JPH06280160A

JPH06280160A - 合成繊維用紡糸油剤

Info

Publication number: JPH06280160A
Application number: JP18924093A
Authority: JP
Inventors: Naosuke Sakai; 修介堺; Seiji Horie; 誠司堀江; Ichiro Ozaki; 一郎尾崎; Saburo Urabe; 三郎占部
Original assignee: Sanyo Chemical Industries Ltd
Current assignee: Sanyo Chemical Industries Ltd
Priority date: 1993-01-22
Filing date: 1993-06-30
Publication date: 1994-10-04
Anticipated expiration: 2011-10-02
Also published as: JP2540438B2

Abstract

(57)【要約】【目的】ポリエステルやナイロンの高速紡糸におい
て、糸切れ、毛羽、染斑などの問題を解決すること。【構成】脂肪酸エステル、界面活性剤、ポリグリセ
リン、オキシカルボン酸のアルカノールアミン塩などを
配合し、原液粘度、５０℃での５０％エマルション粘
度、および２０〜５０℃での５０％以下のエマルション
粘度パターンを特定範囲に調整した高速紡糸用油剤。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、合成繊維用紡糸油剤に
関する。更に詳しくは高速紡糸に適した紡糸用油剤に関
する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、合成繊維の紡糸工程におい
て、潤滑剤と界面活性剤などの混合物からなる油剤の水
系エマルションが給油されている。しかし、近年工業化
されつつある５，０００ｍ／分以上の高速紡糸におい
て、従来から使用されている紡糸油剤では製糸不良（糸
切れ、毛羽、染色斑など）となる。

【０００３】一般に紡糸油剤の水系エマルションは油分
濃度の低い領域ではＯ／Ｗ型のエマルションを形成し、
高濃度側ではＷ／Ｏ型のエマルションを形成する。この
中間領域（油分５０〜７０重量％）は転相に伴い粘度が
上昇し、１０万センチポイズ（ｃｐ）を越える油剤もあ
る。従来より転相粘度の高い油剤は紡糸段階でトラブル
を起こし易いが、高速紡糸ではこの傾向が著しくなる。
このため転相粘度の低い種々の油剤が高速紡糸用に検討
されているが製糸不良解決に至っていない。

【０００４】またパーフルオロアルキルアミンオキシド
やポリオキシエチレンオクチルエーテルを油剤中に含有
させることも提案されている（特開平２−４７３６１号
公報、特開平３−９７９６１号公報）。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかし、５，０００ｍ
／分以上の高速紡糸用油剤としては更に高性能の油剤が
求められている。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明者らは高速紡糸に
適した紡糸油剤を得るべく鋭意検討を重ねた結果、高速
紡糸工程での製糸性についてはある温度範囲での転相前
のエマルション粘度特性が大きく影響していることを見
いだし、本発明に到達した。

【０００７】すなわち本発明は、２５℃における原液粘
度が１００ｃｓｔ以下、５０℃における５０％水系エマ
ルションの粘度が５０ｃｓｔ以下であり、かつ２０〜５
０℃の温度範囲における任意の温度でエマルション粘度
が濃度５０％以下において極大値を持たないことを特徴
とする合成繊維用紡糸油剤である。

【０００８】本発明の油剤の原液粘度は２５℃で１００
ｃｓｔ以下であり、好ましくは８０ｃｓｔ以下である。
原液粘度が１００ｃｓｔを超えると紡糸時の張力が上昇
し、糸切れ、毛羽が多くなる。

【０００９】また本発明の油剤の５０％エマルションの
粘度は、５０℃で５０ｃｓｔ以下であり、好ましくは４
０ｃｓｔ以下である。５０ｃｓｔを超えると高速紡糸時
毛羽や染色斑が発生し易くなる。なお、エマルション粘
度はウベローデ型粘度計で測定する。

【００１０】本発明の油剤は、２０〜５０℃の温度範囲
における任意の温度でエマルション粘度が濃度５０％以
下において極大値を持たない。すなわち、この濃度範囲
において、エマルション濃度（Ｘ％）に伴いエマルショ
ン粘度（Ｙｃｓｔ）が単調に増加する。単調増加のパタ
ーンとしては、Ａ：凹型のカーブで増加する場合（ｄ²Ｙ／ｄＸ²＞
０）Ｂ：直線的に増加する場合（ｄ²Ｙ／ｄＸ²＝
０）Ｃ：凸型のカーブで増加する場合（ｄ²Ｙ／ｄＸ²＜
０）があるが、特に好ましいパターンはＡである。すなわち
Ｘ、Ｙの関係において一般式ｄ²Ｙ／ｄＸ²＞０（１）（但し、０＜Ｘ≦５０）が成立する場合である。

【００１１】上記温度、濃度範囲でエマルション粘度が
極大値を持つ場合は、繊維に付着したエマルションの繊
維表面での湿潤、拡展速度が低くなるため、毛羽や染色
斑が発生し易くなる。また上記Ａパターンの場合は特に
高速紡糸での製糸性が良好である。

【００１２】本発明において、上記のエマルション粘度
特性を持つ油剤としては、（１）脂肪酸エステル、界面
活性剤、およびポリグリセリンを含有する油剤、および
（２）脂肪酸エステル、界面活性剤および多価アルコー
ルと、オキシカルボン酸および／またはそのアルカノー
ルアミン塩、を含有する油剤が挙げられる。

【００１３】本発明の油剤に使用する脂肪酸エステルと
しては、天然および合成の一価アルコールと一価カルボ
ン酸とのモノエステル（イソプロピルミリスチレート、
ブチルステアレート、イソオクチルパルミテート、イソ
オクチルステアレート、椰子油還元アルコール牛脂脂肪
酸エステル、イソトリデシルステアレート、イソトリデ
シルオレエート、イソステアリルオレエートなど）、二
価以上のアルコールと一価カルボン酸とのエステル（ネ
オペンチルグリコールジラウレート、ネオペンチルグリ
コールジオレエート、トリメチロールプロパントリラウ
レート、グリセリントリオレエート、ペンタエリスリト
ールテトラオレエート、ソルビタンテトラオレエート、
ソルビトールヘキサオレエートなど）、二価以上のカル
ボン酸と一価アルコールとのエステル（ジオクチルセバ
ケート、ジオレイルアジペート、ジラウリルフタレー
ト、ジイソトリデシルチオジプロピオネートなど）、ア
ルコールまたはフェノールのアルキレンオキシド付加物
とカルボン酸とのエステル（イソトリデシルアルコール
のエチレンオキシド（以下ＥＯと略記）２モル付加物と
チオジプロピオン酸とのエステル、ビスフェノールＡの
プロピレンオキシド（以下ＰＯと略記）ＥＯ付加物とラ
ウリン酸とのエステル、トリメチロールプロパンＰＯ付
加物と椰子脂肪酸とのエステルなど）、および天然の動
植物油（抹香鯨油、椰子油、菜種油など）などがあげら
れる。

【００１４】これらの中で好ましいものはモノエステル
であり、特に好ましいのは炭素数８〜１６の分岐アルコ
ールと炭素数１２〜１８の一価カルボン酸のエステルで
ある。

【００１５】。本発明の油剤に使用する界面活性剤とし
ては、ノニオン界面活性剤とイオン性の界面活性剤の併
用が好ましい。

【００１６】ノニオン界面活性剤としては、炭素数１０
〜１８の一価アルコールのＥＯ付加物（ラウリルアルコ
ールＥＯ付加物、イソトリデシルアルコールＥＯ付加
物、イソステアリルアルコールＥＯ付加物など）、ポリ
エチレングリコールの高級脂肪酸エステル（ポリエチレ
ングリコール（数平均分子量２００）モノラウレート、
ポリエチレングリコール（数平均分子量３００）モノ牛
脂脂肪酸エステルなど）、硬化ヒマシ油のＥＯ付加物、
アルキルアミンのＥＯ付加物、多価アルコールの脂肪酸
部分エステル、および高級脂肪酸アルカノールアミドな
どが挙げられる。

【００１７】これらのうち好ましいものは、一価アルコ
ールＥＯ低モル（５モル以下）付加物や多価アルコール
の脂肪酸部分エステルである。

【００１８】イオン性界面活性剤としてはアニオン界面
活性剤（アルキルスルホネートアルカリ金属塩、高級脂
肪族カルボン酸金属塩およびアミン塩、アルキルホスフ
ェート金属塩およびアミン塩、ポリオキシアルキレンア
ルキルホスフェート金属塩、動植物油の硫酸化物な
ど）、両性界面活性剤（ベタイン型およびアミノ酸
型）、およびカチオン界面活性剤（アミン塩型および四
級アンモニウム塩型）等が挙げられる。ジメチルシロキ
サン基、およびパーフルオロアルキル基を持つイオン性
活性剤も必要に応じ使用可能である。

【００１９】これらのうち好ましいもの、はアニオン界
面活性剤であり、必要に応じスルホネート、ホスフェー
ト、カルボン酸塩などから選ばれる２種以上の成分を使
用する。特に好ましいものはアルキルスルホネートアル
カリ金属塩である。

【００２０】本発明の油剤に使用するポリグリセリンと
してはグリセリンの３量体〜１５量体（トリグリセリ
ン、テトラグリセリン、ヘキサグリセリン、デカグリセ
リンなど）が挙げられる。これらのうち好ましいもの
は、６〜１０量体である。

【００２１】本発明の油剤に使用する多価アルコールと
しては、グリコール類（エチレングリコール、プロピレ
ングリコール、ジエチレングリコールなど）、グリセリ
ン類、トリメチロールプロパン、ソルビトールなどが挙
げられる。これらのうち好ましいものはグリセリン類で
ある。

【００２２】本発明の油剤に使用するオキシカルボン酸
としては、グリコール酸、乳酸、リンゴ酸、酒石酸、ク
エン酸などが挙げられ、これらのうち好ましいものは乳
酸である。

【００２３】本発明の油剤に使用するオキシカルボン酸
のアルカノーアミン塩としては、上記オキシカルボン酸
のトリエタノールアミン、イソプロパノールアミン、ジ
エチルエタノールアミン、ジブチルエタノールアミン、
ジエチルアミノエタノール塩などが挙げられる。これら
のうち好ましいものは乳酸のトリエタノールアミン塩で
ある。

【００２４】本発明において油剤中の、脂肪酸エステル
の含有量は通常４０〜９０重量％、好ましくは５０〜８
５重量％である。４０重量％未満の場合は平滑性が不足
し、高速紡糸工程で糸切れが起こり易くなるとともに後
加工工程（整経、製織、編立など）の成績が低下する。
９０重量％を超えるとエマルションの安定性が低下し、
毛羽および糸切れが起こり易くなる。

【００２５】ノニオン界面活性剤の含有量は通常１０〜
３０重量％である。５重量％未満ではエマルションの安
定性が低下し、３０重量％を超えると平滑性が低下する
とともにサイジング特性も劣性となる。

【００２６】イオン性界面活性剤の含有量は通常３〜１
０重量％であり、好ましくは４〜８重量％である。３重
量％未満では本発明のエマルション粘度特性を得ること
が困難となり、静電気防止性能も低下する。１０重量％
を超えると平滑性が低下するとともに、ローラーやガイ
ドへの油剤脱落物が多くなり、毛羽および糸切れが多く
なる。

【００２７】ポリグリセリンの含有量は通常１〜５重量
％であり、好ましくは２〜４重量％である。１重量％未
満では本発明のエマルション特性を得ることが困難とな
り、含有量が５重量％を超えると油剤原液およびエマル
ションの安定性が低下する。

【００２８】多価アルコールの含有量は通常１〜５重量
％である。１重量％未満では本発明のエマルション特性
を得ることが困難となり、５重量％を超えると油剤原液
の安定性が低下する。

【００２９】オキシカルボン酸および／またはそのアル
カノールアミン塩の含有量は、通常０．０５〜８重量
％、好ましくは０．１〜６重量％である。０．０５％未
満では本発明のエマルション特性を得ることが困難とな
り、８重量％を超えると油剤原液およびエマルションの
安定性が低下する。

【００３０】本発明の油剤には本発明のエマルション粘
度特性から逸脱しないかぎり必要に応じ前記以外の任意
の成分が使用可能である。任意の成分としては潤滑剤
（鉱物油、シリコーン油およびポリエーテルなど）、油
性向上剤（高級脂肪酸および高級脂肪族アミンなど）、
極圧添加剤、防錆剤、酸化防止剤、およびその他の機能
添加剤などが挙げられる。

【００３１】本発明の油剤は合成繊維の溶融紡糸工程に
おいて、水系エマルションとして紡出糸条に給油され
る。

【００３２】適用される合成繊維としてはポリエステ
ル、ナイロン、およびポリプロピレンなどが挙げられ
る。糸銘柄については特に限定はないが、２００デニー
ル以下の編織用途の原糸に好適である。

【００３３】エマルションの濃度は０．５〜３０重量％
の範囲の任意の濃度の選択が可能であり、好ましくは５
〜２０重量％である。

【００３４】エマルションの給油方法については特に限
定はなく、ノズル給油およびローラー給油などが適用可
能である。

【００３５】油剤の付着量は繊維に対して純分として通
常０．３〜２．０重量％、好ましくは０．５〜１．５重
量％である

【００３６】

【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。

【００３７】実施例１〜７、比較例１〜６表１記載組成の本発明油剤（１〜７）および比較油剤
（１〜６）を調製した。表１の中で記号で示した油剤成
分の内容は下記の通りである。また各成分の配合比率は
純分重量％を示す。Ｌ−１イソオクチルパルミテートＬ−２イソオクチルステアレートＬ−３イソトリデシルオレエートＬ−４トリメチロールプロパントリラウレートＬ−５精製流動パラフィン（レッドウッド粘度１００
秒）Ｌ−６ポリエチレングリコール（分子量４００）ジラ
ウレートＬ−７ブタノール（ＥＯ／ＰＯ）ランダム付加物（平
均分子量：８００）Ｎ−１グリセリンモノオレエートＮ−２イソトリデシルアルコールＥＯ２モル付加物Ｎ−３硬化ヒマシ油ＥＯ２０モル付加物Ｎ−４トリメチロールプロパンＥＯ２０モル付加物ジ
ラウレートＮ−５オレイン酸ジエタノールアミドＡ−１パラフィンスルホネートＮａ塩（バイエル社製
ワロラートＵ）Ａ−２オレイン酸Ｋ塩Ａ−３イソトリデシルホスフェートＫ塩Ａ−４オレイルアルコールＥＯ３モル付加物ホスフェ
ートＮａ塩Ａ−５ジイソオクチルスルホサクシネートＮａ塩Ｆ−１乳酸トリエタノールアミン塩Ｆ−２グリコール酸ジエチルエタノールアミン塩Ｆ−３乳酸Ｇ−１グリセリンＧ−２ジエチレングリコールＧ−３デカグリセリン

【００３８】

【表１】

【００３９】本発明油剤、および比較油剤のエマルショ
ン粘度などの評価結果を表２、表３に示す。なお、エマ
ルションの調製および粘度の測定は次のようにして行っ
た。例えば２５℃における３０％エマルションの場合
は、エマルション量が５０ｇになるように１００ｃｃの
ビーカーに２５℃のイオン交換水を採取し、これをマグ
ネティックスターラーで攪伴しながら２５℃の油剤を徐
々に投入し油剤濃度を３０％にした。得られたエマルシ
ョンを２５℃の恒温槽で１５分間温度調整後、ウベロー
デ型粘度計で測定した。その他の任意の温度での、任意
の濃度のエマルションの粘度測定も同様である。

【００４０】

【表２】

【００４１】

【表３】

【００４２】次に各油剤の１０％エマルションを用い、
スピンドロー方式（引き取り速度：３，０００ｍ／分、
延伸速度：５，０００ｍ／分）で５０デニール３６フィ
ラメントのポリエステル繊維を紡糸した。この際、各エ
マルションはノズル給油方式で紡出直後に付与した。ま
たエマルション付与量は繊維重量に対し１０％とした。
紡糸中の糸切れ回数（１時間当り）、および得られた原
糸品質（毛羽数、染色性）の評価結果を表４に示す。な
お毛羽数は得られた原糸ケーク２０個について毛羽数を
測定し、１００万メートル当りの数で表した。また染色
性は得られた原糸で織地を作成し、これを染色して染色
斑の程度を判定した。

【００４３】

【表４】

【００４４】更に、本発明の油剤（１〜５）で前記の製
糸条件で大量に製糸し、後加工（整経、糊付け、製織）
を行ったところ、従来糸と同等以上の工程通過性を示し
た。中でも本発明油剤１および２を用いた原糸が良好で
あった。

【００４５】

【発明の効果】本発明の紡糸油剤は、ポリエステルやナ
イロンの溶融紡糸、延伸に際して、優れた製糸特性を示
す。とりわけ、巻取り速度５，０００ｍ／分以上の１ス
テップでの高速紡糸工程（特にスピンドロー方式）にお
いて、従来油剤との差が顕著に現れる。

フロントページの続き (72)発明者占部三郎京都市東山区一橋野本町11番地の１三洋化成工業株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】２５℃における原液粘度が１００ｃｓｔ
以下、５０℃における５０％水系エマルションの粘度が
５０ｃｓｔ以下であり、かつ２０〜５０℃の温度範囲に
おける任意の温度でエマルション粘度が濃度５０％以下
において極大値を持たないことを特徴とする合成繊維用
紡糸油剤。
【請求項２】２０〜５０℃の温度範囲における任意の
温度でエマルション濃度（Ｘ％）と粘度（Ｙｃｓｔ）が
下記一般式（１）を満足することを特徴とする請求項１
記載の紡糸油剤。一般式ｄ²Ｙ／ｄＸ²＞０（１）（但し、０＜Ｘ≦５０）
【請求項３】合成繊維用紡糸油剤が、脂肪酸エステ
ル、界面活性剤およびポリグリセリンを含有する請求項
１または２記載の紡糸油剤。
【請求項４】合成繊維用紡糸油剤が、脂肪酸エステ
ル、界面活性剤および多価アルコールと、オキシカルボ
ン酸および／またはそのアルカノールアミン塩、を含有
する請求項１または２記載の紡糸油剤。
【請求項５】界面活性剤がノニオン界面活性剤および
イオン性の界面活性剤からなる請求項１〜４いずれか記
載の紡糸油剤。