弾性繊維製造用改質剤
【課題】金属石けんを含有していることから糸パッケージからの良好な解除性や糸どうしの膠着防止性を有しながら、改質剤中で金属石けんが沈降するという問題もなく、さらに、該金属石けんの口金孔でのつまり等の問題発生もなく、さらには、特に、弾性繊維フィラメント繊維の複数本を合着させた弾性繊維フィラメント糸を製造するに当たっても、所望どうりに良好に合着している弾性繊維フィラメント糸を製造することを実現する弾性繊維製造用改質剤を提供すること。
【解決手段】シリコーンオイルと変性シリコーンからなるシリコーン混合物と、該シリコーン混合物にコロイド状に分散された金属石けんとからなる弾性繊維製造用改質剤。
【解決手段】シリコーンオイルと変性シリコーンからなるシリコーン混合物と、該シリコーン混合物にコロイド状に分散された金属石けんとからなる弾性繊維製造用改質剤。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、弾性繊維製造用改質剤に関し、さらに詳しくは、特に、乾式紡糸法でポリウレタン弾性繊維等を製造するのに当たりに好適に用いることのできる弾性繊維製造用改質剤に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、ポリウレタンなどの弾性繊維を紡糸して製造をするに際して、弾性体原料と混合される添加剤中にステアリン酸マグネシウムなどの金属石けんを含有させて、後工程での繊維糸条の良好な解舒性や安定した走行性などを得るということが行われてきた（特許文献１−５）
しかし、弾性繊維中にステアリン酸マグネシウムなどの金属石けんを含ませると、糸パッケージからの解舒性や走行性、糸どうしの膠着発生などが改善されるが、一方で、マルチフィラメント糸どおしを製糸工程で合着させたものとして得たい場合には、該合着をうまくさせることができないという問題があった。
【０００３】
また、添加剤のスラリー中で金属石けんが沈降し、均一な特性を有する弾性繊維糸を製造するという点でも問題があり、さらに、金属石けんの口金孔でのつまりや、合着されていないことや合着不完全なことによる合着工程や高次工程での糸切れが発生しやすい等の問題を新たに招くこともあった。
【特許文献１】特開２００３−１３３６１号公報
【特許文献２】特開２００３−１３３６２号公報
【特許文献３】特開２００３−１２９３７６号公報
【特許文献４】特開２００１−２１４３３２号公報
【特許文献５】特開平９−２１７２２７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明の目的は、上述したような点に鑑み、金属石けんを含有していることから糸パッケージからの良好な解舒性や糸どうしの膠着防止性を有しながら、改質剤スラリー中で金属石けんが分離や沈降するという問題もなく、さらに、該金属石けんの口金孔でのつまり等の問題発生もなく、さらには、特に、弾性繊維フィラメント繊維の複数本を合着させた弾性繊維フィラメント糸を製造するに当たっても、所望どうりに良好に合着している弾性繊維フィラメント糸を製造することを実現する弾性繊維製造用改質剤を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上述した目的を達成する本発明の弾性繊維製造用改質剤は、以下の構成からなるものである。
（１）シリコーンオイルと変性シリコーンからなるシリコーン混合物と、該シリコーン混合物にコロイド状に分散された金属石けんとからなることを特徴とする弾性繊維製造用改質剤。
【０００６】
また、本発明のかかる弾性繊維製造用改質剤において、より具体的に、好ましくは、以下の(2) 〜(11)記載の構成を有するものである。
（２）前記シリコーン混合物１００重部に対して、該金属石けんが５〜１００重量部の割合で配合されてなることを特徴とする上記(1) 記載の弾性繊維製造用改質剤。
（３）前記シリコーン混合物１００重部に対して、該金属石けんが１０〜７０重量部の割合で配合されてなることを特徴とする上記(1) または(2) 記載の弾性繊維製造用改質剤。
（４）前記変性シリコーンが、アミノ変性シリコーン、アミド変性シリコーン、カルボキシアミド変性シリコーン、ポリエーテル変性シリコーン、カルビノール変性シリコーンまたはカルボキシル変性シリコーンの単独または混合物からなることを特徴とする上記(1) 、(2) または(3) 記載の弾性繊維製造用改質剤。
（５）前記金属石けんが、高級脂肪酸金属塩であることを特徴とする上記(1) 、(2) 、(3) または(4) 記載の弾性繊維製造用改質剤。
（６）前記高級脂肪酸金属塩が、ステアリン酸マグネシウムであることを特徴とする上記(5) 記載の弾性繊維製造用改質剤。
（７）前記シリコーン混合物が、該シリコーンオイル／該変性シリコーン＝１００／５０〜１００／０．５（重量比）の割合からなることを特徴とする上記(1) 、(2) 、(3) 、(4) 、(5)または(6) 記載の弾性繊維製造用改質剤。
（８）前記シリコーンオイルの２５℃における粘度が、１０×１０-6〜１０×１０-1ｍ2 ／Ｓであることを特徴とする上記(1) 、(2) 、(3) 、(4) 、(5)、(6) または(7) 記載の弾性繊維製造用改質剤。
（９）乾式紡糸法によりポリウレタン弾性フィラメントを製造するのに際し、紡糸原液中に添加されて用いられることを特徴とする上記(1) 、(2) 、(3) 、(4) 、(5)、(6) 、(7) または(8) 記載の弾性繊維製造用改質剤。
（１０）乾式紡糸法により紡糸された複数本のポリウレタン弾性フィラメントどうしを合着させて弾性フィラメント糸を製造するのに際し、紡糸原液中に添加されて用いられることを特徴とする上記(1) 、(2) 、(3) 、(4) 、(5)、(6) 、(7) 、(8) または(9) 記載の弾性繊維製造用改質剤。
（１１）改質剤が、流動性のあるスラリー状のものであることを特徴とする上記(1) 、(2) 、(3) 、(4) 、(5)、(6) 、(7) 、(8) 、(9) または(10) 記載の弾性繊維製造用改質剤。
【発明の効果】
【０００７】
本発明の弾性繊維製造用改質剤によれば、金属石けんを含有していることから糸パッケージからの良好な解舒性や糸どうしの膠着防止性を有しながら、改質剤スラリー中において該金属石けんが沈降するという問題もなく、さらに、該金属石けんの口金孔でのつまり等の問題発生もなく、さらには、特に、弾性繊維フィラメント繊維の複数本を合着させた弾性繊維フィラメント糸を製造するに当たっても、所望どうりに良好に合着している弾性繊維フィラメント糸を製造することを実現する弾性繊維製造用改質剤を提供することができる。
【０００８】
本発明の改質剤を用いれば、加工工程においてもガイド類へのスカムの付着や蓄積を低減することができる。
【０００９】
また、本発明の改質剤を使用して得られるポリウレタン糸は、製造の際の紡糸連続性が高く、そして、その巻糸体から解舒する際の抵抗力、すなわち、解舒張力を巻糸体の外部から内部まで安定して低くすることができ、長期間その巻糸体を保管する場合にも解舒張力の経時増大を抑制できる。
【００１０】
そのため、本発明の改質剤を使用して得られるポリウレタン糸を使用した布帛の製造時には製造プロセスへ安定した解舒張力でポリウレタン糸を供給できるため、従来にない特性を有するものであり、特に、衣服などにしたとき、外観品位、耐薬品性などに優れる特性を示すのである。
【００１１】
これらの優れた特性を有することから、単独での使用はもとより、各種繊維との組み合わせにより、例えば、ソックス、ストッキング、丸編、トリコット、水着、スキーズボン、作業服、煙火服、洋服、ゴルフズボン、ウエットスーツ、ブラジャー、ガードル、手袋や靴下をはじめとする各種繊維製品の締め付け材料、紙おむつ・紙おしめなどサニタニー品の漏れ防止用締め付け材料、防水資材の締め付け材料、似せ餌、造花、電気絶縁材、ワイピングクロス、コピークリーナー、ガスケットなど、種々の用途に好適に用いることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、更に詳しく、本発明の弾性繊維製造用改質剤について説明する。
本発明の弾性繊維製造用改質剤は、シリコーンオイルと変性シリコーンからなるシリコーン混合物と、該シリコーン混合物にコロイド状に分散された金属石けんとからなるものである。
【００１３】
代表的には、分散媒体としてシリコーンオイル、分散剤として変性シリコーンからなるシリコーン混合物中に、分散物である金属石けんがコロイド状に均質に分散された弾性繊維製造用改質剤であり、あるいは、分散剤としての変性シリコーンに分散物である金属石けんが分散された混合物を、分散媒体としてのシリコーンオイルで希釈し、該金属石けんがコロイド状に均質に分散された弾性繊維製造用改質剤である。
【００１４】
ここで、シリコーンオイルは、単なる固形分である金属石けんの分散媒体としてのみでなく、弾性繊維を紡糸して製造をするに際して、該金属石けんの口金孔でのつまり等の問題を低減するために必須の成分である。
【００１５】
シリコーンオイルとしては、ポリジメチルシロキサンが好ましい。シロキサン単位として、１）ジメチルシロキサン単位から成るポリジメチルシロキサン、２）ジメチルシロキサン単位と炭素数２〜４のアルキル基を含むジアルキルシロキサン単位とから成るポリジアルキルシロキサン類、３）ジメチルシロキサン単位とメチルフェニルシロキサン単位とからなるポリシロキサン類等が包含される。シリコーンオイルは、シリコーンオイルの２５℃における粘度が１０×１０-6ｍ2 ／Ｓ未満であれば、改質剤中の金属石けんが、沈降や２次凝集が発生しやすく、２次凝集物によるの口金孔でのつまり等の問題を新たに招く可能性がある。同じく１０×１０-1ｍ2 ／Ｓを超えるものであれば、製造時、改質剤中の金属石けんの粒径を均一で小さいものにすることが困難であり、例えば、湿式粉砕中の発熱が大きく、改質剤自体の変質を招くこともあるので良くない。かかる粘度は、ＪＩＳ−Ｋ２２８３（石油製品動粘度試験方法）に記載された方法で測定される値である。
【００１６】
分散媒体として用いる変性シリコーンは、必須の構成単位としてジメチルシロキサン単位と変性基を有するシロキサン単位とを含む線状ポリオルガノシロキサンである。変性シリコーン種としては、アミノ変性シリコーン、アミド変性シリコーン、カルボキシアミド変性シリコーン、ポリエーテル変性シリコーン、カルビノール変性シリコーン、カルボキシル変性シリコーン、エポキシ変性シリコーン、エポキシ・ポリエーテル変性シリコーン、メルカプト変性シリコーン、シリコーンレジン等が単独または混合物として好ましく使用される。
【００１７】
また、改質剤のチクソトロピーを抑制することや改質剤保管時の増粘など粘度変化の点でシリコーン混合物中において、該シリコーンオイル／該変性シリコーン＝１００／５０〜１００／０．５（重量比）の割合を満足することが好ましい。
【００１８】
また、金属石けんは、シリコーン混合物１００重量部当たり５〜１００重量部用いられていることが、改質剤中で金属石けんが分離や沈降するという問題もなく、改質剤の安定性およびその結果としての該金属石けんの口金孔でのつまり等の問題発生が少ないという点で好ましい。中でも、より好ましくは、金属石けんが、シリコーン混合物１００重量部当たり１０〜７０重量部用いられていることであり、本発明者らの知見によれば、該範囲内であれば、特に長期の保管にて改質剤の粘度等の変化が少ないのでも最も好ましいものである。
【００１９】
また、本発明において「コロイド状に分散された」とあるが、この意義は物質が微細な粒子となって、液体などに混合分散している状態をコロイドと定義されており、分散粒子の大きさは、およそ１０-7〜１０-9ｍ程度の粒子である場合をコロイド粒子という場合が多く、本発明でも平均粒子径は１×１０-6ｍ未満であることが好ましい。
【００２０】
本発明の弾性繊維製造用改質剤において、金属石けんは、ステアリン酸、パルミチン酸、ミリスチン酸、アイコサン酸、ドコサン酸、ラウリン酸、１２−ヒドロキシステアリン酸、アラキン酸、ベヘン酸、オクタン酸、トール油脂肪酸等の脂肪酸、アビエチン酸、ネオアビエチン酸、ｄ−ピマル酸、イソ−ｄ−ピマル酸、ポドカルプ酸、アガテンジカルボン酸、安息香酸、ケイ皮酸、ｐ−オキシケイ皮酸、ジテルペン酸等の樹脂酸またはナフテン酸等のアルカリ塩以外の金属塩またはこれらの混合塩が好ましい。
【００２１】
金属塩中の金属種としては、アルミニウム、カルシウム、亜鉛、マグネシウム、銀、バリウム、ベリリウム、カドミウム、コバルト、クロム、銅、鉄、水銀、マンガン、ニッケル、鉛、スズ、チタン等が好ましい。
【００２２】
本発明に使用する金属石けんは、高級脂肪酸金属塩であるのが好ましく、特にステアリン酸マグネシウム、ステアリン酸カルシウム等が好ましい。
【００２３】
この理由は、本発明の改質剤を使用して得られるポリウレタン糸は良好な破断強伸度、耐薬品性などが得られ、その巻糸体は内層部まで安定した解舒張力を得られ、衣服などにしたときの、外観品位などのバランスが優れる特性を示すからである。
【００２４】
本発明の弾性繊維製造用改質剤は、特に、乾式紡糸法によりポリウレタン弾性フィラメントを製造するのに好適である。該ポリウレタン弾性フィラメントは、そのフィラメントの複数本が合着して用いられることが多く、本発明の弾性繊維製造用改質剤は、合着を良好に行うのに好適なものだからである。
【００２５】
また、本発明の弾性繊維製造用改質剤には、必要に応じて、つなぎ剤、紫外線吸収剤、酸化防止剤、防腐剤、濡れ性向上剤等の通常合成繊維処理剤に使用される成分を含有させることも好ましく行われる。これらの酸化防止剤、平滑剤、帯電防止剤等の含有量は、目的に応じて適宜決定されるのが好ましい。
【００２６】
本発明の弾性繊維製造用改質剤の製造方法は、特に制限されるものではなく、例えば、固体であるステアリン酸マグネシウム等の金属石けんと液体であるシリコーンオイル等の平滑剤とを所定割合で混合し、湿式粉砕して金属石けんを分散させる方法が挙げられる。ここで湿式粉砕に用いる粉砕機としては、縦型ビーズミル、横型ビーズミル、サンドグラインダー、コロイドミル、ボールミル等の各種の湿式粉砕機が使用できる。
【００２７】
本発明の弾性繊維製造用改質剤は、ポリエステル系、ポリアミド系、ポリオレフィン系、ポリウレタン系等の弾性繊維に好適に使用され、特にポリウレタン系の弾性繊維に好適に使用され、フィラメント系、スパン系のいずれにも使用できる。
【００２８】
本発明の弾性繊維製造用改質剤の付与量は、繊維の太さ、品種、形態等で適宜選択される。
【００２９】
また、繊維への付与は、主として弾性繊維紡糸液の製造工程中のいずれでもよいが、重合工程後から紡糸工程に至るまでに行われるのが好ましく、紡糸工程直前で行われるのも好ましい。付与方法は、インジェクション法、バッチ法等を選ぶことができる。
【００３０】
そうした意味で、本発明の弾性繊維製造用の改質剤は、好ましくはその性状が流動性のあるスラリー状であることが、紡糸液に混合する場合、低エネルギーで、早く、比較的単純な設備にて均質な紡糸液を得られるという観点から、改質剤として弾性繊維原材料中に混合させることが容易であり、好ましいのである。
【実施例】
【００３１】
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。実施例および比較例中の部は重量部、％は重量％を、それぞれ表す。
なお、実施例中の各特性の評価方法について、以下に説明する。
【００３２】
［改質剤の分散安定性］
分散安定性に関しては、改質剤１００ｍｌを密栓付きガラス製１００ｍｌメスシリンダーに入れ、４０℃にて１週間と１ケ月間放置し、１週間後と１ケ月間後の処理剤（改質剤）の外観を観察し、下記の基準で評価した。
◎：均一な分散状態で外観に変化がなかった。
○：５ｍｌ未満の透明層が発生した。
△：５ｍｌ以上の透明層が発生した。
×：金属石けんの沈殿が発生した。
【００３３】
［平均粒子径］
平均粒子径に関しては、金属石けん等固形分が１０００ｐｐｍの濃度となるように改質剤に２０×１０-6ｍ2 ／Ｓであるシリコーンオイルを添加し、希釈して試料とした。この試料を２５℃で超遠心式自動粒度分布測定装置（堀場製作所製ＣＡＰＡ−７００）を用いて、面積基準の平均粒子径を測定した。
【００３４】
［弾性繊維製造への改質剤の適用］
弾性繊維として、ポリウレタン糸を用いた。
【００３５】
まず、分子量２９００のテトラメチレンエーテルグリコール、ビス−（ｐ−イソシアナートフェニル）−メタンおよびエチレンジアミンからなるポリウレタンのＮ，Ｎ’−ジメチルアセトアミド（以下、ＤＭＡＣと略する。）溶液（３５重量％）を重合しポリマ溶液（Ａ）とした。
【００３６】
次に、酸化防止剤として、ｔ−ブチルジエタノールアミンとメチレン−ビス−（４−シクロヘキシルイソシアネ−ト）の反応によって生成せしめたポリウレタン（デュポン社製“メタクロール”（登録商標）２４６２）と、ｐ−クレゾールとジビニルベンゼンの縮合重合体（デュポン社製“メタクロール”（登録商標）２３９０）との２対１（重量比）の混合物を用い、これのＤＭＡＣ溶液（３５重量％）を調整し、その他添加剤溶液（Ｃ）とした。
【００３７】
Ａ、Ｂ、Ｃそれぞれを９４重量％、４重量％、２重量％で均一に混合し、いったん、溶液（D）とした。さらに、溶液（D）に対し、弾性繊維製造用改質剤をスタティックミキサーを用いるインジェクション法により、均一に混合し、紡糸溶液とした。
【００３８】
ここで得られた紡糸溶液を用いて、ゴデローラーと巻取機の速度比１．２０として６００ｍ／分のスピードで乾式紡糸を行い、２２ｄｔｅｘのマルチフィラメントのポリウレタン糸を長さ５８ｍｍの円筒状紙管に、巻き幅３８ｍｍを与えるトラバースガイドを介して、サーフェスドライブの巻取機を用いて巻き取り、５００ｇの巻糸体を得た。
【００３９】
［紡糸性の評価］
糸切れ頻度を測定し、巻き取り距離にて表示した。
【００４０】
［合着性の評価］
弾性繊維巻糸体を転がしながら解舒し、このとき、２００％伸長した糸を５０ｍ／分の送り速度で送り、交差ロールを介して糸割れ箇所を拡大して箇所数を計測するする。糸割れ箇所は曲がった節として観察される。発生率を１００個の巻糸体を検査して発生した数を箇所／１００ｍで集計し、下記の基準で評価した。
◎：１箇所／１００ｍ未満。
○：１箇所／１００ｍ以上５箇所／１００ｍ未満。
△：５箇所／１００ｍ以上５０箇所／１００ｍ未満。
×：５０箇所／１００ｍ以上。
【００４１】
［弾性繊維の評価］
破断強度、破断伸度は、試料サンプル糸をインストロン４５０２型引張試験機を用い、引張テストすることにより得た。これらは下記により定義される。
【００４２】
５ｃｍ（Ｌ１）の試料糸を５０ｃｍ／分の引張速度で３００％伸長を５回繰返した。このときの応力を（Ｇ１）とした。次に、該長さを３０秒間保持した。さらに６回目に試料サンプル糸が切断するまで伸長した。この破断時の応力を（Ｇ３）、破断時の試料長さを（Ｌ３）とした。以下、上記の特性は下記式により与えられる。
強度＝（Ｇ３）
伸度＝１００×｛（Ｌ３）−（Ｌ１）｝／（Ｌ１）｝
【００４３】
［弾性繊維の解舒張力］
解舒張力は、図１に示した装置によって測定した。チューブ２に巻かれたポリウレタン弾性繊維巻糸体１を図１のように固定し、そこからポリウレタン弾性繊維３を、４５．７ｍ／分の一定速度で巻糸体１の側面から解舒する。その解舒された走行糸３を、ガイド４、セラミックス製スロット・ガイド５を通過させ、張力計ローラー６で９０度に屈曲した軌跡を描かせ、ローラー１２に４５．７ｍ／分にてドライブし、９０度に屈曲した軌跡を描かせ、サッカーガン１３に吸引させる。フリーの張力計ローラー６は電気的な歪みゲージ７に接続されており、その電気信号は導線８を通じ、積分器９で平均化処理され、記録器１１にそのデータを蓄積する。このテストは４分間行い、１８３ｍの糸道の平均張力を計測する。
【００４４】
計測時の温度は２５℃、６０％ＲＨにて実施した。計測する巻糸体の位置は巻糸体表層、中央層、最内部層とした。
【００４５】
具体的に、巻糸体表層とは巻糸体表面から約５グラムの糸を除去した層とした。この理由は、巻糸体表面の巻き上げのパターンを故意に変える場合があるからである。最内部層とは巻糸体に巻糸を約５ｇを残した層とし、中央層とは巻糸体表層、最内部層の中間の層とした。解舒張力を測定する巻糸体は３ヶ月以上、約２０℃にて保管したものを使用した。
【００４６】
［スカムの評価］
巻糸体をミニチュア整経機に１０本仕立て、２５℃×６５％ＲＨの雰囲気下で糸速度３００ｍ／分で１５００ｋｍ巻き取った。このとき、ミニチュア整経機のクシガイドに対するスカムの脱落および蓄積状態を肉眼観察し、次の基準で評価した。
◎：スカムの付着がほとんどなかった。
○：スカムがやや付着しているが、糸の安定走行に問題はなかった。
×：スカムの付着および蓄積が多く、糸の安定走行に大きな問題があった。
【００４７】
実施例１
分散媒体として無変性のポリジメチルシロキサンからなり、２５℃における粘度が２０×１０-6ｍ2 ／Ｓであるシリコーンオイル（Ｓ−１）１００重量部と、分散剤としてアミノ変性シリコーン（Ｍ−１）２．０重量部とを混合したシリコーン混合物を得た。次に、シリコーン混合物１００重量部に対し、ジステアリン酸マグネシウム塩１７．５重量部を加えて２５℃以上３５℃以下で均一になるまで混合した後、横型ビーズミルを用いて湿式粉砕してジステアリン酸マグネシウム塩がコロイド状に分散された分散液からなる弾性繊維製造用改質剤（Ｔ−１）を得た。
【００４８】
該弾性繊維製造用改質剤（Ｔ−１）の組成および評価を表１に、改質剤（Ｔ−１）を付与したポリウレタン弾性繊維の評価を表２に示す。
【００４９】
該弾性繊維製造用改質剤を含有しない比較例１、分散媒体としてシリコーンオイルを含有しない改質剤（Ｕ−２）の比較例２、分散剤として変性シリコーンを含有しない改質剤（Ｕ−３）である比較例３と比較すると、改質剤の測定および評価では、分散安定性が比較例２、比較例３よりもより良好で、平均粒子径は比較例３よりも小さく、より良好な結果であった。
【００５０】
また、改質剤（Ｔ−１）を付与したポリウレタン弾性繊維は、各層、特に内層部の解舒張力が低く、紡糸性に優れ、スカムの付着がほとんどないことがわかる。
【００５１】
実施例２
弾性繊維製造用改質剤を調合する際、シリコーンオイル（Ｓ−１）１００重量部に対するアミノ変性シリコーン（Ｍ−１）の量を６．０重量部と変更し、シリコーン混合物１００重量部に対するジステアリン酸マグネシウム塩（Ｍ−１）の量を３５．０重量部（実施例１の場合の２倍量）に変更した以外は、実施例１の場合と同様に、２０〜３５℃で均一になるまで混合した後、横型ビーズミルを用いて湿式粉砕してジステアリン酸マグネシウムがコロイド状に分散された分散液を調整し、これを改質剤（Ｔ−２）とした。
【００５２】
改質剤（Ｔ−２）の組成および評価を表１に、改質剤（Ｔ−２）を付与したポリウレタン弾性繊維の評価を表２に示す。
【００５３】
該弾性繊維製造用改質剤を含有しない比較例１、分散媒体としてシリコーンオイルを含有しない改質剤（Ｕ−２）の比較例２、分散剤として変性シリコーンを含有しない改質剤（Ｕ−３）である比較例３と比較すると、改質剤の測定および評価では、分散安定性が比較例２、比較例３よりも良好で、平均粒子径は比較例３よりも小さく、より良好な結果であった。
【００５４】
また、改質剤（Ｔ−２）を付与したポリウレタン弾性繊維は、各層、特に内層部の解舒張力が低く、紡糸性に優れ、スカムの付着がほとんどないことがわかる。
【００５５】
実施例３
実施例２と同様の組成で、分散剤としてカルボキシアミド変性シリコーン（Ｍ−２）を用いた改質剤（Ｔ−３）を得た。該弾性繊維製造用改質剤（Ｔ−３）の組成および評価を表１に、改質剤（Ｔ−３）を付与した合成繊維の評価を表２に示す。
【００５６】
該弾性繊維製造用改質剤を含有しない比較例１、分散媒体としてシリコーンオイルを含有しない改質剤（Ｕ−２）の比較例２、分散剤として変性シリコーンを含有しない改質剤（Ｕ−３）である比較例３と比較すると、改質剤の測定および評価では、分散安定性が比較例２、比較例３よりもより良好で、平均粒子径は比較例３よりも小さく、より良好な結果であった。
【００５７】
また、改質剤（Ｔ−３）を付与したポリウレタン弾性繊維は、各層、特に内層部の解舒張力が低く、紡糸性に優れ、スカムの付着がほとんどないことがわかる。
【００５８】
実施例４
分散媒体として２５℃における粘度が２０×１０-3ｍ2 ／Ｓであるシリコーンオイル（Ｓ−２）１００重量部と、分散剤として両末端ポリエーテル変性シリコーン１０重量部とを混合したシリコーン混合物を得た（Ｓ−２）。次に、シリコーン混合物１００重量部に対し、ジステアリン酸マグネシウム塩７０重量部を加えて２５℃以上３５℃以下で均一になるまで混合した後、横型ビーズミルを用いて湿式粉砕してジステアリン酸マグネシウム塩がコロイド状に分散された分散液からなる弾性繊維製造用改質剤（Ｔ−４）を得た。
【００５９】
該弾性繊維製造用改質剤（Ｔ−４）の組成および評価を表１に、改質剤（Ｔ−４）を付与した弾性繊維の評価を表２に示す。
【００６０】
該弾性繊維製造用改質剤を含有しない比較例１、分散媒体としてシリコーンオイルを含有しない改質剤（Ｕ−２）の比較例２、分散剤として変性シリコーンを含有しない改質剤（Ｕ−３）である比較例３と比較すると、改質剤の測定および評価では、分散安定性が比較例２、比較例３よりもより良好で、平均粒子径は比較例３よりも小さく、より良好な結果であった。
【００６１】
また、改質剤（Ｔ−４）を付与したポリウレタン弾性繊維は、各層、特に内層部の解舒張力が低く、紡糸性に優れ、スカムの付着がほとんどないことがわかる。
【００６２】
比較例１
該弾性繊維製造用改質剤を含有しない弾性繊維の評価として、実施例１から４で使用した溶液（D）をそのまま紡糸溶液として、乾式紡糸を行い、２２ｄｔｅｘのマルチフィラメントを得た。その評価を表２に示す。解舒張力は高く、膠着防止性を有しないものであった。そして、改質剤を添加している実施例１〜４と比較すると、スカム抑制に劣ることがわかる。
【００６３】
比較例２
分散媒体および分散剤として、実施例１で使用したアミノ変性シリコーン（Ｍ−１）に、実施例１で使用したジステアリン酸マグネシウム塩１７．５重量部を加えて２５℃以上３５℃以下で均一になるまで混合した後、横型ビーズミルを用いて湿式粉砕してジステアリン酸マグネシウム塩がコロイド状に分散された分散液からなる改質剤（Ｕ−２）を得た。
この改質剤（Ｕ−２）はシリコーンオイルを含有していないものである。該改質剤（Ｕ−２）の組成および評価を表１に、改質剤（Ｕ−２）を付与した弾性繊維の評価を表２に示す。改質剤の測定および評価では、平均粒子径は良好であるが、分散安定性はシリコーンオイルを含有している実施例１〜４より劣る結果であった。次に、改質剤（Ｕ−２）を付与したポリウレタン弾性繊維は、各層、特に外層部の解舒張力が高く、実施例１〜４に比べ紡糸性およびスカムの付着が多く、大きな問題があった。
【００６４】
比較例３
分散媒体として無変性のポリジメチルシロキサンからなり、２５℃における粘度が２０×１０-6ｍ2 ／Ｓであるシリコーンオイル（Ｓ−１）のみで、分散剤としての変性シリコーンを使用しないで、（Ｓ−１）１００重量部に対し、実施例１で用いたジステアリン酸マグネシウム塩３５．０重量部を加えて２５℃以上３５℃以下で均一になるまで混合した後、横型ビーズミルを用いて湿式粉砕してジステアリン酸マグネシウム塩がコロイド状に分散された分散液からなる改質剤（Ｕ−３）を得た。
【００６５】
改質剤（Ｕ−３）の組成および評価を表１に、改質剤（Ｕ−３）を付与した弾性繊維の評価を表２に示す。改質剤の測定および評価では、分散安定性は変性シリコーンオイルを含有している実施例１〜４より劣る結果であった。また、平均粒子径が大きい結果であった。次に、改質剤（Ｕ−３）を付与したポリウレタン弾性繊維は、解舒張力が低く良好であり、この点は特許文献どおりの結果であった。しかし、実施例１〜４に比べ紡糸性が低く、合着性に劣り、スカム抑制についても問題があり、不満足な結果であった。
【００６６】
比較例４
シリコーンオイルを含有せずにハイドロタルサイトを含有するスラリー状改質剤を、次の方法で調整した。
【００６７】
実施例１で使用したアミノ変性シリコーン（Ｍ−１）１００重量部に対し、ジステアリン酸マグネシウム塩７０重量部と合成ハイドロタルサイト（協和化学工業（株）製ＤＨＴ−４Ａ）７０重量部とを加えて２５〜３５℃で均一になるまで混合した後、横型ビーズミルを用いて湿式粉砕して固形分が分散された分散液を調整し、これをスラリー状改質剤（Ｕ−４）とした。得られたスラリー状改質剤の組成および特性を表１に、改質剤（Ｕ−４）を付与したポリウレタン弾性繊維の評価を表２に示す。
【００６８】
この比較例４で用いた改質剤は、分散安定性が劣り、しかも、金属石けんの平均粒子径も大きいものであった。また、得られたポリウレタン系弾性繊維は、巻糸体からの解舒性は比較的良好で、合着性もあったが、紡糸性が大きく劣りスカムの付着が多いという問題があった。
【００６９】
【表１】
【００７０】
【表２】
【図面の簡単な説明】
【００７１】
【図１】図１は、実施例で採用した解舒張力の測定方法を実施するための解舒張力測定装置の概略概念図である。
【符号の説明】
【００７２】
１：巻糸体
２：チューブ
３：リウレタン弾性繊維（解舒された走行糸）
４：ガイド
５：セラミックス製スロット・ガイド
６：張力計ローラー
７：電気的な歪みゲージ
８：導線
９：積分器
１０：導線
１１：記録器
１２：ローラー
１３：サッカーガン
【技術分野】
【０００１】
本発明は、弾性繊維製造用改質剤に関し、さらに詳しくは、特に、乾式紡糸法でポリウレタン弾性繊維等を製造するのに当たりに好適に用いることのできる弾性繊維製造用改質剤に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、ポリウレタンなどの弾性繊維を紡糸して製造をするに際して、弾性体原料と混合される添加剤中にステアリン酸マグネシウムなどの金属石けんを含有させて、後工程での繊維糸条の良好な解舒性や安定した走行性などを得るということが行われてきた（特許文献１−５）
しかし、弾性繊維中にステアリン酸マグネシウムなどの金属石けんを含ませると、糸パッケージからの解舒性や走行性、糸どうしの膠着発生などが改善されるが、一方で、マルチフィラメント糸どおしを製糸工程で合着させたものとして得たい場合には、該合着をうまくさせることができないという問題があった。
【０００３】
また、添加剤のスラリー中で金属石けんが沈降し、均一な特性を有する弾性繊維糸を製造するという点でも問題があり、さらに、金属石けんの口金孔でのつまりや、合着されていないことや合着不完全なことによる合着工程や高次工程での糸切れが発生しやすい等の問題を新たに招くこともあった。
【特許文献１】特開２００３−１３３６１号公報
【特許文献２】特開２００３−１３３６２号公報
【特許文献３】特開２００３−１２９３７６号公報
【特許文献４】特開２００１−２１４３３２号公報
【特許文献５】特開平９−２１７２２７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明の目的は、上述したような点に鑑み、金属石けんを含有していることから糸パッケージからの良好な解舒性や糸どうしの膠着防止性を有しながら、改質剤スラリー中で金属石けんが分離や沈降するという問題もなく、さらに、該金属石けんの口金孔でのつまり等の問題発生もなく、さらには、特に、弾性繊維フィラメント繊維の複数本を合着させた弾性繊維フィラメント糸を製造するに当たっても、所望どうりに良好に合着している弾性繊維フィラメント糸を製造することを実現する弾性繊維製造用改質剤を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上述した目的を達成する本発明の弾性繊維製造用改質剤は、以下の構成からなるものである。
（１）シリコーンオイルと変性シリコーンからなるシリコーン混合物と、該シリコーン混合物にコロイド状に分散された金属石けんとからなることを特徴とする弾性繊維製造用改質剤。
【０００６】
また、本発明のかかる弾性繊維製造用改質剤において、より具体的に、好ましくは、以下の(2) 〜(11)記載の構成を有するものである。
（２）前記シリコーン混合物１００重部に対して、該金属石けんが５〜１００重量部の割合で配合されてなることを特徴とする上記(1) 記載の弾性繊維製造用改質剤。
（３）前記シリコーン混合物１００重部に対して、該金属石けんが１０〜７０重量部の割合で配合されてなることを特徴とする上記(1) または(2) 記載の弾性繊維製造用改質剤。
（４）前記変性シリコーンが、アミノ変性シリコーン、アミド変性シリコーン、カルボキシアミド変性シリコーン、ポリエーテル変性シリコーン、カルビノール変性シリコーンまたはカルボキシル変性シリコーンの単独または混合物からなることを特徴とする上記(1) 、(2) または(3) 記載の弾性繊維製造用改質剤。
（５）前記金属石けんが、高級脂肪酸金属塩であることを特徴とする上記(1) 、(2) 、(3) または(4) 記載の弾性繊維製造用改質剤。
（６）前記高級脂肪酸金属塩が、ステアリン酸マグネシウムであることを特徴とする上記(5) 記載の弾性繊維製造用改質剤。
（７）前記シリコーン混合物が、該シリコーンオイル／該変性シリコーン＝１００／５０〜１００／０．５（重量比）の割合からなることを特徴とする上記(1) 、(2) 、(3) 、(4) 、(5)または(6) 記載の弾性繊維製造用改質剤。
（８）前記シリコーンオイルの２５℃における粘度が、１０×１０-6〜１０×１０-1ｍ2 ／Ｓであることを特徴とする上記(1) 、(2) 、(3) 、(4) 、(5)、(6) または(7) 記載の弾性繊維製造用改質剤。
（９）乾式紡糸法によりポリウレタン弾性フィラメントを製造するのに際し、紡糸原液中に添加されて用いられることを特徴とする上記(1) 、(2) 、(3) 、(4) 、(5)、(6) 、(7) または(8) 記載の弾性繊維製造用改質剤。
（１０）乾式紡糸法により紡糸された複数本のポリウレタン弾性フィラメントどうしを合着させて弾性フィラメント糸を製造するのに際し、紡糸原液中に添加されて用いられることを特徴とする上記(1) 、(2) 、(3) 、(4) 、(5)、(6) 、(7) 、(8) または(9) 記載の弾性繊維製造用改質剤。
（１１）改質剤が、流動性のあるスラリー状のものであることを特徴とする上記(1) 、(2) 、(3) 、(4) 、(5)、(6) 、(7) 、(8) 、(9) または(10) 記載の弾性繊維製造用改質剤。
【発明の効果】
【０００７】
本発明の弾性繊維製造用改質剤によれば、金属石けんを含有していることから糸パッケージからの良好な解舒性や糸どうしの膠着防止性を有しながら、改質剤スラリー中において該金属石けんが沈降するという問題もなく、さらに、該金属石けんの口金孔でのつまり等の問題発生もなく、さらには、特に、弾性繊維フィラメント繊維の複数本を合着させた弾性繊維フィラメント糸を製造するに当たっても、所望どうりに良好に合着している弾性繊維フィラメント糸を製造することを実現する弾性繊維製造用改質剤を提供することができる。
【０００８】
本発明の改質剤を用いれば、加工工程においてもガイド類へのスカムの付着や蓄積を低減することができる。
【０００９】
また、本発明の改質剤を使用して得られるポリウレタン糸は、製造の際の紡糸連続性が高く、そして、その巻糸体から解舒する際の抵抗力、すなわち、解舒張力を巻糸体の外部から内部まで安定して低くすることができ、長期間その巻糸体を保管する場合にも解舒張力の経時増大を抑制できる。
【００１０】
そのため、本発明の改質剤を使用して得られるポリウレタン糸を使用した布帛の製造時には製造プロセスへ安定した解舒張力でポリウレタン糸を供給できるため、従来にない特性を有するものであり、特に、衣服などにしたとき、外観品位、耐薬品性などに優れる特性を示すのである。
【００１１】
これらの優れた特性を有することから、単独での使用はもとより、各種繊維との組み合わせにより、例えば、ソックス、ストッキング、丸編、トリコット、水着、スキーズボン、作業服、煙火服、洋服、ゴルフズボン、ウエットスーツ、ブラジャー、ガードル、手袋や靴下をはじめとする各種繊維製品の締め付け材料、紙おむつ・紙おしめなどサニタニー品の漏れ防止用締め付け材料、防水資材の締め付け材料、似せ餌、造花、電気絶縁材、ワイピングクロス、コピークリーナー、ガスケットなど、種々の用途に好適に用いることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、更に詳しく、本発明の弾性繊維製造用改質剤について説明する。
本発明の弾性繊維製造用改質剤は、シリコーンオイルと変性シリコーンからなるシリコーン混合物と、該シリコーン混合物にコロイド状に分散された金属石けんとからなるものである。
【００１３】
代表的には、分散媒体としてシリコーンオイル、分散剤として変性シリコーンからなるシリコーン混合物中に、分散物である金属石けんがコロイド状に均質に分散された弾性繊維製造用改質剤であり、あるいは、分散剤としての変性シリコーンに分散物である金属石けんが分散された混合物を、分散媒体としてのシリコーンオイルで希釈し、該金属石けんがコロイド状に均質に分散された弾性繊維製造用改質剤である。
【００１４】
ここで、シリコーンオイルは、単なる固形分である金属石けんの分散媒体としてのみでなく、弾性繊維を紡糸して製造をするに際して、該金属石けんの口金孔でのつまり等の問題を低減するために必須の成分である。
【００１５】
シリコーンオイルとしては、ポリジメチルシロキサンが好ましい。シロキサン単位として、１）ジメチルシロキサン単位から成るポリジメチルシロキサン、２）ジメチルシロキサン単位と炭素数２〜４のアルキル基を含むジアルキルシロキサン単位とから成るポリジアルキルシロキサン類、３）ジメチルシロキサン単位とメチルフェニルシロキサン単位とからなるポリシロキサン類等が包含される。シリコーンオイルは、シリコーンオイルの２５℃における粘度が１０×１０-6ｍ2 ／Ｓ未満であれば、改質剤中の金属石けんが、沈降や２次凝集が発生しやすく、２次凝集物によるの口金孔でのつまり等の問題を新たに招く可能性がある。同じく１０×１０-1ｍ2 ／Ｓを超えるものであれば、製造時、改質剤中の金属石けんの粒径を均一で小さいものにすることが困難であり、例えば、湿式粉砕中の発熱が大きく、改質剤自体の変質を招くこともあるので良くない。かかる粘度は、ＪＩＳ−Ｋ２２８３（石油製品動粘度試験方法）に記載された方法で測定される値である。
【００１６】
分散媒体として用いる変性シリコーンは、必須の構成単位としてジメチルシロキサン単位と変性基を有するシロキサン単位とを含む線状ポリオルガノシロキサンである。変性シリコーン種としては、アミノ変性シリコーン、アミド変性シリコーン、カルボキシアミド変性シリコーン、ポリエーテル変性シリコーン、カルビノール変性シリコーン、カルボキシル変性シリコーン、エポキシ変性シリコーン、エポキシ・ポリエーテル変性シリコーン、メルカプト変性シリコーン、シリコーンレジン等が単独または混合物として好ましく使用される。
【００１７】
また、改質剤のチクソトロピーを抑制することや改質剤保管時の増粘など粘度変化の点でシリコーン混合物中において、該シリコーンオイル／該変性シリコーン＝１００／５０〜１００／０．５（重量比）の割合を満足することが好ましい。
【００１８】
また、金属石けんは、シリコーン混合物１００重量部当たり５〜１００重量部用いられていることが、改質剤中で金属石けんが分離や沈降するという問題もなく、改質剤の安定性およびその結果としての該金属石けんの口金孔でのつまり等の問題発生が少ないという点で好ましい。中でも、より好ましくは、金属石けんが、シリコーン混合物１００重量部当たり１０〜７０重量部用いられていることであり、本発明者らの知見によれば、該範囲内であれば、特に長期の保管にて改質剤の粘度等の変化が少ないのでも最も好ましいものである。
【００１９】
また、本発明において「コロイド状に分散された」とあるが、この意義は物質が微細な粒子となって、液体などに混合分散している状態をコロイドと定義されており、分散粒子の大きさは、およそ１０-7〜１０-9ｍ程度の粒子である場合をコロイド粒子という場合が多く、本発明でも平均粒子径は１×１０-6ｍ未満であることが好ましい。
【００２０】
本発明の弾性繊維製造用改質剤において、金属石けんは、ステアリン酸、パルミチン酸、ミリスチン酸、アイコサン酸、ドコサン酸、ラウリン酸、１２−ヒドロキシステアリン酸、アラキン酸、ベヘン酸、オクタン酸、トール油脂肪酸等の脂肪酸、アビエチン酸、ネオアビエチン酸、ｄ−ピマル酸、イソ−ｄ−ピマル酸、ポドカルプ酸、アガテンジカルボン酸、安息香酸、ケイ皮酸、ｐ−オキシケイ皮酸、ジテルペン酸等の樹脂酸またはナフテン酸等のアルカリ塩以外の金属塩またはこれらの混合塩が好ましい。
【００２１】
金属塩中の金属種としては、アルミニウム、カルシウム、亜鉛、マグネシウム、銀、バリウム、ベリリウム、カドミウム、コバルト、クロム、銅、鉄、水銀、マンガン、ニッケル、鉛、スズ、チタン等が好ましい。
【００２２】
本発明に使用する金属石けんは、高級脂肪酸金属塩であるのが好ましく、特にステアリン酸マグネシウム、ステアリン酸カルシウム等が好ましい。
【００２３】
この理由は、本発明の改質剤を使用して得られるポリウレタン糸は良好な破断強伸度、耐薬品性などが得られ、その巻糸体は内層部まで安定した解舒張力を得られ、衣服などにしたときの、外観品位などのバランスが優れる特性を示すからである。
【００２４】
本発明の弾性繊維製造用改質剤は、特に、乾式紡糸法によりポリウレタン弾性フィラメントを製造するのに好適である。該ポリウレタン弾性フィラメントは、そのフィラメントの複数本が合着して用いられることが多く、本発明の弾性繊維製造用改質剤は、合着を良好に行うのに好適なものだからである。
【００２５】
また、本発明の弾性繊維製造用改質剤には、必要に応じて、つなぎ剤、紫外線吸収剤、酸化防止剤、防腐剤、濡れ性向上剤等の通常合成繊維処理剤に使用される成分を含有させることも好ましく行われる。これらの酸化防止剤、平滑剤、帯電防止剤等の含有量は、目的に応じて適宜決定されるのが好ましい。
【００２６】
本発明の弾性繊維製造用改質剤の製造方法は、特に制限されるものではなく、例えば、固体であるステアリン酸マグネシウム等の金属石けんと液体であるシリコーンオイル等の平滑剤とを所定割合で混合し、湿式粉砕して金属石けんを分散させる方法が挙げられる。ここで湿式粉砕に用いる粉砕機としては、縦型ビーズミル、横型ビーズミル、サンドグラインダー、コロイドミル、ボールミル等の各種の湿式粉砕機が使用できる。
【００２７】
本発明の弾性繊維製造用改質剤は、ポリエステル系、ポリアミド系、ポリオレフィン系、ポリウレタン系等の弾性繊維に好適に使用され、特にポリウレタン系の弾性繊維に好適に使用され、フィラメント系、スパン系のいずれにも使用できる。
【００２８】
本発明の弾性繊維製造用改質剤の付与量は、繊維の太さ、品種、形態等で適宜選択される。
【００２９】
また、繊維への付与は、主として弾性繊維紡糸液の製造工程中のいずれでもよいが、重合工程後から紡糸工程に至るまでに行われるのが好ましく、紡糸工程直前で行われるのも好ましい。付与方法は、インジェクション法、バッチ法等を選ぶことができる。
【００３０】
そうした意味で、本発明の弾性繊維製造用の改質剤は、好ましくはその性状が流動性のあるスラリー状であることが、紡糸液に混合する場合、低エネルギーで、早く、比較的単純な設備にて均質な紡糸液を得られるという観点から、改質剤として弾性繊維原材料中に混合させることが容易であり、好ましいのである。
【実施例】
【００３１】
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。実施例および比較例中の部は重量部、％は重量％を、それぞれ表す。
なお、実施例中の各特性の評価方法について、以下に説明する。
【００３２】
［改質剤の分散安定性］
分散安定性に関しては、改質剤１００ｍｌを密栓付きガラス製１００ｍｌメスシリンダーに入れ、４０℃にて１週間と１ケ月間放置し、１週間後と１ケ月間後の処理剤（改質剤）の外観を観察し、下記の基準で評価した。
◎：均一な分散状態で外観に変化がなかった。
○：５ｍｌ未満の透明層が発生した。
△：５ｍｌ以上の透明層が発生した。
×：金属石けんの沈殿が発生した。
【００３３】
［平均粒子径］
平均粒子径に関しては、金属石けん等固形分が１０００ｐｐｍの濃度となるように改質剤に２０×１０-6ｍ2 ／Ｓであるシリコーンオイルを添加し、希釈して試料とした。この試料を２５℃で超遠心式自動粒度分布測定装置（堀場製作所製ＣＡＰＡ−７００）を用いて、面積基準の平均粒子径を測定した。
【００３４】
［弾性繊維製造への改質剤の適用］
弾性繊維として、ポリウレタン糸を用いた。
【００３５】
まず、分子量２９００のテトラメチレンエーテルグリコール、ビス−（ｐ−イソシアナートフェニル）−メタンおよびエチレンジアミンからなるポリウレタンのＮ，Ｎ’−ジメチルアセトアミド（以下、ＤＭＡＣと略する。）溶液（３５重量％）を重合しポリマ溶液（Ａ）とした。
【００３６】
次に、酸化防止剤として、ｔ−ブチルジエタノールアミンとメチレン−ビス−（４−シクロヘキシルイソシアネ−ト）の反応によって生成せしめたポリウレタン（デュポン社製“メタクロール”（登録商標）２４６２）と、ｐ−クレゾールとジビニルベンゼンの縮合重合体（デュポン社製“メタクロール”（登録商標）２３９０）との２対１（重量比）の混合物を用い、これのＤＭＡＣ溶液（３５重量％）を調整し、その他添加剤溶液（Ｃ）とした。
【００３７】
Ａ、Ｂ、Ｃそれぞれを９４重量％、４重量％、２重量％で均一に混合し、いったん、溶液（D）とした。さらに、溶液（D）に対し、弾性繊維製造用改質剤をスタティックミキサーを用いるインジェクション法により、均一に混合し、紡糸溶液とした。
【００３８】
ここで得られた紡糸溶液を用いて、ゴデローラーと巻取機の速度比１．２０として６００ｍ／分のスピードで乾式紡糸を行い、２２ｄｔｅｘのマルチフィラメントのポリウレタン糸を長さ５８ｍｍの円筒状紙管に、巻き幅３８ｍｍを与えるトラバースガイドを介して、サーフェスドライブの巻取機を用いて巻き取り、５００ｇの巻糸体を得た。
【００３９】
［紡糸性の評価］
糸切れ頻度を測定し、巻き取り距離にて表示した。
【００４０】
［合着性の評価］
弾性繊維巻糸体を転がしながら解舒し、このとき、２００％伸長した糸を５０ｍ／分の送り速度で送り、交差ロールを介して糸割れ箇所を拡大して箇所数を計測するする。糸割れ箇所は曲がった節として観察される。発生率を１００個の巻糸体を検査して発生した数を箇所／１００ｍで集計し、下記の基準で評価した。
◎：１箇所／１００ｍ未満。
○：１箇所／１００ｍ以上５箇所／１００ｍ未満。
△：５箇所／１００ｍ以上５０箇所／１００ｍ未満。
×：５０箇所／１００ｍ以上。
【００４１】
［弾性繊維の評価］
破断強度、破断伸度は、試料サンプル糸をインストロン４５０２型引張試験機を用い、引張テストすることにより得た。これらは下記により定義される。
【００４２】
５ｃｍ（Ｌ１）の試料糸を５０ｃｍ／分の引張速度で３００％伸長を５回繰返した。このときの応力を（Ｇ１）とした。次に、該長さを３０秒間保持した。さらに６回目に試料サンプル糸が切断するまで伸長した。この破断時の応力を（Ｇ３）、破断時の試料長さを（Ｌ３）とした。以下、上記の特性は下記式により与えられる。
強度＝（Ｇ３）
伸度＝１００×｛（Ｌ３）−（Ｌ１）｝／（Ｌ１）｝
【００４３】
［弾性繊維の解舒張力］
解舒張力は、図１に示した装置によって測定した。チューブ２に巻かれたポリウレタン弾性繊維巻糸体１を図１のように固定し、そこからポリウレタン弾性繊維３を、４５．７ｍ／分の一定速度で巻糸体１の側面から解舒する。その解舒された走行糸３を、ガイド４、セラミックス製スロット・ガイド５を通過させ、張力計ローラー６で９０度に屈曲した軌跡を描かせ、ローラー１２に４５．７ｍ／分にてドライブし、９０度に屈曲した軌跡を描かせ、サッカーガン１３に吸引させる。フリーの張力計ローラー６は電気的な歪みゲージ７に接続されており、その電気信号は導線８を通じ、積分器９で平均化処理され、記録器１１にそのデータを蓄積する。このテストは４分間行い、１８３ｍの糸道の平均張力を計測する。
【００４４】
計測時の温度は２５℃、６０％ＲＨにて実施した。計測する巻糸体の位置は巻糸体表層、中央層、最内部層とした。
【００４５】
具体的に、巻糸体表層とは巻糸体表面から約５グラムの糸を除去した層とした。この理由は、巻糸体表面の巻き上げのパターンを故意に変える場合があるからである。最内部層とは巻糸体に巻糸を約５ｇを残した層とし、中央層とは巻糸体表層、最内部層の中間の層とした。解舒張力を測定する巻糸体は３ヶ月以上、約２０℃にて保管したものを使用した。
【００４６】
［スカムの評価］
巻糸体をミニチュア整経機に１０本仕立て、２５℃×６５％ＲＨの雰囲気下で糸速度３００ｍ／分で１５００ｋｍ巻き取った。このとき、ミニチュア整経機のクシガイドに対するスカムの脱落および蓄積状態を肉眼観察し、次の基準で評価した。
◎：スカムの付着がほとんどなかった。
○：スカムがやや付着しているが、糸の安定走行に問題はなかった。
×：スカムの付着および蓄積が多く、糸の安定走行に大きな問題があった。
【００４７】
実施例１
分散媒体として無変性のポリジメチルシロキサンからなり、２５℃における粘度が２０×１０-6ｍ2 ／Ｓであるシリコーンオイル（Ｓ−１）１００重量部と、分散剤としてアミノ変性シリコーン（Ｍ−１）２．０重量部とを混合したシリコーン混合物を得た。次に、シリコーン混合物１００重量部に対し、ジステアリン酸マグネシウム塩１７．５重量部を加えて２５℃以上３５℃以下で均一になるまで混合した後、横型ビーズミルを用いて湿式粉砕してジステアリン酸マグネシウム塩がコロイド状に分散された分散液からなる弾性繊維製造用改質剤（Ｔ−１）を得た。
【００４８】
該弾性繊維製造用改質剤（Ｔ−１）の組成および評価を表１に、改質剤（Ｔ−１）を付与したポリウレタン弾性繊維の評価を表２に示す。
【００４９】
該弾性繊維製造用改質剤を含有しない比較例１、分散媒体としてシリコーンオイルを含有しない改質剤（Ｕ−２）の比較例２、分散剤として変性シリコーンを含有しない改質剤（Ｕ−３）である比較例３と比較すると、改質剤の測定および評価では、分散安定性が比較例２、比較例３よりもより良好で、平均粒子径は比較例３よりも小さく、より良好な結果であった。
【００５０】
また、改質剤（Ｔ−１）を付与したポリウレタン弾性繊維は、各層、特に内層部の解舒張力が低く、紡糸性に優れ、スカムの付着がほとんどないことがわかる。
【００５１】
実施例２
弾性繊維製造用改質剤を調合する際、シリコーンオイル（Ｓ−１）１００重量部に対するアミノ変性シリコーン（Ｍ−１）の量を６．０重量部と変更し、シリコーン混合物１００重量部に対するジステアリン酸マグネシウム塩（Ｍ−１）の量を３５．０重量部（実施例１の場合の２倍量）に変更した以外は、実施例１の場合と同様に、２０〜３５℃で均一になるまで混合した後、横型ビーズミルを用いて湿式粉砕してジステアリン酸マグネシウムがコロイド状に分散された分散液を調整し、これを改質剤（Ｔ−２）とした。
【００５２】
改質剤（Ｔ−２）の組成および評価を表１に、改質剤（Ｔ−２）を付与したポリウレタン弾性繊維の評価を表２に示す。
【００５３】
該弾性繊維製造用改質剤を含有しない比較例１、分散媒体としてシリコーンオイルを含有しない改質剤（Ｕ−２）の比較例２、分散剤として変性シリコーンを含有しない改質剤（Ｕ−３）である比較例３と比較すると、改質剤の測定および評価では、分散安定性が比較例２、比較例３よりも良好で、平均粒子径は比較例３よりも小さく、より良好な結果であった。
【００５４】
また、改質剤（Ｔ−２）を付与したポリウレタン弾性繊維は、各層、特に内層部の解舒張力が低く、紡糸性に優れ、スカムの付着がほとんどないことがわかる。
【００５５】
実施例３
実施例２と同様の組成で、分散剤としてカルボキシアミド変性シリコーン（Ｍ−２）を用いた改質剤（Ｔ−３）を得た。該弾性繊維製造用改質剤（Ｔ−３）の組成および評価を表１に、改質剤（Ｔ−３）を付与した合成繊維の評価を表２に示す。
【００５６】
該弾性繊維製造用改質剤を含有しない比較例１、分散媒体としてシリコーンオイルを含有しない改質剤（Ｕ−２）の比較例２、分散剤として変性シリコーンを含有しない改質剤（Ｕ−３）である比較例３と比較すると、改質剤の測定および評価では、分散安定性が比較例２、比較例３よりもより良好で、平均粒子径は比較例３よりも小さく、より良好な結果であった。
【００５７】
また、改質剤（Ｔ−３）を付与したポリウレタン弾性繊維は、各層、特に内層部の解舒張力が低く、紡糸性に優れ、スカムの付着がほとんどないことがわかる。
【００５８】
実施例４
分散媒体として２５℃における粘度が２０×１０-3ｍ2 ／Ｓであるシリコーンオイル（Ｓ−２）１００重量部と、分散剤として両末端ポリエーテル変性シリコーン１０重量部とを混合したシリコーン混合物を得た（Ｓ−２）。次に、シリコーン混合物１００重量部に対し、ジステアリン酸マグネシウム塩７０重量部を加えて２５℃以上３５℃以下で均一になるまで混合した後、横型ビーズミルを用いて湿式粉砕してジステアリン酸マグネシウム塩がコロイド状に分散された分散液からなる弾性繊維製造用改質剤（Ｔ−４）を得た。
【００５９】
該弾性繊維製造用改質剤（Ｔ−４）の組成および評価を表１に、改質剤（Ｔ−４）を付与した弾性繊維の評価を表２に示す。
【００６０】
該弾性繊維製造用改質剤を含有しない比較例１、分散媒体としてシリコーンオイルを含有しない改質剤（Ｕ−２）の比較例２、分散剤として変性シリコーンを含有しない改質剤（Ｕ−３）である比較例３と比較すると、改質剤の測定および評価では、分散安定性が比較例２、比較例３よりもより良好で、平均粒子径は比較例３よりも小さく、より良好な結果であった。
【００６１】
また、改質剤（Ｔ−４）を付与したポリウレタン弾性繊維は、各層、特に内層部の解舒張力が低く、紡糸性に優れ、スカムの付着がほとんどないことがわかる。
【００６２】
比較例１
該弾性繊維製造用改質剤を含有しない弾性繊維の評価として、実施例１から４で使用した溶液（D）をそのまま紡糸溶液として、乾式紡糸を行い、２２ｄｔｅｘのマルチフィラメントを得た。その評価を表２に示す。解舒張力は高く、膠着防止性を有しないものであった。そして、改質剤を添加している実施例１〜４と比較すると、スカム抑制に劣ることがわかる。
【００６３】
比較例２
分散媒体および分散剤として、実施例１で使用したアミノ変性シリコーン（Ｍ−１）に、実施例１で使用したジステアリン酸マグネシウム塩１７．５重量部を加えて２５℃以上３５℃以下で均一になるまで混合した後、横型ビーズミルを用いて湿式粉砕してジステアリン酸マグネシウム塩がコロイド状に分散された分散液からなる改質剤（Ｕ−２）を得た。
この改質剤（Ｕ−２）はシリコーンオイルを含有していないものである。該改質剤（Ｕ−２）の組成および評価を表１に、改質剤（Ｕ−２）を付与した弾性繊維の評価を表２に示す。改質剤の測定および評価では、平均粒子径は良好であるが、分散安定性はシリコーンオイルを含有している実施例１〜４より劣る結果であった。次に、改質剤（Ｕ−２）を付与したポリウレタン弾性繊維は、各層、特に外層部の解舒張力が高く、実施例１〜４に比べ紡糸性およびスカムの付着が多く、大きな問題があった。
【００６４】
比較例３
分散媒体として無変性のポリジメチルシロキサンからなり、２５℃における粘度が２０×１０-6ｍ2 ／Ｓであるシリコーンオイル（Ｓ−１）のみで、分散剤としての変性シリコーンを使用しないで、（Ｓ−１）１００重量部に対し、実施例１で用いたジステアリン酸マグネシウム塩３５．０重量部を加えて２５℃以上３５℃以下で均一になるまで混合した後、横型ビーズミルを用いて湿式粉砕してジステアリン酸マグネシウム塩がコロイド状に分散された分散液からなる改質剤（Ｕ−３）を得た。
【００６５】
改質剤（Ｕ−３）の組成および評価を表１に、改質剤（Ｕ−３）を付与した弾性繊維の評価を表２に示す。改質剤の測定および評価では、分散安定性は変性シリコーンオイルを含有している実施例１〜４より劣る結果であった。また、平均粒子径が大きい結果であった。次に、改質剤（Ｕ−３）を付与したポリウレタン弾性繊維は、解舒張力が低く良好であり、この点は特許文献どおりの結果であった。しかし、実施例１〜４に比べ紡糸性が低く、合着性に劣り、スカム抑制についても問題があり、不満足な結果であった。
【００６６】
比較例４
シリコーンオイルを含有せずにハイドロタルサイトを含有するスラリー状改質剤を、次の方法で調整した。
【００６７】
実施例１で使用したアミノ変性シリコーン（Ｍ−１）１００重量部に対し、ジステアリン酸マグネシウム塩７０重量部と合成ハイドロタルサイト（協和化学工業（株）製ＤＨＴ−４Ａ）７０重量部とを加えて２５〜３５℃で均一になるまで混合した後、横型ビーズミルを用いて湿式粉砕して固形分が分散された分散液を調整し、これをスラリー状改質剤（Ｕ−４）とした。得られたスラリー状改質剤の組成および特性を表１に、改質剤（Ｕ−４）を付与したポリウレタン弾性繊維の評価を表２に示す。
【００６８】
この比較例４で用いた改質剤は、分散安定性が劣り、しかも、金属石けんの平均粒子径も大きいものであった。また、得られたポリウレタン系弾性繊維は、巻糸体からの解舒性は比較的良好で、合着性もあったが、紡糸性が大きく劣りスカムの付着が多いという問題があった。
【００６９】
【表１】
【００７０】
【表２】
【図面の簡単な説明】
【００７１】
【図１】図１は、実施例で採用した解舒張力の測定方法を実施するための解舒張力測定装置の概略概念図である。
【符号の説明】
【００７２】
１：巻糸体
２：チューブ
３：リウレタン弾性繊維（解舒された走行糸）
４：ガイド
５：セラミックス製スロット・ガイド
６：張力計ローラー
７：電気的な歪みゲージ
８：導線
９：積分器
１０：導線
１１：記録器
１２：ローラー
１３：サッカーガン
【特許請求の範囲】
【請求項１】
シリコーンオイルと変性シリコーンからなるシリコーン混合物と、該シリコーン混合物にコロイド状に分散された金属石けんとからなることを特徴とする弾性繊維製造用改質剤。
【請求項２】
前記シリコーン混合物１００重部に対して、該金属石けんが５〜１００重量部の割合で配合されてなることを特徴とする請求項１記載の弾性繊維製造用改質剤。
【請求項３】
前記シリコーン混合物１００重部に対して、該金属石けんが１０〜７０重量部の割合で配合されてなることを特徴とする請求項２記載の弾性繊維製造用改質剤。
【請求項４】
前記変性シリコーンが、アミノ変性シリコーン、アミド変性シリコーン、カルボキシアミド変性シリコーン、ポリエーテル変性シリコーン、カルビノール変性シリコーンまたはカルボキシル変性シリコーンの単独または混合物からなることを特徴とする請求項１、２または３記載の弾性繊維製造用改質剤。
【請求項５】
前記金属石けんが、高級脂肪酸金属塩であることを特徴とする請求項１、２、３または４記載の弾性繊維製造用改質剤。
【請求項６】
前記高級脂肪酸金属塩が、ステアリン酸マグネシウムであることを特徴とする請求項５記載の弾性繊維製造用改質剤。
【請求項７】
前記シリコーン混合物が、該シリコーンオイル／該変性シリコーン＝１００／５０〜１００／０．５（重量比）の割合からなることを特徴とする請求項１、２、３、４、５または６記載の弾性繊維製造用改質剤。
【請求項８】
前記シリコーンオイルの２５℃における粘度が、１０×１０-6〜１０×１０-1ｍ2 ／Ｓであることを特徴とする請求項１、２、３、４、５、６または７記載の弾性繊維製造用改質剤。
【請求項９】
乾式紡糸法によりポリウレタン弾性フィラメントを製造するのに際し、紡糸原液中に添加されて用いられることを特徴とする請求項１、２、３、４、５、６、７または８記載の弾性繊維製造用改質剤。
【請求項１０】
乾式紡糸法により紡糸された複数本のポリウレタン弾性フィラメントどうしを合着させて弾性フィラメント糸を製造するのに際し、紡糸原液中に添加されて用いられることを特徴とする請求項１、２、３、４、５、６、７、８または９記載の弾性繊維製造用改質剤。
【請求項１１】
改質剤が、流動性のあるスラリー状のものであることを特徴とする請求項１、２、３、４、５、６、７、８、９または１０記載の弾性繊維製造用改質剤。
【請求項１】
シリコーンオイルと変性シリコーンからなるシリコーン混合物と、該シリコーン混合物にコロイド状に分散された金属石けんとからなることを特徴とする弾性繊維製造用改質剤。
【請求項２】
前記シリコーン混合物１００重部に対して、該金属石けんが５〜１００重量部の割合で配合されてなることを特徴とする請求項１記載の弾性繊維製造用改質剤。
【請求項３】
前記シリコーン混合物１００重部に対して、該金属石けんが１０〜７０重量部の割合で配合されてなることを特徴とする請求項２記載の弾性繊維製造用改質剤。
【請求項４】
前記変性シリコーンが、アミノ変性シリコーン、アミド変性シリコーン、カルボキシアミド変性シリコーン、ポリエーテル変性シリコーン、カルビノール変性シリコーンまたはカルボキシル変性シリコーンの単独または混合物からなることを特徴とする請求項１、２または３記載の弾性繊維製造用改質剤。
【請求項５】
前記金属石けんが、高級脂肪酸金属塩であることを特徴とする請求項１、２、３または４記載の弾性繊維製造用改質剤。
【請求項６】
前記高級脂肪酸金属塩が、ステアリン酸マグネシウムであることを特徴とする請求項５記載の弾性繊維製造用改質剤。
【請求項７】
前記シリコーン混合物が、該シリコーンオイル／該変性シリコーン＝１００／５０〜１００／０．５（重量比）の割合からなることを特徴とする請求項１、２、３、４、５または６記載の弾性繊維製造用改質剤。
【請求項８】
前記シリコーンオイルの２５℃における粘度が、１０×１０-6〜１０×１０-1ｍ2 ／Ｓであることを特徴とする請求項１、２、３、４、５、６または７記載の弾性繊維製造用改質剤。
【請求項９】
乾式紡糸法によりポリウレタン弾性フィラメントを製造するのに際し、紡糸原液中に添加されて用いられることを特徴とする請求項１、２、３、４、５、６、７または８記載の弾性繊維製造用改質剤。
【請求項１０】
乾式紡糸法により紡糸された複数本のポリウレタン弾性フィラメントどうしを合着させて弾性フィラメント糸を製造するのに際し、紡糸原液中に添加されて用いられることを特徴とする請求項１、２、３、４、５、６、７、８または９記載の弾性繊維製造用改質剤。
【請求項１１】
改質剤が、流動性のあるスラリー状のものであることを特徴とする請求項１、２、３、４、５、６、７、８、９または１０記載の弾性繊維製造用改質剤。
【図１】
【公開番号】特開２００７−１００２５１（Ｐ２００７−１００２５１Ａ）
【公開日】平成１９年４月１９日（２００７．４．１９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００５−２９２２７６（Ｐ２００５−２９２２７６）
【出願日】平成１７年１０月５日（２００５．１０．５）
【出願人】（５０２１７９２８２）オペロンテックス株式会社 (100)
【出願人】（０００２１０６５４）竹本油脂株式会社 (138)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１９年４月１９日（２００７．４．１９）
【国際特許分類】
【出願日】平成１７年１０月５日（２００５．１０．５）
【出願人】（５０２１７９２８２）オペロンテックス株式会社 (100)
【出願人】（０００２１０６５４）竹本油脂株式会社 (138)
【Ｆターム（参考）】
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