JP3729968B2 - 繊維処理剤 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、繊維処理剤に関する。更に、詳しくは、紡糸、延伸等の製糸時の糸の巻き上げに於いて、巻姿の良好なパッケージを提供することによって、仮撚、整経、製織、製編等の後加工工程の毛羽、糸切れを著しく減少するポリエステルフィラメントおよびポリアミドフィラメントの製造に好適な繊維処理剤に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ポリエステルフィラメントおよびポリアミドフィラメント繊維は紡糸、延伸および仮撚、整経、製織、製編等の後加工の各工程を円滑に通過させるため、紡糸工程で繊維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紡糸されるようになってきた。製糸速度の高速化にともなって、パーン、ドラム、チーズ等に巻き上げられた糸の綾落ち（端面での糸落ち、あるいはマルチフィラメント中の数本のフィラメント落ち）あるいはスリップが起こり易くなり、巻き姿の良好なパッケージを得ることが困難になってきた。巻姿不良のパッケージを使用して後加工を行うと、毛羽、糸切れが多発し、操業性を著しく悪化させる。そのため巻姿を良好にする処理剤が強く要望されてきた。
【０００３】
通常、ポリエステルフィラメントおよびポリアミドフィラメント用処理剤は３〜３０％の水系エマルジョンとして紡糸工程で繊維に付与され、一旦巻き上げられた糸を更に延伸あるいは延伸仮撚を行うコンベンショナル方式、ＰＯＹ−ＤＴ方式、ＰＯＹ−ＤＴＹ方式等の二段階方式および紡糸と延伸を連続して行い巻き上げるスピンドロー方式、あるいは延伸されることなくそのまま巻き上げる高速紡糸方式の一段階方式によって合成繊維の生産が行われているのが現状である。紡糸速度が３０００〜４５００ｍ／分のＰＯＹ（部分配向糸）、５０００〜１００００ｍ／分の高速紡糸（ＨＯＹ）あるいは製糸速度３０００〜６０００ｍ／分のスピンドロー糸に於いて、巻き上げた糸に綾落ち、スリップ等の発生の問題が近年の紡糸速度、製糸速度の増大とともに大きくクローズアップされるようになってきた。紡糸から巻取り間に取り付けれているインターレーサーによって糸に交絡を付与して糸の集束性を向上することによって、綾落ちをある程度は防止できるが、糸への交絡付与だけでは不十分で巻姿を良好にする繊維処理剤が強く要望されてきた。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、ポリエステルフィラメントおよびポリアミドフィラメント等の繊維生産工程の糸巻き上げ時、綾落ち、スリップのない巻姿良好なパッケージを得るとともに、金属との摩擦を低く保持することにより、後加工工程での毛羽、糸切れの発生が著しく少ない繊維処理剤を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明は、３個以上の分岐鎖を有する数平均分子量が２００〜１５００の分岐型ポリプロピレングリコールを１〜３０重量％含有する、ポリエステルフィラメントまたはポリアミドフィラメント用繊維処理剤に関する。特に本発明は、分岐型ポリプロピレングリコールが、活性水素を３個以上含む化合物にプロピレンオキサイドを付加重合反応して得られる上記繊維処理剤に関する。
【０００６】
【発明の実施の形態】
本発明の分岐型ポリプロピレングリコール（ポリプロピレングリコールを以下ＰＰＧと記す）は３個以上の分岐鎖からなる。
本発明の分岐型ポリプロピレングリコールは活性水素を３個以上含む化合物にプロピレンオキサイドを付加重合反応して得られるものが好ましい。特に好ましい分岐型ポリプロピレングリコールは、活性水素を４個以上含む多価アルコールまたはポリアミンにプロピレンオキサイドを付加反応した分岐型ポリプロピレングリコールである。
【０００７】
活性水素を３個以上含む化合物としては、グリセリン、トリメチロールプロパン、ペンタエリスリトール、ソルビタン、ソルビトール、蔗糖、ピロガロール等の多価アルコール類もしくは多価フェノール類；プロパントリカルボン酸、ブタントリカルボン酸、トリメリット酸等の多価カルボン酸類；エチレンジアミン、ヘキサメチレンジアミン、ジエチレントリアミン、トリエチレンテトラミン、ペンタエチレンヘキサミン、フェニレンジアミン等のポリアミン類等を例示できる。更に上記以外に活性水素を３個以上有する化合物として、分子内にＯＨ基、ＣＯＯＨ基、ＮＨ₂基、ＮＨ基、ＳＨ基の１種または２種以上に由来する活性水素を３個以上含む化合物も本発明に含まれる。
【０００８】
本発明の分岐型ポリプロピレングリコールの最適数平均分子量は通常２００〜１５００、より好ましくは２００〜１０００である。分岐型ポリプロピレングリコールの数平均分子量が２００未満の場合、および１５００を越える場合は、巻姿と相関する繊維-繊維間静摩擦を上げる効果が不十分で綾落ち、スリップを防止できないので好ましくない。
【０００９】
分岐型ポリプロピレングリコール成分の繊維処理剤中に占める割合は１〜３０重量％、より好ましくは１〜２０重量％である。１重量％未満の場合は繊維-繊維間静摩擦を上げる効果が不十分である。一方、３０重量％を越える場合は対金属潤滑性が著しく悪化し、好ましくない。
【００１０】
本発明の繊維処理剤は、上記分岐型ポリプロピレングリコール以外の成分として通常、鉱物油、エステル、プロピレンオキサイド／エチレンオキサイド共重合ポリエーテル（以下、ＰＯ／ＥＯポリエーテルと略記する）等の平滑剤成分、ポリオキシエチレン（以下、ＰＯＥと略記する）アルキルエーテル、ポリエチレングリコール（以下、ＰＥＧと略記する）エステル、ＰＯＥアルキルフェニルエーテル等の公知の乳化剤、浸透剤、アルキルホスフェート塩、アルキルスルホネート塩、アルキルイミダゾリン系両性界面活性剤等の公知の制電剤等のいずれかの成分が単独または複数で配合されて構成される。
【００１１】
これらの成分で構成された繊維処理剤は、高速紡糸、高速製糸工程の糸の巻き上げに於いて、綾落ち、スリップのない巻姿の良好なパッケージを生産することができ、後加工の操業性を著しく改善できる。特にポリエステルフィラメントまたはポリアミドフィラメントを３０００ｍ／分以上で高速製糸して製造する場合に有効である。本発明の繊維処理剤はエマルジョンで、ローラオイリング、メタリングポンプオイリング等で給油するのが適しており、給油量は繊維糸条に対して固形分として０.３〜１.０重量％程度とするのが好適である。
【００１２】
【実施例】
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。
実施例 １〜６、および比較例１〜６
表１に示す配合処方（数値は重量部）の繊維処理剤を濃度１０重量％の水分散エマルジョンとして、固形分付着量が０.８重量％となるようにメタリングポンプオイリング装置を用いてナイロン６フィラメントに付与し、スピンドロー機で第１ゴデットローラ温度を室温、第２ゴデットローラ温度を１６０°Ｃにして巻取速度５０００ｍ／分で１５ｄ／３ｆの糸条を１０日間連続して製糸した。そのときの断糸の発生状況および巻上げた糸の毛羽、巻姿をチェックし、更に糸の摩擦係数Ｆ／Ｍ μ_d（対金属動摩擦）、Ｆ／Ｆ μ_s（繊維-繊維間静摩擦）を測定した結果を表１に示す。
【００１３】
【表１】

【００１４】
〔評価方法〕
Ｆ／Ｍ μ _d （対金属動摩擦）
図１に示す走糸法摩擦試験機（東レエンジニアリング社製）で測定した。試験糸（１）をフィードローラ（２）（糸引き出し速度２００ｍ／分）、ホットローラ室温（３）および死荷重（４）（入張力：１０ｇ（荷重Ｗ＝２０ｇ））を介して金属製シリンダー状摩擦体（φ４０ｍｍ、梨地クロムピン）（５）に導き、この試験糸をドローローラ（７）により糸速２００ｍ／分で走行させ、サクション（８）で吸引させた時に生じる摩擦体接触走行後の糸の出張力（Ｔ₂）をＵゲージで測定し、式（１）によりＦ／Ｍ μ_dを求めた。
【００１５】
【数１】

【００１６】
ただし、式中、θ：摩擦体と糸の接触角（πラジアン）、
Ｔ₁：摩擦体入張力（１０ｇ）
Ｔ₂：摩擦体通過後出張力（Ｕゲージで測定）
【００１７】
Ｆ／Ｆ μ _s （繊維 - 繊維間静摩擦）
図２に示すごとき繊維-繊維撚掛け式低速摩擦試験機（葵精機社製）を用いて測定した。試験糸（１）の一方の端に荷重（４）（Ｗ＝５ｇ）を取り付け、フリーローラ（９）、（１０）、（１１）、（１２）を介して他方の端をＵゲージ（６）に取り付け、フリーローラ（１１）を３回ひねって糸-糸間に３回の撚りを与えた。その後Ｕゲージを矢印方向に３ｃｍ／分の速度で移動させた時に生じる糸-糸間摩擦張力（Ｔ₄）をＵゲージで測定し、繊維-繊維間静摩擦の目安としてＴ₄／Ｔ₃を求めた。
ただし、Ｔ₃＝入張力（５ｇ）
Ｔ₄＝出張力（Ｕゲージで測定）
【００１８】
巻姿
巻上げた糸の外観を肉眼でチェックし、次のように判定した。
○：綾落ち、スリップとも全くなし、
△：綾落ちまたはスリップが少しあり、
×：綾落ちまたはスリップが非常に多い。
【００１９】
断糸
各処理剤で１０日間連続製糸した時の糸切れ回数を１日当たりの糸切れ回数に変換した数値。
【００２０】
毛羽
各処理剤付着糸を１億ｍ走行させ、毛羽カウンターで毛羽数をカウントし、百万ｍ当たりに換算した数値。
【００２１】
従来、繊維-繊維間静摩擦（Ｆ／Ｆ μ_s）を上昇させることによって綾落ちを防止する成分として用いられていた代表的成分であるＰＯＥノニルフェニルエーテルと比較すると、本発明の成分は繊維-繊維間の静摩擦を高くする効果が著しく、巻姿もより良好であることが観察され、断糸、毛羽等の製糸性に悪影響を与えないことが明白である。
【００２２】
実施例 ７〜１３および比較例 ７〜１０
表２に示す処理剤を濃度８重量％の水分散エマルジョンとして、固形分付着量が０.４重量％になるように、メタリングポンプ装置を用いてポリエステル糸条に付与し、紡糸速度３３００ｍ／分で巻き取ってＰＯＹ２５０ｄ／４８ｆを紡糸した後、ＰＯＹの巻姿、摩擦特性をチェックした。更に、これらのＰＯＹを用いて下記の機械条件でＤＴＹ加工（延伸仮撚り）を３日間行い、その時の断糸回数をチェックし、更に巻き上げたボビン（巻量５ｋｇ）の表面の毛羽数をチェックした。
ＤＴＹ加工条件
ＤＴＹ速度 ：７５０ｍ／分
ＤＲ（延伸比） ：１.６９０
Ｄ／Ｙ（ディスク速度／糸速度）：２.０
第１段ヒーター温度 ：２１０℃
第２段ヒーター温度 ：１８０℃
【００２３】
【表２】

【００２４】
本発明成分を添加することによって繊維-繊維間摩擦を著しく高くし、ＰＯＹの綾落ちが減少する。またＤＴＹ加工時の断糸はＰＯＹの綾落ちの程度に相関し、ＰＯＹの綾落ちを減少することによってＤＴＹ加工時の断糸が著しく減少するのは明白である。
【００２５】
【発明の効果】
本発明の処理剤で処理されたポリエステルフィラメントおよびポリアミドフィラメント繊維は製糸工程で巻姿良好なパッケージが得られ、後加工工程の毛羽、断糸を著しく減少し、操業性、糸品質を向上することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 繊維の対金属動摩擦値（Ｆ／Ｍμ_d）の測定機構図
【図２】 繊維-繊維間静摩擦値（Ｆ／Ｆμ_s）の測定機構図
【符号の説明】
１：試験糸、
２：フィードローラー、
３：ホットローラー、
４：荷重、
５：摩擦体、
６：Ｕゲージ、
７：ドローローラー、
８：サクション、
９、１０、１１、１２：フリーローラー。

Claims (3)

1. ３個以上の分岐鎖を有する数平均分子量が２００〜１５００の分岐型ポリプロピレングリコールを１〜３０重量％含有する、ポリエステルフィラメントまたはポリアミドフィラメント用繊維処理剤。
2. 分岐型ポリプロピレングリコールが活性水素を４個以上含む多価アルコールまたはポリアミンにプロピレンオキサイドを付加反応した化合物である請求項１記載の繊維処理剤。
3. ポリエステルフィラメントまたはポリアミドフィラメントを３０００ｍ／分以上で高速紡糸するに際し、請求項１〜２のいずれかに記載の繊維処理剤を繊維糸条に給油することを特徴とする合成繊維の製糸方法。

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