JP6745553B1 - 弾性繊維用処理剤及び弾性繊維 - Google Patents
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Abstract
【課題】平滑性及び形状特性を向上できる弾性繊維用処理剤及びかかる弾性繊維用処理剤が付着している弾性繊維を提供する。【解決手段】本発明の弾性繊維用処理剤は、平滑剤及びアルキルリン酸エステルアミン塩を含有する弾性繊維用処理剤であって、前記アルキルリン酸エステルアミン塩が、ゲルベアルコールから水酸基を除いた残基を分子中に有するアルキルリン酸エステルアミン塩及びゲルベアルコールにアルキレンオキサイドを付加した化合物から水酸基を除いた残基を分子中に有するアルキルリン酸エステルアミン塩から選ばれる少なくとも１種を含むことを特徴とする。また、本発明の弾性繊維は、前記弾性繊維用処理剤が付着していることを特徴とする。【選択図】なし
Description
本発明は、平滑剤、所定のアルキルリン酸エステルアミン塩及びアルキルリン酸エステル金属塩を含有する弾性繊維用処理剤及び弾性繊維に関する。
例えばポリウレタン系弾性繊維等の弾性繊維は、他の合成繊維に比べて、繊維間の粘着性が強い。そのため、例えば弾性繊維を紡糸し、パッケージに巻き取った後、該パッケージから引き出して加工工程に供する際、パッケージから安定して解舒することが困難という問題があった。そのために、従来より弾性繊維の平滑性を向上させるため、シリコーン油等の平滑剤を含有する弾性繊維用処理剤が使用されることがある。
従来、特許文献１，２に開示される弾性繊維用処理剤が知られている。特許文献１は、シリコーン油、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、２族元素金属の二価カチオンの酸性リン酸エステル塩（Ｂ）とを含有するポリウレタン弾性繊維用処理剤について開示する。特許文献２は、平滑剤と有機リン酸エステル塩とを含有してなる弾性繊維用処理剤であって、該有機リン酸エステル塩が、有機リン酸エステルアルカリ金属塩及び有機リン酸エステルアルカリ土類金属塩を含む弾性繊維用処理剤について開示する。
しかし、これらの弾性繊維用処理剤は、弾性繊維に付与する平滑性及び形状特性が不十分であるという問題があった。
本発明が解決しようとする課題は、平滑性及び形状特性を向上できる弾性繊維用処理剤及びかかる弾性繊維用処理剤が付着している弾性繊維を提供する処にある。
本発明が解決しようとする課題は、平滑性及び形状特性を向上できる弾性繊維用処理剤及びかかる弾性繊維用処理剤が付着してい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るべく研究した結果、弾性繊維用処理剤において、平滑剤、特定のアルキルリン酸エステルアミン塩及びアルキルリン酸エステル金属塩を配合した構成が好適であることを見出した。
上記課題を解決するために、本発明の一態様の弾性繊維用処理剤では、平滑剤、アルキルリン酸エステルアミン塩、及びアルキルリン酸エステル金属塩を含有する弾性繊維用処理剤であって、前記アルキルリン酸エステルアミン塩が、ゲルベアルコールから水酸基を除いた残基を分子中に有するアルキルリン酸エステルアミン塩及びゲルベアルコールにアルキレンオキサイドを付加した化合物から水酸基を除いた残基を分子中に有するアルキルリン酸エステルアミン塩から選ばれる少なくとも１種を含み、前記アルキルリン酸エステル金属塩が、２級アルコールから水酸基を除いた残基を分子中に有するアルキルリン酸エステル金属塩及び２級アルコールにアルキレンオキサイドを付加した化合物から水酸基を除いた残基を分子中に有するアルキルリン酸エステル金属塩から選ばれる少なくとも１種を含むものであり、前記アルキルリン酸エステル金属塩に対する前記アルキルリン酸エステルアミン塩の質量比率が、前記アルキルリン酸エステルアミン塩／前記アルキルリン酸エステル金属塩＝０．２〜３．０であることを特徴とする。
上記課題を解決するために、本発明の一態様の弾性繊維用処理剤では、平滑剤、アルキルリン酸エステルアミン塩、及びアルキルリン酸エステル金属塩を含有する弾性繊維用処理剤であって、前記アルキルリン酸エステルアミン塩が、ゲルベアルコールから水酸基を除いた残基を分子中に有するアルキルリン酸エステルアミン塩及びゲルベアルコールにアルキレンオキサイドを付加した化合物から水酸基を除いた残基を分子中に有するアルキルリン酸エステルアミン塩から選ばれる少なくとも１種を含み、前記アルキルリン酸エステル金属塩が、２級アルコールから水酸基を除いた残基を分子中に有するアルキルリン酸エステル金属塩及び２級アルコールにアルキレンオキサイドを付加した化合物から水酸基を除いた残基を分子中に有するアルキルリン酸エステル金属塩から選ばれる少なくとも１種を含むものであり、前記アルキルリン酸エステル金属塩は、アルキルリン酸エステルアルカリ金属塩を含むものであることを特徴とする。
前記弾性繊維用処理剤において、さらに高級アルコール及び高級アルコールのアルキレンオキサイド付加物から選ばれる少なくとも１種を含有することが好ましい。
前記平滑剤、前記アルキルリン酸エステルアミン塩、前記アルキルリン酸エステル金属塩、並びに前記高級アルコール及び高級アルコールのアルキレンオキサイド付加物から選ばれる少なくとも１種の含有割合の合計を１００質量部とすると、前記高級アルコール及び高級アルコールのアルキレンオキサイド付加物から選ばれる少なくとも１種を０．３〜１０質量部の割合で含有することが好ましい。
前記平滑剤、前記アルキルリン酸エステルアミン塩、前記アルキルリン酸エステル金属塩、並びに前記高級アルコール及び高級アルコールのアルキレンオキサイド付加物から選ばれる少なくとも１種の含有割合の合計を１００質量部とすると、前記高級アルコール及び高級アルコールのアルキレンオキサイド付加物から選ばれる少なくとも１種を０．３〜１０質量部の割合で含有することが好ましい。
上記課題を解決するために、本発明の別の態様の弾性繊維では、前記弾性繊維用処理剤が付着していることを特徴とする。
本発明によれば、平滑性及び形状特性を向上できる。
（第１実施形態）
以下、本発明の弾性繊維用処理剤（以下、処理剤という）を具体化した第１実施形態を説明する。本実施形態の処理剤は、平滑剤、所定のアルキルリン酸エステルアミン塩及びアルキルリン酸エステル金属塩を含み、さらに高級アルコール及び高級アルコールのアルキレンオキサイド付加物から選ばれる少なくとも１種を含むことが好ましい。
以下、本発明の弾性繊維用処理剤（以下、処理剤という）を具体化した第１実施形態を説明する。本実施形態の処理剤は、平滑剤、所定のアルキルリン酸エステルアミン塩及びアルキルリン酸エステル金属塩を含み、さらに高級アルコール及び高級アルコールのアルキレンオキサイド付加物から選ばれる少なくとも１種を含むことが好ましい。
本実施形態の処理剤に供する平滑剤としては、例えばシリコーン油、鉱物油、ポリオレフィン、エステル油等が挙げられる。平滑剤は、ベース成分として処理剤に配合され、弾性繊維に平滑性を付与する。
シリコーン油の具体例としては、特に制限はないが、例えばジメチルシリコーン、フェニル変性シリコーン、アミノ変性シリコーン、アミド変性シリコーン、ポリエーテル変性シリコーン、アミノポリエーテル変性シリコーン、アルキル変性シリコーン、アルキルアラルキル変性シリコーン、アルキルポリエーテル変性シリコーン、エステル変性シリコーン、エポキシ変性シリコーン、カルビノール変性シリコーン、メルカプト変性シリコーン、ポリオキシアルキレン変性シリコーン等が挙げられる。これらのシリコーン油は、市販品を適宜採用することができる。
鉱物油としては、例えば芳香族系炭化水素、パラフィン系炭化水素、ナフテン系炭化水素等が挙げられる。より具体的には、例えばスピンドル油、流動パラフィン等が挙げられる。これらの鉱物油は、市販品を適宜採用することができる。
ポリオレフィンは、平滑成分として用いられるポリ−α−オレフィンが適用される。ポリオレフィンの具体例としては、例えば１−ブテン、１−ヘキセン、１−デセン等を重合して得られるポリ−α−オレフィン等が挙げられる。ポリ−α−オレフィンは、市販品を適宜採用することができる。
エステル油としては、特に制限はないが、脂肪酸とアルコールとから製造されるエステル油が挙げられる。エステル油としては、例えば後述する奇数又は偶数の炭化水素基を有する脂肪酸とアルコールとから製造されるエステル油が例示される。
エステル油の原料である脂肪酸は、その炭素数、分岐の有無、価数等について特に制限はなく、また、例えば高級脂肪酸であってもよく、環状のシクロ環を有する脂肪酸であってもよく、芳香族環を有する脂肪酸であってもよい。エステル油の原料であるアルコールは、その炭素数、分岐の有無、価数等について特に制限はなく、また、例えば高級アルコールであっても、環状のシクロ環を有するアルコールであっても、芳香族環を有するアルコールであってもよい。
エステル油の具体例としては、例えば（１）オクチルパルミテート、オレイルラウレート、オレイルオレート、イソテトラコシルオレート等の、脂肪族モノアルコールと脂肪族モノカルボン酸とのエステル化合物、（２）１，６−ヘキサンジオールジデカネート、グリセリントリオレート、トリメチロールプロパントリラウレート、ペンタエリスリトールテトラオクタネート等の、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化合物、（３）ジオレイルアゼレート、チオジプロピオン酸ジオレイル、チオジプロピオン酸ジイソセチル、チオジプロピオン酸ジイソステアリル等の、脂肪族モノアルコールと脂肪族多価カルボン酸とのエステル化合物、（４）ベンジルオレート、ベンジルラウレート等の、芳香族モノアルコールと脂肪族モノカルボン酸とのエステル化合物、（５）ビスフェノールＡジラウレート等の、芳香族多価アルコールと脂肪族モノカルボン酸との完全エステル化合物、（６）ビス２−エチルヘキシルフタレート、ジイソステアリルイソフタレート、トリオクチルトリメリテート等の、脂肪族モノアルコールと芳香族多価カルボン酸との完全エステル化合物、（７）ヤシ油、ナタネ油、ヒマワリ油、大豆油、ヒマシ油、ゴマ油、魚油及び牛脂等の天然油脂等が挙げられる。
これらの平滑剤は、一種類の平滑剤を単独で使用してもよいし、又は二種以上の平滑剤を適宜組み合わせて使用してもよい。
本実施形態の処理剤に供するアルキルリン酸エステルアミン塩としては、ゲルベアルコールから水酸基を除いた残基を分子中に有するアルキルリン酸エステルアミン塩及びゲルベアルコールにアルキレンオキサイドを付加した化合物から水酸基を除いた残基を分子中に有するアルキルリン酸エステルアミン塩から選ばれる少なくとも１種を含むものが用いられる。
本実施形態の処理剤に供するアルキルリン酸エステルアミン塩としては、ゲルベアルコールから水酸基を除いた残基を分子中に有するアルキルリン酸エステルアミン塩及びゲルベアルコールにアルキレンオキサイドを付加した化合物から水酸基を除いた残基を分子中に有するアルキルリン酸エステルアミン塩から選ばれる少なくとも１種を含むものが用いられる。
ゲルベアルコールとしては、特に限定されないが、炭素数６〜２２のゲルベアルコールが好ましく、具体例としては、例えば２−エチル−１−プロパノール、２−エチル−１−ブタノール、２−エチル−１−ヘキサノール、２−エチル−１−オクタノール、２−エチル−デカノール、２−ブチル−１−ヘキサノール、２−ブチル−１−オクタノール、２−ブチル−１−デカノール、２−ヘキシル−１−オクタノール、２−ヘキシル−１−デカノール、２−オクチル−１−デカノール、２−オクチル−１−ドデカノール、２−ヘキシル−１−オクタノール、２−ヘキシル−１−ドデカノール、２−（１，３，３−トリメチルブチル）−５，７，７−トリメチル−１−オクタノール、２−（４−メチルヘキシル）−８−メチル−１−デカノール、２−（１，５−ジメチルヘキシル）−５，９−ジメチル−１−デカノール等が挙げられる。これらは、ゲルベアルコールの酢酸エステル、エタン酸エステル等のゲルベアルコールの誘導体であってもよい。
アルキルリン酸エステルが、ゲルベアルコールとアルキレンオキサイドとがエーテル結合したポリオキシアルキレンアルキルエーテルと、リン酸とのエステル化合物である場合、ポリオキシアルキレンアルキルエーテルに供されるアルキレンオキサイドの具体例としては、例えばエチレンオキサイド、プロピレンオキサイド、ブチレンオキサイド等が挙げられる。アルキル基１モルに対するアルキレンオキサイドの付加モル数は、特に限定されないが、好ましくは１〜５０モル、より好ましくは１〜３０モル、さらに好ましくは１〜１０モルである。
リン酸は、オルトリン酸であってもよく、二リン酸等のポリリン酸であってもよいが、本発明の効果に優れる観点からオルトリン酸が好ましい。
アルキルリン酸エステルアミン塩を構成するアミンの具体例としては、例えば、（１）メチルアミン、ジメチルアミン、トリメチルアミン、エチルアミン、ジエチルアミン、トリエチルアミン、Ｎ−Ｎ−ジイソプロピルエチルアミン、ブチルアミン、ジブチルアミン、２−メチルブチルアミン、トリブチルアミン、オクチルアミン、ジメチルラウリルアミン等の脂肪族アミン、（２）アニリン、Ｎ−メチルベンジルアミン、ピリジン、モルホリン、ピペラジン、これらの誘導体等の芳香族アミン類又は複素環アミン、（３）モノエタノールアミン、Ｎ−メチルエタノールアミン、ジエタノールアミン、トリエタノールアミン、ブチルモノエタノールアミン、イソプロパノールアミン、ジイソプロパノールアミン、トリイソプロパノールアミン、ジブチルエタノールアミン、ブチルジエタノールアミン、オクチルジエタノールアミン、ラウリルジエタノールアミン等のアルカノールアミン、（４）Ｎ−メチルベンジルアミン等のアリールアミン、（５）ポリオキシエチレンラウリルアミノエーテル、ポリオキシエチレンステリルアミノエーテル等のポリオキシアルキレンアルキルアミノエーテル、（６）アンモニア等が挙げられる。
アルキルリン酸エステルアミン塩を構成するアミンの具体例としては、例えば、（１）メチルアミン、ジメチルアミン、トリメチルアミン、エチルアミン、ジエチルアミン、トリエチルアミン、Ｎ−Ｎ−ジイソプロピルエチルアミン、ブチルアミン、ジブチルアミン、２−メチルブチルアミン、トリブチルアミン、オクチルアミン、ジメチルラウリルアミン等の脂肪族アミン、（２）アニリン、Ｎ−メチルベンジルアミン、ピリジン、モルホリン、ピペラジン、これらの誘導体等の芳香族アミン類又は複素環アミン、（３）モノエタノールアミン、Ｎ−メチルエタノールアミン、ジエタノールアミン、トリエタノールアミン、ブチルモノエタノールアミン、イソプロパノールアミン、ジイソプロパノールアミン、トリイソプロパノールアミン、ジブチルエタノールアミン、ブチルジエタノールアミン、オクチルジエタノールアミン、ラウリルジエタノールアミン等のアルカノールアミン、（４）Ｎ−メチルベンジルアミン等のアリールアミン、（５）ポリオキシエチレンラウリルアミノエーテル、ポリオキシエチレンステリルアミノエーテル等のポリオキシアルキレンアルキルアミノエーテル、（６）アンモニア等が挙げられる。
これらのアルキルリン酸エステルアミン塩は、一種類のアルキルリン酸エステルアミン塩を単独で使用してもよいし、又は二種以上のアルキルリン酸エステルアミン塩を適宜組み合わせて使用してもよい。
処理剤は、所定のアルキルリン酸エステル金属塩を含む。アルキルリン酸エステル金属塩により、処理剤が付与された弾性繊維の静電性を向上させる。
アルキルリン酸エステル金属塩を構成するアルキル基は、直鎖状、分岐鎖を有するものが挙げられる。分岐鎖を有するアルキル基としては、α位が分岐したアルキル基、β位が分岐したアルキル基が挙げられる。アルキル基の炭素数は、特に限定されないが、例えば炭素数１〜３２が挙げられ、炭素数８〜３２がより好ましい。アルキル基の具体例としては、例えばメチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基、ヘプチル基、オクチル基、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、イコシル基、イソプロピル基、イソブチル基、イソペンチル基、イソヘキシル基、イソヘプチル基、イソオクチル基、イソデシル基、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、イソイコシル基等が挙げられる。
アルキルリン酸エステル金属塩を構成するアルキル基は、直鎖状、分岐鎖を有するものが挙げられる。分岐鎖を有するアルキル基としては、α位が分岐したアルキル基、β位が分岐したアルキル基が挙げられる。アルキル基の炭素数は、特に限定されないが、例えば炭素数１〜３２が挙げられ、炭素数８〜３２がより好ましい。アルキル基の具体例としては、例えばメチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基、ヘプチル基、オクチル基、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、イコシル基、イソプロピル基、イソブチル基、イソペンチル基、イソヘキシル基、イソヘプチル基、イソオクチル基、イソデシル基、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、イソイコシル基等が挙げられる。
また、１級又は２級アルコールから水酸基を除いた残基を分子中に有するアルキルリン酸エステル金属塩、及び１級又は２級アルコールにアルキレンオキサイドを付加した化合物から水酸基を除いた残基を分子中に有するアルキルリン酸エステル金属塩を含むものが挙げられる。
本発明においては、２級アルコールから水酸基を除いた残基を分子中に有するアルキルリン酸エステル金属塩、及び２級アルコールにアルキレンオキサイドを付加した化合物から水酸基を除いた残基を分子中に有するアルキルリン酸エステル金属塩を含むものが用いられる。かかるアルキルリン酸エステル金属塩を使用することにより、平滑性をより向上させる。
本発明においては、２級アルコールから水酸基を除いた残基を分子中に有するアルキルリン酸エステル金属塩、及び２級アルコールにアルキレンオキサイドを付加した化合物から水酸基を除いた残基を分子中に有するアルキルリン酸エステル金属塩を含むものが用いられる。かかるアルキルリン酸エステル金属塩を使用することにより、平滑性をより向上させる。
アルキレンオキサイドを付加した化合物が用いられる場合、アルキレンオキサイドの具体例としては、例えばエチレンオキサイド、プロピレンオキサイド、ブチレンオキサイド等が挙げられる。アルキル基１モルに対するアルキレンオキサイドの付加モル数は、特に限定されないが、好ましくは１〜５０モル、より好ましくは１〜３０モル、さらに好ましくは１〜１０モルである。
リン酸は、オルトリン酸であってもよく、二リン酸等のポリリン酸であってもよいが、本発明の効果に優れる観点からオルトリン酸が好ましい。
アルキルリン酸エステル金属塩を構成する金属としては、例えば、リチウム、ナトリウム、カリウム等のアルカリ金属塩、ベリリウム、マグネシウム、カルシウム、バリウム等のアルカリ土類金属塩、マンガン、ニッケル、亜鉛の２価の金属塩、アルミニウム、鉄、セリウム等の３価の金属塩等が挙げられる。これらの中で、処理剤が付与された弾性繊維の形状特性に優れる観点からアルキルリン酸エステルアルカリ金属塩を含むものが好ましい。
アルキルリン酸エステル金属塩を構成する金属としては、例えば、リチウム、ナトリウム、カリウム等のアルカリ金属塩、ベリリウム、マグネシウム、カルシウム、バリウム等のアルカリ土類金属塩、マンガン、ニッケル、亜鉛の２価の金属塩、アルミニウム、鉄、セリウム等の３価の金属塩等が挙げられる。これらの中で、処理剤が付与された弾性繊維の形状特性に優れる観点からアルキルリン酸エステルアルカリ金属塩を含むものが好ましい。
これらのアルキルリン酸エステル金属塩は、一種類のアルキルリン酸エステル金属塩を単独で使用してもよいし、又は二種以上のアルキルリン酸エステル金属塩を適宜組み合わせて使用してもよい。
処理剤において、前記アルキルリン酸エステル金属塩に対する前記アルキルリン酸エステルアミン塩の質量比率は、特に限定されないが、前記アルキルリン酸エステルアミン塩／前記アルキルリン酸エステル金属塩＝０．２〜３．０であることが好ましい。かかる比率が０．２以上であると制電性をより向上させる。かかる比率が３以下であるとスカムを低減できる。
処理剤は、高級アルコール及び高級アルコールのアルキレンオキサイド付加物から選ばれる少なくとも１種を含むことが好ましい。かかる高級アルコール等を配合することによりスカムを低減できる。
高級アルコールは、炭素数６以上の炭化水素基を有する１価のアルコールである。高級アルコールの炭素数は、６以上であり、好ましくは６〜２２である。また、高級アルコールは、分岐の有無、及び不飽和結合の有無について特に制限はなく、直鎖状又は分岐鎖状の炭化水素基を有するアルコールであってもよいし、環状のシクロ環を有するアルコールであってもよいし、芳香族環を有するアルコールであってもよい。分岐鎖状の炭化水素基を有するアルコールの場合、その分岐位置は特に制限されるものではなく、例えば、α位が分岐した炭素鎖であってもよいし、β位が分岐した炭素鎖であってもよい。
これらの中でも、高級アルコールは、炭素数６〜２２の分岐アルキル基を有するアルコールであることが好ましい。炭素数６〜２２の分岐アルキル基の具体例としては、例えば、イソヘキシル基、イソヘプチル基、イソオクチル基、イソデシル基、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、イソイコシル基が挙げられる。
高級アルコールの具体例としては、例えばステアリルアルコール、イソデカンアルコール、イソトリデシルアルコール、イソヘキサデシルアルコール、イソステアリルアルコール等が挙げられる。
アルキレンオキサイドを付加した化合物が用いられる場合、アルキレンオキサイドの具体例としては、例えばエチレンオキサイド、プロピレンオキサイド、ブチレンオキサイド等が挙げられる。アルキル基１モルに対するアルキレンオキサイドの付加モル数は、好ましくは１〜５０モル、より好ましくは１〜３０モル、さらに好ましくは１〜１０モルである。
これらの高級アルコールは、一種類の高級アルコールを単独で使用してもよいし、又は二種以上の高級アルコールを適宜組み合わせて使用してもよい。
上述した平滑剤、アルキルリン酸エステルアミン塩、アルキルリン酸エステル金属塩、並びに高級アルコール及び高級アルコールのアルキレンオキサイド付加物から選ばれる少なくとも１種の含有割合の合計を１００質量部とすると、高級アルコール及び高級アルコールのアルキレンオキサイド付加物から選ばれる少なくとも１種の含有割合は、特に限定されないが、０．３〜１０質量部の割合で含有することが好ましい。かかる配合量の範囲で使用することによりスカムを低減できる。
上述した平滑剤、アルキルリン酸エステルアミン塩、アルキルリン酸エステル金属塩、並びに高級アルコール及び高級アルコールのアルキレンオキサイド付加物から選ばれる少なくとも１種の含有割合の合計を１００質量部とすると、高級アルコール及び高級アルコールのアルキレンオキサイド付加物から選ばれる少なくとも１種の含有割合は、特に限定されないが、０．３〜１０質量部の割合で含有することが好ましい。かかる配合量の範囲で使用することによりスカムを低減できる。
（第２実施形態）
次に、本発明に係る弾性繊維を具体化した第２実施形態について説明する。本実施形態の弾性繊維は、第１実施形態の処理剤が付着している弾性繊維である。弾性繊維に対する第１実施形態の処理剤（溶媒を含まない）の付着量は、特に制限はないが、本発明の効果をより向上させる観点から０．１〜１０質量％の割合で付着していることが好ましい。
次に、本発明に係る弾性繊維を具体化した第２実施形態について説明する。本実施形態の弾性繊維は、第１実施形態の処理剤が付着している弾性繊維である。弾性繊維に対する第１実施形態の処理剤（溶媒を含まない）の付着量は、特に制限はないが、本発明の効果をより向上させる観点から０．１〜１０質量％の割合で付着していることが好ましい。
弾性繊維としては、特に制限はないが、例えば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。これらの中でもポリウレタン系弾性繊維が好ましい。かかる場合に本発明の効果の発現をより高くすることができる。
本実施形態の弾性繊維の製造方法は、第１実施形態の処理剤を弾性繊維に給油することにより得られる。処理剤の給油方法としては、希釈することなくニート給油法により、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が好ましい。付着方法としては、例えばローラー給油法、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。給油ローラーは、通常口金から巻き取りトラバースまでの間に位置することが一般的であり本実施形態の製造方法にも適用できる。これらの中でも延伸ローラーと延伸ローラーの間に位置する給油ローラーにて第１実施形態の処理剤を弾性繊維、例えばポリウレタン系弾性繊維に付着させることが効果の発現が顕著であるため好ましい。
本実施形態に適用される弾性繊維自体の製造方法は、特に限定されず、公知の方法で製造が可能である。例えば湿式紡糸法、溶融紡糸法、乾式紡糸法等が挙げられる。これらの中でも、弾性繊維の品質及び製造効率が優れる観点から乾式紡糸法が好ましく適用される。
本実施形態の処理剤及び弾性繊維の作用及び効果について説明する。
（１）本実施形態では、平滑剤を含有する処理剤において、所定のアルキルリン酸エステルアミン塩及びアルキルリン酸エステル金属塩を配合して構成した。したがって、処理剤が付与された弾性繊維の平滑性、特に繊維と金属ローラ間の平滑性を向上させる。また、形状特性、特にチーズ形状に巻き取った際、形状特性を向上させる。また、処理剤が付与された弾性繊維の制電性を向上させる。また、スカムを低減できる。
（１）本実施形態では、平滑剤を含有する処理剤において、所定のアルキルリン酸エステルアミン塩及びアルキルリン酸エステル金属塩を配合して構成した。したがって、処理剤が付与された弾性繊維の平滑性、特に繊維と金属ローラ間の平滑性を向上させる。また、形状特性、特にチーズ形状に巻き取った際、形状特性を向上させる。また、処理剤が付与された弾性繊維の制電性を向上させる。また、スカムを低減できる。
なお、上記実施形態は以下のように変更してもよい。上記実施形態及び以下の変更例は、技術的に矛盾しない範囲で互いに組み合わせて実施できる。
・上記実施形態の処理剤には、本発明の効果を阻害しない範囲内において、処理剤の品質保持のための安定化剤や制電剤として、つなぎ剤、酸化防止剤、紫外線吸収剤等の通常処理剤に用いられる成分をさらに配合してもよい。
・上記実施形態の処理剤には、本発明の効果を阻害しない範囲内において、処理剤の品質保持のための安定化剤や制電剤として、つなぎ剤、酸化防止剤、紫外線吸収剤等の通常処理剤に用いられる成分をさらに配合してもよい。
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）
各実施例、各比較例に用いた弾性繊維用処理剤は、表１〜４に示される各成分を使用し、下記調製方法により調製した。
各実施例、各比較例に用いた弾性繊維用処理剤は、表１〜４に示される各成分を使用し、下記調製方法により調製した。
表１は、処理剤に配合するアルキルリン酸エステルアミン塩及びアルキルリン酸エステル金属塩のアルキル基を構成することになるアルコール（Ａ−１）〜（Ａ−８）を示す。かかるアルコールの炭素数、名称、ゲルベアルコールに該当するか否かを、「炭素数」欄、「名称」欄、「ゲルベアルコールの該当性」欄にそれぞれ示す。
表２は、処理剤に配合するアルキルリン酸エステルアミン塩（Ｘ−１）〜（Ｘ−７）、（ｒｘ−１）、（ｒｘ−２）を示す。各アルキルリン酸エステルアミン塩のアルキル基を構成することになるアルコールの種類、アルキレンオキサイドの種類及び付加モル数、アミン塩の種類を、「アルコール」欄、「アルキレンオキサイド」欄、「アミン塩」欄にそれぞれ示す。
表３は、処理剤に配合するアルキルリン酸エステル金属塩（Ｙ−１）〜（Ｙ−８）を示す。各アルキルリン酸エステル金属塩のアルキル基を構成することになるアルコールの種類、アルキレンオキサイドの種類及び付加モル数、金属塩の種類を、「アルコール」欄、「アルキレンオキサイド」欄、「金属塩」欄にそれぞれ示す。
ジメチルシリコーン（Ｌ−１）４０部（％）及び鉱物油（Ｌ−２）５２部（％）と、表２に示した２−ヘキシル−１−デシルリン酸エステルのジブチルエタノールアミン塩（Ｘ−１）を３部（％）、表３に示した２級トリデシルリン酸エステルのカリウム塩（Ｙ−１）を２部（％）、並びにイソステアリルアルコール（Ｚ−１）を３部（％）とをよく混合して均一にすることで実施例１の処理剤を調製した。
弾性繊維用処理剤中における平滑剤、アルキルリン酸エステルアミン塩（Ｘ）、アルキルリン酸エステル金属塩（Ｙ）、及び高級アルコール又は高級アルコールのアルキレンオキサイド付加物（Ｚ）の各成分の種類、各成分の含有割合の合計を１００％とした場合における各成分の比率を、表４の「平滑剤」欄、「アルキルリン酸エステルアミン塩（Ｘ）」欄、「アルキルリン酸エステル金属塩（Ｙ）」欄、「高級アルコール又は高級アルコールのアルキレンオキサイド付加物（Ｚ）」欄にそれぞれ示す。また、アルキルリン酸エステル金属塩（Ｙ)に対するアルキルリン酸エステルアミン塩（Ｘ）の質量比率を、「（Ｘ）／（Ｙ）」欄に示す。
実施例２〜１０，１２，１３，１７、参考例１１，１４〜１６，１８〜２０、比較例１〜５は、実施例１と同様にして平滑剤、アルキルリン酸エステルアミン塩（Ｘ）、アルキルリン酸エステル金属塩（Ｙ）、及び高級アルコール又は高級アルコールのアルキレンオキサイド付加物（Ｚ）を、表４に示した割合で混合することで処理剤を調製した。
Ｌ−１：ジメチルシリコーン（１０ｍｍ２／ｓ、２５℃）
Ｌ−２：鉱物油（６０秒４０℃におけるレッドウッド粘度計での粘度が６０秒）
Ｌ−３：鉱物油（１００秒４０℃におけるレッドウッド粘度計での粘度が１００秒）
Ｘ−１：２−ヘキシル−１−デシルリン酸エステルのジブチルエタノールアミン塩
Ｘ−２：２−ヘキシル−１−デカノールのエチレンオキサイド（以下、単にＥＯという）５ｍｏｌ付加物のリン酸エステルのジブチルエタノールアミン塩
Ｘ−３：２−ヘキシル−１−デカノールのプロピレンオキサイド（以下、単にＰＯという）５ｍｏｌ付加物のリン酸エステルのジブチルエタノールアミン塩
Ｘ−４：２−（４−メチルヘキシル）−８−メチル−１−デシルリン酸エステルのトリエチルアミン塩
Ｘ−５：２−（４−メチルヘキシル）−８−メチル−１−デカノールのＥＯ１０ｍｏｌ付加物のリン酸エステルのブチルモノエタノールアミン塩
Ｘ−６：２−ブチル−１−ヘキシルリン酸エステルのトリエタノールアミン塩
Ｘ−７：２−オクチル−１−ドデシルリン酸エステルのジブチルエタノールアミン塩
ｒｘ−１：３，５，５−トリメチル−１−トリデシルリン酸エステルのジブチルエタノールアミン塩
ｒｘ−２：１級オクタデシルリン酸エステルのジブチルエタノールアミン塩
Ｙ−１：２級トリデシルリン酸エステルのカリウム塩
Ｙ−２：２級トリデシルアルコールのＥＯ５ｍｏｌ付加物のリン酸エステルのカリウム塩
Ｙ−３：２級トリデシルリン酸エステルのナトリウム塩
Ｙ−４：２級オクタデシルリン酸エステルのカリウム塩
Ｙ−５：２−ヘキシル−１−デシルリン酸エステルのカリウム塩
Ｙ−６：１級オクタデシルリン酸エステルのカリウム塩
Ｙ−７：２級トリデシルリン酸エステルのマグネシウム塩
Ｙ−８：１級オクタデシルリン酸エステルのマグネシウム塩
Ｚ−１：イソステアリルアルコール
Ｚ−２：イソトリデシルアルコールのＥＯ３モル付加物
試験区分２（弾性繊維の製造）
まず、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溶液（３５％）を重合しポリマー溶液（Ａ）とした。
Ｌ−２：鉱物油（６０秒４０℃におけるレッドウッド粘度計での粘度が６０秒）
Ｌ−３：鉱物油（１００秒４０℃におけるレッドウッド粘度計での粘度が１００秒）
Ｘ−１：２−ヘキシル−１−デシルリン酸エステルのジブチルエタノールアミン塩
Ｘ−２：２−ヘキシル−１−デカノールのエチレンオキサイド（以下、単にＥＯという）５ｍｏｌ付加物のリン酸エステルのジブチルエタノールアミン塩
Ｘ−３：２−ヘキシル−１−デカノールのプロピレンオキサイド（以下、単にＰＯという）５ｍｏｌ付加物のリン酸エステルのジブチルエタノールアミン塩
Ｘ−４：２−（４−メチルヘキシル）−８−メチル−１−デシルリン酸エステルのトリエチルアミン塩
Ｘ−５：２−（４−メチルヘキシル）−８−メチル−１−デカノールのＥＯ１０ｍｏｌ付加物のリン酸エステルのブチルモノエタノールアミン塩
Ｘ−６：２−ブチル−１−ヘキシルリン酸エステルのトリエタノールアミン塩
Ｘ−７：２−オクチル−１−ドデシルリン酸エステルのジブチルエタノールアミン塩
ｒｘ−１：３，５，５−トリメチル−１−トリデシルリン酸エステルのジブチルエタノールアミン塩
ｒｘ−２：１級オクタデシルリン酸エステルのジブチルエタノールアミン塩
Ｙ−１：２級トリデシルリン酸エステルのカリウム塩
Ｙ−２：２級トリデシルアルコールのＥＯ５ｍｏｌ付加物のリン酸エステルのカリウム塩
Ｙ−３：２級トリデシルリン酸エステルのナトリウム塩
Ｙ−４：２級オクタデシルリン酸エステルのカリウム塩
Ｙ−５：２−ヘキシル−１−デシルリン酸エステルのカリウム塩
Ｙ−６：１級オクタデシルリン酸エステルのカリウム塩
Ｙ−７：２級トリデシルリン酸エステルのマグネシウム塩
Ｙ−８：１級オクタデシルリン酸エステルのマグネシウム塩
Ｚ−１：イソステアリルアルコール
Ｚ−２：イソトリデシルアルコールのＥＯ３モル付加物
試験区分２（弾性繊維の製造）
まず、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溶液（３５％）を重合しポリマー溶液（Ａ）とした。
次に、酸化防止剤として、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させたポリウレタンとｐ−クレゾールとジビニルベンゼンの縮合重合体との２対１（質量比）の混合物を用い、この混合物のＮ，Ｎ−ジメチルアセトアミド溶液（３５％）を調製し、その他添加剤溶液（Ｂ）とした。
上記の溶液（Ａ）、（Ｂ）をそれぞれ９６％、４％の比率で均一に混合し、紡糸原液とした。
こうして得られた紡糸原液を用いて、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、４４ｄｔｅｘ／３ｆｉｌのマルチフィラメントのポリウレタン系弾性繊維を紡糸した。そして、その糸に対して巻き取り前の延伸ローラーと延伸ローラーの間に位置する給油ローラーから、各処理剤をニートの状態でローラー給油した。以上のようにローラー給油した弾性繊維を、巻き取り速度が６００ｍ／分で、長さ５８ｍｍの円筒状紙管に、巻き幅３８ｍｍ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、乾式紡糸ポリウレタン系弾性繊維のパッケージ５００ｇを得た。弾性繊維用処理剤の付着量の調節は、給油ローラーの回転数を調整することで何れも５％となるように行った。
こうして得られた紡糸原液を用いて、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、４４ｄｔｅｘ／３ｆｉｌのマルチフィラメントのポリウレタン系弾性繊維を紡糸した。そして、その糸に対して巻き取り前の延伸ローラーと延伸ローラーの間に位置する給油ローラーから、各処理剤をニートの状態でローラー給油した。以上のようにローラー給油した弾性繊維を、巻き取り速度が６００ｍ／分で、長さ５８ｍｍの円筒状紙管に、巻き幅３８ｍｍ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、乾式紡糸ポリウレタン系弾性繊維のパッケージ５００ｇを得た。弾性繊維用処理剤の付着量の調節は、給油ローラーの回転数を調整することで何れも５％となるように行った。
こうして得られた乾式紡糸ポリウレタン系弾性繊維のパッケージを用いて、弾性繊維のスカム、平滑性、制電性の他、弾性繊維をチーズ形状に巻き取った際、形状特性について評価した。結果を表４の「スカム」欄、「平滑性」欄、「形状特性」欄、「制電性」欄に示す。
試験区分３（弾性繊維用処理剤及び弾性繊維の評価）
・スカムの評価
糸パッケージ（５００ｇ巻き）捲糸体をミニチュア整経機に１０本仕立て、２５℃で６５％ＲＨの雰囲気下に糸速度３００ｍ／分で２００ｋｍ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蓄積状態を肉眼観察し、下記の基準で評価した。
・スカムの評価
糸パッケージ（５００ｇ巻き）捲糸体をミニチュア整経機に１０本仕立て、２５℃で６５％ＲＨの雰囲気下に糸速度３００ｍ／分で２００ｋｍ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蓄積状態を肉眼観察し、下記の基準で評価した。
◎：スカムの付着がほとんどなかった。
○：スカムがやや付着しているが、糸の安定走行に問題はなかった。
×：スカムの付着及び蓄積が多く、糸の安定走行に大きな問題があった。
○：スカムがやや付着しているが、糸の安定走行に問題はなかった。
×：スカムの付着及び蓄積が多く、糸の安定走行に大きな問題があった。
・平滑性の評価
摩擦測定メーター（エイコー測器社製、ＳＡＭＰＬＥＦＲＩＣＴＩＯＮＵＮＩＴ ＭＯＤＥＬ ＴＢ−１）を用い、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（５００ｇ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。２５℃で６０％ＲＨの条件下、入側で初期張力（Ｔ１）５ｇをかけ、１００ｍ／分の速度で走行させたときの出側の２次張力（Ｔ２）を０．１秒毎に１分間測定した。下記式から摩擦係数を求め、下記の基準で評価した。
摩擦測定メーター（エイコー測器社製、ＳＡＭＰＬＥＦＲＩＣＴＩＯＮＵＮＩＴ ＭＯＤＥＬ ＴＢ−１）を用い、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（５００ｇ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。２５℃で６０％ＲＨの条件下、入側で初期張力（Ｔ１）５ｇをかけ、１００ｍ／分の速度で走行させたときの出側の２次張力（Ｔ２）を０．１秒毎に１分間測定した。下記式から摩擦係数を求め、下記の基準で評価した。
○：摩擦係数が０．２２以上且つ０．３０未満。
×：摩擦係数が０．３０以上。
・制電性評価
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、糸パッケージ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、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。
×：摩擦係数が０．３０以上。
・制電性評価
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、糸パッケージ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、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５０ボルト未満（全く問題無く、安定に操業できる）。
○：発生電気が５０ボルト以上且つ１００ボルト未満（整経工程で若干の寄りつきがあるが、問題なく安定に操業できる）。
○：発生電気が５０ボルト以上且つ１００ボルト未満（整経工程で若干の寄りつきがあるが、問題なく安定に操業できる）。
×：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）。
・形状特性
糸パッケージ（５００ｇ巻き）について、捲き幅の最大値（Ｗｍａｘ）と最小幅（Ｗｍｉｎ）を計測し、双方の差（Ｗｍａｘ−Ｗｍｉｎ）からバルジを求め、下記の基準で評価した。
・形状特性
糸パッケージ（５００ｇ巻き）について、捲き幅の最大値（Ｗｍａｘ）と最小幅（Ｗｍｉｎ）を計測し、双方の差（Ｗｍａｘ−Ｗｍｉｎ）からバルジを求め、下記の基準で評価した。
◎：バルジが３ｍｍ未満。
○：バルジが３ｍｍ以上且つ６ｍｍ未満。
×：バルジが６ｍｍ以上。
○：バルジが３ｍｍ以上且つ６ｍｍ未満。
×：バルジが６ｍｍ以上。
表４の各比較例に対する各実施例の評価結果からも明らかなように、本発明の処理剤によると、処理剤が付与された弾性繊維の平滑性、形状特性、制電性を向上でき、スカムを低減できる。
Claims (5)
- 平滑剤、アルキルリン酸エステルアミン塩、及びアルキルリン酸エステル金属塩を含有する弾性繊維用処理剤であって、
前記アルキルリン酸エステルアミン塩が、ゲルベアルコールから水酸基を除いた残基を分子中に有するアルキルリン酸エステルアミン塩及びゲルベアルコールにアルキレンオキサイドを付加した化合物から水酸基を除いた残基を分子中に有するアルキルリン酸エステルアミン塩から選ばれる少なくとも１種を含み、
前記アルキルリン酸エステル金属塩が、２級アルコールから水酸基を除いた残基を分子中に有するアルキルリン酸エステル金属塩及び２級アルコールにアルキレンオキサイドを付加した化合物から水酸基を除いた残基を分子中に有するアルキルリン酸エステル金属塩から選ばれる少なくとも１種を含むものであり、
前記アルキルリン酸エステル金属塩に対する前記アルキルリン酸エステルアミン塩の質量比率が、前記アルキルリン酸エステルアミン塩／前記アルキルリン酸エステル金属塩＝０．２〜３．０であることを特徴とする弾性繊維用処理剤。 - 平滑剤、アルキルリン酸エステルアミン塩、及びアルキルリン酸エステル金属塩を含有する弾性繊維用処理剤であって、
前記アルキルリン酸エステルアミン塩が、ゲルベアルコールから水酸基を除いた残基を分子中に有するアルキルリン酸エステルアミン塩及びゲルベアルコールにアルキレンオキサイドを付加した化合物から水酸基を除いた残基を分子中に有するアルキルリン酸エステルアミン塩から選ばれる少なくとも１種を含み、
前記アルキルリン酸エステル金属塩が、２級アルコールから水酸基を除いた残基を分子中に有するアルキルリン酸エステル金属塩及び２級アルコールにアルキレンオキサイドを付加した化合物から水酸基を除いた残基を分子中に有するアルキルリン酸エステル金属塩から選ばれる少なくとも１種を含むものであり、
前記アルキルリン酸エステル金属塩が、アルキルリン酸エステルアルカリ金属塩を含むものであることを特徴とする弾性繊維用処理剤。 - さらに、高級アルコール及び高級アルコールのアルキレンオキサイド付加物から選ばれる少なくとも１種を含有する請求項１又は２に記載の弾性繊維用処理剤。
- 前記平滑剤、前記アルキルリン酸エステルアミン塩、前記アルキルリン酸エステル金属塩、並びに前記高級アルコール及び高級アルコールのアルキレンオキサイド付加物から選ばれる少なくとも１種の含有割合の合計を１００質量部とすると、前記高級アルコール及び高級アルコールのアルキレンオキサイド付加物から選ばれる少なくとも１種を０．３〜１０質量部の割合で含有する請求項３に記載の弾性繊維用処理剤。
- 請求項１〜４のいずれか一項に記載の弾性繊維用処理剤が付着していることを特徴とする弾性繊維。
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