JP3883621B2

JP3883621B2 - 弾性繊維の油剤付与方法

Info

Publication number: JP3883621B2
Application number: JP30775096A
Authority: JP
Inventors: 雅靖中山; 道宏柴野
Original assignee: Matsumoto Yushi Seiyaku Co Ltd
Current assignee: Matsumoto Yushi Seiyaku Co Ltd
Priority date: 1996-11-19
Filing date: 1996-11-19
Publication date: 2007-02-21
Anticipated expiration: 2016-11-19
Also published as: JPH10158938A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は弾性繊維の紡糸における油剤付与方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来よりポリウレタン弾性繊維の製造方法としては、溶融紡糸、乾式紡糸、湿式紡糸などがあるが、いずれの方法でも繊維どうしの膠着性が大きいため、後加工工程での解舒性の悪さが問題となっている。
特開昭６１−８２３３号公報および特開平３−１４６７７４号公報には、ポリウレタン系繊維に鉱物油および／またはポリジオルガノシロキサンにアミノ変性シリコーンやポリエーテルアルキル変性シリコーンを配合したポリアルキルシロキサンと常温で固体のポリアルキルシロキサンとを主成分とする油剤を付着せしめたことを特徴とする、解舒性に優れたポリウレタン系繊維が記載されている。
【０００３】
また特開平８−１２０５２７号公報には、ポリウレタンを溶融紡糸するに際し、ポリエーテルアミンを含有する水系エマルジョンを付与し、引き続き非水系油剤を付与することにより、糸間の膠着を紡糸し、巻形状の良好なポリウレタン弾性繊維が得られることが記載されている。特開平８−１３４７７７号公報には、鉱物油および／またはジオルガノポリシロキサンに特定のアルコキシシラン類、また更にアミノ変性シリコーンやポリエーテル変性シリコーンを含有せしめた弾性繊維用油剤は、ガイド等へのスカム発生が少なく、且つ糸間の膠着が少なく、解舒性に優れていることが記載されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ポリウレタン弾性繊維の紡糸においては、従来から巻き取り後の膠着を防止し、また繊維−繊維、繊維−金属（セラミック）の摩擦抵抗を低下させる手段として、糸に対して油剤を６〜１０重量％付与しているが、この高付着量のため、紡糸工程や後加工工程で油剤が飛散する問題や、精練時に油剤が落ち切らないために染め斑が発生するといった問題が生じる。
【０００５】
アミノ変性シリコーンを併用した油剤では、得られた糸条の繊維間摩擦力が極めて低く、紡糸時の巻き取りボビン上で、並びに紡糸ボビンから他ボビンに巻き返しをする際の巻き返しボビン上で、糸の綾落ち、崩れが起こる。そのために、膠着や紡糸性をある程度犠牲にし、紡糸性は良好であるが巻き取り性に問題があるアミノ変性シリコーンを限定して使用せざるを得ない。
【０００６】
一方、特開平８−１２０５２７号公報の発明では、ポリエーテルアミンを２重量％付与した後、非水系油剤を２重量％付与することにより、解舒性が良好で、ボビンの綾落ちの問題のないポリウレタン弾性繊維を得ているが、ポリウレタン繊維のイソシアネート基と反応させて膠着発生を防止するために付与するポリエーテルアミンがポリウレタンを膨潤させ、１カ月といった長期保存後の解舒性の低下が大きく、またポリウレタン弾性繊維の強度低下を起こすといった問題があった。
本発明の目的は、ポリウレタン繊維の紡糸において、油剤の飛散等がなく紡糸性が良好で、巻き取った後の巻き姿の崩れや綾落ちがなく、一方長期間保存後も解舒性および繊維物性が良好なポリウレタン弾性繊維の紡糸方法を提供することである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは、上記問題点を解決すべく鋭意研究開発した結果、本発明に到達した。即ち、本発明の弾性繊維の油剤付与方法は、弾性繊維を紡糸するに際して、水溶性変性シリコーンを繊維に対し０.０１〜５重量％付与した後、シリコーンおよび／または鉱物油を４０重量％以上含む油剤を繊維に対し１〜５重量％付与することを特徴とする。
【０００８】
本発明の油剤付与方法によれば、一次油剤として水溶性の変性シリコーンを付与して弾性繊維の表面に親水性の高い皮膜を形成することにより、次に付与する二次油剤が水溶性変性シリコーンとの相溶性が低いため弾性繊維中への浸透を防止することができ、全体として油剤の弾性繊維に対する付与量を２重量％程度と大幅に低減することが可能となった。その結果、工程中での油剤の飛散が抑制され、精練工程の簡略化が可能になった。また一次油剤に水溶性変性シリコーンを用いることにより、繊維の強度低下を防止でき、１ケ月といった長期保存後の繊維の物性低下を抑制することができた。
【０００９】
本発明の水溶性シリコーンとしては分岐状ポリエーテル変性シリコーン、分岐状アミノ変性シリコーン、ポリエーテルとアミノ基の複合変性シリコーンが用いられる。これらは単独で用いてもよいし、混合して用いてもよい。
本発明において、分岐状ポリエーテル変性シリコーンとはポリオルガノシロキサンの分子鎖にエーテル結合を含有するアルキルエーテルが分岐として導入された化合物をいう。好ましい分岐状ポリエーテル変性シリコーンとしてはポリオルガノシロキサンに分岐として−(Ｃ₂Ｈ₄Ｏ)_m−単位と−(Ｃ₃Ｈ₆Ｏ)_n−単位からなるポリエーテル（ｍ、ｎはｍ＝１〜２０、ｎ＝０〜２０の整数で、ｎ／０＝２）を有するものが挙げられる。分岐として導入されるエチレンオキサイド（ＥＯ）とポリエチレンオキサイド（ＰＯ）は単独重合体、ランダム共重合体、ブロック共重合体のいずれの形であってもよい。
分岐状アミノ変性シリコーンとしては、ポリオルガノシロキサン分子鎖に分岐としてアミノ基含有基、好ましくは−ＲＮＨ₂基（Ｒは有機基）を有するものであり、アミノ当量としては１,０００〜８,０００が好ましい。
ポリエーテルとアミノ基の複合変性シリコーンとは、ポリエーテルとアミノ基を分岐として有するものや末端アミノポリエーテル基を有するポリオルガノシロキサンをいう。水溶性変性シリコーンの粘度は１〜１０,０００ｃｓｔ（２５℃）が好ましく、２００〜５,０００ｃｓｔがより好ましい。粘度が１ｃｓｔ未満ではシリコーンの揮発が問題となることがあり、１０,０００ｃｓｔより大きいと繊維表面へのぬれ性が悪くなることがある。
【００１０】
水溶性変性シリコーンの弾性繊維に対する付与量は弾性繊維の単糸デニールにより異なるが、通常０.０１〜５重量％、好ましくは０.０５〜２重量％、より好ましくは０.１〜１重量％である。０.０１重量％未満では二次油剤の弾性繊維中への浸透抑制効果が十分でなく、５重量％を越えると弾性繊維の強度等の物性低下を起こすことがある。水溶性変性シリコーンは直接付与してもよいし、水系エマルジョンの形態や鉱物油やポリオルガノシロキサン等公知の油剤と混合した形態で付与してもよい。公知の油剤と混合する場合、混合油剤中の水溶性変性シリコーンの濃度は１０重量％以上とするのが好ましい。
【００１１】
二次油剤としてはシリコーンおよび／または鉱物油を用いる。これらはポリエーテル、アミノ変性シリコーン等の変性シリコーンと混合した形で使用してもよく、その場合シリコーンおよび／または鉱物油は混合油剤中４０重量％以上含まれていればよく、通常弾性繊維に用いられる粘度が５〜５０ｃｓｔ（２５℃）の油剤として用いることができる。
シリコーンとしてはポリオルガノシロキサン、ポリシロキサン、メチルハイドロジェンシリコーンオイル（Ｈシリコーン）等が挙げられる。シリコーンおよび／または鉱物油が４０重量％未満の場合は得られる弾性繊維の編成張力、膠着性や解舒性が悪くなる。好ましくは７０重量％以上である。繊維に対する二次油剤の付与量は１〜５重量％、好ましくは１〜３重量％である。
一次および二次油剤には、必要に応じて従来公知の膠着防止成分、つなぎ剤、制電剤、酸化防止剤、紫外線吸収剤や通常油剤に使用されるその他の添加剤を配合することができる。
【００１２】
油剤を弾性繊維に付与する方法としては、噴霧法、ローラー表面接触法、給油ガイド法など公知の方法を用いることができる。本発明にいう弾性繊維とは、弾性体からなる繊維（コンジュゲート糸や混繊糸を含む）をいう。弾性体としてはポリエーテルエステル弾性体、ポリウレタン系弾性体等公知の繊維形成性弾性体が挙げられるが、本発明はポリウレタン系弾性繊維の場合に特に有効である。
【００１３】
【実施例】
以下実施例により本発明を具体的に説明する。
なお下記の実施例における、各特性の評価は次の方法にしたがって行った。
〔油剤の作用効果の評価法〕
解舒速度比：
解舒速度比測定機の解舒側に油剤を付着したチーズ（１）をセットし、巻取側紙管（２）をセットする（図１参照）。
巻取速度を一定速度にセットした後、ローラー（３）および（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ため解舒点（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。解舒速度比は次式によって求める。この値が小さいほど、解舒性が良いことを示す。
【００１４】
【数１】

【００１５】
編成張力：
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）、巻取ローラー（１６）に連結する。速度計（１５）での走行速度が定速（例えば、１０ｍ／分、１００ｍ／分）になるように巻取ローラーの回転速度を調整して、巻取ローラーに巻き取り、そのときの張力変動をＵゲージ（１３）で測定し、繊維／編み針間の摩擦（ｇ）を計測する。
【００１６】
強度保持率：
ＪＩＳＬ−１０１３の方法にしたがって引張強度を測定する。強度保持率は、チーズ状で４５℃、５０％ＲＨの条件下で２４時間放置したポリウレタン弾性糸を無張力下でｎ−ヘキサンに浸漬し、超音波洗浄器を用いて油剤を除いた脱油剤糸を基準にした、同じ状態の糸の１カ月後の強度の保持率をいう。
【００１７】
紡糸原液の調製
数平均分子量１８００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ホルムアミド溶液を用いて鎖延長し、ポリマー濃度２０重量％のジメチルホルムアミド溶液を得た。３０℃での粘度は１６００センチポイズであった。
【００１８】
実施例１
得られたポリウレタン紡糸原液を２００℃のＮ₂気流中に吐出して乾式紡糸した。紡糸中の走行糸にポリエーテル変性シリコーン〔東レ・ダウコーニング社製、分岐タイプポリエーテル変性シリコーン「ＳＨ−８４１０」；ＰＯ（プロピレンオキサイド）／ＥＯ（エチレンオキサイド）＝５０／５０（重量比）、動粘度３００ｃｓｔ（２５℃）〕油剤をオイリングロールにより繊維に対して０.４重量％付与し、続いてジメチルポリシロキサン（粘度１０ｃｓｔ（２５℃））と鉱物油（６０秒）を重量比で１：１に混合した二次油剤をオイリングロールで繊維に対して２.５重量％付与した。油剤を付与した糸を毎分２００ｍの速度でボビンに巻き取り、１４０デニールポリウレタンモノフィラメントのチーズ（巻量５００ｇ）を得た。得られたチーズを４５℃、５０ＲＨの雰囲気中に２４時間放置して、評価に供した。評価結果を表１に示した。
【００１９】
実施例２
実施例１のポリエーテル変性シリコーンをアミノ変性シリコーン〔信越化学工業社製、分岐タイプアミノ変性シリコーン、「ＫＦ−８００２」；アミノ当量９０００、動粘度９０ｃｓｔ（２５℃）〕に代えた以外は実施例１と同様にしてポリウレタン弾性糸を紡糸し、巻き取った。
【００２０】
実施例３
実施例１のポリエーテル変性シリコーンをポリエーテル／アミノ複合変性シリコーン〔日本ユニカー社製、分岐タイプ、アミノ／ポリエーテル＝５／９５（重量比）、分子量３０００、アミノ当量５００〕に代えた以外は実施例１と同様にしてポリウレタン弾性糸を紡糸し、巻き取った。
【００２１】
実施例４
実施例３において、ポリエーテル／アミノ複合変性シリコーンの繊維に対する付与量を０.１重量％に代えた以外は実施例３と同様にしてポリウレタン弾性糸を紡糸し、巻き取った。
【００２２】
実施例５
実施例３において、ポリエーテル／アミノ複合変性シリコーンの繊維に対する付与量を１.０重量％に代えた以外は実施例３と同様にしてポリウレタン弾性糸を紡糸し、巻き取った。
【００２３】
比較例１
実施例１において、一次油剤のポリエーテル変性シリコーンを付与せず、二次油剤のみを付与した以外は、実施例１と同様にして弾性糸を紡糸し、巻き取った。
表１に示した評価結果からわかるように、比較例１の巻取り糸は解舒速度比が高く、解舒性が良くなかった。
【００２４】
比較例２
実施例２に使用したアミノ変性シリコーン５重量部と二次油剤９５重量部とを混合した油剤を、繊維に対して８重量％の付与量となるように１段で付与した。それ以外は実施例２と同様にしてポリウレタン弾性糸を紡糸し、巻き取った。
【００２５】
比較例３
ポリエーテルアルキル変性シリコーン〔末端ポリオキシアルキレン変性、粘度１０.７ｃｓｔ（３０℃）〕２重量部、鉱物油（動粘度１３ｃｓｔ（３０℃））１０重量部、ポリジメチルシロキサン〔動粘度１０ｃｓｔ（３０℃）〕３６重量部、ステアリン酸マグネシウム２重量部を配合した油剤を繊維に対して５重量％を１段で付与した以外は比較例１と同様にポリウレタン弾性糸を紡糸し、巻き取った。
【００２６】
比較例４
実施例１のポリエーテル変性シリコーンに代えてポリエーテルアミン〔末端アミノ変性；ＰＯ／ＥＯ＝５０／５０（重量）、分子量３０００〕の５０重量％水溶液を用いて、繊維に対し２重量％付与する以外、実施例１と同様にポリウレタン弾性糸を紡糸し、巻き取った。
表１からわかるように、この巻取り糸は１カ月後の解舒速度比が上昇し、また強度保持率が低下していた。
【００２７】
【表１】

【００２８】
【発明の効果】
本発明の紡糸方法によれば、紡糸中の油剤の飛散等がなく紡糸性が良好で、巻き取った後の巻き姿の崩れや綾落ちがなく、一方長期間保存後も解舒性が良好で強度保持率の高いポリウレタン弾性繊維を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】解舒速度比の測定方法を説明する模式図。
【図２】編成張力の測定方法を説明する模式図。
【符号の説明】
１：チーズ、２：巻取用紙管、
３、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、１３：Ｕゲージ、
１４：ローラー、１５：速度計、
１６：巻取りローラー。

Claims

弾性繊維を紡糸するに際し、分岐状ポリエーテル変性シリコーン、分岐状アミノ変性シリコーンおよび分岐状ポリエーテルとアミノ基による複合変性シリコーンの少なくとも１種からなる水溶性変性シリコーンを繊維に付与した後、シリコーンおよび／または鉱物油を４０重量％以上含む油剤を繊維に付与して巻き取ることを特徴とする弾性繊維の油剤付与方法。
水溶性変性シリコーンの繊維に対する付与量が０.０１〜５重量％、シリコーンおよび／または鉱物油を４０重量％以上含む油剤の繊維に対する付与量が１〜５重量％である請求項１記載の弾性繊維の油剤付与方法。
請求項１または２記載の方法で得られる弾性繊維。