JP6883892B1 - 弾性繊維用処理剤及び弾性繊維 - Google Patents
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- D06M15/19—Treating fibres, threads, yarns, fabrics, or fibrous goods made from such materials, with macromolecular compounds; Such treatment combined with mechanical treatment with synthetic macromolecular compounds
- D06M15/21—Macromolecular compounds obtained by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds
- D06M15/227—Macromolecular compounds obtained by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds of hydrocarbons, or reaction products thereof, e.g. afterhalogenated or sulfochlorinated
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- D06M15/37—Macromolecular compounds obtained otherwise than by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds
- D06M15/53—Polyethers
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- D06M15/643—Macromolecular compounds obtained otherwise than by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds containing silicon in the main chain
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Abstract
Description
本発明が解決しようとする課題は、摩擦変動を低減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。
M4:水素原子、アルカリ金属、アルカリ土類金属、アンモニウム、ホスホニウム、又は有機アミン塩。ただし、分子中にM4が2以上ある場合は、それらは互いに同一であっても異なっていてもよい。)
上記弾性繊維用処理剤において、前記アルキルリン酸エステル化合物は、前記リン酸エステルQ1と前記リン酸エステルQ3とを含み、前記リン酸エステルQ1、前記リン酸エステルQ2、前記リン酸エステルQ3、並びに、前記リン酸及びその塩に帰属されるP核NMR積分比率の合計を100%としたとき、前記リン酸エステルQ3に帰属されるP核NMR積分比率が5〜50%であることが好ましい。
上記弾性繊維用処理剤において、前記平滑剤、前記アルキルリン酸エステル化合物、及び前記ジアルキルスルホコハク酸塩の含有割合の合計を100質量部とすると、前記アルキルリン酸エステル化合物を0.05〜10質量部の割合で含むことが好ましい。
上記弾性繊維用処理剤において、前記高級アルコールが、ゲルベアルコールを含むものが好ましい。
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、平滑剤及び所定のアルキルリン酸エステル化合物を含み、さらにジアルキルスルホコハク酸塩及び高級アルコールを含むことが好ましい。
本実施形態の処理剤に供するアルキルリン酸エステル化合物は、下記の式(1)に示されるリン酸エステルQ1を含んでいる。
これらのリン酸エステルQ1は、一種類のリン酸エステルQ1を単独で使用してもよいし、又は二種以上のリン酸エステルQ1を適宜組み合わせて使用してもよい。
R2,R3:炭素数4〜24のアルキル基、又は炭素数4〜24のアルケニル基、
M3:水素原子、アルカリ金属、アルカリ土類金属、アンモニウム、ホスホニウム、又は有機アミン塩。)
これらのリン酸エステルQ2は、一種類のリン酸エステルQ2を単独で使用してもよいし、又は二種以上のリン酸エステルQ2を適宜組み合わせて使用してもよい。
M4:水素原子、アルカリ金属、アルカリ土類金属、アンモニウム、ホスホニウム、又は有機アミン塩。ただし、分子中にM4が2以上ある場合は、それらは互いに同一であっても異なっていてもよい。)
これらのリン酸エステルQ3は、一種類のリン酸エステルQ3を単独で使用してもよいし、又は二種以上のリン酸エステルQ3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されるリン酸エステル化合物は、上記式(1)〜式(3)におけるR1〜R5が、炭素数4〜24のアルキル基である。かかる構成により、本発明の効果をより向上させる。
Q1_P%:リン酸エステルQ1に帰属されるP核NMR積分比率、
Q1_P:リン酸エステルQ1に帰属されるP核NMR積分値、
Q2_P:リン酸エステルQ2に帰属されるP核NMR積分値、
Q3_P:リン酸エステルQ3に帰属されるP核NMR積分値、
リン酸_P:リン酸及びその塩に帰属されるP核NMR積分値。)
Q2_P%:リン酸エステルQ2に帰属されるP核NMR積分比率、
Q1_P:リン酸エステルQ1に帰属されるP核NMR積分値、
Q2_P:リン酸エステルQ2に帰属されるP核NMR積分値、
Q3_P:リン酸エステルQ3に帰属されるP核NMR積分値、
リン酸_P:リン酸及びその塩に帰属されるP核NMR積分値。)
Q3_P%:リン酸エステルQ3に帰属されるP核NMR積分比率、
Q1_P:リン酸エステルQ1に帰属されるP核NMR積分値、
Q2_P:リン酸エステルQ2に帰属されるP核NMR積分値、
Q3_P:リン酸エステルQ3に帰属されるP核NMR積分値、
リン酸_P:リン酸及びその塩に帰属されるP核NMR積分値。)
リン酸_P%:リン酸及びその塩に帰属されるP核NMR積分比率、
Q1_P:リン酸エステルQ1に帰属されるP核NMR積分値、
Q2_P:リン酸エステルQ2に帰属されるP核NMR積分値、
Q3_P:リン酸エステルQ3に帰属されるP核NMR積分値、
リン酸_P:リン酸及びその塩に帰属されるP核NMR積分値。)
本実施形態の処理剤に供されるアルキルリン酸エステル化合物は、リン酸エステルQ1とリン酸エステルQ3とを含み、リン酸エステルQ1、リン酸エステルQ2、リン酸エステルQ3、並びに、リン酸及びその塩に帰属されるP核NMR積分比率の合計を100%としたとき、リン酸エステルQ3に帰属されるP核NMR積分比率が5〜50%であることが好ましい。かかる数値範囲に規定されることにより、本発明の効果をより向上させる。
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以上が好ましく、6〜22がより好ましい。また、高級アルコールは、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。
本実施形態の処理剤は、前記平滑剤、前記アルキルリン酸エステル化合物、前記ジアルキルスルホコハク酸塩、及び前記高級アルコールの含有割合の合計を100質量部とすると、前記アルキルリン酸エステル化合物を0.05〜10質量部の割合で含むことが好ましい。かかる範囲に規定することにより、本発明の効果をより向上させる。
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。
(1)本実施形態の処理剤では、平滑剤及び所定のアルキルリン酸エステル化合物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摩擦変動を低減できる。それにより、加工時において走行糸とローラーとの擦過による張力、つまり摩擦の変動を低減することができるため、加工性を向上できる。例えば編物、織物等の製造時に斑を低減できる。
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。
各実施例、各比較例の処理剤に用いられるアルキルリン酸エステル化合物を、以下に示される方法により合成した。
原料アルコールとして2−エチルヘキサノールを使用し、撹拌下において五酸化二燐を仕込み、70±5℃で3時間反応させた。次いで、中和剤として水酸化マグネシウムで当量中和を行い、100℃で2時間減圧脱水して、アルキルリン酸エステル化合物(A−1)を合成した。
アルキルリン酸エステル化合物(A−1)の合成と同様に、表1に示される原料アルコール及び中和剤を用いて当量中和及び減圧脱水を行い、アルキルリン酸エステル化合物(A−2〜A−7)を合成した。
原料アルコールとして2−エチルヘキサノールを使用し、撹拌下において五酸化二燐を仕込み、70±5℃で3時間反応させ、アルキルリン酸エステル化合物(A−8)を合成した。
原料アルコールとして2−エチルヘキサノールを使用し、撹拌下において五酸化二燐とポリリン酸を仕込み、70±5℃で3時間反応させた。次いで、中和剤として水酸化マグネシウムで当量中和を行い、100℃で2時間減圧脱水して、アルキルリン酸エステル化合物(ra−1)を合成した。
原料アルコールとして2−デシルテトラデカノールを使用し、撹拌下において五酸化二燐を仕込み、70±5℃で1時間反応させ、アルキルリン酸エステル化合物(ra−2)を合成した。
上記のように合成された各アルキルリン酸エステル化合物に対してアルカリとしてラウリルアミンを過剰量で前処理した。この前処理により31P−NMRの測定において、リン酸エステルQ1、リン酸エステルQ2、リン酸エステルQ3、リン酸及びその塩に帰属されるピークを明瞭に分けることができる。そして、31P−NMRを用いてリン酸エステルQ1,Q2,Q3、リン酸及びその塩に帰属される各P核積分値を求めた。なお、P核積分比率は、31P−NMR(VALIAN社製の商品名MERCURY plus NMR Spectrometor System、300MHz)の測定値を用いた。尚、溶媒は、重クロロホルムを用いた。上述した数式(1)〜数式(4)に基づいて、リン酸エステルQ1,Q2,Q3、リン酸及びその塩に帰属される各P核積分比率(%)を求めた。アルキルリン酸エステル化合物のP核NMR測定によって求められたリン酸エステルQ1,Q2,Q3、並びにリン酸及びその塩の各P核積分比率(%)について、表1の「P核NMR測定」欄にそれぞれ示す。
各実施例、各比較例に用いた処理剤は、表1,2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。25℃における粘度が10cstであるジメチルシリコーン(D−1)48部(%)及び40℃におけるレッドウッド粘度計での粘度が60秒である鉱物油(D−2)48部(%)と、表1に示したアルキルリン酸エステル化合物(A−1)を2部(%)、ジラウリルスルホサクシネートナトリウム塩(B−1)を1部(%)、並びに2−ヘキシル−1−デカノール(C−1)を1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。
B−2:ジオクチルスルホサクシネートマグネシウム塩
C−1:2−ヘキシル−1−デカノール
C−2:2−(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
D−1:25℃における粘度が10cst(mm2/s)であるジメチルシリコーン
D−2:40℃におけるレッドウッド粘度計での粘度が60秒である鉱物油
D−3:イソトリデシルステアレート
試験区分3(弾性繊維の製造)
分子量1000のポリテトラメチレングリコールとジフェニルメタンジイソシアネートとから得たプレポリマーをジメチルホルムアミド溶液中にてエチレンジアミンにより鎖伸長反応させ、濃度30%の紡糸ドープを得た。この紡糸ドープを紡糸口金から加熱ガス流中において乾式紡糸した。そして、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より、乾式紡糸したポリウレタン系弾性繊維に、処理剤をローラーオイリング法でニート給油した。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、40デニールの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。
・漏洩抵抗の評価
得られた紡糸直後の乾式紡糸ポリウレタン系弾性繊維5gの電気抵抗値を、25℃×40%RHの雰囲気下で、電気抵抗測定器(東亜電波工業社製のSM−5E型)を用いて測定し、測定値を次の基準で評価した。
○(可):電気抵抗値1.0×108Ω以上且つ1.0×109Ω未満の場合
×(不良):電気抵抗値1.0×109Ω以上の場合
・綾落ち防止性の評価
得られた紡糸直後の乾式紡糸ポリウレタン系弾性繊維パッケージ(500g巻き)を送り出し20m/分、巻き取り40m/分で1000m巻き取った場合のパッケージの綾落ちによる断糸の回数を次の基準で評価した。
○(可):綾落ちによる断糸が1回以上且つ3回未満である場合
×(不良):綾落ちによる断糸が3回以上である場合
・摩擦変動の低減
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、試験区分3で得られた各パッケージ(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1秒毎に120分間測定した。この時の測定開始後1分〜2分の間での平均摩擦係数と測定開始後119分〜120分の間の平均摩擦係数の差を以下の数5により求め、以下の基準で評価した。
T2S:測定開始後1分〜2分の間でのT2張力の平均値
T1E:測定開始後119分〜120分の間でのT1張力の平均値
T2E:測定開始後119分〜120分の間でのT2張力の平均値
・摩擦変動の評価基準
◎(良好):摩擦係数の差が0.07未満の場合
○(可):摩擦係数の差が0.07以上且つ0.1未満の場合
×(不良):摩擦係数の差が0.1以上の場合
・解舒性の評価
片側に第1駆動ローラーとこれに常時接する第1遊離ローラーとで送り出し部を構成し、また反対側に第2駆動ローラーとこれに常時接する第2遊離ローラーとで巻き取り部を構成して、該送り出し部に対し該巻き取り部を水平方向で20cm離して設置した。第1駆動ローラーに、得られた紡糸直後の乾式紡糸ポリウレタン系弾性繊維のパッケージを装着し、糸巻の厚さが2mmになるまで解舒して、第2駆動ローラーに巻き取った。第1駆動ローラーからのポリウレタン系弾性繊維の送り出し速度を50m/分で固定する一方、第2駆動ローラーへのポリウレタン系弾性繊維の巻き取り速度を50m/分より徐々に上げて、ポリウレタン系弾性繊維をパッケージから強制解舒した。この強制解舒時において、送り出し部分と巻き取り部分との間でポリウレタン系弾性繊維の踊りがなくなる時点での巻き取り速度V(m/分)を測定した。下記式により解舒性(%)を求め、次の基準で評価した。
◎(良好):解舒性が120%未満の場合(全く問題なく、安定に解舒できる)
○(可):解舒性が120%以上且つ180%未満の場合(糸の引き出しにやや抵抗があるものの、糸切れの発生は無く、安定に解舒できる)
×(不良):解舒性が180%以上の場合(糸の引き出しに抵抗があり、糸切れもあって、操業に問題)
・スカムの評価
紡糸直後の乾式紡糸ポリウレタン系弾性繊維パッケージ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1500km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脱落及び蓄積状態を肉眼観察し、次の基準で評価した。
○(可):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場合
×(不可):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場合
表2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制電性、綾落ち防止性、解舒性を向上できる。また、摩擦変動及びスカムを低減できる。
Claims (11)
- 平滑剤とアルキルリン酸エステル化合物と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化合物が下記の式(1)に示されるリン酸エステルQ1と、下記の式(2)に示されるリン酸エステルQ2及び下記の式(3)に示されるリン酸エステルQ3から選ばれる少なくとも1つ以上とを含み、下記式(1)〜下記式(3)におけるM 1 〜M 4 の少なくとも1つが、アルカリ土類金属であり、アルカリ過中和前処理した際の前記アルキルリン酸エステル化合物のP核NMR測定において、前記リン酸エステルQ1、前記リン酸エステルQ2、前記リン酸エステルQ3、並びに、リン酸及びその塩に帰属されるP核NMR積分比率の合計を100%としたとき、前記リン酸エステルQ1に帰属されるP核NMR積分比率が15〜60%であることを特徴とする弾性繊維用処理剤。
R1:炭素数4〜24のアルキル基。
M1,M2:水素原子、アルカリ金属、アルカリ土類金属、アンモニウム、ホスホニウム、又は有機アミン塩。)
R2,R3:炭素数4〜24のアルキル基。
M3:水素原子、アルカリ金属、アルカリ土類金属、アンモニウム、ホスホニウム、又は有機アミン塩。)
R4,R5:炭素数4〜24のアルキル基。
n:2以上の整数。
M4:水素原子、アルカリ金属、アルカリ土類金属、アンモニウム、ホスホニウム、又は有機アミン塩。ただし、分子中にM4が2以上ある場合は、それらは互いに同一であっても異なっていてもよい。) - 前記アルキルリン酸エステル化合物は、前記リン酸エステルQ1と前記リン酸エステルQ3とを含み、前記リン酸エステルQ1、前記リン酸エステルQ2、前記リン酸エステルQ3、並びに、前記リン酸及びその塩に帰属されるP核NMR積分比率の合計を100%としたとき、前記リン酸エステルQ3に帰属されるP核NMR積分比率が5〜50%である請求項1に記載の弾性繊維用処理剤。
- 前記リン酸エステルQ1、前記リン酸エステルQ2、前記リン酸エステルQ3、並びに、前記リン酸及びその塩に帰属されるP核NMR積分比率の合計を100%としたとき、前記リン酸エステルQ1に帰属されるP核NMR積分比率が30〜55%である請求項1又は2に記載の弾性繊維用処理剤。
- 前記式(1)〜前記式(3)におけるM1〜M4の少なくとも1つが、アルカリ金属、アンモニウム、ホスホニウム、又は有機アミン塩である請求項1〜3のいずれか一項に記載の弾性繊維用処理剤。
- 前記平滑剤及び前記アルキルリン酸エステル化合物の含有割合の合計を100質量部とすると、前記アルキルリン酸エステル化合物を0.05〜10質量部の割合で含む、請求項1〜4のいずれか一項に記載の弾性繊維用処理剤。
- さらに、ジアルキルスルホコハク酸塩を含有する請求項1〜5のいずれか一項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化合物、及び前記ジアルキルスルホコハク酸塩の含有割合の合計を100質量部とすると、前記アルキルリン酸エステル化合物を0.05〜10質量部の割合で含む請求項6に記載の弾性繊維用処理剤。
- さらに、高級アルコールを含有する請求項1〜7のいずれか一項に記載の弾性繊維用処理剤。
- 前記高級アルコールが、ゲルベアルコールを含むものである請求項8に記載の弾性繊維用処理剤。
- さらに、高級アルコールを含有し、前記平滑剤、前記アルキルリン酸エステル化合物、前記ジアルキルスルホコハク酸塩、及び前記高級アルコールの含有割合の合計を100質量部とすると、前記アルキルリン酸エステル化合物を0.05〜10質量部の割合で含む請求項6又は7に記載の弾性繊維用処理剤。
- 請求項1〜10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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