JPH055277A - 弾性繊維用油剤 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 弾性繊維、特にポリウレタン弾性繊維の膠着
を防止し、解舒性を向上させると同時に、捲き崩れを防
止し、スカムの発生のない紡糸油剤を得る。 【構成】 ポリオルガノシロキサン、エーテル変性ポリ
オルガノシロキサンおよびアミノ変性ポリオルガノシロ
キサンが混合された３０℃に於ける粘度が３０センチス
トークス以下の油剤とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、弾性繊維用油剤に関す
るものであり、特に膠着防止性と捲き崩れ防止性に優れ
た油剤に関する。

【０００２】

【従来の技術】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、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。さらに、弾性
繊維は低弾性率であるため、工程中のわずかな摩擦でも
伸長し、斑を発生し易いという問題があった。この膠着
を防止し、摩擦を低減する為の油剤として、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エーテル変性シリコー
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、タルク等の微粒子を用いた
油剤は膠着防止性が十分とは言えず、又加工工程に於い
て、ガイド類に微粒子がたまりスカムを生じ、糸切れや
張力変動などのトラブルの原因となる場合がある。又、
エーテル変性シリコーンを用いた場合、変性度を高く
し、親水性を高めるほど膠着防止効果が高くなるが、膠
着防止効果を発揮し始める変性度になると、鉱物油やシ
リコーンとの相溶性が悪くなり相分離を生ずる。溶解さ
せるためには高級アルコールや低分子エステル類等の相
溶化剤の使用が必要となる。しかしながら、この相溶化
剤は、ポリウレタン樹脂を膨潤させる為、スパンデック
スとしての性能を著しく低下させたり、糸間を膠着させ
たりする結果となってしまう。もちろん、溶解する変性
度のシリコーンを使用可能ではあるが、これでは到底膠
着を防止する事は不可能である。また、アミノ変性シリ
コーンを用いた油剤は、膠着防止性能は高いが、繊維表
面の摩擦係数を極端に低下させるため、油剤を付与後捲
き取ろうとしても糸−糸間がすべるため、ボビンに安定
に捲き取ることができない。

【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
れた弾性繊維用油剤を提供するにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明は、ポリオルガノ
シロキサン８９．０〜９９．８重量％、アミノ変性ポリ
オルガノシロキサン０．１〜１０重量％およびエーテル
変性ポリオルガノシロキサン０．１〜１０．０重量％か
らなり３０℃における粘度が３０センチストークス以下
である弾性繊維用油剤である。

【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繰り返し単位として有す
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本発明においてはアミノ基やエー
テル等により実質的に変性されていないポリオルガノシ
ロキサンを意味する。中でも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。
１５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。

【００１０】本発明に用いられるアミノ変性ポリオルガ
ノシロキサンとは、ポリオルガノシロキサンにアミノ基
を導入したものである。アミノ基の変性部位は側鎖であ
っても主鎖であっても良い。アミノ変性ポリオルガノシ
ロキサンのアミノ当量（アミノ変性ポリオルガノシロキ
サンの平均分子量÷１分子当りの平均アミノ基数）は、
５０以上２００，０００以下が好ましい。アミノ当量が
５０未満であると、繊維表面の摩擦係数を下げる効果が
大きいため本発明の油剤中のアミノ変性ポリオルガノシ
ロキサンの割合を微妙に管理しなければならず、油剤調
整が困難となる。

【００１１】アミノ当量が２００，０００を越える場
合、無変性ポリオルガノシロキサンとの差が小さくなり
膠着防止し摩擦力の低減効果が小さくなってしまう。但
し、アミノ当量が小さいと炭酸ガス等で高分子化を生
じ、固化物を発生する場合があるので、最も好ましい範
囲はアミノ当量３，０００以上、６，０００以下であ
る。アミノ変性ポリオルガノシロキサンの粘度は５セン
チストークス（以下ＣＳと略記する）以上５，０００Ｃ
Ｓ以下、特に１０ＣＳ以上２，０００ＣＳ以下が好まし
い。低粘度のものは低分子量のアミノ変性ポリオルガノ
シロキサンが多く含まれ、シリコーンとしての性格より
もアミンとしての性格が強くなり、極めて希なケースで
はあるが皮膚障害を生ずる可能性がある。また５，００
０ＣＳを越える場合には本発明の油剤の粘度範囲である
３０ＣＳ以下を達成するのに不都合を生じてしまう。ア
ミノ変性ポリオルガノシロキサンとポリオルガノシロキ
サンはその種類や組成、粘度により相溶化しない場合が
あるが、アミノ変性ポリオルガノシロキサンの粘度や変
性度、ポリオルガノシロキサンの組成や種類、粘度を調
整することにより相溶化を図ることができる。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。

【００１２】

【化２】

【００１３】Ｒ↓3はアルキレン基が好ましい。具体例
としてはエチレンオキサイドおよび／またはブロピレン
オキサイド変性ポリジメチルシロキサンが挙げられる。
エーテル変性度を高め親水性を高めると、ポリオルガノ
シロキサンと相溶しなくなる場合がある。この場合に相
溶化剤を用いると前述のように弾性繊維の物性を低下さ
せることになるため各々の組成の調整での相溶化をはか
るべきである。エーテル変性ポリオルガノシロキサンの
粘度も、本発明の油剤の粘度範囲である３０ＣＳ以下に
する為に高粘度物はさけるべきで、３，０００ＣＳ以
下、より好ましくは１，５００ＣＳ以下のものを用いる
ことが好ましい。

【００１４】本発明に於いては、油剤の粘度として、３
０℃に於ける粘度（以下、特記しない限り３０℃に於け
る粘度を規定する）が、３０ＣＳ以下が必要で、より好
ましくは１０ＣＳ以下である。これは、油剤粘度が３０
ＣＳを越えた場合、弾性繊維は極めて低弾性率・高伸度
の為、油剤の粘度により捲き取り時にローラーやガイド
類にとられ、伸長斑を生じた状態でボビンに捲き取られ
たり、ローラーに捲き付いて断糸したりするからであ
る。また織編などの加工工程に於いても油剤の粘度によ
る摩擦で伸長斑を生じたりするトラブルが発生する。も
ちろん必要に応じて減粘（希釈）剤、例えば低粘度のポ
リジメチルシロキサンを併用する事も可能である。

【００１５】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、１
０．０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。

【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】で示されるジ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、ヘプタメチレン基、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′−ジフェ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′−ジフェ
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。

【００２７】

【本発明の効果】本発明の油剤を弾性繊維、特に熱可塑
性ポリウレタンによりなる弾性繊維（スパンデックス）
の紡糸時に付与した後に捲き取る事により、膠着を防止
出来るばかりか、繊維間に摩擦抵抗を適当に生じせし
め、捲き崩れを防止出来る。さらに加工工程に於けるガ
イド類や編針等との摩擦を低減すると共に、スカムの発
生が無い為、編織物等の最終製品として品位の良好なも
のを得る事が可能となる。尚、本発明の油剤に対し必要
な場合には、従来より用いられている微粒子や酸化防止
剤、紫外線吸収剤等を添加併用することも可能である。

【００２８】さらに本発明の油剤は、ポリエステル繊
維、ポリビニルアルコール糸繊維、アクリル繊維、ナイ
ロン繊維等の合成繊維やウール、麻等の天然繊維に対し
ても有用である。以下実施例にて詳細に説明する。

【００２９】

【実施例】

実施例１〜４，比較例１〜６ 分子量１，０００のポリテトラメチレングリコール／
４，４′−ジフェニルメタンジイソシアネート／１，４
−ブタンジオールをモル比１／３／２で反応させて得ら
れた熱可塑性ポリウレタン樹脂を単軸押出機により押し
出し１．０φ の紡糸孔より紡出して、紡糸速度５００
ｍ／ｍｉｎで捲き取り、第１コデットローラーと第２コ
デットローラー間で表１に示す油剤をオイリングローラ
ーにより付与した後、ボビンに捲き取った。さらにこの
ボビンに捲き取った弾性糸を１００℃で１８時間熟成し
た。この捲き取った弾性糸について、紡糸捲取時の捲き
崩れ防止性、熟成後の糸条を強制捲き出し装置により捲
き出したときの安定捲き出し率およびエッジを有するガ
イド部を通してスカムの発生の有無について評価した結
果を表２に示す。 ・安定捲き出し率＝Ｖ↓1／１００ 捲き出し速度１００ｍ／ｍｉｎで捲き出し、捲き取り速
度Ｖ↓1で捲き取り、Ｖ↓1を変化させて膠着等により捲
き出しが不安定になり始める速度との比をとる。１．３
〜１．９が良好な範囲である。

【００３０】

【表１】

【００３１】

【表２】

【００３２】実施例１〜３は、本発明により捲き崩れせ
ず、膠着も微少な為、安定な捲き出しとされる捲き出し
率１．３〜１．９の範囲にあり、スカムの発生もなかっ
た。これに対し比較例１，５，６は、アミノ変性シリコ
ーンの添加量が多いため、膠着は防止されるが捲き崩れ
や綾落ちが発生し、実用にならなかった。比較例２は、
スカムの発生があり、実用にならなかった。比較例３，
４は、系の粘度が高過ぎ、比較例３では、コデットロー
ラー上に弾性糸が取られ捲き取り機にて捲き取り不能で
あった。比較例４では、膠着でなく粘着により捲き出し
挙動が不安定になった。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 斉藤 忠 岡山県倉敷市酒津1621番地 株式会社クラ レ内 (72)発明者 武田 清 愛媛県西条市朔日市892番地 株式会社ク ラレ内

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 【請求項１】 ポリオルガノシロキサン８９．０〜９
   ９．８重量％、アミノ変性ポリオルガノシロキサン０．
   １〜１．０重量％およびエーテル変性ポリオルガノシロ
   キサン０．１〜１０．０重量％からなり３０℃における
   粘度が３０センチストークス以下である弾性繊維用油
   剤。