JP5627825B1 - 弾性繊維用処理剤及び弾性繊維 - Google Patents

Abstract

本発明の目的は、優れた解舒性を弾性繊維に付与することができ、弾性繊維のチーズを延伸加工する際にループの発生を抑制できる弾性繊維用処理剤及び該処理剤が付与された弾性繊維を提供することにある。本発明は、シリコーン油、鉱物油及びエステル油から選ばれる少なくとも１種のベース成分と、分子内に少なくとも２個のカルボキシル基を有するヒドロキシ酸とを含有する弾性繊維用処理剤、及び該処理剤が付与された弾性繊維である。

Description

本発明は、弾性繊維を製造する際に用いられる弾性繊維用処理剤および該処理剤が付与された弾性繊維に関する。

弾性繊維は、紡糸工程において、処理剤を付与した後、チーズ形状に巻き取られ、捲糸体（以下、チーズということもある）となる。弾性繊維は、粘弾性を有するために膠着し易い繊維である。特に捲糸体の内層部においては、巻き取り時にかかる圧力により膠着が経時的に進行する。そのため、弾性繊維捲糸体を使用する際、解舒不良となり糸切れを引き起こす。この解舒不良を改良するために、種々の弾性繊維用処理剤が開発されている。

例えば、特許文献１にはアミノ変性シリコーンを配合した弾性繊維用処理剤が記載されている。特許文献２には、カルビノール変性シリコーン（ポリシロキサン）を含有する弾性繊維用処理剤が記載されている。特許文献３には、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、アミノ変性シリコーン、メルカプト変性シリコーン、フッ素変性シリコーンを少なくとも１種含有する弾性繊維用処理剤が記載されている。特許文献４には、シリコーンレジン（ＭＱレジン）を含有する弾性繊維用処理剤が記載されている。特許文献５には、シリコーン樹脂および／または有機リン酸エステル塩を含有する弾性繊維用処理剤が記載されている。

日本国特開昭６１−９７４７１号公報 日本国特開平１０−２９８８７２号公報 日本国特開平１１−０６１６５１号公報 日本国特開平０９−０７８４６０号公報 日本国特開２００４−１６２１８７号公報

弾性繊維は繊維自体が伸縮するという独特の性質を持っている。そのため、繊維の捲糸体を後加工工程にかける際、糸を送り出し速度よりも速い速度で引き出しを行い、フィラメントを延伸した状態で行う場合が多い。上記のような従来の弾性繊維処理剤を用いた場合、この延伸により、本来チーズから引き出されるべきフィラメントよりも内層に位置するフィラメントが同時に引き出されてしまうループ現象が発生してしまい、それによって糸切れ等を引き起こすことがあった。そのため、後加工の作業性や布品位の低下等を引起す場合があった。

本発明の目的は、優れた解舒性を弾性繊維に付与することができ、弾性繊維のチーズを延伸加工する際にループの発生を抑制できる弾性繊維用処理剤及び該処理剤が付与された弾性繊維を提供することにある。

本発明者らは鋭意研究を重ねた結果、ベース成分と特定のヒドロキシ酸を含有する弾性繊維用処理剤であれば、上記課題を解決することを見出し、本発明に到達した。

すなわち、本発明は、シリコーン油、鉱物油及びエステル油から選ばれる少なくとも１種のベース成分と、分子内に少なくとも２個のカルボキシル基を有するヒドロキシ酸とを含有する、弾性繊維用処理剤である。

処理剤全体に占める前記ベース成分の重量割合は、６０〜９９．９重量％であることが好ましい。
前記ヒドロキシ酸は、分子内に１〜３個のヒドロキシ基を有する化合物であることが好ましい。

本発明の弾性繊維用処理剤は、アミノ基を有する化合物をさらに含有することが好ましい。
前記アミノ基は、１級アミノ基及び／又は２級アミノ基であることが好ましい。
前記ヒドロキシ酸が有するカルボキシル基と前記アミノ基を有する化合物が有するアミノ基とのモル比（カルボキシル基／アミノ基）は、２０／１〜１／２０であることが好ましい。

また本発明の弾性繊維用処理剤は、エステル変性シリコーン、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、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及び高級脂肪酸金属塩から選ばれる少なくとも一種をさらに含有することが好ましい。

本発明の弾性繊維は、繊維本体に、上記の弾性繊維用処理剤が付与されたものである。

本発明の弾性繊維用処理剤は、優れた解舒性を弾性繊維に付与することができ、弾性繊維のチーズを延伸加工する際にループの発生を抑制することができる。本発明の弾性繊維は、本発明の弾性繊維用処理剤が付与されているので、優れた解舒性を有し、弾性繊維のチーズを延伸加工する際にループの発生が抑制される。

ループ発生頻度の測定方法を説明する模式図。 解舒速度比の測定方法を説明する模式図。

〔弾性繊維用処理剤〕
本発明は、弾性繊維を製造する際に用いられる処理剤である。本発明の弾性繊維用処理剤は、ベース成分と特定のヒドロキシ酸を含有するものである。以下、詳細に説明する。

ベース成分は、シリコーン油、鉱物油及びエステル油から選ばれる少なくとも１種である。
シリコーン油としては、特に限定はないが、たとえば、ポリジメチルシロキサン、ポリアルキルシロキサン、ポリアルキルフェニルシロキサン等を挙げることができる。シリコーン油は、１種又は２種以上を使用してもよい。

シリコーン油の３０℃における粘度は、好ましくは２〜１００ｍｍ^２／ｓ、より好ましくは５〜５０ｍｍ^２／ｓ、さらに好ましくは５〜２０ｍｍ^２／ｓである。該粘度が２ｍｍ^２／ｓよりも低いとシリコーン油が揮発する場合があり、１００ｍｍ^２／ｓよりも高いと、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。

シリコーン油の数平均分子量は、４００以上が好ましく、６００〜４０００がより好ましく、７００〜３０００がさらに好ましい。

シリコーン油のシロキサン結合（ＳｉＯＲ^２Ｒ^３：Ｒ^２、Ｒ^３は、それぞれ独立して、有機基を示す）の結合量は、１０〜５５が好ましく、１２〜４５がより好ましく、１４〜４０がさらに好ましい。Ｒ^２、Ｒ^３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。

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る。これらの中でも、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。鉱物油は、１種又は２種以上を使用してもよい。

鉱物油の３０℃における粘度は、好ましくは３０〜３５０秒、より好ましくは４０〜２００秒、さらに好ましくは５０〜１００秒である。鉱物油の粘度が３０秒よりも低いと、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秒よりも高い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。

エステル油としては、特に限定はないが、カルボン酸とアルコールとのエステル、より詳細には、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等を挙げることができる。エステル油としては、たとえば、下記から選ばれるカルボン酸とアルコールとから製造されるエステルを例示できるが、下記カルボン酸やアルコールを原料としないエステルであってもよい。エステル油は、１種又は２種以上を使用してもよい。なお、ここでいうカルボン酸とは、分子内にヒドロキシ基を有しない化合物をいう。

カルボン酸は、その炭素数、分岐の有無、価数等について特に制限はなく、高級脂肪酸であってもよく、環状の脂肪酸であってもよく、芳香族環を含有するカルボン酸であっても良い。１価カルボン酸としては、たとえば、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、イソステアリン酸、オレイン酸、バクセン酸、リノール酸、リノレン酸、アラキジン酸、ベヘニン酸、リグノセレン酸、セチロン酸、安息香酸、ナフタレンカルボン酸等が挙げられる。多価カルボン酸としては、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、セバチン酸、フマル酸、フタル酸、トリメリット酸、ピロメリット酸等が挙げられる。

アルコールは、その炭素数、分岐の有無、価数等について特に制限はなく、高級アルコールであっても、環状のアルコールであっても、芳香族環を含有するアルコールであっても良い。一価アルコールとしては、たとえば、オクチルアルコール、２−エチルヘキシルアルコール、デシルアルコール、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、ミリスチリルアルコール、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、セチルアルコール、ステアリルアルコール、イソステアリルアルコール、オレイルアルコール、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、ベンジルアルコール、２−フェニルエタノール、１−フェニルエタノール、２−フェニル−１−プロパノール、フェノール、クレゾール、ナフトール、オクチルフェノール、ノニルフェノール、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。多価アルコールとしては、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、ブチレングリコール、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、トリメチロールプロパン、ペンタエリストール、ソルビトール、ソルビタン等が挙げられる。

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、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。

エステル油の２５℃における粘度は、５ｍｍ^２／ｓ以上が好ましく、５〜５０ｍｍ^２／ｓがより好ましく、５〜３０ｍｍ^２／ｓがさらに好ましい。粘度（２５℃）が５ｍｍ^２／ｓ未満であると、糸を膨潤させることがあり、好ましくない。

また、弾性繊維と弾性繊維用処理剤の親和性が向上し、弾性繊維用処理剤の捲糸体からの滲み出しや工程における飛散が抑制されることから、ベース成分は、シリコーン油の平滑性能、膠着防止性能を損なわない範囲で、シリコーン油と鉱物油及び／又はエステル油とを併用することが好ましく、シリコーン油と鉱物油とを併用することがさらに好ましい。この場合、ベース成分におけるシリコーン油（Ｉ）と、鉱物油及び／又はエステル油からなる成分（II）の重量割合（Ｉ／II）は、３０／７０〜９５／５が好ましく、５０／５０〜９５／５がさらに好ましい。

弾性繊維用処理剤全体に占めるベース成分の重量割合は、処理剤を使用する際の流動性を維持するという観点から、好ましくは６０〜９９．９重量％、より好ましくは７０〜９９．８重量％が好ましく、さらに好ましくは８０〜９９．５重量％、最も好ましくは９０〜９９重量％である。

本発明の弾性繊維用処理剤は、上記ベース成分に加え、さらに、分子内に少なくとも２個のカルボキシル基を有するヒドロキシ酸（以下、単にヒドロキシ酸ということがある）を必須に含有する。分子内に１個のカルボキシル基を有するヒドロキシ酸を用いた場合、糸への相互作用が小さいために目的の効果を得ることができず、ヒドロキシ酸の添加による有用な効果が発現されない。ヒドロキシ酸は、１種又は２種以上を使用してもよい。

ヒドロキシ酸は、分子内に１個以上のヒドロキシ基と２個以上のカルボキシル基を有する化合物であれば、その炭素数、分岐の有無、価数等について特に制限はないが、少量の添加量で有用な効果を得るという点から、下記が好ましい。

ヒドロキシ酸の炭素数は、好ましくは３〜２０、より好ましくは３〜１５、さらに好ましくは３〜１０である。ヒドロキシ酸のカルボキシル基の数は、好ましくは２〜１０、より好ましくは２〜８、さらに好ましくは２〜５である。

ヒドロキシ酸のヒドロキシ基の数が多いと親水性が大きくなりすぎ、ベース成分中における安定性が低下する場合があるという点から、ヒドロキシ酸のヒドロキシ基の数は、好ましくは１〜１０が好ましく、より好ましくは１〜５、さらに好ましくは１〜３である。

ヒドロキシ酸としては、ヒドロキシマロン酸、リンゴ酸、酒石酸、クエン酸、イソクエン酸、グルカル酸、ガラクタル酸、ヒドロキシフタル酸、ヒドロキシイソフタル酸等が挙げられる。これらの中でも、ヒドロキシマロン酸、リンゴ酸、酒石酸、クエン酸、イソクエン酸、ヒドロキシフタル酸、ヒドロキシイソフタル酸が好ましく、ヒドロキシマロン酸、リンゴ酸、酒石酸、クエン酸、ヒドロキシフタル酸がさらに好ましい。

処理剤中のヒドロキシ酸の状態については、特に限定はなく、系内に溶解していてもよく、個体として分散されていてもよく、一部が溶解し一部が個体として分散されていてもよく、処理剤中に含まれる他の成分と塩となっていてもよい。

弾性繊維用処理剤全体に占めるヒドロキシ酸の重量割合は、特に制限は無いが、経済性の観点から、好ましくは０．０００１〜１５重量％、より好ましくは０．００１〜１３重量％が好ましく、さらに好ましくは０．０１〜１０重量％である。

本発明の弾性繊維用処理剤は、ベース成分中においてヒドロキシ酸を安定に存在させることができるという点から、アミノ基を有する化合物を含有することが好ましい。アミノ基を有する化合物は、１種又は２種以上を使用してもよい。アミノ基としては、１級アミノ基（−ＮＨ_２）、モノ置換アミノ基である２級アミノ基、ジ置換アミノ基である３級アミノ基のいずれであってもよい。また、アミノ基を有する化合物は、分子内に２つ以上のアミノ基を有していてもよい。また、窒素原子に結合する水素原子が炭素原子に置換されている割合が高い程、ヒドロキシ酸を安定に存在させる効果が小さくなるという点から、アミノ基は、１級アミノ基及び／又は２級アミノ基であることが好ましい。

アミノ基を有する化合物としては、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、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、アミノ変性シリコーン等が例示できる。

アミノ変性シリコーンの構造は特に限定されるものではなく、アミノ基を有するアミノ変性基は、主鎖であるシリコーンの側鎖と結合していてもよいし、末端と結合していてもよいし、また両方と結合していてもよい。また、そのアミノ変性基は、モノアミン型であってもポリアミン型であってもよく、アミノ変性シリコーン１分子中に両者が併存していてもよい。アミノ変性シリコーンのアミン価については、特に限定はないが、好ましくは０．１〜２００（ＫＯＨｍｇ／ｇ）、さらに好ましくは０．５〜１５０（ＫＯＨｍｇ／ｇ）、特に好ましくは１〜１００（ＫＯＨｍｇ／ｇ）、最も好ましくは１〜５０（ＫＯＨｍｇ／ｇ）である。アミノ変性基としては、特に限定はないが、例えば、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が挙げられる。アミノ変性シリコーンは、１種または２種以上を使用してもよい。

処理剤中のアミノ基を有する化合物の状態については、特に限定は無く、系内に溶解していてもよく、個体として分散されていてもよく、一部が溶解し一部が個体として分散されていてもよく、他の成分と塩を形成していてもよい。

弾性繊維用処理剤全体に占めるアミノ基を有する化合物の重量割合は、特に制限は無いが、経済性の観点から、好ましくは０．０００１〜１５重量％、より好ましくは０．００１〜１３重量％が好ましく、さらに好ましくは０．０１〜１０重量％である。

本発明の弾性繊維用処理剤がアミノ基を有する化合物を含有する場合、本発明の効果をより発揮させる点から、ヒドロキシ酸とアミノ基を有する化合物の重量割合（ヒドロキシ酸／アミノ基を有する化合物）は、１／４００〜５０／１が好ましく、１／２００〜３０／１がより好ましく、１／１００〜２０／１がさらに好ましい。

本発明の弾性繊維用処理剤がアミノ基を有する化合物を含有する場合、本発明の効果をより発揮させる点から、処理剤中のヒドロキシ酸が有するカルボキシル基とアミノ基を有する化合物が有するアミノ基のモル比（カルボキシル基／アミノ基）は、好ましくは２０／１〜１／２０、より好ましくは１０／１〜１／１０、さらに好ましくは５／１〜１／５である。

本発明の弾性繊維用処理剤は、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、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及び高級脂肪酸金属塩から選ばれる少なくとも一種の成分（Ａ）をさらに含有してもよい。成分（Ａ）は、１種または２種以上を使用してもよい。

成分（Ａ）を含有する場合、弾性繊維用処理剤全体に占める成分（Ａ）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。

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。

上記の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、

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。

シリコーンレジンとしては、たとえば、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。

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。

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。

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。

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。

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。

高級脂肪酸金属塩としては、炭素数８〜２２の脂肪酸の２価又は３価の金属塩を挙げることができる。高級脂肪酸金属塩としては、例えば、ラウリン酸カルシウム、パルミチン酸カルシウム、ミリスチン酸バリウム、パルミチン酸マグネシウム、ラウリン酸マグネシウム、ステアリン酸マグネシウム、２−エチルヘキシル酸マグネシウム、ベヘニン酸亜鉛、トリベヘニン酸アルミニウム、ステアリン酸カルシウム、２−エチルヘキシル酸カルシウム、ステアリン酸アルミニウム、パルミチン酸アルミニウム、ステアリン酸バリウム、カプリン酸亜鉛、ステアリン酸亜鉛等を挙げることができる。

高級脂肪酸金属塩の平均粒子径について、特に限定はないが、０．０１〜５μｍが好ましく、０．０２〜３μｍがさらに好ましく、０．０５〜２μｍが特に好ましい。高級脂肪酸金属塩の平均粒子径が０．０１μｍ未満であると、添加による効果が見られないことがある。一方、高級脂肪酸金属塩の平均粒子径が５μｍ超であると、繊維表面から脱落しやすく、紡糸後の工程でスカムの原因となる場合がある。なお、平均粒子径は、粒度分布測定装置（堀場製作所製ＬＡ−９１０）のバッチセルを使用して、屈折率を１．０２に設定して、体積基準の平均粒子径を測定した。

高級脂肪酸金属塩の形状について、特に限定はないが、針状が好ましい。高級脂肪酸金属塩の形状が針状の場合、その縦方向と横方向との比は、解舒性の観点から、１０：１〜２：１が好ましく、８：１〜３：１がさらに好ましい。

本発明の弾性繊維用処理剤は、本発明の効果を阻害しない範囲で、ノニオン界面活性剤、アニオン界面活性剤等の界面活性剤を含有してもよい。弾性繊維用処理剤全体に占める界面活性剤の重量割合は、０．０１〜２０重量％が好ましく、０．１〜１５重量％がより好ましく、０．５〜１０重量％がさらに好ましい。

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。

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、アルキルリン酸、ポリオキシエチレンアルキルエーテルリン酸、また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、炭素数６〜２２のアルキル基を有するアルキルリン酸、炭素数６〜２２のアルキル基を有するアルキルリン酸のアルカリ金属塩及び／またはアルカリ土類金属塩、炭素数が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リン酸、炭素数が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リン酸のアルカリ金属塩及び／又はアルアリ土類金属塩等が挙げられる。

また、本発明の弾性繊維用処理剤は、つなぎ剤、制電剤、酸化防止剤、紫外線吸収剤等の弾性繊維の処理剤として通常用いられる成分を含有していてもよい。上記で説明したベース成分、ヒドロキシ酸、アミノ基を有する化合物及び成分（Ａ）以外の成分（以下、その他成分ということがある。）は、１種または２種以上を使用してもよい。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、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、通常０．０１〜１５重量％が好ましい。

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、さらに好ましくは５〜２０ｍｍ^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。

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。また、本発明の弾性繊維用処理剤が高級脂肪酸金属塩を含有する場合、既に粉砕された高級脂肪酸金属塩をベース成分等と混合して製造してもよく、ベース成分等に高級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、ジェットミル、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。

〔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。

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。

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。

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。

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、０．０１〜５重量％が好ましく、０．１〜２重量％がさらに好ましい。

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。

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。

〔ループ評価法〕
図１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（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＝１／４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。この状態で糸が４倍の状態で引き延ばされながら解舒していることとなる。この状態でチーズ（１）から解舒される糸（５）の状態を確認する。ループの発生するチーズでは解舒されている糸よりも内層側に位置する糸が、解舒される糸（５）につられて引き出され、ループ（６）となって確認される。このループ（６）の発生頻度を測定する。

ループ評価を下記の基準で評価した。
◎：ループ２０回／分未満（実際の後加工においてループ発生による糸切れ問題がなく、良好である。）
○：ループ２０回／分以上、５０回／分未満（使用条件の調整により問題なく使用できる。）
△：ループ５０回／分以上、８０回／分未満（ループによる糸切れ発生の可能性があり、操業性に問題がある。）
×：ループ ８０回／分以上（ループの発生により糸切れが発生する為、操業性に非常に問題がある。）

〔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、巻き取り側紙管（８）をセットする。巻取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ため解舒点（１２）は図２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。解舒速度比は下記式（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。
解舒速度比（％）＝（（巻取速度−解舒速度）／解舒速度）×１００ （１）

解舒速度比を下記の基準で評価した。
◎：解舒性１００％未満（安定に解舒ができ、非常に良好である。）
○：解舒性１００％以上１２０％未満（使用条件の調整により問題無く使用できる。）
△：解舒性１２０％以上１５０％未満（糸切れ等の発生がややあり、操業性に問題がある。）
×：解舒性１５０％以上（膠着により糸切れ等が多発し、操業性に非常に問題がある。）

（実施例１〜３４、比較例１〜９）
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ホルム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％のジメチルホルムアミド溶液を得た。なお、紡糸原液の粘度は１９００ｍＰａＳ（測定温度：３０℃）であった。

次に、表１〜５に記載の各成分を混合した後に２０〜４０℃で６０分間撹拌し、実施例１〜３４及び比較例１〜９の弾性繊維処理剤をそれぞれ得た。
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モノフィラメントチーズ（巻き量４００ｇ）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。その結果を表６、７に示す。

表１〜表５において、それぞれの成分は下記の通りである。
ａ−１：流動パラフィン ４０秒、ａ−２：流動パラフィン ６０秒。
ｂ−１：ジメチルシリコーン １０ｍｍ２／ｓ、ｂ−２：ジメチルシリコーン ２０ｍｍ２／ｓ。
ｃ−１：ミリスチン酸イソプロピル、ｃ−２：パルミチン酸イソステアリル。
ｄ−１：リンゴ酸、ｄ−２：ヒドロキシマロン酸、ｄ−３：クエン酸、ｄ−４：酒石酸。

ｅ−１：リンゴ酸を３８．６重量％とミリスチルアミンを６１．４重量％とし、混合したもの。ｅ−２：ヒドロキシフマル酸を４．３重量％とオレイルアミンを９５．７重量％とし、混合したもの。ｅ−３：クエン酸を４２．１重量％とオレイルアミンを５７．９重量％とし、混合したもの。ｅ−４：酒石酸を９２．１重量％とミリスチルアミンを７．９重量％とし、混合したもの。ｅ−５：ヒドロキシフマル酸を３６．４重量％とジエタノールアミンを６３．６重量％とし、混合したもの。ｅ−６：リンゴ酸を３７．０重量％とラウリルエタノールアミンを６３．０重量％とし、混合したもの。ｅ−７：クエン酸を０．３重量％とアミノ変性シリコーンIを９９．７重量％とし、混合したもの。ｅ−８：酒石酸を７４．４重量％とジブチルアミンを２５．６重量％とし、混合したもの。ｅ−９：ヒドロキシフマル酸を６．１重量％とラウリルアミンを９３．９重量％とし、混合したもの。ｅ−１０：クエン酸を１０．９重量％とジエタノールアミンを８９．１重量％とし、混合したもの。ｅ−１１：ヒドロキシフマル酸を９．０重量％とアミノ変性シリコーンIIを９１．０重量％とし、混合したもの。ｅ−１２：酒石酸を９７．０重量％とラウリルエタノールアミンを３．０重量％とし、混合したもの。ｅ−１３：リンゴ酸を４．０重量％とオレイルプロピレンジアミンを９６．０重量％とし、混合したもの。ｅ−１４：クエン酸を４０．９重量％とラウリルアミンを５９．１重量％とし、混合したもの。ｅ−１５：リンゴ酸を９．４重量％とジブチルアミンを９０．６重量％とし、混合したもの。ｅ−１６：酒石酸を１８．８重量％とオレイルプロピレンジアミンを８１．２重量％とし、混合したもの。
ｅ−１７：リンゴ酸を２０．１重量％とオレイルアミンを７９．９重量％とし、混合したもの。
ｅ−１８：クエン酸を１．１重量％とアミノ変性シリコーンIIIを９８．９重量％とし、混合したもの。
ｅ−１９：酒石酸を２８．９重量％とラウリルアミンを７１．１重量％とし、混合したもの。
ｅ−２０：クエン酸を１５．４重量％とジラウリルアミンを８４．６重量％とし、混合したもの。
ｅ−２１：リンゴ酸を１６．０重量％とジラウリルアミンを８４．０重量％とし、混合したもの。

ｆ−１：アルキル変性シリコーン、ｆ−２：カルビノール変性シリコーン、ｆ−３：ポリエーテル変性シリコーン、ｆ−４：オルガノポリシロキサン樹脂、ｆ−５：ラウリン酸カルシウム、ｆ−６：ステアリン酸マグネシウム。
ｇ−１：マロン酸、ｇ−２：トリメリット酸、ｇ−３：乳酸、ｇ−４：イソステアリン酸。
ｈ−１：マロン酸を６．１重量％とオレイルアミンを９３．９重量％とし、混合したもの。ｈ−２：トリメリット酸を３０．６重量％とオレイルアミンを６９．４重量％とし、混合したもの。ｈ−３：乳酸を３６．４重量％とジエタノールアミンを６３．６重量％とし、混合したもの。ｈ−４：イソステアリン酸を９３．０重量％とジエタノールアミンを６．９重量％とし、混合したもの。

変性シリコーン及びオルガノポリシロキサン樹脂の詳細は下記の通りである。
アミノ変性シリコーンI：側鎖アミノ変性型、アミン価３７ＫＯＨｍｇ／ｇ、８００ｍｍ^２／ｓ（２５℃）。アミノ変性シリコーンII：側鎖アミノ変性型、アミン価１ＫＯＨｍｇ／ｇ、１５０００ｍｍ^２／ｓ（２５℃）。アミノ変性シリコーンIII：側鎖アミノ変性型、アミン価１０ＫＯＨｍｇ／ｇ、１００ｍｍ^２／ｓ（２５℃）。アルキル変性シリコーン：側鎖アルキル変性型、２５ｍｍ^２／ｓ（２５℃）。カルビノール変性シリコーン：側鎖カルビノール変性型、水酸基価６２ＫＯＨｍｇ／ｇ、４５ｍｍ^２／ｓ（２５℃）。ポリエーテル変性シリコーン：側鎖ポリエーテル変性型、１００ｍｍ^２／ｓ（２５℃）。オルガノポリシロキサン樹脂：ＭＱシリコーンレジン型、４００ｍｍ^２／ｓ（２５℃）。

表６、７からわかるように、本発明の弾性繊維用処理剤を用いた実施例は、比較例と比べて、解舒性に優れ、ループの発生が抑制されている。

本発明の処理剤は、弾性繊維を製造する時に、好適に使用される。本発明の弾性繊維は、伸縮性が必要とされる製品等に使用される。

１ チーズ
２ 巻き取り用紙管
３ ローラー
４ ローラー
５ 走行糸条
６ ループ
７ チーズ
８ 巻き取り用紙管
９ ローラー
１０ ローラー
１１ 走行糸条
１２ 解舒点
１３ チーズとローラーの接点

Claims (8)

1. シリコーン油、鉱物油及びエステル油から選ばれる少なくとも１種のベース成分と、分子内に少なくとも２個のカルボキシル基を有するヒドロキシ酸とを含有する、弾性繊維用処理剤。
2. 処理剤全体に占める前記ベース成分の重量割合が、６０〜９９．９重量％である、請求項１に記載の弾性繊維用処理剤。
3. 前記ヒドロキシ酸が、分子内に１〜３個のヒドロキシ基を有する化合物である、請求項１又は２に弾性繊維用処理剤。
4. アミノ基を有する化合物をさらに含有する、請求項１〜３のいずれかに記載の弾性繊維用処理剤。
5. 前記アミノ基が、１級アミノ基及び／又は２級アミノ基である、請求項４に記載の弾性繊維用処理剤。
6. 前記ヒドロキシ酸が有するカルボキシル基と前記アミノ基を有する化合物が有するアミノ基とのモル比（カルボキシル基／アミノ基）が２０／１〜１／２０である、請求項４又は５に記載の弾性繊維用処理剤。
7. エステル変性シリコーン、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、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及び高級脂肪酸金属塩から選ばれる少なくとも一種をさらに含有する、請求項１〜６のいずれかに記載の弾性繊維用処理剤。
8. 弾性繊維本体に、請求項１〜７のいずれに記載されている弾性繊維用処理剤が付与された、弾性繊維。

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