JP4115351B2 - 弾性繊維用油剤 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、弾性繊維用油剤に関する。特に、本発明は、ポリウレタン弾性繊維を含有するポリウレタン系弾性繊維材料又はポリウレタン系弾性繊維材料を含む複合繊維材料の脆化、染色不染の問題を解消する弾性繊維用油剤に関する。
【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、溶融紡糸法、乾式紡糸法、湿式紡糸法等があるが、いずれの方法でも繊維同士の膠着性が大きいため、紡糸油剤には膠着防止剤を配合している。また、帯電防止性付与や後工程での精練性の向上を目的に、ポリオキシアルキレンアルキルエーテルやリン酸エステルなどのエステル化合物を配合している。これらを配合した油剤の存在下で、ポリウレタン系弾性繊維材料又はポリウレタン系弾性繊維材料を含む複合繊維材料を高温熱処理すると、熱処理時における、共存している油剤、微量金属成分、不飽和脂肪酸などとの相互作用によって、ポリウレタン系弾性繊維が脆化し、糸切れや張力低下を起こすことや、複合されているポリエステル繊維、ナイロン繊維、アクリル繊維などの合成繊維、綿、羊毛などの天然繊維等の非弾性繊維に不染が起こるなどの染色異常により、繊維材料の強度低下や品質低下が起こることが知られている。不染の問題は非弾性繊維のみでも起こりうるが、ポリウレタン系弾性繊維が混在することで、不染が助長される傾向にある。従来、これらの脆化や不染についての防止策としては、脆化や不染の要因となる物質を精練工程などの染色前工程で取り除くことにより、その対策を講じているのが現状である。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、油剤処理後の繊維加工工程において、ポリウレタン系弾性繊維材料に対する脆化が少なく、複合している非弾性繊維に対する不染を防止することができる弾性繊維用油剤を提供することを目的とする。
【0004】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは、上記課題を解決するため鋭意検討を重ねた結果、ポリウレタン弾性繊維の製造時に用いる油剤に、特定のホスホン酸化合物又はその塩と、酸化防止剤とを含有させることにより、優れた脆化防止性、不染防止性が得られることを見い出し、この知見に基づき本発明を完成させた。
【0005】
すなわち、本発明は、下記式(1)〜(4)のホスホン酸化合物及びそれらの塩からなる群から選ばれる少なくとも1種と、酸化防止剤とを含有することを特徴とする弾性繊維用油剤を提供する。
【0006】
【化5】
【0007】
【化6】
【0008】
【化7】
【0009】
【化8】
【0010】
【発明の実施の形態】
本発明に用いられるホスホン酸化合物は、上記式(1)〜(4)のホスホン酸化合物から選ばれる少なくとも1種の化合物である。これらのホスホン酸化合物は合成により又は市販品として入手が可能であり、例えば、キレスト(キレスト(株))、フェリオックス(ライオン(株))、デイクエスト(ソルーシアジャパン社)などの商品名で市販されているものを用いることができる。
【0011】
また、本発明に用いるホスホン酸塩化合物は、上記式(1)〜(4)のホスホン酸化合物の塩であり、例えば、ナトリウム塩、カリウム塩、アンモニウム塩、有機アミン塩などが挙げられる。そして、これらの塩化合物としては、全ての酸基が中和された完全中和の塩化合物や、一部の酸基を残した部分中和の塩化合物が挙げられる。
【0012】
本発明においては、上記のホスホン酸化合物および部分中和の塩化合物が、脆化防止、不染防止の効果の点でより好ましい。
【0013】
本発明において、弾性繊維用油剤中の式(1)〜(4)のホスホン酸化合物又はホスホン酸塩化合物の含有量には特に制限はないが、弾性繊維用油剤中に0.005〜5質量%の量で含有するのが好ましく、特に0.05〜1質量%の量で含有するのが好ましい。含有量が0.005質量%未満であると脆化防止、不染防止効果が充分でなく、5質量%を超えると油剤中に分散させることが困難になるおそれがある。
【0014】
本発明に用いる酸化防止剤としては、例えば、フェノール系酸化防止剤、アミン系酸化防止剤、硫黄系酸化防止剤、リン系酸化防止剤、ラクトン系酸化防止剤などが挙げられ、これらの酸化防止剤は、1種を単独で又は2種以上を組み合わせて用いることができる。また、ヒンダードアミン系光安定剤(HALS)などの紫外線吸収剤を使用してもよい。
【0015】
本発明において、弾性繊維用油剤中の酸化防止剤の含有量には特に制限はないが、弾性繊維用油剤中に0.005〜5質量%の量で含有するのが好ましく、特に0.05〜1質量%含有するのが好ましい。含有量が0.005質量%であると脆化、不染防止効果が充分でなく、5質量%を超えると使用量に見合うだけの効果が得られず、不経済となることがある。
【0016】
本発明の弾性繊維用油剤は、上記のホスホン酸化合物及びそれらの塩から選ばれる少なくとも1種と、酸化防止剤とを、従来から用いられている通常の油剤に配合してなるものである。用いられる通常の油剤には特に制限はなく、その目的に応じて、鉱物油、ポリオルガノシロキサン、エステル化油などの潤滑成分、ステアリン酸マグネシウム、ステアリン酸カルシウムなどの金属石鹸やシリコーン樹脂等の膠着防止成分、ポリオキシアルキレンアルキルエーテル類などの精錬性向上剤、アルコール類、脂肪酸エステル類などのつなぎ剤、高級脂肪酸、高級脂肪族アミンなどの油性向上剤、リン酸エステル塩などの制電剤、防錆剤等が配合された油剤を用いることができる。
【0017】
本発明の弾性繊維用油剤を適用する材料は、ポリウレタン弾性繊維を含有するポリウレタン系弾性繊維材料又はポリウレタン系弾性繊維材料を含む複合繊維材料である。
【0018】
本発明に用いられるポリウレタン弾性繊維は、ポリウレタン重合体から紡糸することによって得られる。ここで、ポリウレタン重合体としては、ポリウレタン重合体、ポリウレタン−ウレア共重合体のいずれであってもよいし、ポリウレタン重合体とポリウレタン−ウレア重合体の混合物であってもよい。また、ポリウレタン弾性繊維は、ポリエーテル系ポリウレタン繊維とポリエステル系ポリウレタン繊維のいずれであってもよい。
【0019】
本発明に用いるポリウレタン系弾性繊維材料は、上記ポリウレタン弾性繊維をそのまま裸糸として用いてもよいし、又はポリエステル繊維、ナイロン繊維、アクリル繊維などの合成繊維及び綿、羊毛などの天然繊維等の従来より知られている繊維の1種以上により被覆されたものを用いてもよい。
【0020】
本発明に用いるポリウレタン系弾性繊維材料を含む複合繊維材料としては、上記のポリウレタン系弾性繊維材料と、ポリエステル繊維、ナイロン繊維、アクリル繊維などの合成繊維及び綿、羊毛などの天然繊維等の従来より知られている繊維の1種以上との混紡糸、複合糸、混繊糸、交編布帛、交織布帛、混合不織布などを挙げることができる。
【0021】
本発明の弾性繊維用油剤は、紡糸油剤、仮撚油剤、撚糸油剤、合糸油剤、編立油剤、アフターオイル、糊併用油剤、ノンサイジング油剤、緯糸用油剤、編機用潤滑剤(針油)などに用いることができる。
【0022】
本発明の弾性繊維用油剤をポリウレタン系弾性繊維材料又はポリウレタン系弾性繊維材料を含む複合繊維材料に付与する方法としては、噴霧法、ローラー表面接触法、給油ガイド法などの、従来より行われている公知の方法を用いることができる。
【0023】
また、ポリウレタン系弾性繊維材料又はポリウレタン系弾性繊維材料を含む複合繊維材料を製造する際に、針油などが布帛に付着することに起因して脆化や不染を生じる場合があるため、本発明の弾性繊維用油剤は、ポリウレタン系弾性繊維材料又はポリウレタン系弾性繊維材料を含む複合繊維材料に直接付与する油剤としてだけでなく、機械に使用する油剤としても用いることができる。
【0024】
本発明の弾性繊維用油剤をポリウレタン系弾性繊維材料又はポリウレタン系弾性繊維材料を含む複合繊維材料に付与する量は、従来から用いられている油剤の付与量と変わりはなく、油剤の使用目的に応じた量を使用すればよい。
【0025】
【実施例】
以下、実施例及び比較例を挙げて本発明を更に説明するが、本発明はこれらの実施例により何ら限定されるものではない。
【0026】
実施例、比較例の弾性繊維用油剤の評価は次の方法で行った。
【0027】
弾性繊維用油剤の評価方法
1.脆化防止性
試験布:ナイロン繊維/ポリエーテル系ポリウレタン繊維(90/10)の編物
試験方法:試験布に弾性繊維用油剤を1滴スポットし、190℃×60秒間加熱処理した後の、布の状態を目視により判定する。
【0028】
判定:1級(脆化が強い)〜5級(全く脆化無し)の5段階で評価した。
【0029】
2.不染防止性
試験布:ナイロン繊維/ポリエーテル系ポリウレタン繊維(90/10)
試験方法:各弾性繊維用油剤を用いて編み立てた編物(油剤付着量:3質量%)を、190℃×60秒間加熱処理した後、染色する。
【0030】
【0031】
判定:染色後の斑状態を目視により、1級(筋斑が強い)〜5級(筋斑が全く無し)の5段階で評価した。
【0032】
3.潤滑性
【0033】
4.摩擦特性
供試糸:75デシテックス−36フィラメントのポリエステルフィラメントを仮撚加工して使用(未給油糸:ブランク)
試験方法:アフターオイルとして、弾性繊維用油剤を供試糸に対して1質量%付与し、20℃、65%RHで調湿後、摩擦特性を測定する。
【0034】
1)糸−金属間動摩擦(F/Mμd)
東レエンジニアリング製YF−850にて測定。荷重T1(25g)をかけ、糸速度300m/分で摩擦体(梨地金属φ40mm、接触角180°)を通過後の糸張力T2(g)を測定し、次式により糸−金属間動摩擦係数(F/Mμd)を求める。
【0035】
F/Mμd=1/π×ln(T2/T1)
2)糸−糸間動摩擦(F/F)
糸と糸との間に起こる動摩擦を東レエンジニアリング製YF−850にて測定。荷重T1(25g)をかけ、糸を720°ねじり、糸速度300m/分で糸張力T2(g)を測定し、次式により糸−糸間動摩擦(F/F)を求める。
【0036】
F/F=T2/T1
3)糸−糸間静摩擦(F/Fμs)
糸と糸との間に起こる静摩擦をデュポン式静摩擦測定器にて測定。試料筒に巻いた糸と接触角θ=πで垂らした糸に重りT1(6g)を付け、試料筒を回転させた時の抵抗T2(g)を測定し、次式により糸−糸間静摩擦係数(F/Fμs)を求める。
【0037】
F/Fμs=1/π×ln(T2/T1)
試料筒:50mmφ×76.2mm
回転速度:0.0016cm/秒
4)解舒張力:東レエンジニアリング製パッケージアナライザーにて測定。
【0038】
引き出し速度:1500m/分
5.耐熱変色性
試験布:ポリエステル繊維/ポリエーテル系ポリウレタン繊維(90/10)の編物に、弾性繊維用油剤を2滴スポットし、1夜間放置の後に190℃の乾燥機にて1分間加熱処理する。
【0039】
判定:加熱処理後の試験布の状態を目視にて観察し、1級(スポット部が変色[濃色等])〜5級(全く変色無し)の5段階で評価した。
【0040】
6.耐光変色性
試験布:ポリエステル繊維/ポリエーテル系ポリウレタン繊維(90/10)の編物に、弾性繊維用油剤を2滴スポットし、1夜間放置の後にフェード・オ・メーターにて63℃で20時間処理する。
【0041】
判定:処理後の試験布の状態を目視にて観察し、1級(スポット部が変色[濃色等])〜5級(全く変色無し)の5段階で評価した。
【0042】
実施例1
鉱物油954g、ポリオキシエチレン(5モル)ラウリルエーテル20g、ポリオキシエチレン(3モル)ラウリルホスフェートカリウム塩10g、ポリオキシエチレン(3モル)ラウリルラウレート10g、前記式(1)のホスホン酸化合物3g、酸化防止剤(2,6−ジ−t−ブチル−4−メチルフェノール)3gを混合、均一として、弾性繊維用油剤を得た。
【0043】
実施例2
鉱物油954g、ポリオキシエチレン(5モル)ラウリルエーテル20g、ポリオキシエチレン(3モル)ラウリルホスフェートカリウム塩10g、ポリオキシエチレン(3モル)ラウリルラウレート10g、前記式(2)のホスホン酸化合物3g、酸化防止剤(1,3,5−トリス[(4−tert−ブチル−3−ヒドロキシ−2,6−キシリル)メチル]−1,3,5−トリアジン−2,4,6(1H,3H,5H)−トリオン)3gを混合、均一として、弾性繊維用油剤を得た。
【0044】
実施例3
鉱物油954g、ポリオキシエチレン(5モル)ラウリルエーテル20g、ポリオキシエチレン(3モル)ラウリルホスフェートカリウム塩10g、ポリオキシエチレン(3モル)ラウリルラウレート10g、前記式(3)のホスホン酸化合物のトリエタノールアミン塩(中和率50%)3g、酸化防止剤(サイクリックネオペンタンテトライルビス(2,4−ジ−t−ブチルフェニル)ホスファイト)3gを混合、均一として、弾性繊維用油剤を得た。
【0045】
実施例4
鉱物油954g、ポリオキシエチレン(5モル)ラウリルエーテル20g、ポリオキシエチレン(3モル)ラウリルホスフェートカリウム塩10g、ポリオキシエチレン(3モル)ラウリルラウレート10g、前記式(4)のホスホン酸化合物のナトリウム塩(中和率70%)3g、酸化防止剤(2,6−ジ−t−ブチル−4−メチルフェノール)3gを混合、均一として、弾性繊維用油剤を得た。
【0046】
比較例1
鉱物油960g、ポリオキシエチレン(5モル)ラウリルエーテル20g、ポリオキシエチレン(3モル)ラウリルホスフェートカリウム塩10g、ポリオキシエチレン(3モル)ラウリルラウレート10gを混合、均一として、弾性繊維用油剤を得た。
【0047】
比較例2
鉱物油957g、ポリオキシエチレン(5モル)ラウリルエーテル20g、ポリオキシエチレン(3モル)ラウリルホスフェートカリウム塩10g、ポリオキシエチレン(3モル)ラウリルラウレート10g、酸化防止剤(2,6−t−ブチル−4−エチルフェノール)3gを混合、均一として、弾性繊維用油剤を得た。
【0048】
実施例1〜4及び比較例1、2の弾性繊維用油剤の評価結果を表1に示す。
【0049】
【表1】
【0050】
本発明の弾性繊維用油剤を用いた実施例1〜4では、脆化防止性、不染防止性に優れることが解る。
【0051】
【発明の効果】
本発明の弾性繊維用油剤を用いて製造されたポリウレタン系弾性繊維材料又はポリウレタン系弾性繊維材料を含む複合繊維材料においては、脆化、不染の問題が効果的に防止できるので、これらの繊維材料の品質向上を達成することができる。
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