JPH04500543A - ポリウレタン含有紡糸仕上剤 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ポリウレタン含有紡糸仕上剤 本発明は、ポリウレタン含有紡糸仕上剤、合成繊維の溶融紡糸における糸強度改 良方法、および紡糸仕上剤における糸凝集促進剤としてのポリウレタンの使用に 関するものである。

合成繊維の溶融紡糸と、それの後の繊維製品または工業用糸の製造において、マ ルチフィラメント糸は未加熱のまま、ボビンに巻き取られる。個々のフィラメン トは、個々のフィラメントが紡糸仕上剤の多かれ少なかれ強化された接着効果に よってのみ一体となっている平行糸束となる。更に、糸には、後の引取工程にお いて、通常１ｍ当たり数回転の保護加熱が与えられる。しかし、この保護加熱は 、多数の後続加工工程において不適当である。従って、多（の場合、別個の工程 において、フィラメントに加熱を与える。しかし、この加熱を与える工程は、コ ストの高い追加的工程である。そこで、加熱のコストを下げるために、空気流に よって糸束を混ぜ合わせ、要すれば糸束に加熱を行う方法がある。しかし、この 混ぜ合わせ法も高いコストがかかるばかりでなく、制御困難である。更に、糸が 糸ガイド上を引張状態で誘導されるときに、混ぜ合わせの程度が減少する。その 結果、節が発生し、布の外観を損なうという問題がある（米国特許第４，６３２ ，８７４号）。

コストの問題の他の解決方法は紡糸仕上剤における糸凝集促進剤の使用である。

例えば、ドイツ特許公開公報第３４０２１５５号は、糸凝集促進剤としてエポキ シアルキル化合物を提案している。しかし、このような紡糸仕上剤を糸束に用い る場合は、後で熱処理しなければならないという問題がある。更に、エポキシア ルキル化合物は、糸の永久凝集を促進し、最終の繊維製品に影響する。しかし、 多くの場合、紡糸仕上剤は、繊維に後に影響を残さず、洗浄によって容易に除去 されるものでなければならない（ヘミーファーゼルン／チクステイル・インダス トリー（Ｃｈｅｍｉｅｆａｓｅｒｎ／Ｔｅｘｔｉｌ−Ｉ　ｎｄｕｓｔｒｉｅ）　 、１９７７年、３２８頁）。

米国特許第３，５０５，２２０号は、鉱物油、平均分子量１５０〜７５０のポリ ブテン、炭素原子数１３〜１９のアルキル基またはアルケニル基を有するアルキ ルまたはアルケニル酸ホスフェート、および酸化された植物油を含有する紡糸仕 上剤を提案している。しかし、この仕上剤は高粘度であるために、実用的適用が 困難であるという問題がある。

本発明が解決すべき課題は、糸束を構成する各基の間に非常に良好な付着性を与 え、しかも、糸を混ぜ合わせるまたは糸を加熱する必要がない紡糸仕上剤を開発 し、提供することにある。さらに、紡糸仕上剤は、熱処理不要であり、適用容易 なものでなければならないＯ 驚くべきことに、上記の厳しい課題は、ポリウレタンを用いた紡糸仕上剤によっ て、解決されることが見出された。

即ち、本発明は、平滑剤、乳化剤、湿潤剤、糸仕上剤および／または帯電防止剤 を含んで成る紡糸仕上剤でありで、全活性物質に基づいて１〜４０重量％のポリ ウレタンを含有することを特徴とする紡糸仕上剤に関する。

本発明は、また、溶融紡糸後の糸束に、糸束重量に基づいて０゜３〜２．０重量 ％のポリウレタン含存紡糸仕上剤活性物質を適用することを特徴とする合成繊維 の溶融紡糸における糸凝集性の改良方法に関する。

本発明は、更に、紡糸仕上剤における凝集促進剤として、全活性物質に基づいて １〜４０重量％のポリウレタンを使用することに関する。

本発明において使用されるポリウレタンは、通常の方法（例えば、ウルマン工業 化学百科事典（Ｕｌｌｍａｎｎｓ　Ｅｎｃｙｃｌｏｐａｄｉｅ　ｄｅｒｔｅａｈ ｎｉｓｃｈｅｎ　Ｃｈｅｍｉｅ）　、１９巻、３０２頁以後、フェアラーク・ヘ ミ−（Ｖｅｒｌａｇ　Ｃｈｅｍｉｅ）　、１９８０年を参照）によって調製でき る。例えば、ポリイソシアネートを、溶剤の存在下で（必要に応じて触媒存在下 において）ポリオールおよびヒドロキシカルボン酸と６０℃〜１２０℃の温度で １〜６時間反応させてプレポリマーを生成させる。ポリオール成分に基づいて、 ＯＨ：ＮＣＯ当量比は領４〜１３１、好ましくは０．５〜０．７である。混合物 を１〜３時間（必要に応じて還流させながら）加熱した後、１８℃〜３０℃に冷 却し、更に、有機溶剤に溶解した第３級アルキルアミンで中和させる。次いで、 ポリウレタンの塊を水中に分散し、初めのＮＣ０１当量当たり０〜０．７当量の モノアミンおよび／またはジアミン水溶液ど反応する。溶剤を留去することによ り、遊離ＮＧＯ官能基をもたないアニオン性ポリウレタン分散液が得られる。該 分散液中のポリウレタン含量は１０〜６０重量％、好ましくは２５〜４０重量％ である。

好適なポリイソシアネートは、ポリウレタン化学の分野で公知の脂肪族または芳 香族、環式または非環式ポリ、イソシアネートである。

例えば、４°、４”、４”−トリイソシアナトトリフェニルメタン、２゜４．４ ’−）県イソシアナトジフェニルエーテル、トリス−（４−イソシアナトフェニ ル）−チオホスフニート、トルエン−２，４−ジイソシアネートおよび／または トルエン−２，６−ジイソシアネート、ジフェニルメタンジイソシアネート、１ ．５＝＋フタしノンジイソシアネート、１，４−フェニレンジイソシアネート、 ジシクロヘキシルメタン−４，４゛−ジイソシアネート、１．６−ヘキサンジイ ソシアネートおよび／または３−イソシアナトメチル−３，５，５−トリメチル シクロヘキシルイソシアネート（イソホロンジイソシアネート）である。脂肪族 ンイソシアネートを使用することが好ましく、シンクロヘキシルメタン−４，４ ′−ジイソシアネートおよび／またはイソホロンジイソシアネートが特に好まし い。

例えば、グリセロール、トリメチロールプロパン、ポリエーテルおよびポリエス テルポリオールが、少なくとも２個のアルコール性水酸基をもつポリオール成分 として、前記プレポリマーの調製に用いられる。アルキレンオキシド、好ましく は、エチレンオキシドおよび／またはプロピレンオキシドを多官能性出発分子に 添加することによって得られるポリエーテルポリオールが重要である。使用され る出発分子としては、例えば、エチレングリコール、１，２−プロピレングリコ ール、トリメチロールプロパン、トリメチロールエタン、グリセロール、ペンタ エリスリトール、ソルビトール、糖またはエチレンジアミンがある。ポリエステ ルポリオールは、二官能性または三官能性ポリオールとジカルボン酸またはその 無水物との重縮合によって、あるいは、カプロラクトンまたはピノくロラクトン の低分子量開始ジオール存在下での開環重合によって調製される。

好適な二官能性または三官能性ポリオールはエチレングリコール、１．２−プロ パンジオール、１．４−ブタ〉ジオール、１．６−ヘキサンジオール、ネオベ、 メチルグリコール、ジエチレングリコール、グリセロール、トリメチロールプロ パンおよび／またはヘキサントリオールである。好適なジカルボン酸またはその 無水物の例は、ニコハク酸、アジビニ／酸、フタル酸無水物、ヘキサヒドロフタ ル酸、マレイン酸、またはイソフタル酸である。ポリオール成分は、好ましくは 平均分子量５００〜５０００のポリエステルポリオール、更に好ましくは平均分 子量５００〜３０００のポリカプロラクトンであって、該ポリカプロラクトンは 、例えば、エチレングリコールまたは１．４−ブタンジオールのような低分子量 ジオール出発分子存在下でのカプロラクトンの開環重合によって調製される。ポ リカプロラクトンは市販されており、例えば、インテロックス・ケミカルズ社（ Ｉ　ｎｔｅｒｏｘ　Ｃｈｅｍｉｃａｌｓ　Ｌｔｄ、　）より、商品名ｒｃＡＰＡ Ｊとして市販されている。

好適なポリヒドロキシカルボン酸は、例えば、ジヒドロキシプロピオン酸、ジメ チロールプロピオン酸、ジヒドロキシコノ＼り酸および／またはジヒドロキン安 息香酸である。２．２−ジメチロールプロピオン酸が特に好適である。

好適な溶剤は、特に、メチルエチルケトン、エチルグリコールアセテート、Ｎ− メチルピロリドン、トリアセチンおよび／またはジエチレングリコールジアセテ ートである。

ポリイソシアネートのポリオールおよびポリヒドロキシカルボン酸との反応は、 例えば、１．４−ジアザ−（２，２，２）−ビシクロオクタンおよび／またはジ ブチルジラウリルスタネートのような触媒の存在下で行ってもよい。触媒は、生 成するポリウレタンの全活性物質含量に基づいて０．００１〜０．１重量％の量 で使用される。

プレポリマーは、上記溶剤に溶解された第三級アルキルアミンで中和される。第 三級アルキルアミンの例は、トリエチルアミン、ジメチルエタノールアミン、ト リエタノールアミン、ジメチルイソプロパツールアミン、ジメチルアミノ−３− プロパツール、ジエチルエタノールアミン、トリイソプロパツールアミンおよび 、／またはメチルジイソプロパツールアミン等である。好適な連鎖延長剤は、ジ アミン、とりわけ水溶液形態のジアミンである。該ジアミンは、例えば、エチレ ンジアミン、ヘキサメチレンジアミンおよび／またはピペラジン等である。また 、好適な連鎖停止剤はモノアミン、とりわけ水溶液形態のモノアミンである。該 モノアミンは、例えば、モノエタノールアミンおよび／またはモルホリン等であ る。

ポリウレタン分散液は、１８〜２５℃の温度で混合することによつて、平滑剤、 乳化剤、湿潤剤、帯電防止剤および／または必要に応じて存在する他の添加剤を 含有する紡糸仕上剤水性乳化液に分散される。得られたポリウレタン含有紡糸仕 上剤乳化液は３〜４０重量％の全活性物質を含有する。乳化液のポリウレタン含 量は、全活性物質含量に基づいて１〜４０重量％である。乳化液は、全活性物質 含量に基づいて、下記成分を含有する：３５〜９５重量％の平滑剤、 ０〜５０重量％の乳化剤、帯電防止剤および／または湿潤剤、１〜４０重量％の ポリウレタン、 ０〜１０重量％の添加剤、例えば、ｐＨ調整剤、殺菌剤および／または腐食防止 剤、 好ましくは、 ３５〜９５重量％の平滑剤 ０〜５０重量％の乳化剤、帯電防止剤および／または湿潤剤、５〜２０重量％の ポリウレタン、 ０〜１０重量％の添加剤。

本発明の紡糸仕上剤乳化液に存在する平滑剤は、例示すれば、鉱油、脂肪酸部に ８〜２２個の炭素原子およびアルコール部に１〜２２個の炭素原子を含む脂肪酸 エステル、例えば、バルミチン酸メチルエステル、イソブチルステアレートおよ び／または獣脂脂肪酸２−エチルヘキシルエステル、ジメチルポリシロキサン等 のシリコーン、および／または、平均分子量６００〜６０００のエチレンオキシ ド／プロピレンオキシド共重合体のようなポリアルキレングリコール等である。

好適な乳化剤、湿潤剤および／または帯電防止剤は、アニオン、カチオンおよび ／またはノニオン性表面活性剤（例えば、ヘミーファーゼルン／チクステイル・ インダストリー（Ｃｈｅｍｉｅｆａｓｅｒｎ／Ｔｅｘｔｉｌ−１ｎｄｕｓｔｒｉ ｅ）　、１９７７年、３３５頁参照）、具体的には、モノグリセリドおよび／ま たはジグリセリド、例えば、グリセロールモノオレエートおよび／またはグリセ ロールモオレエート、アルコキシル化、好ましくはエトキシル化および／または プロポキシル化した脂肪、油、Ｃトラ４脂肪アルコール、および／またはＣ１１ −１１アルキルフエノール、例えば、２５モルのエチレンオキシドを含有するヒ マシ油および／または８モルのプロピレンオキシド＋６モルのエチレンオキシド を含有するＣＩｌ！−１８脂肪アルコール、必要に応じてアルコキシル化された Ｃ　ｍ−２４脂肪酸モノおよび／またはジェタノールアミン、例えば、オレイン 酸モノおよび／またはジェタノールアミド、獣脂脂肪酸モノおよび／またはジェ タノールアミド、および／または４モルのエチレンオキシドを含有するヤシ油脂 肪酸モノエタノールアミド、アルコキシル化、好ましくはエトキシル化および／ またはプロポキシル化され、必要に応じて末端停止されたＣト２２アルキルアル コールスルホネートのアルカリおよび／またはアンモニウム塩、例えば、オレイ ルアルコール・２０モルのエチレンオキシドブタノールナトリウムスルホネート 、アルコキシル化されていてよいＣａ−２２アルキルアルコールと五酸化燐また はオキシ塩化燐との反応生成物、例えば、エチルヘキサノール・２モルのエチレ ンオキシドＰ２Ｏ５エステル、Ｃａ−２４アルキルスルホスクシネートのカリウ ム塩、アルカリおよび／またはアンモニウム塩、例えば、ナトリウムジオクチル スルホスクンネート、および／またはアミンオキシド、例えば、ジメチルドデシ ルアミンオキシドである。紡糸仕上剤は、任意成分として、ｐＨ調製剤、例えば 、酢酸および／またはグリコール酸のようなＣ１−４カルボン酸および／または Ｃ８−、ヒドロキシカルボン酸、水酸化カリウムようなアルカリ水酸化物、およ び／またはトリエタノールアミンのようなアミン、殺菌剤および／または腐食防 止剤を含有する。

ポリウレタン含有紡糸仕上剤乳化液は、公知の方法によって、フィラメントが紡 糸口金を出た後で、適用される。１８〜３０℃の温度の仕上剤を、アプリケータ ーによって、または適切なアプリケーターを介して計量型ポンプによって適用す る。紡糸仕上剤乳化液は、必要に応じて水によって活性物質含量３〜２０重量％ に薄められる。

紡糸仕上剤乳化液によって適用される活性物質の量は、糸束の重量に基づいて約 ０．３〜２．０重量％である。仕上剤で処理された後、糸束は、ボビンに巻き取 られる。驚くべきことに、本発明の紡糸仕上剤で処理された糸束は、凝集性が改 良されるだけでなく、糸／固体間の動摩擦係数が減少するという効果を有する。

糸束はポリアミド、ポリエステル、またはポリオレフィンのいずれから成ってい て０．０１５モルのＣＡＰＡ２１０　（インテロックス・ケミカルズ製、平均分 子量１，０００、ＯＨ価１１２）と０．０１モルのジメチロールプロピオン酸と を、撹拌反応器において１０．０６ｇのメチルエチルケトンに溶解し、撹拌しな がら、６０℃に加熱した。均一になった後、０．０３２１モルのイソホロンジイ ソシアネートを添加し、混合物を２時間８５〜９０℃に加熱した。ＮＣ０価が一 定になった後で、混合物を更に３０分間撹拌した。混合物を２５〜３０℃に冷却 した後、メチルエチルケトン６、５６７　ｇにトリメチルアミン０．０１９モル を溶かした溶液を加えて中和した。約１５分後、ポリウレタンを水５０ｇに分散 させ、次いで、水８．３ｇにエチレンジアミン０．０７モルを溶解した溶液を加 えた。メチルエチルケトンを減圧下で３５〜４０℃において留去し、活性物質含 量３０重量％のポリウレタン水性分散液を得た。

応用例 下記組成をもつ紡糸仕上剤を使用した。

紡糸仕上剤Ａ 獣脂脂肪酸２−エチルヘキシルエステル；６１重量％なたね油／トリオレインス ルフエート二６重量％ナトリウムジオクチルスルホスクシネート＝６重量％オレ イルアルコール・２０モルのエチレンオキシドブタノールナトリウムスルホネー ト＝１０重量％ オレイン酸ジェタノールアミド：４重量％オレイン酸モノ／ジグリセリド：７重 量％オレイン：５重量％ ４５重量％ＫＯＨ：１重量％ 紡糸仕上剤Ｂ 獣脂脂肪酸２−エチルヘキシルエステル：７０重量％ナトリウムジオクチルスル ホスクシネート：３重量％エチルヘキサノール・２モルのエチレンオキシドＰｔ Ｏｓエステル、カリウム塩＝２重量％ ジメチルドデシルアミンオキシド：１８重量％ＣＩ＠−１ｍ脂肪アルコール×８ モルのプロピレンオキシド×６モルのエチレンオキシド：４重量％ オシ４２１２重量％ トリエタノールアミン：１重量％ 紡糸仕上剤Ｃ 鉱油、粘度（２５℃）＝６ｍ２／秒＝２０重量％ポリーα−オレフィン、粘度（ ４０℃）＝５．１ｍ”／秒：３０重量％ボ１ルα−オレフィン、粘度（４０℃） ；１６．９ｍ！／秒：２０重１％ナトリウムジオクチルスルホスクシネート：３ 重量％エチルヘキサノール・２モルのエチレンオキシドＰｔＯｓエステル、カリ ウム塩；２重量％ ジメチルドデシルアミンオキシド＝１８菫量％Ｃ＋Ｓ−＋ａ脂肪アルコール×８ モルのプロピレンオキシド×６モルのエチレンオキシド＝４重量％“ オシ４２１２重量％ トリエタノールアミン＝１重量％ 水に乳化した紡糸仕上剤Ａ　９重量部（ｐｂｗ）を、２０℃おいて、ポリウレタ ン分散液■　３．３重量部（仕上剤Ａｌ）または６゜６重量部（仕上剤Ａ２）と 混合した。また、水に乳化した紡糸仕上剤８９重量部を、２０℃において、ポリ ウレタン分散液１３，３重量部（仕上剤Ｂｌ）または６．６重量部（仕上剤Ｂ２ ）と混合し。

た。更に、水に乳化した紡糸仕上剤０９重量部を、２０℃において、ポリウレタ ン分散液１６．６重量部と混合した（仕上剤ＣＩ）。

紡糸仕上剤乳化液中の活性物質の総量は７．５重量％であった。

０℃のポリウレタン含有紡糸仕上剤乳化液を、計量型ポシブによっ゛〔適用した （油適用量：０．８重量％、乳化液濃度ニア、５重量％の活性物質７．５％）。

紡糸テストの評価において、下記のパラメーターをめた：速度３００ｍ／分にお ける鋼に対する摩擦係数［ロスヂャイルド（Ｒｏｔｈｓｃｈｉｌｄ）　Ｆ−メー ターで測定（雰囲気：２０℃７／相対湿度６５％）］、 速度３００ｍ／分おける鋼の静電荷［ロスチャイルドＦ−メーターで測定（雰囲 気：２０℃／相対湿度６５％）］、岸減期［ロスチャイルド静電圧計で測定（雰 囲気：２０℃／相対湿度６５％）コ、 糸凝集性［テクシティル・ラント・ファゼリンスチツウト（Ｔｅｘｔｉｌ−ｕｎ ｄ　Ｆａｓｅｒｉｎｓｔｉｔｕｔ）、デンケンドルフ（Ｄ　ｅｎｋｅｎｄｏｒｆ 　）開発の測定器で測定（雰囲気＝２０℃／相対湿度６５％）コ。

テストの結果を第１表に示す。

第１表 仕上剤　糸凝集性ｌ）摩擦係数　電界強度　半減期（秒）（Ｖ／ｍ）　テスト直 後　３週間後 Ａ　１４．３　０．５８　−０．１／−０，１”　８　１９Ａｌ　１０．５　０ ．５６　０／１　１６　３３Ａ２　４．４　０．５３　０／２．５　４４　６７ Ｂ　Ｘ５．３　０．５８　−６／−８１１１９Ｂ１．　ｉ３．４　０゜５５　− ６／−７１９２４Ｂ２　６．３　０．５２　１２／　１５　３９　４２Ｃ１６， １０，５７−１２／−１３１１１６ＣＩ　５．４　０．５３　−２０／−２０２ ２８２１）糸凝集性については、値が低い方が良い。

２）変動範囲（から／まで）。

国際調査報告 国際調査報告 ＥＰ　８９０１０１４ ＳＡ　３０７９２ 国際調査報告 εＰ　８９０１０１４ ＳＡ　３０７９２

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．平滑剤、乳化剤、糸凝集促進剤、湿潤剤および／または帯電防止剤を含んで 成る紡糸仕上剤であって、全活性物質に基づいて１〜４０重量％のポリウレタン を含有することを特徴とする紡糸仕上剤。 ２．全活性物質に基づいて５〜２０重量％のポリウレタンを含有することを特徴 とする請求の範囲第１項記載の紡糸仕上剤。 ３．ポリウレタンが、ポリイソシアネートとして、脂肪族ジイソシアネート、好 ましくはジシクロヘキシルメタン−４，４′−ジイソシアネートおよび／または イソホロンジイソシアネートを含有することを特徴とする請求の範囲第１項およ び第２項の１つまたは両方に記載の紡糸仕上剤。 ４．ポリウレタンが、ポリオール成分として平均分子量５００〜５０００のポリ エステルポリオール、好ましくは平均分子量５００〜３０００のポリカプロラク トンを含有することを特徴とする請求の範囲第１〜３項の１つまたはそれ以上に 記載の紡糸仕上剤。 ５．請求の範囲第１項〜第４項の１つまたはそれ以上に記載の紡糸仕上剤活性物 質を、紡糸口を出たフィラメントとしての糸束に、糸束重量に基づいて０．３〜 ２．０重量％の量で適用することを特徴とする合成繊維の溶融紡糸における糸の 凝集性の改良方法。 ６．全活性物質に基づいて１〜４０重量％の量である紡糸仕上剤における糸凝集 促進剤としてのポリウレタンの使用。