JPH07189041A - 油剤の付与方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 膠着防止性能、解舒性と工程通過性の優れた
ポリウレタン繊維を提供する。 【構成】 紡糸後のポリウレタン繊維にアミノ基を含有
する油剤を付与し、次いでポリオルガノシロキサン系油
剤を付与する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の利用分野】本発明は、ポリウレタン繊維に対す
る紡糸油剤の付与方法に関するものであり、さらに詳し
くは、膠着防止性能に優れた紡糸油剤の付与方法に関す
るものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、ポリウレタン繊維（通称スパンデ
ックス）は、その非晶性のため、乾式紡糸、湿式紡糸、
溶融紡糸を問わず膠着し易く、その防止が重要な製造技
術であった。そのため油剤中に金属石鹸類を懸濁させ、
微粒子により膠着防止をはかる方法や、油剤中に高分子
量アミノ化合物を添加する方法が提案されており、それ
ぞれ相応の効果をもつものであった。しかしながら、微
粒子を添加する方法では、編み立て時のガイド部などに
スカムが発生して工程性を悪くしたり、後者の例では、
高分子アルキルアミンを用いた場合、アミンによる皮膚
障害が発生したりする等の問題があった。また、アミノ
変性ポリオルガノシロキサン（以下アミノシリコンと略
称する）を油剤中に添加し、ポリウレタン繊維表面のイ
ソシアネート基と反応させ、膠着を防止しようとした場
合、微量のアミノシリコンを油剤中に分散させるため、
その効果が希釈されてしまい、本来必要とされる以上の
量を添加することとなり、その結果、巻取ったチーズが
巻崩れたりする欠点があった。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記のよう
な工程上の問題点を解決し、より解舒性と工程性の優れ
たポリウレタン繊維を提供しようとするものである。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明者等は、上記の課
題を解決するために、種々の検討を行った結果、本発明
に到達したものである。すなわち、本発明は、紡糸後の
ポリウレタン繊維にアミノ基を含有する油剤を付与し、
次いでポリオルガノシロキサン系油剤を付与することを
特徴とする油剤の付与方法である。

【０００５】

【作用】本発明においては、紡糸後のポリウレタン繊維
に対して、アミノ基を含有する油剤を他の油剤で希釈す
ることなく付与する。このため、アミノ基を含有する油
剤は他の油剤に邪魔されることなくポリウレタン繊維表
面に作用し、紡糸後のポリウレタン繊維の表面付近に存
在するイソシアネート基を有効に不活性化でき、アミノ
基を含有する油剤の使用量は必要最小限の量で、巻取っ
たポリウレタン繊維間の膠着を有効に防止することがで
きる。アミノ基を含有する油剤の使用量を低減できる結
果、例えばアミノ変性ポリオルガノシロキサンを用いた
場合に生じ易いチーズの巻崩れが防止でき、また、高分
子量アルキルアミンを用いた場合の皮膚障害の発生の危
険性を低減することができる。アミノ基を含有する油剤
は、必要とする付与量が小さく、付与量のコントロール
が難しい場合や油剤の粘度が高すぎる場合には、他の油
剤を添加することなく、揮発性の有機溶剤などで希釈し
て用いる。揮発性の溶剤で希釈して用いると、油剤付与
後、該溶剤が蒸発することにより繊維表面にはアミノ基
を含有する油剤のみが残り、アミノ基が有効にイソシア
ネート基を不活性化できる。また、揮発性の溶剤を用い
ることにより、溶剤の蒸発熱により溶融紡糸直後のポリ
ウレタン繊維を冷却する効果をも有する。

【０００６】本発明で使用するアミノ基を含有する油剤
としては、アミン類やアミノ基で修飾した化合物が用い
られる。このような化合物としては、種々のものを用い
ることができるが、低分子アミン類は、油剤付与時の飛
散や、後加工工程、衣類などに用いられた後に着用時の
皮膚との接触などにより皮膚障害等を起こすことがある
ため、比較的沸点の高い高分子量のもの、すなわち、ラ
ウリルアミンのような高分子量アルキルアミンやポリオ
ルガノシロキサンをアミノ基で修飾したものなどを用い
ることが好ましい。

【０００７】特に、アミノ基で修飾したポリオルガノシ
ロキサンは、摩擦抵抗の低減効果が高く、それ自体の付
着量が０．１％程度変動しても多ければ巻崩れたり、少
なければ膠着を発生する。本発明においては、当初アミ
ノ基を含有する油剤のみを付与するため、その付着量を
厳密にコントロールすることが可能であり、必要最小限
かつ最適量を付与することによりこのようなトラブルの
発生を防止することができる。

【０００８】本発明で好ましく用いられるアミノ変性ポ
リオルガノシロキサンは、アミノ当量２００以上４００
０以下で、２５℃における粘度が３０００センチストー
クス以下、好ましくは３００センチストークス以下のも
のである。アミノ当量が小さい、すなわちアミノ基濃度
が高いと、空気中の炭酸ガスを吸収し、アミド結合を生
成して架橋反応が起こり油剤がゲル化しやすく、製糸工
程や加工工程でトラブル発生の原因となる。また、アミ
ノ当量が大きいと、膠着防止効果の発現が弱くなり、十
分目的を達することができなくなる。粘度が高いと、油
剤付与時の抵抗が大きくなり、糸条がオイリングローラ
ー等に巻き付き易く、断糸の原因となり易い。ポリウレ
タン繊維に付与するときの油剤の粘度は、好ましくは３
０センチストークス以下、より好ましくは１５センチス
トークス以下である。アミノ基を有する油剤の粘度が高
い場合には、粘度の調整には、揮発性の溶剤を用いる。
揮発性でない、すなわち蒸発除去されない油剤などで希
釈すると、油剤付与後もアミノ基を含有する油剤が希釈
されたままとなり、ポリウレタン繊維表面に残存するイ
ソシアネート基の不活性化が十分に行われない場合があ
る。

【０００９】アミノ基を含有する油剤の付与は、紡糸し
たポリウレタン繊維が十分に冷却される前の、油剤の付
与に支障のない程度に冷却固化された状態で行うことが
好ましい。温度が十分に高いポリウレタン繊維にアミノ
基を含有する油剤を付与すると、イソシアネート基との
反応が進み易く、十分な不活性化効果が得られやすい。
また、揮発性の溶剤で希釈して用いた場合には、溶剤の
蒸発熱によりポリウレタン繊維が冷却される効果をも有
する。このような揮発性の溶剤としては、ポリウレタン
繊維を溶解や劣化させないもので、例えばｎ−ヘキサ
ン、低分子量のアルキルシロキサンなどが挙げられる。

【００１０】アミノ基を含有する油剤を付与したポリウ
レタン繊維は、繊維間の膠着防止効果は十分有するが、
微量に付与するため滑り性が十分ではなく、次いでポリ
オルガノシロキサン系の油剤を付与する。本発明で用い
られるポリオルガノシロキサンは、通常のポリウレタン
繊維に用いられる粘度３〜１５センチストークスのもの
が好ましく用いられる。該ポリオルガノシロキサンに
は、粘度低下や他の目的のために鉱物油や低粘度ポリオ
ルガノシロキサン、シリコンレジン、エーテル変性ポリ
オルガノシロキサン、酸化防止剤、紫外線吸収剤等を添
加して用いてもよい。

【００１１】本発明においては、油剤を２段階に分けて
付与するため、紡糸時のポリウレタン繊維の引き取りロ
ーラーを３組用い、第１ローラーと第２ローラーの間で
第１段のアミノ基を含有する油剤の付与を行い、第２と
第３のローラー間で第２段のポリオルガノシロキサン系
油剤の付与を行うことが好ましい。油剤の付与方法は特
に限定されるものではないが、一般に用いられているオ
イリングローラーを用いることができる。油剤の付与に
当たっては、第２ローラーの速度を第１ローラーの速度
より１０％程度を越えないようにやや高めに設定し、ポ
リウレタン繊維に張力を与えることがより安定な油剤付
与のために効果的である。第３ローラーは、第２ローラ
ーとの間に特に速度差を設ける必要がないが、必要であ
れば第２ローラーよりも速度をやや高めに設定する。こ
の場合、速度差を大きくし過ぎると、ポリウレタン繊維
が伸長配向させられ、弾性率が高くなる場合があるた
め、必要以上に張力をかけないようにすることが好まし
い。

【００１２】本発明は、ポリウレタン繊維の紡糸方法の
内、溶融紡糸、乾式紡糸、湿式紡糸のいずれの方法に対
しても用いることができるが、紡糸時の熱解離や添加に
よる遊離イソシアネート基が多く、繊維間膠着を発生し
易い溶融紡糸法によるポリウレタン繊維の製造に最も効
果的に用いられる。

【００１３】

【実施例】以下、本発明をさらに実施例により説明す
る。本実施例において、チーズ巻きされたポリウレタン
繊維の解除性の評価基準として、下記で定義される安定
巻き出し率を用いた。

【００１４】安定巻き出し率：Ａ（％） 巻取られたチーズを、周速度５０ｍ／分で回転するロー
ラーに接触させて、一定速度でポリウレタン繊維を巻き
出し、速度可変の巻取り機を用いて巻取り、糸条が膠着
によりチーズ表面から安定に剥離せず、ビビリを生じ始
めるときの速度をＶ（ｍ／分）とし、次式により計算す
る。 Ａ（％）＝｛（Ｖ−５０）／５０｝×１００

【００１５】なお、安定巻き出し率は、３０％以上、８
０％以下程度であることが、後の繊維加工工程において
好ましい。安定巻き出し率が低すぎると、チーズの取扱
い時に巻崩れたりしやすく、また、高すぎると巻き出し
時に張力変動を生じるため布の均一性を損ないやすい。
巻き出し時に伸長率を高めることにより巻き出しを安定
化させることは、編み立て時のポリウレタン繊維の張力
が高くなり過ぎて編機への負荷が大きくなりすぎたり、
編地内での残留応力が大きくなり過ぎるなどのトラブル
を生じ易い。

【００１６】実施例１ 分子量２０００の３−メチル１，５−ペンタンジオール
と、アジピン酸よりなるポリエステルジオール（以下Ｐ
ＭＰＡと略記する）と、４，４’−ジフェニルメタンジ
イソシアネート（以下ＭＤＩと略記する）、１，４−ブ
タンジオールと略記する）よりなる熱可塑性ポリウレタ
ン樹脂（ＮＣＯ／ＯＨモル比＝０．９９５、以下このモ
ル比をＲと略記する）を溶融し、押し出し機途中よりＭ
ＤＩとエーテル変性ポリジメチルシロキサン（粘度２０
００センチストークス：以下ＥＳＩと略記する）の混合
物をＲ＝１．０５、ＥＳＩ含有量０．５％となるように
調節したものを添加混練して紡出し、第１ローラー（以
下１Ｒと略記する）周速度を５００ｍ／分、第２、第３
ローラー（以下Ｒ２、Ｒ３と略記する）の周速度をそれ
ぞれ５３０ｍ／分で回転させてチーズに巻取った。この
とき、１Ｒ−２Ｒ間でアミノ当量４００、粘度３０セン
チストークスのアミノ変性ポリジメチルシロキサン（以
下ＡＳＩと略記する）をポリウレタン繊維に対して０．
０５％となるように付与し、さらに、２Ｒ−３Ｒ間で粘
度１５センチストークスのポリジメチルシロキサン（以
下ＳＩと略記する）を４％付与して４０デニール、１フ
ィラメントのポリウレタン繊維を製造した。このチーズ
を窒素気流下に９０℃で２４時間熟成を行いさらに追加
熟成を１週間行った。このポリウレタン繊維の安定巻出
し率を測定したところ、３８％と極めて好ましいもので
あり、また、チーズの巻形状も巻崩れや綾落ちのない良
好なものであった。

【００１７】比較例１、２ 実施例１において、Ｒ３を用いることなく、１Ｒ−２Ｒ
間で付与する油剤をＡＳＩとＳＩを混合した油剤（混合
比１：８０）に変更し、ポリウレタン繊維に対して４％
（比較例１）、５．５％（比較例２）付与して巻取り、
以下同様にして熟成を行った。得られたチーズは、比較
例１のチーズは巻崩れや綾落ちのない良好な形状であっ
たが、安定巻出し率が１０７％と解舒性に劣り、後加工
での工程通過性に問題のあるものであった。また、油剤
の付与量を多くした比較例２のチーズは、安定巻出し率
は７２％と良好であったが、綾落ちや巻崩れが発生して
おり、やはり後加工での工程通過性に問題のあるもので
あった。

【００１８】実施例２ 実施例１において、ＰＭＰＡの代わりに分子量１５００
のテトラメチレングリコールを用いる以外は同様に紡糸
して７０デニール、２フィラメントのポリウレタン繊維
をチーズに巻取った。このとき、付与する油剤を第１段
目の油剤としてアミノ当量８００、粘度１０００センチ
ストークスのＡＳＩをｎ−ヘキサンで粘度が２０センチ
ストークスとなるように希釈したものを繊維に対してＡ
ＳＩ付着量が０．０７％となるように付与し、第２段目
の油剤として５センチストークスのＳＩにヒンダードフ
ェノール系酸化防止剤を０．１％添加したものを４．５
％付与した。このチーズを露点が−３０℃の乾燥空気中
で６０℃１２時間熟成し、さらに２７℃６５％ＲＨの雰
囲気下に７日間追加熟成させた。得られたチーズは綾落
ちや巻崩れの発生はなく、また、安定巻出し率は５７％
と良好であった。

【００１９】比較例３、４ 実施例２において、油剤の付与を比較例１と同様にし
て、ＡＳＩとＳＩを混合した油剤（混合比７：４５０）
を１段で４．０％（比較例３）及び６．０％（比較例
４）付与し、以後実施例２と同様に熟成させた。比較例
３のチーズは巻崩れや綾落ちのない良好な形状であった
が、安定巻出し率が９８％と解舒性に劣り、後加工での
工程通過性に問題のあるものであった。また、油剤の付
与量を多くした比較例４のチーズは、安定巻出し率は３
４％と良好であったが、綾落ちや巻崩れが発生してお
り、やはり後加工での工程通過性に問題のあるものであ
った。

【００２０】

【発明の効果】本発明は、ポリウレタン繊維に対して、
まずアミノ基を含有する油剤のみを付与し、次いでポリ
オルガノシロキサン系の油剤を付与するため、付与した
アミノ基を含有する油剤による繊維表面に存在するイソ
シアネート基の不活性化効果が高く、より少ない付与量
で十分な膠着紡糸性能が得られる。また、アミノ基を含
有する油剤の付着量と、ポリオルガノシロキサン系の油
剤の付着量を別々に調節できるため、目的とする滑り性
と解舒性のバランスが取り易い。本発明の方法で得られ
たポリウレタン繊維は、解舒性が良好で低張力での巻出
しが出来るため、編み機などに過大な負荷が掛からず、
また、ポリウレタン繊維の残留歪の小さい編地が得られ
る。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 紡糸後のポリウレタン繊維にアミノ基を
   含有する油剤を付与し、次いでポリオルガノシロキサン
   系油剤を付与することを特徴とする油剤の付与方法。