JP6482945B2 - 合成繊維用処理剤及びその利用 - Google Patents
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- Treatments For Attaching Organic Compounds To Fibrous Goods (AREA)
Description
従って、これまでの合成繊維用処理剤は、季節要因等の温度変化により、毛羽や糸切れといった製糸性が変動する問題があった。
すなわち、本発明の合成繊維用処理剤は、グリセリンと直鎖脂肪酸とがエステル結合した構造を有するエステル成分(A)と、エーテル結合を少なくとも1つ有する4価以上の多価アルコールと脂肪酸とがエステル結合した構造を有するエステル成分(B)とを含有し、前記エステル成分(A)と前記エステル成分(B)のHLB値の差が5以下であり、前記エステル成分(A)100重量部に対して、前記エステル成分(B)の割合が0.0001〜1重量部である。
前記エステル成分(A)の重量平均分子量は500〜1200であることが好ましい。
前記エステル成分(B)は分子内に3個以上のエステル基を有する化合物であることが好ましい。
前記エステル成分(B)のHLBは0.1〜6であることが好ましい。
前記エステル成分(B)の水酸基価は130以下であることが好ましい。
本発明の合成繊維フィラメント糸条の製造方法は、原料合成繊維フィラメント糸条に、上記の処理剤を付与する工程を含むものである。
本発明の繊維構造物は、上記の合成繊維フィラメント糸条及び/又は上記の製造方法で得られた合成繊維フィラメント糸条を含むものである。
エステル成分(A)は、本発明の処理剤の必須成分であり、グリセリンと直鎖脂肪酸とがエステル結合した構造を有するエステルである。エステル成分(A)の代わりに、1価アルコールと脂肪酸がエステル結合した構造を持つエステルを用いた場合、平滑性に優れるが、熱処理時の発煙が増加し、作業環境を悪化させる。エステル成分(A)は、1種又は2種以上を使用してもよい。また、グリセリンと分岐脂肪酸とがエステル結合した構造を持つエステルを用いた場合、平滑性が不足し、毛羽が増加する。なお、エステル成分(A)は、分子内にポリオキシアルキレン基を有しない化合物である。
エステル成分(A)は、分子内に3個のエステル基を有する化合物である。
エステル成分(A)は、脂肪酸とグリセリンとを反応させて得られる合成エステルや、2種以上の天然エステル(油脂)をエステル交換して得られたエステルや、天然エステルと脂肪酸とグリセリンとを混合し、ランダムにエステル交換して得られるエステルを除くものが好ましい。
エステル成分(B)は、本発明の必須成分であり、「エーテル結合を少なくとも1つ有する4価以上の多価アルコール」と「脂肪酸」とがエステル結合した構造を有する化合物である。エステル成分(A)とエステル成分(B)のHLBの差が5以下となる関係で、これら両エステル成分を特定の割合で併用することにより、季節要因等の温度変化による製糸性の変動を抑制することができ、毛羽や糸切れを低減することができる。エステル成分(B)は、1種又は2種以上を使用してもよい。また、エステル成分(B)は、分子内にポリオキシアルキレン基を有しない化合物である。
当該脂肪酸としては、例えば、酪酸、吉草酸、カプロン酸、ヘプチル酸、カプリル酸、カプリン酸、ラウリン酸、ミリスチン酸、ミリストレイン酸、パルミチン酸、パルミトレイン酸、イソセチル酸、ステアリン酸、イソステアリン酸、オレイン酸、エライジン酸、リノール酸、リノレン酸、アラキジン酸、エイコセン酸、ベヘン酸、イソドコサン酸、エルカ酸、リグノセリン酸、イソテトラドコサン酸等が挙げられる。
また、エステル成分(B)は公知のエステル交換反応に準じて製造することができ、溶媒を用いる方法を例に取り以下に簡単に説明する。所定量の原料、溶媒、触媒を仕込み、減圧下で40〜130℃の温度に保ちながら、エステル交換反応を通常20〜80時間行う。
本発明の処理剤は、さらにノニオン界面活性剤を含有することが好ましい。ノニオン界面活性剤を用いることにより、水系付与するための乳化性を与えることができる。また、油膜強度の向上、集束性の向上を図ることができ、高い製糸性が得られる。ノニオン界面活性剤は、1種又は2種以上を使用してもよい。
ポリヒドロキシエステルとしては、例えば、炭素数6〜22(好ましくは16〜20)のヒドロキシ脂肪酸と多価アルコールとのエステル化物のアルキレンオキシド付加物を挙げることができる。
2種類以上のアルキレンオキシドを付加する場合、それらの付加順序は特に限定されるものでなく、付加形態はブロック状、ランダム状のいずれでもよい。アルキレンオキシドの付加は公知の方法により行うことができるが、塩基性触媒の存在下にて行うことが一般的である。
多価アルコール脂肪酸エステル(6)の水酸基価は、130超が好ましく、150〜1200がより好ましく、200〜800がさらに好ましい。
多価アルコール脂肪酸エステル(6)のエステル化率は、51モル%未満が好ましく、5〜40モル%がより好ましく、10〜30モル%がさらに好ましい。
本発明の合成繊維用処理剤は、原料合成繊維に付与された後に巻き取られること無く、熱延伸される合成繊維を製造する際に使用される処理剤であり、HLBの差が5以下となる、前述のエステル成分(A)とエステル成分(B)とを必須に含有するものである。エステル成分(B)の割合は、エステル成分(A)100重量部に対して、0.0001〜1重量部であり、0.0002〜0.9重量部がより好ましく、0.0005〜0.8重量部がさらに好ましく、0.0008〜0.7重量部が特に好ましい。該割合が0.0001重量未満の場合、または該割合が1重量部超の場合は、季節要因等の温度変化による製糸性の変動を抑制することができない。
本発明の合成繊維用処理剤は、処理剤のエマルション化、繊維への付着性補助、繊維からの処理剤の水洗、繊維への制電性、潤滑性、集束性の付与等のために、上記のノニオン界面活性剤以外の界面活性剤を含有してもよい。このような界面活性剤としては、アルキルホスフェートの金属塩又はアミン塩、ポリオキシエチレンアルキルホスフェートの金属塩又はアミン塩、アルカンスルホン酸塩、脂肪酸石鹸等のアニオン性界面活性剤;アルキルアミン塩、アルキルイミダゾリニウム塩、第4級アンモニウム塩等のカチオン性界面活性剤;ラウリルジメチルベタイン、ステアリルジメチルベタイン等の両性界面活性剤等が挙げられる。これら界面活性剤は、1種又は2種以上で併用してもよい。これら界面活性剤を含有する場合の処理剤の不揮発分に占める界面活性剤の重量割合は、特に限定はないが、0.01〜20重量%が好ましく、0.1〜15重量%がより好ましい。なお、ここでいう界面活性剤は、重量平均分子量が1000未満のものをいう。
一価アルコールと脂肪酸のエステルとしては、特に限定はないが、イソオクチルパルミテート、イソトリデシルステアレート、オレイルオレエート等を挙げることができる。一価アルコールと脂肪酸のエステルの重量平均分子量は300〜600が好ましい。
多価アルコールと脂肪酸のエステルとしては、特に限定はないが、トリメチロールプロパントリラウレート、ネオペンチルグリコールジオレエート、ペンタエリスリトールテトラデカネート等を挙げることができる。多価アルコールと脂肪酸のエステルの重量平均分子量は300〜1200が好ましい。
一価アルコールと多価カルボン酸のエステルのとしては、特に限定はないが、ジオレイルアジペート、ジオクチルセバケート、トリオクチルトリメリテート等を挙げることができる。一価アルコールと多価カルボン酸のエステルの重量平均分子量は300〜1200が好ましい。
チオジプロピオン酸と脂肪族アルコールとのジエステル化合物は、抗酸化能を有する成分である。該ジエステル化合物を使用することで、処理剤の耐熱性を高めることができる。1種または2種以上を使用してもよい。該ジエステル化合物の分子量は、400〜1000が好ましく、500〜900がより好ましく、600〜800がさらに好ましい。該ジエステル化合物を構成する脂肪族アルコールは、飽和であっても不飽和であってもよい。脂肪族アルコールの炭素数は8〜24が好ましく、12〜24がより好ましく、16〜24がさらに好ましい。脂肪族アルコールとしては、例えば、オクチルアルコール、2−エチルヘキシルアルコール、デシルアルコール、ラウリルアルコール、ミリスチルアルコール、イソセチルアルコール、オレイルアルコールおよびイソステアリルアルコールなどが挙げられ、これらの中でもオレイルアルコール、イソセチルアルコール、イソステアリルアルコールが好ましい。
本発明の合成繊維フィラメント糸条は、本発明の合成繊維用処理剤が付与されたものである。また、本発明の合成繊維フィラメント糸条の製造方法は、原料合成繊維フィラメント糸条に、本発明の合成繊維用処理剤を付与する工程を含むものである。本発明の製造方法によれば、スカムや糸切れの発生を低減することができ、糸品位に優れた合成繊維フィラメント糸条を得ることができる。なお、本発明における原料合成繊維フィラメント糸条とは、処理剤が付与されていない合成繊維フィラメント糸条をいう。
表4に記載の成分を混合して、70℃で均一になるまで攪拌し、処理剤(I)を調製した。上記で調製した各処理剤(I)を用いて、下記の方法により、凝固性と乳化液の安定性を評価した。その結果を表4に示す。なお、表4の処理剤成分の数字は、処理剤の不揮発分の重量部を示す。また、処理剤成分の詳細は、表1、2及び3に示す。
表1は、グリセリンと脂肪酸とがエステル結合した構造を有するエステル成分であって、エステル成分を構成する脂肪酸の重量割合、エステル成分のHLB、ヨウ素価、水酸基価、酸価、重量平均分子量を示すものである。エステル成分としては、天然より得られるエステルを公知の方法で精製したり、更に精製したエステルを公知の方法で融点差を利用して分離、再精製を行ったり、一般的に市販されているエステルを用いた。また、表1中のCの次にくる数字は脂肪酸の炭素数を示し、Fの次にくる数字は脂肪酸中の二重結合の数を示す。
処理剤(I)を容量100mLのふた付きガラス瓶中に80mL入れ、容器を密閉し、所定温度(5℃)に設定したエスペック株式会社製環境試験機(PL−3KP)に処理剤(I)を封入したガラス瓶を72時間静置した。その後の処理剤(I)の外観を目視判定し、以下の基準により凝固性を評価した。
○:凝固しておらず、流動性がある。
△:外観に曇り、濁りがあり、一部が固化している。
×:外観に曇り、濁りがあり、大半が固化している。
凝固性の評価で用いた処理剤(I)の入ったふた付きガラス瓶を所定温度(20℃)に設定したエスペック株式会社製環境試験機(PL−3KP)に2時間静置した。その後、処理剤(I)を20℃の攪拌下のイオン交換水に徐々に投入した。投入後、均一な状態になるまで60分攪拌し、不揮発分濃度が15重量%である処理剤(II)(O/W型エマルション状態)を調製した。得られた処理剤(II)を20℃で1日保存した。その後の処理剤(II)の外観を目視判定し、以下の基準により乳化液の安定性を評価した。
○:均一な乳化状態を維持している。
△:液面に浮遊物が見られる。
×:分離している。
処理剤(I)をそれぞれ2℃、5℃、15℃、25℃、35℃で72時間静置後、20℃で2時間静置した。その後の各処理剤(I)を20〜30℃の攪拌下のイオン交換水に徐々に投入した。投入後、均一な状態になるまで60分攪拌し、不揮発分濃度が15重量%である処理剤(III)(O/W型エマルション状態)を調製した。調製した処理剤(III)を用いて、以下の方法で、耐熱性、断糸数、毛羽数を評価した。
処理剤が付与された糸条は、一旦巻き取ること無く連続して延伸され、180℃のホットローラーを介し、2.6倍に延伸し、83デシテックス、36フィラメントを得た。延伸、熱セットされた糸条は巻き上げられるが、巻き上げ直前に糸条にインターレースをかけ、フィラメント相互を集束させた。インターレースは高圧の流体、例えば高圧空気を、ノズルを通して噴きつけることによって行った。24時間走行させたときの耐熱性、断糸数、毛羽数について、下記の基準で評価した。その結果を表4に示す。
耐熱性について、評価後のホットローラーに付着したタール量から、次の基準で評価した。
○:タール化物が認められないか、ごくわずかである。
×:著しくタール化物が認められる。
発生した断糸数を次の基準で評価した。
○:断糸数 1回未満
△:断糸数 1回以上〜3回未満
×:断糸数 3回以上
100万m当たりの毛羽数について、フライカウンター(東レエンジニア社製)を用いて測定し、次の基準で評価した。
○:毛羽数 1個未満
△:毛羽数 1個以上〜3個未満
×:毛羽数 3個以上
実施例1の処理剤(I)において、表4〜8に記載の処理剤成分及びそれらの配合量に変更する以外は、実施例1と同様に評価した。その結果を表4〜8に示す。
一方、比較例1〜18は、凝固性が劣り、乳化液の安定性に劣る。凝固性が劣り、乳化液の安定性に劣る処理剤は、紡糸工程での毛羽や糸切れに繋がり、満管率の低下や後加工工程での製織性・製編性不良につながる。さらに、耐熱性が劣る処理剤は、紡糸工程での熱処理時にタールが発生し、毛羽や糸切れに繋がり、満管率の低下につながる。
Claims (12)
- グリセリンと直鎖脂肪酸とがエステル結合した構造を有するエステル成分(A)と、分子内にエーテル結合を少なくとも1つ有する4価以上の多価アルコールと脂肪酸とがエステル結合した構造を有するエステル成分(B)とを含有し、
前記エステル成分(A)と前記エステル成分(B)のHLB値の差が5以下であり、
前記エステル成分(A)100重量部に対して、前記エステル成分(B)の割合が0.0001〜1重量部である、
合成繊維用処理剤。 - 処理剤の不揮発分に占める前記エステル成分(A)の重量割合が10〜70重量%である、請求項1に記載の処理剤。
- 前記エステル成分(A)のHLB値が0.1〜3である、請求項1又は2に記載の処理剤。
- 前記エステル成分(A)の重量平均分子量が500〜1200である、請求項1〜3のいずれかに記載の処理剤。
- 前記エステル成分(B)の重量平均分子量が750〜20000である、請求項1〜4のいずれかに記載の処理剤。
- 前記エステル成分(B)が分子内に3個以上のエステル基を有する化合物である、請求項1〜5のいずれかに記載の処理剤。
- 前記エステル成分(B)のHLBが0.1〜6である、請求項1〜6のいずれかに記載の処理剤。
- 前記エステル成分(B)の水酸基価が130以下である、請求項1〜7のいずれかに記載の処理剤。
- さらに、ノニオン界面活性剤を含有する、請求項1〜8のいずれかに記載の処理剤。
- 原料合成繊維フィラメント糸条に、請求項1〜9のいずれかに記載の処理剤が付与された、合成繊維フィラメント糸条。
- 原料合成繊維フィラメント糸条に、請求項1〜9のいずれかに記載の処理剤を付与する工程を含む、合成繊維フィラメント糸条の製造方法。
- 請求項10に記載の合成繊維フィラメント糸条及び/又は請求項11の製造方法で得られた合成繊維フィラメント糸条を含む、繊維構造物。
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