JPH03213577A - 高速紡糸用合成繊維処理油剤 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明はポリエステル、ポリアミド等の合成繊維処理油
剤に関するものであり、さらに詳しくは、４５００ｍ／
分以上の巻取り速度で巻取られ、超高速製糸される合成
繊維の製糸性、高次通過性に著しい改善効果を有する新
規な合成繊維処理油剤に関するものである。

［従来の技術］ 合成繊維を製糸および高次加工する際、各工程において
ガイド類、ローラ類、ヒーター類等との擦過により、繊
維を形成するポリマーの削れやポリマー中に含有する無
機粒子等の脱落、堆積が発生し、毛羽、糸切れの多発を
誘発する。

特に４５００ｍ／分以上の巻取速度で巻取られる超高速
製糸の場合やポリマー中に艶消し剤として添加される酸
化チタン、シワ力に代表される無機粒子を含有する合成
繊維の場合には、上記脱落、堆積が著しい。

すなわち、これらの現象は繊維糸条と製糸および高次加
工の各工程におけるガイド類、ロワ類、ヒーター類等の
接触体との擦過により起こるものであるが、４５００ｍ
／分以上の超高速製糸の場合には、巻取り速度が高速に
なるとともに接触時の接圧上昇、摩擦抵抗の増大により
糸へのダメージが増大すること、および時間当りの糸通
過量が増大することから製糸工程での接触体への脱落、
堆積が顕著になり、さらに製糸工程でダメージを受けた
繊維糸条は高次加工工程においてち脱落を増大させる。

また、ポリマー中に酸化チタン等の無機粒子を含有する
繊維糸条の場合には、ざらに糸条表面に無機粒子が突出
しているため接触物との擦過による糸条のけずれ、無機
粒子の脱落等が起こりやすいため、製糸、高次加工の各
工程における脱落、蓄積による障害はより一層増大する
。

繊維を形成するポリマーの削れ、ポリマー中に含有する
無機粒子の脱落メカニズムとしては、接触体との擦過に
より、まず糸条表面を覆っている処理油剤の油膜が切れ
、油剤による繊維表面保護効果、平滑性付与効果が減少
し、その結果として脱落が発生するルートを第一に挙げ
ることができる。

そのため対策として糸条表面の油膜の強度を上げること
が考えられるが、油膜強度（極圧性）を上げる油剤成分
として、例えば「潤滑通信」（潤滑通信社発行）１９７
６年９月号第１４頁あるいは特開昭５１−５５６９５＠
公報等に提案されているような多価アルコールカルボン
酸のエステル類を使用しても、一般に油膜強度を上げる
効果のある成分は分子量が大きく平滑性が低いため、平
滑剤の主成分として使用した場合には、糸条とガイド類
、ローラ類、ヒータ類等の接触体との摩擦抵抗が増大し
て、油膜を強化した効果が相殺されてしまい、十分な効
果を得るには至らなかった。

［発明が解決しようとする課題１ 本発明者らは上記した４５００ｍ／分以上の巻取り速度
で製糸される合成繊維の製糸、高次加工の各工程におけ
るポリマー削れ屑、無機粒子の脱落、堆積による障害を
解決するべく鋭意検討を重ねた結果本発明に至った。

本発明の目的は処理油剤の油膜強度を強化したうえで、
なおかつ高い平滑性を有することにより上記の障害に著
しい改善効果をもたらす新規な合成繊維処理油剤を提供
することにある。

［課題を解決するための手段］ すなわち、本発明は平滑剤成分および添加剤成分に乳化
剤成分を配合するかもしくは配合しない油剤組成物にお
いて、 ■　乳化剤成分の配合比が１０重量％未満、■　平滑剤
成分として多価アルコールと一塩基性脂肪族カルボン酸
のエステル化合物、あるいはそのアルキレンオキサイド
付加エステル化合物を必須成分として少なくとも一種類
配合され、 かつ、油剤粒子の平均粒径が１ミクロン以下の水系エマ
ルジョンであることを特徴とする高速紡糸用合成繊維処
理油剤とすることにより本発明の目的を達成することが
できる。

以下、本発明の詳細な説明する。

本発明における油剤組成物中の平滑剤成分としては、油
膜強度を向上させるためエチレングリコールジステアレ
ート、トリメチロールプロパン（以下ＴＭＰと略す）ジ
ステアレート、ＴＭＰトリラウレート、グリセリントリ
オレート、ペンタエリスリトールジパルミテート等の多
価アルコールと一塩基性脂肪族カルボン酸のエステル化
合物、及び／またはそのアルキレンオキに可溶または自
己分散するほど大きいと平滑性が損なわれるので、５モ
ル以下の付加が好ましい）の少なくとも一種類以上必須
成分として使用しなければならないが、上記多価アルコ
ールと一塩基性脂肪族カルボン酸のエステル化合物の配
合比率としては平滑剤成分中の３０重量％以上が望まし
い。

なお、その他の平滑剤成分として、従来公知の平滑剤を
併用してもよく、好適な例として、メチルオレート、ｉ
−プロピルミリステート、オクチルパルミテ−１〜、オ
レイルラウレ−１〜、オレイルオレー１〜等の一価アル
コールと一塩基性脂肪族カルボン酸のエステル、ジオク
チルセバケート、ジオレイルアジペート等の一価アル］
−ルと多塩基性脂肪族カルボン酸のエステル、ジオクチ
ルフタレート、トリオレイルトリメリテート等の一価ア
ルコールと芳香族カルボン酸のエステルなどの単独、あ
るいは混合使用を挙げることができるが、特にこれらに
限定されるものではない。

イドとプロピレンオキサイドがブロックまたはランダム
に共重合状に付加した化合物は、平滑性が損なわれるの
で本発明におりる平滑剤成分として好ましくない。

また本発明における乳化剤としては、従来公知のものか
使用できるが、好適な例として、活性水素を１以上有す
る化合物のアルキレンオキサイド付加物、即ちラウリル
アルコール、ｉステアリルアルコール、オレイルアルコ
ール、オクチルフェノール、ノニルフェノール等の一価
ヒドロキシ化合物のアルキレンオキサイド付加物、グリ
セリンのモノオレイン酸エステル、ソルビタンのモノラ
ウリン酸エステル、トリメチロールプロパンのジステア
リン酸エステル等の多価アルコール部分エステルおよび
これらのアルキレンオキサイド付加物、ヒマシ油のフル
キレンオキサイド付加物、ラウリルアミン、ステアリル
アミン等のアルキルアミン類のアルキレンオキサイド付
加物、ミリスチン酸、ステアリン酸、オレイン酸等の高
級脂肪酸のアルキレンオキサイド付加物、およびこれら
の脂肪酸から誘導されるアミドのアルキレンオキサイド
付加物などが挙げられるが、ここで付加するアルキレン
オキザイドとしてはエチレンオキサイド、プロピレンオ
キサイド等が単独あるいは混合使用される。このほかに
ポリエチレングリコールポリプロピレングリコールブロ
ック共重合体や、さらにラウリン酸トリエタノールアミ
ン、オレイン酸ジェタノールアミン、ロート油等のアニ
オン界面活性剤も乳化力を有するものについては乳化剤
として使用でき、本発明においては乳化力をもつ成分は
すべて乳化剤として分類される。本発明では油剤組成物
中の乳化剤成分配合比率を、平滑性を向上させるため、
１０重量％未満、より好ましくは０〜７重量％とする必
要がある。すなわち、一般に乳化剤成分は繊維の平滑性
向上には寄与せず、むしろ平滑性を低下させる成分であ
るため、乳化剤成分の配合比率を２０〜５０重量％程度
配合した従来油剤では、平滑性向上には限界があるが、
本発明の処理油剤は乳化剤成分の配合比率を下げること
により、平滑剤成分の配合比率を高くすることができ、
平滑性を格段に向上させることが可能となる。

このため、乳化剤成分の配合比率を１０重量％未満とし
た本発明の処理油剤は、平滑剤成分のン酸のエステル、
および／またはそのアルキレンオキザイド付加エステル
化合物を必須成分として配合しても良好な平滑性が得ら
れ、驚くべきことに、多価アルコールと一塩基性脂肪族
力ルボン酸のエステルを配合していない従来油剤よりも
さらに高い平滑性を有している。

さらに本発明の処理油剤では、必要に応じて添加剤、即
ちアルキルスルホネートのアルカリ金属塩、アルキルホ
スフェートのアルカリ金属塩、ポリアルキレングリコー
ルアルキルホスフェートのアルカリ金属塩、脂肪酸石鹸
、アルキルイミダシリン類等の帯電防止剤のほか、従来
公知の集束剤、防錆剤、防腐剤、抗酸化剤などを同時に
使用できる。これらの添加剤は処理油剤の要求特性に応
じて配合され、配合量も限定されないが、平滑性が損わ
れることがあるので、３〜６重量％が好ましい。

本発明の処理油剤を使用するにあたっては、水系エマル
ジョンとして合成繊維糸条に付与することが実用上特に
好ましいが、水系エマルジョンの乳化安定性を維持する
うえで、油剤粒子の平均粒子径を１ミクロン以下とする
必要があ０ リ、０．７ミクロン以下とするのが好ましく、０．５ミ
クロン以下とすることがより好ましい。

平均粒子径が１ミクロンを超えると処理油剤の乳化安定
性が低下し、分離してしまうため、実用に供することは
できない。

本発明の処理油剤の製造方法は特願昭６３１７３０６３
号で提出した方法が好ましく適用される。

すなわち、処理油剤組成中の乳化剤成分の配合比率を１
０重量％未満、つまり従来の配合比よりも低くし、かつ
乳化安定性良好な水系エマルシヨンを１昇るために、処
理油剤の高速液流微粒子化手段を適用する。従来のホモ
ミキサー、プロペラ等の攪拌装置による攪拌作用のみで
は、乳化剤成分配合比率が１０ｕｆｆ１％未渦にすると
、乳化力不足のため水系エマルジョンが得られない。通
常エマルジョン化した処理油剤は、実用上は５日以上、
望ましくは１週間以上安定な乳化状態を保つことが要求
されている。

乳化安定性不良の原因としては、水に溶けない１ 物質が主成分である油剤組成物を微粒子化させ、かつ水
中に均一に分散させるために必要な界面活性剤、すなわ
ち乳化剤成分の配合比が１０重量％未満のため乳化力が
不足していることと、従来使用されてきたホモミキサー
等では機械的ぜん断力により粒子をより細分化するまで
の能力を有していないのである。

しかし、本発明においては乳化剤成分の配合比率が１０
重量％未満でも、従来の乳化手段により一時的な乳化状
態にした後、さらに高速液流微粒子化手段により処理す
ると、処理油剤の油剤粒子の平均粒径を１ミクロン以下
とすることができ、２０〜５０重量％程度配合した従来
の処理油剤と比較しても乳化安定性の点でなんら遜色の
ない油剤が得られる。

本発明の処理油剤は多価アルコールと一塩基性脂肪族カ
ルボン酸のエステル、および／またはそのアルキレンオ
キサイド付加エステル化合物を必須成分として配合して
いるため油膜強度が向上すると同時に、油剤組成物中の
乳化削成２ 分配合比を削減することにより高い平滑性もを実現して
いるため、４５００ｍ／分以上の巻取り速度で製糸され
る合成繊維の製糸、高次加工の各工程におけるポリマー
削れ屑、無機粒子の脱落、蓄積による障害を解決し、各
工程通過性を大幅に改善することができる。また本発明
の処理油剤は高油膜強度特性および高平滑性を有するた
め、これまで述べてきた用途の他、高張力下での擦過を
伴う高強力合成繊維の製糸工程での白粉脱落改善、スク
リーン紗等の高密度織物製織における筬部でのポリマー
削れ防止にも利用できる。

「実施例」 以下、実施例により本発明を具体的に説明するが、本発
明はこれらに限定されるものではない。

実施例１ 酸化チタンを０．２．０．５．２．２重量％含有する３
種類のポリエチレンテレフタレートを紡糸温度２９０　
’Ｃ１巻取り速度５５００ｍ／３ 分で溶融紡糸するに際し、紡糸糸条に表１に記載した油
剤組成物の配合比率からなる油剤原液（油剤組成物Ｎ０
１１〜４）をホモジナイザー（ゴーリン社製１５Ｍ　　
８Ｔ△型〉で処理して１５重最％の水系エマルジョンと
し、純分付着量が１，３重量％になるように付着させ、
７５デニール／２４フイラメントの繊維糸条を巻取った
。油剤組成物Ｎｏ、４は本発明の効果を明確にするため
の比較例である。

この製糸工程における給油ガイド上の脱落物発生状態を
評価した。

く以下余白） ４ １５ 比較例として表１に記載した従来の油剤組成の処理油剤
（油剤組成物Ｎｏ、６．７）をホモミキサーを用いて１
５重最％の水系エマルジョンとした後、上記と同一条件
で繊維糸条に付与した時の給油ガイド上の脱落物発生状
態を評価した。

得られた繊維糸条の対金属摩擦係数を、走行糸法で初期
張力１０ｇ、糸速５０ｍ／分の条件で測定した。また、
該延伸糸を４５°の角度で金属トラベラとスデンレス製
筬に接触するように３００ｍ／分の速度で５時間走行さ
せ、金属トラベラの摩耗状態と筬に付着した脱落物の量
を評価した。

さらに、該繊維糸条を糸速８００ｍ／分で整経を行い、
ガイド上の白粉脱落量を評価した。

以上の評価結果を、実施例は表２実験Ｎ。

１〜５、比較例は表２実験Ｎ０９６〜１０に併せて示し
た。なお、対金属摩擦係数評価以外の評価結果について
は次のような記号で示した。

△、給油ガイド上、Ｉ察過テストでの成上、及び６ 整経時のガイド上の脱落物発生量 ◎：脱落物はとんどなし ○：脱落物微少 △：脱落物有り Ｘ：脱落物多い Ｂ、金属摩耗度 ◎：摩耗はとんどなし ○：摩耗微少 Δ：摩粍有り Ｘ；摩耗多い （以下余白） ８ 表２を見てもわかるように従来の処理油剤は多価アルコ
ールと一塩基性脂肪酸のエステル類を多く配合すると、
酸化チタン含有量が少量の場合には若干の効果がみられ
るものの酸化チタンが多くなると脱落物が多量に発生し
糸切れも頻繁に起こる。また、乳化剤の配合比率が１０
重量％未満の処理油剤にａ３いても多価アルコルと一塩
基性脂肪酸のエステル類を配合していない油剤では改善
効果は不十分である。

これに対し、本発明の処理油剤では多価アルコールと一
塩基性脂肪酸のエステル類を配合したことによる油膜強
度の向上と平滑剤配合比率を極限まであげたことによる
平滑性向上により、酸化チタンを多量に含有している繊
維糸条においても金属摩耗、脱落物の発生共に良好であ
り、優れた操業性が得られる。

実施例２ 表１の油剤組成物Ｎｏ１．２．５に示す油剤組成物の配
合比からなる油剤原液を７０〜８０’Ｃに加熱し、５０
℃の温水中に攪拌しながら添加９ して−次乳化液とした後、高速液流微粒子化手段として
ホモジナイザー（ゴーリン社製１５ＭａＴＡ型）で処理
（処理液流速５００　Ｋｍ／ｈｒ　）して水系エマルジ
ョンとした。得られた水系エマルジョン中の油剤粒子径
、乳化安定性の評価結果を表３実験Ｎ０１１へ１３に示
した。表中の水系エマルジョン中の油剤粒子径は、遠心
式自動粒度分布測定装置（（株）堀揚製作所製ＣＡＰＡ
５００）により測定した。

比較例として、表１の油剤組成物Ｎｏ１．２．５に示ず
油剤組成物の配合比からなる油剤原液をホモミキザーを
用いて水系エマルジョンとしたときの評価結果を表２実
験Ｎｏ１４〜・１６に併せて示した。

なお、乳化安定性の評価結果については次のような記号
で示した。

◎：２週間以上安定で３週間口に微少分離発生 ○：１週間以上安定で３週間口に微少分離発生 ０ Ｘ　： １時間以内に完全に分離 表３ 表１の油剤組成物Ｎｏ１．２．５に示した乳化剤成分の
配合比が１０重量％未満の油剤は乳化力不足のため、従
来のホモミキザー等の攪拌装置による攪拌では、表２実
験Ｎｏ１４〜１６に示すように、油剤粒子径が大きく、
安定性良好な水系エマルジョンとすることはできず、数
１０分で完全に２層に分離した。一方、表２実験Ｎ０１
１〜１３の実施例は高速液流微粒子化手段により処理し
ているため、格段に粒子径が小さくなっており、比表面
積が大きいことから乳化１ 成分の配合比が１０重量％未満でも安定な乳化状態を保
つことが可能である。

「発明の効果］ 本発明は処理油剤の油膜強度を強化したうえで、なおか
つ高い平滑性を有することにより、高速紡糸とりわけ４
５００ｍ／分以上の巻取り速度で製糸される合成繊維の
製糸、高次加工の各工程におけるポリマー削れ屑、無機
粒子の脱落、堆積による障害に著しい改善効果を有する
。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）平滑剤成分および添加剤成分に乳化剤成分を配合
   するかもしくは配合しない油剤組成物において、 ［１］乳化剤成分の配合比率が１０重量％未満、 ［２］平滑剤成分として多価アルコールと一塩基性脂肪
   族カルボン酸のエステル化合物、あるいはそのアルキレ
   ンオキサイド付加エステル化合物を少なくとも一種類配
   合され、かつ、油剤粒子の平均粒径が１ミクロン以下の
   水系エマルジョンであることを特徴とする高速紡糸用合
   成繊維処理油剤。
2. （２）合成繊維が合成繊維中に無機粒子を０．４５重量
   ％以上含有するポリエステル系繊維である請求項（１）
   記載の合成繊維処理油剤。