JPS5953395B2 - ポリエステル繊維用紡積油剤組成物 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は高速紡績工程に適したポリエステル繊維の紡績
油剤に関するものでその目的とするところは繊維の集束
性、紡績性を向上せしめ、さらにポリエステル−綿混、
ポリエステル−レーヨン混、ポリエステル−麻混なと混
紡にさいする帯電防止性を向上させ、なおその上に繊維
の損傷による白粉スカムやオリゴマーの析出、あるいは
脱落による紡績スカムを減少させて紡績工程でのトラブ
ルなどを可及的に低減させ得るポリエステル繊維の紡績
油剤組成物を提供せんとするものである。

近年ポリエステル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
適した紡績油剤が強く望まれている。

しかも、ポリエステル繊維１００％の場合は言うまでも
なく、他繊維との混紡においても充分満足できる紡績油
剤は未だ出現していない。

一方ポリエステルの繊維は木綿やウールに比較して滑ら
かな表面を呈するために従来用いられてきた油剤では紡
績工程を何等の問題もなく通過させることが極めてむつ
かしい。

例えばカード工程でのシリンダー巻付きあるいは線条ロ
ーラーへの巻付なと、繊維表面に付着されている油剤の
性質や種類によって大きく左右されることが経験的にわ
かっている。

したがって、ポリエステル繊維用の紡績油剤に関しては
これまで熱心に研究が行なわれ、そして特に繊維の集束
性を高めて紡績工程での能率化をはかりながらなお清掃
の回数のできるだけ少ない油剤が求められているわけで
ある。

一般に紡績油剤は平滑剤成分と帯電防止成分とからなり
平滑剤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
、アルキルホスフェート、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、鉱物油、ま
たは脂肪酸エステル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、集束性を高めるこ
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表面
に粘着物が付着し、さらに油剤そのものの粘着性のため
にローラー巻き付きの原因になったり、さらには訓電性
を悪化させて紡績工程でのトラブルが増大する。

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側では油剤そのも
のの粘着性が小さいためにローラー上での粘着性も小さ
く、線条ローラーへの巻付きが少ないが、高湿側になる
と急激にローラー巻付きが増加し紡績トラフ゛ルとなる
ことか゛よく知られている。

またカチオン活性剤は一般に制電性にすぐれ低湿側でも
すぐれた制電性をもつことが知られているが、他方吸湿
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
て繊維が黄変したりする欠点があることも同時に知られ
ている。

一方両性活性剤も低湿側でもすぐれた制電性をもつがカ
チオン活性剤と同じよに吸湿性が大きいので旧−ラー巻
付きを生じたり加熱によって繊維が黄変しやすい欠点が
ある。

また近時比較的良好な性能を有するとされるアルキルリ
ン酸エステル系化合物を主体とするものは通常の条件で
はローラー巻付きが小さいという長所もあるが、やはり
低湿度での性能が不充分であり、また繊維の集束性がよ
くないという欠点か゛知られている。

そこでこれらの欠点を改良するために燐酸化度を調整し
たり、アルキル基の種類の選択、中和度の選定、分子内
にエチレンオキシド鎖の導入する手段も提案もなされて
いる。

しかし、紡績性を良好に維持しながら混紡の際の帯電防
止性の向上、白粉スカム、オリゴマーの析出防止等を図
ることはきわめて困難である。

そこで紡績性の向上を目的としてアルキル燐酸エステル
を使用し、かつアルキル燐酸エステルの欠点をおぎなう
方法としてアルキル燐酸エステルに他の界面活性剤を配
合した紡績油剤が提案され近時、重要な紡績油剤の一つ
として実用化されていることは周知のところである。

例えば特開昭４８−３３１９３号公報によればアルキル
ホスフェートのカリウム塩４０〜６０％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２
０〜４０％重量と脂肪酸エステル１０〜３０重量％など
を配合した油剤、特開昭５２−６３４９７号公報では分
子量５０００以上の酸化プロピレンと酸化エチレンのブ
ロック共重合体が全油剤成分中３０％重量以上含有する
アルキルホスフェート類との配合油剤が紡績油剤として
知られている。

しかし、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類そのものの種類と共に併用さ
れる他の界面活性剤の種類と配合比の間には可成りきび
しい選択性がある。

すなわちアルキルホスフェートの性質と配合される他の
界面活性剤のもっている性質について夫々単体として優
れた性質をもっていても配合させた場合には常にその特
性が発揮されるものではなく逆に粘着性が増大したりし
てマイナスになる場合も多い。

しかも配合率にしても可成性が全くないために配合によ
り油剤の性質そのものを推定することができず、その都
度紡績性を確めなければならないのが現況である。

またさらにその上にポリエステル繊維は単独で紡績され
る以外に綿、レーヨン、ウールそして麻などといった他
繊維と混紡されて紡績される場合が多く、この面からも
配合組成物として可成りきびしい制約をうけ、とくに混
紡では他繊維へのポリエステル油剤の移動のために訓電
性が低下し紡績安定性が不良になることが知られている
。

このような背景の中で本発明者らは本発明の目的とする
高速下の紡績において高能率でしかも高い集束性を得、
かつ紡績スカムの少ない紡績油剤の開発を目ざし、鋭意
研究を積重ねた結果本発明に到達したものである。

すなわち、本発明によれば、平均炭素数が１０〜１６よ
りなる直鎖あるいは側鎖のアルコールとＰ２Ｏ，を反応
させて得られるアルキル燐酸エステルであってその燐酸
化度が０．６〜１．０でかつＯ〜５０の酸価を有するア
ルキル燐酸エステルのカリウム塩（Ａ成分）を５０〜７
０％（重量）と 〔但し、Ｒは直鎖あるいは側鎖を有する炭素数８〜１８
の飽和又は不飽和のアルキル基、（但し、Ｒ′はＲと同
じ基）を示し、Ｘは水素原子、炭素数１〜４の低級アル
キル基または−ＣＯＣＨ３、シアノエチル基を示す。

〕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
物のリン酸塩（Ｂ成分）を１０％（重量）以上と Ｔ？ｎ１ｖ）ｒｌＴ−Ｔ 〔但し、Ｒは置換基の全炭素数が８〜１２の炭化水素残
基を示し、ｎは３〜１３、Ｙはポリオキシエチレン、ポ
リオキシプロピレン又はポリオキシエチレンとポリオキ
シプロピレンの共重合体であることを示す。

〕で示される化合物（Ｃ成分）を１０〜３０％配合して
なる油剤組成物を用いることによって本発明の目的を達
成できることを見出した。

さらに具体的に本発明を説明すると、先づ本発明で使用
される燐酸エステル化合物は従来より広く使用されてい
る高級アルコールから得られるもので公知のリン酸エス
テルの中でも本発明の効果を発揮するためには特に平均
炭素数が１０〜１６の範囲にある直鎖あるいは側鎖をも
つアルコールとＰ２Ｏ５を１００℃以下の温度で反応さ
せて得られる燐酸化度が０．６〜１．０のものであって
、なおかつ反応生成物の酸価が０〜５０の範囲になるよ
うに例えば水酸化カリウムによって中和される。

アルコールとしてはトチ゛シル、トリテ゛カン、テトラ
テ゛カンなど平均炭素数が１０〜１６の直鎖および側鎖
のアルコール類、さらに好ましくは１２〜１４の高級ア
ルコールが用いられる。

これより長鎖のものあるいは短鎖のものが主成分では本
発明の組成になるように配合しても本発明の目的を達成
することはできない。

すなわちアルキルの鎖長が短かすぎると吸湿性が大きく
なり燐酸エステル自体の性状の物理変化が大きくなり紡
績におけるローラー巻付きが大きくなる。

また鎖長が長いとリン酸エステル塩では集束性を保持す
ることができなくなり不適当である。

また燐酸化度については０．６〜１．０の範囲を越える
と、すなわち燐酸化度が０．６以下では紡績における白
粉スカムがかえって増大し、かつ集束性もよくない。

また燐酸化度が１．０を越えるとアルキル燐酸エステル
としての本来の性質が失われ、吸湿性も増加し、耐熱性
も低下してくるので好ましくない。

一方水酸化カリウムによる中和度も紡績性に大きく影響
を及ぼし、酸価が５０以上になると耐熱性が大きく低下
し、溶解性が不良になる。

したがって本発明では平均炭素数が１０〜１６好ましく
は１２〜１４の直鎖あるいは分岐のアルキル基でなおか
つ燐酸化度が０．６〜１．０好ましくは０．７〜０．９
そして酸価はＯ〜５０好ましくは１０〜４０のカリウム
塩が用いられる。

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
に基く燐モリブデン酸比色法で得られた燐含量（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て燐酸化度を求めたものである。

また酸価については得られたアルキルリン酸エステルの
カリウム塩を氷酢酸溶液とし、指示薬としてクリスタル
バイオレットを使用し、過塩素酸氷酢酸溶液で滴定し、
滴定値から酸価を求めた。

すなわち酸化が０であることは完全中和のものであり、
酸価が５０とは半分が中和されたアルキル燐酸エステル
塩であることを示す。

一方、本発明の効果を発揮させるために前記のアルキル
燐酸エステル（Ａ成分）５０〜７０％と併用される成分
としては、一般式（Ｉ）で示され〔但し、Ｒは直鎖ある
いは側鎖を有する炭素数８〜１８の飽和又は不飽和のア
ルキル基、（但し、Ｒ′はＲと同じ基を示す。

）Ｘは水素原子、炭素数１〜４の低級アルキル基、− ＣＯＣＨ３、又はシアノエチル基を示す。

〕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
物のリン酸塩（Ｂ成分）が１０％重量以上加えられる。

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、オレイ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、α−メチルアルキルなど
のアルキルアミン類をあげることができるが何等これに
限定されるものではない。

また、ＲがＲ−ＣＯＯＣ）１２−しＨ−Ｌ；Ｍ２− で表わされるヒドロキシアルキルアミン類、アルコキシ
プロピルアミン類、アルキルモノグリセライドのアミン
類などのエチレンオキシド付加体などがある。

さらに一般式Ｒ−Ｎ＜’ｉでＸがアセチル基、シアノエ
チル基、あるいは炭素数が１〜４例えばＮ−オクチル−
Ｎ−シアノエチルアミン、Ｎ−ラウリル−Ｎ−エチルア
ミン、Ｎ−ステアリル−Ｎ−ブチルアミンなどのエチレ
ンオキシド付加体のリン酸塩が用いられる。

又、Ｒがであられされるようなヒドロキシアミン類、ア
ルコキシヒドロキシプロピルアミン類、アルキルモノグ
リセリドのアミン類のエチレンオキシド付加物も同様に
用いられる。

エチレンオキシドの付加については、通常の方法で実施
される。

そしてついでリン酸によって中和することによって得ら
れる。

エチレンオキシドの付加モル数が少ないと耐熱性が低下
し加熱減量が多くなって実用的に問題となるし、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ってい
たずらに吸湿性が大きくなり粘着性も大きくなってくる
ので５〜１５モル範囲のものが好適に用いられる。

なおエチレンオキシドの付加した化合物はリン酸によっ
て中和されるが完全中和すると水溶液自体が酸性側にな
るのでアミン類にエチレンオキシドが付加した化合物１
モルに対し０．２〜０．７モルの燐酸を用いて中和した
ものが好適である。

該Ｂ成分はＡ成分の制電性をおぎない、かつ配合油剤組
成物の耐熱性を向上させることができる。

さらに本発明の目的を達成するためには更に前記Ａ成分
およびＢ成分に加えてＣ成分として一般式（１） 〔但し、Ｒは置換基の全炭素数が８〜１２の炭化水素残
基を示し、ｎは３〜１３、Ｙはポリオキシエチレン、ポ
リオキシプロピレンあるいはポリオキシエチレンとポリ
オキシプロピレンの共重合体を示す。

〕で示される化合物（Ｃ成分）１０〜３０％（重量）が
配合される。

具体的にはオクチルフェノール、ノニルフェノールなど
のアルキルフェノール類或いはジブチルフェノール等の
ジアルキルフェノール類にエチレンオキシドあるいはプ
ロピレンオキシドさらにはエチレンオキシドとプロピレ
ンオキシドの付加したエーテル類が用いられる。

これらのエーテル類が非常に興味あることはＣ成分はと
くにＡ成分とは熱時可溶であるが冷時難相溶であること
である。

この現象はＡ成分、Ｂ成分そしてＣ成分の混合系でもそ
の作用効果があることで組成物中の水分が蒸発すると表
面に固状層が析出することである。

すなわち性状としてはペースト状であるが一見固状に観
察される。

この効果が紡績性にどのような影響を与えているか、そ
の詳細は不明であるが、本発明の油剤組成物の特長は高
度の紡績性能を維持しながらかつ紡績スカムを低減でき
るということから適度の難相溶性をもたせたところに重
要な意味があると推定される。

また本発明の配合油剤の特長としては、ポリエステル１
００％からなる紡績のみならずポリエステル−綿混、ポ
リエステル−レーヨン混、ポリエステル−ウール混、ポ
リエステル−麻混なとポリエステル繊維を中心とした混
紡品の紡績性をも向上することができることにある。

したがってきわめて汎用性の紡績油剤であり特筆すべき
ものである。

しかし、前記したようにＡ成分、Ｂ成分、Ｃ成分を併用
すればどんな配合比でも好結果が得られるということで
はなく次のような配合組成すな。

わちＡ成分としては５０〜７０％（重量）、Ｂ成分とし
ては１０％（重量）以上、Ｃ成分としては１０〜３０％
に限られる。

本発明の油剤組成物のポリエステル繊維に対する付着量
は０．０７〜０．３％（重量）好ましくは０．１〜。

０．２％（重量）の範囲におさえるのが好ましい。

付着量がこれよりも少なくなると付着むらが生じ紡績に
おける静電気が発生し易くなり一方、付着量がこの範囲
よりも多くなると紡績スカムやローラー巻付きの傾向が
やや大きくなる。

本発明の紡績油剤組成物はＡ成分、Ｂ成分、そしてＣ成
分共に水に可溶性又は水分散性のものであるのでそのま
ま稀釈して水溶液として紡績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。

かくして得られたポリエステル繊維は良好な高速カード
通過性を有し、線条工程も非常に円滑に通過し、紡績ス
カムなどの脱落性の小さい原綿が得られる。

また本発明の油剤組成物は本発明の効果を失なわない限
り、他の助剤として非イオン活性剤、アニオン活性剤、
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、酸化防止剤などを添加するこ
ともできる。

以下、本発明を実施例により説明するが、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。

なお紡績性の評価として集束性、紡績スカム、コイリン
グフオームなどを判定した。

（１）集束性；ラップの電性をｃＴ１１３／ｇで判定し
、相互の比較を行った。

（２）紡績スカム；線条工程を綿１００ｋｇ通過させゴ
ムローラーとメタルローラーに付着したものをあつめて
実測した。

（３）コイリングフオーム；線条工程を通過して得られ
たスライバーの形を級で判定した。

実施例 １ 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のポーリエチレンテレフタレート繊維（１，５デニ
ール）を３８ｍｍ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１２０℃で熱処理した綿２５℃関係湿度７０％ＲＨの
条件下に２４時間エイジングして平衝水分率になるよう
にし、開繊、打綿、カード・線条の夫々の工程を通過さ
せ、集束性はラップのかさ比重、紡績スカム、コイリン
グフオームを測定した。

集束性および紡績スカム、コイリングフオームについて
は良結果の得られたものは○としてあと△−○、△、△
−×、×の順に不良になることを定性的に示した。

表−２の結果をみてもわかるように本発明がすぐれた紡
績性を示すのがわかる。

実施例 ２ 実施例１と同じように表−１のＢ油剤を用い、配合比率
を変化させて表−３のような油剤を夫々付着させた後実
施例１と同じように経時後動績を行い評価した。

その結果を表−３に示した。表をみてもわかるように本
発明の配合組成物の紡績性が非常に安定していることを
示している。

実施例 ３ 実施例１と同じようにして表−４に示した油剤組成物を
用いて夫々処理を行い、夫々処理されたポリエステル綿
１００％の場合を標準として２５℃×７０％ＲＨで紡績
性のテストを行う一方ポリエステル／綿６５％／３５％
（重量）の綿混の紡績性およびポリエステル／レーヨン
５０％１５０％（重量）からなるポリエステル／レーヨ
ン混の紡績性をテストした。

それらの結果の総合を表−５にまとめた。表−５をみて
もわかるように本発明の実施例では非常に安定した紡績
性を示しているのがわがる。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 平均炭素数が１０〜１６よりなる直鎖あるいは側鎖
   のアルコールとＰ２Ｏ５を反応させて得られるアルキル
   燐酸エステルであって、その燐酸化度が０．６〜１．０
   でかつ０〜５０の酸価を有するアルキル燐酸エステルの
   カリウム塩（Ａ成分）を５０〜７０％（重量）と 〔但し、Ｒは直鎖あるいは側鎖を有する炭素数８〜１８
   の飽和又は不飽和のアルキル基、Ｒ’−ＣＨ−ＣＨ２−
   、Ｒ’ ＣＯＯＣＨ２ＣＨＣＨ２，１１ ０ＨＯＨ または Ｒ’−０−Ｃ口、ＣＨ−ＣＨ２−ＯＨ （但し、Ｒ′はＲと同じ基） を示し、Ｘは水素原子、炭素数１〜４の低級アルキル基
   または−ＣＯＣＨ３、シアノエチル基を示す。 〕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
   物のリン酸塩（Ｂ成分）を１０％（重量）以上と 〔但し、Ｒは置換基の全炭素数が８〜１２の炭化１水素
   残基を示し、ｎは３〜１３、Ｙはポリオキシエチレン、
   ポリオキシプロピレン又はポリオキシエチレンとポリオ
   キシプロピレンの共重合体であることを示す。 〕で示される化合物（Ｃ成分）を１０〜３０％配合して
   なるポリエステル繊維用紡績油剤組成物。