JP2003020571A - 繊維処理剤 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 摩擦仮撚加工に適した繊維を高速度で紡糸し
ても、毛羽や断糸の発生による綾落ち、捲き崩れがなく
安定して紡糸することができる繊維処理剤を提供する。 【解決手段】 ポリアミン化合物中のアミノ基にアルキ
レンオキサイドが付加されたポリアミンポリアルコキシ
レート化合物を含有してなる繊維用処理剤に関する。

Description

【発明の詳細な説明】 【０００１】 【発明の属する技術分野】本発明は、繊維用処理剤に関
するものであり、詳しくは摩擦仮撚加工に適した繊維を
高速度で紡糸するに際して、毛羽や断糸、染色斑の発生
による綾落ち、捲き崩れがなく安定して紡糸することが
でき、さらに、タールやスカムを発生することがなく、
安定して摩擦仮撚加工をすることができる繊維処理剤の
関するものである。 【０００２】 【従来の技術】従来より、繊維、特にポリアミド、ポリ
エステル系の合成繊維は、生産性を上げて紡糸コストを
低減させる検討が進められてきており、仮撚加工時にお
いても高速度で摩擦仮撚加工することにより生産性を向
上させ、安定して供給することによりコストを低減し、
糸品質の良い仮撚加工糸を得る検討がなされてきた。糸
品質の良い仮撚加工糸を得ることができる繊維処理剤と
しては、ポリエーテル系化合物（特開昭４９−３１９９
６、特開昭５０−１５５７９６、特開平４−３４０８
８、特開平８−３２５９４９）、ポリエーテル化合物に
ポリエーテル変性シリコン、ポリエーテル変性シロキサ
ン、またはフッ素化合物を併用したもの（特開昭６０−
１８１３６８、特開昭６３−５７５４８、特開平６−２
１３８０）等があるが、上記のような従来の繊維処理剤
では、高速度で行なわれる仮撚加工において、走行糸条
に異常な張力変動が生じ、その結果、綾落ちや巻き崩れ
による糸品質の劣化を招くとともに、ヒーター温度が４
００℃以上となるため繊維処理剤が分解し、その結果ヒ
ーター内のガイド、ローラーにタールやスカムが固着
し、毛羽や糸切れが生じてしまう問題がある。 【０００３】 【発明が解決しようとする課題】本発明は、従来技術の
上記問題点を解決するためになされたものであり、本発
明の目的は、摩擦仮撚加工に適した繊維を高速度で紡糸
しても、毛羽や断糸の発生による綾落ち、捲き崩れがな
く安定して紡糸することができ、さらに、ヒーター内の
ガイド、ローラーにタールやスカムを発生することがな
く、安定して摩擦仮撚加工を行なうことができる繊維処
理剤を提供することにある。 【０００４】 【課題を解決するための手段】すなわち本発明の繊維処
理剤は、ポリアミン化合物中のアミノ基に、アルキレン
オキサイドが付加されたポリアミンポリアルコキシレー
ト化合物を含有することを特徴とするものである。 【０００５】前記ポリアミンポリアルコキシレート化合
物は、例えば、下記一般式（１）： 【０００６】 【化１】 【０００７】（式中、Ｒ^１は、アルキレン基を表わし、
X、Yは0以上の整数であり、XとYの和は１以上であ
る。）で表わされるポリアルキレンイミン中のアミノ基
に、アルキレンオキサイドを付加することにより得られ
る。 【０００８】本発明の繊維処理剤中のポリアミンポリア
ルコキシレート化合物の含有量は、特に制限ないが、好
ましくは10〜50重量％の範囲、より好ましくは15〜35重
量％の範囲である。また、上記繊維処理剤を繊維中に、
好ましくは0.1〜5.0重量％、より好ましくは0.1〜3.0重
量％で付着することが好適である。 【０００９】 【発明の実施の形態】本発明の繊維処理剤は、ポリアミ
ン化合物中のアミノ基に、アルキレンオキサイドが付加
されてなるポリアミンポリアルコキシレー化合物を必須
成分として含むものである。本発明に用いられるポリア
ミンポリアルコキシレート化合物は、ポリアミン化合物
中のアミノ基に、アルキレンオキサイドを特定のモル数
で付加することにより得られる。得られたポリアミンポ
リアルコキシレート化合物中の（ポリ）オキシアルキレ
ン基の重量％は、２０〜９８重量％の範囲で含有するの
が好ましく、３０〜９５重量％の範囲で含有するのがよ
り好ましい。 【００１０】また、本発明における繊維処理剤として用
いる場合、作業環境、取り扱い安全性等の面から軽沸点
不純物の含有量が低減されたポリアミンポリアルコキシ
レート化合物が好ましい。前記のポリアミンポリアルコ
キシレート化合物中の２，３−ブタンジオン、アセトニ
トリル、ジオキサン、アセトアルデヒド、アセトン等の
軽質不純物の含有量の合計が１０ｐｐｍ以下がより好ま
しく、５ｐｐｍ以下であることが特に好ましい。ポリア
ミンアルコキシレート化合物の原料に用いるポリアミン
としては、特に限定されないが、アルキレンオキサイド
との反応性を有するアミノ基を含有する重合物である。
例えば、Ｎ−ビニルホルムアミド、Ｎ−ビニルアセトア
ミドなどのアルケニルカルボン酸アミド類；アリルアミ
ン、アクリルアミド、メタアクリルアミドなどの重合体
もしくは共重合体；エチレンイミン、２―メチルエチレ
ンイミンなどのアルキレンイミンの開環重合体（ポリア
ルキレンイミン）が挙げられ、ポリマーを成形後、官能
基をアミン変成したのも良い。例えば、ポリビニルアミ
ン、ビニルホルムアルデヒド等が挙げられる。 【００１１】この中でも好ましいのは、ポリアルキレン
イミンであり、例えば、前記一般式（１）で表される化
合物が挙げられる。前記ポリアルキレンイミンとして
は、特に制限はないが、例えば活性水素を持つ化合物ま
たはハロゲン化物に、アルキレンイミンを付加して得ら
れるものである。前記活性水素を持つ化合物としては、
水、アルコール、アミン、酸等が挙げられ、具体的に
は、アンモニア、エタノールアミン、エチレンジアミ
ン、ジエチレントリアミン、トリエチレンテトラミン等
が挙げられる。前記ハロゲン化物としては、エチレンジ
クロライド等が挙げられる。前記アルキレンイミンとし
ては炭素原子数２〜４のアルキレンイミンが好ましく、
炭素原子数２のエチレンイミンがより好ましい。 【００１２】前記ポリアルキレンイミンとしては、直鎖
状のもの、あるいは枝分かれ状のものどちらであっても
良いが、例として日本触媒社製ポリエチレンイミン「エ
ポミンSP−018」（代表的な分岐度として、１級アミン
３５％、２級アミン３５％、３級アミン３０％）、ＢＡ
ＳＦ社製ポリエチレンイミン「ＬｕｐａｓｏｌＧ３５」
（代表的な分岐度として、１級アミン３８％、２級アミ
ン３６％、３級アミン２６％）等が挙げられる。前記ポ
リアルキレンイミンの平均重量分子量は、通常１００〜
１５０万の範囲が好ましいが、繊維処理剤としての効
果、作業性等を考慮すると、好ましくは３００〜１０万
の範囲、より好ましくは３００〜５万の範囲である。前
記ポリアミンポリアルコキシレート化合物は、例えば、
一般式（１）で表わされるポリアルキレンイミン中のア
ミノ基に、アルキレンオキサイドを特定の付加モル数で
付加して得られる。 【００１３】用いられるアルキレンオキサイドは、特に
限定されないが、炭素原子数２〜４のエチレンオキサイ
ド、プロピレンオキサイド、ブチレンオキサイドが好適
であり、特にエチレンオキサイドを用いるのが好まし
い。これらを単独または、併用で用いても良く、ブロッ
クまたは、ランダムを交互に組み合わせても良い。 【００１４】アルキレンオキサイドのポリアミンへの好
適な付加量としては、好ましくは、２０〜９８重量％，
さらに好ましくは３０〜９５重量％である。ポリアミン
のアルコキシレート化（アルキレンオキサイドのポリア
ミンへの付加）の反応条件は、特に制限されず、例えば
ポリアミンとアルキレンオキサイドをそのまま、あるい
は必要に応じて溶剤により希釈して、好ましくは０〜２
００℃、より好ましくは１２０〜１８０℃の温度条件下
で反応して合成できる。この際、触媒として、ＫＯＨ、
ＮａＯＨのようなアルカリ触媒を使用してもよい。好ま
しくは、ポリエチレンイミンのアミノ基に対して０．８
〜１．１モル以下、より好ましくは０．９〜１．０モル
以下での付加反応は無触媒で行ない、それ以上の付加反
応では、アルカリ触媒を用いて反応させるのが好まし
い。 【００１５】反応後は、水を加えて １２０〜２００
℃、より好ましくは１４０〜１８０℃の温度条件下で脱
気を行ない、ポリアミンポリアルコキシレート化合物中
に含まれる２，３−ブタジオン等の軽質不純物の除去を
行なうことが好ましい。上記のポリエチレンイミンのア
ミノ基に付加したアルキレンオキサイドの他に、アミド
系単量体、３級アミノ単量体、カルボン酸系単量体、ア
ルキル化剤、アルキレンカーボネート等の変性剤を単独
または、それらのうちの複数を用いて任意に付加するこ
とも可能である。アミド系単量体としては、アクリルア
ミド、メタクリルアミド等、３級アミノ系単量体として
は、ジメチルアミノエチルアクリレート及びジメチルア
ミノメチルアクリレート等、カルボン酸系単量体として
は、アクリル酸、メタクリル酸もしくはこれらのナトリ
ウムもしくはカリウムなどのアルカリ金属塩またはアン
モニウム塩などの中和塩等、アルキル化剤としては、炭
素原子数３〜３０のアルキルハロゲン化物、アルキレン
カーボネートとしては、エチレンカーボネート、プロピ
レンカーボネート等が挙げられる。 【００１６】本発明の繊維処理剤中のポリアミンポリア
ルコキシレート化合物の含有量は、特に制限ないが、好
ましくは10〜50重量％の範囲、より好ましくは15〜35重
量％の範囲である。本発明の繊維処理剤としては、上記
のポリアミンポリアルコキシレート化合物の他に、潤滑
剤、制電剤、抗酸化剤を実質上支障のない範囲において
含有することができる。潤滑剤としては、ポリエーテル
化合物、脂肪族エステル化合物、芳香族エステル化合
物、（ポリ）エーテルエステル化合物、鉱物油等が挙げ
られる。 【００１７】ポリエーテル化合物としては、分子中にポ
リオキシアルキレン基を有するポリエーテルモノオー
ル、ポリエーテルジオール、ポリエーテルトリオール等
が挙げられ、特に炭素数1〜18の1〜3価のヒドロキシ化
合物に炭素数2〜4のアルキレンオキサイドをブロックま
たは、ランダムに付加したポリエーテル化合物が好適で
ある。 【００１８】脂肪族エステル化合物としては、ブチルス
テアレート、オクチルステアレート、オレイルラウリレ
ート、オレイルオレート、イソペンタコサニルイソステ
アレート等の脂肪族1価アルコールと脂肪族モノカルボ
ン酸とのエステル、1,6−ヘキサンジオールジデカノエ
ート、トリメチロールプロパンモノオレートモノラウレ
ート等の脂肪族多価アルコールと脂肪族モノカルボン酸
とのエステル、ジラウリルアジペート、ジオレイルアゼ
レート等の脂肪族1価アルコールと脂肪族多価アルコー
ルとのエステル等が挙げられる。特に脂肪酸1価アルコ
ールと脂肪族モノカルボン酸とのエステル、脂肪族多価
アルコールと脂肪族モノカルボン酸とのエステルが好適
である。 【００１９】芳香族エステル化合物としては、ベンジル
ステアレート、ベンジルラウレート等の芳香族アルコー
ルと脂肪族モノカルボン酸とのエステル、ジイソステア
リルイソフタレート、トリオクチルトリメリテート等の
脂肪族1価アルコールと芳香族カルボン酸とのエステル
が挙げられる。特に脂肪族1価アルコールと芳香族カル
ボン酸とのエステルが好適である。 【００２０】（ポリ）エーテルエステル化合物として
は、上記記載に脂肪族エステルまたは、芳香族エステル
化合物に（ポリ）エーテル部を導入した構造を有するも
のである。（ポリ）エーテルエステル化合物としては、
炭素数4〜26の1〜3価の脂肪酸アルコールに炭素数2〜4
のアルキレンオキサイドを付加した（ポリ）エーテル化
合物と炭素数4〜26の脂肪族カルボン酸とのエステル、
炭素数4〜26の脂肪族アルコールに炭素数2〜4のアルキ
レンオキサイドをした（ポリ）エーテル化合物と芳香族
カルボン酸とのエステルが挙げられる。 【００２１】鉱物油としては、特に制限はないが、30℃
における粘度が1×10⁻⁶〜1×10⁻²ｍ²／ｓであってパ
ラフィン成分比率が重量60％以上のものが挙げられる。
特に流動パラフィンが好適である。上記の潤滑剤のなか
でも特にポリエーテル化合物及び、（ポリ）エーテルエ
ステル化合物が好適であり、繊維処理剤中の潤滑剤の含
有量は、特には制限がないが、好ましくは50〜90重量％
の範囲、より好ましくは65〜85重量％の範囲である。 【００２２】抗酸化剤としては、トリエチレングリコー
ルービス[3−（3−ｔ−ブチル−5−メチル−4−ヒドロ
キシフェニル）プロピオネート、2,4−ビス−（ｎ−オ
クチルチオ）−6−（4−ヒドロキシ−3,5−ジ−ｔ−ブ
チル−4−ヒドロキシフェニル）プロピオネート、2,2−
チオ−ジエチレンビス[3−（3−ｔ−ブチル−5−メチル
−4−ヒドロキシフェニル）プロピオネート、オクタデ
シル−3−（3,5−ジ−ｔ−ブチル−4−ヒドロキシフェ
ニル）プロピオネート、3,5−ジ−ｔ−ブチル−4−ヒド
ロキシベンジルフォスホネート−ジエチルエステル、1,
3,5−トリス（4−ｔ−ブチル−3−ヒドロキシ−2,6−ジ
メチル）イソシアヌレート等が挙げられる。特に1,3,5
−トリス（4−ｔ−ブチル−3−ヒドロキシ−2,6−ジメ
チル）イソシアヌレートが好適であり、繊維処理剤中の
含有量は、好ましくは0.1〜5.0重量％の範囲、より好ま
しくは0.1〜3.0重量％の範囲で含有するのが好適であ
る。 【００２３】制電剤としては、脂肪族2塩基酸塩及び、
脂肪酸リン酸エステル塩等が挙げられる。脂肪族2塩基
酸塩としては、炭素数8〜22のアルキル基または、アル
ケニル基を有するものが好適であり、特に炭素数12〜18
のアルケニル基を有する脂肪酸2塩基酸アルカリ金属塩
または、脂肪酸2塩基酸有機アミン塩が好適である。脂
肪酸リン酸エステル塩としては、炭素数8〜22のアルキ
ル基または、アルケニル基を有するものが好適であり、
特に炭素数12〜18のアルケニル基を有する脂肪酸リン酸
エステルアルカリ金属塩または、脂肪酸リン酸エステル
有機アミン塩が好適である。繊維処理剤中の制電剤の含
有量は、好ましくは0.1〜3.0重量％の範囲、より好まし
くは0.1〜1.0重量％の範囲で含有するのが好適である。
本発明の繊維処理剤を適用する繊維としては、特に制限
はないが、合成繊維が好ましく、合成繊維としては、ポ
リエステル系繊維、ポリアミド系繊維、ポリアクリル系
繊維、ポリオレフィン系繊維、ポリウレタン系繊維等が
挙げられ、特にポリエステル系繊維およびポリアミド系
繊維に好適である。 【００２４】上記の繊維中に本発明の繊維処理剤を、好
ましくは0.1〜5.0重量％、より好ましくは0.1〜3.0重量
％の範囲で付着することが好適である。付着量が0.1未
満の場合には、繊維の集束性及び、潤滑性が不十分とな
り紡糸時の巻き取り性、摩擦仮撚加工時の加工性及び、
糸品質の低下を引き起こす。また、5.0重量％を超える
場合には、摩擦仮撚加工時にコールやスカムが生じてし
まい、安定した糸品質を維持できなくなる。本発明の繊
維処理剤を繊維に付着させる際の形態としては、ニー
ト、有機溶剤、水性液等の公知の形態すべてに適用で
き、上記の繊維処理剤を繊維に付着する方法としては、
ローラー給油法、ガイド給油法、浸漬給油法、スプレー
給油法等の公知の給油法すべてに適用できる。 【００２５】 【実施例】以下に本発明の実施例を挙げて説明するが、
本発明はこれらの例に限定されるのものではない。 【００２６】化合物（A）の合成例 平均分子量１８００のポリエチレンイミン（（株）日本
触媒社製、商品名「ＳＰ−０１８」）３４４．６ｇを、
１．２Ｌオートクレーブに仕込み、１５０℃へ昇温し
た。その後エチレンオキサイド１７６．２ｇをフィード
して、ポリエチレンイミンにエチレンオキサイドを付加
した。次いで、８０℃まで冷却し、酢酸を加えてｐＨ７
に調整した後、純水をポリエチレンイミンポリエトキシ
レート化合物全量に対して１０重量％添加した後、２０
ｍｌ/ｍｉｎの流量で窒素バブリングしながら０．００
５ＭＰａへ減圧し、５時間脱気し、軽質不純物を除去す
ることで目的の化合物（Ａ）を得た。 【００２７】化合物（Ｂ）の合成例 平均分子量１８００のポリエチレンイミン（（株）日本
触媒社製、商品名「ＳＰ−０１８」）１７２．３ｇを、
１．２Ｌオートクレーブに仕込み、１５０℃へ昇温し
た。その後エチレンオキサイドを１６７．４ｇをフィー
ドして、ポリエチレンイミンにエチレンオキサイドを付
加した。 【００２８】次いで、８０℃へ冷却し、４９％ＫＯＨ水
溶液を２．５ｇ仕込み、１６５℃へ昇温後、２０ｍｌ／
分の流量で窒素バブリングしながら０．０５ＭＰａへ減
圧し、脱水した後、エチレンオキサイドを３６１．０ｇ
フィードして、ポリエチレンイミンにエチレンオキサイ
ドを付加した。この後、８０℃まで冷却し、酢酸を加え
てｐＨ７へ調整した後、純水をポリエチレンイミンポリ
エトキシレート全量に対して１０％添加し、２０ｍｌ/
分の流量で窒素バブリングしながら０．００５ＭＰａへ
減圧し、５時間脱気を行い、軽質不純物を除去すること
で目的の化合物（Ｂ）を得た。 【００２９】化合物（Ｃ）の合成例 平均分子量６００のポリエチレンイミン（（株）日本触
媒社製、商品名「ＳＰ−００６」）１８０．０ｇを、
１．２Ｌオートクレーブに仕込み、１５０℃へ昇温し
た。その後エチレンオキサイドを１７４．８ｇをフィー
ドして、ポリエチレンイミンにエチレンオキサイドを付
加した。次いで、８０℃へ冷却し、４９％ＫＯＨ水溶液
を２８．８ｇ仕込み、１６５℃へ昇温後、２０ｍｌ／分
の流量で窒素バブリングしながら０．０５ＭＰａへ減圧
し、脱水した後、エチレンオキサイドを４６９．４ｇフ
ィードして、ポリエチレンイミンにエチレンオキサイド
を付加した。８０℃まで降温後、オートクレーブ内溶液
を抜き出し、抜き出し後の残液量を１７３．０ｇとして
後、エチレンオキサイドを６３０．０ｇフィードして、
ポリエチレンイミンにエチレンオキサイドを付加した。
この後、８０℃まで冷却し、酢酸を加えてｐＨ７へ調整
した後、純水をポリエチレンイミンポリエトキシレート
全量に対して１０％添加し、２０ｍｌ/分の流量で窒素
バブリングしながら０．００５ＭＰａへ減圧し、５時間
脱気を行い、軽質不純物を除去することで目的の化合物
（Ｃ）を得た。 【００３０】化合物（Ｄ）の合成例 前記化合物（Ａ）の合成例における化合物（Ａ）中のエ
チレンオキサイド付加反応後、脱気工程を省略して目的
の化合物（D）を得た。 【００３１】化合物（Ａ）〜（Ｄ）の各々の軽質不純物
をガスクロマトグラフィー（ＧＣ）で分析した結果を表
1に記載した。なお、各軽質不純物の測定数値はppmで示
した。 【００３２】 【表１】 【００３３】（実施例）化合物（Ａ）〜（Ｄ）の各化合
物、潤滑剤の成分を配合した繊維処理剤の配合量を表２
に記載した。潤滑剤としては、オクタノールにエチレン
オキサイド（以下ＥＯ）を付加したポリエーテルモノオ
ール化合物（平均分子量 400）／ラウリルアルコール
にＥＯ／ＰＯランダム付加したポリエーテルモノオール
（平均分子量 1400）／グリセンリンにＥＯを付加した
ポリエーテルトリオール化合物（平均分子量 5000）＝
３５／４５／２０を使用した。なお実施例及び、比較例
中に記載の数値は、重量％を示す。 【００３４】 【表２】 【００３５】（繊維処理剤の付着及び仮撚加工例）固有
粘度が０．６４、艶消し剤として酸化チタンを０．２％
含有させたポリエチレンテレフタレートチップを常法に
より乾燥した後、直径0.4ｍｍ、ランド長0.8ｍｍの吐出
孔36個有する口金から、温度295℃にて融解吐出し、冷
却固化させた後に表2記載の各繊維処理剤を計量ポンプ
を用いてガイド給油法にて繊維に対して2.0重量％で付
着させた。なお、表2記載の各繊維処理剤は各々、希釈
水と混合し、10％水溶液として使用した。その後、紡速
4500ｍ／分で巻き取り、120de／36filの部分配向糸を7k
g巻きのチーズを巻き取った。得られた繊維をポリウレ
タンディスクによる3軸外接フリクション方式、輻射熱
式高温ヒーター（上段500℃、下段450℃）加工速度1100
ｍ／分で延伸仮撚加工を行なった。表２で記載した実施
例 1〜4、比較例1〜5の各繊維処理剤を用いて得られた
試料について、それぞれ下記記載の繊維耐擦過切断試
験、紡糸巻き取り試験、毛羽試験、スカム発生確認試験
を行ない、その結果を表３に記載した。 （繊維耐擦過切断試験）試料糸を残留伸度が30％になる
ように延伸し、繊工式摩擦抱合試験機を用いて糸が切断
するまでの回数を測定した。評価温度は25℃、荷重は延
伸糸の繊度を基準として、0.７ｇ／de、ストローク50m
m、速度60ストローク／分、ターン3回、交わり角30℃の
条件で行なった。 （紡糸巻き取り試験）巻き取った30本のチーズの巻き姿
を目視で確認し、次の5段階で評価を行なった。 綾外れ無し 綾外れ50％以下 単糸の数本が外れている ×綾が崩れて断糸となっている （毛羽試験）仮撚加工後の紡糸50ｍあたりの毛羽数を目
視にて測定し、1ｍあたりの毛羽数を求めた。 （スカム発生数）上記の仮撚加工を1週間行ないヒータ
ー内のガイド、ローラーにスカムが固着していないか目
視で確認し次の5段階で評価を行なった。 ○スカム発生なし △少量のスカム固着 ×大量のスカムが固着している 【００３６】 【表３】 【００３７】 【発明の効果】表３記載の結果から明らかなように、本
発明の繊維処理剤が高速度の延伸と同時に仮撚加工する
場合においても、綾落ちや巻き崩れ及び、張力変動がな
く、安定して生産性の良く紡糸することができ、また、
摩擦仮撚加工においても毛羽や糸切れの発生がなく安定
で優れた糸品質を得ることができる。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 【請求項１】 ポリアミン化合物中のアミノ基にアルキ
   レンオキサイドが付加されたポリアミンポリアルコキシ
   レート化合物を含有してなる繊維用処理剤。