JP3165285B2 - ポリアミド繊維用処理剤 - Google Patents
ポリアミド繊維用処理剤Info
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- D06M2200/40—Reduced friction resistance, lubricant properties; Sizing compositions
Description
に関する。更に詳しくは紡糸、延伸、及び仮撚、整経、
製編等の後加工の各工程におけるガイド、ローラ、ディ
スク、ヒータ等の繊維糸条が接触する部分でのスカム
(オリゴマー)、及びタール状物質の生成蓄積が極めて少
なく、且つ長期貯蔵安定性が優れたポリアミド繊維用処
理剤に関する。
撚、整経、製編、製織等の後加工の各工程を円滑に進め
る為、紡糸工程で繊維用処理剤が付与される。近年、生
産性向上を目的として繊維糸条はますます高速で処理さ
れるようになってきた。その為、潤滑性が良好で、且つ
ヒータ上でタール化し難い耐熱性に優れた処理剤が強く
要望されてきており、特に仮撚用途に供される繊維には
ヒータ上で容易に熱分解し、スラッジが残らない性質を
有し、且つ繊維−繊維間耐摩耗性が向上し、毛羽の少な
い糸条が得られると言う理由でアルキレンオキサイド共
重合体が処理剤中の主成分として用いられる事が多くな
った。一方、処理剤を付与された繊維は長期間貯蔵され
る場合が多いので、長期間の貯蔵においても繊維上の処
理剤が経時変化しない安定性が要求される。
及びその誘導体はタール化が少ない反面、酸化分解、熱
分解を受けやすく、長期間貯蔵中に繊維上で分解し、安
定性に欠けると言う問題があった。更に、近年紡糸速度
がますます高速化されてきたため、非晶部分の配向がよ
りルーズな繊維糸条が生産されるようになった。
ーズな非晶部分を通して繊維内部に浸透し、繊維内部の
オリゴマーを抽出して繊維表面に析出させる為、仮撚、
整経、製編等の後加工工程で繊維糸条が接触するガイ
ド、ローラ、ディスク、ヒータ等にスカム(オリゴマー)
が生成蓄積して摩擦上昇、張力変化等を惹起し、毛羽発
生、糸切れ等のトラブルが発生するようになってきた。
アミド繊維生産工程のヒータ上でのタールが少なく、長
期貯蔵中のポリアミド繊維のオリゴマー(スカム)析出を
防止し、且つ付着処理剤の経時変化を防止する処理剤を
提供する事にある。
4のアルキレンオキサイド共重合体20〜95重量%、
(2)アルカノールアミン、もしくは炭素数4以下のアル
キル基を有するアルカノールアミンもしくは炭素数4以
下の環状アミンの炭素数2〜4のアルキレンオキサイド
付加物0.5〜5重量%、(3)脂肪族ポリアミンと総炭
素数12〜50の脂肪族二塩基酸のアマイド0.2〜1
0重量%、及び(4)アルキレン基の炭素数が2〜4のポ
リオキシアルキレン変性シリコーン0.1〜3重量%含
有するポリアミド繊維用処理剤組成物に関する。
レンオキサイド共重合体は、エチレンオキシド、プロピ
レンオキシド、ブチレンオキシド等の2種以上をランダ
ム、或いはブロック付加したものである。特に好ましく
は、エチレンオキシドとプロピレンオキシドの共重合体
である。共重合体の分子量は特に限定的ではないが70
0〜10000、より好ましくは1000〜6000で
ある。
キシドはエチレンオキシドであるのが好ましく、エチレ
ンオキシドは共重合体全量の10〜90重量%、より好
ましくは20〜80重量%である。共重合体がエチレン
オキシド/プロピレンオキシド共重合体である場合の両
者の好ましい重量比は10/90〜90/10、より好
ましくは20/80〜80/20である。分子量が70
0より小さすぎると繊維−繊維間耐摩耗性向上効果が不
十分で仮撚加工時の毛羽を防止する効果が十分でない。
性が悪化し、仮撚加工時、断糸毛羽が多発する。エチレ
ンオキシドの量が10重量%より小さいと、繊維−繊維
間耐摩耗向上効果が不十分である。エチレンオキシドの
量が90重量%より大きいと、固状化し、取扱い上不便
となる。
体は、他の成分を含んでいてもよく、あるいは他の成分
で変性されたものであってもよいが、これら他の成分
は、アルキレンオキシド共重合体の30重量%以下、好
ましくは20重量%以下にすべきである。
とくアルキレンオキシドの共重合時に存在させて、同時
に反応させるもの、カルボン酸のごとく共重合体を得た
後にこれと反応させるものなどがある。具体的には、例
えばアルコール類、例えばメタノール、エタノール、ブ
タノール、イソオクタノール、ドデカノール、ステアリ
ルアルコール、オレイルアルコール、シクロヘキサノー
ル等; 多価アルコール、例えばグリセロール、ソルビ
トール、ペンタエリスリトール、トリメチロールプロパ
ン等; アミン類、例えばメチルアミン、ラウリンアミ
ン、アニリン、アンモニア等; モノカルボン酸、例え
ば酢酸、乳酸、オクチル酸、ラウリン酸、オレイン酸、
ステアリン酸、安息香酸等; 多価カルボン酸、例えば
マレイン酸、フマール酸、フタール酸、トリメリト酸
等; フェノール類、例えばりt−ブチルフェノール、ビ
スフェノールA、ナフトール等が例示される。場合によ
っては、アルキレンオキシド共重合体を多価イソシアネ
ート等で変性してもよい。
レンオキシド共重合体である。アルキレンオキシド共重
合体は常法により、例えばアルカリ触媒等を使用して加
圧下で130〜180℃にて付加反応すれば良い。
しくは炭素数4以下のアルキル基を有するアルカノール
アミンもしくは炭素数4以下の環状アミンの炭素数2〜
4のアルキレンオキサイド付加物は、ポリアミド繊維糸
条上のアルキレンオキサイド共重合体の経時分解防止を
目的とするもので、トリエタノールアミン、ジエタノー
ルアミン、モノイソプロパノールアミン、トリイソプロ
パノールアミン等のアルキル基のないアルカノールアミ
ン、モノメチルジエタノールアミン、ジプロピルエタノ
ールアミン、モノブチルジエタノールアミン、ジブチル
エタノールアミン等の炭素数4以下のアルキル基を有す
るアルキルアルカノールアミンあるいはピロリジン、ピ
ペリジン、ピペラジン等の炭素数4以下の環状アミンに
エチレンオキサイド、もしくはプロピレンオキサイドを
付加した化合物等が挙げられる。
の炭素数もしくは環状アミンの炭素数が4を越えるとタ
ール化が増加するので好ましくない。本発明に用いられ
るアマイドを構成する脂肪族ポリアミンと総炭素数12
〜50の脂肪族二塩基酸とのアマイドは好ましくは分子
量が500〜4000、より好ましくは700〜300
0のものである。
アルキレン基を有するポリアミン、例えばエチレンジア
ミン、トリメチレンジアミン、ヘキサメチレンジアミ
ン、ドデカンジアミン等のアルキレンジアミン、ジエチ
レントリアミン、トリエチレンテトラミン、ペンタンエ
チレンヘキサミン等の分子内にアミノ基を有するポリア
ルキレンポリアミン、またはオリゴまたはポリエチレン
イミン等が挙げられる。
でも良いが、より好ましくは脂肪族アミン、特にジアミ
ンである。ジアミンのアルキレン基の炭素数は2〜2
0、より好ましくは3〜10である。
ンの例は、エチレンジアミン、トリメチレンジアミン、
ヘキサメチレンジアミン、トリエチレンテトラミン、ペ
ンタエチレンヘキサミン等である。
は総炭素数12〜50の二塩基酸であって、例えばドデ
カメチレンジカルボン酸、オクタデカメチレンジカルボ
ン酸等のアルキレンジカルボン酸、ドデセニルコハク
酸、オクタデセニルコハク酸等のアルケニルコハク酸、
リノール酸等の不飽和脂肪酸を2量化したダイマー酸等
が挙げられる。
ダイマー酸のごとき比較的大きい分子量を有する二塩基
酸であって、分子量は300〜1000の二塩基酸が好
ましい。
良い。アマイド化合物の分子量は500〜4000、よ
り好ましくは700〜3000であり、この範囲に分子
量を制御するには二塩基酸を化学量論的に過剰に用い、
1分子中に少なくとも1個、通常2個のカルボキシル基
を残存させるような比率で用いて公知の方法で80〜2
00℃で反応すれば良い。上記の反応で得られるアマイ
ド化合物は、ジアマイド、トリアマイド、テトラアマイ
ド、ペンタアマイド、ヘキサアマイド、ヘプタアマイド
等と未反応二塩基酸の混合物である。
によって各々成分の生成割合は異なってくる。ペンタア
マイド、ヘキサアマイド、ヘプタアマイド等のポリアミ
ドは繊維用処理剤を構成する他の成分との相溶性が悪
く、且つ粘着性を有しているため粘着性に起因するトラ
ブルが発生し易いので、これ等のポリアミドの生成を極
力抑える必要がある。
ついて検討した結果、脂肪族ポリアミンに対して脂肪族
二塩基酸を3当量以上の割合で用いて反応すると、油剤
相溶性が悪く、粘着性を有するペンタアマイド、ヘキサ
アマイド、ヘプタアマイド等のポリアマイドは生成しな
い事が判明した。
反応当量比は、脂肪族ポリアミン/脂肪族二塩基酸=1
/3〜1/10である。特に好ましいのは1/3〜1/
8である。
3当量より少ない場合は、油剤相溶性が悪く、粘着性を
有するペンタアマイド、ヘキサアマイド、ヘプタアマイ
ドが副生する。
合はポリアミド繊維のオリゴマー析出防止効果が十分で
ない。ペンタアマイド、ヘキサアマイド、ヘプタアマイ
ドの副生を抑制するため、常法手段である脂肪族モノア
ミン、もしくは脂肪族一塩基酸を脂肪族ポリアミンと脂
肪族二塩基酸の系に少量共存させて反応しても構わな
い。
めポリアミド分子内に未反応遊離カルボキシル基が生成
する。この遊離カルボキシル基は中和しなくともよい
が、必要により部分的に、また完全に中和してもよい。
金属塩、低級アミン塩、アンモニウム塩等が例示され
る。脂肪族ポリアミンと総炭素数12〜50の脂肪族二
塩基酸を反応して得られるアマイド化合物の配合量は
0.2〜10重量%が適当である。
リゴマー析出防止効果が十分でなく、10重量%を超え
ると油剤相溶性が悪化し、且つ潤滑性も悪化する。本発
明の繊維用処理剤は、更に変性シリコーンを含む。仮撚
加工時の熱処理工程で、繊維糸条からヒータ上に脱落し
た処理剤がヒータ上に長期間滞留している間に熱分解、
熱重合してタールが生成蓄積する。
道部分からハミ出してそのままヒータ上で長期間加熱さ
れる為にタール化が著しく速く進行するが、アルキレン
基の炭素数が2〜4のポリオキシアルキレン変性シリコ
ーンを処理剤中に少量添加するとヒータ上で低表面張力
の変性シリコーン膜が形成される為、ヒータ上に脱落し
た処理剤のハミ出しが糸道部分内に抑えられる為、後続
の走行糸によって随時清掃される為、脱落油剤が長時間
ヒータ上で滞留する事がないので、タールの生成蓄積は
極めて減少する。
が2〜4のポリオキシアルキレン変性シリコーンは分子
量が700〜10000であって水溶性を示すものであ
る。アルキレン基の炭素数が2〜4のポリオキシアルキ
レンとはエチレンオキシド、プロピレンオキシド、ブチ
レンオキシドを単独付加重合、又は共付加重合したもの
である。特に好ましいのはポリオキシエチレン変性シリ
コーンである。
加量は0.1〜3重量%、特に好ましいのは0.2〜1
重量である。ポリオキシアルキレン変性シリコーン添加
量が0.1重量%未満ではタール化抑制効果が不十分で
あり、3重量%を超えてもタール化を更に抑制する効果
はない。本発明繊維用処理剤は、上記成分以外の成分、
例えば乳化剤、浸透剤、酸化防止剤、帯電防止剤等を配
合しても良い。
ミド繊維生産工程、後加工工程におけるガイド、ロー
ラ、ディクス、ヒータ等のスカム(オリゴマー)、タール
状物質の生成蓄積が極めて少なく、且つ長期貯蔵安定性
に優れるポリアミド繊維を生産する事ができる。
ラオイリング、ガイドオイリング等で給油するのが適し
ており、給油量は0.3〜1.0重量%程度とするのが
特に好適である。以下、実施例により本発明を説明する
が、本発明はこれに限定されるものではない。
て固型分付着量が0.6%になるようにガイドオイリン
グ装置を用いてナイロン6.6に付与し、紡糸速度47
00m/minで36d/10fの糸状(POY)を得た。この
糸状を用いて下記の評価を行った。結果を表2に示す。
速700m/minで、第一ヒータ温度210℃で20日延
伸仮撚加工した後のヒータのタール化状態を肉眼でチェ
ックした。
化:糸状を密閉下で70℃に2週間放置した後の糸条に
付着した処理剤中のアルキレンオキシド共重合体の分子
量変化を次の方法でチェックした。加熱処理前後の糸条
上の処理剤をシクロヘキサンを使用して、ソックスレー
抽出法により抽出した後、抽出処理剤の分子量をGPC
(ゲルパーミエションクロマトグラフィー)で確認した。
を50℃×90%RH雰囲気中に2週間放置した後、こ
の糸条を梨地ワッシャーを介してワッシャーテンション
をかけながら糸速200m/分で黒ビロード上を10分
間接触走行させ、黒ビロード上に蓄積するスカム量を肉
眼判定した。
化が著しく少なく、加速経時処理におけるポリアミド糸
条上のアルキレンオキシド共重合体の分子量変化が小さ
く、スカム(オリゴマー析出)の発生が少ない事がわかっ
た。
繊維は貯蔵安定性が優れているので長期間貯蔵してもオ
リゴマー析出がなく、繊維糸条上のアルキレンオキサイ
ド共重合体の分解もない。しかも熱処理工程でのタール
を著しく減少させる事ができるのでヒータ清掃周期が延
長できる。
Claims (7)
- 【請求項1】 下記の成分を必須成分として含有するポ
リアミド繊維用処理剤 (1)炭素数2〜4のアルキレンオキサイド共重合体20
〜95重量% (2)アルカノールアミン、もしくは炭素数4以下のアル
キル基を有するアルキルアルカノールアミンもしくは炭
素数4以下の環状アミンの炭素数2〜4のアルキレンオ
キサイド付加物0.5〜5重量% (3)脂肪族ポリアミンと総炭素数12〜50の脂肪族二
塩基酸とのアマイド0.2〜10重量% (4)アルキレン基の炭素数が2〜4のポリオキシアルキ
レン変性シリコーン0.1〜3重量% - 【請求項2】 脂肪族ポリアミンが炭素数3〜10のア
ルキレンジアミンである請求項1記載のポリアミド繊維
用処理剤 - 【請求項3】 アマイドが総炭素数3〜10アルキレン
ジアミンと総炭素数12〜50の脂肪族二塩基酸を反応
当量比が1/3〜1/10で反応して得られる請求項1
記載のポリアミド繊維用処理剤 - 【請求項4】 ポリアミド繊維用処理剤がポリアミドマ
ルチフィラメントの製造、及び加工用油剤である請求項
1記載のポリアミド繊維用処理剤 - 【請求項5】 ポリアミド繊維用処理剤がPOY(部分
配向糸)−DTY(延伸仮撚糸)用油剤である請求項1記
載のポリアミド繊維用処理剤 - 【請求項6】 ポリアミド繊維用処理剤がエマルション
型処理剤である請求項1記載のポリアミド繊維用処理剤 - 【請求項7】 請求項1の処理剤で処理したポリアミド
繊維。
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