JP2520496B2 - ポリエステル繊維用油剤及びそれを付着してなるポリエステル繊維 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、繊維製造時の製糸効率に優れ、しかも糊付
製織時の製織効率も良好なポリエステル繊維を得るに適
したポリエステル繊維用油剤並びに該油剤が付着してな
るポリエステル繊維に関する。

（従来技術） 近年、合成繊維の製造における製糸技術の進歩はめざ
ましく、高速ワインダーの開発に伴ない製糸速度は益々
増大の方向となっており、紡糸後引き続いて延伸を行な
う紡糸直接延伸プロセス（以下直延と称することがあ
る）も一般化してきている。

しかし、製糸速度の増大に伴ない、走行糸条と各種糸
導（ローラー，ガイド等）との擦過等が増大し、単糸切
れを誘発して得られる糸の品位を損なうばかりでなく、
所定の物性特に熱収縮特性を付与するには従来以上に高
温の熱セットが必要となるため、油剤成分の発煙が多く
なり、かつポリエステルオリゴマーに由来するスカムの
ローラー表面への付着も増大して糸切れが多発すると入
った問題点等をも含んでいる。

特にセール，テント等に用いられる産業資材用ポリエ
ステル繊維は、通常の衣料用ポリエステル繊維に比べて
糸の寸法安定性が極めて重要であって、熱収縮率も極め
て小さいものが要求されている。したがって、上記熱セ
ットは、衣料用繊維に比べてより高温で行なう必要があ
り、増々油剤成分の発煙が少なく（耐熱性）、オリゴマ
ースカムの発生が少なく（耐オリゴマースカム性）、か
つ高温高速時の潤滑性に優れた油剤が重要となってきて
いる。

一方、かかる製糸により得られた糸には、織・編工程
を通す場合、その製織編の効率を高めるべく各々の工程
に合致した糊剤を付与（サイジング）することがしばし
ば行なわれることではあるが、この時製糸工程で付与し
た処理油剤が不適切であると、折角糸上に形成せしめた
糊皮膜を軟化せしめて糸の保護作用を低減せしめたり、
あるいは、“糊落ち”と称して織機の各所に糊剤が脱落
堆積して糸との摩擦を増大させ、毛羽や断糸を惹き起こ
して製織・編効率を阻害するといった問題を生じせしめ
る。

このために、過去において製糸油剤中にアマイド成分
を用いる提案がなされているが、最近の本発明者らの高
速製糸における検討によれば、かかる剤は上記糊付特性
に関しては良いものの、製糸油剤中にあまり多く用いる
と耐熱性あるいは潤滑性を損なう結果となり、製糸効率
に阻害を及ぼすことが判明した。

（発明が解決しようとする問題点） 本発明は、上記背景に鑑みなされたもので、その目的
は、製糸工程においては耐熱性，耐オリゴマースカム性
及び潤滑性に優れ、かつ製織工程においては“糊落ち”
を誘発せず良好な製織効率の得られるポリエステル繊維
用油剤を提供することにある。

（問題を解決するための手段） 本発明者らは、上記目的を達成すべく鋭意検討した結
果、特定範囲内の分子量を有する、一価アルコールエス
テルと、分子内に水酸基を有する多価アルコール部分エ
ステルとを配合した油剤は、耐熱性，潤滑性及び耐糊落
ち性を同時に改善できることを見い出し、本発明に到達
した。

すなわち、本発明によれば、 1.下記（Ａ）及び（Ｂ）の成分を必須成分として含有
し、かつ夫々の成分の含有量が下記（ｉ）〜（ii）式を
同時に満足することを特徴とするポリエステル繊維用油
剤。

（Ａ）常温で液状であって、分子量が550〜750の脂肪族
一価アルコールエステル （Ｂ）常温で液状であって、分子内に水酸基を１個以上
有しかつ分子量が550〜750の多価アルコール部分エステ
ル （ｉ） 20≦W_A≦75 （ii） ５≦W_B≦15 及び 2.上記油剤が、繊維重量に対して0.35〜1.0重量％（油
剤の有効成分として）付着してなるポリエステル繊維が
提供される。

本発明のポリエステル繊維用油剤の必須成分である脂
肪族一価アルコールエステル（Ａ成分）の含有量（W_A：
重量％）は、20〜75重量％、好ましくは30〜65重量％の
範囲である必要がある。20重量％未満の場合には、高速
製糸に要求される潤滑性を付与することができず単糸切
れの発生が増加する傾向にあり、また製織時の“糊落
ち”等の問題に対する改善効果も少ない。一方、75重量
％を越える場合には、油剤系の乳化安定性に難点を生じ
るので好ましくない。

かかる脂肪族一価アルコールエステルは、一価の高級
アルコールと、一価又は二価の脂肪族カルボン酸とから
得られるエステル化合物であって、その分子量は550〜7
50、好ましくは600〜700で、かつ常温で液状を示す必要
がある。具体的には、一価の高級アルコールとして炭素
数20〜34の高級アルコールを用い、ステアリン酸，オレ
イン酸，パルミチン酸等の高級脂肪酸又はアジピン酸，
セバシン酸，チオジプロピオン酸等の二塩基酸を用い
た、モノ又はジエステル化合物をあげることができ、イ
ソエイコシルステアレート，イソペンタコシルパルミテ
ート，イソペンタコシルオレート，イソペンタコシルエ
ルシネート，等のモノエステル、又はジイソステアリル
チオジプロピオネート，ジオレイルアジペート，ジイソ
ステアリルセバケート等のジエステルを例示することが
できる。

ここにおいて、分子量が750を越えるか又は常温で固
体状になる脂肪族一価アルコールエステル、あるいはト
リグリセライドであるヤシ油，ナタネ油等の水酸基を有
さない多価アルコールエステルのみをＡ成分として用い
た場合には、製織時の糊落ちが増大したり、製糸時に走
行糸と糸導との摩擦が増大して単糸切れが発生するよう
になり好ましくない。

また、分子量が550未満の脂肪族一価アルコールエス
テルでは、製糸時の熱により揮散し易くなって発煙が生
じ作業環境汚染の要因となるだけでなく、熱ローラー，
糸導等にタールを形成して単糸切れ等の要因ともなるた
め好ましくない。

本発明のもう一つの必須成分である多価アルコール部
分エステル（Ｂ成分）は、常温で液状であって分子内に
水酸基を有し、かつその分子量が550〜750の範囲にある
ことが必要である。また、その含有量が油剤の有効成分
に対して５〜15重量％、好ましくは７〜13重量％含まれ
る必要がある。

本発明は、かかる多価アルコール部分エステルがポリ
エステルオリゴマー（主として環状トリマー）との相溶
性に優れ、ポリエステル繊維製造時に加熱等の処理によ
って析出されるオリゴマーを油剤系に溶解させるためと
推定されるが、ローラー，糸導ガイド等へのオリゴマー
スカム堆積を抑制する効果が大きいことを見い出したも
のである。したがって、使用量があまりに少なすぎると
これらの効果が発現せず、一方多すぎると前述Ａ成分の
効果（耐糊落ち性）を減ずるとともに、走行糸と糸導と
の摩擦も増大して単糸切れが増加する傾向にあるので、
その使用量は上述のとおり５〜15重量％とする必要があ
る。

また、分子内に水酸基を有さない、分子量が550未満
又は750を越える、もしくは常温で固体状の多価アルコ
ール部分エステルの場合には、糊落ちが増大したり、製
糸時の走行糸と糸導との摩擦が増大したり、あるいは製
糸時に発煙が増大して、ローラー，糸導等にタールを形
成せしめ単糸切れが発生したりするため好ましくない。

本発明の油剤は、さらに下記に示すＣ成分及びＤ成分
を併用していることが特に好ましい。かかる成分を併用
することにより、Ｄ成分が糸導等の金属表面に配向し、
一方、Ｃ成分が繊維表面に配向するため、これが前述の
Ａ成分及びＢ成分と相まって、高接圧下での摩擦を低減
せしめるものと推定される。そして、それ故にローラー
表面へのスカム堆積が減少するとともに、延伸性が向上
して延伸糸の毛羽が減少し、さらには繊維の耐摩耗性が
向上するといった効果が発現されているものと推定され
る。

なお、Ｃ成分とＤ成分とに上述の如き機能を発揮せし
めるには、油剤中に夫々１重量％以上含有せしめること
が望ましい。

かかるＣ成分としては、下記一般式（Ｉ）で示される
有機アミンが好ましく用いられる。

但し、R₁はＣ_８〜22の飽和又は不飽和のアルキル基、
R₂，R₃は夫々水素又はＣ_１〜５のアルキル基、ＡはＣ
_２〜４のアルキレン基、n,mは夫々ｍ＋ｎ＝０〜10を満
足する整数を示す。R₁の炭素数が７以下では極圧潤滑性
能が低下（摩擦が増大）するし、一方炭素数が23以上で
は商業的に入手し難くなるため好ましくない。なお、
R₂，R₃は共にアルキル基の場合がより望ましい。

かかるＣ成分としては、具体的には、例えばステアリ
ルアミン，ラウリルメチルアミン及びこれらのエチレン
オキサイド，プロピレンオキサイド付加物、さらにはオ
クチルジメチルアミン，ラウリルジメチルアミン，オレ
イルジメチルアミン，イソステアリルジメチルアミン，
ラウリルジエチルアミン等をあげることができる。

また、上記有機アミン（Ｃ成分）と併用されるＤ成分
としては、（ａ）Ｃ_８〜22の高級アルコール,C_８〜22の
アルキル基を有するフェノール、及びこれらのアルキレ
ンオキサイド付加物（10モル以下）から選ばれる少なく
とも１種の燐酸部分エステル及び／又は（ｂ）Ｃ_８〜22
の高級脂肪酸が好ましく用いられる。

かかる燐酸部分エステルとしては、例えばオクチルア
ルコール，ラウリルアルコール，オレイルアルコール，
イソステアリルアルコール，ノニルフェノール等のリン
酸モノ又はジエステル、又は、これら高級アルコール，
アルキルフェノールに、エチレンオキサイド及び／又は
プロピレンオキサイド等を10モル以下付加させたポリオ
キシアルキレングリコールモノアルキルエーテル，ポリ
オキシアルキレングリコールモノアルキルフェニルエー
テル等のリン酸モノ又はジエステルが好ましく用いられ
る。

また、高級脂肪酸としては、例えば、オレイン酸，カ
プリン酸，ラウリン酸，パルミチン酸，ステアリン酸，
イソステアリン酸等が例示される。

本発明のポリエステル繊維用油剤は、上述の通り、Ａ
及びＢ成分を必須成分とし、（ｉ），（ii）式を同時に
満足する範囲で含有することを必要とし、好ましくは、
さらにＣ及びＤ成分を夫々１重量％以上含有するもので
あるが、その他に本発明の目的を損なわない範囲で他の
成分を含有しても良いことはいうまでもない。かかる配
合剤としては、例えば、耐熱性を有する芳香族エステル
系平滑剤、エマルジョンとして用いるための乳化剤、静
電気防止のための制電剤、耐熱性改善のための抗酸化
剤、さらには油剤の極圧潤滑性を高めたり油膜強度を高
めたりするための有機もしくは無機の添加剤等をあげる
ことができる。

以上に説明した本発明の油剤をポリエステル繊維に付
与するには、紡出糸条が固化した時点以降であればいず
れの時点でもよいが、通常は引き取りローラーより前の
時点で糸条に付与する。

付与する好ましい手段としては、上述の油剤を水系エ
マルジョンとなし、計量オイリングノズルを介して付与
する方法をあげることができるが、付与量は、油剤純分
として繊維重量に対して0.35〜1.0重量％とする必要が
あり、かくすることにより得られる繊維の製織効率等が
改善される。この付与量が0.35重量％未満の場合には充
分な効果が得られず、一方1.0重量％を越える場合には
それ以上効果は増大しないばかりか余分の油剤がローラ
ー，糸導等に付着して好ましくない。

（発明の効果） 本発明の油剤はポリエステル繊維、特に産業資材用の
ポリエステル繊維を製造する際に適した油剤であり、高
速で製糸し、高温で熱セットする際に耐熱性，耐スカム
性及び潤滑性に優れ良好な製糸効率が得られる。また、
得られた繊維を糊付して製織する際、糊落ち等が発生せ
ず良好な製織効率が得られるものである。

（実施例） 以下本発明を実施例によりさらに詳述する。

なお、実施例において、耐熱性，耐オリゴマースカム
性，原糸毛羽，耐擦過性，糊皮膜性状及び糊落ち性は夫
々下記の方法により評価した。

（１）耐熱性 製糸する際、220℃に加熱された熱セットローラーか
ら発生する煙の状態、及び該熱ローラー表面の汚れ発生
（付着油剤の熱劣化）状況を目視し、次の基準により判
定した。

耐ローラー汚れ性 グレード 汚れ発生少 ： ○ 中 ： △ 多 ： × 耐発煙性 グレード 発煙少 ： ○ 中 ： △ 多 ： × （２）耐オリゴマースカム性 実施例に示した方法により製糸し、製糸開始１日後
の、220℃に加熱した熱セットローラー直後にある冷ロ
ーラーに付着するオリゴマースカムの発生状態を目視
し、次の基準で判定した。

グレード オリゴマースカム殆んどなし： ○ 少〜中 ： △ 多 ： × （３）原糸毛羽 原糸を160本採取して、各々20万ｍ間の毛羽（単糸切
れ）の個数をカウント積算し、これから10⁶ｍ当りの毛
羽個数を求め、下記に示す３段階で評価した。

毛羽個数（ケ／10⁶m ） グレード ０〜0.2 ： ◎ 0.2〜0.5 ： ○ 0.5〜2.0 ： △ 2.0以上 ： × （４）耐擦過性 繊維と金属（F/M）及び繊維と繊維（F/F）の耐擦過性
を、夫々次表の測定法にしたがって評価した。

評価判定基準 毛羽発生状態 グレード 毛羽ほとんどなし ： ◎ 微少毛羽有 ： ○ 毛羽大 ： △ 断糸 ： × （５）糊皮膜性状の評価 繊維の糊付けを施した時の該繊維上の糊皮膜物性をみ
る代用評価として、次のモデル実験により評価した。

ポリビニルアルコールとポリアクリル酸エステルを主
体とした糊剤と油剤とを、有効成分比で5/1の混合水溶
液をガラス板上に流して風乾及び熱処理を施してキャス
ティングフイルムを得た。該フイルムから短冊状にサン
プリングして引張試験を行ない次の基準で評価した。

油剤と混合しない糊剤のみから得たフイルムサンプル
対比、皮膜強力が30％以上、あるいは伸びが250％以下
のものを「○」とし、この範囲を外れるものを「×」と
した。

（６）“糊落ち”性の評価 実際の製織工程での“糊落ち”現象に対する代用特性
として、サイジング糸条の糸軸方向に代用する摩擦に対
して、糸条表面の糊皮膜の一部が糸表面より剥離する剥
離頻度をもって評価した。

ポリビニルアルコールとポリアクリル酸エステルを主
体とした糊剤で、目標付着量5.0重量％となるよう通常
のローラーサイジング方法により、ポリエステル繊維を
糊付して、サイジング糸を得た。次に、このサイジング
糸20本を等間隔に配列し、両端が乱れないように固定端
子を設置し、これを第１図及び第２図に示す如く一端を
チャック４によって固定し、多端に25g/本の加重６を掛
け、滑車５を通し試料全体に張力を与える。図に置いて
1,2及び３は10cm間隔に設置された筬であって可動台７
に固定され、該可動台７は糸軸と平行に5cm巾に亘って
往復運動ができる。試料サイジング糸は図２に示すよう
に中央部筬２において108°の開角度をもつように仕掛
ける。

次いで、可動台７を左右に往復運動させ、10往復させ
た後に筬と糸条の擦過部分における糊皮膜の剥離状態を
注意深く観察し、剥離した試料本数の全試料20本当りの
割合をもって次のグレード付けで表わした。

なお、ここでは各３回の結果の平均をもって判定し
た。

剥離本数割合 グレード 25％未満 ： ○ 25〜50％ ： △ 50％を越える ： × （７）総合評価 下記四段階で表わした。

極めて良好 ： ◎ 良好 ： ○ やや不十分 ： △ 不可 ： × 実施例１ 固有粘度が1.00のポリエチレンテレフタレートを溶融
吐出して48フィラメントの糸条となした。この糸条をオ
イリングローラを介して表−１に示す油剤エマルジョン
を油剤純分にして糸重量の0.5重量％となるように付与
した。その後引取りローラにて600m/分で引取りながら9
0℃で予熱した後、該引取りローラと延伸熱セットロー
ラーとの間で5.0倍に延伸しながら220℃で熱セットし、
しかる後空ローラーを経由して巻取り250d/48f,強度8.0
g/d,150℃乾収５％の延伸糸を得た。

この時得られた延伸糸をもって前述の測定法により評
価した結果を表−２にまとめた。

本結果より明らかなように、本発明の範囲の油剤を有
する水準は耐熱性，潤滑性に優れ、かつ製織工程での糊
特性に優れ、製糸及び後加工性に顕著な効果が得られ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図，第２図は、糊落ち特性を評価するに用いた装置
の該略図であり、第１図は側面図、第２図は平面図であ
る。

フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｄ０１Ｆ 6/62 ３０２ Ｄ０６Ｍ 13/36 Ｄ０６Ｍ 101:32 13/32 (56)参考文献 特開 昭54−138687（ＪＰ，Ａ) 特開 昭56−148968（ＪＰ，Ａ) 特開 昭54−82497（ＪＰ，Ａ) 特公 昭62−24549（ＪＰ，Ｂ２) 特公 昭59−34819（ＪＰ，Ｂ２)

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】下記（Ａ）及び（Ｂ）の成分を必須成分と
   して含有し、かつ夫々の成分の含有量が下記（ｉ）〜
   （ii）式を同時に満足することを特徴とするポリエステ
   ル繊維用油剤。 （Ａ）常温で液状であって、分子量が550〜750の脂肪族
   一価アルコールエステル （Ｂ）常温で液状であって、分子内に水酸基を１個以上
   有しかつ分子量が550〜750の多価アルコール部分エステ
   ル （ｉ） 20≦W_A≦75 （ii） ５≦W_B≦15
2. 【請求項２】下記（Ｃ），（Ｄ）成分を、油剤有効成分
   に対して夫々１重量％以上含有する、請求項１記載のポ
   リエステル繊維用油剤。 （Ｄ）Ｃ_８〜22の高級アルコール、Ｃ_８〜22のアルキル
   基を有するフェノール及びこれらのアルキレンオキサイ
   ド付加物から選ばれる少なくとも１種の燐酸部分エステ
   ル 及び／又は Ｃ_８〜22の脂肪酸。
3. 【請求項３】請求項１又は２に記載の油剤が、繊維重量
   に対して0.35〜1.0重量％（油剤の有効成分として）付
   着してなるポリエステル繊維。