JP2014156665A

JP2014156665A - 弾性繊維用処理剤、弾性繊維の処理方法及び弾性繊維

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Publication number: JP2014156665A
Application number: JP2013027371A
Authority: JP
Inventors: Jun Ito; 旬伊藤; Takeshi Nishikawa; 武志西川; Yusuke Kobayashi; 優介小林; Yasunobu Arakawa; 泰伸荒川
Original assignee: Takemoto Oil and Fat Co Ltd
Current assignee: Takemoto Oil and Fat Co Ltd
Priority date: 2013-02-15
Filing date: 2013-02-15
Publication date: 2014-08-28
Anticipated expiration: 2033-02-15
Also published as: JP5339651B1

Abstract

【課題】弾性繊維に優れた制電性を付与する一方で、スカムの発生及び着色を防止し、優れた捲形状のパッケージ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】弾性繊維用処理剤として、鉱物油、シリコーン油及びエステル油から選ばれる一つ又は二つ以上を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、特定の有機リン酸エステルＡのアルカリ金属塩／特定の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を用いた。
【選択図】図１

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、弾性繊維に優れた制電性を付与する一方で、スカムの発生及び着色を防止し、優れた捲形状のパッケージ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、エステル等の潤滑剤に有機リン酸エステルのアミン塩を添加したもの（例えば特許文献１参照）、またジメチルシリコーンと鉱物油と有機リン酸エステルアルカリ金属塩とから成るもの（例えば特許文献２参照）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、充分な制電性の付与、スカムの発生及び着色の防止、優れた捲形状のパッケージの作製を図る上で、いずれかの点に重大な欠点があるという問題がある。

特開２００４−３３９６６９号公報特開平０４―１４６２７６号公報

本発明が解決しようとする課題は、弾性繊維に優れた制電性を付与する一方で、スカムの発生及び着色を防止し、優れた捲形状のパッケージ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、特定の潤滑剤と特定の有機リン酸エステルアルカリ金属塩を所定割合で含有して成る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、鉱物油、シリコーン油及びエステル油から選ばれる一つ又は二つ以上を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る弾性繊維の処理方法及びかかる処理方法により得られる弾性繊維に係る。

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

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、鉱物油、シリコーン油及びエステル油から選ばれる一つ又は二つ以上と、特定の有機リン酸エステルアルカリ金属塩を特定の割合で含有して成るものである。

本発明の処理剤の粘度は、特に制限されないが、３０℃における動粘度が２〜５０ｍｍ^２／ｓであるものが好ましい。尚、本発明において動粘度は、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。

本発明の処理剤に供する鉱物油の粘度は、特に制限されないが、３０℃における動粘度が２〜５０ｍｍ^２／ｓであるものが好ましく、これらは１種又は２種以上を用いることができる。

本発明の処理剤に供す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のアルキル基を有する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。

本発明の処理剤に供す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。

本発明の処理剤に供す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機であり、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。

本発明の処理剤に供する有機リン酸エステルアルカリ金属塩のカウンターのアルカリ金属としては、Ｌｉ、Ｎａ、Ｋ等が挙げられる。カウンターに、アルカリ金属ではなく、アミンを用いると、着色を誘発するので好ましくない。

また有機リン酸エステルアルカリ金属塩は、前記の化１で示される有機リン酸エステルＡのアルカリ金属塩／前記の化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）の割合で使用する。かかる割合の範囲内で、有機リン酸エステルアルカリ金属塩は鉱物油、シリコーン油、エステル油との相溶性が良好となり、それ自体の安定性が保たれ、充分な制電性を付与することができる。

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、いずれも公知の方法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れない範囲内にて、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。適用できる紡糸方法としては、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により製造するのが好ましい。

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、本発明の処理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、弾性繊維に優れた制電性を付与する一方で、スカムの発生及び着色を抑え、優れた捲形状のパッケージを得ることができるという効果がある。

本発明の実施例で作製したポリウレタン系弾性繊維のパッケージを略示する正面図。

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１に記載した有機リン酸エステル（Ｐ１−２）１部と、表１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２の脚注に記載した鉱物油（Ａ−１）４７部を加えて均一になるまで混合した後、表２の脚注に記載したシリコーン油（Ｂ−１）５０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２〜４、比較例１〜７
実施例１と同様にして、表１に記載した有機リン酸エステル、表２の脚注に記載した鉱物油、エステル油、シリコーン油の順に混合し、実施例２〜４、比較例１〜７の処理剤を調製した。

試験区分２（弾性繊維用処理剤の評価）
処理剤の着色防止性、スカム発生防止性、パッケージの捲形状及び制電性を次のように評価し、結果を表３にまとめて示した。

・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。

・乾式紡糸法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。

前記のポリマ溶液を９６部、前記の添加剤溶液を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方法により、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２に記載の実施例１〜４、比較例１〜７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。

・捲形状の評価
図１は前記のパッケージを略示する正面図であるが、図１において、前記のパッケージの円周方向（径方向）における最長部分の高さをＬ_２とし、最短部分の高さをＬ_１として、下記の数１により耳高の値を求め、また前記のパッケージの円筒方向（軸方向）における最長部分の幅をＷ_２とし、チーズ突出部分の幅をＷ_１として、下記の数２によりバルジを求め、次の基準で評価した。
○：耳高が２ｍｍ未満、且つバルジが６ｍｍ未満。
×：耳高が２ｍｍ以上、又はバルジが６ｍｍ以上。

・スカム発生防止性の評価
前記のパッケージをミニチュア整経機に１０本仕立て、２５℃×６５%ＲＨの雰囲気下に糸速度１００ｍ／分で５００ｋｍ巻き取った。このとき、ミニチュア整経機のクシガイドでのスカムの脱落及び蓄積状態を肉眼観察し、次の基準で評価した。
○：スカムの付着が殆どなかった。
×：スカムの付着及び蓄積が多く、糸の安定走行に問題があった。

・制電性の評価
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。このクロムメッキ梨地ピンの下部１ｃｍの位置に静電電位測定器（春日電機社製の商品名ＫＳＤ−０１０３）を配置し、２５℃で６０%ＲＨの条件下に、５０ｍ／分の速度で送り出し、１００ｍ／分の速度で巻き取った場合の発生電気を測定して、次の基準で評価した。
○：発生電気が１００ボルト未満（安定に操業できる）
×：発生電気が１００ボルト以上（整経工程で糸の寄りつきが起こり、操業に問題が起きる）

表２において、
Ａ−１：３０℃で１０ｍｍ^２／ｓの鉱物油
Ａ−２：３０℃で１８ｍｍ^２／ｓの鉱物油
Ｂ−１：ジメチルシロキサン（信越シリコーン製、ＫＦ９６−１０ｃｓ）
Ｂ−２：ジメチルシロキサン（信越シリコーン製、ＫＦ９６−２０ｃｓ）
Ｃ−１：イソトリデシルステアレート

表１〜表３からも明らかなように、本発明によれば、弾性繊維に優れた制電性を付与する一方で、スカムの発生及び着色を防止し、優れた捲系ぞ油のパッケージを得ることができる。

Ｌ_２パッケージの円周方向（径方向）における最長部分の高さ
Ｌ_１パッケージの円周方向（径方向）における最短部分の高さ
Ｗ_２パッケージの円筒方向（軸方向）における最長部分の幅
Ｗ_１パッケージの円筒方向（軸方向）におけるチーズ突出部分の幅

Claims

鉱物油、シリコーン油及びエステル油から選ばれる一つ又は二つ以上を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ことを特徴とする弾性繊維用処理剤。

（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）
請求項１記載の弾性繊維用処理剤を、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。
請求項２記載の弾性繊維の処理方法により得られる弾性繊維。