JPS5916027B2 - 熱可塑性合成繊維の製造方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、熱可塑性合成繊維、特にポリエチレンテレフ
タレート及びポリヘキサメチレンアジパミド繊維の製造
方法に関するものである。

熱可塑性合成重合体を溶融紡糸して繊維とする一連の過
程の中に、繊維表面に油剤を付与する工程がある。

従来、この工程に使用される油剤として種々のものがあ
るが、公知の油剤を前記の繊維表面に付与すると、油剤
付与工程以降の工程である熱延伸および熱処理工程で、
油剤組成物が蒸発または分解して、いわゆる、発煙を生
ずる。

特に、ポリエチレンテレフタレートやポリヘキサメチレ
ンアジパミド繊維のように、高温かつ乾式で熱延伸され
る繊維の熱処理工程において顕著に発煙を生ずる。

発煙が生ずると、その工程の空気を汚染して作業環境を
悪化させ、作業者ののどや目に異常を与えるばかりでな
く、汚染された空気が工場外に出て周囲の住民に迷惑を
かけることにもなり、環境問題のクローズアップにつれ
て、従来にも増してこの発煙を防止する技術が強く要求
されてきている。

そこで、近年発煙の発生しないある種の油剤組成物が提
案され、相応の効果をあげてはいるが、それが付着され
た繊維の表面平滑性が良好にならす、それがため延伸時
に糸切れが起こり、更にその繊維がゴム補強材として使
用された場合、その繊維とゴムとの間の接着性も低下す
る。

そこで、本発明者らがこの問題につき検討を加えたとこ
ろ、紡糸油剤中に以下に記す特定化合物を特定割合配合
することにより、この発煙の問題が大巾に改善されるこ
とが判明し、本発明をなすに至った。

従って、本発明の目的は、熱可塑性合成繊維が、加熱延
伸、熱処理などにより加熱される時の発煙を、前記繊維
の平滑性、及びゴムとの接着性の両性質を低下させるこ
となく防止することにある。

特に前記の接着性の経口安定性をはかると共に発煙を防
止することにある。

上記の目的は、熱可塑性合成繊維を乾式熱延伸、熱処理
をするに当って、前記繊維の表面に、■ チオジプロピ
オン酸と炭素原子数１２〜１８の１価アルコールとのジ
エステルからなる平滑剤と、 （Ｂ） 高級脂肪酸、多価アルコール及びポリアルキ
レングリコール成分との３者の反応生成物からなる乳化
剤、 とを含有する組成物であって、かつ前記の平滑剤（５）
と乳化剤（Ｂ）との組成比（Ａ／Ｂ）が、４／１〜２／
３である油剤組成物を付与することによって達成される
。

こトで、ポリアルキレングリコール成分とは前記乳化剤
を製造するとき、例えば多価アルコールにエチレンオキ
サイドを付加させたり又は多価アルコールの高級脂肪酸
エステルにエチレンオキサイドを付加させて乳化剤をつ
くるとき結果的に前記乳化剤中に＋（ＣＲ）ｎ Ｏ−）
ｍ（Ｒ：ＨあるいはＣ３以下のアルキル基）鎖を生成結
合せしめ得る成分のすべてを意味する。

更に具体的に本発明法を詳述する。

まず本発明で対象となる繊維は、ポリエチレンテレフタ
レート、ポリヘキサメチレンアジパミド、ポリカプロア
ミド等の熱可塑性合成繊維であるが、特に前２者が好ま
しい繊維であり、２００°Ｃ以上の温度で製糸する繊維
に有効である。

次に、平滑剤として用いられるチオジプロピオン酸と、
炭素原子数１２〜１８の１価アルコールとのジエステル
における１価アルコールとしては、好ましくは、ステア
リルアルコールやオレインアルコールのごとき飽和また
は不飽和の１価アルコールがある。

また、乳化剤としては、次の２種の化合物から選ばれる
、高級脂肪酸、ポリアルキレングリコール及び３価以上
の多価アルコールとの反応物が用いられる。

その１種は、高級脂肪酸と、多価アルコール−ポリアル
キレングリコール縮合物とのエステルである。

この場合高級脂肪酸としては、例えばラウリン酸、パル
ミチン酸、ステアリン酸、セロチン酸等の炭素原子数１
２〜２６の飽和脂肪酸、オレイン酸、エライジン酸、リ
ノール酸、リルン酸等の炭素原子数１８〜２２の不飽和
脂肪酸、ドデカン酸、オクタデカン酸等の飽和脂肪族ジ
カルボン酸が使用される。

多価アルコールとしては、好ましくは３価以上のグリセ
リン、モノアルキルグリセリン、１，２．３−ブタント
リオール、１，２，３−ペンタントリオール、ジアルキ
ル置換グリセリン、トリアルキル置換グリセリン、エリ
ドリフト、ペンタエリドリフト、アトニット、キシリッ
ト、ソルビット、マンニット等が用いられる。

ポリアルキレングリコールとしてはポリエチレングリコ
ールが好ましく用いられるが、その他のアルキレングリ
コールでもよく、また併用してもよい。

ポリアルキレングリコールの繰返し単位が５〜６０、好
ましくは１０〜４５のものが用いられる。

前記のエステルをつくるには、まず多価アルコールとポ
リアルキレングリコールとの縮合物をつくる。

例えば、多価アルコールにアルキレンオキサイドを作用
せしめる。

次いで、前記縮合物と高級脂肪酸とを反応させてエステ
ルとするのである。

この場合部分エステルとしてもよい。

本発明の対象となる他のエステルも上記方法に準じて製
造される。

即ち、高級脂肪酸と多価アルコールとの部分エステルと
アルキレンオキサイドとの縮合物、及び／又はエステル
とする。

後者のエステルをつくるには、例えば脂肪族ジカルボン
酸を使用する。

従って、いずれの化合物も高級脂肪酸、多価アルコール
及びポリアルキレンゲルコールとが結合した化合物であ
り、アルキレンオキサイドが好ましくは１０〜４５モル
付加したものとする。

なお、アルキレンオキサイドのモル数が上記のように限
定されるのは、次の理由による。

即ち、アルキレンオキサイド付加モル数が１０モル未満
の化合物を用いるのでは発煙性を改善することが困難で
あるばかりでなく、加熱体の汚れが多く、延伸糸の糸切
れも多発し、しかも、合成繊維に接着処理をする、例え
ばタイヤコードの如き用途では、接着処理後の強力低下
が大きくなるという欠点も生じるのでなおさら好ましく
ない。

一方、アルキレンオキサイド付加モル数が４５モルを越
える化合物を用いるのでは加熱体の汚れが多く、延伸時
の糸切れが多発し、製糸時の摩擦が高くなりすぎ、しか
も油剤組成物自体の乳化安定性が悪化するため好ましく
ない。

次に、上記の平滑剛固と乳化剤（Ｂ）とを混合する。

この場合、上記囚と（Ｂ）との混合（重量）割合は、（
Ａ）／（Ｂ）＝ ４ ／ １〜２／３であることが必要
である。

囚成分の量が少なすぎると、発煙性を十分に改善するこ
とが困難であるばかりでなく、製糸時の摩擦が大きくな
りすぎ、延伸時の糸切れが多発しやすい。

一方、囚成分の量が多すぎると、油剤組成物自体の乳化
安定性が極端に悪くて分離しやすく、油剤を均一に長時
間付与することが困難であるので、延伸時に糸切れが繁
発し、しかも合成繊維に接着処理をする、例えばタイヤ
コードの如き用途では接着処理後の強力低下が大きくな
り好ましくない。

また、本発明で用いる油剤組成物を水エマルジョンの状
態で付与する場合には、（Ａ）／−：Ｂ）の割合を７／
３〜２／３で用いることが、乳化安定性の点から好まし
い。

本発明法で用いられる油剤組成物には、更に他の成分を
発煙防止効果を阻害しない範囲で必要に応じて配合して
もよい。

例えば、分子量７００〜２０００の高級アルコールエチ
レンオキサイド・プロピレンオキサイド付加物を１０重
量％以下配合し、製糸時の摩擦低下、延伸時の糸切れ減
少、油剤組成物の粘度低下を図ってもよい。

また、帯飯防止剤を５重量％以下配合し、製糸時の糸割
れ防止を図ってもよい。

さらに、別の配合成分としては、いわゆる界面活性剤な
どがあげられる。

これら、（Ａ）（Ｂ）以外の成分は油剤組成物に対する
重量の割合として３０重量％以下であることが好ましい
。

本発明における油剤組成物の合成繊維への付与は、紡糸
した後の任意の段階で通常の手段により行なえばよい。

例えば、延伸時あるいはその後の糸条に、水エマルジョ
ンなどの含水油剤の状態で、また、水を本質的に含まな
い非含水油剤の状態で油剤ローラ等により付与すること
ができる。

特に、延伸する前の未延伸糸条に付与することが、延伸
性を向上させ延伸時の発煙を防止する上から好ましい。

本発明法により油剤組成物を付与して合成繊維を製造す
ると、加熱延伸熱処理時のように加熱した時の発煙が著
しく減少し、作業環境の悪化などの発煙に併なう問題点
を十分に改善することができるという優れた効果を奏す
る。

しかも、本発明法によって発煙防止を図れば、製造途上
の加熱体の汚染もなく、延伸時の糸切れも少なく、油剤
組成物の乳化安定性も良好であるなど、他の面で欠点を
生じることなく行なうことができる。

以下、本発明を実施例により説明する。

実施例１〜４、比較例１〜５ １５００デニール、２８８フイラメントのポリエチレン
テレフタレートフィラメント糸を通常の方法で紡糸し、
第１表に示せ組成の１５％水工水エマルジョン剤を油剤
ローラにより付与した後、２３０℃で延伸率５．５倍に
ホットローラ、ホットプレートを用い延伸した。

繊維に対する油剤付着量は１０％であった。

延伸時のホットローラ、ホットプレートでの発煙性、ホ
ットローラ、ホットプレートの汚れ状態延伸性（延伸時
の糸切れ回数）と、油剤組成物の乳化安定性を次の基準
により測定し、第１表に示した。

発煙性： 延伸時のホットローラ、ホットプレートにおける発煙状
態を肉眼観察し、 ◎： 発煙がない ○： 〃 はとんどない ×：〃 多い により示した。

ホットリーラ、ホットプレートの汚れ： 汚れが多くなり糸切れが下記延伸性でいうと同じ基準で
４回／トンとなり糸切れが多発するまでの時間により示
した。

延伸性： ポリマの重量で１トン分のポリエチレンテレフタレート
フィラメントを延伸する間に発生した延伸時糸切れ回数
により示した。

油剤組成物の乳化安定性： ５０℃で水エマルジヨン型油剤に調整した後３日間常温
で静置した後の乳化安定性を、 ◎：きわめて良好 ○：良好 ×：分離を生じた により示した。

接着性： １５００Ｄ／２、下撚数１０Ｔ／１０ｃＩｆＬ、上撚数
４０Ｔ／１０ｃＩｆＬの未処理コードをＰＥＸＵＬ（１
，Ｃ，１，商品名）／ラテックス系の接着剤で処理およ
びヒートセットを行ないゴムに対する引抜・き接着力を
評価した。

第１表に示したように、本発明に係る炭素数１２〜１８
の１価アルコールから得られたチオジプロピオン酸ジエ
ステルを配合した油剤組成物は発煙がほとんどなく、ホ
ットローラ、ホットプレートの汚れも少なく、延伸性、
油剤の乳化安定性に優れていた。

これに対し、炭素数１２未満の１価アルコールから得ら
れたジエステルを配合すると発煙が多くて問題であった
。

また、炭素数１９以上の１価アルコールから得られたジ
エステルを配合するとホットローラ等の汚れが多く、延
伸性、油剤の乳化安定性が悪かった。

さらにまた、従来のジオールの高級脂肪酸ジエステルを
配合した油剤は発煙性、延伸性が悪く不適当であった。

実施例５〜７、比較例６〜１０ 水エマルジヨン型油剤の組成を第２表に示す如く変更し
た以外は、実施例１〜４と同様にポリエチレンテレフタ
レートフィラメント糸を紡糸、油剤付与、延伸を行ない
、実施例１と同様に評価した。

第２表に示したように、本発明に係る多価アルコール、
エチレンオキサイドおよび高級脂肪酸との反応縮合物を
配合した油剤組成物は発煙がなく、ホットローラ・ホッ
トプレートの汚れも少なく、良好に延伸することができ
た。

これに対し、高級１価アルコールＥＯあるいはＥＯＰＯ
付加物等を、代わりに配合した油剤組成物は発煙性、ホ
ットローラ等の汚れが多く、延伸性も不良であった。

また、多価アルコールエチレンオキサイドおよび高級脂
肪酸との反応縮合物の配合量の少なすぎる油剤組成物も
同様に不良であった。

実施例８〜１１、比較例１２〜１３ １２６０デニール、２０４フイラメントのナイロン６フ
ィラメント糸を通常の方法で紡糸し、第３表の示す組成
の１５％水工水エマルジョン剤を油剤ローラにより付与
した後、２００°Ｃで延伸率５倍にホットローラ、ホッ
トプレートを用い延伸した。

繊維に対する油剤付着量は１．０％であった。

延伸時の特性等を、実施例１と同様に評価した。

第３表に示したようにチオジプロピオン酸とオレイルア
ルコールとのジエステル囚とソルビタンのパルミチン酸
モノエステルエチレンオキサイド付加物（Ｂ）との配合
比（Ａ／Ｂ ’）が１／４〜２／３範囲以外の油剤組成
物では、延伸性が不良であった。

比較例 １４ 平滑剤としてチオジプロピオン酸とオレイルアルコール
とのジエステルを用い、これを乳化剤を用いずに１００
％の非含水状態で、実施例１〜４と同様にポリエチレン
テレフタレート糸に付与する際の発煙性と延伸性を評価
した結果、発煙は極めて多く、延伸性も悪化して糸義れ
回数が８．５回／トンと大幅に増加した。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 熱可塑性合成繊維を製造する際に乾式熱延伸または
   、熱処理を施すに当って、前記繊維の表面に、 囚 チオジプロピオン酸と炭素原子数１２〜１８の１価
   アルコールとのジエステルからなる平滑剤と、 （Ｂ） 高級脂肪酸、多価アルコール及びポリアルキ
   レングリコール成分との３者の反応性成物からなる乳化
   剤、 とを含有する組成物であって、かつ前記の平滑剤（５）
   と乳化剤（Ｂ）との組成比（Ａ／Ｂ）が４／１〜２／３
   である油剤組成物を付与することを特徴とする熱可塑性
   合成繊維の製造方法。