JP4886629B2 - 弾性繊維用処理剤および弾性繊維 - Google Patents
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本発明は、解舒性、平滑性に優れ、さらには後加工工程における編み針の摩耗を低減する弾性繊維用処理剤および弾性繊維を提供すること目的とする。
また、成分(B1)と成分(B2)との重量比が、90/10〜99.99/0.01であることが好ましい。
高級脂肪酸の金属塩(B)が2価または3価の金属の塩であることが好ましい。
処理剤全体に占める水分の割合が50〜5000ppmであることが好ましく、高級脂肪酸の金属塩(B)全体に占める水分の割合が0.5〜4.0重量%であることが好ましい。
また本発明は、これらの処理剤が弾性繊維に対し、0.1〜15重量%付与されている弾性繊維、に関する。
エステル油の粘度としては、特に限定はないが、たとえば、30℃における粘度は30〜150秒が好ましく、40〜100秒がより好ましい。
成分(B2)の高級脂肪酸としては、例えば、ウンデカン酸、トリデカン酸、ペンタデカン酸、ヘプタデカン酸、ノナデカン酸等が挙げられ、その中でも、飽和脂肪酸が好ましく、その中でもウンデカン酸、トリデカン酸、ペンタデカン酸、ヘプタデカン酸、ノナデカン酸がより好ましい。
処理剤に含まれる高級脂肪酸の金属塩(B)の平均粒子径としては、0.01〜5μmが好ましく、0.1〜3μmがより好ましい。5μmより大きいと解舒性が充分でない場合があり、0.01μmより小さいと解舒性の効果が発揮されなくなる場合がある。
高級脂肪酸の金属塩(B)を製造する方法としては、高級脂肪酸と金属酸化物を直接反応させ、冷却、固化、粉砕の工程を経て、製造する乾式製造方法や、脂肪酸をカセイソーダなどで水の存在下、中和し、硫酸金属塩などで複分解反応をさせて、洗浄、脱水、乾燥工程を経て製造する湿式製造方法等がある。
平均粒子径が0.01〜5μmである高級脂肪酸の金属塩(B)を含む弾性繊維用処理剤は、既に平均粒子径0.01〜5μmに粉砕された高級脂肪酸の金属塩をベース成分に混合して製造してもよく、また、ベース成分に高級脂肪酸金属塩を混合し、縦型ビーズミル、横型ビーズミル、コロイドミル、ダイノーミル、サンドグラインダー等の従来公知の湿式粉砕機を用いて、平均粒子径が0.01〜5μmになるように粉砕して、製造してもよい。高級脂肪酸の金属塩の粉砕時には、従来公知の特開平10−259577号公報、特開2000−328459号公報などに記載の分散助剤を用いてもよい。
本発明の弾性繊維における弾性繊維用処理剤の付着割合は、付着させることによって得られる効果と経済性とのバランスから、0.1〜15重量%であり、好ましくは1〜10重量%である。
本発明の弾性繊維としては、PTMGやポリエステルジオールと有機ジイソシアネートを反応させ、次いで、1,4ブタンジオール、エチレンジアミン、プロピレンジアミン、ペンタンジアミンなどで鎖延長した、ポリウレタンあるいはポリウレタンウレアから構成されるものがある。たとえば、ポリウレタンウレア弾性繊維は、分子量1000〜3000のポリテトラメチレングリコール(PTMG)とジフェニルメタンジイソシアネート(MDI)とを用意し、PTMG/MDI=1/2〜1/1.5(モル比)でジメチルアセトアミドやジメチルホルムアミド等の溶媒中で反応させ、エチレンジアミン、プロパンジアミン等のジアミンで鎖延長して得られるポリウレタンウレアポリマーの20〜40%溶液を乾式紡糸で、紡糸速度400〜1200m/minで紡糸することにより製造できる。弾性繊維本体の適応繊度は特に制限はない。
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、巻き取り用紙管(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。この状態では走行糸条(5)に張力はほとんどかからないため、糸はチ―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。解舒速度比は式1によって求める。この値が小さいほど、解舒性がよいことを示す。
解舒速度比(%)=(巻取速度―解舒速度)/解舒速度×100 (式1)
図2において、チーズ(8)から縦取りした走行糸条(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)、巻き取りローラー(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)になるように巻き取りローラーの回転速度を調整して、巻き取りローラーに巻き取り、そのときの編成張力をUゲージ(13)で測定し、繊維/編み針間の摩擦(g)を計測する。走行糸条より1cmのところで春日式電位差測定装置(17)で発生静電気(kV)を測定する。
図2において、チーズ(8)から縦取りした走行糸条(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)、巻き取りローラー(16)に連結する。コンペンセーター(10)でUゲージ(13)での編成張力を10gに調整し、巻き取りローラー(16)の回転速度を調整して速度計(15)の走行速度を200m/分にして、24時間走行させる。走行後の編み針を電子顕微鏡写真で撮影し、筋の有無を確認する。試験に使用する編み針(12)として、100mlのビーカーにジエチルエーテルを入れて編み針(GROZ-BECKERT社製 KFPS46.58 G12)を浸漬させ、10分間超音波洗浄を行い、乾燥させた編み針を使用する。
解舒速度比測定機の解舒側にチーズをセットし、50m/分の周速で回転させ、チーズ上2cmのところにおいて、春日式電位差測定装置で、回転を始めて1時間後の発生静電気(kV)を測定する。
(強度・伸度)
JIS−1013に準じて測定した。
(粘度)
キャノンフェンスケ粘度計により30℃で測定した。
(平均粒子径)
HORIBA LA−910により測定した。
(水分量)
カールフィッシャー法により、サンプル量1gの水分量を測定した。
(処理剤A〜Hの調製)
表1に記載の高級脂肪酸の金属(Mg)塩Aを3.0重量%と、表2に記載の流動パラフィン60秒を7.0重量%と、ジメチルシリコーン10mm2/sを90重量%とを混合し、30〜40℃で1時間攪拌した。その混合液をビーズミルを用いて高級脂肪酸の金属塩の平均粒子径が0.65μmになるまで分散し、処理剤Aを得た。処理剤B〜Gについて、表1および表2の配合組成に変更し、表2の所定の平均粒子径になるまで分散する以外は、処理剤Aと同様の方法で作成した。処理剤Hについて、表2の配合組成に変更し、分散する工程を省略した以外は、処理剤Aと同様の方法で作成した。
なお、表1は、湿式法で製造された高級脂肪酸の金属塩A〜Eの混合比率、金属塩の種類および高級脂肪酸の金属塩に含まれる水分の割合を示しており、C14〜C19の記載は、これらの炭素数を有し、かつ飽和で直鎖の高級脂肪酸の金属塩を意味する。
数平均分子量2000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29%のジメチルホルムアミド溶液を得た。30℃での濃度は1500mPaSであった。このポリウレタン溶液に酸化チタンをポリウレタン固形分に対し0.2%添加し混合した。この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。紡糸中走行糸に表2に記載の処理剤(表中の配合量は重量部)をオイリングローラーにより繊維に対して6重量%付与した後、毎分550mの速度でボビンに巻き取り77dtexモノフィラメントチーズ(巻き量400g)を得た。得られたチーズを40℃、65%RHの雰囲気中に48時間放置して評価に供した。結果を表2に示す。
(処理剤I〜Pの調製)
表1に記載の高級脂肪酸の金属(Ca)塩Bを5.0重量%と、表2に記載の流動パラフィン60秒を15.0重量%と、ジメチルシリコーン5mm2/sを80重量%とを混合し、30〜40℃で1時間攪拌した。その混合液をビーズミルを用いて高級脂肪酸の金属塩Bの平均粒子径が0.72μmになるまで分散し、処理剤Iを得た。処理剤J〜Mについて、表1および表3の配合組成に変更する以外は、処理剤Iと同様の方法で作成した。処理剤N〜Pについて、表3の配合組成に変更し、分散する工程を省略した以外は、処理剤Iと同様の方法で作成した。
数平均分子量2000のポリテトラメチレングリコール100重量部と4,4'−ジフェニルメタンジイソシアネート25重量部を75℃で反応させ、N,N'−ジメチルアセトアミド250重量部を加え冷却しながら反応混合物を溶解させた。1,2−ジアミノプロパン5重量部をN,N'−ジメチルアセトアミド84重量部に溶解させたものを添加し、ジメチルシリコーン100mm2/sを0.5重量部と酸化チタン0.5重量部添加した。
この様にして得られたポリウレタン紡糸原液を4つの細孔を有する紡糸口金より205℃のN2気流中に吐出して乾式紡糸した。紡糸中走行糸に表3に記載の処理剤をオイリングローラーにより繊維に対して7重量%付与した後、毎分600mの速度でボビンに巻き取り、44dtexマルチフィラメントのチーズ(巻き量400g)を得た。得られたチーズを40℃、65%RHの雰囲気中に48時間放置して評価に供した。結果を表3に示す。
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
13 U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 (7)
- ベース成分(A)70〜99.98重量%と高級脂肪酸の金属塩(B)0.01〜10重量%とを含有し、30℃における粘度が3〜100mm2/sの弾性繊維用処理剤であって、
前記ベース成分(A)は、シリコーンオイル、鉱物油およびエステル油から選ばれる少なくとも1種であり、
前記高級脂肪酸の金属塩(B)は、炭素数が16の高級脂肪酸の金属塩および炭素数が18の高級脂肪酸の金属塩(B1)と、炭素数が11〜19の範囲内でかつ奇数の高級脂肪酸の金属塩を1種または2種以上(B2)とを含む混合物である、弾性繊維用処理剤。 - 前記成分(B1)と前記成分(B2)との重量比が90/10〜99.9/0.1である、請求項1に記載の弾性繊維用処理剤。
- 前記成分(B1)の炭素数16の高級脂肪酸の金属塩と炭素数18の高級脂肪酸の金属塩との重量比が5/95〜50/50である、請求項1または2に記載の弾性繊維用処理剤。
- 前記高級脂肪酸の金属塩(B)が2価または3価の金属の塩である、請求項1〜3のいずれかに記載の弾性繊維用処理剤。
- 前記処理剤全体に占める水分の割合が50〜5000ppmである、請求項1〜4のいずれかに記載の弾性繊維用処理剤。
- 前記高級脂肪酸の金属塩(B)全体に占める水分の割合が0.5〜4.0重量%である、請求項1〜5のいずれかに記載の弾性繊維用処理剤。
- 請求項1〜6のいずれかに記載の処理剤が弾性繊維に対し、0.1〜15重量%付与されている弾性繊維。
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