JPH01282387A - ポリウレタン弾性糸の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は溶融紡糸法によるポリウレタン弾性糸の製造方
法に関するものである。更に詳しくは、ポリウレタン弾
性糸の溶融紡糸時に紡出ボビン上で糸間の膠着を防止し
後次加工工程での糸の解舒性を良好にするための方法に
関するものである。

（従来の技術） ポリウレタン弾性糸を得る方法としては、従来から溶融
紡糸法、乾式紡糸法、湿式紡糸法等が一般に行なわれて
いるが、いずれの方法においても紡出時に繊維を擾取っ
た際、繊維同志が膠着し、そのため後次工程でボビンか
ら糸を解舒して引出す時膠着の抵抗のため糸の引出しが
困難で糸切れが起こり順調な操業が出来ない状態が発生
ずる。

この膠着を防止する方法は従来から多くの提案がなされ
ている。例えば古くはタルク、シリカコロイダルアルミ
ナ等の固体微粒子を水性又は油性スラリーとして繊維に
付与する方法が実施された。

この方法は固体粒子を水又は油に均一に分散維持する事
が困デ、ｔであるため、糸の均一な膠着防止が難かしく
、ボビン糸の解舒時に張力斑が大きく解計時の糸切れが
多かったり、後次工程において糸と接触するガイドの固
体粒子による摩耗等の欠点があった。他としては高級脂
肪酸の金属塩粉末を水あるいは鉱物油中心の油剤に分散
させる方法（特公昭４１−２８６号公報、特公昭４０−
５５５７号公報）高級脂肪族カルボン酸、高級脂肪族ア
ルコール、パラフィン、ポリエステル等の常温固体ワッ
クスを鉱物油中心の油剤に分散させる方法（特公昭４３
−２７２号公報、特公昭４３−９９５５号、特公昭４４
−８９０７号公報）、常温液状物質としてはポリアルキ
レンオキサイド変性のシリコンオイルを膠着防止剤に使
用する方法（特公昭４５−４０７１９号公報、特開昭４
８−１９８９３号公報、特開昭５７−１２８２７０号公
報）、環状アミンシロキサンをジメチルシロキサンに溶
解して使用する方法（特公昭３９−２４８５８）等々の
数多くの方法が提案されているが膠着防止に関し十分に
満足のゆく方法とは言い難い。

ポリウレタン弾性糸の紡糸におけるボビンの膠着はポリ
ウレタンのゴム状性質から起る粘着によるものだｔすで
なり一般的には自若作用といわれ、糸表面に発生する活
性イソシアネート基による糸間の表面化学反応による膠
着が起る事が知られている。この自若作用は紡糸時の新
生ポリマー表面に存在する活性イソシアネート基の多少
により大きく変り、活性イソシアネ−１４が多い程糸表
面の化学反応が進み強固な膠着を形成する。極端な場合
は紡出後解舒可能なボビンでも数月間経過後には糸間の
自若作用が進み解舒不能な状態にまで達する事がある。

特にこの現象は溶融紡糸によりポリウレタン弾性繊維を
製造する際に顕著にあられれ、特に架橋用両末端活性イ
ソシアネートプレポリマーを混合して紡糸する方法にお
いては特にその傾向が顕著であり、上述の各膠着防止剤
の使用だけでは十分に膠着を防止する事が出来ない。

一方活性イソシアネート基の化学結果による膠着を防止
する方法としては既にモノアミンを溶解した鉱物油を紡
糸時に付与し、アミンの活性水素によりイソシアネート
基を失活させる方法（特公昭４６−１６３１２号公報）
ジアミンを配合した油剤（特開昭５８−１３２１７０号
公報）が提案されている。この方法は活性イソシアネー
ト基の失活には有効な方法であるが、ポリウレタンのゴ
ム状性質からくる粘着による膠着を防止する離型効果は
まったく期待できず、溶融紡糸時にポリマー自体の粘度
が低くかったり低粘度プレポリマーを混合紡糸するため
溶融時のポリマー粘度が下がり紡糸時にボビンに）奇数
った瞬間においてフィラメントがまだ柔らかい場合には
このイソシアネート失活用物質の併用だけでは紡出直後
に充分な膠着防止性を得る事は出来ない。

この様に膠着防止剤は各種の物質が提案されいるが、紡
糸直後の離型効果と活性イソシアネート（本発明が解決
しようとする問題点） 本発明は、溶融紡糸法、特に両末端にイソシアネート基
を有するプレポリマーを紡糸時に混合してポリウレタン
弾性糸を製造するに際し紡出時のボビン拷崩れ、紡糸後
の経時膠着上界、後次工程の捲返ボビンの捲崩れ（絞落
ち）を防止し、紡糸から後工程において順調な操業性を
堤供しようとするものである。

（問題点を解決するための手段） すなわち本発明のポリウレタン弾性糸の製造方法は、熔
融紡糸時にポリイソシアネートプレポリマーを架橋剤と
して混練してポリウレタン弾性糸を製造するに際し、鉱
物油及び／又は直鎖状ポリオルガノシロキサンに環状構
造を有するポリオルガノシロキサン及び一般式 （Ｒｔ、Ｒｔは炭素数１〜５のアルキル基、Ｘは炭素数
Ｏ〜５のアルキル基又はＲ，、−０−Ｒ４でＲ２、Ｒ，
は炭素数１〜４のアルキレン基を表わす）で示されるジ
アミンの少なくとも一種を配合せしめてなる配合ミ由を
ポリウレタン糸に付与した後、）奇数る事を特徴とする
ものである。

本発明に使用する膠着防止剤である環状構造を有するポ
リオルガノシロキサンは従来の技術の項で述べた如く、
乾式及び湿式紡糸等の膠着が小さいウレタン糸について
は膠着防止剤として有用であるが本発明の溶融紡糸法で
は経時膠着防止能がまったくなく実際の後次工程では膠
着による糸切れがなく実用は困難であった。この環状ポ
リオルガノシロキサンに経時膠着防止能を付与するため
の種々の活性水素を有する化合物についてその効果を検
証した結果ジアミン化合物を併用する事で紡糸直後の膠
着が適度で紡糸時の捲崩れが起らず、かつ経時による膠
着上昇が起らず環状シリコン単独では困難であった経時
後の解舒が可能となり、更には繊維間摩擦力が高く捲返
ボビンの綾落ち、崩れが少ない事などが判明した。本発
明は環状構造を有するポリオルガノシロキサン又はジア
ミン化合物単独では実用工種々の問題があり使用出来な
かったものを、両者を適度に配合する事で使用可能とし
たものである。本発明に使用する鉱物油は任意の組成の
ものを使用できるが、糸への均一付着性を達成するため
又紡出時の油剤の粘性抵抗による糸のローラーへの擾付
き等による糸切れを防止するためには粘度は５　ｃ　ｓ
　ｔ　／　３　Ｑ℃〜５゜ｃ　ｓ　ｔ　／　３０°Ｃが
好ましい。

本発明に使用する直鎖状ポリオルガノシロキサンとして
はジメチルポリシロキサン、メチルフェニルポリシロキ
サン等を用いる事が出来る。又膠着防止性を当成分で向
上させる必要がある場合には離型効果が強い長鎖アルキ
ル変性シリコンを使用する事が出来るが、いずれも均−
付着性及び膠着防止斑の減少からは低粘度の方が良＜５
ｃｓｔ／３０℃〜５０　ｃ　ｓ　ｔ　／　３０℃のもの
が好適である。

上記のｔＩ２．′ＪｊｙＪ油と直鎖状ポリオルガノシロ
キサンは併用する環状構造を有するポリオルガノシロキ
サン及びジアミンの溶解性に応じ、適宜配合して使用す
る事が出来る。鉱物油と直鎖状ポリオルガノシロキサン
のみの配合では溶解する事が出来ない時には適当な他の
成分を配合する事が出来る。

例えばｉｏｍｉ％未溝の脂肪酸エステル、高級アルコー
ル等を配合してもよい。

本発明に使用する環状構造を存するポリオルガノシロキ
サンは従来の技術の項の公知方法（公告特許３９−２４
８５８）により製造され、アルキルジハロゲン化ンロキ
サン又はアルキルトリハロゲン化シロキサンを加水分解
し更に縮合して得られる。当化合物の分子構造について
は明らかでなく優れた膠着防止性を存する理由は分らな
いが、環状のかさ高構造が糸表面の密着性を阻害し離型
効果を出しているためか、環状構造を有するポリオルガ
ノシロキサンが良好な濡れ特性を有し、糸への均一付着
性が向上して膠着防止性が上ったためと考えられる。

環状構造を有するポリオルガノシロキサンは高粘度のも
の程、膠着防止性が良好であるが、鉱物油及び／又は直
鎖状ポリオルガノシロキサンと配合した場合高粘度とな
り、油剤の糸への付与時に粘性による障害が発生しない
程度に１００００〜２００００　ｃ　ｓ　ｔ　／　３０
°Ｃの粘度を有するものが使用され更に好ましくは１２
０００〜１５０００ｃ　ｓ　ｔ　／　３０℃のものが好
適である。

環状構造を有するポリオルガノシロキサンの配合間はポ
リウレタン弾性糸の膠着性に従って適宜決定されるが、
本発明のポリウレタン弾性糸では１％〜ｌＯ％好ましく
は３％〜５％の時に適度な膠着が得られ、好適である。

１％以下では膠着防止性が不十分であり１０％以上では
紡出時のボビン上において糸／糸間の膠着による接着が
少なすぎるため捲姿を保持できず小さな外力で崩れを発
生し易く好ましくない。

本発明に使用する下記の一般式（１）で示されるジアミ
ンとは糸表面に発生する活性Ｎ　Ｇ　Ｏ２，ｔの失活に
有効に作用し、経時後のポリマーの自着作用による膠着
上昇を防止するために必須の成分である （Ｒ＋　、Ｒｚ　は炭素数１〜５のアルキル基、Ｘは炭
素数Ｏ〜５のアルキレン基又はＲ３０−Ｒ４でＲ３，Ｒ
４は炭素数１〜４のアルキレン基を表わす）。ジアミン
としてはジメチルアミノエチルアミン、ジメチルアミノ
プロピルアミン、ジエチルアミノエチルアミン１　ジエ
チルアミノプロビルアミン、ジブチルアミン、ジブチル
アミノエチルアミン、ジブデルアミノプロビルアミン、
ジメチルアミノエトキシプロピルアミン等があげられる
。

この中でジブチルアミン、ジメチルアミノプロピルアミ
ン３　ジブチルアミノプロビルアミンは安価ら であり、油剤価格ダウンの点かで使用しやすい。

該ジアミンの配合量は糸表面のＮＧＯ基量の多少により
変り経時膠着上昇が起らない量を併用する必要があるが
、溶融紡糸法ウレタン弾性糸の製造においては油剤全体
の少なくとも０．１重量％好ましいとアミンの臭気によ
り紡糸室雰囲気が悪化して、特別な防臭装置又は対策を
ほどこさない限りは使用できない。

又ジアミンの配合において特筆される特性は、環状シリ
コン単独使用では紡出直後の膠着防止性が良ずぎて１壱
崩れが発生し問題のある組成でも、ジアミンを配合する
事により紡糸直後の膠着が上り捲崩れが解消し、加工、
経時の膠着上昇も抑えるという極めて存利な特性がある
。

本発明の油剤をポリウレタン弾性繊維に付着させる方法
としては通常の方法を用いることができる０例えば紡糸
口金から吐出されたフィラメントが捲取られるまでの間
にオイリングローラに接触させる方法、又は計量吐出ノ
ズルで糸に給油する方法が用いられる。

本発明の油剤をフィラメントに対し通常３〜１５重量％
、好ましくは５〜１０重量％を付着させる事により、紡
出直後は適度な膠着を有し紡出ボビンの１６崩れを防止
し、又経時後の膠着上昇が起らず後次加工工程でのＩを
返し、カバリング、整径１編立等の操業を円滑に実施す
ることができる。

以下実施例により本発明の詳細な説明する。

解舒張力・・・ボビンを１ｍ／ｍｉｎの糸速で解舒した
時の、糸をボビン表面からひき はがすに要する張力を言い（第１図 参照） 本方法では糸長５ｍ当り削の最高張 力２０点の平均張力を解舒張力とす る。

この値が小さい程、膠着防止性に優 れている事を表わす。

Ｏ−ラ 紡糸捲崩れ・・・紡糸フリクシジンに；→−とボビン間
の接圧５００ｇで８０ｍｍ巾 ボビンを綾角５°→で捲取った時の ５００ｍ／ｍ１ｎｘｌｏ時間後の 捲形状を肉眼で観察し良否を判定 する。

以下、本発明の好適な実施態様を記す。

（イ）　直鎖状ポリオルガノシロキサンがジメチル及び
／又はメチルフェニルシリコンである特許請求の範囲第
１項記載の製造方法。

（ロ）　環状構造を存するポリオルガノシロキサンがア
ルキルジハロゲン化シロキサン又はアルキルトリハロゲ
ン化シロキサンを加水分解し縮合して得られるポリアル
キルシロキナンである特許請求の範囲第１項記載の製造
方法。

ｉ／→　環状構造を有するポリオルガノシロキサンの配
合量が１〜１０重量％である特許請求の範囲第１項記載
の製造方法。

に）　一般式（１）で示されるジアミンがジブチルアミ
ン、ジメチルアミノプロピルアミン。

ジブチルアミノプロビルアミンである特許請求の範囲第
１項記載の製造方法。

（ホ）　一般式（１）で示されるジアミンの配合量が０
，５〜３′重量％である特許請求の範囲第１項記載の製
造方法。

（へ）　ポリウレタン弾性糸に付与する配合油が糸■に
対し５〜１０ｆｆｌ量％である特許請求の範囲第１項記
載の製造方法。

（実施例） 実施例１ 分−１１１１５００のポリ（１１４オキシブチレン）グ
リコール７５．３部と１．４ブタンジオール４．９部と
４．４′ジフ工ニルメタンジイソシア名−ト１９．８部
とから重合したポリウレタン重合体を２００°Ｃで熔融
し、スクリュー型押出機に入る前に分子量１５００のポ
リ　（１，４オキシブチレン）ジイソシアネートをポリ
ウレタン重合体に対し１５部混練した後、ノズルより押
出し、紡速５００ｍ／分でボビンに捲取り４０デニール
のモノフィラメントを得た。捲取る直前でガイドノズル
により表１に示したＡ−Ｅの各油剤をフィラメント重量
に対し５％付与した。

表　　　　１ 本発明の油剤Ａ−３は捲取フィラメントの膠着が適度で
あり、紡糸捲崩れの発生もなく又紡糸後３ケ月経過した
ボビンの捲返し工程での解舒性も良好で、安定した操業
性を示した。

これに対し比較例Ｃはジメチルシリコンのみの油剤で膠
着防止性が極めて悪く、後次工程での捲返解舒が出来ず
操業が不能であった。

比較例の油剤り、Ｅは環状構造を有するポリアルキルシ
ロキサンのみを膠着防止剤に配合した油剤で、紡糸直後
の膠着防止性は良好であるが、反面その弊害が表われ紡
糸）巻形状の崩れが発生し、又経時的膠着上昇を防止す
る性能がないため紡糸後３ケ月経過したボビンの膠着が
強すぎるため擾返解計時の糸の走行が不安定で糸切れが
多く満足な操業が出来なかった。

実施例２ 実施例１と同じ紡糸条件で、環状シリコンの配合量を変
えた結果を表２に示す。油剤は実施例１の油剤への処方
を使用した。

表　　　　２ 表２から判る如く、環状構造を有するポリオルガノシロ
キナンが１％以下では膠着防止性が弱く、ボビンの糸間
膠着が強いため後次工程での）巻返解舒がスムースにゆ
かず糸切れが多発した。一方１０％以上では、紡糸直後
の膠着防止性が良すぎるため紡糸ボビンの）壱崩れが起
り、満足のゆくポリウレタン弾性糸のボビンが得られな
かった。

（発明の効果） 以上述べた如く、本発明のポリウレタン弾性繊維の製造
方法によれば、紡糸工程から後次加工工程の各段階にお
いて適度な膠着度を有し、紡糸直後のボビン崩れ、経時
後ボビンの）巻返時糸切れが少なく、操業上のトラブル
がないボビン糸を得る事ができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は解舒張力を１ｌｌ１１定する方法の説明図であ
る。 第１図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）溶融紡糸時にポリイソシアネートプレポリマーを
   架橋剤として混練してポリウレタン弾性繊維を製造する
   に際し、鉱物油及び／又は直鎖状ポリオルガノシロキサ
   ンに環状構造を有するポリオルガノシロキサン及び一般
   式 ▲数式、化学式、表等があります▼………（１） （Ｒ＿１、Ｒ＿２は炭素数１〜５のアルキル基、Ｘは炭
   素数０〜５のアルキレン基又はＲ＿３−Ｏ−Ｒ＿４でＲ
   ＿３、Ｒ＿４は炭素数１〜４のアルキレン基を表わす）
   で示されるジアミンの少なくとも１種を配合せしめてな
   る配合油をポリウレタン糸に付与した後、捲取る事を特
   徴とするポリウレタン弾性糸の製造方法。