JPS60224867A - ポリエステル繊維用紡績油剤 - 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］ 本発明は高速紡績工程に適したポリエステル繊維用紡績
油剤に関するもので、更に詳しくはポリエステル−綿−
ポリエステル−レーヨン、ポリエステル−毛、ポリエス
テル−麻等の混紡及びポリエステル１００％での紡績に
使用されるポリエステル繊維に付与する油剤に関するも
のである。

［従来技術］ 近年、合成繊維などの紡績業界においては、加工コスト
の低減のために省力化への対応が急がれ、高速紡績に適
した紡績油剤が望まれているが、これまで充分満足でき
る紡績油剤、は未だ出現していない。一方、合成繊維は
木綿やウールに比較して滑らかな表面を有しているため
に従来用いられてきた油剤では紡績工程をうまく通過せ
ず、カード工程でのシリンダー巻付き、あるいは線条ロ
ーラーへの巻付きなどが起りやすく、とくに昨今のよう
に省エネルギーという時代的背景において温調条件の緩
和などという問題から温調条件や環境変化に鈍感な紡績
油剤が強く望まれている。

一般にこれまでよく知られた合成繊維等の紡績油剤は平
滑性と帯電防止性を兼ねそなえたような配合油剤を用い
るのが普通である。そして、平滑性の成分としては、動
植物油、鉱物油、脂肪酸エステル系化合物、または脂肪
族の高級アルコールあるいは多価アルコールの脂肪酸エ
ステルの酸化エチレン、酸化プロピレンあるいは両者の
付加物からなる非イオン活性剤が用いられ、一方、帯電
防止剤としてはアルキルスルホネート、アルキルサルフ
ェート、アルキルアミン、−酸化エチレン付加物、第４
級アンモニウム塩のようなカチオン活性剤あるいはアル
キルベタイン型の両性活性剤が用いられる。そして普通
はこれらの成分が組合わされて紡績油剤として使用され
るわけである。

しかし、一般に非イオン活性剤や動植物油９ｗＬ物油ま
たは脂肪酸エステル類などの単独あるいは配合系では主
として繊維−繊維間の摩擦を大きくし、集束性を＾める
ことはよく知られているが、紡績における開繊工程や線
条工程などにおいてゴムロールやメタルロールなどの上
に粘着物が付着し、さらに油剤の粘着性のためにローラ
ー巻付きの原因になったり、さらによくないことには訓
電性を悪化させて紡績工程のトラブルを増大させる。一
方、アニオン活性剤は一般にアルカリ金属塩として用い
られ、制電性の良好なものが多いが、温湿度変化に対し
てその正常の変化が非常に大きく、低湿側では油剤その
ものの粘着性が小さいためにローラー巻付きが少ないが
高湿側で急激にローラー巻付きを増加し、紡績トラブル
となることがよく知られている。またカチオン活性剤は
一般に訓電性がすぐれ、低湿度でもすぐれた訓電性をｂ
することが知られているが、吸湿性が大きいために湿度
変化による影響を受け易く、高湿になるとローラー巻付
きを生じる。

両性活性剤は訓電性が優れ低湿側でもすぐれた制電性を
もつが、カチオン活性剤と同様に吸湿性が大きいために
ローラー巻付きを生じたり、加熱によってｍ雑が黄変し
たりする欠点が知られている。

一方、紡績性が比較的良好なものとして、アルキルホス
フェート塩が用いられるようになった。

このアルキルホスフェートは通常アルカリ金属塩（特に
カリウム塩）として使用され、高い制電性能、適度な平
滑性、優れた極圧作用を有し、又狭い範囲内の温湿度条
件下においてはローラー捲付が小さい等の長所をもつこ
とが良く知られていることから、最近、紡績油剤の重要
なコンポーネントとなりつつある。しかしながら、アル
キルホスフェート塩は、このような長所をもつ反面、低
湿度における訓電性がやや不充分であり、また繊維の集
束性が良くないこと、更に他のアニオン界面活性剤と同
じように高湿側でその性状の変化が大きく粘着性が大き
くなって紡績工程での捲付を増大させたりするという欠
点も同時にもっている。

そのため、アルキルホスフェート塩のこれら長所を活か
しつつ、同時にこれら欠点が改良された紡績油剤が強く
望まれ、この目的に沿つ１＝改良の試みは、アルキルホ
スフェート自体及びアルキルホスフェート塩を含む油剤
組成双方から追求されてきた。

アルキルホスフェート塩自体の改良技術としては、例え
ばポリオキシエチレンが付加された側鎖を有する合成ア
ルコールから合成されたアルキルホスフェート（特公昭
５０−３０１９９号公報参照）。

アルキル基の平均炭素数が１２〜１５でアルキル基中の
ノルマン含有率が６０〜９０％であるアルキルボスフェ
ート金属塩（特公昭５２−３１９９９号公報参照）。

メチル分解されたアルキルホスフェート塩（特開昭５０
−１９５号公報参照）あるいは、ジエステルよりもモノ
エステルアルカリ金属塩を多く含むアルキルホスフェー
ト塩（特公昭４２−１１４８０号公報参照）等が知られ
ている。しかし、これら開示技術のアルキルホスフェー
ト塩類においては、訓電性能あるいは繊維の集束性等は
改良されるが、反面、粘着が増大したり、あるいは紡績
工程上のスカムが著しく過大になったりする欠点が同時
により増幅される結果となり、その改良程度は未だ不充
分である。このようにアルキルホスフェート塩自体の改
良のみでは、高度な性能が要求される最近の紡績事情に
対応できる紡績油剤を得ることは現在の所、困難と考え
られる。

そこで、従来公知のアルキルホスフェート塩又は改良さ
れたアルキルホスフェート塩に他の界面活性剤等を併用
した配合油剤技術による改良化の試みがなされてきた。

この技術は、配合内容や組成にもよるが、界面活性剤な
ど併用される他成分によって、アルキルホスフェート塩
の欠点をおきなうことができるため、アルキルホスフェ
ート自体のみの改良方法よりも一般的にすぐれている。

この種の開示された公知技術としては例えば次のような
ものがある。

特開昭５５−１４２７６９号公報では、Ｎ−アシルサン
コシン酸塩とホスフェート系界面活性剤とを併用する油
剤、前記の特公昭５２−３１９９９号公報では、アルキ
ル基の平均炭素数が１２〜１５でアルキル基中のノルマ
ン含有率が６０〜９０％であるアルキルホスフェート塩
を主成分とする油剤、特開昭４８−３３１９３号公報で
は、アルキルホスフェートカリウム塩４０〜６０重量％
にポリオキシアルキレンエーテル又はポリオキシアルキ
レンエステル２０〜４０重量％と脂肪酸エステル１０〜
３０重量％などを配合した油剤が提案されている。

一方、本発明者等は、同様の改良技術として、平均炭素
数８〜１６のフルキルボスフェートアルカリ金属塩５５
重量％以上にポリオキシエチレンを５〜２０モル付加し
たアルキルアミン塩を配合した油剤（特開昭５４−１５
６８９３号公報参照、平均炭素数８〜１６のアルキルホ
スフェートアルカリ金属塩とプロピレンオキシドとエチ
レンオキシドとのランダム共重合体（分子［１１０００
〜４０００　）ポリエーテルとを含み、該ポリエーテル
が油剤成分中に１０〜４５重量％配合された油剤（特開
昭５４−、１３８６９４号公報参照、セチルホスフェー
トカリウムを５０重量％を越えて含有し■つアルキル基
の平均炭素数が１４．５〜１１．５であるアルキルホス
フェートカリウム７０〜９５重量％と、分子１１５００
〜１５００のポリエチレングリコールのシアルキレート
５〜３０重量％とよりなる油剤（特開昭５８−６５０７
０号公報参照）を提案している。これらの提案による油
剤においては、従来の油剤に比べて紡績性は改良されて
いるが、高温高湿条件下におけるローラー捲付や、紡績
工程におけるスカムあるいはその他工程トラブル等を各
々にわたって完全に満足すべき水準にまで減少するには
至っていないことが判明した。

［発明の目的］ 本発明の目的とする所は、ＩＩＡＨの損傷やオリゴマー
の脱落等による紡績スカムを減少させるとともに、繊維
の集束性、帯電防止性を向上させ、同時に、温湿度の変
化によってローラー捲付が増大する傾向、特に高温高湿
時のローラー捲付を減少させて紡績工程でのトラブルを
極低域させるポリエステル繊維用紡績油剤を提供せんと
するも゛のである。

［発明の構成］ 本発明によれば、直鎖あるいは分岐鎖を有するアルキル
基の平均炭素数が１８〜２０で、燐酸化度が０．６〜１
．０．酸価が１０〜４０の範囲のアルキル燐酸エステル
のカリウム塩（Ａ成分）を５０〜９０％（重量）と一般
式（Ｉ）゛ で示されるアルキルアミン類あるいは置換アルキルアミ
ン類にエチレンオキシドを５〜１５モル付加した化合物
の１１１酸中和物（Ｂ成分）を１０〜５０％（重量）配
合してなるポリエステル繊維用紡績油剤が提供される。

更に、これについて述べると、従来、ポリエステル原綿
用紡績油剤としてのアルキルホスフェート塩を含有する
組成物に使用されるアルキルホスフェート塩は、炭素数
が１２程度の比較的長くないアルキル基を有するもので
多くはラウリルホスフェートカリウムを主成分とするも
のである。一般的にアルキルホスフェート塩においては
、アルキル基の炭素数が長くなる程、吸湿率が減少し、
性状もより向性が強くなる方向に変化し、又、温湿度変
化に対するその性状変化も減少する。これによって紡績
工程においてはスカムが減少し、高温高湿下におけるロ
ーラー捲付や粘着トラブルも少ないという長所がもたら
されるが、同時に吸湿率の低下による制電性の低下、固
状化による集束性やコイリングフオームの悪化という短
所を桿う。

比較的長いアルキルホスフェート塩、例えばステアリル
ホスフェートカリウムは上記した欠点が大きすぎる為、
これまでポリエステル１Ｍ用紡績油剤の主要成分として
使用されなかった。

本発明者等は長鎖アルキルホスフェート塩及びそれに配
合される他の成分について多大の種類及び組合けについ
て鋭意検討した結果、長鎖アルキルホスフェート塩が有
する欠点を解消するとともにその長所も損わないきわめ
て限定された剤及び油剤組成技術の開発に至ったのであ
る。

従って、本発明におけるアルキルホスフェートカリウム
塩におけるアルキル基の平均炭素数は重要であり、該平
均炭素数が１８未満の場合には油剤自体の粘着性が比較
的大きく、又、温湿度変化による性状の変化も大きくな
り、紡績工程におけるスカムやローラー捲付（特に高温
高湿下）が多くなる。

一方、該平均炭素数が２０を超える場合には、制電性及
び原綿の集束性が不足したり、溶液安定性が劣るように
なる。

又、燐酸化度については０．６未満の場合には、紡績性
が全体的に悪化し、１．０を超える場合には原綿の集束
性が不足し、かつ、温湿度変化による性状の変化が大き
くなって、高温高湿下での捲付が増加する。

さらに、酸価も油剤の性能に大きな影響を与え、酸価が
１０未満の場合には紡績スカム、高編高湿時の捲付が増
加し、４０を超えると溶液安定性、制電性が悪化する。

このように、アルキルホスフェート塩の性質、ひいては
それを含有する油剤の紡績性に対する、アルキルホスフ
ェート塩の＊＊化度及び酸価の影響は、アルキル基の炭
素数に劣らず重要であって、燐酸化度及び酸価を適正な
範囲としたアルキルホスフェートｈリウムを使用して始
めて、本発明の目的とする効果が得られる。

なお、本発明において燐酸化度とは公知の燐の定量分析
法に基（燐−モリブデン酸比色法で得られた燐含有（重
量）から、使用したアルコール１モルに対して燐が何モ
ル結合しているかを算出した値を示す。

また酸価は、得られたアルキルホスフェートカリウム塩
１ｇ（純分）を中和するのに要する水酸化カリウムのη
数で表わす。すなわち、酸価Ｏとは完全中和のものであ
り、酸価が高い程、未中和物が多い事を示す。

本発明においては、上記アルキルホスフェートカリウム
塩５０〜９０％（重量）に対し、一般式（Ｉ）Ｒ−ＮＨ
−Ｘ　・・・・・・（Ｉ） で示されるアルキルアミン類あるいは置換アルキルアミ
ン類にエチレンオキシドを５〜１５モル付加した化合物
の燐酸中和物（Ｂ成分）を１０〜５０％（重ｌ）配合す
ることが必要である。該Ｂ成分は、訓電性と原綿の集束
性を向上させる働きをする。

ここで８成分の配合率は１０〜５０％（重量）とする事
が必要で、該配合率が１０％未満の場合にはＢ成分配合
の効果が不充分で集束性、制電性が不足し、５０％を超
える場合には油剤の粘着性、吸湿性が高くなって、スカ
ムやローラー捲付（特に高温高湿下）が増加する。エチ
レンオキシドの付加モル数については、該付加モル数が
少ないと耐熱性が低下し加熱時の減量が多くなって、実
用上問題となるし、エチレンオキシドの付加モル数が多
いと親水性が高くなり、吸湿性、粘着性が大きくなって
スカム、ローラー捲付（特に高温高湿下）が増加するの
で５〜１５モルの範囲のものが好適に用いられる。

Ｂ成分中のアルキル基（一般式＜Ｉ）においてＲがアル
キル基の場合のＲ６その他の場合のＲ’）が小さい場合
、粘着性が大きくなって、スカム。

ローラー捲付が増加し、該アルキル基が大きすぎると集
束性、　ｉｌｌ電性が不足するので、炭素数８〜１８の
ものが好適である。

具体的にはアルキル基としては、オクチル、ラウリル、
ステアリルなどが代表的である。また側鎖をもつアルキ
ルとしては２−エチルヘキシル。

イソトリデシル、イソセチルなどをあげる事ができるが
、何等これに限定されるものではない。

なお、アルキルホスフェートカリウムと配合される成分
は、非常に限定されたものに限り、申越した紡績特性を
発揮することができる。つまり一般的にアルキルホスフ
ェート類と他の活性剤との配合であればどんなものでも
よいということではなく、アルキルホスフェートそのも
のの種類ならびに併用される界面活性剤の種類と配合比
に可成り限定があることが知られている。しがちホスフ
ェート類と併用される界面活性剤との間には一般的な規
則性がなく、配合油剤と云えども一種類の油剤としてそ
の特性測定や紡績テストを行ない、その良否を決定しな
ければならないのが現状である。すなわち、アルキルホ
スフェートの種類と配合される界面活性剤やその他の薬
剤やその他の薬剤の間には特性に関しては何等加成性が
ないので、お互いに単体として夫々単独ではすぐれた性
質をもっていても組合わせた場合にその特性が発揮され
る場合が少なく、その逆の場合も多いのである。

本発明の油剤のポリエステル繊維に対する付着量は、０
．０６〜０．４重量％、好ましくは０．１〜０．２重量
％の範囲である。付着量がこれよりも少なくなると、付
着斑のために静電気が発生しやすくなり、一方何着量が
この範囲よりも多くなると粘着性が増大して紡績スカム
が多くなったり、捲付が増大する傾向がみられる。

本発明の紡績油剤は水で稀釈して水性エマルジョン等と
し、紡糸および延伸工程においてトウ。

ｈット綿に対して浸漬又はスプレー方式で付着させるこ
とができる。

［発明の作用・効果］ 本発明の紡績油剤を付与して得られたポリエステル繊維
は紡績工程においてスカムの脱落やローラー捲付がきわ
めて少なく、かつ集束性が良好である。また訓電性も良
好で、ポリエステル１００％のみならずポリエステルと
綿やレーヨン、毛、麻等との混紡においても静電気の発
生が少なく、すぐれた紡績性を示す。さらに特筆すべぎ
は、温湿度変化の彰１を受けにくい事であって、高温高
湿条件下でもローラー捲付が少なく、低湿条件下でも良
好な訓電性を維持する事ができる。

［実施例］ 以下、本発明を実施例によって説明するが、本発明は以
下の実施例によって何等制限されるものではない。なお
、評価項目と評価方法は以下の通りである。

（イ）溶液安定性・・・濃度５％の水溶液を作成し、２
０℃で３日間放置後の液の状態 （沈澱、浮遊物１層分岨等）′Ｃ− 判定した。

（○）集　束　性・・・油剤を付与したステー／ルフｉ
イバーの打綿工程でのラップの 嵩性（ｄ／ｇ）で判定した。

（／す制　電　性・・・カード工程において、ウェブ上
１０ＣＩＲの制電電位を測定した。

に）紡績スカム・・・ステープルファイバー１００ｇを
線条工程に通し、ゴムローラー。

金属ローラー及びガイド類に付 着したものを集めて、その重量 で判定した。

（ホ）高温＾湿時ローラー捲付・・・３０℃、８０％Ｒ
Ｈに調節された環境で線条工程を通 し線条ローラーへの捲付き回数 を測定した。

実施例１〜３ オルソクロロフェノール溶液で測定した極限粘度が０．
６５のポリエチレンテレフタレート繊維（１，５デニー
ル）を３８履の長さに切断し、表−１に示す１０種の溶
液中に夫々浸漬処理し、油剤の付着量が繊維重量に対し
て０．１５％〈重量）になるように付着させ、その後１
２０℃で熱処理した。

このステープルファイバーを温度２０℃、関係湿度６５
％ＲＨの条件下に２４時間エイジングして平衡水分率に
なるようにし、打綿、カード、線条の各工程を通過させ
、集束性、紡績スカムを評価した。

上記のカードスライバ−の一部を３０℃、８０％ＲＨの
条件下に２４時間調湿後、同条件下で線条工程を通し、
高温湿条件での線条ローラー捲付き回数を測定した。ま
た、２０℃ｘ４０％ＲＨの条件下に２４時間調湿した打
綿ラップを同条件下でカードに通し、低湿条件での制電
性を評価した。

これらの評価結果について、良好な性能の得られたもの
を○、以下、不良となる順にＯ〜Δ、△。

Δ〜×、×として、表−２に定性的に示した。

（以下余白） 実施例４〜９ 表−３に示１１１種の溶液を用いて、実施例１〜３と同
様にして評価し、表−４に示す結果を得た。

（以下余白）

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）直鎖あるいは分岐鎖を有するアルキル基の平均炭
   素数が１８〜２０で、燐酸化度が０．６〜１．０．酸価
   が１０〜４０の範囲のアルキルＩＩ酸エステルのカリウ
   ム塩（Ａ成分）を５０〜９０％（重量）と一般式％式％
   （） で示されるアルキルアミン類あるいは置換アルキルアミ
   ン類にエチレンオキシドを５〜１５モル付加した化合物
   の燐酸中和物（Ｂ成分）を１０〜５０％（重量）配合し
   てなるポリエステル繊維用紡績油剤。