JPS61119775A - 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−麻等の混紡またはポリエステル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、合成繊維等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捲付や
線条ｐ−テラー捲付が起こり易く、特に昨今のように省
エネルギーという時代的背景において温調条件の緩和等
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
滑性と制電性を兼ね備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
ルコールあるいけ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７ミンの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フルキルベタイ
ン型の両性活性剤が用いられる。そして普通はこれらの
成分が組み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。

鉱物油または脂肪酸エステル類等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て集束性
を高める事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ラーや金属ローラー
等の上に粘着物が付着してローラー捲付の原因になった
り、さらによくない事には制電性を悪化させて紡績工程
のトラブルを増大させることがある。

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
してその性状の変化が非常に大きく、低湿度では油剤の
粘着性が小さいためにローラー捲付が少ないが、高湿度
になるとローラー捲付が急激に増加して紡績トラブルと
なる事がよく知られている。

また、カチオン活性剤は一般に制電性がすぐれ、低湿度
でもすぐれた制電性を有する事が知られているが、吸湿
性が大きいために湿度変化に対して敏感で、高湿になる
とローラー捲付を生じやすくなる。

両性活性剤はカチオン活性剤と同様に訓電性がすぐれ、
低湿度でもすぐれた制電性を有するが、吸湿性が太きい
ためにローラー捲付を生じたり、加熱によって繊維が黄
変する欠点が知られている。

紡績性が比較的良好なものとして、アルキルホスフェー
ト塩が近年よく用いら°れるようになった。このアルキ
ルホスフェ−）　ｊＦｉ［Ｉ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、また狭い範囲内の温湿度条件下
においてはｐ−ラー捲付が少ない等の長所を持つことか
ら、紡績油剤の重要なコンポーネントとして広く用いら
れている。

しかし、アルキルホスフェート塩ハこのような長所を持
つ反面、低湿度における訓電化がやや不充分であり、ま
た繊維の集束性が良くない事、更に他の７ニオン活性剤
と同様に高湿度で粘着性が大酋くなって紡績工程での捲
付を増大させる等の欠点も同時に持っている。

そのため、アルキルホスフェート塩のこれらの長所を活
かしつつ、同時に欠点を改良した紡績油剤が強く望まれ
、この目的に沿った改良の試みはアルキルホスフェート
塩自体及びフルキルホスフェート塩を含む油剤組成の双
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フル
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％であるフルキルホス
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（特公昭５
０−−６＝ １９５号公報参照）、あるいはジエステルよＣ４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（％公昭４２−１１４８０号公報参照）等が知られて
いる。

しかし、これら開示技術のフルキルホスフェート塩類に
おいては制電性能あるいけ繊維の集束性等は改善される
が、反面、粘着性が増大したり、あるいけ紡績工程上の
スカムが著しく増加する欠点が生じ、その改良程度は未
だ不十分である。このようにフルキルホスフェート塩自
体の改良のみで１ｌｔｉＡ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４知のフルキルホスフェート塩または改良
されたフルキルホスフェート塩に他の界面活性剤７％を
併用した配合油剤技術による改良の試みがなされてきた
。この技術は併用する成分の種類や組成にもよるが、ア
ルキルホスフェート塩の欠点を併用成分によって補う事
ができるため、一般にフルキルホスフェート塩自体の改
良よりも有効である。

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
ものかある。喘開昭５５−１４２７６９号公報ではＮ−
アシルザルフ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、前記の斬公昭５２−３１９９９号公報で
はフルキル基の平均炭素数が１２〜１５でアルキル基中
のノルマル含有率が６０へ９０％であるアルキルホスフ
ェート金属塩を主成分とする油剤、特開昭４８−３３１
９３号公報でにフルキルホスフェートカリウム塩４０へ
６０重藍％にポリオキシアルキレンエーテル又はポリオ
キシフルキレンエステル２０〜４０重量％と脂肪酸ニス
デル１０〜３０重量％等を配合した油剤が提案されてい
る。一方、本発明者らは同様の改良技術として平均炭素
数８〜１６のフルキルホ７フエートアルカリ金属５５重
量％以上にポリオキシエチレンを５〜２０モル付加した
フルキルアミン塩を配合した油剤（特開昭５４−１５６
８９３号公報参照）、平均炭素数８〜１６のフルキルホ
スフェートアルカリ金属ト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（分子量１０００〜４
０００　）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（％開昭５
４−１３８６９４号公報参照）、セチルホスフェートカ
リウムを５０重量％を超えて含有し且つアルキル基の平
均炭素数が１４．５〜１７．５であるアルキルホスフェ
ートカリウム７０〜９５重量％と分子量５００〜１５０
０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（％開昭５８−６５０７０号公報
参照）を提案している。

しかし、これらの提案による油剤においても、従来の油
剤に比べて紡績性は改善されているが、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
べき水準に減少させるまでには至っていない事が判明し
た。

〔発明の目的〕

本発明の目的とする所は、繊維の損傷やＡリボマーの脱
落等による紡績スカム全減少させるとともに繊維の集束
性と帯電防止性を向上させ、同時に温湿度の変化による
紡績性の変動、特にｐ−ラー捲付や紡績スカムの増加を
防止して紡績工程でのトラブルを極力低減させるポリエ
ステル繊維用紡績油剤を提供せんとすることにある。

〔発明の構成〕

本発明によれば、直鎖あるいは分岐＠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．
０１酸価が１０〜４ｏの範囲のフルキル燐酸エステルの
カリウム塩（Ａ成分）を５５〜９０重量％と、プルピレ
ンオキシドとエチレンオキシドとのランダム共重合体で
その重合比が７５：２５〜３ｏ：７０で分子量が１００
０〜４０００のポリエーテル類（Ｂ成分）を１０〜４５
重量％配合したことを特徴とするポリエステル繊維用紡
績油剤が提供される。ここでフ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μｍシラー付（特に高
温高湿度下）が多くなる。一方、該平均炭素数が２０を
こえる場合には制電性及び原綿の集束性が不足１〜たり
、油剤の溶液安定性が低下するようになる。

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、且つ温湿度変化による性状の変化も大きくな
って高温高湿度下でのローラー捲付が増加する。

さらに酸価も油剤の性能に大きな影響を与え、酸価が１
０未満の場合には紡績スカムや高温高湿度下でのローラ
ー捲付が増加し、４０を超えると制電性と油剤の溶液安
定性が悪化する。

このようにフ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
ート塩の燐酸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塩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け公知の燐の定量分析法
に基づく燐−モリブデン酸比色法で得られた燐含量（重
′１ｋ）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７た値を示す。また酸価
は得られたフ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力ＩＪ　６ムの■数で表
す。即ち酸価０とは完全中和のものであり、酸価が高い
ほど未中和物が多い事を示す。

一方、本発明の効果を発揮させるために前記のフルキル
ホスフェートカリウム塩（Ａ成分）５５〜９０％と併用
される成分として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でその重合比が７５：２５〜３
０：７０で分子量が１０００〜４０００のポリエーテル
類（Ｂ成分）を１０〜４５重量％配合する事が必要であ
る。該Ｂ成分は繊維−繊維間の摩擦を高める事により集
束性を向上させて紡績を円滑にする働きをする。なお該
Ｂ成分単独では耐熱性が悪く実用に適さないが、本発明
の如くアルキルホスフェート塩と配合されると驚く程耐
熱性が向上し実用可能になる。

該Ｂ成分の末端基については、具体的にはその一部又は
全部を脂肪族アルコール類、脂環族アルコール類、芳香
族水酸基含有化合物。

芳香−脂肪族アルコール類、脂肪酸類、芳香族酸類、芳
香−脂肪族酸類、脂環族酸類、脂肪族アミン類、脂環族
アミン類、芳香族アミン類、芳香−脂肪族アミン類、メ
ルカプタン類等で封鎖した化合物、即ち換言すればプロ
ピレンオキシドやエチレンオキシドと反応し得る官能基
例えば−ＯＨ，−ＣＯＯＨ，−ＮＨ９、＞ＮＨ。

−８Ｈ基などを有する化合物で封鎖したものならば特に
末端を限定するものではない。

本発明では該Ｂ成分として共重合体の中でも特にランダ
ム共重合体が優先して用いられるが、ブロック共重合体
ではランダム共重合体に比して転相粘度が高く線条工程
でのロー２−捲付を起こし易く、さらに集束性の面でも
紡績スカムの面でも不良で、本発明の目的にね不適であ
る。また、本発明のランダムポリエーテルではプロピレ
ンオキシドとエチレンオキシドとの共重合比は７５：２
５〜３０：７０の範囲のものであり、好ましくけ６５：
３５〜４０：６０のものが好適に用いられる。７５：２
５を超えた比率即ちプロピレンオキシドが多くなると共
重合体自体の水分散性が不良になる一方、紡績工程での
カード・線条での制電性が著しく低下するので不適当で
ある。

一方、３０：７０未満即ち工千しンオキシドの共重合比
が大きくなると制電性はやや良好と々るもののアルキル
燐酸エステル塩との併用において粘着性が増大してくを
ためか紡績スカムが増大する。さらに分子量的には１０
００〜４０００好ましくは１５００〜３０００の範囲の
ものが選ばれるが、分子量が４０００を超えると制電性
が著しく低下し、また分子量が１０００未満では耐熱性
の面で不良と々リポリエステル綿の製造工程で揮発する
欠点を有する。

一方、本発明の効果を得る為にはアルキル燐酸エステル
塩とランダムポリエーテル類との配合比も重要である。

即ち、本発明の全油剤成分中ランダムポリエーテルが１
０重ｔ％未満でＦｉ集束性の面で効果が不充分となり、
また４５重′ｆｉＬ％を超える場合にＦｉ集束性は良好
となるが、紡績スカムやμｍラー捲き付きが増加する欠
点が出てくるので、配合比率はフルキル燐酸エステル塩
９０へ５５重量％に１５一 対し、ランダムポリエーテル１０〜４５重量％とするの
が適当である。

本発明の油剤のポリエステル繊維にたいする付着量は０
．０７〜０．３０重量％、好ましくは０．１０〜０．２
０亘ｆ１ｉ′％の範囲が適切である。

付着量がこれより少なくなると付着斑が生じ、紡績にお
ける静電気が発生し易くなり、一方、付着量がこの範囲
より多くなると紡績スカムやローラー捲付の傾向がやや
大きくなる。

本発明の油剤は水性エマルジョンとして紡糸および延伸
工程でトウ、カット綿に対して浸漬またはスプレ一方式
で付着させることができる。

また本発明の油剤６本発明の効果を失わない限り、他の
助剤として非イオン活性剤、７ニオン活性剤、カチオン
活性剤あるいは両性活性剤の少量を添加してもよく、そ
の他増白剤、染料、＃化防止剤などを添加することもで
きる。

’−１６− 〔発明の作用・効果〕 従来、ポリエステル原綿用紡績油剤としてのフルキルホ
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程度の鎖長が比較的長くな
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。

一般的にフ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低下し、性状もより同性
が強くなる方向に変化し、また温湿度変化に対する性状
変化も小さくなる。これによって紡績工程では、スカム
が瀘少し高温高湿下におけるＰ−９−捲付や粘着トラブ
ルも減少する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伴う。そして、比
較的長鎖長のフルキルホスフェート塩、例工ばステアリ
ルホスフェートカリウムは上記の欠点が大きすぎるため
、これまでポリエステル繊維用紡績油剤の主成分として
は使用されなかった。本発明者ら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
種類および組合せにわたっ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
、その長所も損なわない極めて限定された剤及び油剤組
成技術の開発に至ったわけである。

従って、本発明の紡績油剤を付与Ｌ７て得られたポリエ
ステル繊維は紡績工程において良好な集束性を有し、且
つ７カムの脱落やローラー捲付もきわめて少なく、優れ
た工程通過性を示す。さらに特電すべきは、温湿度変化
の影響を受けにくいことであって、高温高湿条件下でも
ローラー捲付を低く抑えろことができる。

〔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同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。

ピ）エマルジョン安定性・・・・・・濃度５％の水性エ
マルジョンを作成し ２０℃で３日間放置後 の液の状態（沈澱、浮 遊物、層分離等）で判 定した。

（ロ）集束性・・・・・・・・・・・・・・・・・・・
油剤を付与したステーブルファイバーの打綿 工程でのラップの電性 （ｃｒＩ／　ｇ　）で判定した。

（ハ）　制電性・・・・・・・・・・・・・・・・・・
・・・カード工程において、ウェブ上１０菌の静電 電位を測定した。

に）紡績スカム・・・・・・・・・・・油剤を付与した
ステーブルファイバー１００ ｋｇを線条工程に通し、 ゴムルーラ−，金属ρ −クー及びガイド類に 付着したものを集めて その重量で判定した。

に）　ｐ−クー捲付・・・・・・２０℃×６５％ＲＨ及
び３０℃×８０％ＲＨに調 湿された環境で線条工 程を通し、ローラーへ の捲付回数を測定した。

実施例１〜３ オルソクー−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ａ維（１，５デニー
ル）を３８ａ＋ｍ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％となるように付着させ、その後押込捲
縮、熱処理（１２０℃）を施し、３８關の繊維長に切断
してステーブルファイバーヲ作成１７た〇このステーブ
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乎衡水分率になるように調
湿した稜、同条件下で打綿、カード、線条の各工程を通
過させ、集束性、ローラー捲付、紡績スカムを評価した
。

上記のカードスライバ−の一部ｔ−３０℃、８０％ＲＨ
の条件下で２４時間調湿した後、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回数を測定した
。また、２０℃、６５％ＲＨの条件下で２４時間調湿し
た打綿ラップを同条件下でカードに通し、制電性を評価
した０ 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０、以下、不良となる順に○〜△、Δ、Δ〜×、×と
して、表−２に定性的に示した〇 本実施例及び比較例ではフルキルホスフェートカリウム
塩（Ａ成分）のアルキル基の平均炭素数、燐酸化度及び
酸価の効果について示した。

実施例４〜７ 表−３に示す７種の油剤を用いて実施例１〜３と同様に
して評価し、表−４に示す結果を得た。本実施例及び比
較例ではＰＯ／ＥＯランダムポリエーテル（Ｂ成分）の
ＰＯ／ＥＯ共重合比及び分子量の効果について示した。

実施例８〜１２ 表−５に示す８種の油剤を用いて実施例１〜３と同様圧
して評価し、表−６に示す結果を得た。本実施例及び比
較例ではＰ　Ｏ／Ｅ　Ｏポリエーテル（Ｂ成分）の末端
基の影響及びランダムポリエーテルとブロックポリエー
テルの差並びにＡ、Ｂ両成分の配合比率の効果について
示した＠ 表−２，４及び６に示した評価結果から本発明の油剤は
評価項目のすべてにわたってバランスのとれた、良好な
紡績性を呈することがわかる。

Claims (3)

【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の範囲のアルキル燐酸エステルのカリウム塩
   （Ａ成分）を５５〜９０重量％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でその重合比
   が７５：２５〜３０：７０で分子量が １０００〜４０００のポリエーテル類（Ｂ成分）を１０
   〜４５重量％配合したことを特徴とするポリエステル繊
   維用紡績油剤。
2. （２）プロピレンオキシドとエチレンオキシドとのラン
   ダム共重合体の重合比が６５：３５〜４０：６０である
   特許請求の範囲第１項記載のポリエステル繊維用紡績油
   剤。
3. （３）プロピレンオキシドとエチレンオキシドとのラン
   ダム共重合体の分子量が１５００〜 ３０００である特許請求の範囲第１項および／または第
   ２項記載のポリエステル繊維用紡績油剤。