JPH10298872A

JPH10298872A - 弾性繊維用油剤

Info

Publication number: JPH10298872A
Application number: JP9118792A
Authority: JP
Inventors: Yukinori Tose; 行範東瀬; Chiyoko Nakamura; 千代子中村
Original assignee: Sanyo Chemical Industries Ltd
Current assignee: Sanyo Chemical Industries Ltd
Priority date: 1997-04-21
Filing date: 1997-04-21
Publication date: 1998-11-10

Abstract

(57)【要約】【課題】弾性繊維を製造する際に、精練性が良好で染
色ムラ発生が少なく紡糸から後加工工程において長期的
に安定な操業性が得られ、かつ繊維同士の膠着性が少な
く、解舒性に優れた弾性繊維を得るための油剤を提供す
る。【解決手段】特定の化学構造のカルビノール変性ポリ
シロキサンを含有することを特徴とする弾性繊維用油剤
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】本発明は弾性繊維用油剤に関
し、更に詳しくは膠着防止性に優れ、かつ精練性が良好
で、染色時のオイルスポット等の発生が少ないポリウレ
タン弾性繊維を得るための油剤に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、ポリウレタン弾性繊維の製造
方法としては、溶融紡糸法、乾式紡糸法、湿式紡糸法等
があるが、いずれの方法でも繊維同士の膠着性が大きい
ため、通常のポリエステル用、ナイロン用の油剤を付着
したのでは膠着性を十分に防止することができず、その
ため後加工工程でチーズからの解舒性が悪く、糸切れな
どの問題が生じている。

【０００３】このため、紡糸工程においてジメチルポリ
シロキサンまたは鉱物油、およびこれらの配合物をベー
スオイルとし、そのベースオイル中に各種の膠着防止剤
を添加した油剤を繊維に付与させている。

【０００４】しかし、ジメチルポリシロキサンは精練性
が非常に悪く、精練工程で多くの時間を費やしたり、染
色時のオイルスポット等の原因となることがしばしばあ
る。

【０００５】また、鉱物油の場合は精練性に関しての問
題は少ないが、ポリウレタン繊維中に容易に膨潤するた
め、繊維を脆化させる問題が起こっている。

【０００６】上記ベースオイルに添加される膠着防止剤
として、金属石鹸を懸濁させて用いる方法により離型効
果を発現させる方法（特公昭４１−２８６号公報、特公
昭４０−５５５７号公報）；常温液状物質のポリエーテ
ル変性シリコーンを使用する方法（特公昭４５−４０７
１９号公報、特開昭４８−１９８９３号公報）等が提案
されている。しかし、前者では金属石鹸を油剤中に分散
させることは難しく、糸への付着ムラ等が生じている。
また、後者においては高分子量のシロキサン骨格にポリ
エーテル基を導入した化合物を使用するため、ポリエー
テル変性シリコーン自体の粘度が高く、適正な油剤粘度
を保つためには添加量に制限があり、その効果は満足の
いくものではなかった。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】従って、本発明の目的
とするところは膠着防止性が良好、かつ精練性が良好
で、染色時のオイルスポットなどの発生が少なく、ポリ
ウレタン弾性繊維を製造する際に、紡糸から後加工工程
において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。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明者らはポリウレタ
ン弾性繊維の製造時、膠着防止性良好、かつ精練性良好
な紡糸用油剤を得るべく鋭意検討した結果、紡糸工程に
おいて特定の化学構造を有する、いわゆるカルビノール
変性ポリシロキサンを含有する油剤を繊維に付着させる
ことで上記問題点が解決することを見いだし、本発明に
到達した。

【０００９】すなわち本発明は、分子中に２０〜８０重
量％のポリオキシエチレン基と１個もしくは２個の下記
一般式１で表わされる有機末端基を有する変性ポリシロ
キサン（Ａ）を含有することを特徴とする弾性繊維用油
剤に関する。

【００１０】

【化４】

【００１１】（式中、Ｒ³とＲ⁴は１価の炭化水素基で
それぞれ同一でも異なっていてもよい；Ｒ⁵は一般式１
で表わされる有機末端基；Ｒ⁶は１価の炭化水素基また
は一般式１で表わされる有機末端基；Ｙは一般式３で表
わされるポリエーテル基含有基；ｍは１〜２０の数；ｎ
は１〜３の数を表わす。）

【００１２】

【発明の実施の形態】本発明の変性ポリシロキサン
（Ａ）の分子中におけるポリオキシエチレン基の含有量
は２０〜８０重量％である。２０重量％未満のもので
は、精練性の効果を発現することは難しく、また、８０
重量％を超えた場合、粘度が高くなりすぎる傾向にある
ため、これを用いて弾性繊維用油剤を構成した場合、油
剤全体の粘度が高くなりすぎ、糸切れ等の問題が生じた
り、また油剤全体の粘度を適正な範囲にした場合、全油
剤中に配合する配合比が少なくなり、本特長である精練
性の効果を十分に発現することは難しくなる。

【００１３】本発明の変性ポリシロキサン（Ａ）は、い
わゆるカルビノール変性ポリシロキサンと分類されるも
ので、その分子中に１個もしくは２個含まれる有機末端
基は下記一般式１で表わされるものである。

【００１４】

【化５】

【００１５】一般式１において、Ｒ¹は炭素数１〜４の
アルキレン基である。このうち好ましいものはエチレン
基である。Ｒ²は炭素数１〜５のアルキレン基である。
このうち好ましいものはプロピレン基である。ｋは０ま
たは１の数を表す。

【００１６】さらに、本発明の変性ポリシロキサン
（Ａ）としては、一般式２で示される構造のものが好ま
しい。

【００１７】

【化６】

【００１８】一般式２においてＲ³、Ｒ⁴はそれぞれ独
立に１価の炭化水素基である。１価の炭化水素基は、特
に限定はなく、脂肪族炭化水素基（メチル基、エチル
基、プロピル基、イソプロピル基、ブチル基、２ーエチ
ルヘキシル基、ジデシル基、オクタデシル基等）、芳香
族炭化水素基（フェニル基、ビフェニル基、ナフチル
基、フェナントリル基等）、脂環式炭化水素基（シクロ
プロピル基、シクロヘキシル基等）等が挙げられる。こ
のうち、好ましい基はメチル基、フェニル基である。

【００１９】一般式２において、Ｒ⁵は一般式１で表わ
される有機末端基である。

【００２０】一般式２において、Ｒ⁶は１価の炭化水素
基、または一般式１で表わされる有機末端基である。１
価の炭化水素基は、特に限定はなく、脂肪族炭化水素基
（メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、
ブチル基、２ーエチルヘキシル基、ジデシル基、オクタ
デシル基等）、芳香族炭化水素基（フェニル基、ビフェ
ニル基、ナフチル基、フェナントリル基等）、脂環式炭
化水素基（シクロプロピル基、シクロヘキシル基等）等
が挙げられる。このうち、好ましい基はメチル基、フェ
ニル基、である。一般式１で表わされる末端基として
は、Ｒ⁵ として先に説明した有機末端基と同じものでよ
い。

【００２１】一般式２においてＹは、一般式３で表わさ
れるポリエーテル基含有基である。

【００２２】

【化７】

【００２３】一般式３においてＺは水素原子、アルキル
基、またはカルボキシル（塩）基、スルホン酸（塩）基
もしくはリン酸（塩）基を有する基である。アルキル基
は、特に限定はなく、メチル基、エチル基、プロピル
基、イソプロピル基、ブチル基、２ーエチルヘキシル
基、ジデシル基、オクタデシル基等が挙げられる。カル
ボキシル（塩）基は、特に限定はなく、酢酸、酢酸ナト
リウム、酢酸カリウム、酢酸トリエタノールアミンカチ
オン、プロピオン酸、プロピオン酸ナトリウム、プロピ
オン酸トリエタノールアミンカチオン等が挙げられる。
スルホン酸（塩）基は、特に限定はなく、スルホン酸ナ
トリウム、スルホコハク酸ナトリウム等が挙げられる。
リン酸（塩）基は、特に限定はなく、リン酸エステルモ
ノナトリウム、リン酸エステルジナトリウム等が挙げら
れる。Ｚのうち好ましい基は水素原子、メチル基、酢
酸、酢酸ナトリウム、プロピオン酸、プロピオン酸ナト
リウム、スルホコハク酸ナトリウム、リン酸エステルモ
ノナトリウム、リン酸エステルジナトリウムであり、特
に好ましい基は水素原子、メチル基である。

【００２４】一般式３において、ＯＡは通常、オキシエ
チレン基、オキシプロピレン基が挙げられる。ＯＡの繰
り返しは同一でも異なっていてもよいが、オキシエチレ
ン基が必須であり、オキシエチレン基単独、または、オ
キシエチレン基とオキシプロピレン基の併用であっても
よい。併用の場合、付加様式はランダム付加、ブロック
付加いずれでもよい。

【００２５】一般式３においてｐは１〜５０の数であ
り、好ましくは２〜２０である。０では精練性の効果を
発現することは難しく、また、５０を超える場合、粘度
が高くなりすぎる傾向にあるため、全油剤中に配合する
配合比が少なくなり、精練性の効果を十分に発現するこ
とが難しくなることがある。

【００２６】一般式３においてｑは１〜４の数である。

【００２７】一般式２においてｍは１〜２０の数であ
り、好ましくは１〜１５である。２０を超える場合、粘
度が高くなりすぎる傾向にあるため、全油剤中に配合す
る配合比が少なくなり、精練性の効果を十分に発現する
ことが難しくなることがある。

【００２８】一般式２においてｎは１〜３の数である。

【００２９】また、本発明の変性ポリシロキサンの２５
℃における粘度は１０〜４００平方ミリメートル毎秒
（センチストークス）であり、好ましいものは１０〜２
００平方ミリメートル毎秒である。２５℃における粘度
が１０平方ミリメートル毎秒未満のものでは、分子中に
ポリオキシエチレン基の含有量が少なく、精練性の効果
を発現することは難しく、また、４００平方ミリメート
ル毎秒を超える場合、全油剤中に配合する配合比が少な
くなるため、精練性の効果を十分に発現することが難し
くなることがある。

【００３０】本発明の変性ポリシロキサン中のＳｉ原子
の数は２〜２０個であり、好ましくは２〜１０個であ
る。Ｓｉ原子の数が２０個を超えた場合、粘度が高くな
りすぎるため、全油剤中に配合される配合比が少なくな
り、精練性の効果を十分に発揮することが難しくなるこ
とがある。

【００３１】また、本発明の変性ポリシロキサンの製造
方法としては、特に限定されないが、通常、Ｓｉ−Ｈ基
を有するカルビノール変性ポリシロキサンにアリルアル
コールのアルキレンオキサイド付加物を白金触媒下で付
加させる方法等によって製造することができる。

【００３２】本発明の変性ポリシロキサンを含有する油
剤の２５℃における粘度は３〜１００平方ミリメートル
毎秒であり、好ましくは５〜５０平方ミリメートル毎秒
である。粘度が３平方ミリメートル毎秒未満のものであ
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１００平方ミリメートル毎秒を超えると糸切れ
等の問題が生じることがある。

【００３３】本発明の弾性繊維用油剤中の変性ポリシロ
キサンの含有量としては、通常全油剤に対し、５〜８０
重量％であり、好ましくは１０〜８０重量％である。５
重量％未満では精練効果が不十分であり、８０重量％を
超えた場合は油剤全体の粘度が著しく上昇する傾向にあ
るため、細デニールの糸を紡出する際に、糸切れ等の問
題が起こることがある。

【００３４】本発明の変性ポリシロキサンと配合して使
用される成分としては、紡糸から後加工工程での各種ロ
ーラまたはガイド類との摩擦低減のために、精練性の効
果を妨げない程度にジオルガノポリシロキサンや鉱物油
の併用が好ましい。

【００３５】このための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
合油全体の粘度は通常、２５℃で１００平方ミリメート
ル毎秒以下、好ましくは２〜５０平方ミリメートル毎秒
のものである。粘度が２平方ミリメートル毎秒未満のも
の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５０平方ミリメートル毎秒を超えると糸へ
の付着が難しくなることがある。

【００３６】鉱物油としては、配合油全体の粘度が通常
２５℃で１００平方ミリメートル毎秒以下、好ましくは
１〜５０平方ミリメートル毎秒である。粘度が１平方ミ
リメートル毎秒未満のもの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５０平方ミリメー
トル毎秒を超えると糸への付着が難しくなることがあ
る。

【００３７】本発明の弾性繊維用油剤には、さらに必要
により膠着防止剤、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、あるいは高級脂肪酸
の金属粉末塩等、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等、あるいはエポキシ変性シリコー
ン、ポリエーテル変性シリコーン、アミノ変性シリコー
ン、カルボキシル変性シリコーン、シリコーンレジン等
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、本発明のカルビノール変性ポリシ
ロキサン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。

【００３８】本発明の油剤はポリウレタン繊維の紡糸工
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。

【００３９】

【実施例】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。

【００４０】表１記載の実施例用のカルビノール変性ポ
リシロキサン〜および比較例ポリシロキサンを表
２に記載の組成割合で配合し、実施例１〜４と比較例１
〜３の弾性繊維用油剤を調製した。さらに、（イ）膠着
性、（ロ）精練性、（ハ）染色性、（ニ）膨潤性の性能
評価を行ない、その評価結果を併せて表２に示す。

【００４１】

【表１】

【００４２】実施例および比較例で得られた油剤を付与
した糸の膠着性、染色性、膨潤性の試験法は以下の通り
である。（イ）膠着性ポリウレタン繊維の乾式紡糸法において、表１の油剤を
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。巻き取ったチー
ズを１週間エージング後、可変倍率の引き出し巻き取り
装置にかけ５０ｍ／分の速度で糸を送り出した時、糸が
膠着により巻き込まれずに巻き取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。（ロ）精練性膠着性で用いた繊維を用い、以下の条件で精練を行なっ
た。精練後の繊維に残った油剤の付着量を測定し、油剤
の脱落率を算出した。精練条件：精練剤（グランアップＶＯ５０Ｋ；三洋化成
工業株式会社製）２ｇ／ｌ、炭酸ソーダ０．５ｇ／ｌ
（浴比１：２０）中に編み物の生地を入れ、８０゜Ｃ、
２０分間精練後、流水にて５分間水洗し、脱水、乾燥し
た。 −判定基準− ○：油剤脱落率８０％以上 ×：油剤脱落率８０％未満（ハ）染色性膠着性で用いた繊維の上にナイロン加工糸をコイル状に
巻き付けたシングルカバード糸を用いて編み物とし、上
記の条件で精練した後、以下の染色条件で染料を付着さ
せ、染色斑を目視にて判定した。染色条件：染料（Ｃ．Ｉ．ＡｃｉｄＢｌｕｅ２３
０：クラリアントジャパン株式会社製）１％ｏ．ｗ．ｆ
を用い上記精練後の生地を染色浴につけ、浴比１：１
５、８０゜Ｃ、１５分間染色した後、水洗し、判定試料
とした。 −判定基準− ○：均一染色 △：やや不均一染色部分有り ×：不均一染色部分多い（ニ）膨潤性市販のウレタンフィルムを、調整した油剤中に７０゜Ｃ
×１０分間浸漬し、取り出した後、表面に付着している
油剤を拭き取り、浸漬前後でのフィルムの重量を測定。
重量の増加率を膨潤率とした。 −判定基準− ○：膨潤率５％以下 ×：膨潤率５％越

【００４３】

【表２】

【００４４】ジメチルポリシロキサン：ＳＨ−２００５ｃｓ（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４０Ｓ（中央化成株式会社製）

【００４５】表２の実施例１〜４の性能評価結果から明
らかなように、本発明の変性ポリシロキサンを含有した
油剤は染色性（精練性）が良好で、染色時にオイルスポ
ット等の発生が著しく低減されることが判る。特に、従
来から摩擦低減効果はあるものの、精練性が問題との指
摘があるジメチルポリシロキサンを含有した場合でも本
発明の変性ポリシロキサン類の含有によって精練性が向
上できることが判る。また、膠着性、膨潤性に関しても
従来の油剤と同等以上の膠着防止性、膨潤特性を有する
ことが判る。それに対し、比較例１（従来のジメチルポ
リシロキサンを主体とした油剤）、比較例２（従来の鉱
物油を主体とした油剤）、比較例３（分子中のオキシエ
チレン含量が少ない変性ポリシロキサンを主体とした油
剤）の中にはすべての性能項目を満たすものはない。

【００４６】

【発明の効果】従来、ポリウレタン弾性繊維を製造する
際に、ジメチルポリシロキサンをメイン成分とした油剤
で処理すると、精練が困難で、染色時にオイルスポット
等の問題が起こり、安定な操業性を得ることは出来なか
った。しかし、本発明のカルビノール変性ポリシロキサ
ンを含有する弾性繊維用油剤を用いて製造する場合には
精練性が良く、染色ムラの発生が少なく、かつ繊維中へ
の膨潤が少なく、糸同士の膠着防止性にも優れているこ
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

【特許請求の範囲】

【請求項１】分子中に２０〜８０重量％のポリオキシ
エチレン基と、１個もしくは２個の下記一般式１で表わ
される有機末端基を有する変性ポリシロキサン（Ａ）を
含有することを特徴とする弾性繊維用油剤。【化１】（式中、Ｒ¹は炭素数１〜４のアルキレン基；Ｒ²は炭
素数１〜５のアルキレン基；ｋは０または１の数を表わ
す。）
【請求項２】該変性ポリシロキサン（Ａ）が、一般式
２で表わされる変性ポリシロキサンである請求項１記載
の弾性繊維用油剤。【化２】（式中、Ｒ³とＲ⁴は１価の炭化水素基でそれぞれ同一
でも異なっていてもよい；Ｒ⁵は一般式１で表わされる
有機末端基；Ｒ⁶は１価の炭化水素基または一般式１で
表わされる有機末端基；Ｙは一般式３で表わされるポリ
エーテル基含有基；ｍは１〜２０の数；ｎは１〜３の数
を表わす。）【化３】（式中、Ｚは水素原子、アルキル基、またはカルボキシ
ル（塩）基、スルホン酸（塩）基もしくはリン酸（塩）
基を有する基；ＯＡはオキシエチレン基および／または
オキシプロピレン基；ｐは１〜５０の数；ｑは１〜４の
数を表わす。）
【請求項３】該変性ポリシロキサン（Ａ）の２５℃に
おける粘度が１０〜４００平方ミリメートル毎秒である
請求項１または２記載の弾性繊維用油剤。
【請求項４】該変性ポリシロキサン（Ａ）中のＳｉ原
子の数が２〜２０個である請求項１〜３のいずれか記載
の弾性繊維用油剤。