(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
前記脂肪酸金属塩(B)が、ナトリウム塩、カリウム塩、マグネシウム塩、カルシウム塩、亜鉛塩及びアルミニウム塩から選ばれる少なくとも1種である、請求項1又は2に記載の弾性繊維用処理剤。
【発明を実施するための形態】
【0009】
本発明の弾性繊維用処理剤は、弾性繊維を製造する際に用いられ、ベース成分(A)、特定の脂肪酸金属塩(B)及び有機リン酸エステル(C)を含むものである。以下に詳細に説明する。
【0010】
(ベース成分(A))
前記ベース成分(A)は、シリコーン油、鉱物油及びエステル油より選ばれる少なくとも1種である。当該ベース成分(A)は、上記弾性繊維用処理剤に必須な成分であり、繊維/金属間の摩擦を低減する剤である。
【0011】
シリコーン油としては、特に限定はないが、ポリジメチルシロキサン、ポリメチルフェニルシロキサン、ポリメチルアルキルシロキサン等を挙げることができ、1種又は2種以上を使用してもよい。シリコーン油の25℃における粘度は、2〜100mm
2/sが好ましく、5〜70mm
2/sがより好ましく、5〜50mm
2/sがさらに好ましい。該粘度が2mm
2/s未満であるとシリコーン油が揮発する場合があり、100mm
2/sを超えると、処理剤に配合される他成分の溶解性が悪くなることがある。
シリコーン油のシロキサン結合(SiOR
3R
4:R
3及びR
4は、それぞれ独立して、有機基を示す)の平均結合量は、3〜100が好ましく、5〜60がより好ましく、7〜50がさらに好ましい。R
3、R
4の有機基は、炭素数1〜24の炭化水素基であり、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ブチル基、イソブチル基、ペンチル基、イソペンチル基、ヘキシル基、シクロプロピル基、シクロヘキシル基、フェニル基、ベンジル基等を挙げることができ、特に、メチル基、フェニル基が好ましい。
【0012】
鉱物油としては、特に限定はないが、マシン油、スピンドル油、流動パラフィン等を挙げることができ、1種又は2種以上を使用してもよい。鉱物油の30℃におけるレッドウッド粘度計での粘度は、30秒〜350秒が好ましく、35秒〜200秒がより好ましく、40秒〜150秒がさらに好ましい。鉱物油としては、臭気の発生が低いという理由から、流動パラフィンが好ましい。鉱物油の粘度が30秒未満であると、得られる弾性繊維の品質が低下することがある。一方、鉱物油の粘度が350秒を超えると処理剤に配合される他成分の溶解性が悪くなることがある。
【0013】
エステル油としては、1価アルコールと1価カルボン酸とのエステル、1価アルコールと多価カルボン酸とのエステル、又は多価アルコールと1価カルボン酸とのエステルであれば特に限定はなく、1種又は2種以上を使用してもよい。1価アルコールとしては、後述の1価の脂肪族アルコール、芳香族アルコール、脂環式アルコール、フェノール類等を使用できる。これらの中でも、一価の脂肪族アルコール、芳香族アルコールが好ましい。
【0014】
1価の脂肪族アルコールとしては、特に限定はないが、例えば、オクタノール、2−エチルヘキサノール、1−ノナノール、1−デカノール、ウンデシルアルコール、ラウリルアルコール、トリデシルアルコール、イソトリデシルアルコール、ミリスチルアルコール、ペンタデシルアルコール、1−ヘキサデカノール、パルミトレイルアルコール、1−ヘプタデカノール、ステアリルアルコール、オレイルアルコール、イソステアリルアルコール、ノナデシルアルコール、1−エイコサノール、ベヘニルアルコール、1−テトラコサノール、エルシルアルコール、リグノセリルアルコール等が挙げられる。
芳香族アルコールとしては、フェノール、ベンジルアルコール等が挙げられる。
脂環式アルコールとしては、シクロオクタノール、シクロドデカノール、シクロヘキサノール、シクロヘプタノール、シクロペンタノール、メントール等が挙げられる。
【0015】
1価カルボン酸としては、同じく後述の1価の脂肪族カルボン酸、芳香族カルボン酸、ヒドロキシカルボン酸等を使用できる。これらの中でも、1価の脂肪族カルボン酸、芳香族カルボン酸が好ましい。
【0016】
上記1価カルボン酸としては、特に限定はないが、例えば、吉草酸、カプロン酸、エナント酸、カプリル酸、2−エチルヘキシル酸、カプリン酸、ラウリン酸、ミリスチン酸、ペンタデシル酸、パルミチン酸、パルミトレイン酸、マルガリン酸、ステアリン酸、オレイン酸、イソステアリン酸、バクセン酸、リノール酸、リノレン酸、アラキジン酸、ベヘン酸、リグノセリン酸、セチロン酸、安息香酸等が挙げられる。
【0017】
多価カルボン酸としては、特に限定はないが、例えば、シュウ酸、マロン酸、コハク酸、グルタル酸、アジピン酸、フマル酸、フタル酸、トリメリット酸、ピロメリット酸、クエン酸、イソクエン酸等が挙げられる。
【0018】
多価アルコールとしては、特に限定はないが、例えば、エチレングリコール、ジエチレングリコール、ポリエチレングリコール、プロピレングリコール、ジプロピレングリコール、ポリプロピレングリコール、1,3−プロパンジオール、1,4−ブタンジオール、ネオペンチルグリコール、1,5−ペンタンジオール、3−メチル−1,5−ペンタンジオール、1,6−ヘキサンジオール、1,9−ノナンジオール、2−メチル−1,8−オクタンジオール、シクロヘキサンジオール、グリセリン、ジグリセリン、トリグリセリン、テトラグリセリン、ソルビトール、トリメチロールプロパン、ペンタエリスリトール等が挙げられる。
【0019】
エステル油の具体例としては、特に限定はないが、例えば、吉草酸ヘプチル、カプロン酸ヘプチル、カプロン酸オクチル、カプリル酸セチル、ラウリン酸イソオクチル、ミリスチン酸イソプロピル、パルミチン酸イソプロピル、パルミチン酸イソステアリル、ステアリン酸ブチル、ステアリン酸オクチル、ラウリン酸オレイル、ステアリン酸イソトリデシル、ステアリン酸オクチル、ステアリン酸イソオクチル、ステアリン酸トリデシル、ステアリン酸イソブチル、オレイン酸メチル、オレイン酸イソブチル、オレイン酸ヘプチル、オレイン酸オレイル、ジラウリン酸ポリエチレングリコール、ジミリスチル酸ポリエチレングリコール、ジオレイン酸ポリエチレングリコール、ジステアリン酸ポリエチレングリコール、ジラウリン酸ポリプロピレングリコール、ジミリスチン酸ポリプロピレングリコール、ジオレイン酸ポリプロピレングリコール、ジステアリン酸ポリプロピレングリコール、シュウ酸ジセチル、マロン酸ジイソオクチル、コハク酸ジラウリル、アジピン酸ジイソデシル、アジピン酸イソノニル、アジピン酸ジオクチル、フマル酸ジイソオクチル、フタル酸ジイソオクチル、フタル酸ジオクチル、フタル酸ジノニル、フタル酸ジイソデシル、フタル酸ジウンデシル、トリメリット酸トリイソオクチル、トリメリット酸トリイソブチル、トリメリット酸トリイソデシル、トリメリット酸トリイソステアリル、グリセリントリイソオクチル、グリセリントリラウリル、グリセリントリミリスチル、グリセリントリオレイル、グリセリントリステアリル、ソルビタンモノラウレート、ソルビタンモノパルミテート、ソルビタンモノステアレート、ソルビタンモノオレエート、ソルビタントリオレエート、ソルビタントリステアレート、ソルビタンセスキオレエート、ソルビタントリラウレート、ソルビタントリステアレート、ソルビタントリパルミテート等が挙げられる。
【0020】
(脂肪酸金属塩(B))
前記脂肪酸金属塩(B)は、本発明に必須の成分であり、後述する有機リン酸エステル(C)と併用されることにより、高温保管後も良好なスカム抑制性、制電性及び解舒性を示し、平滑性が低下しない成分である。
脂肪酸金属塩の塩部分と、リン酸エステルとが相互作用により、本願効果を発揮する。
上記脂肪酸金属塩(B)を後述する有機リン酸エステル(C)と共に特定の比率で含有すると、さらに本願の効果が発揮されるので好ましい。
各成分単独時より高温保管後も良好な制電性及び解舒性を示す要因は定かではないが、特定の比率で効果が良好化することから、上記脂肪酸金属塩(B)と有機リン酸エステル(C)との塩交換等による相互作用によるものではないかと推定している。脂肪酸金属塩(B)は混合物であってもよく、1種又は2種以上を用いてもよい。
【0021】
前記脂肪酸金属塩(B)を構成する脂肪酸の平均分子量は150〜256である。本願効果を発揮する観点から、前記脂肪酸金属塩(B)を構成する脂肪酸の平均分子量の下限値は、155が好ましく、160がより好ましく、165がさらに好ましく、170が特に好ましく、180が最も好ましい。本願効果を発揮する観点から、前記脂肪酸金属塩(B)を構成する脂肪酸の平均分子量の上限値は、250が好ましく、245がより好ましく、240がさらに好ましく、235が特に好ましく、230が最も好ましい。なお、ここでいう前記脂肪酸金属塩(B)を構成する脂肪酸とは、RCOOHで示されるものを意味する。
また、本願における脂肪酸の平均分子量とは、各脂肪酸の分子量とそのモル比率から算出した数平均分子量を意味する。
本願の効果が前記脂肪酸金属塩(B)を構成する脂肪酸の平均分子量に依存する要因は定かではないが、有機リン酸エステル(C)との併用時に大きな効果を発揮する事から、脂肪酸金属塩(B)を構成する脂肪酸の平均分子量が特定の範囲内である事により、有機リン酸エステル(C)との塩交換等が起こり易くなるためであると推測している。
【0022】
前記脂肪酸金属塩(B)を構成する脂肪酸の炭素数は6〜24である。
前記脂肪酸金属塩(B)を構成する脂肪酸の具体例としては、カプロン酸、エナント酸、カプリル酸、2−エチルヘキシル酸、カプリン酸、ラウリン酸、ミリスチン酸、ペンタデシル酸、ミリストレイン酸、パルミチン酸、パルミトレイン酸、マルガリン酸、イソセチル酸、ステアリン酸、イソステアリン酸、ベヘン酸、オレイン酸、エライジン酸、リノール酸、リノレン酸、アラキジン酸、エイコセン酸、イソドコサン酸、エルカ酸、リグノセリン酸、イソテトラドコサン酸等が挙げられる。
【0023】
前記脂肪酸金属塩(B)を構成する脂肪酸は、有機リン酸エステル(C)との併用時に大きな効果を発揮する観点から、炭素数10〜14の脂肪酸を必須として含むと好ましい。
前記脂肪酸金属塩(B)を構成する脂肪酸に占める炭素数10〜14の脂肪酸のモル比率は、有機リン酸エステル(C)との併用時に風綿吸着量が低減される観点から、50モル%以上が好ましく、60モル%以上がより好ましく、70モル%以上がさらに好ましく、80モル%以上が特に好ましい。前記脂肪酸金属塩(B)を構成する脂肪酸に占める炭素数10〜14の脂肪酸のモル比率の好ましい上限値は、100モル%である。
【0024】
前記脂肪酸金属塩(B)を構成する金属塩(BM)としては、ナトリウム塩、カリウム塩、マグネシウム塩、カルシウム塩、亜鉛塩、アルミニウム塩から選ばれる少なくとも1種であると、有機リン酸エステル(C)との塩交換が起こり易く、本願効果が得られ易い観点から好ましい。これらの中でも、マグネシウム塩、カルシウム塩、亜鉛塩、アルミニウム塩がより好ましい。
【0025】
上記脂肪酸金属塩(B)の脂肪酸が分布を有しない場合には、脂肪酸金属塩(B)としては、カプリン酸カルシウム、ラウリン酸カルシウム、ミリスチン酸カルシウム、カプリン酸マグネシウム、ミリスチン酸マグネシウム、ラウリン酸マグネシウム、ラウリン酸亜鉛、カプリン酸亜鉛、ミリスチン酸亜鉛が好ましい。
従来、殆ど全ての弾性繊維用処理剤で適用されているステアリン酸マグネシウムを主体とする場合は、本願効果を発揮することができない。
【0026】
本発明における脂肪酸金属塩の製法としては公知の手法を採用できる。例えば脂肪酸と水酸化ナトリウムをケン化反応させ、金属塩水溶液で複分解させる複分解法や脂肪酸と金属酸化物、水酸化物とを反応させる直接法等があげられる。また使用される脂肪酸は、動物由来の脂肪酸であっても良いし、植物由来の脂肪酸であっても良い。
【0027】
(有機リン酸エステル(C))
有機リン酸エステル(C)は、炭素数6〜24の炭化水素基を有する有機リン酸エステル及び/又は炭素数6〜24の炭化水素基を有するポリオキシアルキレン基含有有機リン酸エステルからなる成分である。前記脂肪酸金属塩(B)との併用による高温保管後の良好な制電性が得られやすい観点から、上記一般式(1)で示される化合物及び上記一般式(2)で示される化合物から選ばれる少なくとも1種であることが好ましく、上記一般式(1)で示される化合物と上記一般式(2)で示される化合物をともに含むことがさらに好ましい。
【0028】
一般式(1)及び一般式(2)中、R
1及びR
2は炭素数6〜24の炭化水素基である。A
1O、A
2Oは炭素数2〜4のオキシアルキレン基である。a及びbは0〜30の数である。mは1〜2の数である。分子内にR
1、(A
1O)
a、R
2、(A
2O)
bが2つある場合には、お互いに同一であっても異なっていてもよい。Q
1は、ヒドロキシル基又はR
2O(A
2O)
bである。nは1又は2である。
【0029】
有機リン酸エステル(C)は、一般式(1)においてm=1で示されるリン酸モノエステル化合物(単にモノエステル(C1)ということがある)、一般式(1)においてm=2で示されるリン酸ジエステル化合物(単にジエステル(C2)ということがある)、一般式(2)においてn=1で示されるピロリン酸エステル化合物、一般式(2)においてn=2で示されるトリリン酸エステル化合物の混合物であることが好ましい。なお、ピロリン酸エステル化合物とトリリン酸エステル化合物を合わせて、単にポリリン酸エステル(C3)ということがある。
【0030】
また、一般式(1)において、mが1<m<2である場合、有機リン酸エステル(C)が、モノエステル及びジエステルの混合物であることを意味する。例えば、mが1.3であるときは、モノエステルのモル数:ジエステルのモル数の比が7:3であることを示す。
有機リン酸エステル(C)に占めるモノエステル(C1)の重量割合は、20〜80重量%が好ましく、23〜60重量%がより好ましく、25〜50重量%がさらに好ましい。該重量割合が20重量%未満の場合、処理剤の親水性が低いため、制電性能が悪化することがある。該重量割合が80重量%超の場合、処理剤の親水性が高くなりすぎるため、処理剤を使用する際に処理剤中の水分率が高くなり、処理剤の安定性が悪化することがある。
【0031】
有機リン酸エステル(C)に占めるジエステル(C2)の重量割合は、10〜60重量%が好ましく、20〜55重量%がより好ましく、30〜50重量%がさらに好ましい。該重量割合が10重量%未満の場合、処理剤の安定性が悪化することがある。
【0032】
有機リン酸エステル(C)に占めるポリリン酸エステル(C3)の重量割合は、0〜45重量%が好ましく、0.1〜40重量%がより好ましく、0.5〜35重量%がさらに好ましく、1〜30重量%が最も好ましい。該重量割合45重量%超の場合、処理剤の親水性が高くなりすぎるため、処理剤を使用する際に処理剤中の水分率が高くなり、処理剤の安定性が悪化することがある。
【0033】
有機リン酸エステル(C)は、無水リン酸や無機リン中の不純物由来としてヒ素などの重金属化合物を含んでいる。本発明の弾性繊維用処理剤は、ヒ素などの重金属化合物を含有してもよい。弾性繊維用処理剤の不揮発分に占める重金属化合物の重量割合は、人体への影響や環境への安全性の点から、0.01重量%以下が好ましく、0.005重量%以下がより好ましく、0.001重量%以下がさらに好ましい。
【0034】
有機リン酸エステル(C)を製造する際に、副生成物として、無機燐酸及び/又はその塩(以下、成分(X)という)が生成する。本発明の弾性繊維用処理剤は、成分(X)を含有してもよい。弾性繊維用処理剤の不揮発分に占める成分(X)の重量割合は、本願効果をより発揮させる観点から、5重量%以下が好ましく、4重量%以下がより好ましく、3重量%以下がさらに好ましい。
【0035】
有機リン酸エステル(C)におけるリン酸モノエステル(C1)、リン酸ジエステル(C2)及びポリリン酸エステル(C3)の重量割合、並びに成分(X)の重量割合は、
31P−NMRにおけるリン原子由来のピークの積分比率から計算することができる。
【0036】
R
1及びR
2は炭素数6〜24のアルキル基又はアルケニル基である。R
1及びR
2の炭素数は8〜22が好ましく、10〜20がより好ましく、10〜18がさらに好ましい。R
1及びR
2の炭素数が6未満又は24超では、制電性が不足する可能性がある。R
1及びR
2は直鎖状であっても分岐を有していてもよく、飽和であっても不飽和であってもよい。R
1及びR
2は、分岐及び/又は不飽和のアルキル基であると、処理剤中における安定性が優れるため、好ましい。
【0037】
A
1O及びA
2Oは炭素数2〜4のオキシアルキレン基を示す。aはA
1Oの平均付加モル数を表す。bはA
2Oの平均付加モル数を表す。a及びbは0〜30の数であり、平滑性の観点から、0〜20が好ましく、0〜10がさらに好ましい。a、bが0である場合には、処理剤中における安定性が特に優れる。a又はbが30超では、処理剤中の安定性が不足する可能性がある。
【0038】
本発明では、前記脂肪酸金属塩(B)100重量部に対する前記有機リン酸エステル(C)の重量割合は、2〜5000重量部であることが好ましく、5〜2000重量部がより好ましく、20〜1500重量部がより好ましく、25〜1000重量部がさらに好ましく、30〜400重量部が特に好ましい。30〜400重量部であると、高温保管後の解舒性が殆ど低下しない効果が得られる。その理由は、前記(B)成分及び前記(C)成分を適切な比率で用いた場合、高温保管後も塩交換等により繊維内部への浸透を防ぐ為に、十分な効果を発揮すると推測している。一方、前記成分を単独で用いた場合、若しくはどちらか一方の成分を過剰に用いた場合、高温にさらされる事でこれらの成分が繊維内部に浸透してしまう為に、十分な効果が得られなくなると推定している。
【0039】
有機リン酸エステル(C)としては、特に限定はされないが、前記脂肪酸金属塩(B)との併用による高温保管後の良好な制電性が得られやすい観点から、ヘキシルリン酸エステル、オクチルリン酸エステル、デシルリン酸エステル、ドデシルリン酸エステル、テトラデシルリン酸エステル、ヘキサデシルリン酸エステル、オクタデシルリン酸エステル、ベヘニルリン酸エステル、トリオクタコサニルリン酸エステル、オクタデセニルリン酸エステル、2−エチルヘキシルリン酸エステル、イソへプチルリン酸エステル、イソオクチルリン酸エステル、イソノニルリン酸エステル、イソデシルリン酸エステル、イソウンデシルリン酸エステル、イソドデシルリン酸エステル、イソトリデシルリン酸エステル、イソテトラデシルリン酸エステル、イソヘキサデシルリン酸エステル、イソオクタデシルリン酸エステル、t−ブチルリン酸エステル、ベンジルリン酸エステル、オクチルフェニルリン酸エステル、シクロヘキシルリン酸エステル、ポリオキシエチレン5モル付加ヘキサデシルエーテルリン酸エステル、ポリオキシエチレン15モル付加ヘキサデシルエーテルリン酸エステル、ポリオキシエチレン7モル付加ポリオキシプロピレン3.5モル付加セカンダリーアルキルエーテルリン酸エステル、ポリオキシエチレン2モル付加ポリオキシプロピレン5モル付加ドデシルリン酸エステル、ポリオキシエチレン3モル付加セカンダリーアルキルエーテルリン酸エステル、ポリオキシエチレン2モル付加ドデシルエーテルリン酸エステル、ポリオキシエチレン4モル付加フェノールリン酸エステル等が挙げられる。
【0040】
有機リン酸エステル(C)の製造方法としては、特に限定はなく、公知の手法を採用できる。例えば、有機リン酸エステル(C)の製造方法は、R
1O(A
1O)aHで示される有機ヒドロキシル化合物と無水燐酸P
2O
5とを反応させて反応物を得る工程(I)を含むものである。前記有機ヒドロキシル化合物1モルに対する無機リン酸P
2O
5のモル比は0.15〜0.4が好ましい。0.2〜0.335がより好ましく、0.25〜0.3が特に好ましい。0.4を超えると、上記脂肪酸金属塩(B)との併用時に平滑性が低下することがある。0.15未満では、上記脂肪酸金属塩(B)との併用との併用時に高温保管後の制電性の性能が低下することがある。
また、工程(I)において、無機燐酸や水を加えて反応してもよい。有機リン酸エステル(C)の製造方法は、工程(I)の後、水を前記反応物に添加して加水分解する工程(II)を含んでもよい。工程(II)を含むことで、有機燐酸化合物である成分に含まれるポリリン酸エステルの比率を調整することができる。前記反応物に添加する水の量は、前記有機ヒドロキシル化合物に対して、0.01〜1モルが好ましく、0.03〜0.8モルがより好ましく、0.05〜0.5モルがさらに好ましく、0.07〜0.3モルが特に好ましい。水の添加量が0.01モル未満及び1モル超では、ポリリン酸エステルの量の調節が困難となる場合がある。
【0041】
(その他成分)
本発明の弾性繊維用処理剤は、平滑性や解舒性の性能向上という観点から、上記で説明した各成分以外に、アルキル変性シリコーン、エステル変性シリコーン、ポリエーテル変性シリコーン、アミノ変性シリコーン、カルビノール変性シリコーン、エポキシ変性シリコーン、カルボキシ変性シリコーン、メルカプト変性シリコーン、オルガノポリシロキサン樹脂、ノニオン界面活性剤、カチオン界面活性剤及びアニオン界面活性剤から選ばれる少なくとも一種のその他成分をさらに含有してもよい。その他成分は、1種または2種以上を使用してもよい。
【0042】
変性シリコーンとは、一般には、ジメチルシリコーン(ポリジメチルシロキサン)等のポリシロキサンの両末端、片末端、側鎖、側鎖両末端の少なくとも1ヶ所において、反応性(官能)基または非反応性(官能)基が少なくとも1つ結合した構造を有するものをいう。
【0043】
上記変性シリコーンとしては、より詳細には、長鎖アルキル基(炭素数6以上のアルキル基や2−フェニルプロピル基等)を有する変性シリコーン等のアルキル変性シリコーン;エステル結合を有する変性シリコーンであるエステル変性シリコーン;ポリオキシアルキレン基(たとえば、ポリオキシエチレン基、ポリオキシプロピレン基、ポリオキシエチレンオキシプロピレン基等)を有する変性シリコーンであるポリエーテル変性シリコーン等;アミノプロピル基やN−(2−アミノエチル)アミノプロピル基等を有する変性シリコーンである、アミノ変性シリコーン;アルコール性水酸基を有する変性シリコーンであるカルビノール変性シリコーン;グリシジル基または脂環式エポキシ基等のエポキシ基を有する変性シリコーンであるエポキシ変性シリコーン;カルボキシル基を有する変性シリコーンであるカルボキシ変性シリコーン;メルカプト基を有する変性シリコーンであるメルカプト変性シリコーン等を挙げることができる。
【0044】
上記オルガノポリシロキサン樹脂(以下、単にシリコーンレジンという)とは、3次元架橋構造を有するシリコーンを意味する。シリコーンレジンは、一般に、1官能性構成単位(M)、2官能性構成単位(D)、3官能性構成単位(T)および4官能性構成単位(Q)から選ばれた少なくとも1種の構成単位からなっている。
【0045】
上記シリコーンレジンとしては、特に限定されないが、例えば、MQシリコーンレジン、MQTシリコーンレジン、Tシリコーンレジン、DTシリコーンレジン等のシリコーンレジン等を挙げることができる。
【0046】
上記MQシリコーンレジンとしては、たとえば、1官能性構成単位であるR
aR
bR
cSiO
1/2(但し、R
a、R
bおよびR
cはいずれも炭化水素基である。)と、4官能性構成単位であるSiO
4/2と含むシリコーンレジン等を挙げることができる。
【0047】
上記MQTシリコーンレジンとしては、たとえば、1官能性構成単位であるR
aR
bR
cSiO
1/2(但し、R
a、R
bおよびR
cはいずれも炭化水素基である。)と、4官能性構成単位であるSiO
4/2と、3官能性構成単位であるRSiO
3/2(但し、Rは炭化水素基である。)と含むシリコーンレジン等を挙げることができる。
【0048】
上記Tシリコーンレジンとしては、たとえば、3官能性構成単位であるRSiO
3/2(但し、Rは炭化水素基である。)を含むシリコーンレジン(その末端は炭化水素基のほか、シラノール基やアルコキシ基となっていても良い。)等を挙げることができる。
【0049】
上記DTシリコーンレジンとしては、たとえば、2官能性構成単位であるR
aR
bSiO
2/2(但し、R
a、およびR
bはいずれも炭化水素基である。)と、3官能性構成単位であるRSiO
3/2(但し、Rは炭化水素基である。)等を挙げることができる。
【0050】
R、R
a、R
bおよびR
cの炭化水素基としては、炭素数1〜24の炭化水素基であり、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ブチル基、イソブチル基、ペンチル基、イソペンチル基、ヘキシル基、シクロプロピル基、シクロヘキシル基、フェニル基、ベンジル基等を挙げることができ、特に、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、ペンチル基、フェニル基が好ましい。
【0051】
上記ノニオン界面活性剤としては、特に限定されないが、例えば、炭素数8〜22のアルキル基を有するポリオキシエチレンアルキルエーテル(EO1〜20モル)、炭素数8〜22のアルキル基を有するポリオキシプロピレンアルキルエーテル(PO1〜20モル)、ソルビタン脂肪酸エステル、ソルビタン脂肪酸エステルのEO付加物(EO1〜20モル)、ソルビタン脂肪酸エステルのPO付加物(PO1〜20モル)、炭素数6〜22のアルキル基を有するアルキルフェノール、炭素数6〜22のアルキル基を有するアルキルフェノールのEO付加物(EO1〜20モル)、脂肪酸ポリオキシエチレングリコールエステル(EO1〜20モル)、脂肪酸ポリオキシプロピレングリコールエステル(PO1〜20モル)等が挙げられる。
【0052】
上記カチオン界面活性剤としては、特に限定されないが、例えば、1級アミン、2級アミンや3級アミン等のアルキルアミン又はその塩、及び4級アンモニウム塩がある。具体的には、ラウリルアミン、ミリスチルアミン、セチルアミン、ステアリルアミン、オレイルアミン、ジエチルアミン、ジオクチルアミン、ジステアリルアミン、メチルステアリルアミン、ポリオキシプロピレン付加ラウリルアミン、ポリオキシエチレン付加ラウリルアミン、ポリオキシエチレン付加ステアリルアミン、ポリオキシエチレン付加オレイルアミン、モノエタノールアミン、ジエチルエタノールアミン、ジブチルエタノールアミン、トリエタノールアミン、ラウリルエタノールアミン、オレイルプロピレンジアミン、トリオクチルアミン、ジメチルラウリルアミン、ジメチルミリスチルアミン、ジメチルステアリルアミン、ジデシルジメチルアンモニウム塩、デシルトリメチルアンモニウム塩、ジオクチルジメチルアンモニウム塩、オクチルトリメチルアンモニウム塩等が挙げられる。
【0053】
上記アニオン界面活性剤としては、特に限定されないが、例えば、アルカンスルホン酸、ジアルキルスルホコハク酸、アルキルベンゼンスルホン酸、アルキルナフタレンスルホン酸、アルキル硫酸、ポリオキシエチレンアルキルエーテル硫酸、又はこれらの成分の塩がある。具体的には、炭素数6〜22のアルキル基を有するアルカンスルホン酸及び/またはそのアルカリ金属塩、炭素数6〜22のアルキル基を有するジアルキルスルホコハク酸及び/またはそのアルカリ金属塩、炭素数6〜22のアルキル基を有するアルキルベンゼンスルホン酸及び/又はそのアルカリ金属塩、炭素数1〜20のアルキル基を有するアルキル硫酸及び/またはその塩、炭素数6〜22のアルキル基を有するポリオキシエチレンアルキルエーテル硫酸及び/またはその塩等が挙げられる。
【0054】
〔弾性繊維用処理剤〕
本発明の弾性繊維用処理剤の30℃における粘度は、好ましくは5〜50mm
2/s、より好ましくは5〜40mm
2/s、さらに好ましくは6〜20mm
2/sである。粘度が低すぎると、紡糸及び後加工工程で弾性繊維を走行させる際に処理剤が霧状に飛散し、周辺を汚したり作業者が吸入したりする場合がある。また、粘度が高すぎると、紡糸および後加工工程で弾性繊維を走行させる際、粘着性によって走行ローラーに糸が巻き付き、糸切れを生じる場合がある。
【0055】
本発明の弾性繊維用処理剤の製造方法については、特に限定はなく、公知の方法を採用することができる。例えば、いくつかの成分を予め配合していて、それ以外の成分と混合する方法でもよく、全成分を一挙に混合する方法でもよい。
【0056】
脂肪酸金属塩を含む弾性繊維用処理剤は、既に粉砕された脂肪酸金属塩をベース成分に混合して製造してもよく、また、ベース成分に脂肪酸金属塩を混合し、縦型ビーズミル、横型ビーズミル、コロイドミル、サンドグラインダー等の従来公知の湿式粉砕機を用いて、所定の平均粒子径になるように粉砕して、製造してもよい。脂肪酸金属塩の粉砕時には、従来公知の特開平10−259577号公報、特開2000−328459号公報などに記載の分散助剤を用いてもよい。
【0057】
弾性繊維用処理剤におけるベース成分(A)の重量割合としては50〜99.99重量%が好ましく、55〜99.9重量%がより好ましく、60〜98重量%がさらに好ましく、65〜95重量%が特に好ましい。ベース成分(A)の割合が少なすぎると平滑性が低下し、布製品の品位低下を引き起こす場合がある。
【0058】
弾性繊維用処理剤全体に占める脂肪酸金属塩(B)の重量割合としては、0.01〜30重量%が好ましく、0.05〜20重量%がより好ましく、0.1〜10重量%がさらに好ましい。脂肪酸金属塩(B)の割合が0.01重量%未満では、目的の効果が不十分となる場合があり、30重量%超では、添加量に応じた効果が得られない場合があり経済的に不利益となることがある。
【0059】
弾性繊維用処理剤全体に占める有機リン酸エステル(C)の重量割合としては、0.01〜30重量%が好ましく、0.05〜20重量%がより好ましく、0.1〜10重量%がさらに好ましい。有機リン酸エステル(C)の割合が0.01重量%未満では、目的の効果が不十分となる場合があり、30重量%超では、添加量に応じた効果が得られない場合があり経済的に不利益となることがある。
【0060】
弾性繊維用処理剤がその他成分を含有する場合、処理剤を使用する際の流動性を維持するという見地から、弾性繊維用処理剤全体に占めるその他成分の重量割合は、好ましくは0.01〜15重量%、より好ましくは0.1〜13重量%が好ましく、さらに好ましくは0.5〜10重量%である。
【0061】
〔弾性繊維〕
本発明の弾性繊維は、弾性繊維本体に、本発明の弾性繊維用処理剤が付与されたものである。弾性繊維全体に占める弾性繊維用処理剤の付着割合は特に限定は無いが、0.1〜15重量%が好ましく、0.5〜10重量%がさらに好ましい。弾性繊維本体に本発明の弾性繊維用処理剤を付与する方法としては、特に限定はなく、公知の方法を採用できる。
【0062】
本発明の弾性繊維(弾性繊維本体)は、ポリエーテル系ポリウレタン、ポリエステル系ポリウレタン、ポリエーテルエステルエラストマー、ポリエステルエラストマー、ポリエチレンエラストマー、ポリアミドエラストマー等を使用した弾性を有する繊維であり、その伸度は通常300%以上である。
【0063】
本発明の弾性繊維としては、PTMGやポリエステルジオールと有機ジイソシアネートを反応させ、次いで、1,4ブタンジオール、エチレンジアミン、プロピレンジアミン、ペンタンジアミンなどで鎖延長した、ポリウレタンあるいはポリウレタンウレアから構成されるものが挙げられる。例えば、ポリウレタンウレア弾性繊維は、分子量1000〜3000のポリテトラメチレングリコール(PTMG)とジフェニルメタンジイソシアネート(MDI)とを用意し、PTMG/MDI=1/2〜1/1.5(モル比)でジメチルアセトアミドやジメチルホルムアミド等の溶媒中で反応させ、エチレンジアミン、プロパンジアミン等のジアミンで鎖延長して得られるポリウレタンウレアポリマーの20〜40%溶液を乾式紡糸で、紡糸速度400〜1200m/minで紡糸することにより製造できる。弾性繊維本体の適応繊度は、特に制限はない。
【0064】
本発明の弾性繊維本体は、酸化チタン、酸化マグネシウム、ハイドロタルサイト、酸化亜鉛、二価の金属石鹸等の無機物を含有してもよい。二価の金属石鹸としては、2−エチルヘキシル酸カルシウム、ステアリン酸カルシウム、パルミチン酸カルシウム、ステアリン酸マグネシウム、パルミチン酸マグネシウム、ラウリン酸マグネシウム、ステアリン酸バリウム、カプリン酸亜鉛、ベヘニン酸亜鉛、ステアリン酸亜鉛等が挙げられる。無機物は、1種又は2種以上を用いてもよい。
【0065】
弾性繊維本体が無機物を含有する場合、均一解舒性が不良になる場合があるが、弾性繊維本体に本発明の処理剤を付与することにより、均一解舒性を良好にすることができる。従って、本発明の弾性繊維用処理剤は、弾性繊維本体が無機物を含有する場合に好適に使用できる。弾性繊維本体に占める無機物の含有量は特に限定は無いが、0.01〜5重量%が好ましく、0.1〜3重量%がさらに好ましい。
【0066】
本発明の弾性繊維の用途として、CSY、シングルカバリング、PLY、エアーカバリング等のカバリング糸等の加工糸や、丸編み、トリコット等により、布帛として使用することができる。また、これらの加工糸、布帛を使用してストッキング、靴下、下着、水着等の伸縮性が必要とされる製品や、ジーンズ、スーツ等のアウターウェア等に快適性のために伸縮性を付与させる目的でも使用される。さらに最近では、紙おむつにも適用される。
【実施例】
【0067】
以下、実施例及び比較例により本発明を具体的に説明するが、本発明はここに記載した実施例に限定されるものではない。なお、以下の実施例に示される「パーセント(%)」及び「部」は、特に限定しない限り、「重量%」及び「重量部」を示す。なお、実施例及び比較例において、弾性繊維用処理剤の各特性の評価は次の方法に従って行った。
【0068】
〔スカム評価法〕
図1において、送り出し側に処理剤を付与した弾性繊維のチーズ(1)をセットし、巻き取り側に紙管(2)をセットする。送り出しローラー(3)の速度を200m/min、巻き取りローラー(4)の速度を400m/minにセットした後、送り出しローラー(3)および巻き取りローラー(4)を同時に起動させる。1時間走行させた後に、送り出しローラー(3)上のスカム蓄積の有無を下記の基準に従い目視で判定する。
以下の評価基準で、○以上を合格とした。
◎:スカムがほとんどない
○:スカム付着が少量認められるが作業性に問題無い
×:スカム付着が認められ、作業性を低下させる
【0069】
〔静電気発生量評価法〕
図1において、(5)の位置に春日式静電気測定器をセットし、スカム評価測定機の解舒側に処理剤を付与した弾性繊維のチーズ(1)をセットし、巻き取り側紙管(2)をセットする。解舒速度比を、解舒速度/巻取速度=1/2の一定速度にセットした後、ローラー(3)及び(4)を同時に起動させる。20℃、60%RHの条件下においてチーズから解舒された糸(6)上1cmにおいて発生する静電気量を測定する。
以下の評価基準で、○以上を合格とした。
◎:高温保管前と高温保管後の静電気発生量が共に0.3kV未満(非常に良好)
○:高温保管前と高温保管後の静電気発生量が共に1kV未満(良好)
×:上記以外(不良)
【0070】
〔解舒速度比評価法〕
図2において、解舒速度比測定機の解舒側に処理剤を付与した繊維のチーズ(7)をセットし、巻き取り側に紙管(8)をセットする。巻き取り速度を一定速度にセットした後、ローラー(9)及び(10)を同時に起動させる。この状態では糸(11)に張力はほとんどかからないため、糸はチーズ上で膠着して離れないので、解舒点(12)は
図5に示す状態にある。解舒速度を変えることによって、チーズからの糸(11)の解舒点(12)が変わるので、この点がチーズとローラーとの接点(13)と一致するように解舒速度を設定する。解舒速度比は(数式1)によって求める。この値が小さいほど、解舒性が良いことを示す。
また、以下の評価基準で○以上を合格とした。
◎:高温保管前の解舒速度比と高温保管後の解舒速度比の差が10未満(非常に良好)
○:高温保管前の解舒速度比と高温保管後の解舒速度比の差が10以上30未満(良好)
△:高温保管前の解舒速度比と高温保管後の解舒速度比の差が30以上50未満(やや不良)
×:高温保管前の解舒速度比と高温保管後の解舒速度比の差が50以上(不良)
解舒速度比(%)=(巻取速度−解舒速度)÷解舒速度×100 (数式1)
【0071】
〔編成張力測定方法〕
編成張力測定方法は、繊維/金属間の摩擦を測定する方法である。
図3において、チーズ(14)から縦取りした弾性糸(15)を、コンペンセーター(16)を経てローラー(17)、編み針(18)を介して、Uゲージ(19)に付したローラー(20)を経て速度計(21)巻取りローラー(22)に巻取り、その時の編成張力をUゲージ(19)で測定し、繊維/編み針間の摩擦(g)を計測した。計測は巻取り速度10m/分、100m/分の2水準で実施した。
【0072】
〔繊維間摩擦係数〕
図4において、処理剤が付与された弾性糸を50〜60cm程度取り、一方の端に荷重(23)を吊り下げ、ローラー(24)を介して、Uゲージ(25)にもう一方の端を掛けて低速(例えば3cm/分)で引っ張りその時の2次張力をUゲージ(25)で測定し、(数式2)により、繊維間摩擦係数を求める。
繊維間摩擦係数=1/θ・In(Uゲージ測定値/荷重) (数式2)
(数式2においてθ=2π、In=自然対数、荷重は22dtex当たり1g)
【0073】
〔チーズ形状評価方法〕
評価に供する処理剤が付与されたチーズ(巻き量450g)の捲形状にバルジや綾渡等の捲き崩れが有るか無いかを目視で確認した。
【0074】
〔風綿吸着量試験法〕
図5においてチーズ(26)から30m/分の速度で弾性糸を出し、コンペンセーター(27)を経てローラー(28)から風綿の吸糸口(29)を経て巻取ローラー(30)で80m/分で巻取る。綿糸(31)は、ガイド(32)からローラー(33)と編針(34)を経て巻取ローラー(35)で100m/分の速度で巻取られる。風綿はローラー(33)と編針(34)の間で綿糸を1回撚りでこすり合わせて発生させる。60分間弾性繊維を走行させたときの吸糸口に集積する風綿の重量を測定する。弾性繊維及び綿糸は20℃、45%RHの雰囲気下で3日間調湿したものを用いた。測定雰囲気は20℃、45%RHで行った。吸糸口は、直径0.2mm、長さ10mm、その材質はアルミナである。
風綿吸着量が少ない程、カバリング糸生産時等、風綿が発生する加工工程における糸切れ発生頻度及び清掃作業頻度が低減し、良好であることを示す。
【0075】
〔皮膚障害試験〕
各処理剤をアセトンに2重量%溶解させ、日本薬局方ガーゼを浸す。同ガーゼを30分間放置して乾燥させた後、一辺1.5cmに切り分けて、上腕裏側に貼布し、48時間保つ。48時間後に剥離し、30分間隔を空けて表1に基づき判定した。判定に対して表中のように採点を行い、これらの数値にそれを示した被験者数を乗じ、全被験者数で除して、各処理剤の平均の反応強度を算出した。
また、以下の評価基準で○以上を合格とした。
○:0点から1点未満(良好)
△:1点以上2点未満(やや不良)
×:2点以上(不良)
【表1】
【0076】
〔繊維引張強度保持率〕
JIS1013に準じて測定を行った。
【0077】
(実施例1〜29、比較例1〜20)
平均分子量1600のポリテトラメチレンエーテルグリコールと、4,4−ジフェニルメタンジイソシアネートをモル比率1:2で反応させ、次いで1,2−ジアミノプロパンのジメチルアセトアミド溶液を用いて鎖延長し、紡糸原液としてポリマー濃度33%のジメチルアセトアミド溶液を得た。なお、紡糸原液の濃度は1900mPaS(測定温度:30℃)であった。
【0078】
得られた紡糸原液を4つの細孔を有する紡糸口金より195℃のN
2気流中に吐出して乾式紡糸した。弾性繊維用処理剤をそれぞれオイリングローラーで、紡糸中の走行糸(弾性繊維本体)に対して6重量%付与した。従って、弾性繊維全体に対して弾性繊維用処理剤が5.66重量%付与された。その後、弾性繊維用処理剤で処理した弾性繊維をそれぞれ毎分500mの速度でボビンに巻取り、77dtexマルチフィラメントチーズ(巻き量450g)を得た。得られたチーズを用いて、上記評価方法によりそれぞれ評価した。
弾性繊維用処理剤に適用した組成を表2〜表9及び表11に示す。又、評価結果は、表10及び表12に示す。
【0079】
又、高温保管処理後の評価を行うものは、得られたチーズを50℃、80%RHの雰囲気中に15日間放置した後、20℃、45%RHの雰囲気中に48時間放置して評価に供した。
【0080】
【表2】
【0081】
【表3】
【0082】
【表4】
【0083】
【表5】
【0084】
【表6】
【0085】
【表7】
【0086】
【表8】
【0087】
【表9】
【0088】
【表10】
【0089】
【表11】
【0090】
【表12】
【0091】
表10から分かるように、実施例1〜29では、鉱物油、シリコーン油及びエステル油から選ばれる少なくとも1種のベース成分(A)と、脂肪酸金属塩(B)と、有機リン酸エステル(C)とを必須に含有し、脂肪酸金属塩(B)を構成する脂肪酸の平均分子量が150〜256である弾性繊維用処理剤を用いているので、高温保管後もスカムの発生が少なく、良好な制電性及び解舒性を有する。
一方、有機リン酸エステル(C)を含有しない場合(比較例1〜4)、脂肪酸金属塩(B)を含有しない場合(比較例5〜8)、脂肪酸金属塩を含有するが脂肪酸金属塩(B)を構成する脂肪酸の平均分子量が150〜256の範囲にない場合(比較例9〜20)には、本願の課題のいずれかが解決できていない。
発明が解決しようとする課題は、高温保管後もスカムの発生が少なく、良好な制電性及び解舒性を有する弾性繊維用処理剤と、高温保管後もスカムの発生が少なく、良好な制電性及び解舒性を有する弾性繊維とを提供することである。鉱物油、シリコーン油及びエステル油から選ばれる少なくとも1種のベース成分(A)と、脂肪酸金属塩(B)と、有機リン酸エステル(C)とを必須に含有し、前記脂肪酸金属塩(B)を構成する脂肪酸の平均分子量が150〜256である弾性繊維用処理剤であれば、上記課題を解決できる。