JPH0114346B2 - - Google Patents
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Description
本発明は織物の経糸のホツトメルトサイジン
グ、更に詳細には、溶融した形で糸に適用する新
種属の非水糸経糸サイズに関する。
経糸の溶融サイジングシステムが多くの利益を
有していることは数年来認識されている。ハンガ
リーのプタペストにおける1974年９月９日〜12日
のサイジング討論会〔メリアンド・テキスタイル
ベリヒテ〔Melliand Textilberichte）英語版262
ページ（1975年春）〕で、サイジング機とサイズ
に関して「もし、室温で硬化するサイジング剤を
使用することができれば、乾燥に関するすべての
問題（エネルギー価格、過失源）は避けることが
できる」ことに注目された。現在、満足で、実際
的な解決法はないが、溶融サイズが将来重要にな
りそうである。その時以前および以後、溶融サイ
ズおよび溶融サイジング法と装置に関する進歩的
研究が多数の新しいサイズ組成物の開発と特許を
受けることにつながつている。それにもかかわら
ず、種々の欠陥、主として本来の経済性がこれら
のサイズを商業的に受け入れることを制限した。
米国特許第3466717号は主成分がロウである迅
速固化溶融サイズを含有するバツトを備えたサイ
ジングチヤンバー内でサイズを適用する経糸サイ
ジング方法と装置を記述している。この装置で適
用するサイズの例は硬化ヒマシ油、２―エチルヘ
キシルアクリレートおよび過酸化ベンゾイル、日
本特公昭40−14280号に記述されている多数のサ
イズの一つで製造された溶融サイズである。より
広くは前記特許は溶融方法により糸に適用できる
特別な型のロウに溶解するある種属の重合体また
は共重合体を記述している。この特許にある三つ
の事実は本発明に関連して特に重要である。第一
にその種々な単一または混合重合体成分とそのロ
ウ成分との高い相溶性を強調している。第二に、
もし、ロウとの相容性が達成されたならば、２―
エチルヘキシルアクリレートのような疎水性ビニ
ル単量体が、少なくとも20％、その重合体成分中
に存在しなければならないことである。第三にた
とえば、水素添加ヒマシ油または酒石酸のような
ヒドロキシ酸のエステルに見られるヒドロキシカ
ルボン酸のエステルの実質的な部分が存在しなけ
ればならないことである。ヒドロキシエステルロ
ウのこの特別な種属の最底40％が前記日本特許公
報明細書に記述されているサイズ組成物の成分と
して必要である。
これらの事実の当然の結果から重合体成分の溶
剤として働くロウ成分自身に水素添加獣脂が最高
60％であることを前記日本特許公報明細書は強調
している。更に詳細にはその明細書の実施例は24
％を越える量の水素添加獣脂を含有するサイズ組
成物は示していない。前記日本特許公報は溶融サ
イズ組成物中に容易に利用できる水素添加獣脂を
高い比率、すなわち、50％程度使用することは予
期していない。
米国特許第4136069号は高分子量と低分子量の
エチレンα，β―不飽和カルボン酸共重合体の重
合体混合物、たとえば、高分子量と低分子量エチ
レン／アクリル酸共重合体の混合物から製造した
溶融サイズを記述している。これら溶融混合物は
単独で、または１種または複数種のC5〜C12ジカ
ルボン酸０〜50％、ロウ、脂肪酸またはモノグリ
セリド０〜30％、好ましくは５〜20％といつしよ
にサイズとして使用する。ロウ成分に関しては、
その特許は動物性または植物性ロウについては言
及していない。フイツシヤー・トロプシユまたは
主として炭化水素ロウが名前で区別できる唯一の
種属であり、モノグリセリド17.5％といつしよ
に、2.5％の水準で一つの実施例に単に小量の置
換分として示されている。
本発明の目的は織物溶融サイズにおいて従来許
容されているより実質上多い水素添加獣脂または
相当量のトリグリセリドロウを含有する溶融サイ
ズを提供することである。
更に本発明の目的は水性または有機溶剤による
抽出または洗浄法により織物から除去できる溶融
サイズを提供することである。
更に本発明の目的は糸にホツトメルト適用する
間、煙またはガスの発生が最低である溶融サイズ
を提供することである。
更に本発明の目的はサイズを適用したステープ
ル糸の摩耗抵抗性および繊維をねかせる力が高め
られているためすぐれた製織性を付与する溶融サ
イズを提供することである。
これらおよび他の目的は本発明の次の詳細な記
述から明らかとなる。
本発明は大体同重量の十分に水素添加した獣脂
型トリグリセリドロウを特別なエチレン／アクリ
ル酸共重合体といつしよに溶融し、すぐれた織物
溶融サイズを形成させることである。任意的に
は、共重合体含有量の低い方の限度は水素添加獣
脂アミドまたは他の脂肪酸アミドを約１から７％
まで混合することにより約35重量％程度まで減ら
してもよく、それにより獣脂型成分を増加させて
もよい。
本発明の別の実施態様は共重合体とロウの種々
の比率の混合物にセバシン酸またはドデカン二酸
（dodecanedioic acid）を約１から約９％まで混
合する。
当該技術のより複雑な溶融サイズ混合物とは異
なり、良いサイジング性能を得るために極めて特
別な重合体混合物は必要でなく、または安価な水
素添加トリグリセリドロウの含有量を低くする必
要もない。本発明の溶融物の予期されなかつた利
益は性能または経済的長所を失うことなく達成さ
れる。
水素添加獣脂、好ましくは本発明の好ましいト
リグリセリドロウは長い間知られており、溶融サ
イズ成分として重要な長所は長年明らかに認めら
れていたことを当該技術は示唆している。それに
もかかわらず、簡単で、商業的に利用できる重合
体といつしよに溶融サイズに高い比率で利用でき
ることは織物経糸の溶融サイジングにおいて驚く
べき、そして商業的に重要な進歩を示す。
本発明のホツトメルトサイズ組成物は好ましく
は、本質的に、実質上エチレン／アクリル酸80/2
０共重合体約42〜58重量％といつしよに、完全水
素添加獣脂型トリグリセリドロウ58〜42重量％の
２成分溶融混合物からなり、任意的にC16-20脂肪
酸アミド１〜７％またはセバシン酸またはドテカ
ンジオン酸を１〜９％配合することにより共重合
体含有量を約35重量％程度に少ない量に低くして
もよく、そして、該共重合体はANSI／ASTM
D1238―79によりコンデイシヨンＤで測定した時
250〜550の標準溶融流動度値を有している。かく
して最も広いい面では、本発明の溶融サイジング
剤はエチレン／アクリル酸共重合体約35〜58重量
％および水素添加獣脂のような完全水素添加トリ
グリセリド約62〜42重量％と共にC16〜C20脂肪酸
アミド０から約７重量％まで、またセバシン酸ま
たはドデカン二酸０から約９重量％までの２また
は３成分溶融混合物からなつている。
好ましい２成分サイズでは、本発明者らは実質
的にエチレン／アクリル酸80/20の約45〜55重量
％と水素添加トリグリセリド約55〜45重量％の組
成範囲が最も良い結果を示し、最高の溶融サイジ
ング性はこれら成分の実質上50：50重量比の周囲
に集中している。好ましいトリグリセリドは獣脂
である。
本発明の３成分の実施態様では、サイズ中のエ
チレン／アクリル酸共重合体の含有量をサイジン
グした糸の性能を著しく損うことなく約45％以
下、約35％程度まで低く下げてもよい。この実施
態様の溶融サイズは実質上エチレン／アクリル酸
８０／２０重合体が、約35〜45％、好ましくは約38〜
42％、水素添加トリグリセリドが約62〜54％、好
ましくは約60〜56％、そして脂肪酸アミドが約１
〜７％、好ましくは約２〜５％からなる。アミド
を混合することは共重合体と水素添加トリグリセ
リドの混合範囲を増加させ、それにより溶融サイ
ズ中では共重合体の使用量を少なくすることを可
能にすると思われる。
エチレン／アクリル酸共重合体40〜55％、水素
添加トリグリセリドロウ55〜40％およびセバシン
酸またはドデカン二酸１〜９％からなる本発明の
組成物は溶融相容性の範囲の拡大を示し、２成分
共重合体／獣脂混合物より著しく低い温度、すな
わち、約50〓まで低い温度で溶融し、糸に適用す
ることができる。増大した相容性は昇温と共に密
接に混合し、溶融物の成分が分離することなく下
げた温度での包容力は有利である。セバシン酸ま
たはドデカン二酸を含有する混合物は溶融温度で
煙の発生を防止するのを非常に改良することを示
し、この防止性の一部は低い溶融および適用温度
によるものと考える。それらはまた酸のどちらか
を含有しない本発明の混合物に比較し、熱安定性
を増加させていると思われる。これらの性質の有
利性から最高の利益のためには、この型の好まし
い組成物はセバシン酸またはドデカン二酸４〜７
％と共に大体50：50の比率の共重合体および水素
添加トリグリセリドを含有するものである。合計
１〜９％の成分をいつしよに構成するセバシン酸
とドデカン二酸の別の種々の混合物を使用しても
よい。
本発明の溶融サイズで使用する低分子量エチレ
ン／アクリル酸共重合体はよく知られており、商
業的に利用できる材料である。それらは米国特許
第3520861号および第4515317号に開示されている
方法で製造してもよく、またはより小さく好まし
くは米国特許第3436363号のようにエマルジヨン
の形から沈澱させてもよい。これら特許の開示は
参考としてここに示すものである。エチレンのア
クリル酸に対る重量比が実質上80/20である重合
体が本発明のサイズに最高に適するものである。
この型の商業的重合体は組成およびANSI／
ASTM試験法D1238―79によりコンデイシヨン
Ｄで測定することにより本明細書に示す溶融粘度
の両者によつて限定される。この標準試験により
250〜550ｇ／10分の溶融流動度値を有する重合体
は本発明に有用であり約300の溶融流動度値を有
する重合体が好ましい。
水素添加または硬化獣脂は牛脂の水素添加によ
り主として製造される肉類かん詰工業で広く利用
できる副生成物である。それ自体では主としてグ
リセリルステアレートからなり、C14-20飽和脂肪
酸の混合グリセリドを少量含有する。主として現
在都合のよい価格および利用度から、完全水素添
加牛脂（１より小さいヨード価）として通常知ら
れているものが本発明の好ましいトリグリセリド
である。他の完全水素添加トリグリセリド、たと
えば、大豆油、綿実油、落花生油、シユロ油、豚
脂および羊、山羊および他の動物源からの獣脂の
ような油および脂肪から誘導したものは本発明で
魅力的でなければならず、それらは経済的に競合
できるものでなければならない。カーク―オスマ
ー（Kirk―Othmer）のエンサイクロペデイア・
オブ・ケミカル・テクノロジー（Encyclopedia
of Chemical Technology）第６巻142〜144ペー
ジ（1951）にある通常の植物と動物の脂肪および
油の組成の表が参考になる。陸地に基づく植物と
動物油脂の大部分はC14-18飽和および不飽和酸か
らなるその脂肪酸成分のグリセリドが85〜95％を
占めることを特筆する。完全に水素添加した時、
これらの酸は本質的にステアリン酸、パルミチン
酸およびミリスチン酸に転換し、これら種々のロ
ウの完全水素添加牛脂混合物と本質的に同一であ
る生成物トリグリセリドもまた使用できる。
本発明のトリグリセリドの種属から明白に除外
されるものはヒマシ油の完全水素添加誘導体であ
るヒマシロウである。ヒマシ油中のリシノール酸
が非常に高い比率であるため、12―ヒドロキシス
テアリン酸部分が対応的に高含有量であるヒマシ
ロウは本発明の溶融サイズの主成分として使用す
るには不適当である。
商業的に水素添加獣脂アミドとしても知られて
おり、通常遊離酸または水素添加脂脂とアンモニ
アとの反応により製造される脂肪酸アミドは
C14-20酸アミドの代表的混合物、主としてステア
リルアミドである。より化学的に特別な脂肪酸ア
ミドは勿論本発明で使用してもよいが、通常より
高価である。
あげた成分の他に、他の薬剤、たとえば追跡染
料、酸化防止剤および類似物の少量を所望により
本発明のサイズに加えてもよい。
他の方法を変法として使用してもよいが、これ
らサイズを適用するのには米国再発行特許第
29287号の方法と装置が好ましく、この再発行特
許の記載事項を参考としてここに示すが、本発明
の溶融サイズ組成物の使用方法を記述するのに有
用である。代表的には、発煙温度に近くまで加熱
し、水素添加獣脂のあらかじめ決めた量を溶融
し、エチレン／アクリル酸共重合体をかきまぜな
がら、逐次的に加え、混合を完了する。次いで、
もし、使用するならば脂肪酸アミドまたはジカル
ボン酸を中にかきまぜ、次いで溶融物を適当な寸
法の平鍋または皿に注入し、冷却し、固体塊状ま
たはサイズにする。成分が分離するのを最も少な
くするため急速な冷却が望ましい。再発行特許に
記述されるように、サイズブロツクを代表的には
350〜400〓で加熱したアプリケーターロールの溝
に向け、そしてその中に押しつけ、その溝からサ
イズを回転ロールの弧に切線になつて、または沿
つて、糸の通路として取り出す。本発明の後で示
す実施例に更に詳細に示す。
脱サイジング剤は通常のアルカリ水性洗浄剤ま
たは有機溶剤か、または本発明者らの米国特許第
4253840号（1981年３月３日付）に記述されてい
るような石油溶剤とメタノールとの混合物により
行うことができる。
本発明者らの経験では、溶融サイジングの分野
では、糸上での迅速なサイズ固化を確保するため
に比較的高い溶融温度と適用温度の必要性と、ホ
ツトサイズがガス化、発煙する傾向を防止し、ま
たは少なくとも最底にするため、そして、アプリ
ケーターロールで粘稠になるか、またはゲル化す
るのを防止し、または少なくとも最底にする要求
との間で微妙なバランスが存在することがわかつ
ている。本発明のサイズに対する好ましい適用範
囲350〜400〓内では、サイジング操作が円滑で、
かつ、調整、糸の切断および類似事項での定期的
な一時的停止がなく、進行する限りは指示した上
限が一般的に選択される。約400〓では、350〓よ
りもサイズの粘度が低く、糸の中により自由に流
入する。高温では、ガス化および発煙の傾向は当
然大きいけれども、全温度範囲内で本発明者らが
他の高溶融サイズで観察したものより最小限度で
あり、より良好である。
好ましい適用温度範囲の最も低い温度はガス化
および発煙を極めて防止し、特に、さもなければ
適用温度でサイズがゲル化または他の早過ぎる固
化に導く、熱誘発反応速度を著しく遅くする。か
くして、開始時にはアプリケーターロールを約
350〓に加熱することが好ましく、他の時間では
予定にない遅れはアプリケーターロール上に所望
よりも溶融サイズが長く残ることになる。
サイジング剤中の異常に高い含有量の水素添加
獣脂は観察された顕著なサイジング性能の無視で
きない程度の原因となると本発明者は考える。
特許請求の範囲に限定したことを除き、本発明
の範囲が拘束されるとは考えないが、本発明者ら
はサイズの成分の相互のある所望の限界非相溶性
が本発明の長所の基礎となる考える。この非相容
性は獣脂の上限％水準、すなわち、好ましい２成
分サイズにおいて獣脂約55％以上で特に明白であ
る。
大部分は溶融サイジングに関する従来の技術教
示は相互に溶融物の成分が高度に相容性であるこ
とを主張していると思われる。これは特に前記日
本特公昭40−14280号に明らかである。他方、本
発明者らは適用温度近くでのみ溶融物が混和性と
なり、その後、それらが糸の上で冷却され固定さ
れ始めるに従い非相容性に迅速に復元するサイズ
の限界範囲を案出するのに成功した。
本発明の組成パラメーターは本発明者らの溶融
サイズの性能特性の観点から達成された。本発明
者らの観察とデータに基づいて、先に述べた溶融
流動度値が250〜550であるエチレン／アクリル酸
共重合体約60重量％以上は溶融成分の相容性がど
ちらかといえば過度であると思われる。いかなる
場合にも溶融物は重合体のこの高い％およびそれ
以上では溶融サイズとしてほとんど使用できない
程粘稠になる。２成分溶融系では、重合体含有量
を約40重量％以下に下げると、溶融状態での相容
性が不満足であり、一定でない、そして不均一な
サイジング性能となる。共重合体含有量の最も低
い限度は幾分拡大してもよい、すなわち、高獣脂
溶融物の不安定なバランスを混乱させずに、脂肪
酸アミドの少量を混合することにより約35重量％
に拡大してもよい。獣脂は適用温度の少しの程度
では重合体の分散剤として働くが、冷却が始ま
り、もし、すべての獣脂が冷却時に単一の混合相
で残るとすれば、そのような高い合計獣脂含有量
のものに期待されるよりも、高い重合体含有量
で、より強い強度と屈曲性を有するサイズフイル
ムで糸が被覆加工される十分な相分離が起こると
考える。
サイズ成分の限定された相容性に関して考えら
れる本発明の重要な長所はサイズ糸が織機で非常
に旨く織られることである。綜絖および他の織機
部分に付着し、積もる傾向がないことが珍らしく
良く、特にそのような高いロウ含有量のサイズで
良い。通常の温度範囲より広い範囲でサイジング
した糸の粘着性がないことと共に本発明者らが想
起するこの特性はサイズフイルム強度および伸度
の単なる測定よりも糸サイジング状況ではるかに
顕著である。
多分、粘着性に耐する珍しい高い抵抗性のた
め、本発明のサイズはサイジングまたは製織性能
のどちらかに悪影響なく、大部分の溶融サイズよ
り高い付着量でもうまく適用することができる。
前記日本特許公報は、たとえば、合糸、製織、編
みなどで、サイズの適用量が４重量％を越えると
問題を生じると記述している。本発明のサイズは
種々の型および寸法の糸に８から18％までの量で
うまく適用された。本発明の過程でほとんど試験
された毛の多い紡積糸より要求の少ない糸に少な
い付着量を適用できる。織機性能はすぐれてい
る。
次の実施例では、本発明者らが実際の製織より
単純で、かつ、迅速であると考えているいくつか
の試験を記述する。多くのこれらの試験を本発明
の候補溶融サイズを評価し、選択するのに使用し
た。最初の実験室での選別に対し、溶融サイズ組
成物調製用として、ANSI／ASTM D1238―79
によりコンデイシヨンＤで測定する示した標準溶
融流動度値（standard melt flow rate value）
（SMFRとして以後略省する）を有するエチレ
ン／アクリル酸80/20共重合体の小さな試料を水
素添加獣脂と獣脂アミドの計画量と溶融混合し
た。代表的には、50/50混合物に対しては、共重
合体30ｇを溶融し、それに水素添加獣脂30ｇをか
きまぜ、溶融物は400〓で透明になることを観察
した。溶融物を次いで0.5×0.75×７インチテフ
ロン成形型に注入し、冷却した。より大きな試料
を本質的に同じ方法で製造してもよい。
ブルツクフイールド粘度測定一本発明のサイズ
を選別するのに有用な簡単な測定はブルツクフイ
ールド粘度であり、更に詳細には、同じ溶融物に
ついてブルツクフイールド（モデルLVE）粘度
測定での連続の変動の計算係数（calculated
coefficient of variation）（COV）である。この
測定には、成形したサイズ棒10ｇを一定温度の浴
で溶融し、スピンドルNo.４を使用し60rpmで400
〓において測定する。10個の連続測定を行い、次
いで解析し、そのCOVを求める。もし、溶融し
て１夜間保持すると溶融物がゲル化することが知
られているから、粘度は適度に時間依存性であ
り、それ故、測定は約30秒毎にできるだけ速く行
つた。
糸について種々のサイズ組成を予備的に選別す
るため、米国再発行特許第29287号に記述されて
いる型の溶融アプリケーターロールの６本の溝の
実験室型に対し、成型したサイズ棒の末端を押し
込むことにより糸６本にサイズを適用した。400
〓に加熱したロールを糸が移動する方向に10rpm
で回転させ、その間、特に示さなければ330ヤー
ド／分（ypm）で移動する糸はロールの項部で溝
を通つて通過した。サイジング中糸にかけた張力
は通常の張力計で測定した。
摩耗試験―シヤトル織機中での摩耗に対するサ
イジングした糸の相対的抵抗性を評価する選別法
として、試験試料の大部分に急速摩耗試験を行つ
た。使用した装置は短かい棒の項部に張り付けた
垂直固定綜絖目から、その棒の底部は水平に固定
した空気シリンダーのシヤフトに順次に締めつけ
てある。シリンダーの推力は直線に沿つて各方向
に４インチの水平往復運動を綜絖目に与えるよう
制御する。シリンダーシヤフトの通路の上および
平行に、そして、綜絖目穴の底部の下約１インチ
に糸締め金および1/8インチ棒を固定し、締め金
および棒はそれらの間で綜絖目と共に10インチ離
れている。試験するためにそれぞれの糸試料は締
め金に固定し、綜絖目を通して通過させ、糸に張
力をかけるために取り付けた90ｇの重りを棒に引
つかける。かくして４―インチ綜絖目ストローク
の中間点で糸は糸締め金と掛け棒との間に10―イ
ンチラインとで高さ１インチの二等辺三角形を形
成する。織機の作用によりよく似せるには、織機
に綜絖をセツトするように綜絖目の水平面を糸ラ
インに対し正規から約20゜離れてセツトする。装
置は約150回往復／分の速度で操作する。計数器
は往復回数を記録する。
前述したような摩耗装置では、一般に織機での
張力に近づけようとして糸に90ｇの重りをかけた
ことは試験を非常に厳しいものにする。綜絖目の
各計数往復運動またはストロークは通りすぎ、そ
して出発点に戻ることからなる。操作者は試験を
始めてから糸を非常に注意深く監視し、糸の質が
悪くなり始めた時、（不要なサイズは実際上すぐ
に悪くなる）計数器の読みを記録する。もし、切
断するまでのストローク数を望むならば、装置は
糸が切れるまで操作を継続する。それぞれの糸の
少なくとも20本の試料について、代表的には「良
い糸」の平均値3.0〜5.0の範囲になるまで試験す
る。そのような糸について切断までのストローク
は200〜250の範囲である。経糸で隣接する職糸の
粗くなつた、そして毛の多い糸の表面が織機の作
用下に内部経糸摩擦およびこぶになる原因となる
と思われる場合、けば玉の形成が極めて短かくな
る点を示すことが糸の品質が悪くなつたと判断す
る。付随する低いが、しかし、不明確な試験数と
共に90ｇの重りは多数の試料の中で失敗しそうな
ものを選別する速度および効率のために保持し
た。その試験で比較的高い評価のものと商業的織
機における実際の成績との間には良い相互関係が
観察された。
サイズ推積性―織機でうまく織ることができる
溶融サイズの可能性を選別する別の試験は織機部
分でサイズが推積する傾向を評価することを含ん
でいる。装置は往復運動する木製台上に本質的に
水平に取り付けた1/8×12インチステンレス鋼棒
（中心に向つて６インチで0.5インチ上がる弓形に
なつた）からなり、それにより、その軸に沿つて
各方向に棒が４インチ移動する。棒の温度変化を
測定する目的でその中心で棒の底部に熱電対を取
り付ける。棒のそれぞれの側に、それに平行に、
かつ、７インチ離れて0.5インチのアルミニウム
棒を取り付ける。棒の中心を２本の棒の水平面上
に1.5インチ上げる。棒の外側で、わずかに下に
試験経糸を供給し、巻き取るため２個のビームが
ある。
この装置で糸の完全試験を行うには、溶融サイ
ジングした糸90本を経糸、約30ヤードにするため
ビームに巻く、経糸をスレンレス棒と第二の棒を
横切り第一のアルミニウム棒に供給し、供給ビー
ムからつり下げたブレーキ重りより与えられた
100〜110ｇ／１本の張力下に巻き取りビームに
4.5インチのくしを通して降下させる。経糸を約
10ヤード／時間で装置を横切つて引つぱる。その
間棒は経糸の底部を横切つて約150回往復／分で
摩擦する試験棒での経糸の摩擦は棒の温度を記録
することにより判定し、代表的には効果的サイズ
の試験中では室温から約105〓まで上昇し、限界
または不良なサイズでは125〓程度に高くなる。
不良なサイズ性能の他の証拠は経糸の横またはう
ねり作用であり、棒に粘着し、またはくつつき、
その場合には通常試験が早く終る。与えられた経
糸の30ヤードが完全に通過し終る時、棒にサイズ
が粘着している形跡を注意深く調査し、もし、粘
着していなければ、「付着物なし」と記録し、そ
のサイズは完全な製織試験用の候補者として考慮
する。木製台にはがれた粉塵があれば、織機にサ
イズの粉塵飛散の可能性を示すとして注に記録す
る。
溶融分離―ここに記録したような400〓での溶
融物の濁りを観察する以外に、ある例では溶融物
の均質度の別の評価を行つた。これはかきまぜた
溶融物がかきまぜ機を溶融物の外にあげ、そして
溶融物中に下げた時、溶融液体中に繊維状物、
塊、膨潤した粒、または類似物の形跡をもはや示
さなくなる点として定義する混合物の溶融相容性
を示す大体の温度を観察することを含んでいる。
その温度以下では、かきまぜるのをやめた時ロウ
成分が共重合体の上部にある浮上層に分離しがち
である。この温度点の性質でもある。この温度以
上では溶融混合物は外観がまだ幾分濁つているけ
れども、そのような分離成分層を示すことはな
い。
次の実施例は上記試験に関係があるものであ
り、に示さなければ、すべての部および％は重量
部および％である。特許請求の範囲では、示した
成分の合計重量％は100％である。ある成分を含
有する時は少なくとも0.1重量％の量で存在する。
実施例 １
水素添加獣脂とエチレン／アクリル酸80/20
（EAA）重合体の等量をいつしよに溶融した。サ
イズのブルツクフイールド粘度は825―850cpsで
あつた。１インチの溝をつけた400〓のロールで
ポリエステル／木綿糸（65/35）25/1へのサイズ
の付着量は15.7％であり、サイジング操作はの間
円滑に行われた。摩耗試験機ではサイジングした
糸は糸質が悪くなるまでに5.2ストローク、切断
までに202ストロークの良好な記録を示した。サ
イズ堆積試験機では、サイジングした経糸は完全
に30ヤードが進行し、試験を終了後、試験棒に付
着物がなかつた。
実施例 ２
共重合体のSMFRが300であり、ポリエステ
ル／木綿糸のサイズ付着量が19.2％であることを
除き実施例１の方法と同じ50/50溶融サイズでサ
イジングし、摩耗試験の結果は糸質が悪くなるま
でが6.8ストロークであつた。サイジングした経
糸はサイズ堆積試験で「付着物なし」の評価であ
つた。
実施例 ３
実施例１の一般的方法により水素添加獣脂の重
量比を変えた溶融混合物でSMFR300のEAA共重
合体を使用し、一連の選別実験を行つた。先に詳
細に示したようにサイズを調整し、ポリエステ
ル／木綿糸に適用して試験した結果を第１表に示
す。
The present invention relates to hot melt sizing of textile warps, and more particularly to a new class of non-aqueous warp sizing applied to yarns in molten form. It has been recognized for several years that warp melt sizing systems have many benefits. Sizing Debate September 9-12, 1974 in Ptapest, Hungary [Melliand Textilberichte] English version 262
Page (Spring 1975)], regarding sizing machines and sizing, noted that ``If it were possible to use a sizing agent that cured at room temperature, all the problems with drying (energy prices, sources of error) could be avoided.'' It was done. Although there is currently no satisfactory, practical solution, melt size is likely to become important in the future. Prior to and since that time, progressive research in melt sizing and melt sizing methods and equipment has led to the development and patenting of numerous new size compositions. Nevertheless, various deficiencies, primarily the inherent economics, have limited the commercial acceptance of these sizes. U.S. Pat. No. 3,466,717 describes a warp sizing method and apparatus that applies the size in a sizing chamber with a butt containing a fast-setting melt size whose main component is wax. Examples of sizes applicable with this equipment are hydrogenated castor oil, 2-ethylhexyl acrylate and benzoyl peroxide, melt sizes made of one of the numerous sizes described in Japanese Patent Publication No. 40-14280. More broadly, the patent describes certain polymers or copolymers that dissolve in a special type of wax that can be applied to threads by a melt process. Three facts in this patent are of particular importance in connection with the present invention. First, it emphasizes the high compatibility of its various single or mixed polymer components with its wax components. Secondly,
If compatibility with Lowe is achieved, 2-
At least 20% of a hydrophobic vinyl monomer, such as ethylhexyl acrylate, must be present in the polymer component. Third, there must be a substantial portion of esters of hydroxycarboxylic acids, such as those found in hydrogenated castor oil or esters of hydroxy acids such as tartaric acid. The lowest 40% of this particular class of hydroxyester waxes is required as a component of the size composition described in the aforementioned Japanese patent specification. As a corollary of these facts, hydrogenated tallow is the best for the wax component itself, which acts as a solvent for the polymer component.
The specification of the Japanese Patent Publication emphasizes that it is 60%. More specifically, examples of the specification include 24
Size compositions containing more than % hydrogenated tallow are not shown. The Japanese Patent Publication does not foresee the use of a high proportion of readily available hydrogenated tallow in melt-sized compositions, ie, on the order of 50%. U.S. Pat. No. 4,136,069 discloses that melt-sized polymers prepared from polymer mixtures of high molecular weight and low molecular weight ethylene α,β-unsaturated carboxylic acid copolymers, such as mixtures of high molecular weight and low molecular weight ethylene/acrylic acid copolymers, is described. These molten mixtures are used alone or together with 0-50% of one or more C5 - C12 dicarboxylic acids, waxes, fatty acids or monoglycerides 0-30%, preferably 5-20% as the size. do. Regarding wax ingredients,
The patent does not mention animal or vegetable waxes. F. tropschii or primarily hydrocarbon waxes are the only species distinguishable by name and are shown as only minor substitutions in one example at the 2.5% level, as well as monoglycerides 17.5%. . It is an object of the present invention to provide a melt size that contains substantially more hydrogenated tallow or a significant amount of triglyceride tallow than previously permitted in a textile melt size. A further object of the invention is to provide a melt size that can be removed from textiles by extraction or washing methods with aqueous or organic solvents. A further object of the present invention is to provide a melt size with minimal smoke or gas generation during hot melt application to yarn. A further object of the present invention is to provide a melt size which imparts excellent weavability due to the increased abrasion resistance and fiber aging of the staple yarn to which the size is applied. These and other objects will become apparent from the following detailed description of the invention. The present invention involves melting approximately equal weights of fully hydrogenated tallow-type triglyceride wax with a special ethylene/acrylic acid copolymer to form superior fabric melt sizes. Optionally, the lower limit for copolymer content is about 1 to 7% hydrogenated tallow amide or other fatty acid amide.
The amount of tallow-type components may be increased by mixing up to about 35% by weight. Another embodiment of the invention incorporates from about 1 to about 9% sebacic acid or dodecanedioic acid into the mixture of copolymer and wax in varying proportions. Unlike the more complex melt sizing mixtures of the art, no very special polymer mixtures are required to obtain good sizing performance, or low contents of inexpensive hydrogenated triglyceride waxes. The unexpected benefits of the melts of the present invention are achieved without sacrificing performance or economic advantages. Hydrogenated tallow, preferably the preferred triglyceride wax of the present invention, has been known for a long time, and the art suggests that its significant advantages as a melt size component have been clearly recognized for many years. Nevertheless, the availability of simple, commercially available polymers and consistently high melt size ratios represents a surprising and commercially important advance in melt sizing of textile warp yarns. The hot melt size compositions of the present invention preferably consist essentially of 80/2 ethylene/acrylic acid.
0 copolymer and optionally 1 to 7% C 16-20 fatty acid amide or The copolymer content may be lowered to as low as about 35% by weight by incorporating 1 to 9% sebacic acid or dotecanedionic acid, and the copolymer is an ANSI/ASTM
When measured with condition D using D1238-79
It has a standard melt flow rate value of 250-550. Thus, in its broadest aspect, the melt sizing agents of the present invention contain C16 to C20 along with about 35-58% by weight of an ethylene/acrylic acid copolymer and about 62-42% by weight of a fully hydrogenated triglyceride such as hydrogenated tallow. It consists of a two- or three-component melt mixture of 0 to about 7% by weight of fatty acid amide and 0 to about 9% by weight of sebacic acid or dodecanedioic acid. For preferred binary sizes, we have shown that a composition range of about 45-55% by weight of substantially 80/20 ethylene/acrylic acid and about 55-45% by weight of hydrogenated triglycerides has shown the best results, with the highest Melt sizing properties are centered around a substantially 50:50 weight ratio of these components. A preferred triglyceride is tallow. In three-component embodiments of the invention, the content of ethylene/acrylic acid copolymer in the size may be as low as about 45% or as low as about 35% without significantly compromising the performance of the sized yarn. . The melt size of this embodiment is substantially ethylene/acrylic acid 80/20 polymer from about 35 to 45%, preferably from about 38 to 45%.
42%, about 62-54% hydrogenated triglycerides, preferably about 60-56%, and about 1% fatty acid amides.
~7%, preferably about 2-5%. It is believed that mixing the amide increases the mixing range of the copolymer and hydrogenated triglyceride, thereby allowing less copolymer to be used in the melt size. Compositions of the invention consisting of 40-55% ethylene/acrylic acid copolymer, 55-40% hydrogenated triglyceride wax and 1-9% sebacic acid or dodecanedioic acid exhibit an expanded range of melt compatibility; It can be melted and applied to threads at significantly lower temperatures than binary copolymer/tallow mixtures, ie, up to about 50% lower. Increased compatibility leads to intimate mixing with increasing temperature, and containing power at lower temperatures without separation of the melt components is advantageous. Mixtures containing sebacic acid or dodecanedioic acid have been shown to provide greatly improved smoke prevention at melt temperatures, and some of this prevention is believed to be due to the lower melt and application temperatures. They also appear to have increased thermal stability compared to mixtures of the invention that do not contain either acid. For maximum benefit from these property advantages, preferred compositions of this type are sebacic acid or dodecanedioic acid 4-7
% of copolymer and hydrogenated triglyceride in a ratio of approximately 50:50. Various other mixtures of sebacic acid and dodecanedioic acid may be used, always making up a total of 1 to 9%. The low molecular weight ethylene/acrylic acid copolymers used in the melt sizes of the present invention are well known and commercially available materials. They may be prepared by the methods disclosed in US Pat. Nos. 3,520,861 and 4,515,317, or smaller and preferably precipitated from the form of an emulsion as in US Pat. No. 3,436,363. The disclosures of these patents are incorporated herein by reference. Polymers in which the weight ratio of ethylene to acrylic acid is substantially 80/20 are best suited for the sizes of the present invention.
This type of commercial polymer has a composition and ANSI/
It is limited by both the melt viscosity shown herein as measured at condition D by ASTM test method D1238-79. This standard test
Polymers having melt flowability values of 250 to 550 g/10 minutes are useful in the present invention, with polymers having melt flowability values of about 300 being preferred. Hydrogenated or hardened tallow is a widely available by-product in the meat canning industry, which is produced primarily by the hydrogenation of beef tallow. As such it consists primarily of glyceryl stearate with small amounts of mixed glycerides of C 14-20 saturated fatty acids. Primarily because of its currently convenient price and availability, what is commonly known as fully hydrogenated beef tallow (iodine number less than 1) is the preferred triglyceride of the present invention. Other fully hydrogenated triglycerides, such as those derived from oils and fats such as soybean oil, cottonseed oil, peanut oil, palm oil, lard and tallow from sheep, goat and other animal sources, are attractive in the present invention. and they must be economically competitive. Kirk-Othmer's Encyclopedia
of Chemical Technology (Encyclopedia)
The table of composition of common plant and animal fats and oils in Volume 6, pages 142-144 (1951) of Chemical Technology) is helpful. It is noted that the majority of land-based plant and animal fats and oils have glycerides of their fatty acid components consisting of C 14-18 saturated and unsaturated acids accounting for 85-95%. When completely hydrogenated,
These acids are essentially converted to stearic, palmitic, and myristic acids, and the product triglycerides, which are essentially identical to fully hydrogenated tallow mixtures of these various waxes, can also be used. Expressly excluded from the triglyceride species of the present invention is castor wax, which is a fully hydrogenated derivative of castor oil. Due to the very high proportion of ricinoleic acid in castor oil, castor wax with a correspondingly high content of 12-hydroxystearic acid moieties is unsuitable for use as the main component of the melt size of the present invention. Fatty acid amides, also known commercially as hydrogenated tallow amides, are usually produced by the reaction of free acids or hydrogenated tallow with ammonia.
A representative mixture of C 14-20 acid amides, primarily stearylamide. More chemically specific fatty acid amides may of course be used in the present invention, but are usually more expensive. In addition to the listed ingredients, small amounts of other agents such as tracer dyes, antioxidants and the like may be added to the sizes of the invention if desired. Although other methods may be used as variations, the application of these sizes is
The method and apparatus of No. 29287 are preferred, and the contents of this reissue patent are incorporated herein by reference, and are useful in describing methods of using the melt-sized compositions of the present invention. Typically, a predetermined amount of hydrogenated tallow is melted by heating to near smoke temperature and the ethylene/acrylic acid copolymer is added sequentially with stirring to complete the mixing. Then,
The fatty acid amide or dicarboxylic acid, if used, is stirred in and the melt is then poured into a suitably sized pan or dish and cooled to a solid mass or size. Rapid cooling is desirable to minimize separation of components. As described in reissued patents, size blocks are typically
It is directed against and pressed into the groove of the applicator roll heated at 350-400㎓, and the size is taken out from the groove as a thread path along or along the arc of the rotating roll. The invention will be explained in more detail in the examples given later. Desizing agents can be conventional alkaline aqueous detergents or organic solvents, or our U.S. Pat.
4253840 (dated March 3, 1981) with a mixture of petroleum solvents and methanol. In our experience, in the field of melt sizing, the need for relatively high melt and application temperatures to ensure rapid size solidification on the yarn and prevent the tendency of hot sizes to gasify and smoke It has been found that there is a delicate balance between the need to avoid thickening or gelling on the applicator roll, or at least to bottom out. There used to be. Within the preferred application range of 350~400〓 for the size of the present invention, the sizing operation is smooth,
and the indicated upper limit is generally selected as long as it continues without periodic pauses for adjustments, thread cuts, and the like. At about 400〓, the size is less viscous than at 350〓 and flows more freely into the yarn. At high temperatures, the propensity for gasification and fuming is naturally greater, but is minimal and better than what we have observed for other high melt sizes within the entire temperature range. The lowest temperature of the preferred application temperature range greatly prevents gasification and fuming, and in particular significantly slows down the rate of thermally induced reactions that would otherwise lead to size gelation or other premature solidification at the application temperature. Thus, when starting, the applicator roll should be approx.
Heating to 350° is preferred; at other times unscheduled delays will cause the melt size to remain on the applicator roll longer than desired. The inventor believes that the unusually high content of hydrogenated tallow in the sizing agent is responsible for a non-negligible amount of the observed remarkable sizing performance. Although not intended to limit the scope of the invention except as limited by the claims, the inventors believe that a certain desired limit of incompatibility of the size components with each other is the basis of the advantages of the invention. Think about it. This incompatibility is particularly evident at the upper % level of tallow, ie, above about 55% tallow in the preferred two-component size. For the most part, conventional art teachings regarding melt sizing appear to insist on a high degree of compatibility of the melt components with each other. This is particularly clear in the above-mentioned Japanese Patent Publication No. 14280/1973. On the other hand, we devised a critical range of sizes in which the melts become miscible only near the application temperature, and then quickly revert to incompatibility as they cool and begin to set on the yarn. was successful. The compositional parameters of the present invention were achieved in terms of our melt size performance characteristics. Based on the inventors' observations and data, ethylene/acrylic acid copolymers having a melt flow rate value of 250 to 550 as described above have a relatively low compatibility of melt components. Seems excessive. In any event, the melt becomes so viscous that it can hardly be used as a melt size at this high percentage of polymer and above. In two-component melt systems, lowering the polymer content below about 40% by weight results in unsatisfactory compatibility in the melt and inconsistent and non-uniform sizing performance. The lowest limit of copolymer content may be expanded somewhat, i.e., about 35% by weight by mixing small amounts of fatty acid amides without disturbing the unstable balance of high tallow melts.
It may be expanded to The tallow acts as a dispersant for the polymer to a small extent at the application temperature, but as cooling sets in and if all the tallow remains in a single mixed phase upon cooling, the We believe that at higher polymer contents, sufficient phase separation occurs that the yarn is coated with a size film that has greater strength and flexibility than would be expected. An important advantage of the present invention in view of the limited compatibility of size components is that the size yarns are very well woven on a loom. It is uncommon to have no tendency to stick to and build up on the healds and other loom parts, especially in such high wax content sizes. This property, which we envision along with the lack of tackiness of yarns sized over a wider than normal temperature range, is much more pronounced in yarn sizing situations than mere measurements of size film strength and elongation. Perhaps because of their unusually high resistance to sticking, the sizes of the present invention can be successfully applied at higher coverage than most melt sizes without adversely affecting either sizing or weaving performance.
The above-mentioned Japanese Patent Publication states that, for example, in doubling, weaving, knitting, etc., if the amount of size applied exceeds 4% by weight, problems will occur. The sizes of the invention have been successfully applied to yarns of various types and sizes in amounts ranging from 8 to 18%. Less coverage can be applied to less demanding yarns than the hairy spun yarns most tested in the course of this invention. The loom performance is excellent. The following examples describe several tests that the inventors believe are simpler and faster than actual weaving. A number of these tests were used to evaluate and select candidate melt sizes for the present invention. ANSI/ASTM D1238-79 for melt size composition preparation for initial laboratory screening.
The indicated standard melt flow rate value measured in condition D by
A small sample of an ethylene/acrylic acid 80/20 copolymer having a compound (hereinafter abbreviated as SMFR) was melt mixed with a planned amount of hydrogenated tallow and tallow amide. Typically, for a 50/50 mixture, 30 g of copolymer was melted and 30 g of hydrogenated tallow was stirred into it, and the melt was observed to become clear at 400 g. The melt was then poured into a 0.5 x 0.75 x 7 inch Teflon mold and allowed to cool. Larger samples may be produced in essentially the same way. Bruckfield Viscosity Measurement - A simple measurement useful for sizing the present invention is the Bruckfield viscosity, more specifically, the continuous Burckfield (model LVE) viscosity measurement on the same melt. Calculated coefficient of variation
coefficient of variation) (COV). For this measurement, 10 g of the molded size rod was melted in a constant temperature bath and then heated at 400 rpm at 60 rpm using spindle No. 4.
Measure at 〓. Take 10 consecutive measurements and then analyze to determine the COV. The viscosity is moderately time dependent, as melts are known to gel if melted and held overnight, so measurements were taken as quickly as possible, approximately every 30 seconds. To preliminarily screen various size compositions for the threads, the ends of the molded size rods were placed against a six-groove laboratory mold of a melt applicator roll of the type described in U.S. Reissue No. 29287. The size was applied to the six threads by pressing. 400
〓The heated roll is rotated at 10 rpm in the direction in which the yarn moves.
during which the yarn, traveling at 330 yards per minute (ypm) unless otherwise indicated, passed through a groove at the neck of the roll. The tension applied to the sizing thread was measured using a conventional tensiometer. Abrasion Testing - As a screening method to evaluate the relative resistance of the sized yarns to abrasion in a shuttle loom, a rapid abrasion test was performed on the majority of the test samples. The device used consisted of a vertically fixed heddle attached to the neck of a short rod, which was successively tightened at the bottom of the rod to the shaft of a horizontally fixed air cylinder. The thrust of the cylinder is controlled to provide a horizontal reciprocating motion of 4 inches in each direction along a straight line to the heald. Secure a thread clamp and 1/8-inch rod above and parallel to the passageway of the cylinder shaft and approximately 1 inch below the bottom of the heald hole, with the clamp and rod extending 10 inches between them with the heddle hole. is seperated. To test, each yarn sample is secured in a clamp, passed through the heddles, and a 90 g weight attached to the rod is pulled to tension the yarn. Thus, at the midpoint of the 4-inch heddle stroke, the thread forms an isosceles triangle 1 inch high with the 10-inch line between the thread clamp and the hook. To better simulate the action of a loom, set the horizontal plane of the heddle stitch about 20 degrees from normal relative to the thread line, as you would set a heddle on a loom. The device operates at a speed of approximately 150 round trips/minute. A counter records the number of round trips. In abrasion devices such as those mentioned above, the 90 g weight applied to the yarn, typically to approximate the tension on the loom, makes the test very demanding. Each counted reciprocation or stroke of the heald consists of passing through and returning to the starting point. The operator monitors the yarn very carefully from the beginning of the test and records the counter reading when the quality of the yarn begins to deteriorate (unwanted sizes practically deteriorate quickly). If the number of strokes before cutting is desired, the device will continue to operate until the thread breaks. At least 20 samples of each yarn are typically tested to a "good yarn" average value in the range of 3.0 to 5.0. Strokes to break for such threads range from 200 to 250. If the coarse and hairy surface of the warp adjoining threads appears to cause internal warp friction and knots under the action of the loom, the formation of fluff beads will be extremely short. This indicates that the quality of the thread has deteriorated. A 90 g weight with an accompanying low but uncertain number of tests was retained for speed and efficiency in sorting out likely failures among a large number of samples. A good correlation was observed between relatively high ratings in the test and actual performance on commercial looms. Size Estimation - Another test to screen the likelihood of a melt size that can be successfully woven on a loom involves evaluating the tendency for size to estimate on the loom section. The device consists of a 1/8 x 12 inch stainless steel rod (bowed 6 inches and 0.5 inches up toward the center) mounted essentially horizontally on a reciprocating wooden platform, thereby allowing the The rod moves 4 inches in each direction along. A thermocouple is attached to the bottom of the rod at its center for the purpose of measuring the temperature change in the rod. On each side of the bar, parallel to it,
And install 0.5 inch aluminum rods 7 inches apart. Raise the center of the rod 1.5 inches above the horizontal plane of the two rods. On the outside of the bar and slightly below there are two beams for feeding and winding the test warp threads. To perform a full yarn test on this device, 90 melt-sized yarns are wound onto a beam to approximately 30 yards as warp yarns, and the warp yarns are fed across a stainless steel rod and a second rod to a first aluminum rod. , given by a brake weight suspended from a supply beam.
100~110g/1 piece of winding beam under tension
Lower through a 4.5 inch comb. The warp is approx.
Pull across the device at 10 yards/hour. The warp thread friction on the test bar is determined by recording the temperature of the bar, which is typically room temperature during effective size testing. to about 105〓, and rises to about 125〓 for marginal or bad sizes.
Other evidence of poor sizing performance is lateral or wavy action of the warp threads, sticking to the rod or pecking,
In that case, the exam usually ends early. When a given warp of 30 yards has been completely passed through, carefully examine the rod for any evidence of stickiness of the size and, if not, record it as ``no stickiness'' and the size is completely be considered as a candidate for the weaving test. If there is any loose dust on the wooden stand, record it in the notes as it indicates the possibility of dust scattering of the size on the loom. Melt Segregation - In addition to observing the turbidity of the melt at 400ⓓ as recorded here, another evaluation of the homogeneity of the melt was performed in some cases. This is because when the agitated melt is raised from the stirrer out of the melt and then lowered into the melt, fibrous material may be present in the melt.
It involves observing the approximate temperature that indicates the melt compatibility of the mixture, defined as the point at which it no longer shows evidence of lumps, swollen grains, or the like.
Below that temperature, the wax components tend to separate into a floating layer on top of the copolymer when stirring is stopped. It is also a property of this temperature point. Above this temperature the molten mixture, although still somewhat hazy in appearance, does not exhibit such separate component layers. The following examples relate to the above tests; all parts and percentages are by weight unless otherwise indicated. In the claims, the total weight percentages of the indicated ingredients are 100%. When present, certain components are present in an amount of at least 0.1% by weight. Example 1 Hydrogenated tallow and ethylene/acrylic acid 80/20
Equal amounts of (EAA) polymer were simultaneously melted. The Burtskfield viscosity for the size was 825-850 cps. Size coverage on polyester/cotton thread (65/35) 25/1 was 15.7% on a 400 〓 roll with a 1 inch groove, and the sizing operation was smooth for a long time. In the abrasion tester, the sized yarn showed a good record of 5.2 strokes before yarn quality deteriorated and 202 strokes before breaking. In the size deposition tester, the sized warp progressed a complete 30 yards, and the test bar was free of deposits after the test was completed. Example 2 Sizing was performed using the same 50/50 melt size method as in Example 1 except that the SMFR of the copolymer was 300 and the size coverage of the polyester/cotton thread was 19.2%, and the abrasion test results were It took 6.8 strokes until the thread quality deteriorated. The sized warp threads were evaluated as "no deposits" in the size deposition test. Example 3 A series of screening experiments were conducted using the EAA copolymer of SMFR 300 in melt mixtures with varying weight ratios of hydrogenated tallow according to the general method of Example 1. The results are shown in Table 1, sized and tested as detailed above and applied to polyester/cotton threads.
【表】
＊ 本発明以外の例
これらのデータはEAA／獣脂比が中央の範囲
では本質的に同じ良好な性能を示す結果になるこ
とを示す結果になることを示している。けれども
共重合体が高い比率である60/40では２つの欠陥
が現われ始めている。１つはデータから明らかで
あり、それは粘度が望む値より高く、これはサイ
ズ操作中、過度に糸に張力をかけることになるこ
とを示す。他の欠陥はやや明らかではない。これ
らおよび同様な実験から、本発明者らは溶融成分
が過度に相容性と思われる場合は本発明の特許請
求の範囲外のサイズであるとうたぐることを学ん
だ。第１表の系列で、EAA／獣脂60/40組成物は
溶融物が400〓で完全に透明になる唯一のもので
あり、他はこの温度では多少不透明か、または濁
つている。この観察した濁りは明らかにすぐれた
溶融サイジング性能にする限界の相容性の証拠で
あると思われる。EAA／獣脂溶融物の高い相容
性に付随することは連続ブルツクフイールド粘度
測定における平均の変化係数より低いことであ
る。
表の上部にあるEAA／獣脂40/60混合物（また
は本発明以外の例）は過度のCOVである12.7に
例証されるように逆の欠点になる。連続ブルツク
フイールド粘度測定でそのように高い水準の変化
は非常に不均一な溶融物であることおよび成分の
混和性が貧弱であることを示す。他の溶融物に比
較し、この高い比率の獣脂の組成物は400〓で過
度に濁つているのみならず、精密な試験で、溶融
物が明らかに不均一であり、かつ、不十分に分散
した重合体が肉眼で見える形跡があることが明ら
かであつた。
データおよびその観察結果は本発明の２成分溶
融物に対して、EAAの獣脂に対する重量比が大
体50/50の比率を中心とし、約55/45から45/55ま
でであるものに良好なサイジング性のプラトー
（plateau）が存在する。
実施例 ４
更に一連の選別実験において、３成分組成物に
たよることによりEAA／獣脂組成物における
EAA含有量の低い方の限度を幾分下げることが
できる、すなわち、少ない比率の脂肪酸アミドを
添加することにより、第１地に示す混合範囲を拡
大することができることを見い出した。SMFR
が300であるEAA共重合体を使用し、実施例１の
方法を行つた。溶融した水素添加獣脂アミドの規
定量を約400〓でかきまぜながら入れ、前のよう
にサイズ棒を製造した。第２表に実験結果を示
す。比較のために、第１表に示すEAA／獣脂40/
６０の結果を加える。共重合体の含有量を40％に固
定して行つた結果を第２表に示す。Table *Examples other than the invention These data show that the EAA/tallow ratio in the middle range results in essentially the same good performance results. However, at the high copolymer ratio of 60/40, two defects begin to appear. One is clear from the data, that the viscosity is higher than desired, indicating that during sizing, the yarn will be overly tensioned. Other flaws are somewhat less obvious. From these and similar experiments, we have learned that if the molten components appear too compatible, they are of a size outside the claimed scope of the invention. In the series of Table 1, the EAA/tallow 60/40 composition is the only one whose melt is completely clear at 400°C, the others are somewhat opaque or cloudy at this temperature. This observed turbidity appears to be evidence of marginal compatibility which apparently results in superior melt sizing performance. Concomitant with the high compatibility of the EAA/tallow melt is a lower than average coefficient of change in continuous Bruckfield viscosity measurements. EAA/tallow 40/60 mixtures at the top of the table (or other examples other than the present invention) have the opposite disadvantage, as exemplified by an excessive COV of 12.7. Such a high level of variation in continuous Brookfield viscosity measurements indicates a highly heterogeneous melt and poor miscibility of the components. Compared to other melts, this high proportion of tallow composition is not only excessively cloudy at 400 〓, but careful testing shows that the melt is clearly non-uniform and poorly dispersed. It was clear that there was visible evidence of the polymer. The data and observations indicate that for the two-component melts of the present invention, good sizing is achieved when the weight ratio of EAA to tallow is centered around a 50/50 ratio, and ranges from about 55/45 to 45/55. There is a sexual plateau. Example 4 In a further series of screening experiments, the EAA/tallow composition was tested by relying on a three-component composition.
It has been found that the lower limit of EAA content can be lowered somewhat, ie, by adding a smaller proportion of fatty acid amide, the mixing range indicated in the first part can be expanded. SMFR
The method of Example 1 was carried out using an EAA copolymer having an EAA of 300. A specified amount of molten hydrogenated tallow amide was added at a rate of about 400 ml with stirring, and size bars were manufactured as before. Table 2 shows the experimental results. For comparison, EAA/Tallow 40/
Add 60 results. Table 2 shows the results obtained with the copolymer content fixed at 40%.
【表】
＊ 本発明以外の例
水素添加獣脂アミドを含有するこれらEAA40
％組成物においては、結果は第１表のEAA／水
素添加獣脂サイズに付随する過度の非相容性の問
題が非常に除去されていることを明らかに示す。
これら３成分組成物の範囲を通して、データは完
全に満足するものであり、そして、COVによる
測定のように非相容性は溶融サイズに対する要求
範囲内にある。唯一の観察された限度は水素添加
獣脂アミド６％および8.4％を含有する組成物に
おて、過度にもろくなる傾向と粉末飛散が観察さ
れたことである。
実施例 ５
実施例４で評価した組成物の範囲をEAA含有
量35％まで、次いで30％までに下げることにより
拡大した。第３表にその結果を示す。[Table] * Examples other than the present invention These EAA40 containing hydrogenated tallow amide
% composition, the results clearly show that the problem of excessive incompatibility associated with the EAA/hydrogenated tallow sizes in Table 1 has been largely eliminated.
Throughout the range of these ternary compositions, the data are completely satisfactory and the incompatibilities, as measured by COV, are within the required range for melt size. The only limitations observed were a tendency towards excessive brittleness and powder scattering in compositions containing 6% and 8.4% hydrogenated tallow amide. Example 5 The range of compositions evaluated in Example 4 was expanded by lowering the EAA content to 35% and then to 30%. Table 3 shows the results.
【表】
＊ 本発明以外の例
エチレン／アクリル酸共重合体の含有量は40％
以下に減らすことができるが、約35％以下では、
そのCOVは混合物中で明らかに過度の非相容性
を示すことを、これらのデータが示す。その上、
共重合体の含有量が30％では、サイズの摩耗抵抗
性が不十分である。
実施例 ６
ポリエステル／木綿（65/35）25/1の経糸サイ
ジングを商業的規模に増大させ、糸400本を600の
溝を有する溶融アプリケーターロール、ロール温
度350―360〓、ロール速度11.5rpmおよびブロツ
ク供給速度約１インチ／分でサイジングした。糸
の速度は380ypmおよびサイズの付着量は平均約
13％であつた。サイズはSMFRが300であるエチ
レン／アクリル酸80/20共重合体と水素添加獣脂
の50/50混合物で7/8インチのブロツクの形であつ
た。糸は10個のビームのそれぞれにサイジングた
糸が3200ヤードになるまでセクシヨンビームに糸
を巻き取つた。セクシヨンビームを次いで２個の
サルツアー（Sulzer）ルームビームに再巻き取り
し、それぞれは経糸3992本を保有している。
120インチ細布織物を織るため、ビームをダブ
ル経糸サルツアー織機に取り付けた。たてどまり
の数の織機効率に基づき製織性能を同じ製織面積
で同じスタイルに織る他の通常の水性サイジング
した経糸の製織と比較した。ホツトメルトサイジ
ングした経糸は通常の経糸の経糸に関係する織機
停止数の平均で単に46.3％であり、その織機効率
は通常にサイジングした経糸の織機効率より約５
％高かつた。
実施例 ７
SMFRが300であるエチレン／アクリル酸80/2
０共重合体45％、水素添加獣脂48％およびセバシ
ン酸７％からなる溶融混合物を、本発明の２成分
サイズで共重合体と獣脂の種々の比率において、
一般に観察された温度より約70〓低い温度である
約280〓で上記で定義したように溶融物が相容性
になるまで加熱した。サイズは付着量12.5％の水
準で、実施例１のように糸に適用することにより
予備的に選別した。摩耗試験機により、本発明の
２成分サイズと比較し、このサイジングした系は
良好な結果であつた。
実施例 ８
共重合体50％、水素添加獣脂46％およびセバシ
ン酸４％の同様な溶融混合物も約280〓で相容性
であつた。この溶融物で観察した最も見込みのあ
る性質は長時間加熱した際ゲル化することに対し
驚くべき抵抗性を有することであつた。350〓に
保持した溶融物についてブルツクフイールド粘度
を測定（スピンドルNo.４、60rpm）し、出発粘度
1700cpsが24時間後2350cps、そして48時間後
5000cpsに上がつたのみであつた。
実施例 ９
共重合体47.5％、水素添加獣脂47％およびセバ
シン酸5.5％からなる別の溶融混合物はまた約280
〓で相容性である。実施例８のブルツクフイール
ド粘度試験で、出発粘度1200cpsは24時間で
1250cps、48時間で2500cpsおよび90時間で
5300cps上がるが、ゲル化はしなかつた。二塩基
性酸のより少ない量の同様な組成物での試験に比
較し、熱劣化にそのように長い抵抗性を有するこ
とはほとんど予期できなかつた。
実施例 10
共重合体32％、水素添加獣脂59％およびセバシ
ン酸９％の溶融混合物は300〓で幾分あとで相容
性となるが、溶融物から注型したフイルムは溶融
サイズとしてあまりももろく有用性でないと判断
した。
実施例 11
共重合体47.5％、水素添加獣脂47％およびドデ
カン二酸5.5％の溶融混合物は280〓で相容性とな
り、実施例８および９の溶融物に比較してゲル化
に対する抵抗性を示した。実施例８の条件下で溶
融温度が360〓になつたことを除き、最初のブル
ツクフイールド粘度1326cpsが単に24時間で
1598cps、32時間で1748cps、および56時間で
2894cpsに上つた。インストロン試験機で、この
組成の新い溶融物から注型した3.5milのフイルム
から造つた試料は引張強度測定値が954psi、切断
伸度430％であり、本発明の最良のサイズからの
他のフイルムに匹敵する価であつた。
ポリエステル／木綿のサイジングに特に適当で
あるけれども、本発明の溶融サイズは他の天然お
よび合成糸、たとえば、100％木綿、100％羊毛、
羊毛／木綿、羊毛／ポリエステルおよび他の糸の
サイジングに適当である。
本発明は本発明の精神または本性から離れるこ
となく他の態様で具体化し、または他の方法で行
つてもよい。本実施態様は説明するためであり、
本発明の範囲は特許請求の範囲によつて示し、同
等物はこの中に包含される。[Table] *Example other than the present invention Content of ethylene/acrylic acid copolymer is 40%
It can be reduced to below, but below about 35%,
These data show that the COV clearly exhibits excessive incompatibility in the mixture. On top of that,
When the copolymer content is 30%, the size abrasion resistance is insufficient. Example 6 Polyester/cotton (65/35) 25/1 warp sizing was increased to commercial scale with 400 threads on a melt applicator roll with 600 grooves, roll temperature 350-360〓, roll speed 11.5 rpm and The blocks were sized at a feed rate of about 1 inch/minute. Yarn speed is 380ypm and size coverage is average approx.
It was 13%. The size was a 50/50 mixture of ethylene/acrylic acid 80/20 copolymer with an SMFR of 300 and hydrogenated tallow in the form of 7/8 inch blocks. The yarn was sized onto each of the 10 beams and wound onto the section beams until 3200 yards of yarn were obtained. The section beam is then re-wound onto two Sulzer loom beams, each holding 3992 warp threads. The beam was attached to a double warp Sartzer loom to weave a 120 inch fine cloth fabric. The weaving performance based on the loom efficiency of the number of warps was compared with the weaving of other conventional water-based sized warp yarns woven in the same style with the same weaving area. Hot-melt sized warp threads average only 46.3% of the number of loom stops associated with the warp threads of normal warp threads, and their loom efficiency is approximately 5% lower than that of normally sized warp threads.
% was high. Example 7 Ethylene/acrylic acid 80/2 with SMFR 300
A molten mixture of 45% copolymer 0, 48% hydrogenated tallow and 7% sebacic acid was prepared in the binary size of the invention at various ratios of copolymer and tallow.
The melt was heated until it became compatible as defined above at a temperature of about 280°, which is about 70° below the commonly observed temperature. The size was preliminarily selected by applying it to yarn as in Example 1 at a coating weight of 12.5%. The sized system performed well in the abrasion tester when compared to the two-component size of the present invention. Example 8 A similar melt mixture of 50% copolymer, 46% hydrogenated tallow and 4% sebacic acid was also compatible at about 280%. The most promising property observed with this melt was its surprising resistance to gelling upon prolonged heating. The Bruckfield viscosity of the melt held at 350°C was measured (spindle No. 4, 60rpm), and the starting viscosity was
1700cps after 24 hours 2350cps then 48 hours later
It only increased to 5000cps. Example 9 Another melt mixture consisting of 47.5% copolymer, 47% hydrogenated tallow, and 5.5% sebacic acid also contained about 280
〓 indicates compatibility. In the Bruckfield viscosity test of Example 8, the starting viscosity was 1200 cps in 24 hours.
1250cps, 2500cps in 48 hours and 90 hours
Although it increased by 5300 cps, it did not gel. It was hardly expected to have such a long resistance to thermal degradation compared to tests with similar compositions with lower amounts of dibasic acid. Example 10 A melt mixture of 32% copolymer, 59% hydrogenated tallow and 9% sebacic acid becomes compatible after some time at 300 ml, but the film cast from the melt is too small as the melt size. It was judged to be fragile and not useful. Example 11 A melt mixture of 47.5% copolymer, 47% hydrogenated tallow, and 5.5% dodecanedioic acid becomes compatible at 280% and exhibits resistance to gelation compared to the melts of Examples 8 and 9. Indicated. The initial Bruckfield viscosity of 1326 cps was changed in just 24 hours, except that under the conditions of Example 8 the melt temperature was 360°.
1598cps, 1748cps in 32 hours, and 56 hours
It rose to 2894cps. Samples made from 3.5 mil films cast from fresh melts of this composition on an Instron tester had tensile strength measurements of 954 psi and elongation at break of 430%, compared to the best size of the present invention. The price was comparable to that of the film. Although particularly suitable for sizing polyester/cotton, the melt sizing of the present invention is suitable for sizing other natural and synthetic yarns, such as 100% cotton, 100% wool,
Suitable for sizing wool/cotton, wool/polyester and other yarns. The invention may be embodied in other forms or carried out in other ways without departing from its spirit or nature. This embodiment is for illustrative purposes;
The scope of the invention is indicated by the claims, and equivalents are intended to be encompassed therein.
Claims (1)
体42重量％から58重量％までと、水素添加獣脂型
トリグリセリドロウ58重量％から42重量％までと
の密接な混合物からなる織物用溶融サイズ組成物
であつて、該サイズは溶融体として織物糸に適用
され、環境条件にさらした時、急速に固定するこ
とができ、かつ、水性またはアルカリ性抽出によ
り糸から除去することができる急速固定非水性水
抽出可能な織物用溶融サイズ組成物。 ２ 共重合体の獣脂トリグリセリドロウに対する
比率が約50：50である特許請求の範囲第１項記載
の溶融サイズ組成物。 ３ ANSI／ASTM D1238―79によりコンデイ
シヨンＤで測定した時、共重合体の標準溶融流動
度値が250から550である特許請求の範囲第１項ま
たは第２項記載の溶融サイズ組成物。 ４ 実質上80/20のエチレン／アクリル酸共重合
体35重量％から58重量％までと、水素添加獣脂型
トリグリセリドロウ62重量％から42重量％まで
と、セバシン酸またはドデカン二酸９重量％まで
との密接な混合物からなる織物用溶融サイズ組成
物であつて、該サイズは溶融体として織物糸に適
用され、環境条件にさらした時、急速に固定する
ことができ、かつ、水性またはアルカリ性抽出に
より糸から除去することができる急速固定非水性
水抽出可能な織物用溶融サイズ組成物。 ５ 共重合体の量が38重量％から42重量％であ
り、獣脂トリグリセリドロウの量が56重量％から
60重量％までであり、そして、セバシン酸または
ドデカン二酸の量が２重量％から５重量％までで
ある特許請求の範囲第４項記載の溶融サイズ組成
物。 ６ 実質上80/20のエチレン／アクリル酸共重合
体35重量％から58重量％までと、水素添加獣脂型
トリグリセリドロウ62重量％から42重量％まで
と、脂肪酸アミド７重量％までとの密接な混合物
からなる織物用溶融サイズ組成物であつて、該サ
イズは溶融体として織物糸に適用され、環境条件
にさらした時、急速に固定することができ、か
つ、水性またはアルカリ性抽出により糸から除去
することができる急速固定非水性水抽出可能な織
物用溶融サイズ組成物。 ７ 共重合体の量が約38重量％から42重量％まで
であり、ロウの量が約56重量％から60重量％まで
であり、そして、アミドの量が約２重量％から５
重量％までである特許請求の範囲第６項記載の溶
融サイズ組成物。[Claims] 1. From an intimate mixture of 42% to 58% by weight of a substantially 80/20 ethylene/acrylic acid copolymer and 58% to 42% by weight of hydrogenated tallow-type triglyceride wax. a textile melt size composition, wherein the size is applied as a melt to textile yarns, can be rapidly set when exposed to environmental conditions, and can be removed from the yarns by aqueous or alkaline extraction. A rapidly fixing non-aqueous water-extractable textile melt size composition capable of fast fixing. 2. The melt size composition of claim 1, wherein the ratio of copolymer to tallow triglyceride wax is about 50:50. 3. The melt-sized composition of claim 1 or 2, wherein the copolymer has a standard melt fluidity value of 250 to 550 when measured in condition D according to ANSI/ASTM D1238-79. 4 35% to 58% by weight of substantially 80/20 ethylene/acrylic acid copolymer, 62% to 42% by weight of hydrogenated tallow-type triglyceride wax, and up to 9% by weight of sebacic acid or dodecanedioic acid. a textile melt size composition consisting of an intimate mixture with a textile yarn, the size being applied as a melt to textile yarns and capable of rapidly fixing when exposed to environmental conditions, and having aqueous or alkaline extraction A fast-fixing non-aqueous water-extractable textile melt size composition that can be removed from yarn by. 5 The amount of copolymer is 38% to 42% by weight, and the amount of tallow triglyceride wax is 56% to 42% by weight.
60% by weight and the amount of sebacic acid or dodecanedioic acid is from 2% to 5% by weight. 6 In close contact with 35% to 58% by weight of substantially 80/20 ethylene/acrylic acid copolymer, 62% to 42% by weight of hydrogenated tallow-type triglyceride wax, and up to 7% by weight of fatty acid amide. A textile melt size composition comprising a mixture, the size being applied as a melt to textile yarns, capable of rapidly setting when exposed to environmental conditions, and being removed from the yarns by aqueous or alkaline extraction. A fast-fixing non-aqueous water-extractable textile melt-sized composition that can be used. 7 The amount of copolymer is from about 38% to 42% by weight, the amount of wax is from about 56% to 60% by weight, and the amount of amide is from about 2% to 5% by weight.
A melt-sized composition according to claim 6, wherein the melt size composition is up to % by weight.
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US14733580A | 1980-05-06 | 1980-05-06 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5725480A JPS5725480A (en) | 1982-02-10 |
| JPH0114346B2 true JPH0114346B2 (en) | 1989-03-10 |
Family
ID=22521154
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6809081A Granted JPS5725480A (en) | 1980-05-06 | 1981-05-06 | Rapid set type nonaqueous extractable molten size composition for fabric , sizing yarn and method |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5725480A (en) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS60123094A (en) * | 1983-12-08 | 1985-07-01 | 日本機器鋼業株式会社 | Electronic device |
-
1981
- 1981-05-06 JP JP6809081A patent/JPS5725480A/en active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5725480A (en) | 1982-02-10 |
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