JPS6197471A - ポリウレタン弾性繊維の製造法 - 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】 （産業上の利用分野） 本発明は溶融紡糸法によるポリウレタン弾性繊維の製造
方法に関するものである。更に詳しくはポリウレタン弾
性繊維の溶融紡糸時に、油剤を繊維に付与してボビン糸
の膠着を防止する方法に関するものである、 （従来の技術） ポリウレタン弾性繊維を得る方法としては、従来から溶
融紡糸法、乾式紡糸法、湿式紡糸法等が一般に行なわｎ
ているが、いずｎの方法にしろ紡糸時に繊維をボビンに
巻取った際、繊維同士が膠着し、その為このボビンを解
舒する際、大きな張力あるいは張力むらが発生し、後次
工程の糸切の発生の主因となっていた。この膠着を防止
する方法は、従来から多くの提案がなさｎている。例え
ば古くは、タルク、シリカ、コロイダルアルミナ等の鉱
物性固体微粒子の水性又は油性スラリーを繊維に付与す
る方法が提案さｎている。こｎらの方法は確かに、ボビ
ン糸の膠着防止には有効であるが、固体微粒子を水又は
油に均一に分散維持するのが困難なため、糸の均一な膠
着防止が難しく、ボビン糸の解舒時の張力むらが大きい
こと、又後次工程において固体Ｗｉ、粒子が糸道に脱落
したり、張力変動が大きかったりすること、糸の接触部
分が固体微粒子により摩耗すること等の欠点がある。

鉱物性の固体微粒子を避け、高級脂肪酸の金属塩粉末を
水あるいは鉱物油中心の油剤に分散させたり（特公昭４
１−２８６号公報、特公昭４０−５５５７号公報）、高
級脂肪族カルボン酸、高級脂肪族アルコール、パラフィ
ン、ポリエチレン等の常温固体ワックスを鉱物油中心の
油剤に分散溶解させる方法（特公昭４８−２７２号公報
、特公昭４ｇ−９９５５公報、特公昭４４−８９０７号
公報）も提案さｎている。しかしこれらの方法は、分散
固型分が柔らかいおかげで、糸接触部の摩耗ｔｌＮ無く
なるが、やはり分散溶解が不安定であることはまぬがれ
ず、糸への付着むら、固型分のスカムとなっての糸道へ
の脱落等を完全に避けることは困難である。

常温液体で、膠着防止性が良好なものとしては、ポリア
ルキレンオキサイド変性のシリコーンオイルが最も良く
知らｎている（特公昭４５−４０７１９号公報、特開昭
４８−１９８９８号公報、特開昭５７−１２８２７０号
公報）。特にその付加するポリアルキレンオキサイドの
分子量が大きいほど膠着防止性能は大きいが、粘度が逆
に高くなり、そのままでは糸の摩擦抵抗が高くて使用で
きないので低粘窄の鉱物油、シリコーンオイル等のベー
スオイルに溶解する必要がある。しかし、高分子昂ポリ
アルキレンオキサイド変性シリコーンオイルはこｎらベ
ースオイルへの溶解性が極端に低く、高級アルコールや
その脂肪酸エステルのような相溶剤を用いてもその溶解
量に限度があり、結果的には限られた膠着防止性能しか
得らｎず、又これら相溶剤はポリウレタン弾性糸の糸質
を劣化させることも多かった。

更に指摘しなければならないのは、ポリウレタン弾性糸
の紡糸におけるボビン糸の膠着は、ポリウレタンのゴム
状のｔ！ｆ、質からくる単なる粘着によっているのでは
なく、化学的結合にもよっていると思われることである
。即ち紡糸後、−担ボビンに巻取られたフィラメントの
表面には、数日間にウレタンポリマーの反応性のイソシ
アネート末端基が存在し、フィラメント同志の接餉する
界面においてアロハネート結合その他の化学結合を互い
のフィラメントの間で形成し、その膠着をより強固なも
のにしていると考えられている。この現象は特に洛南紡
糸によりポリウレタン弾性繊維を製造する際に顕著にあ
られｎる。このイソシアネート末端基の化学的結合によ
る膠着の防止法としては、既にモノアミンを溶解した鉱
物油を紡糸時に付与し、そのモノアミンにより、イソシ
アネート末端基を失活させる方法が提案さｎて８す、（
特発１１ｉ’１４６−１６３１２号公報）、更には本発
明者等による適当なジアミンを配合した油剤なども提案
さｔ”ｔている（特開昭５８−１８２１７０号公報）、
しかしながら、こ１１らアミン類の効果はあくまで、フ
ィラメントの反応基の失活効果に留まり、ポリウレタン
のゴム状物質の粘着からくる膠着には効果はなく、ポリ
アルキレンオキサイド変性シリコーンも前述した様に、
膠着防止性に限界がある為、特に溶融紡糸時においてポ
リマー粘度が低く、ボビンに巻取った瞬間においてフィ
ラメントがまだ柔らかい場合、あるいは繊維のデニール
が２０デニール以下と細い場合にはボビン系の膠着防止
が依然不充分なことも多かった。

（発明が解決しよらとする問題点） 本発明は、溶融紡糸法によりポリウレタン弾性繊維を製
造するに際し、ボビン糸の膠着、膠着む−へ　− ら、糸道へのスカム脱落、それにともなう糸切等の問題
点を解決しようとするものである。

（問題点を解決するための手段） 上記問題点を解決するため、本発明は溶融紡糸法により
ポリウレタン弾性繊維を製造するに際し、鉱物油及び／
又はポリジオルガノシロキサンにアミノ変性シリコーン
を配合してなる、粘度が１００センチストークス（８０
℃）以下の配合油をポリウレタン弾性ｉ＃維に付与した
後捲取ることを特徴とする。

ここでいう鉱物油は、配合油全体としての粘度が１００
センチストークス（以下Ｃ８と表記）（８０℃）以下で
ある限り、任意のものを選んでよいが、通常は４〜２５
Ｃ８程度の低粘度のものが他の油剤成分との溶融し易さ
、繊維の摩擦低減の観点から望ましい。ポリジオルガノ
シロキサンはポリジメチルシロキサンが汎用品であるこ
とから最も望ましいが、このメチル基の一部は他のアル
キル基、フェニル基等の一価の有機基で置換さ１１、て
いてもよい。粘度は鉱物油の場合と同様に配含油全体の
粘度が１００Ｃ８（８０℃）以下であ２ｔば任意でよい
が、通常は５〜２０　Ｃ８１１度の低粘度タイプのもの
が鉱物油の場合と同じ理由で望ましい。但し、シリコー
ンオイルは一般に高粘度の方が離型仲が論いので、一部
分だけ高粘度タイプのものを使用することも、多少膠着
防止性を期待できる。鉱物油とポリジオルガノシロキサ
ンの混合比（そ几ぞれの単独も含む）は、両者の混合物
に配合するアミノ変性シリコーンのアミノ基含量、粘度
、配合割合等に依存する。即ちアミノ変性シリコーンの
こ第１ら条件によっては鉱物油やポリジオルガノシロキ
サンに溶解し難く一部分離白濁するものがある。アミノ
変性シリコーンの溶解性の悪い１ｔ合的な、膠着むら、
糸道へのスカムの脱落等のトラブルを起し易い。本発明
では、アミノ変性シリコーンが鉱物油、ポリジオルガノ
シロキサン、又はその混合物に完全に溶解していること
が必要である。アミノ変性シリコーンを完全溶解する為
に、配合油中にアルコール、エステル等の相溶剤を一部
加えることは、本発明の範囲をはず１％るものではない
が、こｆ’Ｌら相溶剤はポリウレタン繊維の糸質劣化や
膠着防止性の低下を招くことが多いため、配合油全体の
１０％以下に抑えることが望ましく、もちろん−切加え
ず、適切な鉱物油とポリジアルキルシロキサンの混合物
（それぞオｔの単独を含む）のみでアミノ変性シリコー
ンを完全溶解することが最も望ましい。

本発明でいうアミノ変性シリコーンとは、普通ポリジメ
チルシロキサンの分子鎖にアミノ基が付加したものをい
うが、メチル基が他のアルキル基、アリル基に置換して
ももちろん有効である。アミノ基の付加位置により、側
鎖タイプと片末端タイプがあり、アミノ基自身もモノア
ミン、ジアミンなどがあるが、いずオｔも有効である。

粘度、アミノ基含量については、どのようなものでも大
なり小なり、膠着防止性能を示し、配合油全体の粘度が
ｌ　ｒｌ　ＯＣＳ　（８０℃）以下であｎばよく、一般
にはボビン糸の膠着防止性能は、アミノ変性シリコーン
のアミノ基含量が多い程良好で粘度も極端に差がある場
合は高粘度の万がやや良好である。

但しに′融紡糸においては、紡糸通夜の繊維は極めて柔
らかく、その時付与する配合油の粘度が１００ｃｓ１ａ
ｈであると、オイリングローラ−又はガイドノズルある
いはその他の糸接触部にわいて、油剤の粘性の為高摩抛
となりルーズフィラメントや糸切が発生し易くなり、好
ましくない。最も望ましくは配合油の粘度が２００８以
下が良い。

アミノ変性シリコーン中のアミノ基含量は極めて少量で
も膠着防止に有効であるが、その効果を確実にさせる為
には、アミノ変性シリコーンの配合油全体に占める比率
（配合比）を９．１重量％以上、アミノｆｌ’Ｅシリコ
ーンのアミノ当量（注１）を１０．０００以下にするこ
とが望ましい。−万、アミノ変性シリコーンの配合比が
多い程、且つアミノ当量が小さい程、アミノ変性シリコ
ーンの鉱物油、ポリジオルガノシロキサンへの溶解が困
雌になってくるので、アミノ変性シリコーンは配合比で
２０重量％以下、アミノ当量で８００以とが望ましい。

なお、本発明において使用する油剤は鉱物油、ポリジオ
ルガノシロキサン、アミノ変性シリコーンより成ってい
るが、こ−ＪＴ、以外の膠着防止成分、例えば、従来か
らあるタルク、シリカ、コロイダルアミナ等の鉱物性固
体微粒子、あるいは高級脂肪酸の金属塩粉末あるいは高
紗脂肪族カルボン酸、高級脂肪族アルコール、パラフィ
ン、ポリエチレン等の常温固体ワックス、あるいは高分
子量のポリアルキレンオキサイド変性シリコーンオイル
あるいはアミン類等を更に追加配合してもよく、アミノ
量と反応性のものでない限り、それらを追加配合するこ
とは膠着防止効果をその分増大させる。

しかしアミノ変性シリコーンの効果自体が絶大である為
、このような追加配合をすることは余り必要性を認めら
ｉ”ｔず、逆に糸道部の摩耗、スカムの脱落、膠着むら
等のトラブルが予想さｎるので、一般的にはすすめられ
ない。また、本発明はポリウレタン弾性繊維の溶融紡糸
法に関するものではあるが、本発明の油剤の他の紡糸法
への適用の有効性を否定しているものではもちろん無い
。アミノ基含量は、本発明においてはアミノ当量で定量
的に表現さプ１、アミノ当量が小さいほどアミノ基含量
が太きいという関係となっている。

アミノ当量゛の測定法：フラスコに試料約１２をとり攪
拌する。イソプロピルアル コールを２５ｒｎｆ、加え、よく攪 拌・浴解し、す、ＩＮ塩酸にて 指示薬ブロムフェノールプル ーを用いて辿定中和する。ア ミノ百鳳は下式で計算される。

本発明における配合油は、ベース油剤としての鉱物油又
はポリジオルガノシロキサン又はその混合物にアミノ変
性シリコーンを充分に溶解分散させたもので、もちろん
鉱物油、ポリジオルガノシロキサン自身も多少のボビン
糸膠着防止性能はあるが、膠着防止性能の大部分はアミ
ノ変性シリコーンにあり、鉱物油、ポリジオルガノシロ
キサンはアミノ変性シリコーンの効果を充分に発揮でき
るよう（こしているに渦ぎない。アミノ変１牛シリコー
ンが、どのような作用で膠着防止ｔ！１＝を発揮するか
は明らかではないが、本発明者らの推定によｎば、アミ
ノ変性シリコーンのアミノ基が溶融紡糸直後で、まだポ
リウレタン続；紐の表面に多数残存しているイソシアネ
ート基と強固に結合し、あるいは結合までしなくとも繊
維表面に強固に吸着し、アミノ基とつながっているシリ
コーンの分子鎖ｌが繊維表面を強く覆ったと考えられる
。シリコーンは本来は良好な離型性をもっているが、そ
れが従来線維表面へ充分に結合あるいは吸着さ１ｔなか
ったため、本来の機能が発揮されなかったのであるが、
シリコーン分子鎖に５いたアミノ基のおかげで、本来の
機能が充分に発揮さｎたと推定さｎる。

（実施例） 以下、実施例によって本発明を示す。

実施例［。

分子５１１，２００のポリテトラメチレングリコール６
９．４部、Ｌ４ビス（β−ヒドロキシエトキシ）ベンゼ
ン６−２部、４．４’−ジフェニルメタンジイソシアネ
ート２４．４部から重合したポリウレタン弾性体を２０
６℃で溶融し、スクリュー型押出機により、ノズルより
押出し、紡速５００ｍ／分でボビンに巻取り２０デニー
ルのモノフィラメントを得た。巻取る直前にガイドノズ
ル給油により、以下の如き組成の油剤をフィラメント重
量に対し約１０％付与した。

各油剤の配合比率はいずｎも重量比である。配合油剤の
粘度はいずれも１ｎｏｃｓ以下であった。

各油剤の紡糸結果は表１の通りとなった。

注２）解舒係数ボビンを送り出し速度５０ｍ／分とし、
捲取速度を変えて捲返した時、糸がボビンに捲付かずに
送り出される最小の捲取速度の時の糸のドラフト率のこ
とをいう。

解寄係数が小さい程、糸の膠着防止効果が大きいことを
示している。

油剤Ａ−Ｈはすべて低粘度鉱物油又は低粘度シリコーン
油をベースオイルとしているため、配合油剤粘度は１０
０Ｃ３以下となり、紡糸時のルーズフィラメント、糸１
７Ｉｆ′Ｌは無かった。比較例Ｇは固体微粒子のステア
リン酸マグネシウムを分散させた油剤で、膠着防止効果
は優ｎているが、油剤中の分散が不安定な為、糸道ヘス
カムとなって脱落した。比較例Ｆはポリアルキレンオキ
サイド変性シリコーンとジアミンを配合した油剤で、糸
道へのスカム脱落はないが、膠着防止効果はやや劣った
。油剤Ｈは鉱物油とポリジメチルシロキサンのみの油剤
で膠着防止効果は極めて弱かった。油剤Ａ−Ｅは本発明
による油剤で、鉱物油とポリジメチルシロキサンの混合
比やアミノ変性シリコーンの種類・配合量はそｎぞれ違
うが、いずれもベースオイルのみの油剤Ｈよりはもちろ
んのこと、従来最も膠着防止性が良いといわｎていたタ
イプの油剤Ｆ、Ｇよりも良好な膠着防止性能を示し、後
次工程でも糸切は少なく、良好な操業性を示した。

実施例２゜ 実施例１と同じ紡糸条件で、配合油剤の粘度を変えた結
果を下表に示す。油剤は鉱物油のポリジメチルシロキサ
ンの混合物９５部にアミノ当凭９０００、粘度９００３
のアミノ変性シリコーン５部を配合したもので、粘度調
整は鉱物油とポリジメチルシロキサンの混合物の粘度を
変えることによって行なった。

表２ 表２．に示されるように、配合油剤粘度が１ｏｏｃｓ以
下の場合は膠着防止性も良好で、紡糸時の糸切やルーズ
フィラメントの発生はみらｎなかったが、配合油剤粘度
が１００ｃｓを越えると、紡糸時に上述したトラブルが
多発し、完全なウレタン弾性糸のボビンが得ら几なかっ
た。

（発明の効果） 以上述べた様に、本発明のポリウレタン弾性繊維製造に
よれば、ボビン系膠着が極めて少なく、紡糸時の糸切、
ルーズフィラメントの発生、スカム脱落等が無く、後次
工程でも糸切の少ないボビン糸を得ることが出来る。

手続補正古 昭和５９年１２月２２日 特許庁長官　志　賀　　学　殿　　　　　　　　　適。

１、事件の表示 昭和５９年特許願第２１４９００号 ２、発明の名称 ポリウレタン弾性繊維の製造法 ８、補正をする者 事件との関係　　特許出願人 住所　東京都墨田区墨田五丁目１７番４号〒５３４　大
阪市部島区友淵町１丁目５番９０号鏑紡株式会社特許部 ５、補正の対象 明細書の「特許請求の範囲」及び「発明の詳細な説明」
の欄 ６、補正の内容 （１）明細書の特許請求の範囲の項の記載を別紙の通り
補正する。

（２）明細書の発明の詳細な説明の項の記載を次の別　
　紙 特許請求の範囲 溶融紡糸法によりポリウレタン弾性繊維を製造するに際
し、鉱物油及び／又はポリジーオールガノシロキサンに
アミノ変性シリコーンを配合してなる粘度が１００セン
チストークス（３０℃）以下の配合油を、ポリウレタン
弾性繊維に付与した後捲取ることを特徴とするポリウレ
タン弾性繊維の製造法。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 溶融紡糸法によりポリウレタン弾性繊維を製造するに際
   し、鉱物油及び／又はポリジルガノシロキサンにアミノ
   変性シリコーンを配合してなる粘度が１００センチスト
   ークス（３０℃）以下の配合油を、ポリウレタン弾性繊
   維に付与した後捲取ることを特徴とするポリウレタン弾
   性繊維の製造法。