JPS599665B2 - ポリエステル繊維用紡績油剤 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の属する分野及び発明の目的〕 本発明は高速紡績工程に適したポリエステル用紡績油剤
に関するもので、その目的とするところは（ａｍ維の集
束性を向上せしめて紡績性を良好ならしめる、（ｂ）繊
維のローラー巻付きを少なくする、（ｃ）帯電防止性に
優れている、（ｄ）繊維の損傷によるポリマー又はオリ
ゴマーが回転又は運動している紡機の部分にスカムとし
て脱落、蓄積することによる工程トラブルをできるだけ
低減させる、（ｅ）他繊維との混紡にも良好な紡績性を
付与することのできる紡績用油剤を提供せんとするもの
である。

〔従来技術〕

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の省力化への対策が急がれ、この
意味において高速紡績においてポリエステル繊維単独の
場合は勿論他繊維との混紡においても充分満足できる紡
績油剤が強く望まれている。

しかし、ポリエステル綿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の油剤では円滑な紡績
工程が確保できず特に、カード工程におけるシリンダー
巻付きなどが起りやすく、また使用される油剤の種類に
よっては混紡にさいして、ポリエステル繊維の油剤が混
紡される他の繊維例えばレーヨン、綿、ウールなどに捉
られて、結局ポリエステル繊維自体の匍庵性が損なわれ
て紡績性が不良となる場合が多々ある。

また油剤の種類によって紡績性が大きく左右されること
からポリエステル紡績用油剤の研究が熱心に行なわれて
きている。

そして、特に繊維の集束性を高めて紡績工程での能率化
を図りながら、尚且つ作業性の面から紡機の部分に脱落
、蓄積されるスカムの少ないしかも汎用性の紡績油剤が
目標とされている。

一般に紡績油剤は平滑剤成分と帯電防止剤成分とからな
り古くから平滑剤の成分としては動植物油、鉱物油、脂
肪酸エステル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のような非イオン活性剤
あるいはアルキルサルフエート、さらにはアルキルホス
フエートのようなアニオン活性剤が用いられる。

一方、帯電防止剤としては、アルキルホスフエート、ア
ルキルサルフエート、テルキルアミン一酸化エチレン付
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のような両性活性剤が用いられ
、普通はこれらの成分が組合わされて紡績油剤として使
用されている。

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などの単独あるいは配合系では主と
して繊維一繊維間の摩擦が大きくなり、集束性が向上す
ることはよく知られているが、紡績におげる開繊工程や
練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
ラー巻き付きを生じたり、また制電性が不十分なために
紡績工程での種々のトラブルがある。

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、粘着性が小なるためにローラー巻き付きなどは
良好なものが多いが繊維間のマサツが小さいために集束
性に問題があることが知られている。

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ことが知られている。

しかしながら、これらは非常に吸湿性が太きいために湿
度変化の影響をうけ易く、高湿になるとローラー巻付き
を生じたり、紡機の金属部分を発錆させたりする欠点が
あることも同時に知られている。

両性活性剤も制電性が優れ低湿度でもすぐれた制電性が
あるが同様に吸湿性が太きいためにローラー巻きつきを
生じたり、加熱に１って繊維が黄変したりする欠点が知
られている。

また、近時比較的良好な性能を有する油剤としてアルキ
ル燐酸エステルを主成分とするものがよく知られている
が、これらのものはローラー巻付きが小さいという長所
があるが、低湿度での制電性が不十分である点や繊維の
集束性の面で不良となる欠点がある。

この改良のために燐酸化度の調成、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サイド鎖の
導入などの提案もなされているが、やはり根本的に集束
性を良好にすることは困難である。

したがって、これらの改良のためにさらにアルキル燐酸
エステルを使用し、かつアルキル燐酸エステルの欠点を
補なうために古くから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供され、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。

例えば特公開４８−３３１９３号公報によればアルキル
ホスフエートカリウム塩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ｔ％と脂肪酸エステル１０〜３０重量％な
どを配合した油剤、特公開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
るアルキルホスフエート類との配合油剤が紡績油剤とし
て提案されている。

しかし、現実に実施するにさいしてアルキルホスフエー
１・類と他の界面活性剤との配合であればどんなもので
も紡績性が良好であるというわけではなく、アルキルホ
スフエート類の構造と種類ならびに配合される界面活性
剤の種類の選択については非常にきびしい選択性があり
、ホスフエート類と併用油剤との間には一般的な規則性
がない。

したがって配合油剤の夫々について紡績テストを行い、
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、アルキルホスフエートの種類と配合される界
面活性剤の間には特性に関して何等加成性がなく、また
お互いの配合コンポーネントとして夫々単独ではすぐれ
た性質のものを組合わせても特性が発揮されないことな
らびに配合油剤の特性が配合比によって大きく影響を受
け且つポリエステル繊維単独での紡績性のみならず、他
繊維との混紡の問題になるとさらに個々の成分の特性の
すべてが発現する事は困難である。

〔発明の構成・作用〕 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
高速化、高能率化においてなお高い集束性であり低スカ
ム性の紡績油剤の開発を目指し、鋭意研究を積み重ねた
結果本発明に到達したものである。

すなわち本発明は平均炭素数が８〜１６からなる直鎖あ
るいは側鎖のアルコールとＰ２０５を反応して得られる
燐酸化度が０．６〜１．０で且つそのアルキル燐酸エス
テル反応物の酸価が０〜５０の範囲になるように無機水
酸化物で中和して得られたアルキル燐酸エステル無機塩
の１００重量部に対して一般式（１）及び又は一般式（
２） 〔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、更には（但しＲ′はＲ
と同じ 基）、ｎは２〜３の正の整数、ｐはＯ又は１〜３の正の
整数を示す。

〕〔但し、Ｒは直鎖あるいは側鎖を有する炭素数８〜１
８の飽和又は不飽和のアルキル基、更には（但しＲ′は
Ｒと同 じ基）、ＸはＣ１〜Ｃ４の低級アルキル基又はシアンエ
チル基を示す。

〕で示されるアルキルアミン類にエチレンオキシドを５
〜２０モル付加した化合物の燐酸エステル塩を１１〜６
７重量部配合したことを特徴とするポリエステル繊維用
紡績油剤である。

更に具体的に本発明に説明すると、先ず本発明で使用さ
れる燐酸エステル系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公知の燐酸エステル類の
なかでも一般式（１）及び又は（２）のアルキルアミン
類のＰＯＥ付加物と併用されて本発明の効果を発揮させ
るため特に平均炭素数が８〜１６の範囲にある直鎖ある
いは側鎖をもったアルコールとＰ２０５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
のものであって尚且つ反応生成物の酸価が０〜５０の範
囲になるように水酸化カリウペ水酸化ナトリウム、水酸
化リチウムなどのような無機のアルカリ水酸化物で中和
されることによって得られる。

例えば高級アルコールのアルキル基としてｎ−オクチル
、２−エチルヘキシル、ｎ−ノニル、ｎ−ｙ”シル、ｎ
−ウンデシル、２−メチルデシル、ｎ−ドデシ゜ル、ｎ
−トリｙ’シノじ、２−メチルドデシル、ｎ一テトラデ
シル、セチル基など、さらにｎ−オキソコール（日産化
学株式会社製）やドパノール（シェル化学社製）などの
合成アルコール類などが用いられるが、これらの高級ア
ルコールの平均アルキル鎖長は炭素数が８〜１６の範囲
のものであり、これよりも長鎖のものあるいは短鎖のも
のでは一般式（１）乃至（２）の化合物と併用しても本
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
績における巻き付きを大きくする。

また、鎖長が長いと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の範囲にある
ことが必要である。

ここで、燐酸化度が０．６未満では紡績における白粉ス
カムをかえって増大し、かつ集束性が悪化する。

また、燐酸化度が１．０を越えるとアルキルリン酸エス
テルとしての本来の性質が失なわれ耐熱性もかえって不
良となる。

また、無機のアルカリ水酸化物による中和度も紡績性に
大きな影響を及ぼし、酸価が５０を越えると制電性が不
足し、紡績時にローラーへの巻き付きを増大しかつ耐熱
性も大きく低下し、白粉スカムも多くなるという欠点が
でてくる。

従って、本発明では平均炭素数が８〜１６好ましくは１
０〜１４の直鎖又は分岐のアルキル基で尚且つ燐酸化度
が０．６〜１．０好ましくは０．７〜０．９、そして酸
価は０〜５０好まし《はＯ〜４０の範囲に選ばれたアル
キル燐酸エステルの無機塩が使用される。

また、無機塩としてはリチウム、ナトリウム、カリウム
などがあげられるが好ましくはカリウム塩が適当である
。

尚、本発明において、燐酸化度とは公知の燐の定量分析
法に基づ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
の無機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
ら酸価を求める。

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

゛次に、本発明の効果を発揮させるために前記アルキル
燐酸エステルと併用される一般式（１）及び又は（２）
で示されるアルキルアミン、アルケニルアミン類のエチ
レンオキシド付加物のリン酸塩について述べる。

具体的Ｋは一般式（１）でＰ−００場合にはとなりこれ
にエチレンオキシドを５〜 ２０モル付加した化合物の燐酸塩であり、この場合の具
体的゜なアルキル基の例をあげればオクチル、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
、トリデシル、インセチル、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出来るが何等これらに
限定されるものではない。

またＲがで表されるヒドロキシアル キルアミン類、アルコオキシプロビルアミン類、アルキ
ルモノグリセライドのアミン類とエチレンオキシド５〜
２０モル付加体のリン酸塩も同様に使用できる。

ｐ＝１の場合には で表されるアルキルジアミン類でｎが２の場合にはエチ
レン基、ｎ＝３の場合にはプロピレン基となる。

これらのエチレンオキシド５〜２０モル付加体のリン酸
エステル塩である。

具体的にはＮ一アルキル（Ｃ８〜Ｃ１８ ）エチレンジ
アミン類、Ｎ−アルキル（０８〜Ｃ１８）プロピレンジ
アミン類、βオキシアルキルジアミン類などの工≠レン
オキシト゛付加体のリン酸塩が用いられる。

ｐ＝２の場合には と なり、ｎ＝２の場合にはエチレン基、ｎ＝３の場合には
プロピレン基となり、これにエチレンオキシド５〜２０
モル付加体のリン酸エステル塩である。

具体的には、Ｎ−アルキル（Ｃ８〜Ｃ１８ ）エチレン
ジアミン類、Ｎ−アルキル（Ｃ８〜Ｃ１８ ）プロピレ
ンジアミン類、βオキシアルキルエチレンジアミン類な
どのエチレンオキシド付加体のリン酸塩である。

一般式 でＸがシアン、エチルメチルなど炭素数が１〜４の低級
アルキル基で表されるアルキルアミン類のエチレンオキ
シド付加体も好適に用いられる。

例えば、Ｎ−オクチルーＮ−シアンエチルアミン、Ｎ−
ラウリルＮ一エチルアミン、ＮステアリンーＮ−プチル
アミンなどのエチレンオキシド５〜２０モル付加体のリ
ン酸塩が用いられる。

又、Ｒが で表わされるよう なヒドロキシアルキルアミン類、アルコオキシヒドロキ
シプロピルアミン類、アルキルモノグリセライドのアミ
ン類のエチレンオキシド５〜２０モル付加体も同様であ
る。

以上に述べた一般式（１）及び又は一般式（２）のアル
キルアミン類やアルケニルアミン類のポリオキシエチレ
ン付加体のリン酸塩は前記したアル゛キル燐酸エステル
無機塩と併用されて加成的効果を発揮する。

一般式け）又（慎２）の化合物のエチレンオキシド付加
体のリン酸塩はアルキル燐酸エステルの制電性を補ない
併用することによってより優れた制電性を与える。

また、一般にアミン類は耐熱性に劣るがリン酸塩にする
ことにより耐熱性も向上した配合油自体の耐熱性も向上
する。

特に、興味あることは本発明の配合油剤の大きなポイン
トは、ポリエステル繊維１００％のみならず、ポリエス
テルー綿混、ホリエステルーレーヨン混、ポリエステル
ーウール混、ポリエステルー麻混などのポリエステル繊
維を中心とした混紡品の紡績性を向上することが出来る
意味で他に類のない紡績油剤であって汎用性があり、通
常の配合油剤では達成できない利点があることである。

しかし、本発明の効果はアルキルリン酸エステルの無機
塩と一般式（１）または（２）のアミンーＰＯＥ付加体
のリン酸塩ならばどんな場合でも好結果が得られるとい
うことではなく、配合比にも大きなｆＷＩＪ限がある。

すなわち＝般式（１）または（２）のアミンーＰＯＥ付
加体のリン酸塩はアルキル燐酸エステル塩の１００重量
部に対して１１〜６７重量部配合して始めて達成される
。

すなわち、一般式（１）または（２）の化合物のエチレ
ンオキシド付加体のリン酸塩はアルキルリン酸エステル
塩に対して１１％（重量）未満テハ本発明の効果を発揮
するのには不足であり一方、６７％を越えると集束性な
どは良好となるが紡績におけるスカムが増大している欠
点がある。

本発明の油剤のポリエステル繊維に対する付着量は０，
０６〜０．３％（重量）好ましくは０．１０〜０．２％
（重量）の範囲に収めるのが好ましい。

付着量がその下限よりも少なくなると付着むらのために
静電気が発生し易くなり、一方付着量がその上限よりも
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
カードでの捲き付き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、紡糸及び延伸工程においてトウ、カット綿に対して
浸漬又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、練条工程も非常に円滑に通り、スカムな
どの脱落も小さい。

尚、本発明の油剤には本発明の効果を失なわない限り他
の助剤例えば必要ならば他の界面活性剤、例えば非イオ
ン活性剤、アニオン活性剤、両性活性剤等を添加しても
よく、その他平滑剤、増白剤、染料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。

実施例 １ オルンクロ口フェノール溶液てＩＩＪ定した極限粘度カ
０４６５のポ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、次表に示す１６種
の溶液中に夫々浸漬処理し、油剤付着量が繊維重量に対
して０．１５％（重量）となるように付着させ、その後
１２０℃で熱処理した繊維を２５℃、関係湿度６５％Ｒ
Ｈの条件下に一昼夜エイジングして平衡水分率として紡
績を行うことにより集束性（ラップ嵩）ならびに紡績で
のスカムを測定した。

なお集束性についてはラップ嵩比重を測定し、紡績のス
カムにろいては練条工程でのゴムローラーとメタルロー
ラーに付着するものを集めて実測した。

集束性および紡績スカムについては良結果の得られたも
のを○としたあと〇一△、△、×の順に不良となること
を定性的に示した。

表−２の結果なみてもわかるように本発明の油剤は優れ
た紡績性を示す事がわかる。

実施例 ２ 実施例１と同じようにして、表−１０Ｂの油剤を用い配
合比率を変化させて表−３に示すような油剤組成とし、
これらを繊維に夫々付着させあと実施例１と同じように
経時後紡績を行い評価した。

その結果を表−３に示した。

表−３をみてもわかるように本発明は紡績性において非
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に示した油剤を用い
てポリエステルー綿６５ ： ３５の混合比の綿の紡績
性をテストした。

それらの結果を表−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た。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 平均炭素数が８〜１６からなる直鎖あるいは側鎖の
   アルコールとＰ２０５を反応して得られる燐酸化度カ０
   ． ６〜１．０で且つそのアルキル燐酸エステル反応物
   の酸価が０〜５０の範囲になるように無機アルカリ水酸
   化物で中和して得られたアルキル燐酸エステル無機塩の
   １００重量部に対して一般式（１）及び又は一般式（２
   ） 〔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、更には基）、ｎは２〜
   ３の正の整数、ＰはＯ又は１〜３の正の整数を示す。 〕〔但し、Ｒは直鎖あるいは側鎖を有する炭素数８〜１
   ８の飽和又は不飽和のアルキル基、更には（但しＲ′は
   Ｒと同じ 基）、Ｘは０１〜Ｃ４の低級アルキル基又はシアンエチ
   ル基を示す。 〕で示されるアルキルアミン類にエチレンオキシドを５
   〜２０モル付加した化合物の燐酸エステル塩を１１〜６
   ７重量部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。