JP2021031788A - 弾性繊維用処理剤及び弾性繊維 - Google Patents
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Abstract
Description
そのため、弾性繊維には、シリコーン油、鉱物油及びエステル油等の平滑剤をベース成分とした弾性繊維用処理剤が用いられている。前記平滑剤は、制電性が悪いため、制電剤が併用されることが通常であり、制電剤として、アルキルホスフェート金属塩を添加する方法が提案されている(特許文献1)。
そのため、弾性繊維捲糸体を使用する際、解舒不良となり糸切れを引き起こす。この解舒不良を改良するために、種々の弾性繊維用処理剤が開発されている。
例えば、特許文献2には、シリコーンレジン(MQレジン)を含有する弾性繊維用処理剤が記載されている。しかし、上記弾性繊維用処理剤であっても、膠着防止性能が不足していた。
すなわち、本発明の弾性繊維用処理剤は、シリコーンオイル、鉱物油及びエステル油から選ばれる少なくとも1種のベース成分(A)と、多価アルコール及び/又は多価アルコールのアルキレンオキサイド付加物のリン酸エステル(B1a)及び/又は前記リン酸エステル(B1a)の塩(B1b)である成分(B1)とを含む。
処理剤に対する前記成分(B1)及び前記成分(B2)の合計の重量割合が0.01〜50重量%であると好ましい。
本発明の弾性繊維は、本発明の弾性繊維用処理剤が付与されてなるため、経時的な膠着を抑制できる。
前記ベース成分(A)は、シリコーン油、鉱物油及びエステル油より選ばれる少なくとも1種である。当該ベース成分(A)は、上記弾性繊維用処理剤に必須な成分であり、繊維/金属間の摩擦を低減する剤である。
シリコーン油のシロキサン結合(SiOR3R4:R3及びR4は、それぞれ独立して、有機基を示す)の平均結合量は、3〜100が好ましく、5〜60がより好ましく、7〜50がさらに好ましい。R3、R4の有機基は、炭素数1〜24の炭化水素基であり、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ブチル基、イソブチル基、ペンチル基、イソペンチル基、ヘキシル基、シクロプロピル基、シクロヘキシル基、フェニル基、ベンジル基等を挙げることができ、特に、メチル基、フェニル基が好ましい。
芳香族アルコールとしては、フェノール、ベンジルアルコール等が挙げられる。
脂環式アルコールとしては、シクロオクタノール、シクロドデカノール、シクロヘキサノール、シクロヘプタノール、シクロペンタノール、メントール等が挙げられる。
成分(B1)は、多価アルコール及び/又は多価アルコールのアルキレンオキサイド付加物のリン酸エステル(B1a)及び/又はその塩(B1b)である。
成分(B1)は、本発明の弾性繊維処理剤に必須の成分である。
前記多価アルコールとしては、経時的な膠着を抑制できる観点から、脂肪族多価アルコール又は芳香族多価アルコール等を挙げることができる。
脂肪族多価アルコールとしては、例えば、エチレングリコール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、テトラエチレングリコール、プロピレングリコール、ジプロピレングリコール、トリプロピレングリコール、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、2−メチル−1,3−プロパンジオール、1,5−ペンタンジオール、1,6−ヘキサンジオール、ネオペンチルグリコール、シクロヘキサンジオール、シクロヘキサンジメタノール、グリセリン、トリメチロールプロパン、ペンタエリスリトール、エリスリトール、ジグリセリン、ソルビタン、ソルビトール、ジトリメチロールプロパン、ジペンタエリスリトール、トリグリセリン、テトラグリセリン、ショ糖等が挙げられる。これらの中でも、経時的な膠着を抑制できる観点から、エチレングリコール、プロピレングリコールが好ましい。
多価アルコールのアルキレンオキサイド付加物のアルキレンオキサイド付加モル数は、経時的な膠着を抑制できる観点から、1〜100までが好ましく、1〜50がより好ましく、1〜30がさらに好ましく、1〜15が最も好ましい。
化物との反応時にリン酸エステルの酸性水素とともに脱水した、アルカリ土類金属の水酸
化物も含まれる。
水酸化マグネシウムには、後述するリン酸エステルと水酸化マグネシウムとの反応時に
リン酸エステルの酸性水素とともに脱水した水酸化マグネシウムも含まれる。
水酸化アルミニウムには、後述するリン酸エステルと水酸化アルミニウムとの反応時に
リン酸エステルの酸性水素とともに脱水した水酸化アルミニウムも含まれる。
アルカリ土類金属としては、カルシウム、ストロンチウム、バリウム、水酸化カルシウ
ム、水酸化バリウム等が挙げられる。
テトラメタノールアンモニウム、テトラエタノールアンモニウム、モノオクチルトリメチ
ルアンモニウム、モノステアリルトリメチルアンモニウム、ジデシルジメチルアンモニウ
ム、ジココイルジメチルアンモニウム、等が挙げられる。
アルキルアミンまたはアルカノールアミンとしては、1級アミン、2級アミン又は3級アミンが挙げられ、1級アミンが、モノアルカノールアミン、N−モノアルキルアミン、
2級アミンがジアルカノールアミン、N−アルキル,N−アルカノールアミン、N,N−ジアルキルアミンなどであり、3級アミンがトリアルカノールアミン、N−アルキル,N,N−ジアルカノールアミン、N,N−ジポリオキシアルキレン,N−アルキルアミン、N,N−ジアルキル,N−アルカノールアミン、N,N,N−トリアルキルアミン、N,N,N’,N’−テトラキスポリオキシアルキレンアルキルジアミンなどである。
成分(B1)の製造方法は、多価アルコール及び/又は多価アルコールのアルキレンオキサイド付加物と五酸化二リン又はオキシハロゲン化リンとを反応させて反応物を得る工程(II)を必須に含む。
多価アルコール及び/又は多価アルコールのアルキレンオキサイド付加物を減圧脱水する工程(I)を含むと、無機リン酸と無機リン酸塩の合計濃度を所定値以下に低減させることができる観点から、好ましい。
経時的な膠着を抑制する観点から、多価アルコール及び/又は多価アルコールのアルキレンオキサイド付加物(b1)と、1価アルコール及び/又は1価アルコールのアルキレンオキサイド付加物(b2)との重量比率(b1/b2)は、0.001以上が好ましく、0.003以上がより好ましく、0.005以上がさらに好ましい。b1/b2が0.001未満だと(b1)による効果が十分に得られないことがある。
多価アルコール及び/又は多価アルコールのアルキレンオキサイド付加物に、1価アルコール及び/又は1価アルコールのアルキレンオキサイド付加物が含まれている場合には、工程(II)で得られる製造物には、成分(B1)及び成分(B2)が含まれる。この場合、リン酸エステル分子内に、多価アルコール及び/又は多価アルコールのアルキレンオキサイド付加物の水酸基を除いた残基と、1価アルコール及び/又は1価アルコールのアルキレンオキサイド付加物の水酸基を除いた残基とが並存する場合には、この製造物は、成分(B1)に帰属する。
このように、成分(B1)は、多価アルコール及び/又は多価アルコールのアルキレンオキサイド付加物のリン酸エステル(B1a)及び/又はその塩(B1b)であるが、リン酸エステル分子内に1価アルコール及び/又は1価アルコールのアルキレンオキサイド付加物の水酸基を除いた残基が含まれることがある。
成分(B2)は、1価アルコール及び/又は1価アルコールのアルキレンオキサイド付加物のリン酸エステル(B2a)及び/又はその塩(B2b)である。
なかでも、1価アルコール及び/又は1価アルコールのアルキレンオキサイド付加物のリン酸エステルの塩(B2b)として、マグネシウム塩、カルシウム塩が好ましい。
本発明の弾性繊維用処理剤の30℃における粘度は、好ましくは5〜50mm2/s、より好ましくは5〜40mm2/s、さらに好ましくは6〜30mm2/sである。粘度が低すぎたり、粘度が高すぎたりすると、経時的な膠着を抑制できない場合がある。
本発明の弾性繊維は、弾性繊維本体に、本発明の弾性繊維用処理剤が付与されたものである。弾性繊維全体に占める弾性繊維用処理剤の付着割合は特に限定は無いが、0.1〜15重量%が好ましく、0.5〜10重量%がさらに好ましい。弾性繊維本体に本発明の弾性繊維用処理剤を付与する方法としては、特に限定はなく、公知の方法を採用できる。
図1において、解舒速度比測定機の解舒側に処理剤を付与した繊維のチーズ(1)をセットし、巻き取り側に紙管(2)をセットする。巻き取り速度を一定速度にセットした後、ローラー(3)及び(4)を同時に起動させる。この状態では糸(5)に張力はほとんどかからないため、糸はチーズ上で膠着して離れないので、解舒点(6)は図1に示す状態にある。解舒速度を変えることによって、チーズからの糸(5)の解舒点(6)が変わるので、この点がチーズとローラーとの接点(7)と一致するように解舒速度を設定する。解舒速度比は(数式1)によって求める。この値が小さいほど、解舒性が良いことを示す。経時後の解舒速度比とは、20℃65%RHの条件下で、6ヶ月経時後の解舒速度比を示す。
また、以下の評価基準で○を合格とした。
○:解舒速度比が50未満(良好)
△:解舒速度比が50以上100未満(やや不良)
×:解舒速度比が100以上(不良)
解舒速度比(%)=(巻取速度−解舒速度)÷解舒速度×100(数式1)
編成張力測定方法は、繊維/金属間の摩擦を測定する方法である。図2において、チーズ(8)から縦取りした弾性糸(9)を、コンペンセーター(10)を経てローラー(11)、編み針(12)を介して、Uゲージ(13)に付したローラー(14)を経て速度計(15)巻取りローラー(16)に巻取り、その時の編成張力をUゲージ(13)で測定し、繊維/編み針間の摩擦(g)を計測した。計測は巻取り速度10m/分、100m/分の2水準で実施した。
平均分子量1600のポリテトラメチレンエーテルグリコールと、4,4−ジフェニルメタンジイソシアネートをモル比率1:2で反応させ、次いで1,2−ジアミノプロパンのジメチルアセトアミド溶液を用いて鎖延長し、紡糸原液としてポリマー濃度33%のジメチルアセトアミド溶液を得た。なお、紡糸原液の濃度は1900mPaS(測定温度:30℃)であった。
弾性繊維用処理剤に適用した組成を表1〜表6に示す。又、評価結果は表7及び8に示す。
一方、比較例1〜7では本願の課題が解決できていない。
2巻き取り用紙管
3ローラー
4ローラー
5走行糸条
6解舒点
7チーズとローラーの接点
8チーズ
9走行糸条
10コンペンセーター
11ローラー
12編み針
13Uゲージ
14ローラー
15速度計
16巻き取りローラー
17春日式電位差測定装置
Claims (4)
- シリコーンオイル、鉱物油及びエステル油から選ばれる少なくとも1種のベース成分(A)と、多価アルコール及び/又は多価アルコールのアルキレンオキサイド付加物のリン酸エステル(B1a)及び/又は前記リン酸エステル(B1a)の塩(B1b)である成分(B1)とを含む、弾性繊維用処理剤。
- 1価アルコール及び/又は1価アルコールのアルキレンオキサイド付加物のリン酸エステル(B2a)及び/又は前記リン酸エステル(B2a)の塩(B2b)である成分(B2)をさらに含む、請求項1に記載の弾性繊維用処理剤。
- 処理剤に対する前記成分(B1)及び前記成分(B2)の合計の重量割合が0.01〜50重量%である、請求項2に記載の弾性繊維用処理剤。
- 弾性繊維本体に、請求項1〜3のいずれかに記載の処理剤が付与されてなる、弾性繊維。
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