JPH04343769A - ポリウレタンの弾性繊維 - 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】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は油剤の付与されたポリウ
レタン弾性繊維に関するものであり、さらに詳しくは、
膠着防止性と解舒性に優れかつ捲き崩れ防止性に優れた
ポリウレタン弾性繊維に関する。

【０００２】

【従来の技術】ポリウレタン弾性繊維は、乾式法や湿式
法、溶融法により紡糸されるが、いづれの方法に於いて
も、用いるポリウレタン樹脂（ポリウレタンウレア樹脂
）は非晶部の含有量が高いため粘着性が強く、ボビンに
捲き取った際、繊維同志が激しく膠着してしまうので、
ポリウレタン弾性繊維を捲き取ったボビンを安定に解舒
することができないという問題がある。特に溶融紡糸法
においては、紡糸直後の糸にはウレタン結合が解離した
部分が存在しているためボビンに捲き取った後繊維間で
化学結合を生ずると言われており、繊維間の膠着は重大
な問題である。この膠着を防止するための油剤として、
ポリジメチルシロキサン（シリコーン）や鉱物油（流動
パラフィン）にタルクやステアリン酸マグネシウム等の
微粒子を懸濁させた油剤が特公昭４１−２８６号公報に
、ポリジメチルシロキサンや鉱物油にポリアルキレンオ
キサイド変性シリコーンを配合した油剤が特公昭４５−
４０７１９号公報に、ポリジオルガノシロキサンまたは
鉱物油にアミノ変性シリコーンを配合した油剤が特公昭
６３−８２３３号公報に記載されている。

【０００３】しかしながら、微粒子を用いた油剤は織・
編物への加工工程に於いてこの微粒子がガイド類や編針
等に固着したり、スカムとなり、又ポリウレタン弾性繊
維の表面の摩耗の原因となる等の問題を生じる。また、
アルキレンオキサイド変性シリコーンを用いた場合、そ
の変性量が大きく、親水度の高いもの程、膠着防止性に
優れる事が知られているが、実用上十分な膠着防止性を
持つものは、シリコーンオイルや鉱物油に溶解しなくな
ってしまい、溶解させるために相溶化剤（例えば高級ア
ルコール類）等を用いなければならないが、相溶化剤は
ウレタン樹脂を膨潤させて繊維性能を低下させるという
問題を有している。さらにアミノ変性シリコーンを用い
たものでは、確かに膠着防止性やスカムの発生は防ぐ事
が出来るがその性能が発揮される量を用いた場合、摩擦
抵抗が下がり過ぎる為か紡糸捲き取り時にスクエアエン
ド状に捲き取ろうとした場合、捲き崩れを生じ、安定な
捲き取りが不能となってしまい、実用にならないもので
あった。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】本発明は膠着防止性と
解舒性に優れ、スカムの発生のない捲き崩れ防止性に優
れたポリウレタン弾性繊維を提供するものである。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明は、（ａ）ポリオ
ルガノシロキサンまたは鉱物油、（ｂ）シリコンレジン
および（ｃ）エーテル変性ポリオルガノシロキサンから
なり、３０℃における粘度が５０センチストークス（Ｃ
Ｓ）以下の油剤が付与されたポリウレタン弾性繊維であ
る。

【０００６】本発明にいうポリオルガノシロキサンとは
下記化１で示される構造単位を有する化合物である。

【０００７】

【化１】

【０００８】一般にはシリコーン又はシリコーンオイル
と称されるものであり、ポリジメチルシロキサンが汎用
されている。用いるポリオルガノシロキサンの粘度は、
任意に選択可能であるが、ガイド類との粘性抵抗を考慮
すると５〜１５センチストークスのものが好ましい。１
５センチストークスを越えると弾性糸が抵抗により伸び
るためデニール斑が生じる場合があり、５センチストー
クス未満では低沸分が多く含まれ蒸散・気化による損失
が多い。

【０００９】ポリオルガノシロキサンは低粘度物（例え
ば２〜５ＣＳ）と高粘度物（例えば１０〜３０ＣＳ）を
配合して用いることも油剤の加工工程等でのロスを一定
レベルとするためには有効な手段である。本発明では一
般に鉱物油と呼称されるものがものが用いられ、粘度は
５〜１５ＣＳのものが好ましく、具体的には流動パラフ
ィン等がある。

【００１０】本発明にいうエーテル変性ポリオルガノシ
ロキサンとは、下記化２で示される構造単位を有する鎖
式エーテルが、ポリオルガノシロキサンとブロック共重
合体あるいはグラフト共重合体を形成しているものをい
う。

【００１１】

【化２】

【００１２】具体例としてはエチレンオキサイドおよび
／またはプロピレンオキサイド変性ポリジメチルシロキ
サンが挙げられる。変性度と親水性度によりベースとな
るポリオルガノシロキサンや鉱物油との相溶性が異なり
相分離する場合もあるが、可能な限り相分離しない組合
せの選択が好ましい。しかし、ホモジェナイザー等の利
用により懸濁液として利用する事も可能である。又相溶
化剤を用いる事も可能であるがポリウレタン弾性繊維の
性能を損なわない種類や量の選択が必要である。

【００１３】本発明にいうシリコンレジンは主骨格であ
るポリオルガノシロキサンに部分的に橋かけ結合を有す
るものである。すなわち、シリコーンオイルが主に２官
能のモノマーにより合成されるのに対し、３官能又は４
官能のモノマーを２官能モノマーに添加して合成された
ものをいう。本発明のシリコンレジンは、水酸基、アル
コキシ基、アミノ基、アミノアルキル基、その他の有機
置換基により変性されたシリコンレジンも用い得る。本
発明に於いては種々のシリコンレジンが用い得るが、そ
の中で特にアミノ基又はアミノ基を含んだ、例えばアミ
ノアルキル基により変性されたものがポリウレタン弾性
繊維表面への親和性が良い為か好ましい。シリコンレジ
ンは、加熱により硬化した場合繊維表面に硬い強固な被
膜を形成する。用いるシリコンレジンは少なくとも５０
℃以下で架橋反応を生じないものが好ましい。本発明に
用いるシリコンレジンはポリオルガノシロキサンまたは
鉱物油に溶解するものが好ましい。

【００１４】本発明に用いる油剤はポリオルガノシロキ
サンまたは鉱物油にシリコンレジンとエーテル変性ポリ
オルガノシロキサンを配合したものである。ポリオルガ
ノシロキサンと鉱物油は、両者を任意の割合で混合して
用いても良いし、いずれかを単独で用いても良い。エー
テル変性ポリオルガノシロキサンは油剤全体に対し、０
．１重量％〜１０重量％の範囲で用いることが好ましい
。０．１重量％未満では膠着防止性の点で好ましくなく
、１０重量％を越えても効果が飽和となり、コスト上昇
を招く。シリコンレジンは、油剤全体に対し、０．１重
量％〜７重量％必要である。０．１重量％未満では主と
して捲き崩れ防止性の点で好ましくなく、７重量％を越
えるとスカム等が発生する場合がある。この油剤をポリ
ウレタン弾性繊維に対して、１．０〜１０．０重量％付
与することが好ましい。１．０重量％未満では膠着防止
の点で不十分であり、１０．０重量％を越えると捲き崩
れ防止やコストの点で好ましくない。

【００１５】本発明に用いる油剤には、タルク、シリカ
、コロイダルアルミナ等の鉱物性固体微粒子やアミノ変
性シリコーンオイルを本発明の効果を損なわない範囲で
あれば添加しても良い。さらに、紫外線吸収剤等の安定
剤や防カビ剤等の殺菌（抗菌）剤等の添加剤を用いても
良い。本発明の油剤の粘度は紡糸捲き取り時に用いる際
に、３０℃に於いて少なくとも５０ＣＳ以下である事が
必要であり、３〜１０ＣＳ程度が最も好ましい。５０セ
ンチストークスを越えると、ポリウレタン弾性繊維は極
めて低弾性率であり、わずかな応力がかかっても数１０
％〜数１００％の伸長を示す為、オイリングローラー上
でスティックスリップを生じて糸斑の原因となったり、
ゴデットローラーへの油剤の粘性による粘着を生じて捲
き取りが困難になったりするなどのトラブルを生ずる為
である。

【００１６】本発明の油剤は次に示すポリウレタン弾性
繊維に付与した場合にその効果が顕著に発揮される。ポ
リウレタン弾性繊維は、高分子ジオール、有機ジイソシ
アナートおよび鎖伸長剤を重合したポリウレタンで構成
されているが以下に示す特徴的な高分子ジオールが用い
られたポリウレタンからなる弾性繊維が好ましい。

【００１７】高分子ジオールは、式 −Ｏ−Ｒ↑４−Ｏ− （式中Ｒ↑４は２価の有機基を表す。）で示されるジオ
ール単位、および式

【００１８】

【化３】

【００１９】で示されるカルボン酸単位および／または
式

【００２０】

【化４】

【００２１】で示されるカルボニル単位からなり、ジカ
ルボン酸単位とカルボニル単位の両末端にはジオール単
位が結合しているポリエステルジオール、ポリカーボネ
ートジオールおよびポリエステルポリカーボネートジオ
ールが好ましい。上記ジオール単位に含まれる２価の有
機基Ｒ↑４としては、テトラメチレン基、ヘキサメチレ
ン基、ペンタメチレン基、オクタメチレン基、ノナメチ
レン基、３メチルペンタメチレン基、２メチルオクタメ
チレン基等の炭素数４〜１０のアルキレン基が挙げられ
る。上記ジオール単位を与えるジオールとしては、１，
４−ブタンジオール、１，６−ヘキサンジオール、１，
７−ヘプタンジオール、１，８−オクタンジオール、１
，９−ノナンジオール、３−メチル−１，５−ペンタン
ジオール、２−メチル−１，８−オクタンジオールが挙
げられる。好ましくは、３−メチル−１，５−ペンタン
ジオールである。

【００２２】上記ジカルボン酸単位に含まれる２価の有
機基Ｒ↑５としては、トリメチレン基、テトラメチレン
基、ペンタメチレン基、ヘキサメチレン基、ヘプタメチ
レン基、オクタメチレン基などの炭素数３〜１０の２価
の飽和脂肪族炭化水素基、ｏ−、ｍ−またはｐ−フェニ
レン基、ナフチレン基などの炭素数６〜１０の２価の芳
香族炭化水素基などが挙げられる。ジカルボン酸単位を
与える化合物としては炭素数５〜１２の飽和脂肪族また
は芳香族ジカルボン酸などのジカルボン酸が好ましく、
飽和脂肪族ジカルボン酸の例としては、グルタル酸、ア
ジピン酸、ピメリン酸、スベリン酸、アゼライン酸、セ
バシン酸等が挙げられる。また、芳香族ジカルボン酸の
例としては、フタル酸、テレフタル酸、イソフタル酸が
挙げられる。好ましくは、アゼライン酸とセバシン酸で
ある。また、これらの高分子ジオールの分子量は、１０
００〜３０００の範囲が好適である。

【００２３】本発明において使用される適当な有機ジイ
ソシアナートとしては、脂肪族、脂環族もしくは芳香族
の有機ジイソシアナートが挙げられ、具体的には４，４
′−ジフエニルメタンジイソシアナート、ｐ−フェニレ
ンジイソシアナート、トルイレンジイソシアナート、１
，５−ナフチレンジイソシアナート、キシリレンジイソ
シアナート、ヘキサメチレンジイソシアナート、イソホ
ロンジイソシアナート、４，４′−ジシクロヘキシルメ
タンジイソシアナート等の分子量５００以下のジイソシ
アナートが例示される。好ましくは４，４′−ジフエニ
ルメタンジイソシアナートである。

【００２４】また本発明において、使用される鎖伸長剤
としてはポリウレタン業界における常用の連鎖成長剤、
すなわちイソシアナートと反応し得る水素原子を少なく
とも２個含有する分子量４００以下の低分子化合物、例
えばエチレングリコール、１，４−ブタンジオール、プ
ロピレングリコール、１，６−ヘキサンジオール、３−
メチル−１，５−ペンタンジオール、１，４−ビス（２
−ヒドロキシエトキシ）ベンゼン、１，４−シクロヘキ
サンジオール、ビス（β　−ヒドロキシエチル）テレフ
タレート、キシレングリコール等のジオール類が挙げら
れる。これらの化合物は単独でまたは、２種以上を混合
して使用してもよい。最も好ましい鎖伸長剤は１，４−
ブタンジオールおよび／または１，４−ビス（２−ヒド
ロキシエトキシ）ベンゼンである。

【００２５】本発明に用いるポリウレタンを製造するた
めに使用される高分子ジオール、有機ジイソシアナート
および鎖伸長剤の量的関係としては、得られるポリウレ
タンの耐熱性および弾性回復性が特に良好となる点から
、有機ジイソシアナートの使用量が使用する高分子ジオ
ールと鎖伸長剤との合計に対して０．９〜１．２倍のモ
ル数となる量が好ましい。より好ましくは、０．９５〜
１．１５倍のモル数である。

【００２６】ポリウレタン弾性繊維は湿式紡糸法、乾式
紡糸法および溶融紡糸法により製造されることが知られ
ているが本発明の油剤は、溶融紡糸法により得られた弾
性繊維に適用した場合その効果が顕著である。尚、本発
明に用いる油剤は、ポリウレタン弾性繊維のみならず他
の繊維用の種々の目的の油剤に応用可能である。以下、
実施例にてさらに詳細に説明する。

【００２７】

【実施例】

実施例１ 分子量１５００のポリ−ヘキサメチレン，ブチレン−ア
ジペート（以下、ＰＨＢＡと略記）と４，４′−ジフエ
ニルメタン−ジイソシアナート（以下、ＭＤＩと略記）
と１，４−ブタンジオールをモル比１：３：２で反応さ
せたポリウレタンのチップを２軸押出機にて押し出す途
中で、ＭＤＩとＰＨＢＡのモル比２．２：１の反応物と
、エチレンオキサイド変性シリコーン（３０℃において
１０，０００ＣＳ）の１０：１の混合物を添加し、ポリ
ウレタンの合成に用いられたＮＣＯ基とＯＨ基のモル比
が１．０５：１となる様に混練した。この溶融ポリウレ
タンを濾過し、紡糸頭より０．８φ　の紡糸ノズルを用
いて押し出し、５００ｍ／ｍｉｎの速度で、４０デニー
ル１フィラメントの弾性繊維として捲き取った。この際
第１コデットローラーと第２コデットローラーの間でオ
イリングローラーにより表１に示す種々の油剤を付与し
た。それぞれの油剤を付与したポリウレタン弾性繊維を
評価した結果を表２に示す。

【００２８】

【表１】

【００２９】

【表２】

【００３０】表２より明らかなとおり、本発明による油
剤は解舒性や膠着防止性に優れ、スカム等の発生の無い
、優れたものである事が明らかである。一方アミノ変性
シリコーンを用いたものは捲き崩れが激しく実用になら
ず、シリコンレジンを用いなかった場合は、解舒性が劣
り、粉体（ステアリン酸マグネシウム）を用いたものは
、スカムの発生を認めた。

【００３１】実施例２ 分子量１，６００のポリ−３−メチル−１，５−ペンタ
ンアゼラートとＭＤＩ、１，４−ブタンジオールを１：
３．１：２（ＮＣＯ基／ＯＨ基モル比≒１．０３）で反
応させたポリウレタンのチップを単軸の押出機にて押し
出し、紡糸頭より０．８φ　の紡糸ノズルを用いて押し
出し、５００ｍ／ｍｉｎの速度で、４０デニール１フィ
ラメントの弾性繊維として捲き取った。この際、第１コ
デットローラーと第２コデットローラー間でオイリング
ローラーにより表１に示す種々の油剤を付与した。それ
ぞれの油剤を付与した弾性繊維を評価した結果を表３に
示す。

【００３２】

【表３】

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　（ａ）ポリオルガノシロキサンまたは
   鉱物油、（ｂ）シリコンレジンおよび（ｃ）エーテル変
   性ポリオルガノシロキサンからなり３０℃における粘度
   が５０センチストークス以下の油剤が付与されたポリウ
   レタン弾性繊維。