、炭素数２〜２２の
脂肪族系アシル基または炭素数１〜５のアルキルもしく
はアルケニル基を表し、ｎは１〜２０の整数である） 本発明は、また、上記の繊維用処理油剤を、繊維に対し
て、繊維重量に対して０．１〜１．５重量％の量で付着
させることを含む繊維の油剤処理方法を提供する。

【００１１】

【発明の実施の形態】本発明に有用な一般式（１）で表
される化合物は、シクロヘキサノールのエチレンオキシ
ド付加物、又はシクロヘキサノールのエチレンオキシド
付加物の末端ＯＨ基をアシル化、アルキル化又はアルケ
ニル化したものである。エチレンオキシドの付加モル数
ｎは１〜２０であり、末端ＯＨ基の変性の有無及び変性
された化合物の場合にはそのアシル基、アルキル基、ア
ルケニル基の大小によっても異なるが、好ましくは５〜
１０である。ｎが２０を超える場合、生分解性が低下す
る傾向がみられる。エチレンオキシドの付加反応は、従
来より一般に行われている方法により行うことができ
る。例えば、前もって脱水したシクロヘキサノールの所
定量とアルカリ性触媒（例えば水酸化ナトリウム又は水
酸化カリウムを全仕込量の０．２重量％程度）とを反応
容器に仕込んだ後、撹拌しながら窒素置換により酸素を
除去して窒素雰囲気下にする。次に、この混合物を撹拌
しながら約１２０℃まで加熱した後、必要量のエチレン
オキシドを計量し、導入を開始する。撹拌しながら１３
０〜１４０℃の温度範囲でエチレンオキシドを約２〜３
時間かけて付加する。反応の終了は、反応容器内の圧力
が減少し、本質的に一定な圧力になることで確認でき
る。その後、反応系に存在する揮発性成分を減圧除去し
た後、触媒除去剤を用いて、触媒の除去及び精製を行
う。

【００１２】末端ＯＨ基のアルキル化やアルケニル化は
通常用いられるアルキル化剤やアルケニル化剤を用いて
行えばよく、そのようなアルキル化剤やアルケニル化剤
の例としてはヨウ化メチル、臭化メチル、臭化プロピ
ル、臭化イソプロピル、塩化アリル、臭化アリルなどが
挙げられる。これらの末端ＯＨ基のアルキル化又はアル
ケニル化により導入されるアルキル基又はアルケニル基
の炭素数は、１〜５であり、付加されているエチレンオ
キシドの付加モル数ｎによっても異なるが、好ましく１
〜３である。

【００１３】また、末端ＯＨ基のアシル化についても脂
肪酸や脂肪酸ハライドなどとのエステル化反応により行
うことができ、そのような脂肪酸や脂肪酸ハライドの例
としては、無水酢酸、カプロン酸、カプリル酸、カプリ
ン酸、ラウリン酸、ミリスチン酸、パルミチン酸、ステ
アリン酸、オレイン酸、ベヘン酸、酢酸クロリド、プロ
ピオン酸クロリド、酪酸クロリド、カプロン酸クロリ
ド、カプリル酸クロリド、カプリン酸クロリド、ラウリ
ン酸クロリド、ステアリン酸クロリドなどが挙げられ
る。これらの末端ＯＨ基のアシル化により導入されるア
シル基の炭素数は、２〜２２であり、付加されているエ
チレンオキシドの付加モル数ｎによっても異なるが、好
ましくは６〜１８、特に好ましくは８〜１２である。

【００１４】アルキル化、アルケニル化やエステル化の
ための反応は、従来より一般に行われている方法により
行えばよい。例えばエステル化反応の場合、上記したシ
クロヘキサノールのエチレンオキシド付加物１モルを反
応容器に仕込んだ後、窒素ガス通気下で約６０℃まで撹
拌しながら加熱を行う。その後、ラウリル酸クロリド１
モルを徐々に添加し、７０〜８０℃で反応させる。反応
によって生成する塩酸ガスは、水酸化ナトリウム水溶液
に通過させることで回収除去できる。約１時間かけてラ
ウリル酸クロリドを添加した後、さらに７０〜８０℃で
２時間撹拌し、反応させる。その後、反応系中に残る塩
酸を減圧下に約１００℃で撹拌しながら除去した後、さ
らに酸吸着除去剤でわずかに残る塩酸を除去し、精製を
行う。本発明に有用な一般式（１）で表される化合物を
得る方法は、前記のエチレンオキシドの付加反応やエス
テル化反応による方法に限定されるものではない。

【００１５】本発明において、一般式（１）で表される
化合物は、繊維用処理油剤中に１０〜８０％の量で配合
されることが好ましい。一般式（１）で表される化合物
は、一般には水分散性もしくは水不溶性である。繊維用
処理油剤中のその他の成分については、糸の製糸条件及
びその加工条件によって、生分解性を阻害しない範囲で
必要に応じて公知のものを任意に配合することができ
る。その他の成分としては従来より繊維用処理油剤に用
いられているものを使用でき、例えば、アルキルポリエ
ーテルや硬化ひまし油のエチレンオキシド付加物等の乳
化剤、平滑剤、糸収束剤、リン酸エステル塩や硫酸エス
テル塩等の制電剤を使用し、繊維用処理油剤とすること
ができる。これらの他の成分も生分解性であることが望
ましいが、低生分解性の成分を使用する場合には繊維用
処理油剤の生分解率が７０％以下にならない量で配合す
ることが必要である。

【００１６】本発明の繊維用処理油剤は、合成繊維、主
に、ナイロン、ポリエステル、アクリル繊維等に使用す
ることができるが、これらの３種の合成繊維に限定され
るものではない。本発明の繊維用処理油剤を使用して、
製糸もしくは加工を行う場合には、繊維用処理油剤の繊
維の重量に対する付着量を０．１〜１．５重量％、好ま
しくは０．３〜１．０重量％とする。繊維用処理油剤は
従来から行われているように、そのままで又は水に分散
させ、もしくは最適な溶剤を使用して溶液として繊維に
処理し、上記の量を繊維に付着させることにより加工で
きる。糸に対する繊維用処理油剤を付与する方法として
は、通常の方法、例えば、ノズルオイリングやローラー
タッチ、処理浴による浸漬、スプレー噴霧等の処理によ
り、糸に油剤を付与することができる。

【００１７】

【実施例】以下に実施例により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によりなんら限定
されるものではない。 実施例１〜７、比較例１〜４ 以下に記載する、前述した製造方法によって合成された
一般式（１）の化合物又はその他の化合物と乳化剤、平
滑剤、制電剤等とを表１に記載の量で配合して、実施例
１〜７の油剤および比較例１〜４の油剤を得、これらの
油剤を生分解性評価時にはそのままで、また糸への処理
時には１０％水分散液として用いた。

【００１８】化合物Ａ：シクロヘキサノールのエチレン
オキシド５モル付加体カプリル酸エステル 化合物Ｂ：シクロヘキサノールのエチレンオキシド５モ
ル付加体ラウリン酸エステル 化合物Ｃ：シクロヘキサノールのエチレンオキシド１０
モル付加体 化合物Ｄ：シクロヘキサノールのエチレンオキシド１０
モル付加体メチルエーテル 化合物Ｅ：シクロヘキサノールのエチレンオキシド１０
モル付加体カプリル酸エステル 化合物Ｆ：シクロヘキサノールのエチレンオキシド１０
モル付加体ラウリン酸エステル 化合物Ｇ：シクロヘキサノールのエチレンオキシド２０
モル付加体カプリル酸エステル 比較化合物Ａ：シクロヘキサノールのエチレンオキシド
３０モル付加体カプリル酸エステル 比較化合物Ｂ：鉱物油（ＲＷ秒＝１２０秒） 比較化合物Ｃ：ブタノールのエチレンオキシド／プロピ
レンオキシド（５０／５０）付加体（ＭＷ＝２０００） （評価）生分解性 ＺＡＨＮ−ＷＥＬＬＥＮＳ／ＥＭＰＡ試験（ＯＥＣＤ
３０２Ｂ試験）に準じて、実施例１〜７及び比較例１〜
４の繊維用処理油剤について、１週間後の生分解率を測
定した結果を表１に記す。

【００１９】糸切れ回数及び毛羽個数 評価は、実施例１〜７及び比較例１〜４の繊維用処理油
剤を、通常の溶融紡糸機にて得られた６−ナイロンフィ
ラメント（７０デニール、２４フィラメント）に、ノズ
ルオイリングにて付着量０．４重量％となるように給油
した糸条により行った。結果を表１に記す。

【００２０】糸切れ回数：紡糸してワインダーに巻き取
るまでに起こる糸切れを観測する。繊維１ｔ当たりの糸
切れの回数を示す。 毛羽個数：紡糸して糸をワインダーで巻き取る際に、ワ
インダー前に設置してあるガイドローラーの直後の場所
に、レーザー式毛羽探知機を設置してカウントし、繊維
１ｔ当たりの毛羽個数を示す。

【００２１】

【表１】

【００２２】表１の結果のように、本発明の繊維用処理
油剤は、ＺＡＨＮ−ＷＥＬＬＥＮＳ／ＥＭＰＡ試験（Ｏ
ＥＣＤ ３０２Ｂ試験）における生分解率が７０％以上
であり、糸状の糸切れ回数や毛羽個数も少ないことが解
る。

【００２３】

【発明の効果】本発明の繊維用処理油剤は、生分解性に
優れ、その分解も緩やかに起こるのではなく、短期間で
速やかに分解する特性を持っている。また、合成繊維糸
条に優れた潤滑性を与え、製糸工程で毛羽や糸切れの発
生の少ない良好な合成繊維を得ることができることか
ら、今後環境規制強化により製糸及び糸加工工場の工場
排水に対する対策が求めらた際にも、その対策を可能と
することができる。

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 下記一般式（１）で表される化合物を含
   有する繊維用処理油剤。 【化１】 （式中、Ｒは水素原子、炭素数２〜２２の脂肪族系アシ
   ル基または炭素数１〜５のアルキルもしくはアルケニル
   基を表し、ｎは１〜２０の整数である）
2. 【請求項２】 前記一般式（１）で表される化合物を１
   ０〜８０重量％の量で含有する、請求項１記載の繊維用
   処理油剤。
3. 【請求項３】 生分解率が、ＺＡＨＮ−ＷＥＬＬＥＮＳ
   ／ＥＭＰＡ試験（ＯＥＣＤ ３０２Ｂ試験）で７０重量
   ％以上である、請求項１又は２記載の繊維用処理油剤。
4. 【請求項４】 請求項１〜３のいずれかに記載した繊維
   用処理油剤を、繊維に対して、繊維重量に対して０．１
   〜１．５重量％の量で付着させることを含む繊維の油剤
   処理方法。