WO2023282286A1 - 短繊維用処理剤、短繊維用処理剤の水性液、短繊維の処理方法、短繊維の製造方法、及び短繊維 - Google Patents

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WO2023282286A1
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short fibers
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short fiber
fibers
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一輝 金子
義弘 高山
智八 岡田
裕子 藤井
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竹本油脂株式会社
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    • D06M13/00—Treating fibres, threads, yarns, fabrics or fibrous goods made from such materials, with non-macromolecular organic compounds; Such treatment combined with mechanical treatment
    • D06M13/10—Treating fibres, threads, yarns, fabrics or fibrous goods made from such materials, with non-macromolecular organic compounds; Such treatment combined with mechanical treatment with compounds containing oxygen
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    • D06M13/188—Monocarboxylic acids; Anhydrides, halides or salts thereof
    • D—TEXTILES; PAPER
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    • D—TEXTILES; PAPER
    • D06—TREATMENT OF TEXTILES OR THE LIKE; LAUNDERING; FLEXIBLE MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
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    • D06M2101/00—Chemical constitution of the fibres, threads, yarns, fabrics or fibrous goods made from such materials, to be treated
    • D06M2101/16—Synthetic fibres, other than mineral fibres
    • D06M2101/30—Synthetic polymers consisting of macromolecular compounds obtained otherwise than by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds
    • D06M2101/32—Polyesters

Definitions

  • the present invention relates to a treatment agent for short fibers, an aqueous solution of the treatment agent for short fibers, a method for treating short fibers, a method for producing short fibers, and short fibers.
  • Patent Document 1 discloses a compound obtained by blending a potassium salt of an alkyl phosphate and a neutralized phosphoric acid product of a compound obtained by adding ethylene oxide to an alkylamine having an alkyl group of 8 to 18 carbon atoms or a substituted alkylamine.
  • a textile oil is disclosed.
  • Patent Literature 2 discloses a textile lubricant containing an organic phosphate salt and an oxyalkylene polymer.
  • Patent Literature 3 discloses an oil agent for fibers containing an alkyl phosphate potassium salt, paraffin wax, and a cationic surfactant.
  • Patent Document 4 discloses an oil agent for fibers containing an alkyl phosphate potassium salt and a polyoxyalkylene alkyl ether.
  • the short fiber treatment agent for solving the above problems is a short fiber treatment agent that does not substantially contain an organic phosphoric acid ester compound, and comprises the following fatty acid (A) and a nonionic surfactant (B ).
  • Fatty acids (A) are at least one selected from fatty acids having 1 to 6 carbon atoms, hydroxy fatty acids having 1 to 6 carbon atoms, and salts thereof.
  • the short fiber treatment agent preferably has a phosphorus content of 2000 ppm or less as detected by ICP emission spectrometry.
  • the fatty acid (A) is selected from fatty acids having 1 to 4 carbon atoms, hydroxy fatty acids having 1 to 4 carbon atoms having one hydroxy group in the molecule, and alkali metal salts thereof. is preferably at least one.
  • the short fiber treatment agent preferably contains at least 50% by mass or more of the following nonionic surfactant (B1) with respect to the total mass of the nonionic surfactant (B).
  • the nonionic surfactant (B1) is a compound obtained by adding 3 to 30 mol of an alkylene oxide having 2 to 4 carbon atoms to 1 mol of a monohydric or dihydric alcohol.
  • the short fiber treatment agent contains 0.001 parts by mass or more of the fatty acid (A) and 10 It is preferable to contain not more than 90 parts by mass and not more than 99.999 parts by mass of the nonionic surfactant (B).
  • the short fibers are preferably polyester staple fibers.
  • the short fibers are preferably those for producing spun yarn.
  • the short fiber treatment agent is preferably used in the spinning and drawing process.
  • the gist of the aqueous solution of the short fiber treatment agent for solving the above problems is that it contains the short fiber treatment agent and water.
  • a gist of the method for treating short fibers for solving the above problems is to apply an aqueous solution of the short fiber treatment agent obtained by mixing the short fiber treatment agent and water to the short fibers.
  • the short fiber manufacturing method for solving the above problems is characterized in that an aqueous solution of the short fiber treatment agent mixed with the short fiber treatment agent and water is applied to the short fibers in the spinning and drawing process. do.
  • the gist of the short fibers for solving the above problems is that the short fiber treatment agent is attached.
  • the present invention it is possible to improve the wet friction properties of the short fibers to which the short fiber treatment agent is attached, and also improve the heat resistance of the short fiber treatment agent.
  • the treatment agent of this embodiment contains the following fatty acids (A) and nonionic surfactant (B).
  • Fatty acids (A) are at least one selected from fatty acids having 1 to 6 carbon atoms, hydroxy fatty acids having 1 to 6 carbon atoms, and salts thereof.
  • the fatty acid (A) By using the above compound as the fatty acid (A), it is possible to reduce the wet friction of the short fibers to which the treatment agent is attached. In other words, wet frictional properties can be improved. Moreover, the heat resistance of the treatment agent can be improved.
  • fatty acid having 1 to 6 carbon atoms that constitutes the fatty acid (A) known fatty acids can be appropriately mentioned, and it may be a saturated fatty acid or an unsaturated fatty acid. Moreover, it may be linear or may have a branched chain structure. Moreover, it may be a monovalent fatty acid or a divalent fatty acid.
  • fatty acids having 1 to 6 carbon atoms include methanoic acid, ethanoic acid (acetic acid), butanoic acid, propanoic acid (propionic acid), pentanoic acid, hexanoic acid, and butanedioic acid (succinic acid).
  • hydroxy fatty acid having 1 to 6 carbon atoms which constitutes the fatty acid (A)
  • known hydroxy fatty acids can be appropriately mentioned, and it may be a saturated hydroxy fatty acid or an unsaturated hydroxy fatty acid. Moreover, it may be linear or may have a branched chain structure. Moreover, it may be a monovalent hydroxy fatty acid or a divalent hydroxy fatty acid.
  • hydroxy fatty acids having 1 to 6 carbon atoms include hydroxyethanoic acid, hydroxypropanoic acid (lactic acid), hydroxybutanoic acid, hydroxypentanoic acid, hydroxyhexanoic acid, citric acid, 2,3-dihydroxybutanedioic acid ( tartaric acid) and the like.
  • salts constituting the fatty acid (A) known salts can be appropriately mentioned, but metal salts are preferable.
  • metal salts include alkali metal salts and alkaline earth metal salts. Among these, alkali metal salts are more preferable.
  • Alkali metals constituting the alkali metal salt include, for example, sodium, potassium, and lithium.
  • Alkaline earth metals constituting alkaline earth metals include, for example, calcium, magnesium, beryllium, strontium, and barium.
  • the fatty acid (A) is at least one selected from fatty acids having 1 to 4 carbon atoms, hydroxy fatty acids having 1 to 4 carbon atoms having one hydroxy group in the molecule, and alkali metal salts thereof. preferable.
  • the heat resistance of the treatment agent can be further improved.
  • the fatty acid (A) is an alkali metal salt of a fatty acid having 1 to 4 carbon atoms or an alkali metal salt of a hydroxy fatty acid having 1 to 4 carbon atoms having one hydroxy group in the molecule, Friction characteristics can be further improved.
  • Nonionic surfactant (B) examples include compounds obtained by adding alkylene oxide to alcohols or carboxylic acids, and ether/ester compounds obtained by adding alkylene oxide to ester compounds of carboxylic acids and polyhydric alcohols. be done. Hereinafter, these compounds are also referred to as (poly)oxyalkylene derivatives.
  • the above alcohols or carboxylic acids may be linear or branched aliphatic alcohols or carboxylic acids, or may be aromatic alcohols or carboxylic acids. Further, it may be saturated alcohols or carboxylic acids, or unsaturated alcohols or carboxylic acids. It may also be a monohydric or dihydric or higher alcohol or carboxylic acid.
  • the nonionic surfactant (B) preferably contains at least 50% by mass or more of the following nonionic surfactant (B1) with respect to the total mass of the nonionic surfactant (B).
  • the nonionic surfactant (B1) is a compound obtained by adding 3 to 30 mol of an alkylene oxide having 2 to 4 carbon atoms to 1 mol of a monohydric or dihydric alcohol.
  • the nonionic surfactant (B) contains 50% by mass or more of the nonionic surfactant (B1), the wettability of the treatment agent can be further improved.
  • the alkylene oxide having 2 to 4 carbon atoms include ethylene oxide, propylene oxide and butylene oxide.
  • the number of moles of alkylene oxide added indicates the number of moles of alkylene oxide per 1 mole of alcohol compound or carboxylic acid compound in the starting material.
  • the alkylene oxide one type of alkylene oxide may be used alone, or two or more types of alkylene oxide may be used in combination as appropriate.
  • their addition mode may be block addition, random addition, or a combination of block addition and random addition, and is not particularly limited.
  • polyoxyalkylene derivative that is the nonionic surfactant (B) include polyoxyethylene alkyl ethers, polyoxyethylene alkenyl ethers, polyoxyethylene alkyl esters, polyoxyethylene alkenyl esters, polyoxyethylene Examples include alkylphenyl ethers, polyoxyalkylenealkylaminoethers, polyoxyalkylenealkenylaminoethers, salts of polyoxyalkylenealkylaminoethers and inorganic acids, and salts of polyoxyalkylenealkenylaminoethers and inorganic acids.
  • one type of (poly)oxyalkylene derivative may be used alone, or two or more types of (poly)oxyalkylene derivatives may be used in appropriate combination.
  • the treatment agent does not substantially contain an organic phosphate ester compound.
  • substantially free means to allow an aspect in which the organic phosphate compound is contained at an impurity level.
  • the impurity level content is, for example, the amount of phosphorus detected when the treatment agent is measured by ICP emission spectrometry, in other words, the concentration of the P element is preferably 2000 ppm or less, more preferably 1000 ppm or less. .
  • organic phosphoric ester compounds include alkyl phosphoric esters, alkenyl phosphoric esters, alkyl phosphoric esters or alkenyl phosphoric esters having a polyoxyalkylene group, salts thereof, and the like.
  • the alkyl group constituting the alkyl phosphate or the alkenyl group constituting the alkenyl phosphate is not particularly limited, and may be linear or branched, for example.
  • the branching position in the branched chain structure is not particularly limited, and for example, the ⁇ -position may be branched or the ⁇ -position may be branched.
  • alkyl group or alkenyl group examples thereof include those having 1 to 30 carbon atoms.
  • alkyl groups include methyl, ethyl, propyl, butyl, pentyl, hexyl, heptyl, octyl, decyl, undecyl, dodecyl, tridecyl, tetradecyl, and pentadecyl groups.
  • hexadecyl group, heptadecyl group, octadecyl group, icosyl group isobutyl group, isopentyl group, isohexyl group, isoheptyl group, isooctyl group, isodecyl group, isoundecyl group, isododecyl group, isotridecyl group, isotetradecyl group, isopentadecyl group, isohexadecyl group, isoheptadecyl group, isooctadecyl group, isoicosyl group and the like.
  • alkenyl groups include butenyl, pentenyl, hexenyl, heptenyl, octenyl, nonenyl, decenyl, undecenyl, dodecenyl, tridecenyl, tetradecenyl, pentadecenyl, hexadecenyl, and heptadecenyl groups.
  • Phosphoric acid constituting the organic phosphoric acid ester compound is not particularly limited, and may be orthophosphoric acid or polyphosphoric acid such as diphosphoric acid.
  • examples of the salt include phosphate amine salts, phosphate metal salts, and the like.
  • metal salts include alkali metal salts and alkaline earth metal salts.
  • alkali metals constituting alkali metal salts include sodium, potassium, and lithium.
  • Alkaline earth metals constituting the alkaline earth metal salt include metals corresponding to group 2 elements such as calcium, magnesium, beryllium, strontium, and barium.
  • the amines that make up the amine salt may be any of primary amines, secondary amines, and tertiary amines.
  • Specific examples of amines constituting amine salts include (1) methylamine, dimethylamine, trimethylamine, ethylamine, diethylamine, triethylamine, N—N-diisopropylethylamine, butylamine, dibutylamine, 2-methylbutylamine, and tributylamine. , octylamine, dimethyllaurylamine, etc.
  • aromatic amines or heterocyclic amines such as aniline, N-methylbenzylamine, pyridine, morpholine, piperazine, and derivatives thereof, (3) monoethanolamine , N-methylethanolamine, diethanolamine, triethanolamine, isopropanolamine, diisopropanolamine, triisopropanolamine, dibutylethanolamine, butyldiethanolamine, octyldiethanolamine, lauryldiethanolamine and other alkanolamines, (4) polyoxyethylene laurylamino ether , polyoxyalkylene alkyl amino ethers such as polyoxyethylene stearyl amino ether, and (5) ammonia.
  • an alkylene oxide having 2 to 4 carbon atoms can be mentioned.
  • alkylene oxides include ethylene oxide, propylene oxide, and butylene oxide.
  • the lower limit of the number of added moles of alkylene oxide is set appropriately, but is, for example, 0.1 mol or more.
  • the upper limit of the number of added moles is appropriately set, but is, for example, 50 moles or less.
  • the number of moles of alkylene oxide added indicates the number of moles of alkylene oxide per 1 mole of the aliphatic alcohol compound in the starting material.
  • the alkylene oxide may be one type of alkylene oxide used alone, or two or more types of alkylene oxide may be used in appropriate combination. When two or more types of alkylene oxides are applied, their addition mode may be block addition, random addition, or a combination of block addition and random addition, and is not particularly limited.
  • the fatty acid (A) is 0.001 parts by mass or more and 10 parts by mass or less, and It is preferable to contain the nonionic surfactant (B) at a ratio of 90 parts by mass or more and 99.999 parts by mass or less.
  • the content of the fatty acid (A) in the treatment agent is, for example, 0.01 parts by mass or more, 0.05 parts by mass or more, or 0.1 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the treatment agent. Part by mass or more, 0.2 parts by mass or more, 0.5 parts by mass or more, 1 part by mass or more, 2 parts by mass or more, or 5 parts by mass or more.
  • the content of the fatty acid (A) in the treating agent is also, for example, 11 parts by mass or less, 5 parts by mass or less, 2 parts by mass or less, 1 part by mass or less, or 0.5 parts by mass or less per 100 parts by mass of the treating agent. Part by mass or less, 0.2 part by mass or less, 0.1 part by mass or less, or 0.05 part by mass or less.
  • the content of the nonionic surfactant (B) in the treatment agent is, for example, 89 parts by mass or more, 95 parts by mass or more, or 98 parts by mass or more with respect to 100 parts by mass of the treatment agent. , 99 parts by mass or more, 99.5 parts by mass or more, 99.8 parts by mass or more, 99.9 parts by mass or more, or 99.95 parts by mass or more.
  • the content of the nonionic surfactant (B) in the treating agent is also, for example, 99.99 parts by mass or less, 99.95 parts by mass or less, or 99.9 parts by mass or less with respect to 100 parts by mass of the treating agent. , 99.8 parts by mass or less, 99.5 parts by mass or less, 99 parts by mass or less, 98 parts by mass or less, or 95 parts by mass or less.
  • the method for measuring the content of each component is not particularly limited, for example, the following method can be used to measure the content of ionic components.
  • the treating agent is heated at 105° C. for 2 hours to obtain non-volatile matter. It is sufficiently diluted with pure water so that the content of ionic components in the non-volatile matter is 500 ppm or less. Ion chromatographic analysis is performed using the diluent.
  • the short fiber treatment agent of the first embodiment contains a predetermined fatty acid (A) and a nonionic surfactant (B), and does not substantially contain an organic phosphate compound. Therefore, it is possible to improve the wet frictional properties of the short fibers to which the treatment agent is attached. For example, when applied as a processing agent for the drawing process used in the drawing process of a tow sheet in the production of short fibers, etc., it can reduce the friction between the fiber and the metal and spread the tow thinly with a uniform thickness. Thereby, productivity and quality can be improved. Moreover, the heat resistance of the treatment agent is improved.
  • Fatty acids (A) are at least one selected from fatty acids having 1 to 4 carbon atoms, hydroxy fatty acids having 1 to 4 carbon atoms and having one hydroxy group in the molecule, and alkali metal salts thereof is.
  • the heat resistance of the treatment agent can be further improved.
  • the nonionic surfactant (B) contains at least 50% by mass or more of the following nonionic surfactant (B1) with respect to the total mass of the nonionic surfactant (B).
  • the nonionic surfactant (B1) is a compound obtained by adding 3 to 30 mol of an alkylene oxide having 2 to 4 carbon atoms to 1 mol of a monohydric or dihydric alcohol.
  • the short fiber treatment agent of the first embodiment and an aqueous solution of the short fiber treatment agent containing water are applied to the short fibers.
  • the method for producing staple fibers of the present embodiment is characterized in that the aqueous liquid is applied to the staple fibers in the spinning and drawing process.
  • the aqueous liquid is preferably prepared by adding the treatment agent of the first embodiment to water.
  • a method for preparing the aqueous liquid for example, a method is used in which a treating agent is added to water to adjust the concentration of non-volatile matter to 0.01% by mass or more and 10% by mass or less.
  • the non-volatile content is obtained from the mass of the absolute dry matter obtained by heat-treating the object at 105° C. for 2 hours to sufficiently remove volatile substances.
  • Step 1 and Step 2 As for the method of adding the treatment agent to the water, a known method can be appropriately adopted, but it is preferable to go through Step 1 and Step 2 below. Such a method can further improve the stability of the emulsion when the processing agent is in the form of an emulsion.
  • Step 1 is a step of adding a treating agent to the first water to prepare a mother liquor of an aqueous solution of a treating agent for short fibers having a non-volatile content concentration of more than 2% by mass and 10% by mass or less.
  • the temperature of the water to be diluted is not particularly limited.
  • step 1 it is preferable to heat the first water to 60 to 95°C, add the treatment agent, and stir.
  • Such a method can further improve the stability of the emulsion when the processing agent is in the form of an emulsion.
  • Step 2 is a step of adding a second water to the mother liquor of the aqueous liquid of the short fiber treatment agent prepared in Step 1 to prepare an aqueous liquid having a non-volatile content concentration of 0.01% by mass or more and 2% by mass or less.
  • the short fiber treatment method is a method of applying the aqueous liquid obtained as described above to the short fibers.
  • the method for producing short fibers is a method in which the aqueous liquid obtained as described above is applied to short fibers in, for example, a spinning or drawing process, a finishing process, or the like.
  • the type of short fibers to which the aqueous liquid is applied is not particularly limited. This is because the treatment agent for short fibers finally covers the surface of the short fibers with the aqueous liquid applied to the short fibers, thereby improving the frictional properties.
  • Short fibers to which the aqueous liquid is applied include synthetic fibers, natural fibers, and regenerated fibers.
  • synthetic fibers are not particularly limited.
  • polyamide fibers such as nylon 6 and nylon 66
  • polyacrylic fibers such as polyacryl and modacrylic
  • polyolefin fibers such as polyethylene and polypropylene
  • natural fibers or regenerated fibers include cotton fibers, bleached cotton fibers, viscose rayon fibers, high strength rayon fibers, high strength rayon fibers, high wet elasticity rayon fibers, solvent spun rayon fibers, polynosic fibers, Cupra fiber, acetate fiber, and the like.
  • it is preferably applied to polyester-based fibers or polyolefin-based fibers that particularly require interfiber frictional properties in the manufacturing process.
  • Short fibers correspond to those generally called staples, and do not include long fibers generally called filaments.
  • the length of the short fibers is not particularly limited as long as it corresponds to short fibers in this technical field, but is preferably 100 mm or less, for example. Among these, it is preferably applied to polyester staple fibers. Also, the staple fibers are preferably those for producing spun yarns.
  • the ratio of the aqueous liquid to the short fibers it is preferable to adhere the aqueous liquid to the short fibers so that the final solid content is 0.1% by mass or more and 3% by mass or less. . With such a configuration, the effect of each component can be effectively exhibited.
  • the method of attaching the aqueous liquid is not particularly limited, and known methods depending on the type, form, application, etc. of the short fibers, such as roller lubrication, guide lubrication using a metering pump, immersion lubrication, and spray lubrication. etc. can be adopted.
  • the short fibers to which the aqueous liquid has been applied may be dried using a known method. Solvents such as water are volatilized by the drying treatment, and short fibers to which components contained in the treatment agent are attached are obtained.
  • Solvents such as water are volatilized by the drying treatment, and short fibers to which components contained in the treatment agent are attached are obtained.
  • the action and effect of the short fiber processing method of the second embodiment will be described. This embodiment has the following effects in addition to the effects of the first embodiment.
  • the method of preparing the aqueous liquid in the method of treating short fibers of the present embodiment is, for example, a method of adding a treating agent to water to make the non-volatile content concentration 0.01% by mass or more and 10% by mass or less. Used. Therefore, when the treatment agent is in emulsion form, the stability of the emulsion can be improved. In addition, since an aqueous solution in the form of application can be prepared by mixing a pre-prepared treatment agent with water, the aqueous solution can be prepared more easily than a method of preparing reagents at the time of use.
  • polyoxyethylene nonylphenyl ether is preferably contained in a small amount in the treatment agent for short fibers from the viewpoint of environmental characteristics. Specifically, it is preferably 1% by mass or less in the short fiber treatment agent, more preferably not substantially contained. "Substantially free” means that polyoxyethylene nonylphenyl ether is not separately blended, and does not exclude a small amount of polyoxyethylene nonylphenyl ether contained as an impurity in each raw material. . With the structure of the short fiber treatment agent of the above-described embodiment, even if the short fiber treatment agent contains a small amount of polyoxyethylene nonylphenyl ether, the fatty acid (A) can improve the friction characteristics.
  • the addition of the silicone composition is added during the production of the short fibers. It is preferable from the viewpoint of antifoaming properties, improvement of fiber spinning performance, and the like. Specific examples of the silicone composition are not particularly limited, but polydimethylsiloxane, polyoxyethylene-modified silicone and the like are preferable. As the step of adding the silicone composition, step 2 is more preferable from the viewpoint of the stability of the aqueous liquid.
  • the processing agent of the present embodiment is used alone as a processing agent, it is not limited to this aspect. For example, it may be used by mixing with other processing agents at the time of use.
  • Another treatment agent may be used as the first treatment agent, and the treatment agent of the present embodiment may be used as the second treatment agent.
  • the first treatment agent may contain, for example, the organic phosphoric acid ester compound.
  • Either or both of the first treatment agent and the second treatment agent may contain the fatty acid (A).
  • Test category 1 preparation of treatment agent
  • the processing agent was prepared using each component shown in Tables 1 and 2 by the following preparation method.
  • the type, number of carbon atoms, and number of hydroxy groups of fatty acids (A) are shown in the "Fatty acid (A)" column, "Number of carbon atoms” column, and “Number of hydroxy groups” column of Table 1, respectively.
  • Example 1 As shown in Table 2, each component was weighed to give 0.1 parts of potassium acetate (A-1) and 99.9 parts of polyoxyethylene (10 mol) lauryl ether (B-1). These were stirred and mixed to prepare the treatment agent of Example 1.
  • Examples 2 to 50, Comparative Examples 1 to 3 The processing agents of Examples 2 to 50 and Comparative Examples 1 to 3 were prepared in the same manner as the processing agent of Example 1 so as to contain the respective components in the proportions shown in Table 2.
  • the type and content of the fatty acid (A) and the type and content of the nonionic surfactant (B) are shown in Table 2 in the "Fatty acid (A)” column and the “Nonionic surfactant (B)” column. each shown.
  • nonionic surfactant (B) B-1: Polyoxyethylene (10 mol) lauryl ether
  • B-2 Polyoxyethylene (8 mol) oleyl ether
  • Test category 3 (evaluation) For the treatment agents of Examples 1 to 50 and Comparative Examples 1 to 3, the phosphorus content of the treatment agent, the wet frictional property of the fiber to which the treatment agent was attached, the wettability of the treatment agent, and the heat resistance of the treatment agent were measured. It was evaluated by the procedure described below.
  • a rectangular plate-shaped weight with a length of 30 mm, a width of 90 mm, a height of 45 mm, and a weight of 1 kg was prepared.
  • a polyester spunbond nonwoven fabric having the same size as the bottom surface was attached to the bottom surface of the weight using double-sided tape.
  • a weight was placed on the vat containing the above 0.35% aqueous liquid so that the bottom side to which the nonwoven fabric was adhered was facing downward.
  • the friction characteristics between the fiber and the metal when wet were evaluated by the above method. Specifically, the above method was used to evaluate the frictional properties between the fiber and the metal roller during the spinning process and the drawing process. The evaluation of the frictional properties was performed within 12 hours after preparing the 0.35% aqueous solution.
  • Evaluation criteria for wettability of treatment agent ⁇ (good): when permeated in less than 150 seconds ⁇ (acceptable): when permeated in 150 seconds or more and less than 180 seconds ⁇ (improper): when permeated in 180 seconds or more (treatment heat resistance of the agent)
  • the short fiber treatment agent described in each example and comparative example was weighed so that the mass after drying was about 2 g, and dried at 105° C. to remove moisture. The mass after drying was measured and taken as the initial mass. Furthermore, it was heated at 200° C. for 15 hours, and the residue ratio (%) (mass after heating/initial mass) at this time was measured.
  • the results of evaluating the heat resistance of the treatment agent according to the following criteria are shown in the "heat resistance" column of Table 2.
  • ⁇ Evaluation criteria for heat resistance of treatment agent ⁇ (good): when the residue rate is less than 35% ⁇ (acceptable): when the residue rate is 35% or more and less than 50% ⁇ (improper): when the residue rate is 50% or more Case
  • the short fiber treatment agent of the present invention did not substantially contain an organic phosphate ester compound.
  • the short fiber treatment agent of the present invention can improve the wet frictional properties of the short fibers to which the short fiber treatment agent is attached.
  • the wettability and heat resistance of the treatment agent for short fibers can be improved.

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Abstract

短繊維用処理剤が付着した短繊維の湿潤時の摩擦特性を向上させるとともに、短繊維用処理剤の耐熱性を向上させることを課題とする。短繊維用処理剤は、有機リン酸エステル化合物を実質的に含まず、下記の脂肪酸類（Ａ）、及び非イオン界面活性剤（Ｂ）を含有する。脂肪酸類（Ａ）は、炭素数１～６の脂肪酸、炭素数１～６のヒドロキシ脂肪酸、及びこれらの塩から選ばれる少なくとも一つである。

Description

短繊維用処理剤、短繊維用処理剤の水性液、短繊維の処理方法、短繊維の製造方法、及び短繊維
　本発明は、短繊維用処理剤、短繊維用処理剤の水性液、短繊維の処理方法、短繊維の製造方法、及び短繊維に関する。
　例えば合成繊維の紡糸延伸工程や仕上げ工程において、繊維の摩擦を低減させる観点から、繊維の表面に繊維用処理剤を付着させる処理が行われることがある。
　従来、特許文献１～４に開示の繊維用油剤が知られている。
　特許文献１は、アルキルリン酸エステルのカリウム塩と、炭素数８～１８のアルキル基を有す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付加した化合物のリン酸中和物とを配合してなる繊維用油剤について開示する。
　特許文献２は、有機リン酸エステル塩と、オキシアルキレンポリマーとを含有する繊維用油剤について開示する。
　特許文献３は、アルキルリン酸エステルカリウム塩と、パラフィンワックスと、カチオン型界面活性剤を含有する繊維用油剤について開示する。
　特許文献４は、アルキルリン酸エステルカリウム塩と、ポリオキシアルキレンアルキルエーテルとを含有する繊維用油剤について開示する。
特開昭６０－２２４８６７号公報 特開平３－１７４０６７号公報 特開平６－１０８３６１号公報 特開２００８－０６３７１３号公報
　しかし、短繊維用処理剤が付着した短繊維の湿潤時の摩擦特性のさらなる向上と、短繊維用処理剤の耐熱性のさらなる向上とが求められていた。
　上記課題を解決するための短繊維用処理剤は、有機リン酸エステル化合物を実質的に含まない短繊維用処理剤であって、下記の脂肪酸類（Ａ）、及び非イオン界面活性剤（Ｂ）を含有することを要旨とする。脂肪酸類（Ａ）は、炭素数１～６の脂肪酸、炭素数１～６のヒドロキシ脂肪酸、及びこれらの塩から選ばれる少なくとも一つである。
　上記短繊維用処理剤は、ＩＣＰ発光分析法により検出されるリン量が２０００ｐｐｍ以下であることが好ましい。
　上記短繊維用処理剤は、前記脂肪酸類（Ａ）が、炭素数１～４の脂肪酸、分子中に一つのヒドロキシ基を有する炭素数１～４のヒドロキシ脂肪酸、及びこれらのアルカリ金属塩から選ばれる少なくとも１つであることが好ましい。
　上記短繊維用処理剤は、前記非イオン界面活性剤（Ｂ）の全質量に対して、下記の非イオン界面活性剤（Ｂ１）を、少なくとも５０質量％以上含有することが好ましい。非イオン界面活性剤（Ｂ１）は、一価又は二価のアルコール１モルに対し炭素数２～４のアルキレンオキシドを３～３０モルの割合で付加させた化合物である。
　上記短繊維用処理剤は、前記脂肪酸類（Ａ）及び前記非イオン界面活性剤（Ｂ）の含有割合の合計を１００質量部とすると、前記脂肪酸類（Ａ）を０．００１質量部以上１０質量部以下、及び前記非イオン界面活性剤（Ｂ）を９０質量部以上９９．９９９質量部以下の割合で含有することが好ましい。
　上記短繊維用処理剤は、前記短繊維が、ポリエステル短繊維であることが好ましい。
　上記短繊維用処理剤は、前記短繊維が、紡績糸製造用のものであることが好ましい。
　上記短繊維用処理剤は、紡糸延伸工程で用いられるものであることが好ましい。
　上記課題を解決するための短繊維用処理剤の水性液は、前記短繊維用処理剤、及び水を含有することを要旨とする。
　上記課題を解決するための短繊維の処理方法は、前記短繊維用処理剤と水とを混合した短繊維用処理剤の水性液を、短繊維に付与することを要旨とする。
　上記課題を解決するための短繊維の製造方法は、前記短繊維用処理剤と水とを混合した短繊維用処理剤の水性液を、紡糸延伸工程において、短繊維に付与することを要旨とする。
　上記課題を解決するための短繊維は、前記短繊維用処理剤が付着していることを要旨とする。
　本発明によれば、短繊維用処理剤が付着した短繊維の湿潤時の摩擦特性を向上させることができるとともに、短繊維用処理剤の耐熱性が向上する。
　＜第１実施形態＞
　本発明に係る短繊維用処理剤（以下、単に処理剤ともいう。）を具体化した第１実施形態について説明する。
　本実施形態の処理剤は、下記の脂肪酸類（Ａ）、及び非イオン界面活性剤（Ｂ）を含有する。
　（脂肪酸類（Ａ））
　脂肪酸類（Ａ）は、炭素数１～６の脂肪酸、炭素数１～６のヒドロキシ脂肪酸、及びこれらの塩から選ばれる少なくとも一つである。
　脂肪酸類（Ａ）が上記化合物であることにより、処理剤が付着した短繊維における湿潤時の摩擦を低減することができる。言い換えれば、湿潤時の摩擦特性を向上させることができる。また、処理剤の耐熱性を向上させることができる。
　脂肪酸類（Ａ）を構成する炭素数１～６の脂肪酸は、公知のものが適宜挙げられ、飽和脂肪酸であっても、不飽和脂肪酸であってもよい。また、直鎖状のものであっても、分岐鎖構造を有するものであってもよい。また、一価脂肪酸であっても、二価脂肪酸であってもよい。
　炭素数１～６の脂肪酸の具体例としては、例えばメタン酸、エタン酸（酢酸）、ブタン酸、プロパン酸（プロピオン酸）、ペンタン酸、ヘキサン酸、ブタン二酸（コハク酸）等が挙げられる。
　脂肪酸類（Ａ）を構成する炭素数１～６のヒドロキシ脂肪酸は、公知のものが適宜挙げられ、飽和ヒドロキシ脂肪酸であっても、不飽和ヒドロキシ脂肪酸であってもよい。また、直鎖状のものであっても、分岐鎖構造を有するものであってもよい。また、一価ヒドロキシ脂肪酸であっても、二価ヒドロキシ脂肪酸であってもよい。
　炭素数１～６のヒドロキシ脂肪酸の具体例としては、例えばヒドロキシエタン酸、ヒドロキシプロパン酸（乳酸）、ヒドロキシブタン酸、ヒドロキシペンタン酸、ヒドロキシヘキサン酸、クエン酸、２，３－ジヒドロキシブタン二酸（酒石酸）等が挙げられる。
　上記脂肪酸類（Ａ）を構成する塩は、公知のものが適宜挙げられるが、金属塩であることが好ましい。金属塩としては、例えばアルカリ金属塩、アルカリ土類金属塩が挙げられる。これらの中でも、アルカリ金属塩であることがより好ましい。
　アルカリ金属塩を構成するアルカリ金属としては、例えばナトリウム、カリウム、リチウム等が挙げられる。
　アルカリ土類金属を構成するアルカリ土類金属としては、例えばカルシウム、マグネシウム、ベリリウム、ストロンチウム、バリウム等が挙げられる。
　上記脂肪酸類（Ａ）が、炭素数１～４の脂肪酸、分子中に一つのヒドロキシ基を有する炭素数１～４のヒドロキシ脂肪酸、及びこれらのアルカリ金属塩から選ばれる少なくとも１つであることが好ましい。脂肪酸類（Ａ）が上記化合物であることにより、処理剤の耐熱性をより向上させることができる。
　また、脂肪酸類（Ａ）が炭素数１～４の脂肪酸のアルカリ金属塩、又は分子中に一つのヒドロキシ基を有する炭素数１～４のヒドロキシ脂肪酸のアルカリ金属塩であることにより、湿潤時の摩擦特性をより向上させることができる。
　これらの脂肪酸類（Ａ）は、一種類の脂肪酸類（Ａ）を単独で使用してもよいし、二種類以上の脂肪酸類（Ａ）を適宜組み合わせて使用してもよい。
　（非イオン界面活性剤（Ｂ））
　非イオン界面活性剤（Ｂ）としては、例えばアルコール類又はカルボン酸類にアルキレンオキサイドを付加させた化合物、カルボン酸類と多価アルコールとのエステル化合物にアルキレンオキサイドを付加させたエーテル・エステル化合物等が挙げられる。以下、これらの化合物を（ポリ）オキシアルキレン誘導体ともいう。
　上記アルコール類又はカルボン酸類としては、直鎖状又は分岐鎖を有する脂肪族系のアルコール類又はカルボン酸類であってもよく、芳香族系のアルコール類又はカルボン酸類であってもよい。また、飽和のアルコール類又はカルボン酸類であっても、不飽和のアルコール類又はカルボン酸類であってもよい。また、一価又は二価以上のアルコール類又はカルボン酸類であってもよい。
　非イオン界面活性剤（Ｂ）は、非イオン界面活性剤（Ｂ）の全質量に対して、下記の非イオン界面活性剤（Ｂ１）を、少なくとも５０質量％以上含有することが好ましい。非イオン界面活性剤（Ｂ１）は、一価又は二価のアルコール１モルに対し炭素数２～４のアルキレンオキシドを３～３０モルの割合で付加させた化合物である。
　非イオン界面活性剤（Ｂ）が上記非イオン界面活性剤（Ｂ１）を５０質量％以上含有することにより、処理剤の濡れ性をより向上させることができる。
　上記炭素数２～４のアルキレンオキサイドの具体例としては、例えばエチレンオキサイド、プロピレンオキサイド、ブチレンオキサイド等が挙げられる。
　アルキレンオキサイドの付加モル数は、仕込み原料中におけるアルコール化合物又はカルボン酸化合物１モルに対するアルキレンオキサイドのモル数を示す。
　アルキレンオキサイドは、一種類のアルキレンオキサイドを単独で使用してもよいし、又は二種類以上のアルキレンオキサイドを適宜組み合わせて使用してもよい。アルキレンオキサイドが二種類以上適用される場合、それらの付加形態は、ブロック付加、ランダム付加、及びブロック付加とランダム付加の組み合わせのいずれでもよく、特に制限はない。
　非イオン界面活性剤（Ｂ）である（ポリ）オキシアルキレン誘導体の具体例としては、例えばポリオキシエチレンアルキルエーテル、ポリオキシエチレンアルケニルエーテル、ポリオキシエチレンアルキルエステル、ポリオキシエチレンアルケニルエステル、ポリオキシエチレンアルキルフェニルエーテル、ポリオキシアルキレンアルキルアミノエーテル、ポリオキシアルキレンアルケニルアミノエーテル、ポリオキシアルキレンアルキルアミノエーテルと無機酸との塩、及びポリオキシアルキレンアルケニルアミノエーテルと無機酸との塩等が挙げられる。
　これらの（ポリ）オキシアルキレン誘導体は、一種類の（ポリ）オキシアルキレン誘導体を単独で使用してもよいし、又は二種類以上の（ポリ）オキシアルキレン誘導体を適宜組み合わせて使用してもよい。
　処理剤は、有機リン酸エステル化合物を実質的に含まない。ここで、実質的に含まないとは、有機リン酸エステル化合物を不純物レベルで含む態様を許容することを意味するものとする。不純物レベルの含有量は、例えば処理剤をＩＣＰ発光分析法により測定した際に検出されるリン量、言い換えれば、Ｐ元素の濃度が２０００ｐｐｍ以下であることが好ましく、１０００ｐｐｍ以下であることがより好ましい。
　有機リン酸エステル化合物を実質的に含まないことにより、処理剤を用いて短繊維を製造した際の廃液処理をより容易に行うことが可能になる。
　有機リン酸エステル化合物としては、例えばアルキルリン酸エステル、アルケニルリン酸エステル、ポリオキシアルキレン基を有するアルキルリン酸エステル又はアルケニルリン酸エステル、それらの塩等が挙げられる。アルキルリン酸エステルを構成するアルキル基、又はアルケニルリン酸エステルを構成するアルケニル基は、特に制限はなく、例えば、直鎖状であっても、分岐鎖構造を有するものでもよい。また、分岐鎖構造における分岐位置は、特に制限はなく、例えば、α位が分岐したものであってもよいし、β位が分岐したものであってもよい。
　アルキル基又はアルケニル基の炭素数は、特に限定されないが、例えば炭素数１～３０のものが挙げられる。
　アルキル基の具体例としては、例えばメチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基、ヘプチル基、オクチル基、デシル基、ウンデシル基、ドデシル基、トリデシル基、テトラデシル基、ペンタデシル基、ヘキサデシル基、ヘプタデシル基、オクタデシル基、イコシル基、イソブチル基、イソペンチル基、イソヘキシル基、イソヘプチル基、イソオクチル基、イソデシル基、イソウンデシル基、イソドデシル基、イソトリデシル基、イソテトラデシル基、イソペンタデシル基、イソヘキサデシル基、イソヘプタデシル基、イソオクタデシル基、イソイコシル基等が挙げられる。
　アルケニル基の具体例としては、例えばブテニル基、ペンテニル基、ヘキセニル基、ヘプテニル基、オクテニル基、ノネニル基、デセニル基、ウンデセニル基、ドデセニル基、トリデセニル基、テトラデセニル基、ペンタデセニル基、ヘキサデセニル基、ヘプタデセニル基、オクタデセニル基、イコセニル基、イソブテニル基、イソペンテニル基、イソヘキセニル基、イソヘプテニル基、イソオクテニル基、イソノネニル基、イソデセニル基、イソウンデセニル基、イソドデセニル基、イソトリデセニル基、イソテトラデセニル基、イソペンタデセニル基、イソヘキサデセニル基、イソヘプタデセニル基、イソオクタデセニル基、イソイコセニル基等が挙げられる。
　有機リン酸エステル化合物を構成するリン酸は、特に制限はなく、オルトリン酸であってもよいし、二リン酸等のポリリン酸であってもよい。
　有機リン酸エステル化合物として有機リン酸エステル塩が含有されている場合、塩としては、例えばリン酸エステルアミン塩、リン酸エステル金属塩等が挙げられる。
　金属塩としては、例えばアルカリ金属塩、アルカリ土類金属塩が挙げられる。アルカリ金属塩を構成するアルカリ金属の具体例としては、例えばナトリウム、カリウム、リチウム等が挙げられる。アルカリ土類金属塩を構成するアルカリ土類金属としては、第２族元素に該当する金属、例えばカルシウム、マグネシウム、ベリリウム、ストロンチウム、バリウム等が挙げられる。
　アミン塩を構成するアミンは、一級アミン、二級アミン、及び三級アミンのいずれであってもよい。アミン塩を構成するアミンの具体例としては、例えば、（１）メチルアミン、ジメチルアミン、トリメチルアミン、エチルアミン、ジエチルアミン、トリエチルアミン、Ｎ－Ｎ－ジイソプロピルエチルアミン、ブチルアミン、ジブチルアミン、２－メチルブチルアミン、トリブチルアミン、オクチルアミン、ジメチルラウリルアミン等の脂肪族アミン、（２）アニリン、Ｎ－メチルベンジルアミン、ピリジン、モルホリン、ピペラジン、これらの誘導体等の芳香族アミン類又は複素環アミン、（３）モノエタノールアミン、Ｎ－メチルエタノールアミン、ジエタノールアミン、トリエタノールアミン、イソプロパノールアミン、ジイソプロパノールアミン、トリイソプロパノールアミン、ジブチルエタノールアミン、ブチルジエタノールアミン、オクチルジエタノールアミン、ラウリルジエタノールアミン等のアルカノールアミン、（４）ポリオキシエチレンラウリルアミノエーテル、ポリオキシエチレンステアリルアミノエーテル等のポリオキシアルキレンアルキルアミノエーテル、（５）アンモニア等が挙げられる。
　アルキレンオキサイド鎖を付加した有機リン酸エステル化合物が含有されている場合、炭素数２～４のアルキレンオキサイドが挙げられる。アルキレンオキサイドの具体例としては、例えばエチレンオキサイド、プロピレンオキサイド、ブチレンオキサイド等が挙げられる。アルキレンオキサイドの付加モル数の下限は、適宜設定されるが、例えば０．１モル以上である。かかる付加モル数の上限は、適宜設定されるが、例えば５０モル以下である。なお、アルキレンオキサイドの付加モル数は、仕込み原料中における脂肪族アルコール化合物１モルに対するアルキレンオキサイドのモル数を示す。
　アルキレンオキサイドは、一種類のアルキレンオキサイドを単独で使用したものでもよいし、又は二種類以上のアルキレンオキサイドを適宜組み合わせて使用したものでもよい。アルキレンオキサイドが二種類以上適用されたものである場合、それらの付加形態は、ブロック付加、ランダム付加、及びブロック付加とランダム付加の組み合わせのいずれでもよく、特に制限はない。
　（含有量）
　処理剤中において、脂肪酸類（Ａ）、及び非イオン界面活性剤（Ｂ）の含有割合の合計を１００質量％とすると、脂肪酸類（Ａ）を０．００１質量部以上１０質量部以下、及び非イオン界面活性剤（Ｂ）を９０質量部以上９９．９９９質量部以下の割合で含有することが好ましい。
　本実施形態の一態様において、処理剤中の脂肪酸類（Ａ）の含有量は、例えば、処理剤１００質量部に対して、０．０１質量部以上、０．０５質量部以上、０．１質量部以上、０．２質量部以上、０．５質量部以上、１質量部以上、２質量部以上、又は５質量部以上である。同じく処理剤中の脂肪酸類（Ａ）の含有量はまた、例えば、処理剤１００質量部に対して、１１質量部以下、５質量部以下、２質量部以下、１質量部以下、０．５質量部以下、０．２質量部以下、０．１質量部以下、又は０．０５質量部以下である。
　本実施形態の一態様において、処理剤中の非イオン界面活性剤（Ｂ）の含有量は、例えば、処理剤１００質量部に対して、８９質量部以上、９５質量部以上、９８質量部以上、９９質量部以上、９９．５質量部以上、９９．８質量部以上、９９．９質量部以上、又は９９．９５質量部以上である。同じく処理剤中の非イオン界面活性剤（Ｂ）の含有量はまた、例えば、処理剤１００質量部に対して、９９．９９質量部以下、９９．９５質量部以下、９９．９質量部以下、９９．８質量部以下、９９．５質量部以下、９９質量部以下、９８質量部以下、又は９５質量部以下である。
　なお、各成分の含有量の測定方法は、特に制限されないが、例えばイオン成分の含有量の測定方法は、以下の方法を採用することができる。処理剤を１０５℃で２時間加熱し、不揮発分を得る。この不揮発分中のイオン成分の含有量が５００ｐｐｍ以下となるように純水で十分希釈する。希釈液を用いてイオンクロマトグラフ分析を行う。
　第１実施形態の短繊維用処理剤の作用及び効果について説明する。
　（１－１）第１実施形態の短繊維用処理剤は、所定の脂肪酸類（Ａ）、及び非イオン界面活性剤（Ｂ）を含有し、有機リン酸エステル化合物を実質的に含まない。したがって、処理剤が付着した短繊維における湿潤時の摩擦特性を向上させることができる。例えば、短繊維等の製造においてトウシートの延伸工程で用いられる延伸工程用処理剤として適用される場合、繊維と金属の間の摩擦を低減させ、トウを均一な厚さで薄く広げることができる。それにより、生産性、品質性を向上させることができる。また、処理剤の耐熱性が向上する。
　（１－２）脂肪酸類（Ａ）が、炭素数１～４の脂肪酸、分子中に一つのヒドロキシ基を有する炭素数１～４のヒドロキシ脂肪酸、及びこれらのアルカリ金属塩から選ばれる少なくとも１つである。脂肪酸類（Ａ）が上記化合物であることにより、処理剤の耐熱性をより向上させることができる。
　（１－３）非イオン界面活性剤（Ｂ）は、非イオン界面活性剤（Ｂ）の全質量に対して、下記の非イオン界面活性剤（Ｂ１）を、少なくとも５０質量％以上含有する。非イオン界面活性剤（Ｂ１）は、一価又は二価のアルコール１モルに対し炭素数２～４のアルキレンオキシドを３～３０モルの割合で付加させた化合物である。
　非イオン界面活性剤（Ｂ）が上記非イオン界面活性剤（Ｂ１）を５０質量％以上含有することにより、処理剤の濡れ性をより向上させることができる。
　＜第２実施形態＞
　次に、本発明の短繊維の処理方法、及び本発明の短繊維の製造方法を具体化した第２実施形態を説明する。
　本実施形態の短繊維の処理方法では、第１実施形態の短繊維用処理剤及び水を含有する短繊維用処理剤の水性液（以下、水性液ともいう）を短繊維に付与することを特徴とする。また、本実施形態の短繊維の製造方法は、上記水性液を、紡糸延伸工程において、短繊維に付与することを特徴とする。
　水性液は、水に第１実施形態の処理剤を添加して調製することが好ましい。水性液の調製方法は、例えば水に、処理剤を添加し、不揮発分濃度を０．０１質量％以上１０質量％以下にする方法が用いられる。なお、不揮発分は、対象物を１０５℃で２時間熱処理して揮発性物質を十分に除去した絶乾物の質量から求められる。
　水に、処理剤を添加する方法は、公知の方法を適宜採用できるが、下記の工程１及び下記の工程２を経ることが好ましい。かかる方法により、処理剤がエマルション形態の場合、エマルションの安定性をより向上させることができる。
　工程１は、第１の水に、処理剤を添加し、不揮発分濃度が２質量％超１０質量％以下の短繊維用処理剤の水性液の母液を調製する工程である。また、希釈する水の温度は、特に限定されない。
　さらに、工程１は、第１の水を６０～９５℃に加温し、処理剤を添加し、撹拌することが好ましい。かかる方法により、処理剤がエマルション形態の場合、エマルションの安定性をより向上させることができる。
　工程２は、工程１で調製した短繊維用処理剤の水性液の母液に第２の水を添加し、不揮発分濃度が０．０１質量％以上２質量％以下の水性液を調製する工程である。
　短繊維の処理方法は、上記のように得られた水性液を、短繊維に付与する方法である。また、短繊維の製造方法は、上記のように得られた水性液を、例えば紡糸又は延伸工程、仕上げ工程等において短繊維に付与する方法である。
　水性液が付与される短繊維の種類は、特に限定されない。短繊維に付与された水性液により、最終的に短繊維用処理剤が短繊維表面を覆い、摩擦特性を向上させるからである。水性液が付与される短繊維としては、合成繊維、天然繊維、再生繊維等が挙げられる。
　合成繊維の具体例としては、特に制限はなく、例えば（１）ポリエチレンテレフタラート（ＰＥＴ）、ポリトリメチレンテレフタラート、ポリブチレンテレフタラート、ポリエチレンナフタラート、ポリ乳酸、これらのポリエステル系樹脂を含有して成る複合繊維等のポリエステル系繊維、（２）ナイロン６、ナイロン６６等のポリアミド系繊維、（３）ポリアクリル、モダアクリル等のポリアクリル系繊維、（４）ポリエチレン、ポリプロピレン等のポリオレフィン系繊維等が挙げられる。天然繊維又は再生繊維の具体例としては、例えば木綿繊維、晒し処理された木綿繊維、ビスコースレーヨン繊維、強力レーヨン繊維、高強力レーヨン繊維、高湿潤弾性レーヨン繊維、溶剤紡糸レーヨン繊維、ポリノジック繊維、キュプラ繊維、アセテート繊維等が挙げられる。これらの中で製造工程において、特に繊維間の摩擦特性の付与が必要なポリエステル系繊維又はポリオレフィン系繊維に適用されることが好ましい。
　短繊維は、一般にステープルと呼ばれるものが該当し、一般にフィラメントと呼ばれる長繊維を含まないものとする。また、短繊維の長さは、本技術分野において短繊維に該当するものであれば特に限定されないが、例えば１００ｍｍ以下であることが好ましい。これらの中で、ポリエステル短繊維に適用されることが好ましい。また、短繊維は、紡績糸製造用のものであることが好ましい。
　水性液を短繊維に付着させる割合に特に制限はないが、水性液を短繊維に対し、最終的に固形分が０．１質量％以上３質量％以下の割合となるよう付着させることが好ましい。かかる構成により、各成分による効能を有効に発揮できる。また、水性液を付着させる方法は、特に制限はなく、短繊維の種類、形態、用途等により公知の方法、例えばローラー給油法、計量ポンプを用いたガイド給油法、浸漬給油法、スプレー給油法等を採用できる。
　水性液が付与された短繊維は、公知の方法を用いて乾燥処理してもよい。乾燥処理により水等の溶媒が揮発され、処理剤中に含有される成分が付着している短繊維が得られる。
　第２実施形態の短繊維の処理方法の作用及び効果について説明する。本実施形態では、第１実施形態の効果に加えて、以下の効果を有する。
　（２－１）本実施形態の短繊維の処理方法における水性液の調製方法は、例えば水に、処理剤を添加し、不揮発分濃度を０．０１質量％以上１０質量％以下にする方法が用いられる。したがって、処理剤がエマルション形態の場合、エマルションの安定性を向上できる。また、予め調製された処理剤を水に混合することにより、付与形態である水性液を調製できるため、使用時に試薬から調合する方法に比べて水性液を簡易に調製できる。
　（２－２）また、水に、処理剤を添加し、不揮発分濃度が２質量％超１０質量％以下の短繊維用処理剤の水性液の母液を調製する工程を経る場合、エマルションの安定性をより向上させることができる。それにより、成分の短繊維への均一な付着性を低下させることがなく、各成分による効能を有効に発揮できる。
　なお、上記実施形態は以下のように変更してもよい。上記実施形態及び以下の変更例は、技術的に矛盾しない範囲で互いに組み合わせて実施できる。
　・上記実施形態の各処理剤又は水性液には、本発明の効果を阻害しない範囲内において、処理剤又は水性液の品質保持のため、その他の溶媒、安定化剤、制電剤、つなぎ剤、酸化防止剤、紫外線吸収剤等の通常処理剤等に用いられる成分をさらに配合してもよい。
　・（ポリ）オキシアルキレン誘導体において、ポリオキシアルキレンアルキルフェニルエーテルのうち、ポリオキシエチレンノニルフェニルエーテルは、環境特性の観点から短繊維用処理剤中において、少量であることが好ましい。具体的には短繊維用処理剤中において、１質量％以下であることが好ましく、実質的に含まないことがより好ましい。実質的に含まないとは、別途、ポリオキシエチレンノニルフェニルエーテルを配合させることはしないという意味であり、各原料中に不純物等として含まれる少量のポリオキシエチレンノニルフェニルエーテルまで除外するものではない。上記実施形態の短繊維用処理剤の構成により、ポリオキシエチレンノニルフェニルエーテルが少量である短繊維用処理剤であっても、脂肪酸類（Ａ）により摩擦特性を向上できる。
　・上記実施形態の短繊維の処理方法における水性液の調製方法について、水性液を調整する前記工程１及び工程２から選ばれる任意の工程において、さらにシリコーン組成物を加えることが、短繊維製造時の消泡性、繊維の紡績性能向上等の観点から好ましい。シリコーン組成物の具体例としては、特に限定されないが、例えばポリジメチルシロキサン、ポリオキシエチレン変性シリコーン等が好ましい。シリコーン組成物を加える工程としては、水性液の安定性の観点から、工程２がより好ましい。
　・本実施形態の処理剤は、単独で処理剤として用いられるものであるが、この態様に限定されない。例えば、使用時に他の処理剤と混合して用いられるものであってもよい。他の処理剤を第１処理剤とし、本実施形態の処理剤を第２処理剤としてもよい。第１処理剤としては、例えば上記有機リン酸エステル化合物を含有するものであってもよい。第１処理剤と第２処理剤のいずれか一方又は両方に、上記脂肪酸類（Ａ）を含有してもよい。
　以下、本発明の構成及び効果をより具体的に説明するため、実施例等を挙げるが、本発明がこれらの実施例に限定されるというものではない。なお、以下の実施例及び比較例の説明において、特に限定のない限り、部は質量部を、％は質量％を意味する。
　試験区分１（処理剤の調製）
　処理剤は、表１、２に示される各成分を使用し、下記調製方法により調製した。
　脂肪酸類（Ａ）は、表１に示されるＡ－１～Ａ－８、ａ－１、ａ－２を使用した。
　脂肪酸類（Ａ）の種類、炭素数、ヒドロキシ基の数を、表１の「脂肪酸類（Ａ）」欄、「炭素数」欄、「ヒドロキシ基の数」欄にそれぞれ示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
　（実施例１）
　表２に示されるように、酢酸カリウム（Ａ－１）０．１部、ポリオキシエチレン（１０モル）ラウリルエーテル（Ｂ－１）９９．９部となるように各成分を秤量した。これらを撹拌し、混合して、実施例１の処理剤を調製した。
　（実施例２～５０、比較例１～３）
　実施例２～５０、比較例１～３の処理剤は、実施例１の処理剤と同様にして各成分を表２に示した割合で含むように調製した。
　脂肪酸類（Ａ）の種類と含有量、非イオン界面活性剤（Ｂ）の種類と含有量を、表２の「脂肪酸類（Ａ）」欄、「非イオン界面活性剤（Ｂ）」欄にそれぞれ示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000002
　表２に記載する非イオン界面活性剤（Ｂ）の詳細は以下のとおりである。
　（非イオン界面活性剤（Ｂ））
　Ｂ－１：ポリオキシエチレン（１０モル）ラウリルエーテル
　Ｂ－２：ポリオキシエチレン（８モル）オレイルエーテル
　Ｂ－３：ポリオキシエチレン（１０モル）Ｃ１２－１３アルコール／α－ドデシルアミノ－ω－ヒドロキシ（ポリオキシエチレン）（１０モル）＝７０／３０
　Ｂ－４：ポリオキシエチレン（１５モル）Ｃ１２－１３アルコール／α－ドデシルアミノ－ω－ヒドロキシ（ポリオキシエチレン）（１０モル）＝５０／５０
　Ｂ－５：ポリオキシエチレン（５モル）オレイルエーテル／α－ドデシルアミノ－ω－ヒドロキシ（ポリオキシエチレン）（１０モル）＝７０／３０
　Ｂ－６：ポリオキシエチレン（１５モル）Ｃ１２－１３アルコール／（ポリオキシエチレン）（ポリオキシプロピレン）（ｎ＋ｍ＝８、ｎはオキシエチレン単位の数、ｍはオキシプロピレン単位の数、以下同様）Ｃ１２－１３アルコール＝７０／３０
　Ｂ－７：ポリオキシエチレン（１０モル）Ｃ１２－１３アルコール／（ポリオキシエチレン）（ポリオキシプロピレン）（ｎ＋ｍ＝８）Ｃ１２－１３アルコール＝５０／５０
　Ｂ－８：ポリオキシエチレン（１５モル）Ｃ１２－１３アルコール／（ポリオキシエチレン）（ポリオキシプロピレン）（ｎ＋ｍ＝１０）ステアリルエーテル＝５０／５０
　Ｂ－９：（ポリオキシエチレン）（ポリオキシプロピレン）（ｎ＋ｍ＝１０）Ｃ１２－１３アルコール／α－ドデシル－ω－ヒドロキシ（ポリオキシエチレン）（１５モル）／ステアリルアミン（ポリオキシエチレン）（７モル）＝５０／３０／２０
　Ｂ－１０：α－トリデシル－ω－ヒドロキシ（ポリオキシエチレン）（ポリオキシプロピレン）（ｎ＋ｍ＝８）／α－ドデシルアミノ－ω－ヒドロキシ（ポリオキシエチレン）（１５モル）＝６５／３５
　Ｂ－１１：ポリオキシエチレン（１０モル）ステアリルエーテル／（ポリオキシエチレン）（ポリオキシプロピレン）（ｎ＋ｍ＝１２）Ｃ１１－１４アルコール／α－ドデシルアミノ－ω－ヒドロキシ（ポリオキシエチレン）（１５モル）＝２０／４０／４０
　Ｂ－１２：α－トリデシル－ω－ヒドロキシ（ポリオキシエチレン）（ポリオキシプロピレン）（ｎ＋ｍ＝１４）／α－ドデシルアミノ－ω－ヒドロキシ（ポリオキシエチレン）（４モル）／α－ドデシルアミノ－ω－ヒドロキシ（ポリオキシエチレン）（１０モル）＝６０／２０／２０
　Ｂ－１３：α－ドデシル－ω－ヒドロキシ（ポリオキシエチレン）（ポリオキシプロピレン）（ｎ＋ｍ＝１０）／ポリオキシエチレン（３モル）Ｃ１２－１４アルコール／α－ドデシルアミノ－ω－ヒドロキシ（ポリオキシエチレン）（１０モル）／ステアリルアミン（ポリオキシエチレン）（５モル）＝５０／１０／３０／１０
　Ｂ－１４：ポリオキシエチレン（１０モル）Ｃ１２－１３アルコール／（ポリオキシエチレン）（ポリオキシプロピレン）（ｎ＋ｍ＝８）Ｃ１２－１３アルコール／α－ドデシルアミノ－ω－ヒドロキシ（ポリオキシエチレン）（１０モル）＝３０／３０／４０
　Ｂ－１５：ポリオキシエチレン（６モル）デシルエーテル／（ポリオキシエチレン）（ポリオキシプロピレン）（ｎ＋ｍ＝８）トリデシルエーテル／α－ドデシルアミノ－ω－ヒドロキシ（ポリオキシエチレン）（１５モル）＝４０／２０／４０
　Ｂ－１６：ポリオキシエチレン（９モル）ラウリルエーテル／（ポリオキシエチレン）（ポリオキシプロピレン）（ｎ＋ｍ＝７）デシルエーテル／α－ドデシルアミノ－ω－ヒドロキシ（ポリオキシエチレン）（１０モル）＝２０／３０／５０
　Ｂ－１７：ポリオキシエチレン（９モル）ラウリルエーテル／（ポリオキシエチレン）（ポリオキシプロピレン）（ｎ＋ｍ＝７）デシルエーテル／（ポリオキシエチレン）（ポリオキシプロピレン）（ｎ＋ｍ＝８）Ｃ１２－１３アルコール／α－ドデシルアミノ－ω－ヒドロキシ（ポリオキシエチレン）（１０モル）＝２０／３０／５／４５
　Ｂ－１８：ポリオキシエチレン（１０モル）Ｃ１１－１４アルコール／（ポリオキシエチレン）（ポリオキシプロピレン）（ｎ＋ｍ＝７）Ｃ１２－１３アルコール／α－ドデシルアミノ－ω－ヒドロキシ（ポリオキシエチレン）（１５モル）／ヤシ脂肪酸－ポリオキシエチレン（７モル）＝３０／３０／３０／１０
　Ｂ－１９：ポリオキシエチレン（９モル）ラウリルエーテル／ポリオキシエチレン（１０モル）ドデシルアミンエーテルと燐酸の塩＝９０／１０
　Ｂ－２０：ポリオキシエチレン（１０モル）Ｃ１２－１３アルコール／（ポリオキシエチレン）（ポリオキシプロピレン）（ｎ＋ｍ＝８）Ｃ１２－１３アルコール／ポリオキシエチレン（１０モル）ドデシルアミンエーテルと燐酸の塩＝４５／４５／１０
　Ｂ－２１：ポリオキシエチレン（１０モル）Ｃ１２－１３アルコール／α－ドデシルアミノ－ω－ヒドロキシ（ポリオキシエチレン）（１０モル）＝４０／６０
　Ｂ－２２：α－トリデシル－ω－ヒドロキシ（ポリオキシエチレン）（ポリオキシプロピレン）（ｎ＋ｍ＝８）／α－ドデシルアミノ－ω－ヒドロキシ（ポリオキシエチレン）（１５モル）＝３５／６５
　Ｂ－２３：ポリオキシエチレン（３モル）Ｃ１２－１４アルコール／ポリオキシエチレンポリオキシプロピレン（ｎ＋ｍ＝２０）硬化ひまし油＝３０／７０
　Ｂ－２４：α－ドデシル－ω－ヒドロキシ（ポリオキシエチレン）（７モル）／ポリオキシエチレン（１０モル）オレイルエステル＝２０／８０
　Ｂ－２５：（ポリオキシエチレン）（ポリオキシプロピレン）（ｎ＋ｍ＝３５）Ｃ１２－１３アルコール／α－ドデシルアミノ－ω－ヒドロキシ（ポリオキシエチレン）（１８モル）＝３０／７０
　Ｂ－２６：ポリオキシエチレン（７モル）ラウリルエーテル／ポリオキシエチレン（１０モル）オレイルエステル＝１０／９０
　Ｂ－２７：ポリオキシエチレン（１０モル）ラウリルエーテル／ヤシ脂肪酸－ポリオキシエチレン（１０モル）／ドデシルスルホン酸ナトリウム＝１０／８０／１０
　Ｂ－２８：α－デシル－ω－ヒドロキシ（ポリオキシエチレン）（６モル）／ヤシ脂肪酸－ポリオキシエチレン（１０モル）／ポリオキシエチレン（１５モル）ドデシルアミンエーテルと燐酸の塩＝３０／６０／1０
　Ｂ－２９：ポリオキシエチレンポリオキシプロピレン（ｎ＋ｍ＝２０）硬化ひまし油／ドデシルスルホン酸ナトリウム＝９０／１０
　Ｂ－３０：ポリオキシエチレン（１０モル）ドデシルアミンエーテルと燐酸の塩
　試験区分２（処理剤の水性液の調製）
　試験区分１で調製した処理剤を、約７０℃に加温したイオン交換水に撹拌下で加えた。完全に溶解させて、処理剤の５％水性液を調製した。
　試験区分３（評価）
　実施例１～５０及び比較例１～３の処理剤について、処理剤のリン含有量、処理剤を付着させた繊維の湿潤時摩擦特性、処理剤の濡れ性、及び処理剤の耐熱性をそれぞれ以下に説明する手順で評価した。
　（処理剤のリン含有量）
　試験区分１で調製した処理剤を０．１ｇ量り取り、蒸留水で希釈して全量を１００ｇとした。この希釈液を、ＩＣＰ発光分析法により測定した。濃度既知の市販の標準サンプルとの強度値を比較することにより、処理剤中に含まれるリン含有量としてのＰ元素濃度を求めた。下記の３段階の基準でリン含有量を評価した結果を表２の「リン含有量（３段階評価）」欄に示す。
　・リン含有量の評価基準
　○○○：リン含有量≦１０００ｐｐｍ
　○○：１０００ｐｐｍ＜リン含有量≦２０００ｐｐｍ
　○：２０００ｐｐｍ＜リン含有量
　（湿潤時摩擦特性）
　試験区分２で調製した処理剤の５％水性液を、約２５℃のイオン交換水で希釈し、０．３５％水性液を調製した。調製した０．３５％水性液８０ｍＬを、縦６０ｍｍ×横２３０ｍｍ×高さ２０ｍｍの金属製のバットに入れた。
　縦３０ｍｍ×横９０ｍｍ×高さ４５ｍｍで、重さ１ｋｇの矩形板状の重りを用意した。この重りの底面に、両面テープを用いて、底面と同じサイズのポリエステルスパンボンド不織布を貼り付けた。上記の０．３５％水性液が入ったバットに、不織布を貼り付けた底面側が下側となるように重りを置いた。
　最大荷重容量が５０Ｎであるロードセルを備えた引張試験機（島津製作所（株）製、オートグラフ型式ＡＧＳ－Ｘ）を用いて、２０℃×６０％ＲＨの雰囲気下、水平速度１００ｍｍ／ｍｉｎの条件で重りを引っ張る引張試験を行った。下記の基準で湿潤時摩擦特性を評価した結果を表２の「湿潤時摩擦特性」欄に示す。
　なお、上記の方法によって、湿潤時の繊維と金属との摩擦特性を評価した。具体的には、上記の方法によって、紡糸工程や延伸工程における、繊維と金属製ローラーとの摩擦特性を評価した。上記摩擦特性の評価は、０．３５％水性液を調製してから１２時間以内に行った。
　・湿潤時摩擦特性の評価基準
　◎（良好）：脂肪酸類（Ａ）を含まない比較例１の０．３５％水性液を用いて測定した摩擦Ｎと、各例の０．３５％水性液を用いて測定した摩擦Ｍとの比であるＭ／Ｎ比が、０．９８以下である場合
　○（可）：上記Ｍ／Ｎ比が、０．９８より大きく、０．９９以下である場合
　×（不可）：上記Ｍ／Ｎ比が、０．９９より大きい場合
　（処理剤の濡れ性）
　処理剤の付与されていないポリエチレンテレフタレート製の短繊維で作製された不織布を用意した。上記湿潤時摩擦特性の評価で調製した０．３５％水性液５μＬを不織布に滴下し、完全に浸透するまでの時間を計測した。下記の基準で処理剤の濡れ性を評価した結果を表２の「濡れ性」欄に示す。
　・処理剤の濡れ性の評価基準
　◎（良好）：１５０秒未満で浸透した場合
　○（可）：１５０秒以上１８０秒未満で浸透した場合
　×（不可）：１８０秒以上で浸透した場合
　（処理剤の耐熱性）
　各実施例及び比較例に記載の短繊維用処理剤を、乾燥後質量が約２ｇとなるように量り取り、１０５℃で水分を乾燥させた。乾燥後の質量を測定し、初期質量とした。さらに、２００℃で１５時間加熱し、この時の残渣率（％）（加熱後の質量／初期質量）を測定した。下記の基準で処理剤の耐熱性を評価した結果を表２の「耐熱性」欄に示す。
　・処理剤の耐熱性の評価基準
　◎（良好）：残渣率が３５％未満の場合
　○（可）：残渣率が３５％以上５０％未満の場合
　×（不可）：残渣率が５０％以上の場合
　本発明の短繊維用処理剤は、有機リン酸エステル化合物を実質的に含んでいなかった。また、本発明の短繊維用処理剤は、短繊維用処理剤が付着した短繊維における湿潤時の摩擦特性を向上させることができる。また、短繊維用処理剤の濡れ性と耐熱性とを向上させることができる。

Claims (12)

  1. 　有機リン酸エステル化合物を実質的に含まない短繊維用処理剤であって、下記の脂肪酸類（Ａ）、及び非イオン界面活性剤（Ｂ）を含有することを特徴とし、脂肪酸類（Ａ）が炭素数１～６の脂肪酸、炭素数１～６のヒドロキシ脂肪酸、及びこれらの塩から選ばれる少なくとも一つである、短繊維用処理剤。
  2. 　ＩＣＰ発光分析法により検出されるリン量が２０００ｐｐｍ以下である請求項１に記載の短繊維用処理剤。
  3. 　前記脂肪酸類（Ａ）が、炭素数１～４の脂肪酸、分子中に一つのヒドロキシ基を有する炭素数１～４のヒドロキシ脂肪酸、及びこれらのアルカリ金属塩から選ばれる少なくとも１つである請求項１又は２に記載の短繊維処理剤。
  4. 　前記非イオン界面活性剤（Ｂ）の全質量に対して、下記の非イオン界面活性剤（Ｂ１）を、少なくとも５０質量％以上含有し、非イオン界面活性剤（Ｂ１）が、一価又は二価のアルコール１モルに対し炭素数２～４のアルキレンオキシドを３～３０モルの割合で付加させた化合物である、請求項１～３のいずれか一項に記載の短繊維用処理剤。
  5. 　前記脂肪酸類（Ａ）及び前記非イオン界面活性剤（Ｂ）の含有割合の合計を１００質量部とすると、前記脂肪酸類（Ａ）を０．００１質量部以上１０質量部以下、及び前記非イオン界面活性剤（Ｂ）を９０質量部以上９９．９９９質量部以下の割合で含有する請求項１～４のいずれか一項に記載の短繊維用処理剤。
  6. 　前記短繊維が、ポリエステル短繊維である請求項１～５のいずれか一項に記載の短繊維用処理剤。
  7. 　前記短繊維が、紡績糸製造用のものである請求項１～６のいずれか一項に記載の短繊維用処理剤。
  8. 　前記短繊維用処理剤が、紡糸延伸工程で用いられるものである請求項１～７のいずれか一項に記載の短繊維用処理剤。
  9. 　請求項１～８のいずれか一項に記載の短繊維用処理剤、及び水を含有することを特徴とする短繊維用処理剤の水性液。
  10. 　請求項１～８のいずれか一項に記載の短繊維用処理剤と水とを混合した短繊維用処理剤の水性液を、短繊維に付与することを特徴とする短繊維の処理方法。
  11. 　請求項１～８のいずれか一項に記載の短繊維用処理剤と水とを混合した短繊維用処理剤の水性液を、紡糸延伸工程において、短繊維に付与することを特徴とする短繊維の製造方法。
  12. 　請求項１～８のいずれか一項に記載の短繊維用処理剤が付着していることを特徴とする短繊維。
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