JP2009024320A - ポリウレタン系弾性糸およびそれを用いてなる伸縮性布帛 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】主構成成分がポリマージオール及びジイソシアネートであるポリウレタンからなり、アニオン性官能基を有する化合物の重合体を含有するポリウレタン系弾性糸である。主構成成分がポリマージオール及びジイソシアネートであるポリウレタンの溶液にアニオン性官能基を有する化合物の重合体を添加して紡糸することによってポリウレタン系弾性糸を製造する。
【選択図】なし
Description
しかし、このように顔料を含有させたポリウレタン系弾性糸の場合、優れた堅牢性は有するが、カラー数が限定され、非常にコストが高くなるため限られた用途にしか使用できなかった。
さらに別の従来技術として、例えば、カチオン染料可染型のポリエーテル・ポリエステルブロック共重合体弾性繊維を使用した繊維構造物が知られている。ポリエーテル・ポリエステルブロック共重合体弾性繊維は、ポリウレタン系弾性繊維と比較して原糸伸度が低く、耐熱性に劣るためほとんど使用されていない。(例えば、特許文献3参照)
このポリエーテル系ジオールとしては、具体的には、ポリエチレングリコール、変性ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール、ポリトリメチレンエーテルグリコール、ポリテトラメチレンエーテルグリコール(以下、PTMGと略す)、テトラヒドロフラン(以下、THFと略す)と3−メチル−THFの共重合体である変性PTMG、THFおよび2,3−ジメチル−THFの共重合体である変性PTMG、THFとネオペンチルグリコールの共重合体である変性PTMG、THFとエチレンオキサイド及び/又はプロピレンオキサイドが不規則に配列したランダム共重合体等が挙げられる。これらポリエーテル系ジオール類の1種を使用してもよいし、また2種以上混合もしくは共重合して使用してもよい。その中でもPTMGまたは変性PTMGが好ましい。
好ましい低分子量ジアミンとしては、例えば、エチレンジアミン、1,2−プロパンジアミン、1,3−プロパンジアミン、ヘキサメチレンジアミン、p−フェニレンジアミン、p−キシリレンジアミン、m−キシリレンジアミン、p,p’−メチレンジアニリン、1,3−シクロヘキシルジアミン、ヘキサヒドロメタフェニレンジアミン、2−メチルペンタメチレンジアミン、ビス(4−アミノフェニル)フォスフィンオキサイドなどが挙げられる。これらの中から1種または2種以上が使用されることも好ましい。特に好ましくはエチレンジアミンである。エチレンジアミンを用いることにより伸度および弾性回復性、さらに耐熱性に優れた糸を得ることができる。これらの鎖伸長剤に架橋構造を形成することのできるトリアミン化合物、例えば、ジエチレントリアミン等を本発明の効果を失わない程度に加えてもよい。
ポリウレタン系弾性糸を29ゲージ1口筒編機(ポリウレタン系弾性糸の回転送り出し装置付き)を用いて50%伸張状態で編成し、ポリウレタン系弾性糸100%からなる筒編地を作成した。サンプルの前後耳部はカチオン染料の染着がない東レ(株)製ナイロンフィラメント(78デシテックス24フィラメント)を用いて少量つないで編成し、ほつれないようにした。次いで、作成した筒編地を伸張させない状態で190℃、60秒で乾熱ヒートセットを実施した。続いて本筒編地を、浴比1:20、80℃、20分の条件で、精練剤(日華化学製“サンモール”(登録商標)WX24)を0.1重量%用いて精練を実施し、原糸油剤等を除去した。
精練後のサンプルを、容量300ccのステンレス製染色ポットに入れ、浴比1:20、110℃、60分の条件で、黒カチオン染料(ダイスター(株)製染料“アストラゾン”(登録商標)ブラックFDLリキッド)を5%owf使って(株)テクサム技研製ミニカラー染色機を用いて染色した。染浴には、酢酸0.025重量%、酢酸ソーダ0.025重量%を添加しpHを4.5付近にコントロールした。こうして染色された筒編地を水洗し遠心脱水機で絞った後、伸張させない状態で160℃、60秒で乾燥し、評価用筒編地を得た。この筒編地を平面状に折り、2枚重ねの状態で分光測色計(コニカミノルタ(株)製、型式CM−3600d)を使用して測色し、CIE1976L*a*b*表色系におけるL*値を測定し、測定数3回の平均値を測定結果とした。L*値は低い方が深色性が高く、濃く染色されていることを示す。なお、L*値が16以下の場合を◎(濃染性)とし、20以下の場合を○(染着性良)、20より大きい場合を×(染着性不良)と判定した。
JIS L―0848 A−2法に従って評価した。試験片の変退色を変退色用グレースケールを用いて判定した。
ポリウレタン系弾性糸を29ゲージ1口筒編機(ポリウレタン系弾性糸の回転送り出し装置付き)を用いて編成し、東レ(株)製カチオン可染性共重合ポリエステル系繊維(56デシテックス24フィラメント)とポリウレタン系弾性糸(50%伸長編み込み)からなるベアー天竺生地を作製した。次いで、作製した編地を伸張させない状態で190℃、60秒で乾熱ヒートセットを実施した。続いて本筒編地を、浴比1:20、80℃、20分の条件で、精練剤(日華化学製“サンモール”(登録商標)WX24)を0.1重量%用いて精練を実施し、原糸油剤等を除去した。続いて、精練後のサンプルを、容量300CCのステンレス製染色ポットに入れ、浴比1:20、110℃、60分の条件で、ブラック染料(ダイスター(株)製染料“アストラゾン”(登録商標)ブラックFDLリキッド)を5%owfを使って(株)テクサム技研製ミニカラー染色機を用いて染色した。染浴には、酢酸0.025重量%、酢酸ソーダ0.025重量%を添加しpHを4.5付近にコントロールした。染色された編地を水洗し遠心脱水機で絞った後、伸張させない状態で160℃、60秒で乾燥し、染着性評価用筒編地を得た。この染色された筒編地を引っ張った時に見えるポリウレタン系弾性糸の色目を判定した。カチオン可染性共重合ポリエステル系繊維との色相と近似の場合を◎(目剥き無し)とし、近い場合を○(許容できる目剥き)、色相の異なる場合を×(目剥き有り)と判定した。
まず、糸試料中のアニオン性官能基を有する化合物の重合体と糸試料中のポリウレタンを再沈殿法により分離した。まず、糸試料(A)1gにDMAc50mlを加え、糸を完全に溶解した後、エタノール100mlをゆっくりと加え、アニオン性官能基を有する化合物の重合体を沈殿分離させ、蒸発乾固した。一方、沈殿物を除去したポリウレタン溶液も蒸発乾固し、糸試料中のポリウレタンをDMAcから単離した。この再沈殿を3回繰り返した。沈殿物側より単離したアニオン性官能基を有する化合物の重合体を(B)、溶液側より単離したポリウレタンを(C)とする。
糸試料中のアニオン性官能基量(ミリモル/キログラム)=((Xs−γ)/β)×α
[実施例1]
分子量2900のPTMG、MDIおよびエチレングリコールからなるポリウレタン重合体(a1)のDMAc溶液(35重量%)を常法により重合し、ポリマ溶液A1とした。次に、アニオン性官能基を有する化合物の重合体として、以下の化学式(II)に示すフェノールスルホン酸と4,4‘−ジヒドロキシジフェニルスルホンのモル比20対80(含有モル濃度20%)のホルムアルデヒド縮重合体(b1)を用い、そのDMAc溶液を調製した。その調製には、水平ミルWILLY A.BACHOFEN社製DYNO−MIL KDLを用い、85%ジルコニアビーズを充填、50g/分の流速の条件で均一に微分散させて、アニオン性官能基を有する化合物の重合体のDMAc溶液B1(35重量%)とした。
また、得られたポリウレタン系弾性糸から定量したアニオン性官能基量は23ミリモル/キログラムであった。このポリウレタン系弾性糸の黒カチオン染料の染着性を評価した結果、極めて良好な染着性を示し、かつ洗濯堅牢度は変退色4級と良好な結果を得た。さらに外観品位を評価した結果、カチオン可染性共重合ポリエステル系繊維との色相と近似し、目剥き無しという判定であり、外観品位に優れたものであった。
分子量1800のPTMG、MDI、エチレンジアミン、および末端封鎖剤としてジエチルアミンからなるポリウレタンウレア重合体(a2)のDMAc溶液(35重量%)を常法により重合し、ポリマ溶液A2とした。次に、このDMAc溶液A2、実施例1で調製したアニオン性官能基を有する化合物の共重合体溶液B1を、それぞれ、98.5重量%、1.5重量%で均一に混合し、紡糸溶液C2とした。この紡糸溶液C2をゴデローラーと巻取機の速度比を1.20として600m/分の紡糸速度で乾式紡糸して巻取り、20デシテックス、2フィラメントのマルチフィラメント、アニオン性官能基を有する化合物の共重合体の含有量が1.5重量%であるポリウレタン系弾性糸(200g巻糸体)を作製した。
アニオン性官能基を有する化合物の重合体として化学式(III)に示すもの(b2)を用い、そのDMAc溶液を調製した。その調製には、水平ミルWILLY A.BACHOFEN社製DYNO−MIL KDLを用い、85%ジルコニアビーズを充填、50g/分の流速の条件で均一に微分散させて、アニオン性官能基を有する化合物の重合体のDMAc溶液B2(35重量%)とした。
アニオン性官能基を有する化合物の重合体として、以下の化学式(IV)に示すもの(b3)を用い、そのDMAc溶液を調製した。アニオン性官能基を有する化合物の重合体をb3とした以外は実施例3と同一の方法で20デシテックス、2フィラメントのマルチフィラメントであるポリウレタン系弾性糸(200g巻糸体)を作製した。
アニオン性官能基を有する化合物の重合体として、以下の化学式(V)に示すもの(b5)を用い、そのDMAc溶液を調製した。アニオン性官能基を有する化合物の重合体をb5とした以外は実施例3と同一の方法で20デシテックス、2フィラメントのマルチフィラメントであるポリウレタン系弾性糸(200g巻糸体)を作製した。
アニオン性官能基を有する化合物の重合体としての、上記官能基b5の含有量を少なくした以外は実施例5と同一の方法で20デシテックス、2フィラメントのマルチフィラメントであるポリウレタン系弾性糸(200g巻糸体)を作製した。
実施例1で調製したポリマ溶液A1を100%使用した紡糸溶液を用い、ゴデローラーと巻取機の速度比を1.40として540m/分の紡糸速度で乾式紡糸して巻取り、20デシテックス、モノフィラメントのポリウレタン系弾性糸を作製した。
実施例2で調製したポリマ溶液A2を100%使用した紡糸溶液を用い、ゴデローラーと巻取機の速度比を1.20として600m/分の紡糸速度で乾式紡糸して巻取り、20デシテックス、2フィラメントのマルチフィラメントであるポリウレタン系弾性糸を作製した。
実施例2で調製したポリマ溶液A2をベースポリマーとし、スルホン酸基を有する化合物の共重合体として、市販のナイロン用合成染料固着剤(オージー(株)製“ハイフィックス”(登録商標)GM、b4)を用い、そのDMAc溶液を調製した。それぞれ、97重量%、3重量%で均一に混合し、紡糸溶液C3とした。この紡糸溶液C3をゴデローラーと巻取機の速度比を1.20として600m/分の紡糸速度で乾式紡糸して巻取り、20デシテックス、2フィラメントのマルチフィラメント、アニオン性官能基を有する化合物の共重合体の含有量が3重量%であるポリウレタン系弾性糸(200g巻糸体)を作製した。
実施例2で調製したポリマ溶液A2をベースポリマーとし、アニオン性官能基を有する化合物の共重合体として、実施例5および実施例6で用いたb5を用い、そのDMAc溶液を調製した。それぞれ、99重量%、1重量%で均一に混合し、紡糸溶液C4とした。この紡糸溶液C4をゴデローラーと巻取機の速度比を1.20として600m/分の紡糸速度で乾式紡糸して巻取り、20デシテックス、2フィラメントのマルチフィラメント、アニオン性官能基を有する化合物の共重合体の含有量が1重量%であるポリウレタン系弾性糸(200g巻糸体)を作製した。
Claims (4)
- 原料の主構成成分がポリマージオール及びジイソシアネートであり、アニオン性官能基を有する化合物の重合体を含有し、黒カチオン染料で染色したときにL*≦20の染着性を示すことを特徴とするポリウレタン系弾性糸。(但し、L*は、CIE1976L*a*b*表色系による色濃度値を表す。)
- アニオン性官能基の含有量がポリウレタン系弾性糸中10ミリモル/キログラム以上200ミリモル/キログラム以下であることを特徴とする請求項1に記載のポリウレタン系弾性糸。
- アニオン性官能基がスルホン酸基であることを特徴とする請求項1に記載のポリウレタン系弾性糸。
- 請求項1〜3のいずれかに記載のポリウレタン系弾性糸とその他の繊維を混用してなることを特徴とする伸縮性布帛。
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