JPH09188974A - ポリウレタン弾性繊維用油剤 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 溶融紡糸法で製造されるポリウレタン弾性繊
維の糸強度劣化作用が少なく、かつ良好な巻き形状を保
持し、繊維同士の膠着防止、チーズの内層−外層での解
舒バランスが良く、紡糸から後加工工程においてスカム
発生が少ない、良好な操業性が得られるポリウレタン弾
性繊維用油剤を提供する。 【解決手段】 特定の構造を有するシリコーンレジン
（ＭＱレジン）（Ａ）と、エポキシ変性シリコーン
（Ｂ）、ポリエーテル変性シリコーン（Ｃ）およびステ
アリン酸マグネシウム（Ｄ）を必須成分とする油剤を使
用する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はポリウレタン弾性繊
維用油剤に関し、更に詳しくはポリウレタン弾性繊維を
劣化させる作用が少なく、かつ繊維同士の膠着性が少な
く、チーズの内層−外層での解舒性バランスに優れ、糸
走行中におけるガイド等への脱落堆積物（スカム）発生
が少ない、良好な巻き形状のチーズを得るための油剤に
関する。

【０００２】

【従来の技術】従来から、ポリウレタン弾性繊維を製造
する方法として乾式、湿式、溶融の各紡糸法が行なわれ
ている。これらポリウレタン弾性繊維は巻き取ったチー
ズの繊維同士が膠着し易いため、一般的にシリコーンオ
イルや鉱物油をベースオイルとし、それに膠着防止剤を
添加した油剤を繊維に付与させることで膠着防止性を発
現させている。

【０００３】ベースオイル中に添加する膠着防止剤とし
ては、製法により乾式、湿式紡糸法の場合と溶融紡糸法
による場合とで二つに大別する事ができる。乾式、湿式
紡糸法の場合には、紡糸時において実質的に活性なイソ
シアネート基が繊維中にほとんど含まれていないため、
膠着を生じる原因は繊維特有の粘着によるものであり、
ベースオイル中に金属石鹸を懸濁させる方法（特公昭４
１ー２８６号公報、特公昭４０−５５５７号公報）等離
型効果を主体とした方法が提言されている。しかし、金
属石鹸を油剤中に分散させることは難しく、糸への付着
ムラ等の問題が起こっている。

【０００４】一方、溶融紡糸法では、コスト的に有利な
製法である反面、乾式、湿式紡糸法で製造されたポリウ
レタン弾性繊維に比べ、糸同士の膠着性が更に強いとい
った欠点がある。これは、溶融紡糸法で製造されたポリ
ウレタン弾性繊維は紡糸時に反応性の強いイソシアネー
ト基が繊維表面に残っているため、糸同士が接触する界
面においてアロファネート結合などの化学結合を形成
し、その結果、糸同士の膠着力が更に強くなるためであ
る。そこでこの問題を解決するために油剤中にアミノ基
を有した化合物を配合することで、糸表面のイソシアネ
ート基を不活性化させる方法がとられている。例えば脂
肪族アミン（特公昭４６−１６３１２号公報）やアミノ
変性シリコーン（特公昭６３−８２３３号公報）を配合
した油剤が提言されている。しかし、前者では、比較的
低分子化合物を使用のため糸の内層に浸透しやすく、糸
表面のイソシアネート基を不活性化させるだけでなく、
ポリマー分子量を高くするために必要な繊維内部のイソ
シアネート基も不活性化するため、その結果、糸強度が
劣化する問題が起こっている。また、後者においては繊
維自体を柔らかくし過ぎるためにチーズ上での綾落ち、
綾崩れが起こるといった問題が起きている。このチーズ
上での綾落ち、綾崩れを解決する方法として、さらにシ
リコーンレジンを併用する方法（特開平０３−５１３７
号公報）が提言されている。しかし、通常本目的に使用
されているシリコーンレジンは一般式（３）で表わされ
るシロキサン単位（Ｄ単位）と一般式（４）で表わされ
るシロキサン単位（Ｔ単位）を主構成成分とするシリコ
ーンレジン（ＤＴレジン）であり、チーズ上での綾落
ち、綾崩れを防止するためには、５％を超えて添加しな
ければその効果は認められず、かつ配合量を多く加える
必要があるため、油剤全体の粘度が上昇するといった問
題が起こっており、また膠着防止剤として使用する場合
でも、その膠着防止性は不十分である。

【０００５】

【化３】

【０００６】（Ｒ² はメチル基またはフェニル基を表
す）

【０００７】

【化４】

【０００８】（Ｒ² はメチル基またはフェニル基を表
す）

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】従って、本発明の目的
は、溶融紡糸法で製造されるポリウレタン弾性繊維の糸
強度劣化作用が少なく、かつ良好な巻き形状を保持し、
繊維同士の膠着防止、チーズの内層−外層での解舒バラ
ンス性が良く、紡糸から後加工工程においてスカム発生
が少ない、良好な操業性が得られるポリウレタン弾性繊
維用油剤を提供することにある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明者らはポリウレタ
ン弾性繊維用油剤に関し、更に詳しくは溶融紡糸法にお
いて製造されるポリウレタン弾性繊維の強度を劣化させ
る作用が少なく、かつ繊維同士の膠着性が少なく、チー
ズの内層−外層での解舒性バランスに優れ、糸走行中に
おけるガイド等へのスカム発生が少ない、良好な巻き形
状のチーズを得るべく鋭意検討した結果、紡糸工程にお
いて特定のシリコーンレジン（ＭＱレジン）（Ａ）、エ
ポキシ変性シリコーン（Ｂ）、ポリエーテル変性シリコ
ーン（Ｃ）、およびステアリン酸マグネシウム（Ｄ）を
必須成分とした油剤を繊維に付着させることで上記問題
点が解決されることを見い出し、本発明に到達した。

【００１１】すなわち、本発明は一般式（１）で表わさ
れるシロキサン単位（Ｍ単位）と一般式（２）で表わさ
れるシロキサン単位（Ｑ単位）を主構成成分とするシリ
コーンレジン（ＭＱレジン）（Ａ）、エポキシ変性シリ
コーン（Ｂ）、ポリエーテル変性シリコーン（Ｃ）、お
よびステアリン酸マグネシウム（Ｄ）を必須成分とする
油剤であり、油剤１００重量部に対し（Ａ）が１〜１０
重量部、（Ｂ）が０．５〜５重量部、（Ｃ）が０．５〜
５重量部、（Ｄ）が０．５〜３重量部であることを特徴
とするポリウレタン弾性繊維用油剤である。

【００１２】

【化５】

【００１３】（Ｒ¹ は炭素数１〜１０のアルキル基また
はアリール基を表わす）

【００１４】

【化６】

【００１５】一般式（１）においてＲ¹ としては、炭素
数１〜１０の直鎖または分岐鎖のアルキル基（メチル
基、エチル基、プロピル基、ブチル基、ペンチル基、ヘ
キシル基、ヘプチル基、オクチル基、ノニル基、デシル
基、イソプロピル基、イソブチル基、２−エチルヘキシ
ル基等）およびアリール基（フェニル基、トリル基、キ
シリル基、ビフェニル基、ナフチル基、アントリル基、
フェナントリル基等）等が挙げられる。これらＲ¹ で示
される基のうち好ましいものは、炭素数１〜５の直鎖ま
たは分岐鎖のアルキル基、フェニル基である。

【００１６】本発明のシリコーンレジン（ＭＱレジン）
の含有量としては通常、油剤１００重量部に対し１〜１
０重量部であり、更に好ましくは２〜１０重量部であ
る。含有量が１重量部未満では膠着防止性が不十分であ
り、１０重量部を超える場合は油剤全体の粘度が高くな
る傾向にあるため、細デニールの糸を紡糸する際に、糸
切れなどの問題が生じることがある。

【００１７】本発明で使用するエポキシ変性シリコーン
としては、通常ジメチルポリシロキサンの分子鎖にエポ
キシ基が付加したものをいうが、メチル基が他のアルキ
ル基、アリール基に置換したものでも有効である。エポ
キシ基の付加位置としては、側鎖タイプ、末端タイプい
ずれでも良い。

【００１８】エポキシ変性シリコーンの含有量は、油剤
１００重量部に対し、０．５〜５重量部が好ましく、更
に好ましくは、０．５〜３重量部である。０．５重量部
未満では、繊維への柔軟性付与効果が弱く、５重量部を
超えた場合、ベースオイル（ジメチルポリシロキサン、
鉱物油等）との相溶性が悪くなり、糸への付着ムラが生
じたり紡糸工程中スカムが発生することがある。

【００１９】本発明で使用するポリエーテル変性シリコ
ーンとしては、通常ジメチルポリシロキサンの分子鎖に
ポリエーテル基が付加したものをいうが、メチル基が他
のアルキル基、アリール基に置換したものでも有効であ
る。ポリエーテル基としてはアルキレンオキサイド（エ
チレンオキサイド、プロピレンオキサイド等）がブロッ
ク重合、ランダム重合したものが好ましい。ポリエーテ
ル基の付加位置としては、側鎖タイプ、末端タイプいず
れでも良い。

【００２０】ポリエーテル変性シリコーンの含有量は、
油剤１００重量部に対し、０．５〜５重量部が好まし
く、更に好ましくは、０．５〜３重量部である。０．５
重量部未満では、膠着防止効果の発現性が弱く、５重量
部を超えた場合、ベースオイル（ジメチルポリシロキサ
ン、鉱物油等）との相溶性が悪くなり、糸への付着ムラ
が生じたり紡糸工程中スカムが発生することがある。

【００２１】本発明で使用されるステアリン酸マグネシ
ウムの配合量は、油剤１００重量部に対し、０．５〜３
重量部が好ましく、更に好ましくは、０．５〜２重量部
である。０．５重量部未満では、膠着防止効果の発現性
が弱く、５重量部を越えた場合、ベースオイル（ジメチ
ルポリシロキサン、鉱物油等）との相溶性が悪くなり、
糸への付着ムラが生じたり紡糸工程中スカムが発生する
ことがある。

【００２２】また、本発明のシリコーンレジン（ＭＱレ
ジン）が優れた膠着防止性を発現するためには、その主
構成成分であるＭ単位／Ｑ単位の比が通常０．４〜１．
５のものが使用される。さらに好ましくは０．５〜１．
３である。Ｍ単位／Ｑ単位の比が０．４未満の場合、分
子内の架橋度が大きくなりすぎ、ベースオイル（鉱物
油、ジメチルポリシロキサン等）との相溶性が悪くな
り、糸への付着ムラが生じたり、紡糸工程中にスカムが
発生するなどの問題が生じることがある。また、Ｍ単位
／Ｑ単位の比が１．５を越えた場合、分子内の架橋度が
低くなり十分な膠着防止機能の発現は困難になる。

【００２３】本発明に使用されるシリコーンレジン（Ｍ
Ｑレジン）は、水ガラスをＱ単位の出発原料とし、トリ
アルキルシリル基（Ｍ単位）で末端を封鎖する方法等で
製造することが出来る。

【００２４】上記各成分の作用について説明すると、成
分（Ａ）と成分（Ｃ）と成分（Ｄ）の三成分は特に膠着
防止機能発現に有効であり、この三成分を特定の比率で
配合することで、繊維表面にイソシアネート基が存在し
ていても、膠着防止性を発現でき、かつ繊維内部のイソ
シアネート基を不活性化しないため糸強度劣化も防ぐこ
とが可能となる。

【００２５】一方、成分（Ｂ）と成分（Ｃ）は繊維に適
度な柔軟性を付与させる性能を有しており、この二成分
を特定の比率で配合することで、チーズに巻き採った際
しっかりとした巻き形状を保つことが可能となる。

【００２６】すなわち、本発明は成分（Ａ）、成分
（Ｂ）、成分（Ｃ）、成分（Ｄ）を必須成分とし、特定
の比率で配合することで、糸強度劣化が少なく、膠着防
止性を発現でき更にチーズ上で良好な巻き形状を保つこ
とに成功したものである。

【００２７】また、本発明の油剤組成分を含有する油剤
の粘度は、均一付着、ローラ巻き付き防止のために、２
５℃で１００ｃｓｔ以下が好ましい。

【００２８】本発明の油剤組成物を含有する油剤のベー
スオイルとしては、紡糸から後加工工程での各種ローラ
ーまたはガイド類との摩擦低減のために、通常、鉱物油
やジオルガノポリシロキサンの使用が好ましい。

【００２９】本発明の油剤に使用される鉱物油として
は、配合油全体の粘度が２５℃で１００ｃｓｔ以下であ
る限り任意のものを選んでも良いが、通常２５℃におけ
る粘度が１〜５０ｃｓｔのものが好ましい。粘度が１ｃ
ｓｔ未満であると揮発性が高く、糸への付着が難しくな
る傾向があり、また５０ｃｓｔを越えると配合油全体の
粘度コントロールが難しくなることがある。

【００３０】本発明の油剤に使用されるジオルガノポリ
シロキサンとしては、ジメチルポリシロキサンやジメチ
ルポリシロキサンのメチル基の一部がその他のアルキル
基、フェニル基で置換されたもの等が挙げられる。いず
れの場合も、配合油全体の粘度が２５℃で１００ｃｓｔ
以下である限り任意のものを選んでも良いが、通常２５
℃における粘度が３〜５０ｃｓｔのものが好ましい。粘
度が３ｃｓｔ未満であると揮発性が高く、糸への付着が
難しくなることがあり、また、５０ｃｓｔを超えると配
合油全体の粘度コントロールが難しくなることがある。

【００３１】本発明の弾性繊維用油剤には、さらに必要
により膠着防止成分、例えば、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、あるいはステアリ
ン酸カルシウム、ステアリン酸アルミニウム等の金属粉
末塩、あるいはパラフィン、ポリエチレン等の常温固体
ワックス、アミノ変性シリコーン、シリコーンレジン
（ＤＴレジン）等の変性シリコーンや、つなぎ剤とし
て、アルコール類、脂肪酸エステル類等、本発明の油剤
組成物の性能を損なわない程度に追加配合して良く、追
加させることで膠着防止効果を増大させることができ
る。また、さらに制電剤、酸化防止剤、紫外線吸収剤
等、通常紡糸油剤に使用される成分を配合することがで
きる。

【００３２】本発明の弾性繊維用油剤はポリウレタン弾
性繊維の紡糸工程において、紡出後、糸が巻き取られる
までの任意の位置でローラ給油やノズル給油等で糸に付
与させることができる。本発明の油剤は、通常ポリウレ
タン弾性繊維に対して０．５〜１０重量％、好ましくは
１〜８重量％付与させる。

【００３３】

【発明の実施の形態】以下、実施例により本発明を更に
詳細に説明するが、本発明はこれに限定されるものでは
ない。

【００３４】

【実施例】表１記載の組成で油剤を配合し、全量を１０
０部にすることで本発明の弾性繊維用油剤を調製した。

【００３５】

【表１】

【００３６】表１で配合した成分としては下記のものを
使用した。 ジメチルポリシロキサン ：ＳＨ−２００ １０ｃｓ（東レ・ダウコーニング シリコーン株式会社製） 鉱物油 ：流動パラフィンＮｏ６０−Ｓ（中央化成株式会社 製） ＭＱレジン ：Ｍ単位のアルキル基はメチル基のものを使用した ＤＴレジン ：ＴＲＰ（ワッカーケミカルズイーストアジア株式 会社製） ポリエーテル変性シリコーン：ＫＦ−３５２（信越化学工業株式会社製） エポキシ変性シリコーン ：ＳＦ−８４１３（東レ・ダウコーニングシリコー ン株式会社製） アミノ変性シリコーン ：ＫＦ−８６１（信越化学工業株式会社）

【００３７】実施例及び比較例で得られた油剤を付与し
た糸のスカム発生、巻き形状、膠着性の試験法は以下の
通りである。 （イ）スカム ポリウレタン弾性繊維の溶融紡糸において、調整した油
剤をローラ給油で油剤付着量がフィラメント重量に対し
６％になるよう付与させ６００ｍ／分でチーズに巻き取
り、４０ｄのポリウレタン繊維を得た。紡出開始２４ｈ
ｒｓ後糸道でのスカム発生の有無を目視にて判定した。 −評価基準− ○：発生無し △：発生有り ×：発生多い （ロ） 巻き形状 得られたチーズ（外型８０ｍｍ，幅５７ｍｍの紙管に巻
幅４４ｍｍで４００ｇ巻き取った）の巻き形状を目視に
て判定した。 −評価基準− ○：巻き形状良好 ×：巻き形状不良（綾落ちや耳立ちあり） （ハ）膠着性 巻き取りチーズを１週間以上エージング後、可変倍率の
引き出し巻き取り装置にかけ５０ｍ／分の速度で送り出
した時、糸が接着により巻き込まれずに送り出せること
のできる最低の倍率で示した。１．３以下が好ましい。 （ニ）強力保持率 紡糸直後のポリウレタン弾性糸を取り、油剤中に浸漬し
１日放置する。取り出し後、強力を測定し無処理の糸と
比較し保持率を求めた。８０％以上が好ましい。スカ
ム、巻き形状、膠着性、強力保持率の評価結果を併せて
表１に示す。

【００３８】表１から明らかなように、本発明の油剤を
用いた場合、糸強度劣化が少なく、かつ巻き形状も良好
であることが判る。

【００３９】また、本発明の実施例１〜６は膠着防止性
も良好で、スカムに関しても、スカム発生が著しく低減
されていることが判る。

【００４０】

【発明の効果】従来、溶融紡糸法でポリウレタン弾性繊
維を製造する際に、イソシアネート基を失活させるよう
な脂肪族アミンやアミノ変性シリコーンを含む油剤で処
理すると糸強度が劣化し、かつ巻き形状が悪く、良好な
ポリウレタン弾性繊維を得ることは出来なかった。しか
し、本発明の弾性繊維用油剤を用いて製造する場合に
は、糸強度劣化することなく優れた膠着防止性が発現で
き、かつ良好な巻き形状が得られ、更に糸道上でのスカ
ム発生が少ないことからポリウレタン弾性繊維を紡糸か
ら後加工工程において安定な操業性を保ちながら製造す
ることができるものである。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 一般式（１）で表わされるシロキサン単
   位（Ｍ単位）と一般式（２）で表わされるシロキサン単
   位（Ｑ単位）を主構成成分とするシリコーンレジン（Ｍ
   Ｑレジン）（Ａ）、エポキシ変性シリコーン（Ｂ）、ポ
   リエーテル変性シリコーン（Ｃ）、およびステアリン酸
   マグネシウム（Ｄ）を必須成分とする油剤であり、油剤
   １００重量部に対し（Ａ）が１〜１０重量部、（Ｂ）が
   ０．５〜５重量部、（Ｃ）が０．５〜５重量部、（Ｄ）
   が０．５〜３重量部であることを特徴とするポリウレタ
   ン弾性繊維用油剤。 【化１】 （Ｒ¹ は炭素数１〜１０のアルキル基またはアリール基
   を表わす） 【化２】
2. 【請求項２】 該シリコーンレジンのＭ単位／Ｑ単位の
   比が０．４〜１．５である請求項１記載のポリウレタン
   弾性繊維用油剤。