JP5574712B2 - 繊維処理剤および合成繊維の製造方法 - Google Patents
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Description
上記繊維処理剤は高温多湿条件下であっても粘着性が小さいため、ローラー巻付や脱落スカムの発生が少ないという特性を有している。
上記問題のうち、制電性に関してはカチオン活性剤を少量添加することにより改良する手法がある。しかし、カチオン活性剤は一般的に粘着性が大きいので、カチオン活性剤を使用することによって繊維処理剤の特長を減殺させることになる。また、カチオン活性剤は対金属摩擦が高く、しかも、油膜強度も弱い。このために、カチオン活性剤では繊維損傷や糸質不良等の問題は解決できない。
また、パラフィンワックス系乳化物の水性液はアルキル燐酸エステルカリウム塩が共存すると分離しやすく、作液直後は均一な水性液であっても一昼夜放置で分離を起こすため、溶液貯槽などは絶えず撹拌が必要であった。一旦分離した水性液は乳化状態が部分的に壊れているため、これを使用すると繊維上では繊維処理剤の付着斑が発生し、繊維処理剤の比率が適正値から外れるため、静電気発生、スカム発生に起因するローラー巻付の問題が発生しやすくなる。
さらにパラフィンワックス自体は労働安全衛生法(労安法57条の2)の通知対象物質に指定されているため、作業環境改善の立場から、パラフィンワックス系乳化物を含有しない繊維処理剤に切り替え要求が発生する可能性もある。
すなわち、本発明にかかる繊維処理剤は、炭素数16〜22のアルキル燐酸エステルカリウム塩からなるA成分と、アクリル樹脂からなるB成分とを必須成分として含み、A成分を100重量部としたときに、B成分の配合割合が1〜100重量部である。
(A)炭素数6〜8のアルキル燐酸エステルカリウム塩からなるC成分をさらに含有する。
(B)ポリオキシアルキレンアルキルエーテル、ポリオキシアルキレンアルケニルエーテル、ポリオキシアルキレンアルキルフェニルエーテルおよびポリエチレングリコール脂肪酸エステルから選ばれる少なくとも1種のD成分をさらに含有する。
(C)上記(B)において、A成分を100重量部としたときに、B成分の配合割合が1〜50重量部であり、C成分の配合割合が3〜30重量部であり、D成分の配合割合が12〜70重量部である。
(D)繊維処理剤が水をさらに含む水性液となっており、A成分およびB成分の合計量が繊維処理剤全体に占める配合割合が0.005〜20重量%である。
本発明にかかる合成繊維の製造方法は、紡糸工程、延伸工程および仕上工程から選ばれる少なくとも1つの工程で、上記繊維処理剤を原料合成繊維に付与する製造方法である。ここで、合成繊維に付着したA成分とB成分の合計量が合成繊維の0.08〜2.0重量%となるように調整されると好ましく、合成繊維がポリエステル繊維であるとより効果を発揮する。
本発明の合成繊維の製造方法では、合成繊維の紡績の高速化が実現でき、各工程で長時間運転してもローラー巻付の低減を図ることができる。
本発明の繊維処理剤は、A成分およびB成分を必須成分とする繊維処理剤であり、好ましくはC成分またはD成分をさらに含有し、さらに好ましくはC成分およびD成分の両方をさらに含有する。
本発明の繊維処理剤は、合成繊維製造のための紡糸工程、延伸工程および仕上工程から選ばれる少なくとも1つの工程で使用され、仕上工程で使用されるのが好ましい。
以下、本発明の繊維処理剤を構成する各成分を説明する。
A成分は、炭素数16〜22のアルキル燐酸エステルカリウム塩であり、繊維に平滑性および油膜強度と若干の制電性を付与する成分である。なお、ここで、炭素数16〜22とは、アルキル燐酸エステルカリウム塩を構成するアルキル基の炭素数が16〜22であるという意味である。
A成分としては、たとえば、セチル燐酸カリウム、マルガリル燐酸カリウム、ステアリル燐酸カリウム、n−ノナデシル燐酸カリウム、アラキジル燐酸カリウム、n−ヘンエイコシル燐酸カリウム、ベヘニル燐酸カリウム等が挙げられる。なかでも、A成分がステアリル燐酸カリウムであると、高速紡績時の制電性、巻付防止性、スカム防止性および延伸工程における濡れ性のバランスが良いという点で好ましい。A成分は、これらのアルキル燐酸エステルカリウム塩のうちの1種から構成されていてもよく、または、2種以上から構成されていてもよい。
R1としては炭素数16〜22のアルキル基であれば、特に限定はないが、たとえば、セチル基、マルガリル基、ステアリル基、n−ノナデシル基、アラキジル基、n−ヘンエイコシル基、ベヘニル基等のアルキル基を挙げることができる。これらのうちでも、炭素数16〜22のアルキル基としては、セチル基、マルガリル基、ステアリル基が好ましく、ステアリル基が特に好ましい。
R1の炭素数は、16〜22であり、好ましくは16〜18、特に好ましくは18である。R1の炭素数が16未満であると、粘着性が大きくなり、スカム発生や主にそれに起因するローラー巻付が多くなるほか、油膜強度が弱くなり高速紡績時の繊維損傷が発生しやすくなることがある。一方、R1の炭素数が22超であると、濡れ性および制電性が悪くなることがある。
A成分の製造方法については、特に限定はないが、たとえば、炭素数16〜22のアルコールを無水燐酸と反応させて酸性アルキル燐酸エステルとし、さらに水酸化カリウムで中和して製造できる。
上記製造方法でA成分を製造した場合、得られるA1成分〜A4成分のモル比率は、おおむね(A1成分)>(A2成分)>(A4成分)>(A3成分)を満たすが、A1成分およびA2成分の比率は同等または逆転する場合もある。
B成分はアクリル樹脂であり、繊維に対して高い接圧下での油膜強度と若干の平滑性を付与し、さらに粘着性を低減させローラー巻付を防止する成分である。アクリル樹脂は、アクリル酸および/またはその誘導体を必須成分とする重合性成分を重合して得られる重合物であり、たとえば、化学式(BM1)〜(BM4)等で示される単量体を必須成分とする重合性成分を重合して得られる重合物である。重合物が共重合物の場合、それぞれの単量体同士の結合形式については特に限定はなく、ブロック状、ランダム状、交互状のいずれの結合形式であってもよいが、通常はランダム状である。
アクリル酸の誘導体としては、たとえば、アクリル酸メチル、アクリル酸エチル等のアクリル酸エステル;メタクリル酸、エタクリル酸等のα−置換アクリル酸;メタクリル酸メチル等のα−置換アクリル酸エステル(以上、化学式(BM1))等や、(α−置換)アクリル酸アミド(化学式(BM2))、(α−置換)アクリロニトリル(化学式(BM3))、(α−置換)アクリル酸アミドメチロール化物(化学式(BM4))等が挙げられる。
アクリル樹脂が(α−置換)アクリル酸を必須成分とする重合性成分を重合して得られる重合物の場合、そのカルボキシル基の全部または一部が苛性アルカリやアンモニア水等のアルカリ性物質によって中和されていてもよい。
乳化重合で用いる乳化剤としては、アニオン活性剤、ノニオン活性剤、両性活性剤のいずれかが好ましい。カチオン活性剤を乳化剤に用いると、得られるアクリル樹脂を含む水性液もカチオン性となるため、各成分を配合した際に、アニオン性のA成分およびC成分とコンプレックスを形成して溶液安定性が悪くなることがある。
C成分は、本発明の繊維処理剤においてさらに含有してもよい成分である。C成分は炭素数6〜8のアルキル燐酸エステルカリウム塩であり、繊維に制電性と若干の集束性および油膜強度を付与する成分である。なお、ここで、炭素数6〜8とは、アルキル燐酸エステルカリウム塩を構成するアルキル基の炭素数が6〜8であるという意味である。
C成分としては、たとえば、n−ヘキシル燐酸カリウム、n−ヘプチル燐酸カリウム、n−オクチル燐酸カリウム等が挙げられる。なかでも、C成分がn−ヘキシル燐酸カリウムであると、高速紡績時の制電性、巻付防止性およびスカム防止性のバランスが良いという点で好ましい。C成分は、これらのアルキル燐酸エステルカリウム塩のうちの1種から構成されていてもよく、または、2種以上から構成されていてもよい。
R4としては炭素数6〜8のアルキル基であれば、特に限定はないが、直鎖のアルキル基が好ましい。たとえば、n−ヘキシル基、n−ヘプチル基、n−オクチル基等のアルキル基を挙げることができる。これらのうちでも、n−ヘキシル基が特に好ましい。また、中和形態としてはカリウム塩が好ましい。
C成分の製造方法については、特に限定はないが、たとえば、炭素数6〜8のアルコールを無水燐酸と反応させて酸性アルキル燐酸エステルとし、さらに水酸化カリウムで中和して製造できる。
上記製造方法でC成分を製造した場合、得られるC1成分〜C4成分のモル比率は、おおむね(C1成分)>(C2成分)>(C4成分)>(C3成分)を満たすが、C1成分およびC2成分の比率は同等又は逆転する場合もある。
D成分は、本発明の繊維処理剤においてさらに含有してもよい成分である。D成分はポリオキシアルキレンアルキルエーテル、ポリオキシアルキレンアルケニルエーテルおよびポリオキシアルキレンアルキルフェニルエーテル、ポリエチレングリコール脂肪酸エステルから選ばれる少なくとも1種であり、繊維に集束性を付与し、また繊維処理剤の繊維への濡れ性を付与する成分である。D成分は、1種から構成されていてもよく、または、2種以上から構成されていてもよい。
ポリオキシアルキレンアルキルエーテルは、たとえば、下記化学式(D1)で表現することができる成分であり、この成分をD1成分ということがある。
化学式(D1)において、R5はアルキル基であれば特に制限はないが、R5が炭素数8〜14のアルキル基であるのが好ましく、R5が直鎖であるとさらに好ましい。R5の炭素数が8未満であると、濡れ性が悪くなることがある。一方、R5の炭素数が14超であると、常温で固体状となるため集束性が悪くなることがある。
化学式(D1)において、AOはオキシアルキレン基であり、たとえば、オキシエチレン基、オキシプロピレン基、オキシブチレン基等を挙げることができる。なかでも、オキシアルキレン基としては、制電性および濡れ性の点で、オキシエチレン基が好ましい。
オキシアルキレン基が2種以上のオキシアルキレン基から構成される場合、それぞれ種類の異なるオキシアルキレン基の結合形式については、特に限定はなく、ブロック状、ランダム状、交互状のいずれの結合形式であってもよい。
D1成分としては、たとえば、ポリオキシエチレンオクチルエーテル、ポリオキシエチレンデシルエーテル、ポリオキシエチレンラウリルエーテル、ポリオキシエチレントリデシルエーテル、ポリオキシエチレンミリスチルエーテル、ポリオキシエチレンポリオキシプロピレンオクチルエーテル、ポリオキシエチレンポリオキシプロピレンデシルエーテル、ポリオキシエチレンポリオキシプロピレンラウリルエーテル、ポリオキシエチレンポリオキシプロピレントリデシルエーテル、ポリオキシエチレンポリオキシプロピレンミリスチルエーテル等が挙げられる。D1成分は、これらのうちの1種から構成されていてもよく、または、2種以上から構成されていてもよい。
次に、ポリオキシアルキレンアルケニルエーテルは、たとえば、下記化学式(D2)で表現することができる成分であり、この成分をD2成分ということがある。
D2成分について特に制限はないが、R6が炭素数8〜18のアルケニル基であるのが好ましく、R6が直鎖であるとさらに好ましい。なお、2重結合部分の結合形態は、シスおよびトランスのいずれでもよい。R6の炭素数が8未満であると、濡れ性が悪くなることがある。一方、R6の炭素数が18超であると、常温で固体状となるため集束性が悪くなることがある。
化学式(D2)において、AOはオキシアルキレン基であり、たとえば、オキシエチレン基、オキシプロピレン基、オキシブチレン基等を挙げることができる。なかでも、オキシアルキレン基としては、制電性および濡れ性の点で、オキシエチレン基が好ましい。
オキシアルキレン基が2種以上のオキシアルキレン基から構成される場合、それぞれ種類の異なるオキシアルキレン基の結合形式については、特に限定はなく、ブロック状、ランダム状、交互状のいずれの結合形式であってもよい。
D2成分としては、たとえば、ポリオキシエチレン3−ドデセニルエーテル、ポリオキシエチレンオレイルエーテル、ポリオキシエチレンエライジルエーテル、ポリオキシエチレンポリオキシプロピレン3−ドデセニルエーテル、ポリオキシエチレンポリオキシプロピレンオレイルエーテル、ポリオキシエチレンポリオキシプロピレンエライジルエーテル等が挙げられる。D2成分は、これらのうちの1種から構成されていてもよく、または、2種以上から構成されていてもよい。
次に、ポリオキシアルキレンアルキルフェニルエーテルは、たとえば、下記化学式(D3)で表現することができる成分であり、この成分をD3成分ということがある。
D3成分について特に制限はないが、R7が炭素数6〜12のアルキル基であるのが好ましく、R7が直鎖であるとさらに好ましい。R7の炭素数が6未満であると、濡れ性が悪くなることがある。一方、R7の炭素数が12超であると、常温で固体状となるため集束性が悪くなることがある。
化学式(D3)において、AOはオキシアルキレン基であり、たとえば、オキシエチレン基、オキシプロピレン基、オキシブチレン基等を挙げることができる。なかでも、オキシアルキレン基としては、制電性および濡れ性の点で、オキシエチレン基が好ましい。
オキシアルキレン基がオキシエチレン基を含む場合、オキシアルキレン基全体に占めるオキシエチレン基の割合は、好ましくは75モル%以上、特に好ましくは100モル%である。
化学式(D3)において、n3はオキシアルキレン基の平均モル数を示し、一般には平均付加モル数ということもある。オキシアルキレン基の平均モル数は、D3成分1モル当たりに含まれるオキシアルキレン基の総モル数を意味する。n3は好ましくは3〜12である。n3が3未満であると、濡れ性が悪くなることがある。一方、n3が12超であると、スカム発生が多くなり、粘着性が増大してローラー巻付が発生することがある。
D3成分としては、たとえば、ポリオキシエチレンヘキシルフェニルエーテル、ポリオキシエチレンオクチルフェニルエーテル、ポリオキシエチレンノニルフェニルエーテル、ポリオキシエチレンデシルフェニルエーテル、ポリオキシエチレンラウリルフェニルエーテル等が挙げられる。D3成分は、これらのうちの1種から構成されていてもよく、または、2種以上から構成されていてもよい。
次に、ポリエチレングリコール脂肪酸エステルは、たとえば、下記化学式(D4)で表現することができる成分であり、この成分をD4成分ということがある。
D4成分について特に制限はないが、R8、R9の一方が炭素数8〜14の飽和脂肪族アシル基または炭素数8〜18の不飽和脂肪族アシル基、もう一方が水素原子であるもの、つまりポリエチレングリコールモノ脂肪酸エステルが好ましい。D4成分がポリエチレングリコールジ脂肪酸エステルであると制電性および濡れ性が悪くなることがある。また、脂肪族アシル基の炭素数が8未満であると、濡れ性が悪くなることがある。一方、脂肪族アシル基の炭素数が14超(不飽和の場合は18超)であると、常温で固体状となるため集束性が悪くなることがある。また、アシル基の炭化水素基の部分は直鎖であればより好ましい。
化学式(D4)において、n4はオキシエチレン基の平均モル数を示し、好ましくは6〜13、ポリエチレングリコールの分子量に換算すると300〜600である。n4が6未満であると制電性や濡れ性が悪くなることがある。一方、n4が13超であると、スカム発生が多くなり、粘着性が増大してローラー巻付が発生することがある。
D4成分は、たとえば、カプリル酸、カプリン酸、ラウリン酸等の脂肪酸と、ポリエチレングリコールとを触媒存在下で脱水縮合(エステル化)反応して製造される。また、前記脂肪酸に触媒存在下でエチレンオキシドを付加させて製造することもある。
本発明の繊維処理剤は、A成分およびB成分を必須成分とする。
本発明の繊維処理剤中のB成分の配合割合は、C成分および/またはD成分の有無にかかわらず、A成分を100重量部としたときに、1〜100重量部であり、好ましくは1〜50重量部であり、より好ましくは3〜20重量部であり、さらに好ましくは6〜20重量部であり、特に好ましくは6〜10重量部である。B成分の配合割合が1重量部未満であると、油膜強度強化効果や粘着性低減効果が十分ではなく、高速紡績時の繊維損傷抑制、スカム発生の低減、ローラー巻付の防止等が十分でないことがある。一方、B成分の配合割合が100重量部超であると、制電性および集束性が悪くなるほか、濡れ性が悪くなることがある。
本発明の繊維処理剤中のC成分の配合割合については特に限定はないが、D成分の有無にかかわらず、A成分を100重量部としたときに、好ましくは3〜30重量部であり、より好ましくは3〜20重量部、さらに好ましくは6〜16重量部であり、特に好ましくは6〜10重量部である。C成分の配合割合が3重量部未満であると、制電性および集束性が不足することがある。一方、C成分の配合割合が30重量部超であると、高温多湿時の吸湿性が強くなるので粘着性が大きくなり、スカム発生や主にそれに起因するローラー巻付が多くなることがある。
本発明の繊維処理剤は、さらに好ましくは、A成分、B成分、C成分およびD成分を含有する。この場合、繊維処理剤中のA成分〜D成分の配合割合については特に限定はないが、A成分を100重量部としたときに、B成分の配合割合が1〜50重量部であり、C成分の配合割合が3〜30重量部であり、D成分の配合割合が12〜70重量部であると好ましく、A成分を100重量部としたときに、B成分の配合割合が3〜20重量部であり、C成分の配合割合が3〜20重量部であり、D成分の配合割合が25〜60重量部であるとより好ましく、A成分を100重量部としたときに、B成分の配合割合が6〜20重量部であり、C成分の配合割合が6〜16重量部であり、D成分の配合割合が27〜60重量部であるとさらに好ましく、B成分の配合割合が6〜10重量部であり、C成分の配合割合が6〜10重量部であり、D成分の配合割合が27〜40重量部であると特に好ましい。
本発明の繊維処理剤は、上記で説明したA成分、B成分、C成分およびD成分以外の成分(その他成分)を含有していてもよい。
その他成分としては、たとえば、水;他の界面活性剤;消泡剤;防腐剤;脂肪酸アルキルエステル等の平滑剤等を挙げることができる。その他成分は本発明の効果を損なわない範囲で、本発明の繊維処理剤に配合される。その他成分には、C成分の代わりに制電性等を付与する他の成分(以下擬C成分とする)や、D成分の代わりに集束性および濡れ性等を付与する他の成分(以下擬D成分とする)等も含まれる。
擬D成分の具体例としては、ポリエチレングリコール芳香族酸エステル、ポリプロピレングリコール脂肪酸エステル、ポリオキシエチレングリセリン脂肪酸エステル、ポリオキシエチレンソルビタン脂肪酸エステル、ポリオキシエチレンロジンエステル等であって、D成分以外の成分が挙げられる。但し、擬D成分を使用した場合にはD成分を使用した場合に比べると制電性、スカム発生や主にそれに起因するローラー巻付等の点で劣る場合がある。
本発明の繊維処理剤が水をさらに含む水性液(エマルション)になっていると、外観安定性および流動性という点で好ましい。
本発明の繊維処理剤は、A成分およびB成分を必須とし、必要に応じてC成分および/またはD成分やその他成分を混合することによって製造でき、それぞれの成分の混合順序については特に限定はない。A成分およびC成分は、上記に示す通り、通常中和して製造され、B成分は通常は乳化重合によって製造される。したがって、本発明の繊維処理剤は、好ましくは、A成分を含む水性液およびB成分を含む水性液を混合することによって製造される。本発明の繊維処理剤は、好ましくは、A成分を含む水性液およびB成分を含む水性液とともに、必要に応じて、C成分を含む水性液、D成分およびその他成分から選ばれる少なくとも1つをさらに混合して製造してもよい。
本発明の繊維処理剤は、さらに好ましくは、A成分を含む水性液(たとえば、A成分の濃度35〜40重量%)と、B成分を含む水性液(たとえば、B成分の濃度20〜60重量%)と、C成分を含む水性液とD成分とを予め混合して得られる混合液(たとえば、C成分およびD成分の合計の濃度70〜90重量%)と、必要に応じてその他成分とを混合することによって製造される。
本発明の合成繊維の製造方法は、紡糸工程、延伸工程および仕上工程から選ばれる少なくとも1つの工程で、上記で説明した繊維処理剤を原料合成繊維に付与する製造方法である。本発明の繊維処理剤は仕上工程で付与するのが特に好ましい。
(原料)合成繊維については、特に限定はなく、たとえば、ポリエステル繊維、ポリアミド繊維、ポリオレフィン繊維等を挙げることができる。なかでも、合成繊維がポリエステル繊維であると、繊維の耐久性や他の繊維との混紡のしやすさの点で好ましい。また、合成繊維は紡績工程に供される場合には短繊維が好ましい。なお、短繊維とは、延伸後に所定の長さに切断されたステープルファイバーを意味し、長繊維とは、延伸後、連続繊維の形態で巻き取って製品となるフィラメントを意味する。
以下では、合成繊維がポリエステル繊維である場合において、紡糸工程、延伸工程および仕上工程について、詳しく説明する。
紡糸工程では、ポリエステル原料が溶融紡糸され、次いで、得られた原料ポリエステル繊維のサブトウに対して集束性および平滑性を付与し、ガイド等の磨耗防止のために、繊維処理剤(以下、紡糸工程で付与される繊維処理剤を紡糸用繊維処理剤ということがある。)が原料ポリエステル繊維に付与される。紡糸用繊維処理剤は、好ましくは、A成分およびB成分の合計量が占める割合が0.005〜1.0重量%である水性液(エマルション)となっており、紡糸後のトウに浸漬法またはローラータッチ法で給油される。通常、紡糸用繊維処理剤を付与されたトウは、一旦ケンスに収容されることが多いが、繊維生産設備によってはケンスに収容することなく直ぐに延伸工程に供されることもある。従って、紡糸工程において延伸用繊維処理剤をも併せて付与することも多い。
延伸工程では、紡糸工程で得られる紡糸用繊維処理剤を付与したトウに対して、十分な延伸性を得るために繊維処理剤(以下、延伸工程で付与される繊維処理剤を延伸用繊維処理剤ということがある。)が付与される。
延伸用繊維処理剤は、好ましくは、A成分およびB成分の合計量が占める割合が0.005〜1.0重量%である水性液(エマルション)となっており、延伸前のトウに浸漬法またはローラータッチ法で給油される。通常、延伸用繊維処理剤は、前述の紡糸用繊維処理剤と同一のものが使用されることが多く、繊維生産設備によっては延伸工程での繊維処理剤付与は省略されることもある。
仕上工程では、カードおよび練条工程の静電気防止(制電性)、カードおよび練条工程における集束性、練条、粗紡および精紡工程の巻付防止(平滑性および低粘着性)、カードおよび精紡工程での繊維損傷防止(油膜強度)のために、(その他特殊用途において吸水性(再湿潤性)などを付与することもある)繊維処理剤(以下、仕上工程で付与される繊維処理剤を仕上用繊維処理剤ということがある。)が付与される。高速紡績用仕上用繊維処理剤では通常の紡績用仕上用繊維処理剤よりも高度な制電性、平滑性、油膜強度が要求される。本発明の繊維処理剤は前記特性を兼ね備えている。
仕上用繊維処理剤は、通常、水性液(エマルション)となっている。仕上用繊維処理剤において、A成分およびB成分の合計量が占める割合が0.1〜2.7重量%であると好ましく、また、A成分、B成分、C成分、D成分およびその他成分の合計量が占める割合が0.2〜3.0重量%であると好ましい。その付与方法は巻縮工程前または巻縮工程後にトウに浸漬法またはローラータッチ法で給油してもよく、または、切断工程後にスプレー法によって給油してもよい。
本発明の製造方法において、合成繊維に付着したA成分およびB成分の合計量は、合成繊維の種類等によっても異なるが、0.08〜2.0重量%、好ましくは0.08〜0.3重量%、より好ましくは0.09〜0.14重量%、さらに好ましくは0.09〜0.12重量%となるように調整される。合成繊維に付着したA成分およびB成分の合計量が、0.08重量%未満であると、制電性が不足するほか、繊維損傷が多くなることがある。一方、合計量が、2.0重量%超であると、スカム発生や主にそれに起因するローラー巻付の発生が多くなることがある。
先染綿(一旦短繊維として製造された綿を先に染色処理し、その後に仕上用繊維処理剤を付与して製造される綿)などの場合は、紡糸用繊維処理剤や延伸用繊維処理剤は染色工程にて脱落するので、A成分およびB成分の合計量について、0.15〜0.25重量%となるように調整されていると好ましい。0.15重量%未満では制電性が不足するほか、繊維損傷が多くなることがある。0.25重量%超であると、スカム発生や主にそれに起因するローラー巻付の発生が多くなることがある。また、合成繊維が特殊銘柄の繊維の場合、たとえば、特殊なポリプロピレン繊維では、A成分およびB成分の合計量が1.8〜2.0重量%が好ましいことがある。
表1および2に示す各成分を混合して、繊維処理剤1〜21および比較繊維処理剤1〜6をそれぞれ調製した。表1および2において、A成分、B成分、C成分はそれぞれが水性液の状態になっているものを使用した。表1および2に示す数値は配合した各成分の重量部を示した。水性液の状態で配合した場合は、水を含まないそれぞれの成分の重量部を示した。なお、表1のうち、実施例18および19はC成分の代わりに擬C成分を用いており、請求項1、3および5〜8を満たすが、請求項2および4は満たさない。同じく実施例20および21はD成分の代わりに擬D成分を用いており、請求項1、2および5〜8を満たすが、請求項3および4は満たさない。
このようにして調製した繊維処理剤1〜21および比較繊維処理剤1〜6について、下記評価方法に従って物性を評価し、結果をそれぞれ表3および4に示した。
*2 マーポゾール W−60D(松本油脂製薬株式会社製、B成分含有率:20%)
*3 マーポゾール EP−2K(松本油脂製薬株式会社製、B成分含有率:48%)
比較例1〜6の比較繊維処理剤ではB成分を含有しない。比較例2の比較繊維処理剤は従来公知の一般紡績用繊維処理剤である。比較例3はB成分の代わりに変性ポリエチレン樹脂を用いた繊維処理剤である。比較例4〜6は従来公知の高速紡績用繊維処理剤であり、パラフィンワックス乳化物を含有する。
(1)エマルションの調製
実施例および比較例の繊維処理剤について、約70℃の温水を用いて、その濃度が5重量%になるように(すなわち、A成分およびB成分の合計量が3.6〜4.3重量%となるように)、それぞれを希釈した。給油綿の作製においては当該エマルションをさらに希釈して使用した。
(1)で作製したエマルションを透明な容器に入れて蓋をし、50℃の恒温装置中で静置し、1日間および1週間放置した後のエマルションの状態を確認した。判定基準は下記の通りである。
○:エマルションに分離は見られず均一である。
×:エマルションは分離し、上層部に乳白色の物質が浮遊する。
原料繊維(太さ1.45dtex、長さ38mmのポリエステル短繊維)100gに対して、評価対象の繊維処理剤が付着処理後の繊維の0.13重量%になるように(すなわち、A成分およびB成分の合計量が付着処理後の繊維の0.09〜0.12重量%となるように)、スプレー処理を行い、80℃の温風乾燥機の中で2時間乾燥した。乾燥後に得られたポリエステル短繊維を、それぞれ、評価環境条件下で温湿度調節させた後、下記評価方法の(4)〜(9)に従って評価した。
上記(3)で準備したポリエステル短繊維をミニチュアオープナーで開繊した後、20℃×45%RHの条件下で温湿度調節し、ミニチュアカード機に通して、ウェブを作製した。さらにそのカードウェブをミニチュア練条機に通して練条スライバーを作製した。カード工程および通過時の発生静電気量を測定し、評価した。なお、カード工程においては高速カードの苛酷なコーミングアクションを想定した条件としてシリンダー回転数970rpm(設定可能な最高回転数)で行い、これを5回繰り返して、5回目の発生静電気量(単位:kV)を測定した。
上記(4)の制電性試験で作製した練条スライバーを用い、30℃×65%RHに温湿度調節して、未処理護謨ローラーを用い、糸を切断してニューマーに吸引させた状態で精紡を行い、ローラーに巻付くごとにピンセットで除去してその回数を数える。なお、従来は同評価を15分間で行っていたが、長時間の連続運転の影響を確認する意味で倍の30分間に延長した。
それぞれの繊維処理剤で処理したポリエステル短繊維をミニチュア紡機で開繊、カード、練条、粗紡の各工程を経て粗糸を作製し、下記条件にてリング精紡を行なった。
精紡機 :RX−240NEW−EST/E(豊田自動織機)
スピンドル回転数:22000rpm
リング径 :38mm
トータルドラフト:80倍
糸番手 :30番
温湿度 :20℃×45%RH
精紡時間 :45分
精紡の際に当該錘のセパレーターおよびリングテーブル面に黒色ビロードを貼り付け、リング周りから発生する繊維屑をビロード上に捕集し、精紡終了後に当該ビロードを回収して目視比較した。判定基準は下記の通りである。
◎:白粉はほとんど認められない。
○:白粉が少し認められる。
△:ときどき糸切れが発生し、白粉が多く認められる。
×:この条件では糸切れが多発し精紡できない。
上記精紡評価で作製した紡績糸について自動糸斑試験機を用いてU%を測定した。U%とは図1に示すようにある測定長(L)を選び、その区間内の糸太さの平均値(X)、−100%、起点(A)、終点(B)で囲われる面積をFとし、区間内の糸の太さの変動(むら曲線)と(X)で囲われる面積をfとすると、U(%)=(f/F)×100で表される。この値が小さいほど糸斑が少なく、糸質が良好であると判断される。
(3)と同条件で給油ポリエステル綿を3kg作製し、開繊後、実機カード機および練条機を用いて評価用スライバーを作製し、下記条件にて高速ローター式オープンエンド精紡を行った。
精紡機 :オートコロSE−8、シュラフホルスト社製
ローター回転数 :90000rpm
コーミングローラー回転数:10000rpm
トータルドラフト :120倍
糸番手 :20番
温湿度 :20℃×45%RH
精紡時間 :45分
オープンエンド精紡可否の判定基準は下記の通りである。
○:上記精紡時間内に糸切れは発生しない。
×:短時間で糸切れが頻発し、円滑に精紡できない。
表3および表4からも明らかなように、本発明の繊維処理剤(実施例1〜21)のエマルションは50℃で1週間静置しても安定である。また当該繊維処理剤は紡績工程を高速化しても発生静電気量が少なく、リング精紡時の白粉の発生も少なく、糸質の良好な紡績糸が得られた。オープンエンド精紡においても評価時間内に糸切れはなく問題はない。なお、請求項1、3および5〜8を満たすが、請求項2および4を満たさない実施例19では、カードおよび練条時の発生静電気量がやや多めであり、実施例18では精紡巻付がやや多めである。同じく請求項3および4を満たさない実施例20および21でも精紡巻付はやや多めである。
Claims (8)
- 紡績工程に供される合成繊維用の繊維処理剤であって、
炭素数16〜22のアルキル基を有するアルキル燐酸エステルカリウム塩からなるA成分と、化学式(BM1)で示される単量体、化学式(BM2)で示される単量体、化学式(BM3)で示される単量体および化学式(BM4)で示される単量体から選ばれる少なくとも1種の必須成分のみからなる重合性成分を重合して得られる重合体、および/または、前記必須成分と、スチレン、酢酸ビニルおよび塩化ビニルから選ばれる少なくとも1種のその他の単量体とのみからなる重合性成分を重合して得られる重合体であるアクリル樹脂からなるB成分とを必須成分として含み、
A成分を100重量部としたときに、B成分の配合割合が1〜100重量部である、繊維処理剤。
- 炭素数6〜8のアルキル基を有するアルキル燐酸エステルカリウム塩からなるC成分をさらに含有する、請求項1に記載の繊維処理剤。
- ポリオキシアルキレンアルキルエーテル、ポリオキシアルキレンアルケニルエーテル、ポリオキシアルキレンアルキルフェニルエーテルおよびポリエチレングリコール脂肪酸エステルから選ばれる少なくとも1種のD成分をさらに含有する、請求項1または2に記載の繊維処理剤。
- A成分を100重量部としたときに、B成分の配合割合が1〜50重量部であり、C成分の配合割合が3〜30重量部であり、D成分の配合割合が12〜70重量部である、請求項3に記載の繊維処理剤。
- 前記繊維処理剤が水をさらに含む水性液となっており、A成分およびB成分の合計量が繊維処理剤全体に占める配合割合が0.005〜20重量%である、請求項1〜4のいずれかに記載の繊維処理剤。
- 紡糸工程、延伸工程および仕上工程から選ばれる少なくとも1つの工程で、請求項1〜5のいずれかに記載の繊維処理剤を原料合成繊維に付与する、合成繊維の製造方法。
- 合成繊維に付着したA成分およびB成分の合計量が合成繊維の0.08〜2.0重量%となるように調整される、請求項6に記載の合成繊維の製造方法。
- 合成繊維がポリエステル繊維である、請求項7に記載の合成繊維の製造方法。
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