JP2014507508A - エラストマー樹脂、その繊維および布、ならびにそれらの使用 - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、繊維、布、およびさまざまな物品の調製に使用しうるエラストマー樹脂を提供する。本樹脂は、(i)ジカルボン酸と、少なくとも2つのアルキレングリコール(またはジオール)のブレンドであって、該アルキレングリコールのうちの2つが少なくとも20パーセントは異なる数平均分子量を有するブレンドとから誘導される、ヒドロキシル末端ポリエステル中間体;(ii)ジイソシアネート;および(iii)線状アルキレングリコール鎖延長剤を反応させることによって調製しうる。
本発明の弾性樹脂は、繊維、フィルム、ホースまたは他の任意の押出品に加工しうる。
(i)アジピン酸と、1,4−ブタンジオールおよび1,6−ヘキサンジオールの50/50モル混合物(50/50 molar mixture)とから誘導される、75.5重量部のポリエステルポリオール(ここで、ポリオールはバッチ反応器中、約125℃の反応温度で調製された後、減圧乾燥され、ポリオールは約2500の数平均分子量(Mn)を有する);(ii)20重量部のMDI;および(iii)鎖延長剤として4.5重量部の1,4−ブタンジオールを連続反応器中で反応させることにより、9個の実施例樹脂のセットを製造する。連続反応中に、0.08重量部の潤滑剤パッケージを加える。このパッケージは、Acrawax CビーズとGlycolube VLとの90/10重量混合物からなる。所望の重量平均分子量(Mw)(>600,000)のエラストマーが得られるまで、ポリマーを反応させる。
90重量部のエラストマー樹脂を反応押出機に10重量部のHyperlast 5196(1500の数平均分子量を有するイソシアネート末端ポリエーテル)と共に加えることにより、実施例セット1で述べたエラストマー樹脂を、40デニール繊維(実施例2−1)、70デニール繊維(実施例2−2)および140D繊維(実施例2−3)に溶融紡糸する。所望のデニール繊維を与えるように選択された紡糸ノズルにポリマー溶融物を通す従来の溶融紡糸プロセスを使用する。ストランドは、ノズルから空中にストランドとして出て、そこで、ストランドは冷却によって固化した後、巻取り装置で繊維を巻き取ることによって集められる。所望の重量平均分子量(>700,000)が得られるまで、繊維を硬化させる。
実施例セット1の実施例について述べたエラストマー樹脂調合物を、その加工特徴を評価するために、反応押出機中で加工する。この押出品質試験手順では、樹脂を押出フィルム試験部材に加工する。オーバーヘッドプロジェクターを通してフィルム試験部材を見ているカメラからのビデオ画像を、画像解析システムが解釈する。このシステムは、試験部材の画像を解析して、試験部材における欠損を同定し、計数する。このシステムによって検出されうる欠損の公称サイズは80〜500ミクロンである。
実施例セット2の40デニール繊維(実施例2−1)と、同じデニールの市販繊維とを試験して、それらの耐アルカリ性を評価する。被験繊維をTeflonTMカードの周りに180回巻き付ける。試験される各繊維材料について4つの別個の試験部材を調製する。巻いた後、繊維端を各試験部材に固定し、その結果得られた試験部材を、4重量%漂白剤(ChloroxTM漂白剤)および0.2重量%アニオン洗浄剤(TideTM洗浄剤)である溶液に沈める。試験中は溶液を70℃に保つ。試験部材を30分間、60分間、120分間および240分間の曝露後に取り出す。溶液から一旦取り出したら、部材を脱イオン水で洗浄してから、約12時間、風乾する。この乾燥期間後に、各部材を試験する。曝露した繊維から5cm長のサンプルを取り出し、上部にロードセルを有しクロスヘッドが下降する構成の張力計を使って、その物理的性質を試験することにより、部材を試験する。クロスヘッドは100mm/分で動いている。溶液に曝露していない繊維のサンプルもベースラインとして試験する。テナシティ(デニールあたりのグラム数で測定される)の差を測定する。これは繊維の耐アルカリ性を示す。繊維のテナシティに及ぼす影響が小さいほど、その耐アルカリ性は良い。耐アルカリ性試験からの結果を下記の表に要約する。
2−この試験に含めた比較用繊維は、INVISTATMによって販売されている市販の40デニール繊維40D LYCRATM162Cである。
実施例セット2の140デニール繊維(実施例2−3)、実施例セット2の70デニール繊維(実施例2−2)および市販の70デニール繊維を試験して、それらの耐苛性(caustic resistance)を評価する。被験繊維をTeflonTMカードの周りに180回巻き付ける。試験される各繊維材料について4つの別個の試験部材を調製する。巻いた後、繊維端を各試験部材に固定し、その結果得られた試験部材を、3重量%苛性アルカリ(NaOH)である溶液に沈める。90分間の曝露期間、その溶液を100℃に保つ。溶液から一旦取り出したら、部材を脱イオン水で洗浄してから、約12時間、風乾する。この乾燥期間後に、各部材を試験する。曝露した繊維から5cm長のサンプルを取り出し、上部にロードセルを有しクロスヘッドが下降する構成の張力計を使って、その物理的性質を試験することによって、部材を試験する。試験は、5サイクルの300%までの伸長と、破断するまでの6サイクル目の伸長である。クロスヘッドは100mm/分で動いている。張力計試験ソフトウェアは、負荷引張時の100%、150%、200%、および300%の伸びにおけるgf/den(グラム重量/デニール)を測定する。無負荷引張時の200%、150%、および100%におけるgf/denも測定する。負荷および無負荷引張はどちらも、1サイクル目および5サイクル目に測定する。記録される他の値は最大負荷(gf/den)、最大負荷時の伸び(%)、破断点負荷(gf/den)、および破断点伸び(%)である。測定される最終的な値は、1サイクル目および5サイクル目における残留歪率(set)(%)である。残留歪率(%)は、無負荷引張時に負荷が0に達した時点における長さから元の長さを引き、それを元の長さで割ったものである(すなわち6−5/5=20%)。下記の表に、テナシティと5サイクル目のモジュラスの結果を要約する。溶液に曝露されていない繊維のサンプルもベースラインとして試験する。テナシティ(デニールあたりのグラム数で測定される)の差を測定する。これは繊維の耐苛性を示す。繊維のテナシティに及ぼす影響が小さいほど、その耐苛性は良い。
数種類の実施例布を調製し、試験することで、布がどの程度のバランスであるかを決定する。布のバランスは、それを製造するために使用される繊維の組合せと組成の両方、ならびに布自体の構造に依存する。布は、しばしば、存在する繊維の混合に関係するその含有率、およびその構造に関係するその重量に言及することによって記述される。ここでの実施例は、同じ一般タイプの構造を有すると考えられ、各サンプルセット内で、本発明サンプルは、比較例の重量と合致し、したがって意味のある比較が可能になるように調製されたものである。
Claims (19)
- (i)ジカルボン酸と、少なくとも2つのアルキレングリコールのブレンドであって、該アルキレングリコールのうちの2つが少なくとも20パーセントは異なる数平均分子量を有するブレンドとから誘導される、ヒドロキシル末端ポリエステル中間体;
(ii)ジイソシアネート、および
(iii)線状アルキレングリコール鎖延長剤
を反応させることによって調製され、結果として生じる樹脂が、少なくとも600,000の重量平均分子量を有する、エラストマー樹脂。 - 成分(i)がアジピン酸を含むカルボン酸から誘導される、請求項1の樹脂。
- 成分(i)が、1,4−ブタンジオールと1,6−ヘキサンジオールの、モルベースで25:75〜75:25混合物から誘導される、請求項1または2の樹脂。
- 成分(ii)がメチレンジフェニルジイソシアネートを含む、請求項1〜3のいずれかの樹脂。
- 成分(iii)が、1,4−ブタンジオール、1,6−ヘキサンジオール、またはそれらの組合せを含む、請求項1〜4のいずれかの樹脂。
- 請求項1〜5のいずれかの樹脂から製造された溶融紡糸繊維、フィルム、またはホースであって、樹脂をさらに、
(iv)ポリアルキレンエーテルグリコールとジイソシアネートとの反応生成物を含む剤
と反応させ、
該繊維、フィルム、またはホースが少なくとも700,000の重量平均分子量を有する、溶融紡糸繊維、フィルム、またはホース。 - 成分(iv)がポリテトラメチレンエーテルグリコールを含むポリアルキレンエーテルグリコールから誘導される、請求項6の繊維、フィルム、またはホース。
- 成分(iv)がメチレンジフェニルジイソシアネートを含むジイソシアネートから誘導される、請求項6または7の繊維、フィルム、またはホース。
- 請求項6〜8のいずれかの繊維から製造された布。
- 請求項9の布から製造された物品。
- エラストマー樹脂を製造する方法であって、
I.(i)ジカルボン酸と、少なくとも2つのアルキレングリコールのブレンドであって、該アルキレングリコールのうちの2つが少なくとも20パーセントは異なる数平均分子量を有するブレンドとから誘導される、ヒドロキシル末端ポリエステル中間体;
(ii)ジイソシアネートおよび
(iii)線状アルキレングリコール鎖延長剤
を、内部混合装置中で反応させるステップを含み、
結果として生じる樹脂が少なくとも600,000の重量平均分子量を有していて、エラストマー樹脂が得られる方法。 - 繊維、フィルム、またはホースを製造する方法であって、
I.内部混合装置中でエラストマー樹脂を調製するステップであって、該エラストマー樹脂が、
(i)ジカルボン酸と、少なくとも2つのアルキレングリコールのブレンドであって、該アルキレングリコールのうちの2つが少なくとも20パーセントは異なる数平均分子量を有するブレンドとから誘導される、ヒドロキシル末端ポリエステル中間体;
(ii)ジイソシアネートおよび
(iii)線状アルキレングリコール鎖延長剤
を反応させることによって調製され、結果として生じる樹脂が少なくとも600,000の重量平均分子量を有するステップ;
II.該樹脂組成物をさらに
(iv)ポリアルキレンエーテルグリコールとジイソシアネートとの反応生成物を含む剤と反応させるステップ;および
III.該エラストマー樹脂を、少なくとも700,000の重量平均分子量を有する繊維、フィルム、またはホースに加工するステップ
を含む方法。 - 布を製造する方法であって、
I.内部混合装置中でエラストマー樹脂を調製するステップであって、該エラストマー樹脂が、
(i)ジカルボン酸と、少なくとも2つのアルキレングリコールのブレンドであって、該アルキレングリコールのうちの2つが少なくとも20パーセントは異なる数平均分子量を有するブレンドとから誘導される、ヒドロキシル末端ポリエステル中間体;
(ii)ジイソシアネートおよび
(iii)線状アルキレングリコール鎖延長剤;
を反応させることによって調製され、
結果として生じる樹脂が少なくとも600,000の重量平均分子量を有するステップ;および
II.該樹脂組成物をさらに
(iv)ポリアルキレンエーテルグリコールとジイソシアネートとの反応生成物を含む剤と反応させるステップ;および
III.該エラストマー樹脂を、少なくとも700,000の重量平均分子量を有する繊維へと溶融紡糸するステップ;
IV.該繊維を、場合によっては1つ以上の他の繊維と組み合わせて、布に加工するステップ
を含む方法。 - 繊維で構成された布を含む物品の耐溶剤性を改良する方法であって、
I.内部混合装置中でエラストマー樹脂を調製するステップであって、前記エラストマー樹脂が、
(i)ジカルボン酸と、少なくとも2つのアルキレングリコールのブレンドであって、該アルキレングリコールのうちの2つが少なくとも20パーセントは異なる数平均分子量を有するブレンドとから誘導される、ヒドロキシル末端ポリエステル中間体;
(ii)ジイソシアネートおよび
(iii)線状アルキレングリコール鎖延長剤
を反応させることによって調製され、結果として生じる樹脂が少なくとも600,000の重量平均分子量を有するステップ;および
II.該樹脂組成物をさらに
(iv)ポリアルキレンエーテルグリコールとジイソシアネートとの反応生成物を含む剤と反応させるステップ;および
III.該エラストマー樹脂を、少なくとも700,000の重量平均分子量を有する繊維へと溶融紡糸するステップ
IV.該繊維を、場合によっては1つ以上の他の繊維と組み合わせて、布に加工するステップ;
V.該布を該物品に加工するステップ
を含み、改良された耐溶剤性を有する物品が得られる方法。 - 繊維で構成された布を含む物品の耐アルカリ性および耐塩素性を改良する方法であって、
I.内部混合装置中でエラストマー樹脂を調製するステップであって、該エラストマー樹脂が、
(i)ジカルボン酸と、少なくとも2つのアルキレングリコールのブレンドであって、該アルキレングリコールのうちの2つが少なくとも20パーセントは異なる数平均分子量を有するブレンドとから誘導される、ヒドロキシル末端ポリエステル中間体;
(ii)ジイソシアネートおよび
(iii)線状アルキレングリコール鎖延長剤;
を反応させることによって調製され、
結果として生じる樹脂が少なくとも600,000の重量平均分子量を有するステップ;および
II.該樹脂組成物をさらに
(iv)ポリアルキレンエーテルグリコールとジイソシアネートとの反応生成物を含む剤と反応させるステップ;および
III.該エラストマー樹脂を、少なくとも700,000の重量平均分子量を有する繊維へと溶融紡糸するステップ、
IV.該繊維を、場合によっては1つ以上の他の繊維と組み合わせて、布に加工するステップ;
V.該布を該物品に加工するステップ
を含み、改良された耐アルカリ性を有する物品が得られる方法。 - 前記物品が水着を含む、請求項15の方法。
- 前記物品の布がさらにマイクロファイバーを含む、請求項15の方法。
- 前記物品が、被覆繊維を含む物品、被覆物品、またはそれらの組合せを含む、請求項15の方法。
- 完成したニット伸縮布のたて糸方向伸縮を改良する方法であって、
I.内部混合装置中でエラストマー樹脂を調製するステップであって、該エラストマー樹脂が、
(i)ジカルボン酸と、少なくとも2つのアルキレングリコールのブレンドであって、該アルキレングリコールのうちの2つが少なくとも20パーセントは異なる数平均分子量を有するブレンドとから誘導される、ヒドロキシル末端ポリエステル中間体;
(ii)ジイソシアネートおよび
(iii)線状アルキレングリコール鎖延長剤
を反応させることによって調製され、
結果として生じる樹脂が少なくとも600,000の重量平均分子量を有するステップ;および
II.該樹脂組成物をさらに
(iv)ポリアルキレンエーテルグリコールとジイソシアネートとの反応生成物を含む剤と反応させるステップ;および
III.該エラストマー樹脂を、少なくとも700,000の重量平均分子量を有する繊維へと溶融紡糸するステップ
IV.該繊維を、場合によっては1つ以上の他の繊維と組み合わせて、ニット伸縮布に加工するステップ
を含み、改良されたたて糸方向伸縮を有するニット伸縮布が得られる方法。
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