JP2018178352A - ポリエステル系合成繊維用処理剤及びポリエステル系合成繊維 - Google Patents

Abstract

【課題】紡糸工程でのトウの集束性を向上し、また延伸工程での延伸性を向上し、更に紡績工程での発生電気を十分抑制することができるポリエステル系合成繊維用処理剤及びかかるポリエステル系合成繊維用処理剤が付着したポリエステル系合成繊維を提供する。
【解決手段】ポリエステル系合成繊維用処理剤として、特定の長鎖アルキルリン酸エステル塩を２０〜８８．９９質量％、特定の短鎖アルキルリン酸エステル塩を１〜１０質量％、特定の無機リン酸塩を０．０１〜１０質量％及び非イオン界面活性剤を１０〜６５質量％（合計１００質量％）の割合で含有して成るものを用いた。
【選択図】なし

Description

本発明は、ポリエステル系合成繊維用処理剤及びかかるポリエステル系合成繊維用処理剤が付着したポリエステル系合成繊維に関する。

従来、ポリエステル系合成繊維処理剤として、有機リン酸エステルアルカリ金属塩、特定のワックス又は線状ポリオルガノシロキサン、特定の非イオン界面活性剤を含有する処理剤（特許文献１）、有機リン酸エステルアルカリ金属塩、特定のワックス、特定の線状ポリオルガノシロキサン、特定の非イオン界面活性剤を含有する処理剤（特許文献２）、アルキルリン酸エステルのアルカリ金属塩、特定の非イオン界面活性剤、リン酸金属塩を含有する処理剤（特許文献３）等が提案されている。

また、特定のアルキルリン酸エステルカリウム塩と、特定のアルキルリン酸エステルカリウム塩と、ポリオキシアルキレンアルキルエーテル、ポリオキシアルキレンアルケニルエーテル及びポリオキシアルキレン（アルキルフェニル）エーテルから選ばれる少なくとも１種とを含有して成る繊維処理剤（特許文献４）、特定のアルキルリン酸エステルカリウム塩と、アクリル樹脂とを特定の比率で含有する繊維処理剤（特許文献５）が開示されている。更に、リン酸類のアルカリ金属塩を重要成分として添加含有する合成繊維処理用油剤（特許文献６）が開示されている。

特開２００２−０２０９７１号公報 特開２００２−０３０５７１号公報 特許第５７９６９２２号公報 特開２００８−０６３７１３号公報 国際公開第２００９／０９８８４５号 特開昭５３−１０３０９９号公報

上記特許文献に例示したように種々の繊維用処理剤が提案されている。しかしながら、高性能な処理剤として、市場では、紡糸工程での優れたトウの集束性、延伸工程での優れた延伸性を兼ね備え、更に、紡績工程での発生電気の抑制が可能であるポリエステル合成繊維、並びにその処理剤が切望されている。

本発明は上記背景に鑑みてなされたものであり、紡糸工程でのトウの優れた集束性および延伸工程での優れた延伸性を兼ね備え、且つ紡績工程での発生電気の抑制が可能なポリエステル系合成繊維用処理剤、並びにかかるポリエステル系合成繊維用処理剤が付着したポリエステル系合成繊維を提供することを課題とする。

本発明者らが鋭意研究を重ねた結果、特定の３成分と非イオン界面活性剤を特定の割合で含有して成るポリエステル系合成繊維用処理剤を用いることにより本発明の課題を解決できることを見出し、本発明を完成するに至った。

すなわち本発明は、下記の長鎖アルキルリン酸エステル塩を２０〜８８．９９質量％、下記の短鎖アルキルリン酸エステル塩を１〜１０質量％、下記の無機リン酸塩を０．０１〜１０質量％及び非イオン界面活性剤を１０〜６５質量％（合計１００質量％）の割合で含有して成ることを特徴とするポリエステル系合成繊維用処理剤及びかかるポリエステル系合成繊維用処理剤が付着したポリエステル系合成繊維に係る。

長鎖アルキルリン酸エステル塩：アルキル基の炭素数が１６〜１８のアルキルリン酸エステルのアルカリ金属塩。

短鎖アルキルリン酸エステル塩：アルキル基の炭素数が４〜８のアルキルリン酸エステルのアルカリ金属塩。

無機リン酸塩：リン酸水素二金属塩及びリン酸三金属塩から選ばれる少なくとも一つ。

先ず、本発明に係るポリエステル系合成繊維用処理剤（以下、本発明の処理剤ともいう）について説明する。本発明の処理剤は、特定の３成分と非イオン界面活性剤を特定の割合で含有して成るポリエステル系合成繊維用処理剤である。

本発明の処理剤に供する長鎖アルキルリン酸エステル塩としては、ヘキサデシルリン酸エステルアルカリ金属塩、オクタデシルリン酸エステルアルカリ金属塩、イソステアリルリン酸エステルアルカリ金属塩等の、アルキル基の炭素数が１６〜１８のアルキルリン酸エステルのアルカリ金属塩が挙げられる。

本発明の処理剤に供する短鎖アルキルリン酸エステル塩としては、ノルマルブチルリン酸エステルアルカリ金属塩、ヘキシルリン酸エステルアルカリ金属塩、オクチルリン酸エステルアルカリ金属塩等のアルキル基の炭素数が４〜８のアルキルリン酸エステルのアルカリ金属塩が挙げられる。こらのなかでもノルマルブチルリン酸エステルアルカリ金属塩、ヘキシルリン酸エステルアルカリ金属塩等のアルキル基の炭素数が４〜６の短鎖アルキルリン酸エステル塩が好ましい。

本発明の処理剤に供する無機リン酸塩は、リン酸水素二金属塩及びリン酸三金属塩から選ばれる少なくとも一つであるが、なかでもリン酸水素二金属塩が好ましい。具体的にリン酸水素二金属塩としてはリン酸水素二カリウム塩、リン酸水素二ナトリウム塩等が挙げられ、リン酸三金属塩としてはリン酸三カリウム塩、リン酸三ナトリウム塩等が挙げられる。

本発明の処理剤に供する非イオン界面活性剤としては、α−ドデシル−ω−ヒドロキシポリオキシエチレン（ｎ＝１０）、α−ドデシル−ω−ヒドロキシポリオキシエチレンポリオキシプロピレン（ｎ＋ｍ＝１０）、α−ドデシルアミノ−ω−ヒドロキシポリオキシエチレン（ｎ＝１０）、α−ノニルフェニル−ω−ヒドロキシポリオキシエチレン（ｎ＝１０）、α−ドデシルアミノ−ω−ヒドロキシポリオキシエチレン（ｎ＝１０）等が挙げられる。ここでｎはオキシエチレン単位の数を意味し、ｎ＋ｍはオキシエチレン単位の数とオキシプロピレン単位の数の合計数を意味し、以降同様とする。

本発明の処理剤は、前記の長鎖アルキルリン酸エステル塩を２０〜８８．９９質量％、短鎖アルキルリン酸エステル塩を１〜１０質量％、無機リン酸塩を０．０１〜１０質量％及び非イオン界面活性剤を１０〜６５質量％（合計１００質量％）の割合で含有して成るものである。無機リン酸塩の含有割合は、より好ましくは０．１〜５．０質量％であり、更に好ましくは０．３〜３．０質量％である。

本発明の処理剤は、更に下記のワックス及び下記の線状ポリオルガノシロキサンから選ばれるものを本発明の処理剤全体の１２質量％未満の割合で含有することができる。

ワックス：炭素数１６〜２２の脂肪族１価アルコールと炭素数６〜２２の脂肪族モノカルボン酸とから得られるエステル化合物及びパラフィンワックスから選ばれる少なくとも一つであって、融点が５０〜１２０℃のもの。

線状ポリオルガノシロキサン：３０℃の動粘度が１×１０^−３〜１００×１０^−３ｍ^２／ｓのもの。

具体的にワックスとしては、セチルアルコール、ステアリルアルコール、アラキジルアルコール、ベヘニルアルコール等の炭素数１６〜２２の脂肪族１価アルコールと、カプロン酸、カプリル酸、カプリン酸、ラウリン酸、ミリスチン酸、パルミチン酸、ステアリン酸、アラキジン酸、ベヘン酸等の炭素数６〜２２の脂肪族モノカルボン酸とから得られるエステル化合物や、融点が６５℃のパラフィンワックス等が挙げられる。また線状ポリオルガノシロキサンとしては、３０℃の動粘度が１０×１０^−３ｍ^２／ｓのポリジメチルシロキサン、３０℃の動粘度が５０×１０^−３ｍ^２／ｓのポリジメチルシロキサン等が挙げられる。

本発明の処理剤は、１質量％水溶液の表面張力が４５ｍＮ／ｍ未満のものが好ましい。表面張力は、イオン交換水を用いて調製した本発明の処理剤の１質量％水溶液を垂直板法表面張力測定装置に供して求めることができる。

最後に、本発明に係るポリエステル系合成繊維（以下、本発明の合成繊維ともいう）について説明する。本発明の合成繊維は、本発明の処理剤が付着しているポリエステル系合成繊維である。

ポリエステル系合成繊維としては、ポリエチレンテレフタレート繊維、ポリトリメチレンテレフタレート繊維等が挙げられるが、なかでもポリエチレンテレフタレート繊維が好ましい。本発明の処理剤を繊維に付着させる割合に特に制限はないが、本発明の処理剤を繊維に対し０．０１〜０．５質量％の割合となるよう付着させることが好ましい。また本発明の処理剤を付着させる工程は、紡糸工程、延伸工程、捲縮工程等のいずれでもよいが、紡糸工程又は捲縮工程の前或いは後に付着させるのが好ましい。付着方法は、浸漬給油法、スプレー給油法、ローラー給油法、計量ポンプを用いたガイド給油法等のいずれでもよいが、浸漬給油法、スプレー給油法又はローラー給油法が好ましい。

本発明によれば、紡糸工程でのトウの優れた集束性、および延伸工程での優れた延伸性を兼ね備え、且つ紡績工程での発生電気の抑制が可能なポリエステル系合成繊維用処理剤及びポリエステル系合成繊維を提供できるという優れた効果を奏する。

本発明の処理剤の評価に用いた試験装置を一部縦断面で略示する全体図。

以下、本発明の構成及び効果をより具体的にするため、実施例等を挙げるが、本発明はこれらの実施例に限定されるというものではない。尚、以下の実施例及び比較例において、部は質量部を、また％は質量％を意味する。

試験区分１（ポリエステル系合成繊維用処理剤の調製と表面張力の測定）
・実施例１
オクタデシルリン酸エステルカリウム塩（Ａ−１）６９．０部、ブチルリン酸エステルカリウム塩（Ａ−４）５．０部、リン酸水素二カリウム塩（Ｂ−１）１．０部及びα−ドデシル−ω−ヒドロキシポリオキシエチレン（ｎ＝１０）／α−ドデシル−ω−ヒドロキシポリオキシエチレンポリオキシプロピレン（ｎ＋ｍ＝１０）／α−ドデシルアミノ−ω−ヒドロキシポリオキシエチレン（ｎ＝１０）＝２５／２５／５０（質量比）の混合物（Ｃ−１）２５．０部を、８０℃に加熱した所定量の半量のイオン交換水に撹拌下で加えて完全に溶解させた。溶解後、残りの半量のイオン交換水を一気に加えて均一になるまで撹拌し、合成繊維用処理剤の１％水性液を２００ｇ調製した。この水溶液のｐＨを測定したところ、９．０であった。調製した合成繊維用処理剤の１％水性液を垂直板法表面張力測定装置（協和界面科学社製の商品名ＫＹＯＷＡ ＣＢＶＰ ＳＵＲＦＡＣＥ ＴＥＮＳＩＯＮＭＥＴＥＲ）に供して、２０℃における表面張力を測定するという操作を５回行い、かくして求めた５回の測定値の平均値（ｍＮ／ｍ）を算出したところ、３９．７ｍＮ／ｍであった。

・実施例２〜１５、参考例１及び比較例１〜１３
実施例１と同様にして、表１に記載の内容で、実施例２〜１５、参考例１及び比較例１〜１３の合成繊維用処理剤の１％水溶液を各２００ｇ調製し、表面張力を測定して、平均値を算出した。実施例１も含め、各例の内容及び表面張力の平均値を表１にまとめて示した。尚、実施例２の水溶液のｐＨは８．４であり、また比較例９の水溶液のｐＨは１０．５であった。

表１において、
Ａ−１：オクタデシルリン酸エステルカリウム塩
Ａ−２：セチルリン酸エステルカリウム塩
Ａ−３：ラウリルリン酸エステルカリウム塩
Ａ−４：ブチルリン酸エステルカリウム塩
Ａ−５：ヘキシルリン酸エステルカリウム塩
Ａ−６：ポリオキシエチレン（ｎ＝７）セチルリン酸エステルカリウム塩
Ｂ−１：リン酸水素二カリウム塩
Ｂ−２：リン酸三カリウム塩
Ｂ−３：リン酸水素二ナトリウム塩
Ｃ−１：α−ドデシル−ω−ヒドロキシポリオキシエチレン（ｎ＝１０）／α−ドデシル−ω−ヒドロキシポリオキシエチレンポリオキシプロピレン（ｎ＋ｍ＝１０）／α−ドデシルアミノ−ω−ヒドロキシポリオキシエチレン（ｎ＝１０）＝２５／２５／５０（質量比）の混合物
Ｃ−２：α−ノニルフェニル−ω−ヒドロキシポリオキシエチレン（ｎ＝１０）／α−ドデシルアミノ−ω−ヒドロキシポリオキシエチレン（ｎ＝１０）＝７０／３０（質量比）の混合物
Ｃ−３：ポリオキシエチレン（ｎ＝７）ラウリルエーテル
Ｃ−４：ポリオキシエチレン（ｎ＝１０）ラウリルエーテル／ポリオキシエチレン（ｎ＝２５）ラウリルエーテル／ポリオキシエチレン（ｎ＝５）オレイルエーテル／ポリエチレングリコール（分子量１１００）モノラウレート＝５５／１０／２０／１５
Ｃ−5：ポリエチレングリコール（平均分子量４００）モノラウレート
Ｄ−１：融点が６０℃のパラフィンワックス
Ｄ−２：融点が６１℃のステアリン酸ステアリル
Ｅ−１：３０℃の粘度が１０×１０^−３ｍ^２／ｓの線状ポリジメチルシロキサン

試験区分２（ポリエステル系合成繊維用処理剤の評価）
試験区分１で調製した各例のポリエステル系合成繊維用処理剤について、次のようにトウ集束性、延伸性及び発生電気を評価し、結果を表２にまとめて示した。

・トウ集束性の評価
トウ集束性は、ポリエステル系合成繊維用処理剤の動的表面張力を代用して次のように評価した。試験区分１で調製した各例のポリエステル系合成繊維用処理剤の１％水溶液を２０℃で一晩静置した後、動的表面張力測定装置（Ｃｈｅｍ−Ｄｙｎｅ Ｒｅｓｅｒｃｈ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ社製の商品名ＱＣ６０００）を用いて、２５℃で６５％ＲＨの雰囲気下に動的表面張力を５Ｂｕｂｂｌｅ／秒の条件で測定し、トウ集束性を以下の基準で評価した。

トウ集束性の評価基準
◎：動的表面張力が４０ｍＮ／ｍ未満
○：動的表面張力が４０ｍＮ／ｍ以上４５ｍＮ／ｍ未満
×：動的表面張力が４５ｍＮ／ｍ以上

・延伸性の評価
図１に略示した試験装置を用いて、次のように延伸性を評価した。図１において、１は容器、２はポリエステル系合成繊維用処理剤の１％水溶液、３は円筒状の金属製摩擦体、３及び５はフリーローラー、６はポリエステルフィラメントである、各例のポリエステル系合成繊維用処理剤の１％水溶液について、図１の状態で、ポリエステルフィラメント６を図１中の矢印方向へ５０ｍ／分の速度で引っ張り、このときのフリーローラー４の上流部及びフリーローラー５の下流部における張力Ｔ１及びＴ２を２０℃の雰囲気下で測定して、Ｔ２／Ｔ１の比から、延伸性を以下の基準で評価した。

延伸性の評価基準
◎：Ｔ２／Ｔ１＝６．００未満
○：Ｔ２／Ｔ１＝６．００以上６．３０未満
×：Ｔ２／Ｔ１＝６．３０以上

・発生電気の評価
試験区分１で調製した各例のポリエステル系合成繊維用処理剤の１％水性液を更にイオン交換水で希釈し、ポリエステル系合成繊維用処理剤の０．５％水性液を調製した。調製したポリエステル系合成繊維用処理剤の０．５％水性液を製綿工程で得られた繊度１．３×１０^−４ｇ／ｍ（１．２デニール）で繊維長３８ｍｍのセミダルのポリエステルステープル繊維に、ポリエステル系合成繊維用処理剤としての付着量が０．１５％となるようにスプレー給油法で付着させ、８０℃の熱風乾燥機で２時間乾燥した後、２５℃×４０％ＲＨの雰囲気下に一夜調湿して、ポリエステル系合成繊維用処理剤を付着させた処理済みポリエステルステープル繊維を得た。このようにして得られた処理済みポリエステルステープル繊維１０ｋｇを用い、２５℃×４０％ＲＨの雰囲気下でフラットカード（豊和工業社製）に供し、紡出速度＝１４０ｍ／分の条件で通過させた。紡出されたカードウェブの発生電気を測定し、制電性を以下の基準で評価した。

発生電気の評価基準
◎：発生電気量が０．１ｋＶ未満
○：発生電気量が０．１ｋＶ以上０．３ｋＶ未満
×：発生電気量が０．３ｋＶ以上０．６ｋＶ未満
××：発生電気量が０．６ｋＶ以上

表１に対応する表２の結果からも明らかなように、本発明によれば、紡糸工程でのトウの優れた集束性、および延伸工程での優れた延伸性を兼ね備え、更に紡績工程での発生電気を十分抑制できるという優れた効果がある。

１ 容器
２ ポリエステル系合成繊維用処理剤の１％水溶液
３ 円筒状の金属製摩擦体
４，５ フリーローラー
６ ポリエステルフィラメント

Claims (6)

1. 下記の長鎖アルキルリン酸エステル塩を２０〜８８．９９質量％、下記の短鎖アルキルリン酸エステル塩を１〜１０質量％、下記の無機リン酸塩を０．０１〜１０質量％及び非イオン界面活性剤を１０〜６５質量％（合計１００質量％）の割合で含有して成ることを特徴とするポリエステル系合成繊維用処理剤。
   長鎖アルキルリン酸エステル塩：アルキル基の炭素数が１６〜１８のアルキルリン酸エステルのアルカリ金属塩。
   短鎖アルキルリン酸エステル塩：アルキル基の炭素数が４〜８のアルキルリン酸エステルのアルカリ金属塩。
   無機リン酸塩：リン酸水素二金属塩及びリン酸三金属塩から選ばれる少なくとも一つ。
2. 更に下記のワックス及び下記の線状ポリオルガノシロキサンから選ばれるものを全体の１２質量％未満の割合で含有する請求項１記載のポリエステル系合成繊維用処理剤。
   ワックス：炭素数１６〜２２の脂肪族１価アルコールと炭素数６〜２２の脂肪族モノカルボン酸とから得られるエステル化合物及びパラフィンワックスから選ばれる少なくとも一つであって、融点が５０〜１２０℃のもの。
   線状ポリオルガノシロキサン：３０℃の動粘度が１×１０^−３〜１００×１０^−３ｍ^２／ｓのもの。
3. 前記無機リン酸塩の含有割合が０．１〜５．０質量％である請求項１又は２記載のポリエステル系合成繊維用処理剤。
4. 前記無機リン酸塩の含有割合が０．３〜３．０質量％である請求項１〜３のいずれか一つの項記載のポリエステル系合成繊維用処理剤。
5. １質量％水溶液の２０℃の表面張力が４５ｍＮ／ｍ未満のものである請求項１〜４のいずれか一つの項記載のポリエステル系合成繊維用処理剤。
6. 請求項１〜５のいずれか一つの項記載のポリエステル系合成繊維用処理剤が付着していることを特徴とするポリエステル系合成繊維。

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