JP2014156664A - 弾性繊維用処理剤、弾性繊維の処理方法及び弾性繊維 - Google Patents

Abstract

【課題】膨潤、着色、綾落ち、張力変動等を防止し、優れた風合いの弾性繊維を得ることができる弾性繊維用処理剤、これを用いた弾性繊維の処理方法及びかかる処理方法によって得られる弾性繊維を提供する。
【解決手段】アロマ成分の含有量が１％未満、またナフテン成分の含有量が１０〜３０％の鉱物油を含有し、且つ全体の３０℃における動粘度が２〜５０ｍｍ^２／ｓである弾性繊維用処理剤を用いる。
【選択図】なし

Description

本発明は弾性繊維用処理剤、弾性繊維の処理方法及び弾性繊維に関し、更に詳しくは、膨潤、着色、綾落ち、張力変動等を防止し、優れた風合いの弾性繊維を得ることができる弾性繊維用処理剤、これを用いた弾性繊維の処理方法及びかかる処理方法によって得られる弾性繊維に関する。

従来、弾性繊維用処理剤として、シリコーン油、鉱物油、エステル油等の潤滑剤に金属石鹸を併用したもの（例えば特許文献１参照）、同様の潤滑剤にポリエーテル変性シリコーン、アミノ変性シリコーン、アミノシリコーンレジン等を添加したもの（例えば特許文献２及び３参照）、特定の鉱物油を使用したもの（例えば特許文献４参照）等が提案されている。

しかし、これら従来の弾性繊維用処理剤には、膨潤、着色、綾落ち、張力変動等を防止し、優れた風合いの弾性繊維を得る上で、いずれかの点に重大な欠点があるという問題がある。

特公昭４１−２８６号公報 特開平９−２６８４７７号公報 特開２００４−０６０１３５号公報 特開２００５−３２５４９７号公報

本発明が解決しようとする課題は、膨潤、着色、綾落ち、張力変動等を防止し、優れた風合いの弾性繊維を得ることができる弾性繊維用処理剤、これを用いた弾性繊維の処理方法及びかかる処理方法によって得られる弾性繊維を提供する処にある。

本発明者らは、前記の課題を解決すべく研究した結果、弾性繊維用処理剤としては、特定の比率でアロマ成分とナフテン成分を含有する鉱物油を用いた特定粘度のものが正しく好適であることを見出した。

すなわち本発明は、アロマ成分の含有量が１質量％未満、またナフテン成分の含有量が１０〜３０質量％の鉱物油を含有し、且つ全体の３０℃における動粘度が２〜５０ｍｍ^２／ｓであることを特徴とする弾性繊維用処理剤に係る。また本発明は、かかる弾性繊維用処理剤を用いた弾性繊維の処理方法及びかかる処理方法によって得られる弾性繊維に係る。

まず、本発明に係る弾性繊維処理剤（以下、本発明の処理剤という）について説明する。本発明の処理剤は、特定の鉱物油を含有するものであり、且つ全体の動粘度が特定の範囲にあるものである。

尚、本発明において、鉱物油中のアロマ成分及びナフテン成分の定性と含有量は、ＡＳＴＭのＤ３２３８に規定されたｎ−ｄ−Ｍ法による環分析により行ない、アロマ成分、ナフテン成分の含有量はここに記載されているＣ_Ａ％、Ｃ_Ｎ％の値である。

本発明の処理剤に供する鉱物油は、鉱物油中のアロマ成分の含有量が１％未満であり、またナフテン成分の含有量が１０〜３０％のものであるが、なかでもナフテン成分の含有量が１０〜２３％のものが好ましい。鉱物油はかかる条件を満たすものであれば、１種又は２種以上を用いることができる。アロマ成分、ナフテン成分の含有量が前記の範囲内にある鉱物油を用いると、弾性繊維の膨潤や着色等が抑えられ、品質低下が起こらない。

本発明の処理剤は、３０℃における動粘度が２〜５０ｍｍ^２／ｓのものであるが、５〜４０ｍｍ^２／ｓのものが好ましい。３０℃における動粘度が２ｍｍ^２未満であると、そのような処理剤を弾性繊維に付着させる際に飛散が起き易くなり、逆に３０℃における動粘度が５０ｍｍ^２を超えると、そのような処理剤を弾性繊維に付着させても良好な平滑性が得られ難くなる。尚、本発明において、かかる動粘度は、ＪＩＳ−Ｋ２２８３（石油製品動粘度試験方法）に記載されたキャノンフェンスケ粘度計を用いた方法で測定される値である。

本発明の処理剤は、処理剤中の鉱物油の含有割合を特に制限するものではないが、鉱物油、シリコーン油及びエステル油から選ばれるものを含有し且つ鉱物油を含有するものを９０〜９９．９９質量％及び有機リン酸エステルアルカリ金属塩を０．０１〜１０質量％（合計１００質量％）の割合で含有し、且つ該有機リン酸エステルアルカリ金属塩が、下記の化１で示される有機リン酸エステルＡのアルカリ金属塩／下記の化２で示される有機リン酸エステルＢのアルカリ金属塩＝１０／９０〜５０／５０（質量比）の割合から成るものが好ましく、なかでも鉱物油を４０質量％以上含有するものがより好ましい。

化１において、
Ｒ^１：炭素数１０〜２２の直鎖又は分岐炭化水素基
Ｘ：炭素数２〜４のアルキレン基
ａ：１〜８の整数
ｂ：１又は２

化２において、
Ｒ^２：炭素数１０〜２２の分岐炭化水素基
ｃ：１又は２

本発明の処理剤に使用されるシリコーン油としては、１）繰り返し単位がジメチルシロキサン単位から成るポリジメチルシロキサン類、２）繰り返し単位がジメチルシロキサン単位と炭素数２〜４のアルキル基を含むジアルキルシロキサン単位とから成るポリジアルキルシロキサン類、３）繰り返し単位がジメチルシロキサン単位とメチルフェニルシロキサン単位とから成るポリシロキサン類等が挙げられるが、なかでもポリジメチルシロキサンが好ましい。かかるシリコーンは１種又は２種以上を用いることができる。

本発明の処理剤に使用されるエステル油としては、１）ブチルステアラート、オクチルステアラート、オレイルラウラート、オレイルオレアート、イソトリデシルステアラート、イソペンタコサニルイソステアラート等の脂肪族１価アルコールと脂肪族モノカルボン酸とのエステル、２）１，６−ヘキサンジオールジデカノアート、トリメチロールプロパンモノオレアートモノラウラート、トリメチロールプロパントリラウラート、ひまし油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、３）アジピン酸ジラウリル、アゼライン酸ジオレイル等の脂肪族１価アルコールと脂肪族多価カルボン酸とのエステル等が挙げられるが、なかでもオクチルステアラートやイソトリデシルステアラート等の脂肪族１価アルコールと脂肪族モノカルボン酸とのエステルであって総炭素数１５〜４０のエステル、トリメチロールプロパントリラウラート、ひまし油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であって総炭素数１５〜４０のエステルが好ましい。かかるエステル油は１種又は２種以上を用いることができる。

本発明の処理剤に使用される有機リン酸エステルアルカリ金属塩において、化１で示される有機リン酸エステルＡとしては、Ｒ^１がデシル基、ウンデシル基、ドデシル基、トリデシル基、テトラデシル基、ペンタデシル基、ヘキサデシル基、ヘプタデシル基、オクタデシル基、ノナデシル基、イコシル基、ドコシル基、９−ヘキサデセニル基、ｃｉｓ−オクタデセニル基、１１−オクタデセニル基、ｃｉｓ，ｃｉｓ−９，１２−オクタデカジエニル基等の直鎖炭化水素基、又はイソトリデシル基、イソウンデシル基、イソドデシル基、イソトリデシル基、イソテトラデシル基、イソペンタデシル基、イソヘキサデシル基、イソヘプタデシル基、イソオクタデシル基、イソノナデシル基、イソイコシル基、イソドコシル基等の分岐炭化水素基であり、Ｘが１，２−エタンジオール、１，３−プロパンジオール、１，２−プロパンジオール、１，２−ブタンジオール、１，３−ブタンジオール、１，４−ブタンジオールから水酸基を除いた残基である場合のものが挙げられる。また化２で示される有機リン酸エステルＢとしては、Ｒ^２がイソトリデシル基、イソウンデシル基、イソドデシル基、イソトリデシル基、イソテトラデシル基、イソペンタデシル基、イソヘキサデシル基、イソヘプタデシル基、イソオクタデシル基、イソノナデシル基、イソイコシル基、イソドコシル基等の分岐炭化水素基である場合のものが挙げられる。これらの有機リン酸エステルアルカリ金属塩は１種又は２種以上を用いることができる。

以上説明した本発明の処理剤に供する鉱物油、シリコーン油、エステル油、有機リン酸エステルアルカリ金属塩は、いずれも公知の手段によって容易に得ることができる。

本発明の処理剤には、本発明の効果を損なわない範囲内にて、必要に応じ他の成分を併用することもできる。かかる他の成分としては、アミノ変性ポリジメチルシロキサン、ポリエーテル変性ポリジメチルシロキサン、カルボキシ変性ポリジメチルシロキサン、エポキシ変性ポリジメチルシロキサン、メルカプト変性ポリジメチルシロキサン、アルキル変性ポリジメチルシロキサン等の変性シリコーンオイルやシリコーンレジン、非イオン性界面活性剤や高級アルコールに代表されるつなぎ剤、イオン性界面活性剤に代表される帯電防止剤、濡れ性向上剤、紫外線吸収剤、酸化防止剤、平滑剤、帯電防止剤、防腐剤等、繊維用処理剤として公知の成分が挙げられる。

本発明の処理剤の調製それ自体には、公知の方法を適用できる。

次に、本発明に係る弾性繊維の処理方法（以下、本発明の処理方法という）について説明する。本発明の処理方法は、以上説明したような本発明の処理剤を、希釈することなくニートの状態で、弾性繊維の紡糸工程において、弾性繊維に付着させる方法である。付着方法としては、ローラー給油法、ガイド給油法、スプレー給油法等の公知の方法が適用できる。弾性繊維に対する処理剤の付着量は、１〜１０質量％となるようにする。弾性繊維の形態は特に制限されず、フィラメント系弾性繊維、スパン系弾性繊維のいずれにも使用できる。

本発明の処理方法では、弾性繊維の紡糸原液を紡糸後に、本発明の処理剤を付着させる。この場合の紡糸方法としては、乾式紡糸法、溶融紡糸法、湿式紡糸法等が挙げられるが、なかでも乾式紡糸法が好ましい。

最後に、本発明に係る弾性繊維（以下、本発明の弾性繊維という）について説明する。本発明の弾性繊維は、本発明の製造方法により得られる弾性繊維である。弾性繊維の種類、繊度に制限はなく、種類としてはポリエステル系弾性繊維、ポリアミド系弾性繊維、ポリオレフィン系弾性繊維、ポリウレタン系弾性繊維等が挙げられるが、なかでもポリウレタン系弾性繊維が好ましい。

以上説明した本発明によると、膨潤、着色、綾落ち、張力変動等を防止し、優れた風合いの弾性繊維を得ることができるという効果がある。

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、本発明が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（弾性繊維用処理剤の調製）
・実施例１
表２に記載した有機リン酸エステル（Ｐ１−２）１部と、表２に記載した有機リン酸エステル（Ｐ２−６）２部を混合して均一にしたものに、表１に記載した鉱物油（Ａ−１）９７部を加えて均一になるまで混合し、実施例１の処理剤を調製した。

・実施例２〜１０、比較例１〜１２
実施例１と同様にして、表２に記載した有機リン酸エステル、表１に記載した鉱物油、表３の脚注に記載したエステル油、シリコーン油を混合し、実施例２〜１０、比較例１〜１２の処理剤を調製した。調製した各例の処理剤の内容を表３にまとめて示した。

試験区分２（弾性繊維用処理剤の評価）
処理剤の安定性、膨潤防止性、着色防止性を下記のように評価し、結果を表４にまとめて示した。

・処理剤の安定性の評価
調製した各例の処理剤を１００ｍｌガラス製容器に入れ、２５℃で１週間静置後の外観を下記の基準で評価した。
○：透明状態を保っていた。
×：濁りが見られた。

・膨潤防止性の評価
厚さ１ｍｍ、１辺２０ｍｍの正方形のポリウレタンフィルムを作製し、重量（重量Ａ）を測定した後、４０℃の処理剤１００ｍｌ中に１週間浸漬した。その後、ポリウレタンフィルムを取り出し、良く処理剤を拭いた後、重量（重量Ｂ）を測定し、下記の数１により重量変化率を求め、膨潤防止性を下記の基準で評価した。

○：重量変化率が０〜５％
×：重量変化率が５％以上

・着色防止性の評価
厚さ１ｍｍ、１辺２０ｍｍの正方形のポリウレタンフィルムを作製し、色彩色差計（ＭＩＮＯＬＴＡ社製の色彩色差計ＣＲ−３００）でｂ値を測定した後、４０℃の処理剤１００ｍｌ中に１週間浸漬した。その後、ポリウレタンフィルムを取り出し、良く処理剤を拭いた後、同じ部分のｂ値を同色差計で測定した。浸漬前後のｂ値の差から着色防止性を下記の基準で評価した。
○：ｂ値の差が１未満。
×：ｂ値の差が１以上。

試験区分３（弾性繊維用処理剤の評価その２）
乾式紡糸法によりポリウレタン系弾性繊維を製造し、風合い、綾落ち防止性、張力変動防止性を下記のように評価した。結果を表４にまとめて示した。

・乾式紡糸法によるポリウレタン系弾性繊維の製造
先ず、分子量２９００のテトラメチレンエーテルグリコール、ビス−（ｐ−イソシアネートフェニル）−メタン及びエチレンジアミンからなるポリウレタンのＮ、Ｎ’−ジメチルアセトアミド（以下、ＤＭＡｃと略記する）溶液（３５%）を重合し、ポリマ溶液Ａとした。

次に、ｔ−ブチルジエタノールアミンとメチレン−ビス−（４−シクロヘキシルイソシアネート）との反応によって生成せしめたポリウレタン（デュポン社製の商品名メタクロール（登録商標）２４６２）と、ｐ−クレゾールとジビニルベンゼンの縮合重合体（デュポン社製の商品名メタクロール（登録商標）２３９０）との２対１（質量比）の混合物を用い、この混合物のＤＭＡｃ溶液（３５%）を調製し、添加剤溶液Ｂとした。

前記のポリマ溶液Ａを９６部、前記の添加剤溶液Ｂを４部の割合で均一に混合し、紡糸原液とした。

こうして得られた紡糸溶液を用いて、公知のスパンデックスで用いられる乾式紡糸法により、単糸数５６本からなる５６０ｄｔｅｘのポリウレタン系弾性糸を紡糸し、巻き取り前のオイリングローラーから、試験区分１で調製した表３に記載の実施例１〜１０、比較例１〜１２の処理剤を、そのままニートの状態でローラー給油した。かくしてローラー給油したものを、巻き取り速度５００ｍ／分で、長さ１１５ｍｍの円筒状紙管に、巻き幅１０４ｍｍを与えるトラバースガイドを介して、サーフェイスドライブの巻取機を用いて巻き取り、乾式紡糸法によるポリウレタン系弾性繊維のパッケージを得た。各例の処理剤の付着量の調節は、オイリングローラーの回転数を調整することで行なった。こうして得られた乾式紡糸法によるポリウレタン系弾性繊維のパッケージを下記の測定及び評価に供した。

・風合いの評価
乾式紡糸法によるポリウレタン系弾性繊維のパッケージから、１０ｇの糸を剥ぎ取り、１０名の被験者が手触りし、風合いを下記の基準で評価した。尚、評価には最も人数の多かった基準を採用した。
◎：非常に滑り感があり、風合いが良い。
○：滑り感があり、風合いが良い。
×：滑り感が無く、風合いが悪い。

・綾落ち防止性の評価
乾式紡糸法によるポリウレタン系弾性繊維パッケージを、送り出し速度２０ｍ／分、巻き取り速度４０ｍ／分で１０００ｍ巻き取ったときのパッケージの綾落ちによる断糸の回数を測定し、綾落ち防止性を下記の基準で評価した。
○：綾落ちによる断糸が２回未満
×：綾落ちによる断糸が３回以上

・張力変動防止性の評価
摩擦測定メーター（エイコー測器社製の商品名ＳＡＭＰＬＥ ＦＲＩＣＴＩＯＮ ＵＮＩＴ ＭＯＤＥＬ ＴＢ−１）を用い、二つのフリーローラー間に直径１ｃｍで表面粗度２Ｓのクロムメッキ梨地ピンを配置し、このクロムメッキ梨地ピンに対し、前記のパッケージ（１ｋｇ巻き）から引き出したポリウレタン系弾性繊維の接触角度が９０度となるようにした。２５℃で６０%ＲＨの条件下、入側で初期張力（Ｔ１）５ｇをかけ、１００ｍ／分の速度で走行させたときの出側の２次張力（Ｔ２）を０．１秒毎に１分間測定した。この時のＴ２の標準偏差を求め、張力変動防止性を下記の基準で評価した。
○：標準偏差が２．０未満
×：標準偏差が２．０以上

表３において、
Ｂ−１：ジメチルシロキサン（信越シリコーン社製の商品名ＫＦ９６−１０ｃｓ）
Ｂ−２：ジメチルシロキサン（信越シリコーン社製の商品名ＫＦ９６−２０ｃｓ）
Ｂ−３：ジメチルシロキサン（信越シリコーン社製の商品名ＫＦ９６−１０００ｃｓ）
Ｃ−１：イソトリデシルステアレート

表３及び表４の結果からも明らかなように、本発明によると、膨潤、着色、綾落ち、張力変動等を防止し、優れた風合いの弾性繊維を得ることができる。

Claims (5)

1. アロマ成分の含有量が１％未満、またナフテン成分の含有量が１０〜３０％の鉱物油を含有し、且つ全体の３０℃における動粘度が２〜５０ｍｍ^２／ｓであることを特徴とする弾性繊維用処理剤。
2. 鉱物油が、ナフテン成分の含有量が１０〜２３％のものである請求項１記載の弾性繊維用処理剤。
3. 鉱物油、シリコーン油及びエステル油から選ばれるものを含有し且つ鉱物油を含有するものを９０〜９９．９９質量％及び有機リン酸エステルアルカリ金属塩を０．０１〜１０質量％（合計１００質量％）の割合で含有し、且つ該有機リン酸エステルアルカリ金属塩が、下記の化１で示される有機リン酸エステルＡのアルカリ金属塩／下記の化２で示される有機リン酸エステルＢのアルカリ金属塩＝１０／９０〜５０／５０（質量比）の割合から成るものである請求項１又は２記載の弾性繊維用処理剤。
   

   

   （化１において、
   Ｒ^１：炭素数１０〜２２の直鎖又は分岐炭化水素基
   Ｘ：炭素数２〜４のアルキレン基
   ａ：１〜８の整数
   ｂ：１又は２）
   

   

   （化２において、
   Ｒ^２：炭素数１０〜２２の分岐炭化水素基
   ｃ：１又は２）
4. 請求項１〜３のいずれか一つの項記載の弾性繊維処理剤を、希釈することなくニートの状態で、弾性繊維の紡糸工程において、弾性繊維に対し１〜１０質量％となるよう付着させることを特徴とする弾性繊維の処理方法。
5. 請求項４記載の弾性繊維の処理方法により得られる弾性繊維。