JPH10245729A - 合成繊維の延伸仮撚加工方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 低単繊維繊度の未延伸糸を高速延伸仮撚加工
しても毛羽や断糸の発生がなく、しかも高温のヒーター
ガイド上にスラッジが蓄積し難く且つ走行糸の糸ゆれも
起こり難い、安定した加工性の得られる延伸仮撚加工方
法を提供する。 【解決手段】 単繊維繊度が２ｄｅ以下の未延伸糸に、
予め平均分子量が5000〜7000で、エチレンオキサイド／
プロピレンオキサイド共重合重量比が40／60〜20／80で
あるポリオキシアルキレングリコール共重合体（Ａ）を
20〜50重量％、及び炭素数が８〜14のモノカルボン酸と
炭素数が６〜14のアルキル基を有するアミンとの塩又は
第４級アンモニウム塩（Ｂ）を３〜10重量％必須成分と
して含有し、浸透性が１秒以下、灰分が 0.1重量％以下
である油剤を 0.1〜 1.0重量％付与せしめ、次いで雰囲
気温度が 350〜 800℃の非接触ヒーターを用いて延伸仮
撚加工する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、合成繊維未延伸マ
ルチフィラメント糸を延伸と同時に仮撚加工する方法に
関するものである。さらに詳しくは、本発明は特に単繊
維繊度が２デニール以下の細デニールの合成繊維未延伸
マルチフィラメント糸を、高温非接触ヒーターを用いた
延伸仮撚加工機で高速加工する際、毛羽や断糸の発生が
なく、しかも高温のヒーターガイド上にスラッジの蓄積
もなく、糸の走行時における糸ゆれという問題も発生し
難い、安定した加工性が得られる延伸仮撚加工方法に関
するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、延伸と同時に仮撚加工（以後、Ｄ
ＴＹ加工と称することがある）する方法として、摩擦仮
撚加工法（以下フリクション加工法と称することがあ
る）が採用されてきたが、近年その加工速度は飛躍的に
スピードアップされて、７００ｍ／分以上で加工される
ようになってきた。また最近では、高温の非接触ヒータ
ーを用いたＤＴＹ加工機が開発され、１０００ｍ／分以
上の加工も商業的に実施されるようになってきた。

【０００３】しかしながら、加工速度の上昇は糸と各種
接触体（例えば、ガイド、ローラー等）との摩擦を増大
させ、繊維の損傷による毛羽の発生や断糸を増大させる
という問題が生ずる。さらに、走行糸条には非常に大き
な遠心力が働くため、油剤が繊維表面から絞られてふり
切られ、ヒーター内のガイドにスラッジとして固着する
という問題も発生する。

【０００４】このような問題を解消するため、耐熱性や
加工安定性に優れた油剤、例えば、エチレンオキサイド
やプロピレンオキサイドなどを付加した高分子量のポリ
エーテルを主成分とする油剤を用いる方法が提案されて
いる（例えば、特開昭４９−３１９９６号公報、特開昭
５０−１５５７９５号公報、特開昭５０−１５５７９６
号公報、特開平４−３４０８８号公報等）。確かに、こ
のようなポリエーテルを主成分とする油剤は、脂肪酸エ
ステル等を主成分とするエステル系油剤に比べると油膜
強度が高いため、単繊維繊度が小さくても毛羽が発生し
難く、また加熱残分が極めて少ないためにヒータースラ
ッジの形成を抑制できる。しかし、静電気発生防止のた
め、これらポリエーテル系油剤に通常併用されている少
量のアニオン化合物は金属塩であるため、熱分解生成物
として金属の酸化物がヒーターガイドに固着堆積する。
この固着量は少ないものの、高速走行する糸が接触する
と毛羽や断糸の原因となるため、特に高速仮撚加工する
場合には、頻繁にヒーターガイドを清掃することが必要
となり、生産効率が大幅に低下するという問題がある。

【０００５】かかる制電剤に起因する問題を解消するた
め、加熱残分の少ないカルボン酸アミン塩を使用した油
剤が提案されている（特開昭４８−８２１９５号公報、
特開平４−３４０８８号公報等）。確かにこれらの油剤
によれば、ヒーターガイドスカムは少なくなるものの、
油膜強度が不充分なため、単繊維繊度が細いハイマルチ
糸条の仮撚加工性は充分であるとは言い難い。例えば前
者で提案されているカルボン酸アミン塩のアミン部分の
アルキル基炭素数は６以下であり、一方後者ではカルボ
ン酸アミン塩はカルボン酸部分の炭素数が６以下である
ため、油膜強度が不充分で、ハイマルチ糸条を加工する
際に毛羽が発生しやすいという問題があった。

【０００６】一方、ベース油剤成分（平滑剤成分）につ
いても、前記に具体的に提案されているポリエーテルは
その分子量が小さいため、油膜強度が未だ不充分で毛羽
が発生しやすい。そこで油膜強度を向上させるために分
子量が７０００〜１２０００といった高分子量のポリエ
ーテルを配合した油剤も提案されている（特開平４−３
４０８８号公報）。しかしながら、この様な油剤は粘性
が著しく高くなるために平滑性が低下すると共に、繊維
間摩擦係数（μF/F ）は逆に著しく低下して油剤処理後
の未延伸糸を巻取ることが困難になるという問題があ
る。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記従来技
術を鑑みなされたもので、その目的とするところは、単
繊維繊度が細い合成繊維未延伸マルチフィラメント糸を
高速度で摩擦仮撚加工しても毛羽や断糸の発生がなく、
しかも高温のヒーターガイド上にスラッジが蓄積し難
く、走行糸の糸ゆれも起こり難い安定した加工性が得ら
れる延伸仮撚加工方法を提供することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明らは、前記目的を
達成するために鋭意検討した結果、特定のポリエーテル
とカルボン酸アミン塩（又は第４級アンモニウム塩）を
含有する油剤を未延伸マルチフィラメント糸に付与し、
これを高温の非接触ヒーターを用いて延伸仮撚加工すれ
ば、単繊維繊度が細いハイマルチ糸条であっても安定に
加工できることを見出し、本発明に到着した。

【０００９】すなわち、本発明によれば、単繊維繊度が
２デニール以下の合成繊維未延伸マルチフィラメント糸
を、雰囲気温度３５０〜８００℃の非接触ヒーターを用
いて延伸仮撚加工するに際し、予め該合成繊維未延伸マ
ルチフィラメント糸に、下記（Ａ）及び（Ｂ）成分を必
須成分として含有し、且つ浸透性が１秒以下で灰分が
０．１重量％以下である油剤を０．１〜１．０重量％付
与せしめることを特徴とする合成繊維の延伸仮撚加工方
法が提供される。

【００１０】（Ａ）プロピレンオキサイド（ＰＯ）とエ
チレンオキサイド（ＥＯ）との共重合体であって、平均
分子量が５０００〜７０００、ＰＯ／ＥＯ共重合重量比
が４０／６０〜２０／８０であるポリオキシアルキレン
グリコール共重合体２０〜５０重量％。 （Ｂ）炭素数が８〜１４のモノカルボン酸と炭素数が６
〜１４のアルキル基を有するアミンとの塩又は第４級ア
ンモニウム塩３〜１０重量％。

【００１１】

【発明の実施の形態】本発明で用いられる未延伸マルチ
フィラメント糸に予め付与されている油剤中の（Ａ）成
分は、糸表面にある油膜を強化して糸表面を保護し、単
繊維繊度が２デニール以下の細デニール糸を高速仮撚加
工しても毛羽発生を防止するもので、平均分子量が５０
００〜７０００、プロピレンオキサイドとエチレンオキ
サイドの共重合重量比が４０／６０〜２０／８０である
ランダムあるいは、ブロック型のポリオキシアルキレン
グリコール共重合体であって、その油剤中の含有量は２
０〜５０重量％である必要がある。ポリオキシアルキレ
ングリコール共重合体の平均分子量が５０００未満ある
いはエチレンオキサイドの共重合重量比が６０重量％未
満の場合には、仮撚加工時の毛羽発生防止効果が不充分
となり、一方、平均分子量が７０００を越えると繊維間
摩擦係数（μF/F ）が低下するため、油剤処理して未延
伸糸を巻取る際の工程安定性が低下する。また、エチレ
ンオキサイドの共重合重量比が８０重量％を越える場合
には、延伸仮撚加工で使用されるウレタンディスクのゴ
ム膨潤性が悪化しやすいので好ましくない。

【００１２】かかるポリオキシアルキレングリコール共
重合体は、従来公知の方法によりエチレンオキサイドと
プロピレンオキサイドとを共重合して得られるが、通常
はアルキレンオキサイドと反応できるような活性水素を
少なくとも１ケ以上持つ化合物に、所望量のエチレンオ
キサイド及びプロピレンオキサイドを付加重合すること
により製造される。ここで、活性水素を有する化合物と
しては、１個以上の水酸基を有するアルコール類やフェ
ノール類、１個以上のカルボキシル基を有する塩基酸
類、１個以上のＳＨ基を有するチオアルコールやチオフ
ェノールをあげることができる。もちろん、ポリオキシ
アルキレングコール共重合体の片末端あるいは両末端は
アルキル基、アシル基などで封鎖されていてもよく、こ
の末端基の種類によって本発明は何ら制限されるもので
はない。

【００１３】かかるポリオキシアルキレングリコール共
重合体の油剤中における含有量は、２０〜５０重量％の
範囲内にあることが必要であり、２０重量％未満の場合
には仮撚加工時の毛羽発生防止の効果が不足し、一方５
０重量％を越える場合には油剤の粘度が上がりすぎて平
滑性が不足し、やはり毛羽発生が増大するので好ましく
ない。

【００１４】また、油剤中に含有する（Ｂ）成分は、上
記（Ａ）成分と併用することにより相乗的に制電効果を
発揮し、しかも加熱残分が極めて少なく且つ加工時の糸
揺れも抑制するもので、炭素数が８〜１４のモノカルボ
ン酸と炭素数が６〜１４のアルキル基を有するアミンと
の塩又は第４級アンモニウム塩であって、その油剤中の
含有量が３〜１０重量％の範囲内であることが必要であ
る。特に前記（Ａ）成分の割合が３０重量％以下の場合
には、５重量％以上であることが望ましい。またモノカ
ルボン酸の炭素数又はアミンのアルキル基の炭素数が前
記範囲を越える場合には制電性が低下し、一方これらが
前記範囲未満の場合には油膜強度が低下して毛羽発生抑
制効果が不充分となるので好ましくない。

【００１５】かかるカルボン酸アミン塩（又はアンモニ
ウム塩）のモノカルボン酸としては、例えばカプリル
酸、カプリン酸、ラウリン酸、ミリスチン酸などが挙げ
られる。またアミンとしては、例えばヘキシルアミン、
オクチルアミン、ドデシルアミン、ジヘキシルアミン、
ジオクチルアミン、ジドデシルアミン、ジメチルオクチ
ルアミン、ジヒドロキシエチルヘキシルアミンなどのア
ルキルアミン、及びエチレンオキサイド２モル付加のラ
ウリルアミンなどのアルキルアミンのエチレンオキサイ
ド付加物などが挙げられる。また第４級アンモニウム塩
としては、例えばトリメチルオクチルアンモニウム、ト
リメチルラウリルアンモニウムなどが挙げられる。なお
本発明の処理剤は、アミン塩又はアンモニウム塩自体を
配合しても、その前駆体であるモノカルボン酸とアミン
又は第４級アンモニウム化合物とを別々に配合してから
塩としてもよい。中和度は特に限定する必要はないが、
５０〜９０％の範囲が適当である。

【００１６】かかるモノカルボン酸アミン塩又は第４級
アンモニウム塩の油剤中における含有量は、前記のよう
に３〜１０重量％、好ましくは４〜７重量％の範囲内に
あることが必要である。この含有量が３重量％未満にな
ると静電気防止効果が不十分となり、一方１０重量％を
越えると油剤の平滑性が低下して仮撚加工時に毛羽・断
糸が発生しやすくなるため好ましくない。

【００１７】上記のモノカルボン酸のアミン塩又は第４
級アンモニウム塩と前記オキシアルキレングリコール共
重合体とを混合した本発明で用いられる油剤は、驚くべ
きことに糸条への濡れ性が著しく向上するため、通常の
濡れ向上剤であるアルキルエーテルのＰＯ及び／又はＥ
Ｏ付加物やシリコン系又はフッ素系界面活性剤を併用し
なくてもよいといった特徴を有している。何故本発明の
油剤が濡れ性に優れているかは定かではないが、平滑剤
として脂肪酸エステルや鉱物油を用いた通常のエマルジ
ョン系油剤に比べてミセルの形成が異なり、ミセル界面
上にモノカルボン酸のアミン塩や第４級アンモニウム塩
が多く存在して親水性が向上するためと推定される。

【００１８】本発明で用いる油剤は、以上に述べた成分
を必須の成分として含有することに加えて、下記方法で
測定した水浸透性が１秒以下で、且つ灰分が０．１重量
以下である必要がある。

【００１９】水浸透性 １２５デニール／７２フィラメントのハイマルチフィラ
メントノーオイル糸を、張力２．５ｇをかけながらロー
ラー径３ｃｍのローラーに約３ｇ巻き取ってリング状の
サンプルを作成する。次いで該サンプルを濃度１％の油
剤エマルジョン液中に落下させた時、該サンプルが完全
に水中に没するまでの秒数を測定する。この測定値が１
秒を越える場合には、油剤を未延伸マルチフィラメント
糸に均一に付着させることが困難となる。

【００２０】灰分 油剤を純分換算で約５ｇルツボに採取し、１００℃の熱
風乾燥機で２時間乾燥後精秤する。次いで電気炉内（５
００℃）で２時間処理した後秤量し、この時の加熱残分
率を灰分とする。この灰分が０．１重要％を越える場合
には、ヒーターガイド内にスカムが堆積して仮撚加工安
定性が不良となる。

【００２１】なお、本発明で用いられる上述の油剤に
は、浸透性や灰分の要件を満足する範囲内であれば、従
来使用されている上記以外のエステル系、エーテルエス
テル系或いはポリエーテル系の平滑剤や非イオン系、ア
ニオン系或いはカチオン系の界面活性剤、さらには酸化
防止剤等の各種添加剤を配合していてもよい。

【００２２】以上に述べた油剤を、延伸仮撚加工するに
先立って予め付与する合成繊維未延伸マルチフィラメン
ト糸は、単繊維繊度が２デニール以下、好ましくは１．
２〜０．１デニールの範囲内であればいかなるポリマー
からなるものであってもよいが、ポリエチレンテレフタ
レート系ポリエステル繊維が特に好ましい。

【００２３】延伸仮撚加工するに先立って油剤を予め合
成繊維未延伸マルチフィラメント糸に付与する方法とし
ては、従来公知の任意の方法を採用することができる
が、通常は油剤成分を３〜２０重量％含有する水性エマ
ルジョンとして付与するのが簡便で好ましい。例えば油
剤水性エマルジョンを、オイリングローラー方式、ノズ
ル方式等で付与する方法が採用される。油剤の付着量
は、繊維重量を基準として油剤純分で０．１〜１．０重
量％、好ましくは０．２〜０．７重量％、特に好ましく
は０．３〜０．５重量％の範囲とする必要がある。油剤
付着量が０．１重量％未満では充分な平滑性を得ること
ができず、一方１．０重量％を越える場合にはヒーター
スラッジが増加するので好ましくない。

【００２４】本発明においては、上述のごとくして予め
油剤が付与された未延伸フィラメント糸を、第１ヒータ
ー雰囲気温度が３５０〜８００℃の非接触ヒーターであ
る延伸仮撚加工機を用いて加工する。なお、さらに第２
ヒーターを用い、第１ヒーターで熱セットされた高捲縮
糸のトルクを低下させて低捲縮性低トルクにする、ツー
ヒーター仮撚加工機であってもよい。この場合第２ヒー
ターは接触式、非接触式のいずれでもよいが、非接触式
の方が好ましく、その場合には雰囲気温度は２００〜６
００℃の範囲が適当である。

【００２５】第１ヒーターの長さは７０〜１３０ｃｍの
範囲が適当であり、この範囲未満では加工速度を下げな
いと熱処理時間が短くなりすぎて捲縮率が上がらず、得
られる加工糸の強度も低下する傾向にある。また第１ヒ
ーター雰囲気温度は３５０〜８００℃の範囲とする必要
があるが、これは３５０℃未満ではガイドに溶融ポリマ
ーが付着して再糸掛けが難しくなるという問題が発生す
るためであり、一方８００℃を越えるとヒーターの耐熱
性及びエネルギーコストの面で問題を生じるためであ
る。

【００２６】さらに第１ヒーターによる熱処理時間は、
０．０３〜０．０８秒、好ましくは０．０４〜０．０６
秒の範囲が適当である。熱処理時間が０．０３秒未満で
は十分な仮撚効果が得難く、一方０．０８秒を越える場
合には染色時に淡染となり易くまた染め斑も発生し易く
なる。

【００２７】加工後の繊度は２０〜１５０デニールの範
囲が適当であり、この範囲を越える場合には熱処理効果
が低下して加工速度の低下が必要となり、本発明の目的
とする高速仮撚加工が困難となる。一方、２０デニール
未満では熱処理効果が大きすぎて、未解撚が発生し易く
なる。

【００２８】加工速度は、加工後の繊度が２０〜１５０
デニールとなるようにすることによって、１０００ｍ／
分以上の高速度にしても、安定して延伸仮撚加工が可能
となる（なお、仮撚具はフリクションディスクでウレタ
ンゴム、セラミックコーティングのディスク等が適当で
ある）。

【００２９】

【実施例】以下、実施例により本発明をさらに具体的に
説明する。なお実施例における各評価項目は、下記表１
に記載の方法にしたがった。

【００３０】

【表１】

【００３１】固有粘度が０．６２０のポリエチレンテレ
フタレートを紡糸速度３４００ｍ／分にて溶融紡糸し、
表２記載の油剤を濃度１０重量％のエマルジョンとし
て、繊維重量を基準として油剤有効成分付着量が０．３
５重量％となるようにオイリングローラを介して付与し
て未延伸ポリエステルマルチフィラメント糸（１０８デ
ニール／７２フィラメント）を得た。この未延伸糸を、
１０００ｍ／分の加工速度、加工延伸倍率１．５７倍、
非接触式第１ヒーター設定温度５５０℃、非接触式第２
ヒーター設定温度３００℃にて、ウレタンディスクを使
用して、延伸同時仮撚加工を２４０時間連続実施した。
その時の結果を表２に示す。

【００３２】

【表２】

【００３３】

【発明の効果】以上に詳述したように本発明の方法によ
れば、未延伸マルチフィラメント糸に予め付与している
油剤は、分子量５０００〜７０００のエチレンオキサイ
ドリッチなＰＯ／ＥＯ共重合ポリエーテルが２０〜５０
重量％含有しているので繊維表面に形成される油膜の強
度が向上し、また特定のモノカルボン酸のアミン塩又は
第４級アンモニウム塩を３〜１０重量％含有しているの
で該油剤は未延伸マルチフィラメント糸への均一付着が
可能となり、しかも該塩は熱揮散可能な制電剤でもある
のでヒーターガイドのスラッジ蓄積もなく、これらの効
果が相俟って、高温雰囲気下における非接触ヒーターに
よる安定した高速延伸仮撚加工が可能となる。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 単繊維繊度が２デニール以下の合成繊維
   未延伸マルチフィラメント糸を、雰囲気温度３５０〜８
   ００℃の非接触ヒーターを用いて延伸仮撚加工するに際
   し、予め該合成繊維未延伸マルチフィラメント糸に、下
   記（Ａ）及び（Ｂ）成分を必須成分として含有し、且つ
   浸透性が１秒以下で灰分が０．１重量％以下である油剤
   を０．１〜１．０重量％付与せしめることを特徴とする
   合成繊維の延伸仮撚加工方法。 （Ａ）プロピレンオキサイド（ＰＯ）とエチレンオキサ
   イド（ＥＯ）との共重合体であって、平均分子量が５０
   ００〜７０００、ＰＯ／ＥＯ共重合重量比が４０／６０
   〜２０／８０であるポリオキシアルキレングリコール共
   重合体２０〜５０重量％。 （Ｂ）炭素数が８〜１４のモノカルボン酸と炭素数が６
   〜１４のアルキル基を有するアミンとの塩又は第４級ア
   ンモニウム塩３〜１０重量％。