JPH03174067A - 高速用紡績油剤 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は合成繊維用紡績油剤に関する。更に詳しくは、
例えばリング精紡機のバルーンコントロールリングにお
ける高速下での糸擦過による糸切れを低減し得る合成繊
維の高速用紡績油剤に関するものである。

〔従来の技術及びその課題〕

紡績工程は開繊、カーデイング、線条、粗紡、精紡等の
工程からなり、繊維が通過する工程が多い。各工程によ
り紡績油剤に要求される特性が異なり、紡績油剤はこれ
らの要求特性を満たす必要がある。そのため、従来の紡
績油剤はこれらの紡績特性を満足させる事に重点が置か
れてきた。即ち開繊性、ドラフト性、帯電防止性等の向
上である。

しかるに競争の激しくなってきている現今、紡績工程の
合理化、高速化の必要性が高まって来ている。特に可撚
速度即ちスピンドル回転数が問題となるリング精紡工程
が生産性の律速になっており、このリング精紡工程の高
速化の要望が強い。

リング精紡は糸質が非常によいが、メカニズム上高速下
でのバルーンコントロールリングと糸の擦過が避けられ
ず、染め斑、毛羽立ち、糸切れなどのトラブルから高速
化対応には限界が見られる。

そこでオーブンエンド精紡、空気ジェット精紡等の新規
な方式の採用が試みられている。しかし、これらの新方
式では精紡速度は早いものの充分高度の糸品質は得られ
ていないのが現状である。

〔課題を解決するための手段〕

本発明者らはリング精紡における糸切れを低減すべく鋭
意検討を重ねた結果、熱安定性が良好で且つ極圧性に優
れ、良好な帯電防止剤でもある有機燐酸エステル塩と高
分子化合物であるオキシアルキレンポリマーを併用する
ことによってリング精紡を高速擦過を著しく低減し得、
且つ紡績性の良い紡績油剤が得られることを見出し本発
明を完成するに至った。

すなわち本発明は、下記成分Ａ及びＢを含有する高速用
紡績油剤を提供するものである。

Ａニ一般式（１）で表される有機燐酸エステル塩Ｍ”Ｘ
− （１） ［式中、ＶはＬｉ、　Ｎａ、　Ｋ等のアルカリ金属イオ
ン、アンモニウムイオン、モノエタノールアミン、ジエ
タノールア累ン、トリエタノールアミン、エチレンジア
ミン、ジエチレンシアミン、一般式（４） （式（４）中、Ｒ２は炭素数８〜１８のアルキル基又は
アルケニル基を表し、ｄ、ｅはそれぞれ独立にｌ〜１０
の整数を表し、且つ１＜ｄ＋ｅ＜２０の範囲にある整数
である。）で表されるポリオキシエチレンアルキルアミ
ン等である。

Ｘ−は下記一般式（２）で表される有機燐酸エステルの
アニオンである。

１ （Ｒｔ−０−（ＡＯ）ｊｂ−Ｐ−（ＯＨ）３−ｂ　　　
　　　（２）（式（２）中、Ｒ，は炭素数８〜２２のア
ルキル基又はアルケニル基であり、Ａは炭素数２〜４の
アルキレン基であり、ａはＯ〜２２の整数であり、ｂは
１又は２である。）Ｉ Ｂ＝一般式（３）で表されるオキシアルキレンポリマー Ｒ，、−０−（＾ｏ）、ｎ　　　　　　　（３）（式（
３）中、Ｒ１１はＨ１炭素数１〜２０のアルキル基、ア
ルケニル基、炭素数２〜２２のアシル基、アリール基、
多価アルコール基又はシリル基を表し、＾は炭素数２〜
４のアルキレン基を表し、且つオキシアルキレンポリマ
ーの分子量が２０００〜４００００である。）リング精
紡工程での糸切れ低減のメカニズムの詳細は明らかでは
ないが、糸切れの発生を低減するためには高速下（２０
００ｍｐｍ）での潤滑性油膜を保ち、油膜が薄くなって
も油膜が切れないこと及び、擦過局部へ油剤成分が入り
込んで潤滑成分を補給することが必要であると推定され
る。前者のためには高分子化合物が良く、後者のために
は線状の分子が良い。

具体例としてポリオキシアルキレンポリマーを用いた特
開昭６２−２２３８１号では、アクリル繊維の未だ確た
る繊維を形成していない湿式紡糸行程のゲル部分の存在
する時点に於て、該化合物を付与しポリマー形成時の膠
着を防止することを特徴としている。また、該化合物は
紡績性を低下させるのではないかと懸念し、従来の紡績
油剤との併用を検討し使用量を抑制すれば問題がないと
している。

しかし、本発明者らは鋭意検討を重ねた結果、あにはか
らんや該化合物の特性としてリング精紡のバルーンコン
トロールリングに於ける高速下での対金属擦過による糸
切れ防止性能が優れていることが分かり、積極的に紡績
油剤成分としての有用性を見出したのである。

一般式（１）で表される有機燐酸エステル塩のうち、Ｘ
−は一般式（２） ％式％（２） （式（２）中、Ｒ，は炭素数８〜２２のアルキル基又は
アルケニル基であり、八は炭素数２〜４のアルキレン基
であり、ａは０〜２２の整数であり、ｂは１又は２であ
る。） で表される有機燐酸エステルであり、一般式（２）中の
Ｒ，としてはオクチル、デシル、ラウリル、ミリスチル
、バルミチル、ステアリル、オレイル、ベヘニル、２−
エチルヘキシル、２−オクチルデシル等が挙げられる。

かかる一般式（２）で表される有機燐醇エステルは高級
アルコール又はそのアルキレンオキサイド付加物を五酸
化リン、オルトリン酸、ポリリン酸、オキシ塩化リン等
のリン酸化剤でリン酸エステル化して得られる化合物で
ある。高級アルコールのアルキレンオキサイド付加物は
下記一般式（５）（式中、Ｒ６はＨ又は炭素数１〜１８
のアルキル基を表す。） で表されるエポキシ化合物を用いてオキシアルキレン化
して得られる。

一般式（２）で表される有機燐酸エステルの具体例とし
ては、セスキオクチルリン酸エステル、セスキデシルリ
ン酸エステル、セスキラウリルリン酸エステル、セスキ
ミリスチルリン酸エステル、セスキパルξチルリン酸エ
ステル、セスキステアリルリン酸エステル、セスキベへ
ニルリン酸エステル、セスキオレイルリン酸エステル、
セスキ−２−エチルへキシルリン酸エステル、セスキ−
２−オクチルドデシルリン酸エステル、ビスポリオキシ
エチレン（８モル）ラウリルリン酸、ポリオキシプロピ
レン（３モル）（以下ＰＯＰ　（３）と略記する）ステ
アリルリン酸、ビスＰＯＰ　（３）ラウリルリン酸等が
挙げられる。また、それぞれに対応するモノ体、ジ体、
モノとジの任意の混合物も挙げられる。

また、一般式（１）で表されるアルキルフォスフェート
塩において、Ｈ゛のアミン類のうち一般式（４） で表される、ポリオキシエチレンアルキルアミンのＲ２
は炭素数８〜１８のアルキル基又はアルケニル基である
が、その具体例としてはオクチル、デシル、ラウリル、
ミリスチル、バルミチル、ステアリル、オレイル、２−
エチルヘキシル、２−オクチルドデシル等が挙げられる
。かかる一般式（４）で表されるポリオキシエチレンア
ルキルアミンの具体例としては、ポリオキシエチレン（
３モル）［以下ＰＯＥ　（３）と略記する］オクチルア
ミン、ＰＯＥ　（３）デシルアミン、ＰＯＥ　（３）パ
ルミチルアミン、ＰＯＥ　（３）ステアリルアミン、Ｐ
ＯＥ　（３）オレイルアミン、Ｐｏｔ！（３）　−２−
エチルへキシルア藁ン、ＰＯＥ（３）　−２−オクチル
ドデシルアミン等が挙げられる。

本発明に用いられるＢ成分の一般式（３）％式％（３） （式（３）中、Ｒ１１はＨ１炭素数１〜２０のアルキル
基、アルケニル基、炭素数２〜２２のアシル基、アリー
ル基、多価アルコール基又はシリル基を表し、＾は炭素
数２〜４のアルキレン基を表し、且つオキシアルキレン
ポリマーの分子量が２０００〜４００００である。）で
表されるオキシアルキレンポリマー中のＲ１＋の具体例
としてアルキル基としてはメチル、エチル、プロピル、
ブチル、アミル、オクチル、デシル、ラウリル、ミリス
チル、バルミチル、ステアリル、ベヘニル、２−エチル
ヘキシル、２−オクチルドデシル等が挙げられ、アシル
基としてはアセチル基、カプロン酸基、カプリル酸基、
カプリン酸基、ラウリル酸基、ミリスチン酸基、パルミ
チン酸基、ステアリン酸基、オレイン酸基等が挙げられ
、アリール基としてはノニルフェニル基、オクチルフェ
ニル基、多価アルコール基としてはグリセリン基、トリ
メチロールプロパン基、ネオペンチルグリコール基等が
挙げられる。オキシアルキレン化する為に使用するエポ
キシ化合物の具体例としては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
。また、一般式（３）中の＾の具体例としてはジメチレ
ン基、メチルジメチレン基、エチルジメチレン基等であ
る。

一般式（３）で表されるオキシアルキレンポリマーはラ
ンダム重合したものでもブロック重合したものでも良い
。かかるオキシアルキレンポリマーの分子量は２０００
〜４００００の範囲が好ましく、更に好ましくは６００
０〜４００００の範囲である。分子量はゲルクロマトグ
ラフィーで測定し、分子量既知のポリスチレンを標準（
重量平均で１００００）として校正計算した値である。

分子量が２０００以下であると油膜強度が低く擦過傷防
止効果が低下する。また分子量が大きい場合は溶解性な
ど油剤成分としての取扱性が困難となる為、分子量の上
限は４００００である。

本発明の実施に当たり、本発明のＡ、Ｂ成分の他に、本
発明の効果を損なわない範囲で任意の紡績油剤成分を配
合することが出来る。この様な任意成分には、動植物油
脂、鉱物油、各種脂肪酸エステルまたは、脂肪酸、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
の酸化エチレン付加物の様な非イ矛ン活性剤等が用いら
れる。特に、紡績性を損なわぬ程度に油剤のエマルショ
ン安定性及び油剤の取扱性向上の目的で非イオン界面活
性剤を添加するのが好ましい。非イオン界面活性剤とし
ては、ポリオキシエチレンアル毛ルエーテル、ポリオキ
シエチレンノニルフェニルエーテル、酸化エチレンまた
は酸化プロピレン変性シリコン活性剤等が挙げられる。

非イオン界面活性剤の添加量は通常６０％以下、好まし
くは５〜３０％である。

本発明の紡績油剤は、ポリエステル系繊維、ポリアクリ
ロニトリル系繊維、ボリアミド系繊維等のあらゆる合成
繊維に適用出来る。とりわけポリアクリロニトリル系繊
維は高速のリング精紡での問題には敏感であるので本発
明の紡績油剤はこの繊維には有用性は高いと思われる。

本発明の紡績油剤は、浸漬法によって処理する場合には
、水性エマルションとして通常用いられるごとき、０．
５〜５重量％濃度のエマルションとして用いることが適
当であるが、この他にもローラー接触法又はスプレー法
による処理に用いることもできる。

本発明の紡績油剤の繊維に対する付着量は一般に０．０
１〜１％ｏｗｆ、好ましくは０．１〜０．８％ｏｗｆで
ある。

本発明の油剤について、有機燐酸エステル塩（Ａ）の含
有量は油剤固形分に対して５〜８０重量％、好ましくは
１０〜４０重量％である。Ａ成分の含有量が５重量％よ
り低いと制電性と極圧性が不足し、８０重量％以上では
集束性が強すぎる等の問題を生じる。またオキシアルキ
レンポリマー（Ｂ）の含有量は油剤固形分に対して５〜
７０重量％で好ましくは１０〜４０重量％である。Ｂ成
分の含有量が５重量％以下では糸の擦過防止効果が不足
し、７０重量％を越えると集束性が不足して、スライバ
ー割れとか集束性不足による糸切れが多発するなどの問
題が生じる。

（実　施　例） 以下実施例により本発明をさらに詳しく説明するが、本
発明はこれらに限定されるものではない。

尚、実施例に於て％は重量基準である。

実施例１ 溶剤で脱脂したアクリル繊維ステープル（１，７ｄ３８
ｍｍ）に表２の化合物を溶剤（エタノール：塩化メチレ
ン）溶液（０，５％〉の形で浸漬給油し、６０°Ｃで２
時間乾燥した。この給油綿を一昼夜調質後、Ｐｌａｔｔ
社製紡績試験機にて試紡し、紡績試験を行った。

精紡におけるバルーンコントロールリングでの擦過の評
価は以下のように行った。

Ｐｌａｔｔ社製の精紡機の回転数を無段階変速モーター
を利用し簡単にスピンドルの回転数を変速できるように
した。

この精紡機を用いて表２に示す各種油剤化合物を付与し
たステープルからスパン糸を試紡した。この時発生する
毛羽を顕微鏡で観察し、紡績糸１００ｍ当たり毛羽が約
２０００個発生した時の回転数を限界回転数として評価
した。限界回転数は、モーターの回転数で便宜的に示し
た。この限界回転数とスピンドル回転数との対応は下表
１の様に想定した。

表 ０００ ５００ ０００ ０００ ５００ ０００ ｓｏｏ。

００００ ２０００ ６０００ ８０００ ００００ これらの評価結果を表２に示す。

表 表２中の各ポリマー （隘１〜１０） の Ｒｏはい ずれも Ｈである。

遍り、肢 表２からオキシアルキレンポリマーの分子量変化により
、分子量が高くなる程限界回転数が高い（高速精紡に良
い）こと、分子量が２０００未満では高速精紡性が期待
できないこと、分子量が１００００以上では効果の向上
があまり見られないことが判る。エチレンオキサイド、
プロピレンオキサイドのブロックとランダムポリマー間
の差は殆どないことが判る。

ホスフェートに関しては、炭素数５〜１８の間で炭素鎖
長が長くなると限界回転数が高くなる傾向が見られる。

実施例２ 次にオキシアルキレンポリマーとホスフェートの相互作
用を見た。

表３に示すオキシアルキレンポリマーとホスフェートを
実施例１同様にアクリル繊維に給油し、実施例１同様に
紡績試験を行なった。

なお、オキシアルキレンポリマーとホスフェートの混合
比はいずれも５０１５０　（重量比）である。

その結果を表３に示す。

魅二、装 表３より、実施例１においてそれぞれの化合物を単独に
用いたレベルよりも、全体として約５００回転位向上し
ており、本発明の目的である高速精紡性を発揮している
ことが判る。

またオキシアルキレンポリマーの末端が、ラウリルエー
テル、ノニルフェニルエーテルになっている場合でも効
果は良いこと（Ｎα３９，４０）、及びアルキレン基が
ＥＯＰＯＢＯ（８０：ブチレンオキサイド）であっても
よい効果が得られることが判る（Ｎα４１）。

実施例３ 次に、紡績工程全体を考慮した以下の配合油剤での効果
を試験した。

（油剤配合） 鉱　　　　　油　　　　　　　　　　　　　　　１０　
％セスキステアリルホスフェートに塩　５５ＥＯＰＯラ
ンダムポリマー（ＲＩＩ＝Ｈ）　　　　　１５ＭＷ　　
１００００ 上記の油剤を用いて実施例１同様にアクリル繊維に給油
し、紡績特性を測定した。

その結果、カード帯電圧とその通過性、ローラー巻き付
き等、紡績工程全般に問題なく、且つ限界回転数が４５
００ｒｐ−であり、高速精紡性の優れていることが判っ
た。

〔発明の効果〕

本発明の油剤は高速下での対金属の擦過防止性が優れて
いる。そのため、高速精紡における糸切れ、糸の品質低
下を防ぎ、高速精紡に対応出来る。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １　下記成分Ａ及びＢを含有する高速用紡績油剤。 Ａ：一般式（１）で表される有機燐酸エステル塩Ｍ＾＋
   Ｘ＾−（１） ［式中、Ｍ＾＋はアルカリ金属イオン、アンモニウムイ
   オン、アミンイオンである。 Ｘ＾−は下記一般式（２）で表される有機燐酸エステル
   のアニオンである。 ▲数式、化学式、表等があります▼（２） （式（２）中、Ｒ＿１は炭素数８〜２２のアルキル基又
   はアルケニル基であり、Ａは炭素数 ２〜４のアルキレン基であり、ａは０〜 ２２の整数であり、ｂは１又は２である。）］Ｂ：一般
   式（３）で表されるオキシアルキレンポリマー Ｒ＿１＿１−Ｏ−（ＡＯ）＿ｎＨ（３） （式（３）中、Ｒ＿１＿１はＨ、炭素数１〜２０のアル
   キル基、アルケニル基、炭素数２〜２２の アシル基、アリール基、多価アルコール 基又はシリル基を表し、Ａは炭素数２〜 ４のアルキレン基を表し、且つオキシア ルキレンポリマーの分子量が２０００〜４００００であ
   る。） ２　油剤固形分中に一般式（１）で表される有機燐酸エ
   ステル塩（Ａ）を５〜８０重量％、一般式（３）で表さ
   れるオキシアルキレンポリマー（Ｂ）を５〜７０重量％
   含有する請求項１記載の高速用紡績油剤。 ３　対象繊維がポリエステル繊維又はアクリル繊維であ
   る請求項１又は２記載の高速用紡績油剤。