JPH086253B2 - 合成繊維用紡糸・延伸用油剤およびその製造方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明はポリエステル、ポリアミド等の合成繊維用処
理油剤に関するものである。さらに詳しくは水系エマル
ジョンとして合成繊維糸条へ紡糸時給油するための改良
された紡糸・延伸用油剤に関するものである。

［従来の技術］ 一般に合成繊維を製造するに際して糸条に付与される
紡糸・延伸用油剤の組成物としては、糸条に平滑性を与
えるための高級脂肪酸エステル類、鉱物油等に代表され
る平滑剤成分、帯電防止剤、集束剤、紡錆剤等の添加剤
成分の他に前記成分を水系エマルジョン化するために乳
化剤成分を主な油剤組成物として配合している。

従来の紡糸・延伸用油剤は、例えば特公昭48−17517
号公報の実施例にみられるように、水系エマルジョンと
するために非イオン界面活性剤、あるいはアニオン系界
面活性剤などからなる乳化剤を通常20〜50重量％程度組
成物として配合しており、その乳化手段としては、油剤
原液を水中に投入しホモミキサー、プロペラ式撹拌機等
の撹拌装置により撹拌することにより行われている。

乳化剤配合比を15重量％未満とした紡糸・延伸用油剤
も、特開昭48−96849号公報の実施例等にみられるが、
前記した従来の乳化手段において、油剤組成物中の乳化
剤配合比を15重量％未満とした場合には、乳化力不足の
ため水系エマルジョンが得られないか、得られても油剤
粒子の平均粒径は１ミクロンより大きため、乳化安定性
が悪く、すぐに分離して紡糸・延伸用油剤として実用性
がない。エマルジョン化した紡糸・延伸用油剤は、実用
上５日以上、望ましくは１週間以上安定な乳化状態を保
つ必要がある。乳化安定性不良の原因としては、水に溶
けない物質が主成分である油剤組成物を微粒子化し、か
つ水中に均一に分散させるために必要な界面活性剤、す
なわち乳化剤成分の配合比が15重量％未満のため乳化力
が不足していること、あるいは従来使用されてきたホモ
ミキサー等の撹拌装置が単なる混合機であり、それ単独
では機械的せん断力により粒子を、より細分化するまで
の能力を有していないことが挙げられる。

［発明が解決しようとする課題］ 上記の通り、従来の紡糸・延伸用油剤には水系エマル
ジョンを得るための乳化手段の制約により、乳化剤成分
を20〜50重量％程度を配合することが必須である。

しかしながら、一方において乳化剤成分は乳化作用以
外には油剤本来の要求特性に寄与しない成分であり、最
近では紡糸・延伸用油剤の性能向上を図るうえで弊害と
なる例すら数多く認められる。

その例として、乳化剤成分は一般に有機物との相互作
用が大きく、例えば、粘着テープ用途においては粘着剤
との化学的作用が大きく、接着力を低下させてしまう。
又、織物用途においても乳化剤成分は糊付けした経糸の
糊皮膜を可塑化する作用があり、これに起因する製織ト
ラブルがしばしば発生している。その他、水付与後エア
交絡処理を行う湿式交絡加工の場合には、水付与時に乳
化剤成分による粘度上昇が交絡ノズル部での白粉脱落を
誘発する等、乳化剤成分を20〜50重量％程度配合する従
来の紡糸・延伸用油剤では種々問題があった。

本発明者らは、上記のような従来の紡糸・延伸用油剤
の欠点、即ち乳化作用以外には紡糸・延伸用油剤本来の
要求特性に要求しないばかりでなく、紡糸・延伸用油剤
の性能向上を図るうえで障害となっている乳化剤成分を
20〜50重量％程度配合するために生じる種々の問題点を
解決するべく鋭意検討を行った結果、本発明に至った。

本発明の目的は、紡糸・延伸用油剤の組成物中の乳化
剤成分をなくす、またはその配合比を下げたうえで、し
かも安定な水系エマルジョンとした合成繊維用紡糸・延
伸用油剤を提供するものである。

［課題を解決するための手段］ 即ち、平滑剤成分および添加剤成分に乳化剤成分を配
合するか、もしくは配合しない油剤組成物における乳化
剤成分の配合比が０〜15重量％未満であり、かつ油剤粒
子の平均粒経が１ミクロン以下の水系エマルジョンであ
ることを特徴とする合成繊維用紡糸・延伸用油剤とする
ことによって目的を達成することができる。

以下、本発明を詳細に説明する。

本発明の処理油剤の組成物である平滑剤成分として、
必須な水不溶性の脂肪酸エステル類および／または芳香
族エステルとしては、従来公知の平滑剤で、好適な例と
して、メチルオレート、ｉ−プロピルミリステート、オ
クチルパルミテート、オレイルラウレート、オレイルオ
レート等の一価アルコールと一塩基性樹脂族カルボン酸
のエステル、ジオクチルセバケート、ジオレイルアジペ
ート等の一価アルコールと多価塩基性樹脂族カルボン酸
のエステル、ジオクチルフタレート、トリオレイルトリ
メリテート等の一価アルコールと芳香族カルボン酸のエ
ステル、エチレングリコールジオレート、トリメチロー
ルプロパントリカプリレート、グリセリントリオレート
等の多価アルコールと一塩基性樹脂族カルボン酸のエス
テル、またこれらのエステルの誘導体としてラウリル
（EO）ｎオクタノエート等のアルキレンオキサイド付加
エステル（但し、アルキレンオキサイド付加モル数とし
て、化合物自体が水に可溶または自己分散するほど大き
いと平滑性が損なわれるので、５モル以下の付加が好ま
しい）などの単独、あるいは混合使用を挙げることがで
きるが、特にこれらに限定されるものではない。また、
流動パラフィン、スピンドル油等の鉱物油についても単
独使用の場合には耐熱性が損なわれるので好ましくない
が、平滑剤成分中の40重量％以下の混合使用について
は、好適な例として挙げることができる。

また本発明の処理油剤中の乳化剤成分としては、従来
公知のものが使用できるが、好適な例として、活性水素
を１以上有する化合物のアルキレンオキサイド付加物、
即ちラウリルアルコール、ｉ−ステアリルアルコール、
オレイルアルコール、オクチルフェノール、ノニルフェ
ノール等の一価ヒドロキシ化合物のアルキレンオキサイ
ド付加物、グリセリンのモノオレイン酸エステル、ソル
ビタンのモノラウリン酸エステル、トリメチロールプロ
パンのジステアリン酸エステル等の多価アルコール部分
エステルおよびこれらのアルキレンオキサイド付加物、
ヒマシ油のアルキレンオキサイド付加物、ラウリルアミ
ン、ステアリルアミン等のアルキルアミン類のアルキレ
ンオキサイド付加物、ミリスチン酸、ステアリン酸、オ
レイン酸等の高級脂肪酸のアルキレンオキサイド付加
物、およびこれらの脂肪酸から誘導されるアミドのアル
キレンオキサイド付加物などの非イオン界面活性剤が挙
げられるが、ここで付加するアルキレンオキサイドとし
てはエチレンオキサイド、プロピレンオキサイド等が単
独あるいは混合使用される。このほかにポリエチレング
リコールポリプロピレングリコールのブロック共重合体
や、さらに上記高級脂肪酸およびそのトリエタノールア
ミン、ジエタノールアミン等の塩、およびロート油等の
アニオン界面活性剤も乳化剤成分として使用できる。

本発明では乳化剤成分による種々の障害を回避するた
め、乳化剤成分の配合比は15重量％未満とする必要があ
り、好ましくは０〜10重量％、より好ましくは０〜７重
量％である。

さらに本発明の紡糸・延伸用油剤では、必要な特性に
応じて添加剤、即ち、アルキルスルホネートのアルカリ
金属塩、アルキルホスフェートのアルカリ金属塩、ポリ
アルキレングリコールアルキルホスフェートのアルカリ
金属塩、脂肪酸石鹸、アルキルイミダゾリン類等の帯電
防止剤のほか、従来公知の集束剤、防錆剤、防腐剤、抗
酸化剤などを同時に使用できる。これらの添加剤は紡糸
・延伸用油剤の要求特性に応じて配合され、配合量も限
定されないが、平滑性や耐熱性が損われることがあるの
で、３〜６重量％が好ましい。

本発明においては油剤粒子の平均粒子径を１ミクロン
以下とする必要があり、0.7ミクロン以下とするのが好
ましく、0.5ミクロン以下とすることがより好ましい。
平均粒子径が１ミクロンを越えると紡糸・延伸用油剤の
乳化安定性が悪くなり、分離してしまうばかりでなく、
平均粒子径が大きいためにタッチロール式給油装置で給
油する時のローラ表面に油膜割れを生じて紡糸糸条への
安定な油剤付与が困難な状態となったり、糸条に付与し
た場合に均一な油剤表面特性が得られないため、粘着テ
ープの接着性が低下するなど種々の弊害が認められ、乳
化剤成分の配合比を15重量％未満とした効果が得られな
い。

ここで、本発明の紡糸・延伸用油剤の製造方法につい
て述べる。

紡糸・延伸用油剤の組成物中の乳化剤成分の配合比を
15重量％未満、つまり従来の配合比よりも低くし、かつ
乳化安定性良好な水系エマルジョンを得るために、紡糸
・延伸用油剤の高速液流微粒子化手段を採用する必要が
ある。前述したとおり、従来のホモミキサー、プロペラ
等の撹拌装置による撹拌作用のみでは、乳化剤成分の配
合比を本発明のように15重量％未満にすると、乳化力不
足のため水系エマルジョンが得られないか、得られても
乳化安定性が悪く、すぐ分離して紡糸・延伸用油剤とし
ての実用性がない。

しかし、本発明においては、乳化剤成分の配合比が15
重量％未満でも、従来の乳化手段により一時的な乳化状
態にした後、さらに高速液流微粒子化手段により処理す
ると、紡糸・延伸用油剤の油剤粒子の平均粒径を１ミク
ロン以下とすることができ、乳化剤成分を20〜50重量％
程度配合した従来の処理油剤と比較して乳化安定性の点
でなんら遜色のない紡糸・延伸用油剤が得られる。

ここで、本発明の高速液流微粒子化手段について説明
する。高速液流微粒子化手段は処理液を高流速化するこ
とによるせん断力によって、紡糸・延伸用油剤中の油剤
粒子を微粒子化するものであり、具体的には、遠心力を
用いた方法、ノズル噴射法等を挙げることができる。例
えば、ゴーリン社製ホモジナイザーは処理液を高圧下で
狭いスリットを通過させて噴射させる装置で、ノズル噴
射法の一種と考えることができるが、処理液の流速は音
速域に達するほどの高いエネルギーが加わるため、処理
液の粒子を容易に微粒子化することが可能である。安定
して平均粒子径を１ミクロン以下とするには、処理液に
100 Km/hr以上の流速を与えて紡糸・延伸用油剤中の粒
子を強制的に微粒子化するのが好ましく、250 Km/hr以
上とすることがより好ましい。さらに流速を高くすると
0.5ミクロン以下とすることも可能である。

本発明の紡糸・延伸用油剤を付与した繊維糸条は、油
剤性能向上を図るうえで障害となる乳化剤成分が、従来
の紡糸・延伸用油剤と比較して大幅に減少しているた
め、従来紡糸・延伸用油剤に内在する前述したような種
々の問題点を解決することが可能である。例えば、粘着
テープ用途における接着力の低下防止、エア交絡処理加
工時の交路ノズル部での白粉脱落防止等、品質あるいは
操業性が大幅に向上できる。

さらに、一般に乳化剤成分は平滑性を低下させる成分
であるため、乳化剤成分を20〜50重量％程度配合した従
来の紡糸・延伸用油剤では、平滑性向上には限界がある
が、本発明の紡糸・延伸用油剤は乳化剤成分の配合比を
下げることができると共に、平滑剤成分の配合比を高く
することが可能であるため、平滑性を一層向上させるこ
とができる。

本発明の処理油剤はナイロン・ポリエステル等の合成
繊維糸条に適用され、衣料用から産業用までのあらゆる
分野の紡糸・延伸用紡糸・延伸用油剤として好適であ
る。

［実施例］ 以下、実施例により本発明を具体的に説明するが、本
発明はこれらに限定されるものではない。

実施例１ 表１のNo.1〜３に示す油剤組成物の配合比からなる油
剤原液を水中に撹拌しながら添加して一次乳化液とした
後、高速液流微粒子手段としてホモジナイザー（ゴーリ
ン社製15M−8TA型）で処理（処理液流速500Km/hr）して
水系エマルジョンとした。得られた水系エマルジョン中
の油剤粒子径、乳化安定性、ローラ表面油膜状態および
粘着テープ接着性の評価結果を表２実験No.1〜３に示し
た。表中の水系エマルジョンの油剤粒子径は、遠心式自
動粒度分布測定装置（（株）堀場製作所製CAPA−500）
により測定した。

ローラ表面油膜状態は、得られた水系エマルジョンを
タッチロール式給油装置で給油した時のローラ表面の油
膜状態を評価した。粘着テープ接着性は、脱油したポリ
エスル糸条を得られた水系エマルジョンに浸漬して作成
した油剤付与糸に、粘着テープをはり、糸条と粘着テー
プとの接着性を評価した。

比較例として、表１のNo.1〜３に示す油剤組成物の配
合比からなる油剤原液を、ホモミキサーを用いて20重量
％の水系エマルジョンとした時の評価結果を表２実験N
o.4〜６に併せて示した。

表１のNo.1〜３に示した乳化剤成分の配合比が15重量
％未満の油剤は乳化力不足のため、従来のホモミキサー
等の撹拌装置による撹拌では、表２実験No.4〜６に示す
ように、乳化力不足のため粒子径が大きく良好な水系エ
マルジョンとすることはできず、数10分で完全に２層に
分離し、乳化安定製も悪かった。また、ローラ表面に割
れが生じ、紡糸糸条への安定な油剤付与は困難な状態で
あった。さらに、粒子径が大きいことから均一な油剤付
与糸は得られず、粘着テープ接着性は不良であった。一
方、表２実験No.1〜３の実施例は高速液流粒子化手段に
より処理したものであり、本発明は格段に粒子径が小さ
くなっており、比表面積が大きいことから乳化剤成分の
配合比が15重量％未満でも安定な乳化状態を保つことが
可能である。ローラとの漏れ性も良好で安定な油膜が得
られ、さらに均一な油剤付与糸が得られることから、優
れた粘着テープ接着性を示した。

実施例２ 実施例１の表１、No.3に示す油剤組成物の配合比から
なる油剤原液を、微粒子化手段をかえて、20重量％の水
系エマルジョンとした時の処理液流速、油剤粒子径、乳
化安定性、ローラ表面油膜状態、粘着テープ接着性の評
価結果を第３実験No.7〜８に示した。

比較例として、ホモミキサーを用いた時の評価結果を
表３実験No.9,10に併せて示した。

表３実験No.7〜８のとおり、処理液を高速液流微粒子
化手段で処理すると、油剤粒子の平均粒子径を1.0ミク
ロン以下とすることができ、安定な乳化状態を保つこと
ができる。

また、ローラとの漏れ性も良好で安定油膜であり、さ
らに優れた粘着テープ接着性を示した。一方、表３の実
験No.9の比較例では２日間は安定な乳化状態であった。
しかし、ローラ表面の油膜割れが生じ、さらに粒子径が
大きく均一な油剤表面特性でなく粘着テープ接着性は不
良であった。表３実験No.10は乳化安定性、ローラ表面
油膜状態、粘着テープ粘着性ともに不良であった。

実施例３ ポリエチレンテレフタレートを1600 m/分の紡糸速度
で溶融紡糸するに際し、紡糸糸条に表４の実験No.11〜1
5に記載した配合比からなる油剤原液を、実施例１と同
様の高速液流微粒子化手段を用いて、20重量％の水系エ
マルジョンとして純分付着量が0.9％になるように付着
させた。得られた未延伸糸を延伸倍率を3.0倍、延伸速
度900 m/分で延伸し100デニール/48フィラメントの延伸
糸を得た。

該延伸糸の対金属摩擦係数を、走行糸法で初期張力10
g、糸速50m/分の条件で測定した。

また、前記延伸糸を用いて作成した編地に粘着テープ
をはり、編地と粘着テープとの接着性を評価した。

また、実験No.11〜15に示す配合比からなる油剤原液
を、糊剤であるプラスサイズＪ−６の９％溶液に添加し
てフィルムを作成し、このフィルムの糊皮膜状態を評価
した。

また、実験No.11〜15に示す配合比からなる油剤原液
を、50重量％の水溶液とした時の粘度を評価した。

以上の評価結果を表４に併せて示した。

実験No.14および15は本発明の効果を明確にするため
の比較例である。

実験No.11〜13では、乳化剤成分の配合比を下げると
ともに、平滑剤成分の配合比を上げることができるた
め、実験No.14および15の従来の紡糸・延伸用油剤より
平滑性が数段優れている。また実験No.11〜13では粘着
剤との相互作用が小さく優れた接着剤を有する。また、
糊皮評価においても糊皮膜可塑化が小さく良好な被膜状
態であり、さらに水付与時の粘度上昇はほとんどみられ
ない。

一方、実験No.14,15、特に実験No.15は平滑性が劣
り、粘着テープ接着性も低く糊皮膜可塑化作用を引起し
たり、水付与時に粘度が大幅に上昇する。

［発明の効果］ 本発明の油剤を付与した繊維糸条は、粘着テープ接着
性が優れ、糊皮膜可塑化が小さく、高い平滑性あるいは
水付与時の低粘性化等に顕著な効果を発揮するが、これ
らの効果は油剤組成物として乳化剤成分を15重量％未満
となるように配合した紡糸・延伸用油剤により初めて発
現するものであり、本発明の紡糸・延伸用油剤はまた、
高速液流微粒子化手段を用いることにより初めて油剤粒
子の平均粒子径が１ミクロン以下の水系エマルジョンと
することができ、安定して実用に供することが可能とな
ったのである。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】水不溶性の脂肪酸エステル類および／また
   は芳香族エステル類からなる平滑剤成分、添加剤成分お
   よび乳化剤成分を含有してなる油剤組成物において、乳
   化剤成分が油剤組成物に対して０〜15重量％未満であ
   り、かつ油剤粒子の平均粒径が１ミクロン以下の水系エ
   マルジョンであることを特徴とする合成繊維用紡糸・延
   伸用油剤。
2. 【請求項２】水不溶性の脂肪酸エステル類および／また
   は芳香族エステル類からなる平滑剤成分、添加剤成分、
   乳化剤成分およびその他の水以外の成分を有効成分とす
   る油剤組成物において、乳化剤成分を油剤組成物に対し
   て０〜15重量％未満配合し、前記油剤組成物に水を混合
   し、該混合液を高速液流微粒子化手段により、油剤粒子
   の平均粒径を１ミクロン以下とした水系エマルジョンと
   することを特徴とする合成繊維用紡糸・延伸用油剤の製
   造方法。
3. 【請求項３】高速液流微粒子化手段が油剤組成物と水の
   混合液を流速100km/hr以上の液流とする手段である請求
   項（２）記載の合成繊維用紡糸・延伸用油剤の製造方
   法。