JPS6160192B2

JPS6160192B2 -

Info

Publication number: JPS6160192B2
Application number: JP53044746A
Authority: JP
Inventors: Hiroyuki Moriga; Kazuyuki Nakayama; Akira Kimura
Original assignee: Teijin Ltd
Current assignee: Teijin Ltd
Priority date: 1978-04-18
Filing date: 1978-04-18
Publication date: 1986-12-19
Also published as: JPS54138694A

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用
紡績油剤に関するもので、その目的とするところ
は繊維の集束性を向上せしめ紡績性を良好ならし
めると共に、ローラー巻付きが少なくかつ、帯電
防止性に優れかつ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
分に白粉スカムとして脱落、蓄積することによる
工程トラブルを可及的に低減させ、良好な紡績性
を付与する紡績用油剤を提供せんとすることにあ
る。近年、ポリエステル繊維などの合繊の紡績業界
においては、加工コスト低減のため省力化への対
策が急がれ、この意味において高速紡績において
も、充分満足できる紡績油剤が強く望まれてい
る。しかし、ポリエステル綿は本綿やウールに比
較して滑らかな表面を有しているために、従来の
油剤では紡績工程が円滑に行なわれず、ガード工
程におけるシリンダー巻付きなどは、繊維の表面
に処理された油剤の種類によつても大きく左右さ
れることから、ポリエステル繊維用の紡績油剤の
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はか
りながら、なおかつ作業性の面から紡機の部分に
脱落、蓄積される白粉スカムの少ない紡績油剤が
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、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、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またはアルキ
ルサルフエートさらに、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、ア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、アルキルベタメンのような雨性活
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
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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−繊維間のマサツが大きくな
ることにより、集束性が向上することはよく知ら
れているが、紡績におけ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類上に粘
着物の付着があり、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、また制電性が不充
分のために紡績工程での種々のトラブルが発生す
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、粘着性が小さいためにローラー
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。しかし非常に吸湿性が大きい
ために湿度変化の影響をうけやすく、高温になる
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知られている。雨性活性
剤も制電性が優れ、低湿度でもすぐれた制電性が
あるが、同様に吸湿性が大きいためにローラー巻
き付きが生じたり加熱によつ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少ないという長所があ
るが、低湿度での制電性が不十分である点や繊維
の集速性の面で不良となる欠点がある。これらの
改良のために燐酸化度の調整、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
ド鎖の導入などの提案がなされているが、やはり
根本的に集束性を良好にすることは困難である。
したがつてこれらの改良のためにアルキル燐酸エ
ステルを使用しかつアルキル燐酸エステルの欠点
をおぎ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。例えば、特公開48−33193号公報ではア
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重量％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ツ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。しかし実施にさいしてアルキルホスフエート
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、アルキルホスフエート類
を主体とする配合油剤には一般的な規則性がな
い。したがつて配合油剤の夫々について紡績テス
トを行ない、その良否を決定しなければならな
い。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、さらに配合油剤の特
性は配合比によつても大きく影響をうけ、個々の
成分の特性のすべてが発現する事は困難である。このような背景において、本発明者らは高速
化、高能率化においてなお高い集束性と低スカム
性を有する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。かくして、本発明によれば平均炭素数が８〜16
からなる直鎖あるいは側鎖のアルコールとP₂O₅
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の割合が75：25〜30：70で分
子量が1000〜4000のポリエーテル類とを含み、そ
の際該ポリエーテルが全油剤成分中に10〜45％
（重量）配合されている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。更に本発明で使用される燐酸エステル系化合物
について具体的に述べると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
ステル類の中でもポリエーテル類と併用されて本
発明の効果を発揮するための燐酸エステル系化合
物としては特に平均炭素数が８〜16の範囲にある
直鎖あるいは側鎖をもつアルコール類好ましくは
炭素数が８〜12のアルコール類P₂Oを100℃以下
で反応させて得られるものの燐酸化度が0.6〜1.0
のものでなおかつ、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ム、水酸化ナトリ
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ウム、水酸化リチウムなどの無機のアルカリ水酸
化物で中和されることによつて得られるもので一
般にアルキル燐酸エステルの無機塩そのものとし
ては公知の化合物に類する。さらに具体的には高
級アルコールとしてｎ−オクチル、２−エチルヘ
キシル、ｎ−ノニル、イソノニル、ｎ−デシル、
ｎ−ウンデシル、２−メチルデシル、ｎ−ドデシ
ル、トリデシル、テトラデシル、セチルさらには
オキソコール（日産化学株式会社製）やドパノー
ル（シエル化学社製）などの合成アルコール類が
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
はポリエーテル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
基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が増大する。また、鎖長が長
いと集束性を小さく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燐酸化度が
0.6未満では紡績における白粉スカムが逆に増大
し、かつ集束性も悪化する。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、耐熱性もかえつて不良とな
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をこえる
と制電性が不足し紡績におけるローラーへの巻き
付きが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。したがつ
て本発明では平均炭素数が８〜16好ましくは10〜
14の直鎖又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
０〜50好ましくは０〜40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塩、ナトリウム塩、カリウム
塩などであげられるが、好ましくはカリウム塩が
適当である。なお本発明においては燐酸化度とは、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。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ツトを使用し
過塩素酸氷酢酸溶液で滴定し、滴定値から酸価を
求めた。すなわち酸価が０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。一方本発明において前記アルキル燐酸エステル
燐酸エステルの無機塩と併用される油剤としては
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の割合が75：25〜30：70
で分子量が1000〜4000のポリエーテル類であり全
油剤成分中に10〜45％（重量）配合されることが
必要である。これらのランダムポリエーテル類は
単独では非常に耐熱性が悪く使用できないが本発
明の如くアルキル燐酸エステルの塩と配合される
と驚く程耐熱性が向上し本発明の目的に実用可能
な耐熱性を示す。さらに具体的にはこれらのラン
ダム共重合体の末端基の１部または全部の末端を
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
プタン類などで封鎖した化合物、すなわち換言す
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、−NH₂、−
NH、−SH基などを有する化合物ならば特に末端
を限定するものではない。これらのランダムポリ
エーテル類はプロピレンオキシドとエチレンオキ
シドとの共重合体であり共重合比としては75：25
〜30：70の範囲でかつ分子量が1000〜4000の範囲
のものに限定される。さらに詳細には脂肪族アル
コール類としてもブチルアルコール、ラウリルア
ルコール、ステアリルアルコールなど炭素数が１
−22の１価アルコールは勿論のことグリセリン、
ペンタエリスリトール、トリメチロールプロパ
ン、ソルビトールなどの多価アルコールなども含
まれるし、脂肪族アミン類などの例ではモノアミ
ン、ジアミン、トリアミンなどの多価アミン類な
どがふくまれ、末端基は特に限定されない。本発明の目的にはとくに共重合体のなかでもラ
ンダム共重合体が優先して用いられるがブロツク
共重合体ではランダム共重合体に比して転層粘度
が高く練条工程でのローラー巻き付きをおこし易
く、さらに集束性の面でも本発明の効果は得られ
ない。紡績スカムも多く明瞭な理由は不明である
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が不適である。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75：25〜30：70の範囲のものであり
好ましくは65：35〜40：60のものが好適に用いら
れる。75：25を越えた比率すなわちプロピレンオ
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そして練条での
制電性が著しく低下してくるので不適当である。
一方30：70未満すなわちエチレンンオキシドの共
重合比が大きくすると制電性はやゝ良好となるも
ののアルキル燐酸エステル塩との併用において粘
着性が増大してくるためか紡績スカムが増大して
くる。さらに分子量的には、1000〜4000好ましく
は1500〜3000の範囲のものが選ばれるが分子量が
1000以下になると耐熱性の面で不良となりポリエ
ステル綿の製造工程で揮発する欠点を有する。ま
た4000以上になると理由は不明であるが制電性が
著しく低下する。一方、本発明の目的とする効果はアルキル燐酸
エステルの塩とランダムポリエーテル類との配合
比にも大きな制限があり如何なる配合率でも好結
果が得られるというわけではなく、本発明で用い
られる全油剤成分中10〜45％（重量）好ましくは
20〜35％（重量）で良好な結果が得られる。すな
わちランダム共重合ポリエーテル類が全油剤成分
中10％（重量）以下では集束性の面で効果は不十
分となりまた45％（重量）を越えると集束性が良
好になるものの制電性や紡績スカムなどの面で欠
点がでてくる。本発明の油剤のポリエステル繊維に対する付着
量は0.1〜0.3％（重量）好ましくは0.1〜0.2％
（重量）の範囲におさえるのが望ましい。付着量
が少なすぎると付着むらが生じるために静電気が
発生し易くなる。しかし、本発明の油剤では付着
量が多くなつても集束性や紡績スカムの点で悪化
する欠点がなく、特にすぐれた紡績油剤である
が、余分な量を付着させる必要はなく0.1〜0.2％
範囲におさえるのがよい。本発明の紡績油剤は水で稀釈して水性エマルジ
ヨン等とし紡糸及び延伸工程において、トウ・カ
ツト綿に対し、浸漬又はスプレー方式で付着させ
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
非常に円滑に通過し、スカムなどの脱落も小さ
い。また、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
性剤として非イオン系の活性剤あるいはアニオン
系、カチオン系または両性系の活性剤を少量添加
してもよくその他平滑剤、乳化剤、増白剤、染料
あるいは顔料なども添加することができる。以下本発明を実施例をもつて説明するが、以下
実施例によつて何等制限を受けるものではない。実施例１オルソクロロフエ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繊維
（1.5デニール）を38ミリの長さに切断し、第１表
に示す油剤の溶液中（１％のエマルジヨン）に浸
漬処理し、油剤の付着量が繊維重量に対して0.15
％（重量）になるように絞り、その後120℃で熱
処理した繊維を25℃、65％RHの条件で紡績した
結果を表・２に示した。なおカードウエブおよび
練条での静電気の大小ならびにカード工程のラツ
プの嵩比重の測定および紡績後の練条ロールすな
わちゴムローラーとメタルローラーに付着したス
カムの重量を測定してその大小を比較した。その
結果を表・２にまとめて示した。なお、良好の結果を得たものを◎、良好なもの
〇、中間的なもの△、不良のもの×で示した。な
お、現在多用されている紡績油剤での紡績の結果
を△として比較表示したものである。

【表】〓〓〓〓〓

【表】

【表】〓〓〓〓〓

【表】表・２の結果をみてもわかるように本発明はす
ぐれた紡績性を示すことがわかる。実施例２実施例１と同じようにして表・１のＡの油剤を
用い、配合率を変化させて表・３のような結果を
得た。

【表】表・３をみてもわかるように本発明の範囲にお
いて安定した紡績性を示すことがわかる。実施例３実施例１と同じような方法で本発明のＡ油剤と
現在市場で多用されている代表的な紡績油剤とを
比較すると表・４のような結果が得られ、本発明
の油剤が安定した紡績性を示すことがわかる。

【表】〓〓〓〓〓

Claims

【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P₂O₅と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
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の
割合が75：25〜30：70で分子量が1000〜4000のポ
リエーテル類とを含み、その際該ポリエーテル類
が全油剤成分中に10〜45％（重量）配合されてい
ることを特徴とするポリエステル繊維用紡績油
剤。