KR20120002427A - 폴리우레탄계 탄성섬유용 처리제, 폴리우레탄계 탄성섬유의 처리방법 및 폴리우레탄계 탄성섬유 - Google Patents

폴리우레탄계 탄성섬유용 처리제, 폴리우레탄계 탄성섬유의 처리방법 및 폴리우레탄계 탄성섬유 Download PDF

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Abstract

폴리우레탄계 탄성섬유의 제조에 있어서, 양호한 권취형상 및 해서성을 가지는 패키지를 얻을 수 있고, 또 폴리우레탄계 탄성섬유에 양호한 평활성, 제전성 및 핫멜트 접착성을 부여할 수 있는 폴리우레탄계 탄성섬유용 처리제, 폴리우레탄계 탄성섬유의 처리방법 및 폴리우레탄계 탄성섬유를 제공한다. 폴리우레탄계 탄성섬유용 처리제로서, 광물유를 필수성분으로 하는 특정한 분산매와, 우레탄 화합물로부터 이루어지는 특정한 분산질로 이루어지고, 상기 분산매를 80∼99.99질량% 및 상기 분산질을 0.01∼20질량%(합계 100질량%)의 비율로 함유하며, 또한 소정의 측정방법에 의해 측정되는 평균 입자경을 0.01∼500㎛의 범위로 조제한 것을 사용하였다.

Description

폴리우레탄계 탄성섬유용 처리제, 폴리우레탄계 탄성섬유의 처리방법 및 폴리우레탄계 탄성섬유{POLYURETHANE ELASTOMER FIBERS AND PROCESSING AGENT AND METHOD THEREFOR}
본 발명은 폴리우레탄계 탄성섬유용 처리제, 그 폴리우레탄계 탄성섬유용 처리제를 사용하는 폴리우레탄계 탄성섬유의 처리방법 및 그 처리방법에 의해 수득되는 폴리우레탄계 탄성섬유에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는, 폴리우레탄계 탄성섬유의 제조에 있어서, 양호한 권취형상 및 해서성(解舒性, 실풀림성)을 가지는 패키지를 얻을 수 있고, 또 폴리우레탄계 탄성섬유에 뛰어난 평활성, 제전성(制電性) 및 핫멜트 접착성을 부여할 수 있는 폴리우레탄계 탄성섬유용 처리제, 그 폴리우레탄계 탄성섬유용 처리제를 사용하는 폴리우레탄계 탄성섬유의 처리방법 및 그 처리방법에 의해 수득되는 폴리우레탄계 탄성섬유에 관한 것이다.
종래, 폴리우레탄계 탄성섬유용 처리제로서 폴리디메틸실록산이나 광물유 등에 고체의 금속비누를 분산한 것(예를 들면, 특허문헌 1∼3 참조), 폴리옥시알킬렌 에테르 변성 폴리실록산을 함유하는 것(예를 들면, 특허문헌 4 및 5 참조), 폴리프로필렌글리콜계 폴리올을 함유하는 것(예를 들면, 특허문헌 6 참조) 등이 제안되고 있다. 그러나, 이것들 종래의 폴리우레탄계 탄성섬유용 처리제에는 폴리우레탄계 탄성섬유의 제조에 있어서, 제작한 패키지의 해서성이 불량이거나, 또는 폴리우레탄계 탄성섬유에 부여하는 핫멜트 접착성이 불량이거나, 또는 폴리우레탄계 탄성섬유에 부여하는 평활성이나 제전성이 부족해서 안정된 조업성을 얻을 수 없거나 하는 등, 폴리우레탄계 탄성섬유를 제조 내지 가공하는데 있어서, 어떤 중대한 지장이 있다고 하는 문제가 있다.
일본 특허공보 제S41-286호 일본 특허공보 제S40-5557호 일본 공개특허공보 제H09-217283호 일본 공개특허공보 제H09-268477호 일본 공개특허공보 제H09-296377호 일본 공개특허공보 제2000-327224호
본 발명이 해결하려고 하는 과제는 폴리우레탄계 탄성섬유의 제조에 있어서 양호한 권취형상 및 해서성을 가지는 패키지를 얻을 수 있고, 또 폴리우레탄계 탄성섬유에 뛰어난 평활성, 제전성 및 핫멜트 접착성을 부여할 수 있는 폴리우레탄계 탄성섬유용 처리제, 그 폴리우레탄계 탄성섬유용 처리제를 사용한 폴리우레탄계 탄성섬유의 처리방법 및 그 처리방법에 의해 수득되는 폴리우레탄계 탄성섬유를 제공하는 것에 있다.
본 발명자들은 상기의 과제를 해결하기 위해 연구한 결과, 폴리우레탄계 탄성섬유용 처리제로서는 특정한 분산매에 특정한 분산질을 소정의 비율로 분산시킨 것이 정확하게 호적함을 발견하고, 본 발명을 완성하기에 이르렀다.
즉 본 발명은, 하기의 분산매와 하기의 분산질로 이루어지는 폴리우레탄계 탄성섬유용 처리제로서, 상기 분산매를 80∼99.99질량% 및 상기 분산질을 0.01∼20질량%(합계 100질량%)의 비율로 함유하며, 또한 하기의 평균 입자경의 측정방법에 의해 측정되는 평균 입자경을 0.01∼500㎛의 범위로 조제해서 이루어지는 것을 특징으로 하는 폴리우레탄계 탄성섬유용 처리제에 관한 것이다.
분산매: 광물유를 70∼100질량%과, 실리콘유 및/또는 액상 에스테르유를 0∼30질량%(합계 100질량%)의 비율로 함유하며, 또한 25℃에서의 점도가 2×10-6∼1000×10-6㎡/s의 범위에 있는 액체.
분산질: 하기의 화확식(1)의 우레탄 화합물로서, 25℃에서의 상태가 하기의 측정방법에 의해 액상으로 판정되지 않는 우레탄 화합물.
Figure pat00001
식 중, R1, R2: 탄소수 8∼50의 알킬기 또는 탄소수 8∼50의 알케닐기,
R3: 4,4'-디페닐메탄디소시아네이트, 수소 첨가 디페닐메탄디소시아네이트, 나프탈렌디소시아네이트, 톨릴렌디소시아네이트 또는 헥사메틸렌디소시아네이트로부터 모든 이소시아네이트기를 제외한 잔기.
우레탄 화합물의 상태의 판정방법: 25℃의 항온실에서, 우레탄 화합물을 수직으로 유지한 내경 30mm × 높이 120mm의 평평한 평저 원통형의 유리로 만든 시험관에 저면으로부터의 높이가 55mm가 될 때까지 넣고, 그 시험관을 수평으로 하였을 때에, 그 우레탄 화합물의 이동면의 선단이 시험관의 저면으로부터 85mm의 부분을 통과할 때까지 필요로 하는 시간이 90초 이내인 경우, 그 우레탄 화합물은 액상으로 판정한다.
평균 입자경의 측정방법: 폴리우레탄계 탄성섬유용 처리제를 25℃에서의 점도가 모두 10×10-6㎡/s인 폴리디메틸실록산과 광물유와의 1/1(질량비)의 혼합액을 사용하고, 그 폴리우레탄계 탄성섬유용 처리제 중의 분산질의 농도가 1000 mg/ℓ이 되도록 희석하고, 그 희석액을 액온 25℃에서 레이저 회절식 입도분포 측정장치에 적용하여, 체적기준의 평균 입자경을 측정하는 방법.
또, 본 발명은 상기한 본 발명에 따른 폴리우레탄계 탄성섬유용 처리제를 희석하지 않고 니트 급유법에 의해, 폴리우레탄계 탄성섬유의 방사공정에 있어서 폴리우레탄계 탄성섬유에 0.1∼10질량%이 되도록 부착시키는 것을 특징으로 하는 폴리우레탄계 탄성섬유의 처리방법에 관한 것이다.
또, 본 발명은 상기한 본 발명에 따른 폴리우레탄계 탄성섬유의 처리방법에 의해 수득되는 폴리우레탄계 탄성섬유에 관한 것이다.
우선, 본 발명에 따른 폴리우레탄계 탄성섬유용 처리제(이하, ‘본 발명의 처리제’ 라고 한다.)에 대해서 설명한다. 본 발명의 처리제는 폴리우레탄계 탄성섬유를 제조할 때에 폴리우레탄계 탄성섬유에 부착시키는 것으로서, 특정한 분산매와 특정한 분산질로 이루어지는 것이다.
본 발명의 처리제에 적용하는 분산매는 광물유를 70∼100질량%와, 실리콘유 및/또는 액상 에스테르유를 0∼30질량%(합계 100질량%)의 비율로 함유하며, 또한 25℃에서의 점도가 2×10-6∼1000×10-6㎡/s의 범위에 있는 액체이다.
광물유로서는 파라핀 성분, 나프텐 성분 및 아로마 성분 등을 함유하는 일반적인 석유 유분을 사용할 수 있고, 그 성분 등은 한정되지 않는다.
실리콘유로서는 디메틸실록산 단위를 구성단위로 하는 폴리디메틸실록산,디메틸실록산 단위와 탄소수 2∼4의 알킬기를 가지는디알킬실록산 단위를 구성단위로 하는 폴리디알킬실록산, 및디메틸실록산 단위와 메틸페닐실록산 단위를 구성단위로 하는 폴리실록산 등을 들 수 있지만, 그 중에서도 폴리디메틸실록산이 바람직하다.
액상 에스테르유로서는, 1) 부틸스테아레이트, 옥틸스테아레이트, 올레일라우레이트, 올레일올레이트, 이소트리데실스테아레이트, 이소펜타코사닐이소스테아레이트 등의 지방족 1가 알코올과 지방족 모노카르복시산과의 에스테르, 2) 1,6-헥산디올디데카노에이트, 트리메틸올프로판모노올레이트모노라우레이트, 트리메틸올프로판트리라우레이트, 소르비탄모노올레이트, 소르비탄트리올레이트, 피마자유 등의 천연유지 등의 지방족 다가 알코올과 지방족 모노카르복시산과의 에스테르, 3)디라우릴아디페이트, 디올레일아젤레이트, 트리옥틸트리멜리테이트 등의 지방족 1가 알코올과 지방족 다가 카르복시산과의 에스테르 등을 들 수 있지만, 그 중에서도 옥틸스테아레이트나 이소트리데실스테아레이트 등의 지방족 1가 알코올과 지방족 모노카르복시산과의 에스테르이고, 탄소수 15∼44의 에스테르 및 트리메틸올프로판트리라우레이트나 피마자유 등의 지방족 다가 알코올과 지방족 모노카르복시산과의 에스테르이고, 탄소수15∼44의 에스테르가 바람직하다.
이러한 분산매는 광물유를 70∼100질량%과, 실리콘유 및/또는 액상 에스테르유를 0∼30질량%(합계 100질량%)의 비율로 함유해서 이루어지는 것이지만, 그 중에서도 광물유를 85∼100질량%, 실리콘유 및/또는 액상 에스테르유를 0∼15질량%(합계100질량%)의 비율로 함유하는 것이 바람직하고, 광물유를 100질량% 함유하는 것이 특히 바람직하다. 광물유가 70질량% 미만에서는 수득되는 폴리우레탄계 탄성섬유의 핫멜트 접착성이 현저하게 저하한다.
분산매는 25℃에서의 점도가 2×10-6∼1000×10-6㎡/s의 범위에 있는 액체이지만, 그 중에서도 25℃에서의 점도가 2×10-6∼100×10-6㎡/s의 범위에 있는 액체가 바람직하다. 25℃에서의 점도가 2×10-6 ㎡/s미만이면, 그러한 처리제를 폴리우레탄계 탄성섬유에 부착시킬 때에, 비산이 쉽게 발생하게 되고, 반대로 25℃에서의 점도가 1000×10-6㎡/s를 넘으면, 그러한 처리제를 폴리우레탄계 탄성섬유에 부착시켜도 양호한 평활성이 수득되기 어려워진다. 또한, 본 발명에 있어서 점도는 JIS-K2283(석유제품 동점도 시험방법)에 기재되어 있는 Cannon-Fenske 점도계를 사용한 방법으로 측정되는 값이다.
본 발명의 처리제에 적용하는 분산질은 화학식(1)의 우레탄 화합물로서, 25℃에서의 상태가 상기한 판정방법에 의해 액상으로 판정되지 않은 우레탄 화합물이다. 상기한 판정방법은 위험물의 규제에 관한 규칙 제69조의 2(액상의 정의)를 인용한 소방법의 액상 확인시험에 준거하는 것으로, 이 판정방법에 의해 액상으로 판정되지 않은 우레탄 화합물은 사회통념상은 고체를 나타내는 우레탄 화합물이라고 말할 수 있는 것이다.
화화식(1)의 우레탄 화합물에 있어서, 화학식(1) 중의 R1 및 R2는 탄소수 8∼50의 알킬기 또는 탄소수 8∼50의 알케닐기이다. 이러한 알킬기로서는 옥틸기, 노닐기, 데실기, 운데실기, 도데실기, 트리데실기, 테트라데실기, 펜타데실기, 헥사데실기, 헵타데실기, 옥타데실기, 노나데실기, 아이코실기, 헨아이코실기, 도코실기, 트리코실기, 테트라코실기, 펜타코실기, 헥사코실기, 헵타코실기, 옥타코실기, 노나코실기, 트리아콘틸기, 헨트리아콘틸기, 도트리아콘틸기, 트리트리아콘틸기, 테트라트리아콘틸기, 헵타트리아콘틸기, 옥타트리아콘틸기, 노나트리아콘틸기, 테트라콘틸기, 헨테트라콘틸기, 도테트라콘틸기, 이소테트라코실기, 이소펜타코실기, 이소헥사코실기, 이소펜타코실기, 이소옥타코실기, 이소노나코실기, 이소트리아콘틸기, 이소헨트리아콘틸기, 이소트리트리아콘틸기, 이소테트라트리아콘틸기, 이소헵타트리아콘틸기 등의 직쇄 또는 분기의 알킬기를 들 수 있고, 또 알케닐기로서는 cis-8-테트라트리아콘테닐기, cis-4,8-에틸-트리아콘테닐기 등의 직쇄 또는 분기의 알케닐기를 들 수 있다. 그 중에서도, R1 및 R2로서는 탄소수 14∼38의 알킬기 또는 탄소수 14∼38의 알케닐기가 바람직하고, 탄소수 18∼32의 알킬기가 더 바람직하다.
화학식(1)의 우레탄 화합물에 있어서, 화학식(1) 중의 R3은 4,4'-디페닐메탄디소시아네이트, 수소첨가디페닐메탄디소시아네이트, 나프탈렌디소시아네이트, 톨릴렌디소시아네이트, 헥사메틸렌디소시아네이트 등으로부터 모든 이소시아네이트기를 제외한 잔기이다. 그 중에서도 R3으로서는 4,4'-디페닐메탄디소시아네이트, 나프탈렌디소시아네이트 또는 톨릴렌디소시아네이트로부터 모든 이소시아네이트기를 제외한 잔기가 바람직하다.
이러한 화학식(1)의 우레탄 화합물로서는 예를 들면, 4,4'-디페닐메탄디카르밤산디데실, 4,4'-디페닐메탄디카르밤산디도데실, 4,4'-디페닐메탄디카르밤산디테트라데실, 4,4'-디페닐메탄디카르밤산디헥사데실, 4,4'-디페닐메탄디카르밤산디옥타데실4,4'-디페닐메탄디카르밤산디노나데실, 4,4'-디페닐메탄디카르밤산디아이코실, 4,4'-디페닐메탄디카르밤산디도코실, 4,4'-디페닐메탄디카르밤산디트리코실, 4,4'-디페닐메탄디카르밤산디테트라코실, 4,4'-디페닐메탄디카르밤산디헥사코실, 4,4'-디페닐메탄디카르밤산디옥타코실, 4,4'-디페닐메탄디카르밤산디트리아콘틸, 4,4'-디페닐메탄디카르밤산디헨트리아콘틸, 4,4'-디페닐메탄디카르밤산디도트리아콘틸, 4,4'-디페닐메탄디카르밤산디테트라트리아콘틸, 4,4'-디페닐메탄디카르밤산디헥사트리아콘틸, 4,4'-디페닐메탄디카르밤산디테트라콘틸, 4,4'-디페닐메탄디카르밤산디도테트라콘틸, 톨릴렌디카르밤산디데실, 톨릴렌디카르밤산데실테트라트리아콘틸, 톨릴렌디카르밤산데실도테트라콘틸, 톨릴렌디카르밤산디헥사데실, 톨릴렌디카르밤산디옥타데실, 톨릴렌디카르밤산디노나데실, 톨릴렌디카르밤산디아이코실, 톨릴렌디카르밤산디도코실, 톨릴렌디카르밤산디테트라코실, 톨릴렌디카르밤산디헥사코실, 톨릴렌디카르밤산디옥타코실, 톨릴렌디카르밤산디노나코실, 톨릴렌디카르밤산디트리아콘틸, 톨릴렌디카르밤산디헨트리아콘틸, 톨릴렌디카르밤산디도트리아콘틸, 톨릴렌디카르밤산디트리트리아콘틸, 톨릴렌디카르밤산디테트라트리아콘틸, 톨릴렌디카르밤산디옥타트리아콘틸, 톨릴렌디카르밤산디테트라콘틸, 톨릴렌디카르밤산디도테트라콘틸, 나프탈렌디카르밤산디데실, 나프탈렌디카르밤산디헥사데실, 나프탈렌디카르밤산헥사데실테트라트리아콘틸, 나프탈렌디카르밤산디옥타데실, 나프탈렌디카르밤산디아이코실, 나프탈렌디카르밤산디헨아이코실, 나프탈렌디카르밤산디도코실, 나프탈렌디카르밤산디테트라코실, 나프탈렌디카르밤산디헥사코실, 나프탈렌디카르밤산디옥타데실, 나프탈렌디카르밤산디트리아콘틸, 나프탈렌디카르밤산디헨트리아콘틸, 나프탈렌디카르밤산디도트리아콘틸, 나프탈렌디카르밤산디테트라트리아콘틸, 나프탈렌디카르밤산디헥사트리아콘틸 나프탈렌디카르밤산디테트라콘틸, 나프탈렌디카르밤산디도테트라콘틸, 나프탈렌디카르밤산디테트라테트라콘틸, 나프탈렌디카르밤산디이소 트리아콘틸, 나프탈렌디카르밤산디cis-4,8-에틸-트리아콘테닐, 수소 첨가 디페닐메탄디카르밤산디헥사코실, 수소 첨가디페닐메탄디카르밤산디옥타코실, 수소 첨가 디페닐메탄디카르밤산디트리아콘틸 수소 첨가 디페닐메탄디카르밤산디헨트리아콘틸, 수소 첨가 디페닐메탄디카르밤산디도트리아콘틸, 수소 첨가 디페닐메탄디카르밤산디테트라트리아콘틸, 수소 첨가 디페닐메탄디카르밤산디도테트라콘틸, 수소 첨가 디페닐메탄디카르밤산디헥사테트라콘틸, 수소 첨가 디페닐메탄디카르밤산디cis-8-테트라트리아콘테닐, 헥사메틸렌디카르밤산디도코실, 헥사메틸렌디카르밤산디테트라코실, 헥사메틸렌디카르밤산디헥사코실 헥사메틸렌디카르밤산디옥타코실, 헥사메틸렌디카르밤산디트리아콘틸, 헥사메틸렌디카르밤산디테트라트리아콘틸, 헥사메틸렌디카르밤산디옥타트리아콘틸, 헥사메틸렌디카르밤산디테트라콘틸, 헥사메틸렌디카르밤산테트라콘틸헥사테트라콘틸, 헥사메틸렌디카르밤산디헥사테트라콘틸 등을 들 수 있다.
그 중에서도, 화학식(1)의 우레탄 화합물로서는, 4,4'-디페닐메탄디카르밤산디테트라데실, 4,4'-디페닐메탄디카르밤산디헥사데실, 4,4'-디페닐메탄디카르밤산디옥타데실, 4,4'-디페닐메탄디카르밤산디노나데실, 4,4'-디페닐메탄디카르밤산디아이코실4,4'-디페닐메탄디카르밤산디도코실, 4,4'-디페닐메탄디카르밤산디트리코실, 4,4'-디페닐메탄디카르밤산디테트라코실, 4,4'-디페닐메탄디카르밤산디헥사코실, 4,4'-디페닐메탄디카르밤산디옥타코실, 4,4'-디페닐메탄디카르밤산디트리아콘틸, 4,4'-디페닐메탄디카르밤산디헨트리아콘틸, 4,4'-디페닐메탄디카르밤산디도트리아콘틸, 4,4'-디페닐메탄디카르밤산디테트라트리아콘틸, 4,4'-디페닐메탄디카르밤산디헥사트리아콘틸, 톨릴렌디카르밤산디헥사데실, 톨릴렌디카르밤산디옥타데실, 톨릴렌디카르밤산디노나데실, 톨릴렌디카르밤산디아이코실, 톨릴렌디카르밤산디도코실, 톨릴렌디카르밤산디테트라코실, 톨릴렌디카르밤산디헥사코실, 톨릴렌디카르밤산디옥타코실, 톨릴렌디카르밤산디노나코실, 톨릴렌디카르밤산디트리아콘틸, 톨릴렌디카르밤산디헨트리아콘틸, 톨릴렌디카르밤산디도트리아콘틸, 톨릴렌디카르밤산디트리트리아콘틸, 톨릴렌디카르밤산디테트라트리아콘틸, 톨릴렌디카르밤산디옥타트리아콘틸, 나프탈렌디카르밤산디헥사데실, 나프탈렌디카르밤산헥사데실테트라트리아콘틸, 나프탈렌디카르밤산디옥타데실, 나프탈렌디카르밤산디아이코실, 나프탈렌디카르밤산디헨아이코실, 나프탈렌디카르밤산디도코실, 나프탈렌디카르밤산디테트라코실, 나프탈렌디카르밤산디헥사코실, 나프탈렌디카르밤산디옥타데실, 나프탈렌디카르밤산디트리아콘틸, 나프탈렌디카르밤산디헨트리아콘틸, 나프탈렌디카르밤산디도트리아콘틸, 나프탈렌디카르밤산디테트라트리아콘틸, 나프탈렌디카르밤산디헥사트리아콘틸, 나프탈렌디카르밤산디이소트리아콘틸, 나프탈렌디카르밤산디cis-4,8-에틸-트리아콘테닐이 바람직하고, 4,4'-디페닐메탄디카르밤산디옥타데실, 4,4'-디페닐메탄디카르밤산디노나데실, 4,4'-디페닐메탄디카르밤산디아이코실, 4,4'-디페닐메탄디카르밤산디도코실, 4,4'-디페닐메탄디카르밤산디트리코실, 4,4'-디페닐메탄디카르밤산디테트라코실, 4,4'-디페닐메탄디카르밤산디헥사코실, 4,4'-디페닐메탄디카르밤산디옥타코실, 4,4'-디페닐메탄디카르밤산디트리아콘틸, 4,4'-디페닐메탄디카르밤산디헨트리아콘틸, 4,4'-디페닐메탄디카르밤산디도트리아콘틸, 톨릴렌디카르밤산디옥타데실, 톨릴렌디카르밤산디노나데실, 톨릴렌디카르밤산디아이코실, 톨릴렌디카르밤산디도코실, 톨릴렌디카르밤산디테트라코실, 톨릴렌디카르밤산디헥사코실, 톨릴렌디카르밤산디옥타코실, 톨릴렌디카르밤산디노나코실, 톨릴렌디카르밤산디트리아콘틸, 톨릴렌디카르밤산디헨트리아콘틸, 톨릴렌디카르밤산디도트리아콘틸, 나프탈렌디카르밤산디옥타데실, 나프탈렌디카르밤산디아이코실, 나프탈렌디카르밤산디헨아이코실, 나프탈렌디카르밤산디도코실, 나프탈렌디카르밤산디테트라코실, 나프탈렌디카르밤산디헥사코실, 나프탈렌디카르밤산디옥타데실, 나프탈렌디카르밤산디트리아콘틸, 나프탈렌디카르밤산디헨트리아콘틸, 나프탈렌디카르밤산디도트리아콘틸, 나프탈렌디카르밤산디이소트리아콘틸이 더 바람직하다.
본 발명의 처리제에 적용하는 분산질은 이상에서 설명한 바와 같이, 화학식(1)의 우레탄 화합물로서, 25℃에서의 상태가 상기한 측정방법에 의해 액상으로 판정되지 않는 우레탄 화합물이다. 이러한 우레탄 화합물은 본 발명의 처리제의 분산 안정성에 기여하고, 양호한 보존 안정성을 나타낸다.
본 발명의 처리제는 이상에서 설명한 바와 같은 분산매를 80∼99.99질량% 및 분산질을 0.01∼20질량%(합계 100질량%)의 비율로 함유하는 것이지만, 분산매를 90∼99.9질량% 및 분산질을 0.1∼10질량%(합계 100질량%)의 비율로 함유하는 것이 바람직하다. 분산매를 80∼99.99질량% 및 분산질을 0.01∼20질량%(합계 100질량%)의 비율로 하는 것에 의해, 본 발명의 처리제가 가지는 틱소트로피성을 적당하게 제어할 수 있고, 또 양호한 보존 안정성을 나타낸다.
본 발명의 처리제는 이상에서 설명한 바와 같은 분산매와 분산질로 이루어지고, 그 분산매를 80∼99.99질량% 및 그 분산질을 0.01∼20질량%(합계 100질량%)의 비율로 함유하고 있으며, 또한 평균 입자경을 0.01∼500㎛의 범위, 바람직하게는 0.1∼100㎛의 범위로 조제해서 이루어지는 것이다. 여기에서 평균 입자경이라는 것은 폴리우레탄계 탄성섬유용 처리제를 25℃에서의 점도가 모두 10×10-6㎡/s인 폴리디메틸실록산과 광물유의 1/1(질량비)의 혼합액을 사용하고, 그 폴리우레탄계 탄성섬유용 처리제중의 분산질의 농도가 1000 mg/ℓ이 되도록 희석하고, 그 희석액을 액온 25℃에서 레이저 회절식 입도분포 측정장치에 적용하여, 체적기준의 평균 입자경을 측정한 값이다.
본 발명의 처리제는 공지의 방법에 준해서 조제할 수 있다. 예를 들면 분산매와 분산질을 소정의 비율로 혼합해서 혼합물로 한 후, 그 혼합물을 종형 비드밀, 횡형 비드밀, 샌드그라인더 또는 콜로이드밀 등의 습식분쇄기에 적용하여 균일분산액으로 얻을 수 있다. 각 성분을 혼합할 때의 온도나 습식분쇄시의 온도는 20∼35℃로 하는 것이 바람직하다. 분산액의 점도는 JIS-K2283(석유제품 동점도 시험방법)에 기재된 Cannon-Fenske 점도계를 사용하여, 25℃의 조건에서 계측해서 2×10-6∼1000×10-6㎡/s의 범위가 되도록 조정하는 것이 바람직하고, 2×10-6∼100×10-6㎡/s의 범위가 되도록 조정하는 것이 더 바람직하다.
본 발명의 처리제는 본 발명의 효과를 손상하지 않는 범위에서, 필요에 따라서 적시, 아미노 변성 폴리디메틸실록산, 폴리에테르 변성 폴리디메틸실록산 등의 변성 실리콘유, 실리콘 레진, 음이온 계면활성제, 비이온 계면활성제, 양이온 계면활성제, 양성 계면활성제, 고급 알코올로 대표되는 이음제, 대전방지제, 젖음성 향상제 등의 성분을 병용할 수도 있다. 이것들의 성분의 병용량은 가급적 소량으로 하는 것이 바람직하고, 본 발명의 처리제 100질량부당 10질량부 이하의 비율로 하는 것이 바람직하다.
다음에, 본 발명에 따른 폴리우레탄계 탄성섬유의 처리방법(이하, ‘본 발명의 처리방법’ 이라고 한다)에 대해서 설명한다. 본 발명의 처리방법은 이상에서 설명한 바와 같은 본 발명의 처리제를 희석하지 않고 니트 급유법에 의해, 폴리우레탄계 탄성섬유의 방사공정에 있어서 폴리우레탄계 탄성섬유에 0.1∼10질량%이 되도록 부착시키는 방법이다.
본 발명의 처리방법에서는 본 발명의 처리제를 용제 등으로 희석하지 않고 그대로 급유하는 니트 급유법에 의해 폴리우레탄계 탄성섬유에 부착시킨다. 부착공정은 폴리우레탄계 탄성섬유의 방사공정이다. 부착방법으로서는 롤러 급유법, 가이드 급유법, 스프레이 급유법 등의 공지의 방법을 적용할 수 있다. 본 발명의 처리제의 부착량은 폴리우레탄계 탄성섬유에 대해서 0.1∼10질량%가 되도록 하지만, 2∼6질량%가 되도록 하는 것이 바람직하다.
마지막으로, 본 발명에 따른 폴리우레탄계 탄성섬유에 대해서 설명한다. 본 발명에 따른 폴리우레탄계 탄성섬유는 이상에서 설명한 본 발명의 처리방법에 의해 수득되는 폴리우레탄계 탄성섬유이다.
본 발명에 있어서, 폴리우레탄계 탄성섬유는 실질적으로 폴리우레탄을 주 구성부로 하는 탄성섬유를 의미하고, 통상은 세그먼트화한 폴리우레탄을 85질량% 이상 함유하는 장쇄의 중합체로부터 방사되는 것을 의미한다.
장쇄의 중합체는 소위 소프트 세그먼트와 하드 세그먼트를 가진다. 소프트 세그먼트는 폴리에테르, 폴리에스테르, 폴리에테르에스테르 등의 비교적 장쇄의 세그먼트이고, 하드 세그먼트는 이소시아네이트와 디아민 또는 디올쇄 신장제와의 반응에 의해 유도되는 비교적 단쇄의 세그먼트이다. 이러한 장쇄의 중합체는 통상, 하이드록실 말단의 소프트 세그먼트 전구체를 유기 디소시아네이트로 캐핑해서 프리폴리머를 생성시키고, 이 프리폴리머를 디아민 또는 디올로 쇄 신장시켜서 제조한다.
소프트 세그먼트에 대해서, 상기의 폴리에테르에는 테트라메틸렌글리콜, 3-메틸-1,5-펜탄디올, 테트라하이드로푸란, 3-메틸테트라하이드로푸란 등으로부터 유도되는 것이 포함되지만, 그 중에서도, 테트라메틸렌글리콜로부터 유도되는 것이 바람직하다. 또 상기의 폴리에스테르에는 에틸렌글리콜, 테트라메틸렌글리콜, 2,2-디메틸-1,3-프로판디올 등과, 아디프산, 숙신산 등의 이염기산으로부터 유도되는 것이 포함된다. 추가로 상기의 폴리에테르에스테르에는 폴리에테르와 폴리에스테르 등으로부터 유도되는 것이 포함된다.
소프트 세그먼트 전구체의 캐핑에 사용하는 상기의 유기 디소시아네이트로서는 비스-(p-이소시아네이트페닐)-메탄(MDI), 톨릴렌디소시아네이트(TDI), 비스-(4-이소시아네이트사이클로헥실)-메탄(PICM), 헥사메틸렌디소시아네이트, 3,3,5-트리메틸-5-메틸렌사이클로헥실디소시아네이트 등을 들 수 있지만, 그 중에서도, MDI가 바람직하다.
프리폴리머의 쇄 신장에 사용하는 상기의 디아민으로서는 에틸렌디아민, 1,3-사이클로헥산디아민, 1,4-사이클로헥산디아민 등을 들 수 있다.
프리폴리머의 쇄 신장에 사용하는 상기의 디올로서는 에틸렌글리콜, 1,3-프로판디올, 4-부탄디올, 네오펜틸글리콜, 1,2-프로필렌글리콜, 1,4-사이클로헥산디메탄올, 1,4-사이클로헥산디올, 1,4-비스(β-하이드록시에톡시)벤젠, 비스(β-하이드록시에틸)테레프탈레이트 및 파라크실릴렌디올 등을 들 수 있다. 이상, 폴리우레탄계 탄성섬유의 원료가 되는 장쇄의 중합체에 대해서 설명하였지만, 본 발명에 있어서, 이러한 장쇄의 중합체의 중합방법은 특별히 제한되지 않는다.
폴리우레탄계 탄성섬유의 원료가 되는 장쇄의 중합체는 벤조트리아졸계 등의 자외선 흡수제, 힌더드 아민계 등의 내후제, 힌더드 페놀계 등의 산화방지제, 산화티타늄, 산화철 등의 각종 안료, 황산바륨, 산화아연, 산화세슘, 은 이온 등의 기능성 첨가제 등을 함유할 수 있다.
장쇄의 중합체를 원료로 사용해서 폴리우레탄계 탄성섬유를 방사할 때에 사용하는 용매로서는 N,N-디메틸아세트아미드(DMAc), 디메틸포름아미드, 디메틸설폭사이드, N-메틸피롤리돈 등을 들 수 있지만, DMAc가 바람직하다. 용액의 전체 질량을 기준으로 해서, 장쇄의 중합체의 농도를 30∼40질량%, 특히 35∼38질량%로 하는 것이 용매를 사용한 건식방사법에 호적하다.
통상, 쇄 신장제로서 디올을 사용하였을 경우, 폴리우레탄계 탄성섬유는 용해방사법, 건식방사법 또는 습식방사법 등에 의해 방사되고, 또 쇄 신장제로서 디아민을 사용하였을 경우 폴리우레탄계 탄성섬유는 건식방사법에 의해 방사된다. 본 발명에 있어서 방사법은 특별히 제한되지 않지만, 용매를 사용한 건식방사법이 바람직하다.
이상에서 설명한 본 발명에 의하면, 폴리우레탄계 탄성섬유의 제조에 있어서, 양호한 권취형상 및 해서성을 가지는 패키지를 얻을 수 있고, 또 폴리우레탄계 탄성섬유에 양호한 평활성, 제전성 및 핫멜트 접착성을 부여할 수 있다는 효과가 있고, 결과적으로 안정한 조업 하에 고품질의 폴리우레탄계 탄성섬유를 얻을 수 있다.
실시예
이하, 본 발명의 구성 및 효과를 더 구체적으로 하기 위해서 실시예 등을 들지만, 본 발명이 이것들의 실시예에 한정되는 것은 아니다. 또, 이하의 실시예 등에 있어서, 부는 질량부를 나타내고, 또 %는 질량%를 나타낸다.
시험구분 1 (분산질의 조제)
ㆍ화학식(1)의 우레탄 화합물(UT-1)의 조제
반응용기에, 4,4'-디페닐메탄디소시아네이트 250.27g 및 헨트리아콘타놀 905.02g을 넣고, 질소기류하, 190℃로 승온하고, 내용물을 균일 용해한 후, 디부틸 주석 디라우레이트 0.15g을 넣고, 우레탄화 반응을 실시하였다. 반응 종료후, 내용물을 일단 냉각해서 고화시킨 후, 볼밀로 조분쇄해서 우레탄 화합물(UT-1)을 얻었다. 이 우레탄 화합물(UT-1)은 25℃에서의 상태가 상기의 판정방법에 의해 액상으로 판정되지 않는(사회통념상은 고체를 나타낸다.) 우레탄 화합물이었다.
ㆍ화학식(1)의 우레탄 화합물(UT-2)∼(UT-4), (UT-6)∼(UT-9), (UT-12)∼(UT-15), (UT-18)∼(UT-21) 및 비교를 위한 우레탄 화합물(ut-2)의 조제
우레탄 화합물(UT-1)과 동일하게 하여, 표 1에 기재된 우레탄 화합물 (UT-2)∼(UT-4), (UT-6)∼(UT-9), (UT-12)∼(UT-15), (UT-18)∼(UT-21) 및 비교를 위한 우레탄 화합물(ut-2)을 조제하였다.
ㆍ화학식(1)의 우레탄 화합물(UT-5)의 조제
반응용기에, 톨릴렌디소시아네이트 174.16g, 테트라코사놀 354.64g, 옥타코사놀 410.74g을 넣고, 질소기류 하, 190℃로 승온하고, 내용물을 균일 용해한 후, 디부틸 주석 디라우레이트 0.15g을 넣어서 우레탄화 반응을 실시하였다. 반응 종료 후, 내용물을 일단 냉각해서 고화시킨 후, 볼밀로 조분쇄해서 우레탄 화합물(UT-5)을 얻었다. 이 우레탄 화합물(UT-5)은 25℃에서의 상태가 상기의 판정방법에 의해 액상으로 고 판정되지 않는(사회통념상은 고체를 나타낸다. ) 우레탄 화합물이었다.
ㆍ화학식(1)의 우레탄 화합물(UT-10), (UT-11), (UT-16), (UT-17), (UT-22) 및 비교를 위한 우레탄 화합물(ut-3)의 조제
우레탄 화합물(UT-5)과 동일하게 하여, 표 1에 기재된 우레탄 화합물((UT-10), (UT-11), (UT-16), (UT-17), (UT-22) 및 비교를 위한 우레탄 화합물(ut-3)을 조제하였다.
ㆍ비교를 위한 우레탄 화합물(ut-1)의 조제
반응용기에, 수소 첨가 디페닐메탄디소시아네이트 262.35g 및 에탄올 92.14g을 넣고, 질소기류하, 70℃로 승온하고, 내용물을 균일 용해한 후, 디부틸 주석 디라우레이트 0.15g을 넣고, 우레탄화 반응을 실시하고, 우레탄 화합물(ut-1)을 얻었다. 이 우레탄 화합물(ut-1)은 25℃에서의 상태가 상기의 판정방법에 의해 액상으로 판정되는 우레탄 화합물이었다.
ㆍ비교를 위한 우레탄 화합물(ut-4)의 조제
우레탄 화합물(ut-1)과 동일하게 하여, 표 1에 기재된 비교를 위한 우레탄 화합물(ut-4)을 조제하였다.
Figure pat00002
상기 표 1에 있어서,
R-1: 헨트리아콘타놀로부터 수산기를 제외한 잔기(헨트리아콘틸기)
R-2: 아이코사놀로부터 수산기를 제외한 잔기(아이코실기)
R-3: 테트라코사놀로부터 수산기를 제외한 잔기(테트라코실기)
R-4: 옥타코사놀로부터 수산기를 제외한 잔기(옥타코실기)
R-5: 헥사 데칸올로부터 수산기를 제외한 잔기(헥사데실기)
R-6: 헥사트리아콘타놀로부터 수산기를 제외한 잔기(헥사트리아콘틸기)
R-7: 테트라트리아콘타놀로부터 수산기를 제외한 잔기(테트라트리아콘틸기)
R-8: 헥사데칸올로부터 수산기를 제외한 잔기(헥사데실기)
R-9: 도데칸올로부터 수산기를 제외한 잔기(도데실기)
R-10: 도테트라콘타놀로부터 수산기를 제외한 잔기(도테트라콘틸기)
R-11: 테트라콘타놀로부터 수산기를 제외한 잔기(테트라콘틸기)
R-12: 데칸올로부터 수산기를 제외한 잔기(데실기)
R-13: cis-8-테트라트리아콘테놀로부터 수산기를 제외한 잔기(cis-8-테트라트리아 콘테닐기)
R-14: 헥사테트라콘타놀로부터 수산기를 제외한 잔기(헥사테트라콘틸기)
R-15: 옥타 트리아콘타놀로부터 수산기를 제외한 잔기(옥타트리아콘틸기)
R-16: 4,4'-디페닐메탄디소시아네이트로부터 모든 이소시아네이트기를 제외한 잔기
R-17: 톨릴렌디소시아네이트로부터 모든 이소시아네이트기를 제외한 잔기
R-18: 나프탈렌디소시아네이트로부터 모든 이소시아네이트기를 제외한 잔기
R-19: 수소 첨가 디페닐메탄디소시아네이트로부터 모든 이소시아네이트기를 제외한 잔기
R-20: 헥사메틸렌디소시아네이트로부터 모든 이소시아네이트기를 제외한 잔기
r-1: 에탄올로부터 수산기를 제외한 잔기(에틸기)
r-2: 도펜타콘타놀로부터 수산기를 제외한 잔기(도펜타콘틸기)
r-3: 2-메틸-1-프로판올로부터 수산기를 제외한 잔기(2-메틸-1-프로필기)
고체: 25℃에서의 상태가 상기의 판정방법에 의해 액상으로 판정되지 않은 것
액상: 25℃에서의 상태가 상기의 판정방법에 의해 액상으로 판정된 것
시험구분 2 (폴리우레탄계 탄성섬유용 처리제의 조제)
ㆍ 실시예 1
{폴리우레탄계 탄성섬유용 처리제(T-1)의 조제}
분산매로서 25℃에서의 점도가 20×10-6㎡/s의 광물유(a-1) 99부와, 분산질로서 표 1에 나타낸 우레탄 화합물(UT-1) 1부를, 20∼35℃의 온도에서 균일해질 때까지 혼합한 후, 횡형 비드밀을 사용해서 습식분쇄하고, 균일 분산액으로 하여, 상기한 평균 입자경의 측정방법에 의한 평균 입자경이 5㎛의 실시예 1에 상당하는 폴리우레탄계 탄성섬유용 처리제(T-1)를 조제하였다.
ㆍ 실시예 2∼15, 22∼27 및 비교예2 , 7, 9∼12
{폴리우레탄계 탄성섬유용 처리제(T-2)∼(T-15), (T-22)∼(T-27) 및 비교를 위한 폴리우레탄계 탄성섬유용 처리제(t-2), (t-7), (t-9)∼(t-12)의 조제}
실시예 1의 폴리우레탄계 탄성섬유용 처리제(T-1)과 동일하게 하여, 표 2에 기재한 실시예 2∼15, 22∼27 및 표3에 기재한 비교예 2, 7, 9∼12에 상당하는 폴리우레탄계 탄성섬유용 처리제(T-2)∼(T-15), (T-22)∼(T-27) 및 (t-2), (t-7), (t-9)∼(t-12)를 조제하였다.
ㆍ 실시예 16
{폴리우레탄계 탄성섬유용 처리제(T-16)의 조제}
분산매로서 25℃에서의 점도가 20×10-6㎡/s의 광물유(a-1) 90부 및 25℃에서의 점도가 20×10-6㎡/s의 폴리디메틸실록산(b-1) 10부의 혼합물 98부와, 분산질로서 표 1에 나타낸 우레탄 화합물(UT-6) 2부를, 20∼35℃의 온도에서 균일해질 때까지 혼합한 후, 횡형 비드밀을 사용해서 습식분쇄하고, 균일 분산액으로 하여, 상기한 평균 입자경의 측정방법에 의한 평균 입자경이 10㎛의 실시예 16에 상당하는 폴리우레탄계 탄성섬유용 처리제(T-16)를 조제하였다.
ㆍ 실시예 18, 19, 21, 28, 30∼35, 43 및 비교예 1, 3, 4
{폴리우레탄계 탄성섬유용 처리제(T-18), (T-19), (T-21), (T-28), (T-30)∼(T-35), (T-43) 및 비교를 위한 폴리우레탄계 탄성섬유용 처리제(t-1), (t-3), (t-4)의 조제}
실시예 16의 폴리우레탄계 탄성섬유용 처리제(T-16)와 동일하게 하여, 표 2에 기재한 실시예 18, 19, 21, 28, 30∼35, 43 및 표3에 기재한 비교예 1, 3, 4에 상당하는 폴리우레탄계 탄성섬유용 처리제(T-18), (T-19), (T-21), (T-28), (T-30)∼(T-35), (T-43) 및 (t-1), (t-3), (t-4)을 조제하였다.
ㆍ 실시예 17
{폴리우레탄계 탄성섬유용 처리제(T-17)의 조제}
분산매로서 25℃에서의 점도가 10×10-6㎡/s의 광물유(a-2) 90부25℃에서의 점도가 10×10-6㎡/s의 폴리디메틸실록산(b-2) 5부 및 이소트리데실스테아레이트(c-1) 5부의 혼합물 98부와, 분산질로서 표 1에 나타낸 우레탄 화합물(UT-7) 2부를, 20∼35℃의 온도에서 균일해질 때까지 혼합한 후, 횡형 비드밀을 사용해서 습식분쇄하고, 균일 분산액으로 하여, 상기한 평균 입자경의 측정방법에 의한 평균 입자경이 10㎛의 실시예 17에 상당하는 폴리우레탄계 탄성섬유용 처리제(T-17)를 조제하였다.
ㆍ 실시예 29, 36, 42
{폴리우레탄계 탄성섬유용 처리제(T-29), (T-36), (T-42)의 조제}
실시예 17의 폴리우레탄계 탄성섬유용 처리제(T-17)와 동일하게 하여, 표 2에 기재한 실시예 29, 36, 42에 상당하는 폴리우레탄계 탄성섬유용 처리제(T-29), (T-36), (T-42)를 조제하였다.
ㆍ 실시예 20
{폴리우레탄계 탄성섬유용 처리제(T-20)의 조제}
분산매로서 25℃에서의 점도가 10×10-6㎡/s의 광물유(a-3) 95부 및 트리메틸올프로판트리라우레이트(c-2) 5부와의 혼합물 99부와, 분산질로서 표 1에 나타낸 우레탄 화합물(UT-10) 1부를, 20∼35℃의 온도에서 균일해질 때까지 혼합한 후, 횡형 비드밀을 사용해서 습식분쇄하고, 균일 분산액으로 하여, 상기한 평균 입자경의 측정방법에 의한 평균 입자경이 5㎛의 실시예 20에 상당하는 폴리우레탄계 탄성섬유용 처리제(T-20)를 조제하였다.
ㆍ 실시예 37, 38, 40, 41
{폴리우레탄계 탄성섬유용 처리제(T-37), (T-38), (T-40), (T-41)의 조제}
실시예 20의 폴리우레탄계 탄성섬유용 처리제(T-20)와 동일하게 하여, 표 2에 기재한 실시예 37, 38, 40, 41에 상당하는 폴리우레탄계 탄성섬유용 처리제(T-37), (T-38), (T-40), (T-41)를 조제하였다.
ㆍ 실시예 39
{폴리우레탄계 탄성섬유용 처리제(T-39)의 조제}
분산매로서 25℃에서의 점도가 20×10-6㎡/s의 광물유(a-1) 80부 및 25℃에서의 점도가 20×10-6㎡/s의 폴리디메틸실록산(b-1) 20부와의 혼합물 98부와, 분산질로서 표 1에 나타낸 우레탄 화합물(UT-13) 2부를, 20∼35℃의 온도에서 균일해질 때까지 혼합한 후, 횡형 비드밀을 사용해서 습식분쇄하고, 균일 분산액으로 하여, 상기한 평균 입자경의 측정방법에 의한 평균 입자경이 20㎛의 실시예 39에 상당하는 폴리우레탄계 탄성섬유용 처리제(T-39)를 조제하였다. 그리고 실제의 사용장면에서는, 여기에서 조제한 폴리우레탄계 탄성섬유용 처리제(T-39) 100부에 대해서, 아미노 변성 폴리디메틸실록산 1부를 병용하였다. 병용한 아미노 변성 폴리디메틸실록산은 아미노 당량이 2000이고, 25℃에서의 점도가 200㎡/s인 것이다.
ㆍ 실시예 44
{폴리우레탄계 탄성섬유용 처리제(T-44)의 조제}
분산매로서 25℃에서의 점도가 10×10-6㎡/s의 광물유(a-2) 80부, 25℃에서의 점도가 10×10-6㎡/s의 폴리디메틸실록산(b-2) 10부 및 이소트리데실스테아레이트(c-1) 10부와의 혼합물 98부와, 분산질로서 표 1에 나타낸 우레탄 화합물(UT-20) 2부를, 20∼35℃의 온도에서 균일해질 때까지 혼합한 후, 횡형 비드밀을 사용해서 습식분쇄하고, 균일 분산액으로 하여, 상기한 평균 입자경의 측정방법에 의한 평균 입자경이 50㎛의 실시예 44에 상당하는 폴리우레탄계 탄성섬유용 처리제(T-44)를 조제하였다. 그리고 실제의 사용장면에서는, 여기에서 조제한 폴리우레탄계 탄성섬유용 처리제(T-44) 100부에 대해서, 실리콘 레진 2부를 병용하였다. 병용한 실리콘 레진은 헥사메틸디실록산/테트라메톡시실란=1/2(몰비)의 비율로 축합 중합한 것이다.
ㆍ 실시예 45
{폴리우레탄계 탄성섬유용 처리제(T-45)의 조제}
분산매로서 25℃에서의 점도가 200×10-6㎡/s의 광물유(a-7) 90부 및 25℃에서의 점도가 10×10-6㎡/s의 폴리디메틸실록산(b-2) 10부와의 혼합물 88부와, 분산질로서 표 1에 나타낸 우레탄 화합물(UT-22) 12부를, 20∼35℃의 온도에서 균일해질 때까지 혼합한 후, 횡형 비드밀을 사용해서 습식분쇄하고, 균일 분산액으로 하여, 상기한 평균 입자경의 측정방법에 의한 평균 입자경이 50㎛의 실시예 45에 상당하는 폴리우레탄계 탄성섬유용 처리제(T-45)를 조제하였다. 그리고 실제의 사용장면에서는, 여기에서 조제한 폴리우레탄계 탄성섬유용 처리제(T-45) 100부에 대해서, 폴리에테르 변성 폴리디메틸실록산 1부를 병용하였다. 병용한 폴리에테르 변성 폴리디메틸실록산은 폴리디메틸실록산 부분/폴리옥시알킬렌기 부분=90/10(질량비)의 비율로 구성된 것으로, 폴리옥시알킬렌기 부분이 옥시에틸렌 단위/옥시프로필렌 단위=75/25(질량비)의 비율로 구성된 것이다.
ㆍ 비교예 5
(폴리우레탄계 탄성섬유용 처리제(t-5)의 조제}
25℃에서의 점도가 20×10-6㎡/s의 광물유(a-1) 98부와, 분산질로서 표 1에 나타낸 우레탄 화합물(ut-1)을 혼합하고, 표 3에 기재한 비교예 5에 상당하는 폴리우레탄계 탄성섬유처리제(t-5)를 조제하였다.
ㆍ 비교예 6, 13
{폴리우레탄계 탄성섬유용 처리제(t-6), (t-13)의 조제}
비교예 5의 폴리우레탄계 탄성섬유용 처리제(t-5)과 동일하게 하여, 표 3에 기재한 비교예 6, 13에 상당하는 폴리우레탄계 탄성섬유처리제(t-6), (t-13)를 조제하였다.
ㆍ 비교예 8
{폴리우레탄계 탄성섬유용 처리제(t-8)의 조제}
25℃에서의 점도가 10×10-6㎡/s의 광물유(a-2)을 비교예 8에 상당하는 폴리우레탄계 탄성섬유용 처리제(t-8)로 하였다.
이상에서 조제한 각 예의 폴리우레탄계 탄성섬유용 처리제의 내용을 표 2 및 표 3에 정리해서 나타냈다.
Figure pat00003
Figure pat00004
상기 표 2 및 표 3에 있어서,
a-1: 25℃에서의 점도가 20×10-6㎡/s의 광물유
a-2: 25℃에서의 점도가 10×10-6㎡/s의 광물유
a-3: 25℃에서의 점도가 15×10-6㎡/s의 광물유
a-4: 25℃에서의 점도가 30×10-6㎡/s의 광물유
a-5: 25℃에서의 점도가 80×10-6㎡/s의 광물유
a-6: 25℃에서의 점도가 300×10-6㎡/s의 광물유
a-7: 25℃에서의 점도가 200×10-6㎡/s의 광물유
a-8: 25℃에서의 점도가 150×10-6㎡/s의 광물유
a-9: 25℃에서의 점도가 2000×10-6㎡/s의 광물유
b-1: 25℃에서의 점도가 20×10-6㎡/s의 폴리디메틸실록산
b-2: 25℃에서의 점도가 10×10-6㎡/s의 폴리디메틸실록산
c-1: 이소트리데실스테아레이트
c-2: 트리메틸올프로판트리라우레이트
*1: 스테아린산마그네슘염
평균 입자경: 상기한 평균 입자경의 측정방법에 의해 측정한 값(㎛)
ㆍ시험구분 3 (폴리우레탄계 탄성섬유용 처리제의 평가)
시험구분 2에서 조제한 각 예의 폴리우레탄계 탄성섬유용 처리제에 대해서, 분산 안정성, 평균 입자경 및 점도상승을 아래와 같이 평가하였다. 결과를 표 4 및 표 5에 정리해서 나타냈다.
ㆍ분산 안정성의 평가
각 예의 폴리우레탄계 탄성섬유용 처리제 100㎖를 기밀 마개가 붙어 있는 유리로 만든 10㎖ 메스실린더에 넣고, 25℃에서 6개월간 방치하고, 조제 직후와 6개월 후의 폴리우레탄계 탄성섬유용 처리제의 외관을 관찰하고, 하기의 기준에 의해 평가하였다.
◎: 균일한 분산상태로 외관에 변화가 없다
○: 5㎖ 미만의 투명층이 발생하였다
△: 5㎖ 이상의 투명층이 발생하였다
×: 침전이 발생하였다
ㆍ평균 입자경의 평가
분산 안정성을 평가한 조제 직후와 6개월 후의 폴리우레탄계 탄성섬유용 처리제에 대해서, 상기한 평균 입자경의 측정방법에 따라서 평균 입자경을 측정하고, 하기의 기준에 의해 평가하였다.
×: 평균 입자경이 0.01㎛ 미만
○: 평균 입자경이 0.01㎛ 이상 0.1㎛ 미만
◎: 평균 입자경이 0.1㎛ 이상 100㎛ 이하
○: 평균 입자경이 100㎛ 초과 500㎛ 이하
×: 평균 입자경이 500㎛ 초과
ㆍ점도상승의 평가
E형 점도계(TOKIMEC사, DVH-E형)를 사용하여, 조제 직후의 각 예의 폴리우레탄계 탄성섬유용 처리제의 30℃에서의 점도를, 로터E, 20rpm으로 측정하고, 초기점도V1(Paㆍs)로 하였다. 또 각 예의 폴리우레탄계 탄성섬유용 처리제를 기밀 마개가 붙어 있는 글래스제 용기에 넣고, 40℃에서 6개월간 방치하고, 재차 동일하게 30℃에서의 점도를 측정하고, 경시 후 점도V2(Paㆍs)로 하였다. 그리고 v2/V1을 산출하고, 하기의 기준에 의해 평가하였다.
◎: V2/V1이 1.3미만
○: V2/V1이 1.3이상 1.5미만
△: V2/V1이 1.5이상 2.0미만
×: V2/V1이 2.0이상
Figure pat00005
Figure pat00006
상기 표 4 및 표 5에 있어서,
*2: 분산액이 아니기 때문에 평가할 수 없었다.
표 4 및 표 5의 결과로부터도 분명하게 나타나 있는 바와 같이, 본 발명의 처리제는 장기간에 걸쳐서 초기의 상태를 유지하고, 분산 안정성이 우수하다. 본 발명의 처리제는 장기간의 보관이나 운반 중에 있어서의 성상의 변화가 거의 없어, 뛰어난 분산 안정성을 유지하고 있기 때문에, 사용이 편리하다.
시험구분 4 (폴리우레탄계 탄성섬유에의 폴리우레탄계 탄성섬유용 처리제의 부착 및 평가)
ㆍ폴리우레탄계 탄성섬유에의 폴리우레탄계 탄성섬유용 처리제의 부착
비스-(p-이소시아네이트페닐)-메탄/테트라메틸렌에테르글리콜(수평균 분자량1800) = 1.58/1(몰비)의 혼합물을 통상의 방법에 의해 90℃에서 3시간 반응시키고, 캡을 한 글리콜을 얻은 후, 이 캡을 한 글리콜을 N,N'-디메틸아세트아미드(이하, ‘DMAc’라고 한다.)로 희석하였다. 다음에 에틸렌디아민 및디에틸아민을 포함하는 DMAc 용액을 상기의 캡을 한 글리콜의 DMAc 용액에 첨가하고, 실온에서 고속 교반장치를 사용해서 혼합하고, 쇄 신장 시켜서 폴리머를 얻었다. 추가로 DMAc를 첨가해서 상기의 폴리머 농도가 약 35질량%의 DMAc 용액으로 하고, 이 폴리머의 DMAc 용액에, 폴리머에 대해서 산화티타늄을 4.7질량%, 힌더드 아민계 내후제를 3.0질량% 및 힌더드 페놀계 산화방지제를 1.2질량%이 되도록 첨가하고, 혼합해서 균일한 폴리머 혼합 용액으로 하였다. 이 폴리머 혼합 용액을 사용하여, 공지의 스판덱스에서 사용되는 건식방사방법에 의해, 단사 수 56개로부터 이루어지는 560dtex의 탄성사를 방사하고, 권취 전의 오일링 롤러로부터 각 예의 폴리우레탄계 탄성섬유용 처리제를 그대로 니트의 상태로 롤러 급유하였다. 이렇게 하여 롤러 급유한 것을, 권취속도 500m/분으로, 길이 115mm의 원통상 종이기둥에, 권취폭 104mm을 제공하는 트래버어스 가이드를 통해서, Surface Drive의 권취기를 사용해서 권취하고, 건식 방사 폴리우레탄계 탄성섬유의 패키지를 얻었다. 폴리우레탄계 탄성섬유용 처리제의 부착량의 조절은 오일링 롤러의 회전수를 조정함으로써 실시하였다.
ㆍ측정 및 평가
상기에서 얻은 건식 방사 폴리우레탄계 탄성섬유 패키지를 하기의 측정 및 평가에 적용하고, 결과를 표 6 및 표 7에 정리해서 나타냈다.
부착량: 상기의 패키지(1kg의 원통상 종이기둥)부터 인출한 폴리우레탄계 탄성섬유에 대해서, JIS-L1073(합성 섬유필라멘트사 시험방법)에 준거하고, 추출용제로서 n-헥산을 사용해서 측정하였다.
ㆍ권취형상의 평가
상기의 패키지(1kg의 원통상 종이기둥)에 대해서, 권취폭의 최대값(Wmax)과 최소폭(Wmin)을 계측하고, 쌍방의 차이(Wmax-Wmin)로부터 벌지를 산출하고, 하기의 기준에 의해 평가하였다.
◎: 벌지가 4mm미만
○: 벌지가 4∼6mm
△: 벌지가 6∼7mm
×: 벌지가 7mm초과
ㆍ해서성의 평가
한쪽에 제1구동 롤러와 이것에 항상 접하는 제1유동 롤러로 공급부를 구성하고, 또 반대측에 제2구동 롤러와 이것에 항상 접하는 제2유동 롤러로 권취부를 구성하고, 그 공급부에 대해서 그 권취부를 수평방향으로 20cm 떨어뜨려 설치하였다. 제1구동 롤러에 상기와 동일한 패키지(3kg의 원통상 종이기둥)를 장착하고, 실감개의 두께가 2mm가 될 때까지 해서하고, 제2구동 롤러에 권취하였다. 제1구동 롤러로부터의 폴리우레탄계 탄성섬유의 공급속도를 50m/분으로 고정하는 한편, 제2구동 롤러로의 폴리우레탄계 탄성섬유의 권취속도를 50m/분에서 서서히 올리고, 폴리우레탄계 탄성섬유를 패키지로부터 강제 해서 하였다. 이 강제 해서 시에 있어서, 공급 부분과 권취 부분 사이에서 폴리우레탄계 탄성섬유의 뛰어오르는 움직임이 없어지는 시점에서의 권취속도V(m/분)을 측정하고, 하기의 수학식(1) 로부터 해서성(%)을 산출하고, 다음 기준에 의해 평가하였다.
◎: 해서성이 120% 미만(전혀 문제 없고, 안정적으로 해서할 수 있다.)
○: 해서성이 120%이상 160%미만(실을 풀어 내는데 약간 저항이 있지만, 실 끊김의 발생은 없고, 안정적으로 해서할 수 있다.)
△: 해서성이 160%이상 200%미만(실을 풀어 내는데 저항이 있고, 약간의 실 끊김도 있어서, 조업에 약간 문제가 있다.)
×: 해서성이 200%이상(실을 풀어 내는데 저항이 크고, 실끊김이 다발하여, 조업에 큰 문제가 있다.)
또, 25℃에서 6개월 방치한 패키지에 대해서도, 동일하게 해서성을 평가하였다.
Figure pat00007
ㆍ평활성의 평가
마찰 측정미터(에이코측기사, SAMPLE FRICTION UNIT MODEL TB-1)를 사용하고, 두 개의 프리롤러 사이에 직경1cm에서 표면조도 2S의 크롬 도금 pear-skin finish pin을 배치하고, 이 크롬 도금 pear-skin finish pin에 대해서, 상기의 패키지(1k의 원통상 종이기둥)로부터 인출한 폴리우레탄계 탄성섬유의 접촉각도가 90도가 되도록 하였다. 25℃에서 60%RH의 조건 하, 입력측에서 초기장력(T1) 5g을 걸고, 10m/분의 속도로 주행시켰을 때의 출력측의 2차 장력(T2)을 측정하였다. 하기의 수학식(2)으로부터 마찰계수를 산출하고, 다음 기준에 의해 평가하였다.
◎: 마찰계수가 0.150이상 0.220미만
○: 마찰계수가 0.220이상 0.260미만
△: 마찰계수가 0.260이상 0.300미만
×: 마찰계수가 0.300 이상
Figure pat00008
ㆍ제전성의 평가
상기의 평활성의 평가를 실시할 때에, 크롬 도금 pear-skin finish pin의 하부1cm의 위치에 정전전위측정기(가스가전기사, KSD-0103)을 배치하고, 발생 전기를 측정하고, 다음 기준에 의해 평가하였다.
◎: 발생 전기가 50볼트 미만(전혀 문제 없고, 안정적으로 조업할 수 있다.)
○: 발생 전기가 50볼트이상 100볼트미만(정경공정에서 약간의 근접이 있지만 문제 없이 안정적으로 조업할 수 있다.)
△: 발생 전기가 100볼트이상 500볼트미만(정경공정에서 근접이 있고, 조업은 할 수 있지만, 문제가 있다.)
×: 발생 전기가 500볼트 이상(정경공정에서의 근접이 격렬하고, 환편공정에서의 풍면(風綿)의 부착도 심하여, 조업할 수 없다.)
ㆍ접착성의 평가
폴리프로필렌제 스판본드 부직포 상에, 145℃로 가열 용융한 스티렌부타디엔스틸렌 블록 공중합체를 주성분으로 하는 고무계 핫멜트 접착제를 균일하게 롤러로 도포하고, 절단하여, 40mm×20mm의 크기의 절단물을 2매 제작하였다. 2 매의 절단물의 접착제 도포면의 사이에, 상기의 패키지(1kg의 원통상 종이기둥)로부터 인출한 40mm 길이의 폴리우레탄계 탄성섬유의 선단부 10mm을 끼우고, 160℃의 처리온도, 하중 9g/㎠로 3.0초간, 압착하고, 시료로 하였다. 이 시료의 폴리프로필렌제 스판본드 부직포 부분을, 인장시험기(시마즈제작소, 오토그래프 AGS)의 상부시료 파지부에 고정하고, 하부시료 파지부에 폴리우레탄계 탄성섬유를 고정하고, 100mm/분의 속도로 잡아 당기고, 폴리프로필렌제 스판본드 부직포로부터 폴리우레탄계 탄성섬유를 뽑아 내는데 필요로 하는 강력을 측정하고, 다음 기준에 의해 평가하였다.
◎: 강력이 35g이상(핫멜트 접착이 강하고, 안정된 조업이 가능.)
○: 강력이 30g이상 35g미만(실용적인 핫멜트 접착이고, 조업에서 문제는 발생하지 않는다.)
△: 강력이 25g이상 30g미만(핫멜트 접착에 약간 문제가 있고, 조업에서 문제가 발생하는 경우가 있다.)
×: 강력이 25g미만(핫멜트 접착이 약하고, 조업에 큰 문제가 있다.)
Figure pat00009
Figure pat00010
상기 표 6 및 표 7에 있어서,
처리제의 종류: 폴리우레탄계 탄성섬유용 처리제의 종류
표 6 및 표 7의 결과로부터도 분명하게 나타나 있는 바와 같이, 본 발명의 처리제 및 처리방법에 따르면, 폴리우레탄계 탄성섬유의 제조에 있어서, 양호한 권취형상 및 해서성을 가지는 패키지를 얻을 수 있고, 또 폴리우레탄계 탄성섬유에 양호한 평활성, 제전성 및 핫멜트 접착성을 부여할 수 있다. 결과적으로 안정된 조업 하에 고품질의 폴리우레탄계 탄성섬유를 얻을 수 있는 것이다.

Claims (12)

  1. 하기의 분산매와 하기의 분산질로 이루어지는 폴리우레탄계 탄성섬유용 처리제로서, 상기 분산매를 80∼99.99질량% 및 상기 분산질을 0.01∼20질량%(합계 100질량%)의 비율로 함유하며, 또한 하기 평균 입자경의 측정방법에 의해 측정되는 평균 입자경을 0.01∼500㎛의 범위로 조제해서 이루어지는 것을 특징으로 하는 폴리우레탄계 탄성섬유용 처리제:
    분산매: 광물유를 70∼100질량%와, 실리콘유 및/또는 액상 에스테르유를 0∼30질량%(합계 100질량%)의 비율로 함유하며, 또한 25℃에서의 점도가 2×10-6∼1000×10-6㎡/s의 범위에 있는 액체,
    분산질: 하기의 화학식(1)의 우레탄 화합물이며, 25℃에서의 상태가 하기의 측정방법에 의해 액상으로 판정되지 않는 우레탄 화합물:
    Figure pat00011
    (1)
    [식 중,
    R1 및 R2는 탄소수 8∼50의 알킬기 또는 탄소수 8∼50의 알케닐기이고,
    R3은 4,4'-디페닐메탄디소시아네이트, 수소 첨가 디페닐메탄디소시아네이트, 나프탈렌디소시아네이트, 톨릴렌디소시아네이트 또는 헥사메틸렌디소시아네이트로부터 모든 이소시아네이트기를 제외한 잔기이다]
    우레탄 화합물의 상태 판정방법: 25℃의 항온실에서, 우레탄 화합물을 수직으로 유지한 내경 30mm × 높이 120mm의 평평한 평저 원통형의 유리로 만든 시험관에 저면으로부터의 높이가 55mm가 될 때까지 넣고, 그 시험관을 수평으로 하였을 때에, 그 우레탄 화합물의 이동면의 선단이 시험관의 저면으로부터 85mm의 부분을 통과할 때까지 필요로 하는 시간이 90초 이내인 경우, 그 우레탄 화합물은 액상으로 판정,
    평균 입자경의 측정방법: 폴리우레탄계 탄성섬유용 처리제를 25℃에서의 점도가 모두 10×10-6㎡/s인 폴리디메틸실록산과 광물유와의 1/1(질량비)의 혼합액을 사용하고, 그 폴리우레탄계 탄성섬유용 처리제 중의 분산질의 농도가 1000mg/ℓ가 되도록 희석하고, 그 희석액을 액온 25℃에서 레이저 회절식 입도분포 측정장치에 적용하고, 체적기준의 평균 입자경을 측정하는 방법.
  2. 제 1 항에 있어서, 분산질이 화학식(1) 중의 R1 및 R2가 탄소수 14∼38의 알킬기 또는 탄소수 14∼38의 알케닐기인 경우의 것인 폴리우레탄계 탄성섬유용 처리제.
  3. 제 1 항에 있어서, 분산질이 화학식(1) 중의 R1 및 R2가 탄소수 18∼32의 알킬기인 경우의 것인 폴리우레탄계 탄성섬유용 처리제.
  4. 제 3 항에 있어서, 분산질이 화학식(1) 중의 R3이 4,4'-디페닐메탄디소시아네이트, 나프탈렌디소시아네이트 또는 톨릴렌디소시아네이트로부터 모든 이소시아네이트기를 제외한 잔기인 경우의 것인 폴리우레탄계 탄성섬유용 처리제.
  5. 제 1 항에 있어서, 분산매가 광물유를 85∼100질량%와, 실리콘유 및/또는 액상 에스테르유를 0∼15질량%(합계 100질량%)의 비율로 함유하며, 또한 25℃에서의 점도가 2×10-6∼100×10-6㎡/s의 범위에 있는 것인 폴리우레탄계 탄성섬유용 처리제.
  6. 제 4 항에 있어서, 분산매가 광물유를 85∼100질량%와, 실리콘유 및/또는 액상 에스테르유를 0∼15질량%(합계 100질량%)의 비율로 함유하며, 또한 25℃에서의 점도가 2×10-6∼100×10-6㎡/s의 범위에 있는 것인 폴리우레탄계 탄성섬유용 처리제.
  7. 제 1 항에 있어서, 평균 입자경을 0.1∼100㎛의 범위로 조제한 폴리우레탄계 탄성섬유용 처리제.
  8. 제 6 항에 있어서, 평균 입자경을 0.1∼100㎛의 범위로 조제한 폴리우레탄계 탄성섬유용 처리제.
  9. 제 1 항에 기재된 폴리우레탄계 탄성섬유용 처리제를 희석하지 않고 니트 급유법에 의해, 폴리우레탄계 탄성섬유의 방사공정에 있어서 폴리우레탄계 탄성섬유에 0.1∼10질량%가 되도록 부착시키는 것을 특징으로 하는 폴리우레탄계 탄성섬유의 처리방법.
  10. 제 8 항에 기재된 폴리우레탄계 탄성섬유용 처리제를 희석하지 않고 니트 급유법에 의해, 폴리우레탄계 탄성섬유의 방사공정에 있어서 폴리우레탄계 탄성섬유에 0.1∼10질량%가 되도록 부착시키는 것을 특징으로 하는 폴리우레탄계 탄성섬유의 처리방법.
  11. 제 9 항에 기재된 폴리우레탄계 탄성섬유의 처리방법에 의해 수득되는 폴리우레탄계 탄성섬유.
  12. 제 10 항에 기재된 폴리우레탄계 탄성섬유의 처리방법에 의해 수득되는 폴리우레탄계 탄성섬유.
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