JP2022031796A - Non-round solution-spun spandex filaments and methods and devices for producing the same - Google Patents
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- D01F6/58—Monocomponent artificial filaments or the like of synthetic polymers; Manufacture thereof from homopolycondensation products
- D01F6/70—Monocomponent artificial filaments or the like of synthetic polymers; Manufacture thereof from homopolycondensation products from polyurethanes
Abstract
Description
本開示は、非円形のまたは成形された溶液紡糸スパンデックスフィラメントならびにこ
れらの非円形のまたは成形された溶液紡糸スパンデックスフィラメントの製造方法および
装置に関する。
The present disclosure relates to non-circular or molded solution-spun spandex filaments and methods and apparatus for manufacturing these non-circular or molded solution-spun spandex filaments.
エラスタンとも呼ばれるスパンデックスは、天然ゴムを超える異常な弾性ならびに強度
および耐久性を有するセグメント化ポリウレタンの合成繊維である。
Spandex, also known as elastane, is a synthetic fiber of segmented polyurethane that has extraordinary elasticity, strength and durability that surpasses that of natural rubber.
スパンデックス繊維は、溶融押出、反応紡糸、溶液乾式紡糸、および溶液湿式紡糸を含
む４つの異なる方法のいずれかによって製造されることができる。これらの全ての方法は
、プレポリマーを製造するためにモノマーの反応の初期段階で始まる。一旦形成されると
、プレポリマーは、様々な手段によってさらに反応され、引き出されて繊維を形成する。
溶液乾式紡糸法は、世界のスパンデックス繊維の９０％以上を製造するために使用される
。
Spandex fibers can be produced by any of four different methods, including melt extrusion, reaction spinning, solution dry spinning, and solution wet spinning. All these methods begin in the early stages of the reaction of the monomers to produce a prepolymer. Once formed, the prepolymer is further reacted by various means and pulled out to form fibers.
The solution dry spinning method is used to produce more than 90% of the world's spandex fibers.
乾式紡糸法では、プレポリマーは、ジイソシアネートモノマーとマクログリコールを混
合することによって製造される。２つの化合物は、典型的には１：２のグリコール対ジイ
ソシアネートの比で反応容器中で混合されてプレポリマーを生成する。プレポリマーは、
溶媒で希釈され、次いで紡糸溶液を形成するために鎖伸長反応として知られる反応におい
てジアミンの等量とさらに反応される。典型的には、鎖伸長反応中に追加の溶媒が添加さ
れる。繊維の製造、貯蔵、加工および使用における外観、性能および品質を改善するため
に、様々な添加剤がスパンデックスポリマー溶液に添加されることができる。
In the dry spinning method, the prepolymer is produced by mixing a diisocyanate monomer and macroglycol. The two compounds are typically mixed in a reaction vessel with a glycol to diisocyanate ratio of 1: 2 to form a prepolymer. Prepolymer is
It is diluted with a solvent and then further reacted with an equal amount of diamine in a reaction known as a chain extension reaction to form a spinning solution. Typically, additional solvent is added during the chain extension reaction. Various additives can be added to the spandex polymer solution to improve the appearance, performance and quality in the manufacture, storage, processing and use of the fiber.
乾式紡糸スパンデックスフィラメントのための装置は、米国特許第３，０９４，３７４
号明細書に記載されている。一般に、乾式紡糸法は、複数の別個のフィラメントを形成す
るために紡糸セルに複数のオリフィスを有する紡糸口金を通してスパンデックスポリマー
の溶媒を含む溶液を押し出すことを備える。大抵の場合、例えばシリコーン油または鉱物
油とシリコーン油の混合油などの潤滑油がパッケージ上に巻き付く前に塗布され、粘着性
を低減し、顧客処理におけるパッケージの配送を改善する。最後に、スパンデックス糸が
スプール上に集められる。
The device for dry-spun spandex filaments is US Pat. No. 3,094,374.
It is described in the specification. In general, a dry spinning method comprises extruding a solution containing a spandex polymer solvent through a spinneret having a plurality of orifices in a spinning cell to form a plurality of separate filaments. In most cases, a lubricating oil, such as silicone oil or a mixture of mineral oil and silicone oil, is applied before wrapping around the package to reduce stickiness and improve package delivery in customer processing. Finally, the spandex yarn is collected on the spool.
紡糸口金の様々な構成が記載されている。低デシテックスの融合スパンデックスフィラ
メントを製造するために商業的に使用されるいくつかの紡糸口金は、グループ化された円
形オリフィスの２つの同軸リングを有し、外側リングは、内側リングよりも多数のグルー
プを有し、グループ化されたオリフィスの各グループは、通常、３、４、５または６であ
る。例えば、米国特許第４，６７９，９９８号明細書を参照のこと。
Various configurations of spinners are described. Some spun caps commercially used to produce low decitex fusion spandex filaments have two coaxial rings of grouped circular orifices, the outer ring having more groups than the inner ring. Each group of orifices grouped with is usually 3, 4, 5 or 6. See, for example, US Pat. No. 4,679,998.
米国特許第５，００２，４７４号明細書は、グループ化された円形オリフィスの２つの
同軸リングを有する紡糸口金を開示しており、内側リングと外側リングのオリフィスグル
ープの数は等しい。この紡糸口金を用いた乾式紡糸スパンデックスフィラメントは、バン
ド欠陥の数を著しく減少させることが示唆されている。
U.S. Pat. No. 5,002,474 discloses a spinneret having two coaxial rings of grouped circular orifices, the number of orifice groups in the inner and outer rings being equal. It has been suggested that dry-spun spandex filaments using this spinneret significantly reduce the number of band defects.
欧州特許第０１８２６１５号明細書は、外側リングの各グループのオリフィス間の距離
が内側リングの各グループのオリフィス間の距離よりも小さいことを特徴とする、グルー
プ化された円形オリフィスの外側リングおよび内側リングを有する紡糸口金を開示してい
る。
European Patent No. 0182615 is characterized in that the distance between the orifices of each group of outer rings is less than the distance between the orifices of each group of inner rings, the outer ring and the inner side of the grouped circular orifices. A spinneret with a ring is disclosed.
英国特許第１，１１２，９３８号明細書は、非円形断面を有する乾式紡糸繊維を製造す
るための紡糸口金を開示しており、多数のオリフィスのグループは、各グループが０．０
１から１ｍｍの直径を有する２から６個の円形オリフィスから構成され且つ互いに１から
５ｍｍの距離離間された約４から約１２ｍｍの間隔で配置されている。各オリフィスグル
ープの２つの隣接するオリフィス間の距離は、１ミリメートル未満であってはならないこ
とが必須であると教示されている。
UK Pat. No. 1,112,938 discloses a spinneret for producing dry spinning fibers with a non-circular cross section, with a large number of orifice groups, each group 0.0.
It consists of 2 to 6 circular orifices with a diameter of 1 to 1 mm and is spaced about 4 to about 12 mm apart from each other by a distance of 1 to 5 mm. It is taught that the distance between two adjacent orifices in each orifice group must not be less than 1 mm.
中国実用新案第２０１２３６２３０号明細書は、二重交差並列複合繊維を製造するため
の二重チャネル複合紡糸口金を開示している。紡糸口金は、十字形の微細孔と、２つの案
内孔が非対称であり且つ傾斜した二重チャネルで形成された紡糸口金案内孔とを有する。
China Utility Model No. 201236230 discloses a double channel composite spinneret for producing double cross parallel composite fibers. The spinneret has a cross-shaped microhole and a spinneret guide hole in which the two guide holes are asymmetric and formed by an inclined double channel.
中国実用新案第２０１０５３０４３号明細書は、パラタクチックピーナッツ形状の弾性
繊維を製造するための複合紡糸口金板を開示している。紡糸口金ミリポアは、斜め対称で
あり且つともに接続されていない紡糸口金リード孔の下方に接続される。
China Utility Model No. 201003043 discloses a composite spinneret for producing paratactic peanut-shaped elastic fibers. The spinnery millipore is connected below the spinneret lead hole, which is diagonally symmetrical and not connected together.
中国実用新案第２０１７９３８２２号明細書は、入口溝および入口溝に接続された毛細
管孔を備えた複数の加工孔を有する紡糸口金板を有するポリウレタン繊維を製造するため
の紡績ヘッドを開示している。この開示では、毛細管断面は矩形である。
China Utility Model No. 201793822 discloses a spinning head for producing a polyurethane fiber having a spun spun plate having a plurality of machined holes with an inlet groove and a capillary hole connected to the inlet groove. In this disclosure, the capillary cross section is rectangular.
中国特許出願公開第１０３９１１６７７号明細書は、ダンベル繊維を製造するための紡
糸口金板を開示している。紡糸口金板本体は、ダンベル紡績糸微細孔を備え、多角形の紡
糸口金微細孔と、矩形の中間部を備えた幾何学的画像とによって形成されている。
Japanese Patent Application Publication No. 103911677 discloses a spinneret for producing dumbbell fibers. The spinneret body is provided with dumbbell spun yarn micropores and is formed by a polygonal spinneret micropore and a geometric image with a rectangular middle portion.
中国特許出願公開第１０３９１１６７７号明細書は、ＰＥＴ紡糸のためのバーベル形状
の毛細管および紡糸口金の設計を開示している。
Chinese Patent Application Publication No. 103911677 discloses the design of barbell-shaped capillaries and spinnerets for PET spinning.
中国実用新案第２０１９７１９３６号明細書は、乾燥を促進するためのスパンデックス
製造のための三角形毛細管を記載している。
China Utility Model No. 2015971936 describes triangular capillaries for the production of spandex to promote drying.
韓国特許出願公開第２０１３０６４６４１号明細書は、隣接して配置されたまたは狭い
スロットを介して接続された２つの孔または毛細管を含むピーナッツ形状の繊維を製造す
るための紡糸口金板を開示している。接続された孔がそれらの中心から０．１３から０．
２５ｍｍ離間して配置され、隣接する孔がそれらの中心から０．１１から０．４０ｍｍ離
間して配置される実施形態が開示されている。
Korean Patent Application Publication No. 2013064641 discloses a spinneret for producing peanut-shaped fibers containing two holes or capillaries arranged adjacently or connected via narrow slots. .. The connected holes are 0.13 to 0. from their center.
Disclosed are embodiments that are spaced 25 mm apart and adjacent holes are spaced 0.11 to 0.40 mm from their center.
欧州特許第１６７３４９５号明細書および国際公開第２００５０３５８４２号パンフレ
ットは、周囲の成形チャネルを有する回転成形シリンダ上に糸を通すことによって得られ
る、好ましくはポリウレタンの湿式紡糸フラットマルチフィラメントエラストマ糸を開示
している。
European Patent No. 1673495 and WO 2005035842 disclose wet-spun flat multifilament elastomer yarns, preferably polyurethane, obtained by threading on a rotary-formed cylinder with a surrounding forming channel. There is.
ドッグボーンまたは葉形の非円形断面を有するスパンデックス繊維を製造するための別
の方法は、欧州特許第２３３７８８４号明細書、日本国特開平７１９７３１８号公報、日
本国特開昭５３１３９８４７号公報、日本国特開平１１１２４７２８号公報、独国特許第
１２８８２３５号明細書、米国特許第６６３９０４１号明細書、米国特許第３８４０６３
０号明細書および中国特許出願公開第１０４２９４４３９号明細書に開示されている。
Another method for producing a spandex fiber having a dogbone or a leaf-shaped non-circular cross section is described in European Patent No. 2337884, Japanese Patent Application Laid-Open No. 7197318, Japanese Patent Application Laid-Open No. 53139847, Japan. Japanese Patent Application Laid-Open No. 11124728, German Patent No. 12882835, US Patent No. 6639041, US Pat. No. 384063
It is disclosed in the specification 0 and the Chinese patent application publication No. 104294439.
本発明の態様は、非円形のまたは成形された溶液紡糸スパンデックスフィラメントに関
する。
Aspects of the invention relate to non-circular or molded solution spun spandex filaments.
本発明の別の態様は、非円形のまたは成形された溶液紡糸スパンデックスフィラメント
を製造するための紡糸口金に関する。
Another aspect of the invention relates to a spinneret for producing a non-circular or molded solution-spun spandex filament.
本発明の別の態様は、非円形のまたは成形された溶液紡糸スパンデックスフィラメント
を製造する方法に関する。
Another aspect of the invention relates to a method of producing a non-circular or molded solution-spun spandex filament.
本発明者らは、ここで、限定されるものではないが、ドッグボーンまたはピーナッツ形
状のフィラメントなどの非円形のまたは成形された溶液紡糸スパンデックスフィラメント
が乾燥を促進することができるより多くの表面積およびより薄いフィルムを提供すること
を見出した。
We hereby indicate that non-circular or molded solution-spun spandex filaments, such as, but not limited to, dogbone or peanut-shaped filaments, have more surface area and can accelerate drying. We have found that we provide thinner films.
本開示によって、非円形のまたは成形された溶液紡糸スパンデックスフィラメントなら
びにその製造方法および装置が提供される。
The present disclosure provides non-circular or molded solution-spun spandex filaments and methods and devices for their manufacture thereof.
本明細書で使用される場合、用語「スパンデックス」は、その通常の定義、すなわち少
なくとも８５重量％のセグメント化ポリウレタンを含む長鎖合成ポリマーを有する。
As used herein, the term "spandex" has its usual definition, a long chain synthetic polymer comprising at least 85% by weight of segmented polyurethane.
本明細書で使用される場合、「非円形のまたは成形された溶液スパンスパンデックスフ
ィラメント」とは、これらに限定されるものではないが、ドッグボーン、ピーナッツ型ま
たは双葉型フィラメントなどの多葉フィラメントならびに３、４、５または６またはそれ
以上の葉を有するフィラメントを含むように意味する。葉は、用途に応じてサイズが類似
していてもよいし、サイズが異なっていてもよい。
As used herein, "non-circular or molded solution spandex filaments" are, but are not limited to, multi-leaf filaments such as dogbones, peanut-type or twin-leaf filaments as well. Meaning to include filaments with 3, 4, 5 or 6 or more leaves. The leaves may be similar in size or different in size depending on the intended use.
図１Ａ、図２Ａ、図４Ａ、図５Ａおよび図６は、非円形のまたは成形された溶液紡糸ス
パンデックスフィラメントの製造に有用な紡糸口金の非限定的な実施形態を示している。
そこに示されるように、紡糸口金は、本明細書では交換可能に毛細管とも呼ばれる２つ以
上の孔を含むことができる。１つの非限定的な実施形態において、孔または毛細管は、直
径が０．００９から０．０２５インチである。孔または毛細管は、狭い矩形スロットを介
して図１Ａおよび図５Ａに示すように分離されていてもよくまたは図２Ａおよび図４Ａに
示すように接続されていてもよい。１つの非限定的な実施形態では、狭い矩形スロットは
、０．００２５から０．００６の幅である。１つの非限定的な実施形態では、狭い矩形ス
ロットは、０．００５５インチの幅である。図１Ｂから図３Ｂの比較によって示すように
、これらの孔または毛細管の間隔は、非円形のまたは成形された溶液紡糸スパンデックス
フィラメントの所望の形成にとって重要であり得る。間隔は、分離されたとき、孔または
毛細管の中心から測定して、好ましくは０．０５インチ未満、０．０４インチ未満、０．
０３８インチ未満、ｌ０．０３５インチ未満、０．０３０インチ未満、または０．０２５
インチ未満であり、および０．０１６インチよりも大きい、または０．０１８インチより
も大きい。間隔は、接続されたとき、孔または毛細管の中心から測定して、０．０５イン
チ未満、０．０４インチ未満、０．０３８インチ未満、０．０３５インチ未満、０．０３
インチ未満、０．０２５インチ未満、または０．０２０インチ未満であり、および０．０
１インチよりも大きく、または０．０１５インチ離れている。
1A, 2A, 4A, 5A and 6 show non-limiting embodiments of spinnerets useful for the production of non-circular or molded solution-spun spandex filaments.
As shown herein, the spinneret can include two or more holes interchangeably referred to herein as capillaries. In one non-limiting embodiment, the holes or capillaries are 0.009 to 0.025 inches in diameter. The holes or capillaries may be separated as shown in FIGS. 1A and 5A or connected as shown in FIGS. 2A and 4A via narrow rectangular slots. In one non-limiting embodiment, the narrow rectangular slot is 0.0025 to 0.006 wide. In one non-limiting embodiment, the narrow rectangular slot is 0.0055 inches wide. As shown by the comparison of FIGS. 1B to 3B, the spacing between these pores or capillaries can be important for the desired formation of non-circular or molded solution-spun spandex filaments. Spacing, as measured from the center of the hole or capillary when separated, is preferably less than 0.05 inches, less than 0.04 inches, 0.
Less than 038 inches, less than 0.035 inches, less than 0.030 inches, or 0.025
Less than an inch and greater than 0.016 inch, or greater than 0.018 inch. Spacing, when connected, is less than 0.05 inches, less than 0.04 inches, less than 0.038 inches, less than 0.035 inches, 0.03, measured from the center of the hole or capillary.
Less than an inch, less than 0.025 inches, or less than 0.020 inches, and 0.0
Greater than 1 inch or 0.015 inches apart.
図６は、３つの孔またはキャピラリーを含む板を有する紡糸口金を示している。この非
限定的な実施形態では、孔は、直径が０．００９から０．０１５インチであり、正三角形
の構成で配向されている。これらの孔は、並置されてクラスタを形成する。１つの非限定
的な実施形態では、孔は、図４Ａに示すように、毛細管クラスタの中心から毛細管のそれ
ぞれに放射する矩形スロットを介して接続されることができる。１つの非限定的な実施形
態では、矩形スロットは、０．００３０インチの幅である。１つの非限定的な実施形態で
は、孔または毛細管は、毛細管クラスタの中心から、中心点から０．０３００インチ未満
の孔毛細管のそれぞれに放射する矩形スロットを介して接続され、スロットは、０．０５
５インチの幅である。これらの板は、本発明にしたがって、溶液乾式紡糸によって非円形
または３葉形状の溶液紡糸スパンデックスフィラメントを形成するのに有用である。
FIG. 6 shows a spinneret with a plate containing three holes or capillaries. In this non-limiting embodiment, the holes are 0.009 to 0.015 inches in diameter and are oriented in an equilateral triangular configuration. These holes are juxtaposed to form a cluster. In one non-limiting embodiment, the holes can be connected via rectangular slots radiating from the center of the capillary cluster to each of the capillaries, as shown in FIG. 4A. In one non-limiting embodiment, the rectangular slot is 0.0030 inches wide. In one non-limiting embodiment, the pores or capillaries are connected from the center of the capillary cluster via a rectangular slot radiating into each of the pore capillaries less than 0.0300 inches from the center point, the slot being 0. 05
It is 5 inches wide. These plates are useful for forming non-circular or trilobal solution-spun spandex filaments by solution-dry spinning according to the present invention.
したがって、本発明の態様は、２つ以上の密接に離間したグループ化された孔または毛
細管を備える板を有する紡糸口金を使用して溶液乾式紡糸よって製造される非円形のまた
は成形された溶液紡糸スパンデックスフィラメントに関する。
Accordingly, aspects of the invention are non-circular or molded solution spinning produced by solution-dry spinning using a spinneret having a plate with two or more closely spaced grouped holes or capillaries. Regarding spandex filaments.
１つの非限定的な実施形態では、０．０５インチ未満および０．０１６インチよりも大
きく、より好ましくは０．０１８インチよりも大きく離間した２つ以上の孔または毛細管
を含む板を有する紡糸口金を使用して溶液乾式紡糸によって非円形のまたは成形された溶
液紡糸スパンデックスフィラメントが製造される。１つの非限定的な実施形態では、０．
０２５インチ未満および０．０１６インチよりも大きく、より好ましくは０．０１８イン
チよりも大きく離間した２つ以上の孔または毛細管を含む板を有する紡糸口金を使用して
溶液乾式紡糸によって非円形のまたは成形された溶液紡糸スパンデックスフィラメントが
製造される。１つの非限定的な実施形態では、０．０５インチ未満および０．０１インチ
よりも大きく離間した２つ以上の孔または毛細管を含む板を有する紡糸口金を使用して溶
液乾式紡糸によって非円形のまたは成形された溶液紡糸スパンデックスフィラメントが製
造され、孔または毛細管は、幅０．００３０インチの狭い矩形スロットを介して接続され
ている。１つの非限定的な実施形態では、孔または毛細管は、直径０．００９から約０．
０２３０インチである。
In one non-limiting embodiment, a spun cap having a plate containing two or more holes or capillaries that are less than 0.05 inches and greater than 0.016 inches, more preferably greater than 0.018 inches apart. A non-circular or molded solution-spun spandex filament is produced by solution-dry spinning. In one non-limiting embodiment, 0.
Non-circular or by solution-dry spinning using a spinneret with a plate containing two or more holes or capillaries that are less than 025 inches and larger than 0.016 inches, more preferably greater than 0.018 inches apart. Molded solution-spun spandex filaments are manufactured. In one non-limiting embodiment, non-circular by solution-dry spinning using a spinneret with a plate containing two or more holes or capillaries that are less than 0.05 inches and more than 0.01 inches apart. Alternatively, a molded solution-spun spandex filament is manufactured and the holes or capillaries are connected via narrow rectangular slots with a width of 0.0030 inches. In one non-limiting embodiment, the holes or capillaries are 0.009 to about 0.
It is 0230 inches.
１つの非限定的な実施形態では、３つの孔または毛細管を含む板を有する紡糸口金を使
用して溶液乾式紡糸形態によって非円形のまたは３葉形状の溶液紡糸スパンデックスフィ
ラメントが製造される。この非限定的な実施形態では、孔は、直径が０．００９から０．
０１５インチであり、正三角形の構成で配向されている。これらの孔は、並置されてクラ
スタを形成する。１つの非限定的な実施形態では、孔は、図４Ａに示すように、毛細管ク
ラスタの中心から毛細管のそれぞれに放射する矩形スロットを介して接続されることがで
きる。１つの非限定的な実施形態では、矩形スロットは、０．００３０インチの幅である
。１つの非限定的な実施形態では、孔または毛細管は、毛細管クラスタの中心から、中心
点から０．０３００インチ未満の孔毛細管のそれぞれに放射する矩形スロットを介して接
続され、スロットは、０．０５５インチの幅である。
In one non-limiting embodiment, a non-circular or trilobal solution-spun spandex filament is produced by a solution-dry spinning mode using a spinneret having a plate with three holes or capillaries. In this non-limiting embodiment, the holes are 0.009 to 0. in diameter.
It is 015 inches and is oriented in an equilateral triangular configuration. These holes are juxtaposed to form a cluster. In one non-limiting embodiment, the holes can be connected via rectangular slots radiating from the center of the capillary cluster to each of the capillaries, as shown in FIG. 4A. In one non-limiting embodiment, the rectangular slot is 0.0030 inches wide. In one non-limiting embodiment, the pores or capillaries are connected from the center of the capillary cluster via a rectangular slot radiating into each of the pore capillaries less than 0.0300 inches from the center point, the slots being 0. It is 055 inches wide.
本発明の別の態様は、非円形のまたは成形された溶液紡糸スパンデックスフィラメント
を製造するための紡糸口金に関する。
Another aspect of the invention relates to a spinneret for producing a non-circular or molded solution-spun spandex filament.
１つの非限定的な実施形態では、紡糸口金は、０．０５インチ未満および０．０１６イ
ンチよりも大きく、より好ましくは０．０１８インチよりも大きく密接に離間した２つ以
上の孔または毛細管を有する板を備える。１つの非限定的な実施形態では、紡糸口金は、
０．０２５インチ未満および０．０１６インチよりも大きく、より好ましくは０．０１８
インチよりも大きく密接に離間した２つ以上の孔または毛細管を有する板を備える。
In one non-limiting embodiment, the spinneret is less than 0.05 inches and greater than 0.016 inches, more preferably greater than 0.018 inches and closely spaced two or more holes or capillaries. Equipped with a plate to have. In one non-limiting embodiment, the spinneret is
Less than 0.025 inches and greater than 0.016 inches, more preferably 0.018
It comprises a plate with two or more holes or capillaries that are larger than an inch and closely spaced.
１つの非限定的な実施形態では、紡糸口金は、０．０５インチ未満および０．０１イン
チよりも大きく密接に離間した２つ以上の孔または毛細血管を有する板を備え、孔または
毛細管は、０．００３０インチ幅の狭い矩形スロットを介して接続されている。１つの非
限定的な実施形態では、紡糸口金における２つ以上の孔または毛細管は、０．０２０イン
チ未満離間している。１つの非限定的な実施形態では、紡糸口金における２つの以上の孔
または毛細管は、０．０１５インチ離間している。
In one non-limiting embodiment, the spinneret comprises a plate with two or more pores or capillaries that are less than 0.05 inches and more than 0.01 inches and closely spaced, and the pores or capillaries. They are connected via a narrow rectangular slot 0.0030 inch wide. In one non-limiting embodiment, the two or more holes or capillaries in the spinneret are separated by less than 0.020 inches. In one non-limiting embodiment, the two or more holes or capillaries in the spinneret are 0.015 inches apart.
１つの非限定的な実施形態では、各毛細管または孔は、直径が０．００９から０．０２
５インチである。
In one non-limiting embodiment, each capillary or hole has a diameter of 0.009 to 0.02.
It is 5 inches.
１つの非限定的な実施形態では、紡糸口金は、３つの孔または毛細管を含む板を備える
。この非限定的な実施形態では、孔は、直径が０．００９から０．０１５インチであり、
正三角形の構成で配向されている。これらの孔は、並置されてクラスタを形成する。１つ
の非限定的な実施形態では、孔は、図４Ａに示すように、毛細管クラスタの中心から毛細
管のそれぞれに放射する矩形スロットを介して接続されることができる。１つの非限定的
な実施形態では、矩形スロットは、０．００３０インチの幅である。１つの非限定的な実
施形態では、孔または毛細管は、毛細管クラスタの中心から、中心点から０．０３００イ
ンチ未満の孔毛細管のそれぞれに放射する矩形スロットを介して接続され、スロットは、
０．０５５インチの幅である。
In one non-limiting embodiment, the spinneret comprises a plate comprising three holes or capillaries. In this non-limiting embodiment, the holes are 0.009 to 0.015 inches in diameter.
It is oriented in an equilateral triangle configuration. These holes are juxtaposed to form a cluster. In one non-limiting embodiment, the holes can be connected via rectangular slots radiating from the center of the capillary cluster to each of the capillaries, as shown in FIG. 4A. In one non-limiting embodiment, the rectangular slot is 0.0030 inches wide. In one non-limiting embodiment, the pores or capillaries are connected from the center of the capillary cluster via a rectangular slot radiating into each of the pore capillaries less than 0.0300 inches from the center point.
It is 0.055 inches wide.
これらの実施形態では、紡糸口金は、１つ以上の非円形フィラメントを含む複数の糸条
を製造するために、これらの密接に離間した孔または毛細管の複数のグループを備えるこ
とができる。
In these embodiments, the spinneret can comprise multiple groups of these closely spaced holes or capillaries to produce multiple threads containing one or more non-circular filaments.
紡糸口金は、スパンデックス紡糸口金の製造に適した様々な材料から製造することがで
きる。非限定的な例は、３１７ステンレス鋼である。
Spinners can be made from a variety of materials suitable for making spandex spinners. A non-limiting example is 317 stainless steel.
本開示を読めば当業者には理解されるであろうように、紡糸口金の寸法および形状なら
びに密接に離間した孔または毛細管の数は、紡糸セルの円形または矩形などの幾何学的形
状、および所望のフィラメントの数に適合するように選択されることができる。
As will be appreciated by those skilled in the art by reading this disclosure, the size and shape of the spinneret and the number of closely spaced holes or capillaries are geometric shapes such as circular or rectangular of the spinning cell, and It can be selected to fit the desired number of filaments.
本発明の別の態様は、非円形のまたは成形された溶液紡糸スパンデックスフィラメント
を製造する方法に関する。溶液乾式紡糸法では、スパンデックスポリマーは、二段階プロ
セスによって製造される。第１の工程において、イソシアネート末端ウレタンプレポリマ
ーは、高分子グリコールをジイソシアネートと反応させることによって形成される。典型
的には、ジイソシアネートとグリコールとのモル比は、１．５０から２．５０の範囲に制
御される。所望であれば、この予備重合工程における反応を助けるために触媒が使用され
ることができる。第２の工程において、ウレタンプレポリマーがＮ，Ｎ－ジメチルアセト
アミド（ＤＭＡｃ）などの溶媒に溶解され、短鎖ジアミンまたはジアミンの混合物で鎖延
長されてスパンデックス溶液を形成する。繊維の製造、貯蔵、加工および使用における外
観、性能および品質を改善するために、様々な添加剤がスパンデックスポリマー溶液に添
加されることができる。この方法では、ポリマー紡糸溶液は、紡糸セルに圧送され、２つ
以上のより密接に離間した孔または毛細管を有する板を備える紡糸口金を通してポリマー
溶液を押し込むことによって繊維に変換される。
Another aspect of the invention relates to a method of producing a non-circular or molded solution-spun spandex filament. In solution dry spinning, spandex polymers are produced by a two-step process. In the first step, the isocyanate-terminated urethane prepolymer is formed by reacting the high molecular weight glycol with diisocyanate. Typically, the molar ratio of diisocyanate to glycol is controlled in the range 1.50 to 2.50. If desired, a catalyst can be used to aid the reaction in this prepolymerization step. In the second step, the urethane prepolymer is dissolved in a solvent such as N, N-dimethylacetamide (DMAc) and chain-extended with a short chain diamine or a mixture of diamines to form a spandex solution. Various additives can be added to the spandex polymer solution to improve the appearance, performance and quality in the manufacture, storage, processing and use of the fiber. In this method, the polymer spinning solution is pumped into a spinning cell and converted into fibers by pushing the polymer solution through a spinneret with a plate with two or more more closely spaced holes or capillaries.
１つの非限定的な実施形態では、紡糸口金は、０．０５インチ未満および０．０１６イ
ンチよりも大きく、より好ましくは０．０１８インチよりも大きく密接に離間した２つ以
上の孔または毛細管を有する板を備える。１つの非限定的な実施形態では、紡糸口金は、
０．０２５インチ未満および０．０１６インチよりも大きく、より好ましくは０．０１８
インチよりも大きく密接に離間した２つ以上の孔または毛細管を有する板を備える。
In one non-limiting embodiment, the spinneret is less than 0.05 inches and greater than 0.016 inches, more preferably greater than 0.018 inches and closely spaced two or more holes or capillaries. Equipped with a plate to have. In one non-limiting embodiment, the spinneret is
Less than 0.025 inches and greater than 0.016 inches, more preferably 0.018
It comprises a plate with two or more holes or capillaries that are larger than an inch and closely spaced.
１つの非限定的な実施形態では、紡糸口金は、０．０５インチ未満および０．０１イン
チよりも大きく密接に離間した２つ以上の孔または毛細血管を有する板を備え、孔または
毛細管は、０．００３０インチ幅の狭い矩形スロットを介して接続されている。１つの非
限定的な実施形態では、紡糸口金における２つ以上の孔または毛細管は、０．０２０イン
チ未満離間している。１つの非限定的な実施形態では、紡糸口金における２つの以上の孔
または毛細管は、０．０１５インチ離間している。
In one non-limiting embodiment, the spinneret comprises a plate with two or more pores or capillaries that are less than 0.05 inches and more than 0.01 inches and closely spaced, and the pores or capillaries. They are connected via a narrow rectangular slot 0.0030 inch wide. In one non-limiting embodiment, the two or more holes or capillaries in the spinneret are separated by less than 0.020 inches. In one non-limiting embodiment, the two or more holes or capillaries in the spinneret are 0.015 inches apart.
１つの非限定的な実施形態では、紡糸口金は、３つの孔または毛細管を含む板を備える
。この非限定的な実施形態では、孔は、直径が０．００９から０．０１５インチであり、
正三角形の構成で配向されている。これらの孔は、並置されてクラスタを形成する。１つ
の非限定的な実施形態では、孔は、図４Ａに示すように、毛細管クラスタの中心から毛細
管のそれぞれに放射する矩形スロットを介して接続されることができる。１つの非限定的
な実施形態では、矩形スロットは、０．００３０インチの幅である。１つの非限定的な実
施形態では、孔または毛細管は、毛細管クラスタの中心から、中心点から０．０３００イ
ンチ未満の孔毛細管のそれぞれに放射する矩形スロットを介して接続され、スロットは、
０．０５５インチの幅である。
In one non-limiting embodiment, the spinneret comprises a plate comprising three holes or capillaries. In this non-limiting embodiment, the holes are 0.009 to 0.015 inches in diameter.
It is oriented in an equilateral triangle configuration. These holes are juxtaposed to form a cluster. In one non-limiting embodiment, the holes can be connected via rectangular slots radiating from the center of the capillary cluster to each of the capillaries, as shown in FIG. 4A. In one non-limiting embodiment, the rectangular slot is 0.0030 inches wide. In one non-limiting embodiment, the pores or capillaries are connected from the center of the capillary cluster via a rectangular slot radiating into each of the pore capillaries less than 0.0300 inches from the center point.
It is 0.055 inches wide.
これらの実施形態のいずれにおいても、紡糸口金は、１つ以上の非円形フィラメントを
含む複数の糸条を生成するために、単一の紡糸セル内に密接に離間した孔または毛細管の
複数のグループを含むことができる。
In any of these embodiments, the spinneret is a plurality of groups of closely spaced holes or capillaries within a single spinning cell to produce multiple threads containing one or more non-circular filaments. Can be included.
密接に離間するのにともない、隣接するフィラメントは、紡糸口金を出て、それらは、
非円形の又は成形された溶液紡糸スパンデックスフィラメントを形成するために溶融する
。フィラメントの溶融は、完全に溶融したフィラメントを形成するのに溶媒濃度が十分で
ある領域で生じることが好ましい。いくつかの溶融フィラメントは、所望の厚さの最終生
成物を提供するためにセル出口の下方に位置する擬似撚ジェットによってセルのさらに下
方に合体されることができる。擬似ジェットの撚り作用は、フィラメントがいくらか乾燥
している場所にセルを伝播するが、複数の非円形フィラメントからなる合体糸条を接着し
て形成するのに十分な粘着性を有する。紡糸セルを出た後、スパンデックス糸条は、糸条
潤滑性を改善してパッケージの粘着性を減少させるために仕上げ処理されてもよい。
As they are closely separated, adjacent filaments exit the spinneret, they are
Melts to form non-circular or molded solution-spun spandex filaments. Melting of the filament preferably occurs in a region where the solvent concentration is sufficient to form a completely melted filament. Some molten filaments can be coalesced further down the cell by a pseudo-twist jet located below the cell exit to provide the final product of the desired thickness. The twisting action of the pseudojet propagates the cell to a place where the filament is somewhat dry, but has sufficient adhesiveness to bond and form coalesced threads of multiple non-circular filaments. After leaving the spinning cell, the spandex threads may be finished to improve the thread lubricity and reduce the stickiness of the package.
以下のセクションは、本発明の非円形のまたは成形された溶液紡糸スパンデックスフィ
ラメントならびに紡糸口金およびその製造方法のさらなる例を提供する。これらの実施例
は、例示的なものに過ぎず、決して本発明の範囲を限定するものではない。
The following sections provide further examples of the non-circular or molded solution spun spandex filaments and spun caps of the present invention and methods thereof. These examples are merely exemplary and are by no means limiting the scope of the invention.
実施例
実施例１：２２／１ ８６２Ｗ非円形または犬の骨型フィラメントの製造
図２Ａに示すような紡糸口金を使用して本発明にしたがって製造された２２ｄｔｅｘの
モノフィラメントドッグボーンスパンデックスが評価された。
Examples Example 1: 22/1 862W Production of Non-Circular or Dog Bone Filament A 22 dtex monofilament dogbone spandex produced according to the present invention using a spinneret as shown in FIG. 2A was evaluated.
紡糸プロセスは、許容可能なブレークレベルで実行されることが見出された。得られた
スパンデックス糸条の断面が図２Ｂに示される。スパンデックス糸条の強度および弾性特
性は、ＡＳＴＭ Ｄ ２７３１－７２の一般的方法にしたがって測定された。３つのフィ
ラメント、２インチ（５ｃｍ）ゲージ長および０－３００％伸長サイクルが各測定のため
に使用された。サンプルを５０センチメートル／分の一定の伸び率で５回循環させた。最
初の伸長時のスパンデックスの負荷である負荷力は、最初のサイクルで２００％の伸びで
測定され、糸条当たりのセンチニュートン（ｃＮ）として報告される。負荷解除力は、５
回目の負荷解除サイクルの２００％の伸長時の応力であり、同様にセンチニュートン（ｃ
Ｎ）で報告される。６回目の伸張サイクルにおいて、破断点伸び率および強度が測定され
た。表１は、２２ｄｔｅｘモノフィラメントドッグボーンスパンデックスサンプルの物理
的特性を示している。
The stress at 200% elongation of the second load release cycle, as well as sentinutons (c).
Reported in N). At the sixth stretch cycle, break point elongation and strength were measured. Table 1 shows the physical properties of a 22dtex monofilament dogbone spandex sample.
実施例２：４４ｄｔｅｘの３フィラメントスパンデックスの製造
図５Ａに示すような紡糸口金を使用する従来のスパンデックス乾式紡糸プロセスによっ
て、４４ｄｔｅｘの３フィラメントスパンデックスのサンプルが製造された。紡糸中の破
断レベルは許容可能であった。得られた糸条の断面が図５Ｂに示される。スパンデックス
の物理的特性が表２に示される。
実施例３：一連の２２ｄｔｅｘのモノフィラメントスパンデックス繊維の製造
同一の紡糸条件で、円形孔または毛細管を有する紡糸口金、図２Ａに示すような孔また
は毛細管を有する紡糸口金および図４Ａに示すような孔または毛細管を有する紡糸口金を
使用して、一連の２２ｄｔｅｘのモノフィラメントスパンデックス繊維が一定の紡糸条件
で製造された。各繊維は、残留溶媒について分析された。分析結果が表３に示されている
。
Example 3: Production of a Series of 22dtex Monofilament Spandex Fibers Under the same spinning conditions, a spinneret with circular holes or capillaries, a spinneret with holes or capillaries as shown in FIG. 2A and a hole or hole as shown in FIG. 4A. A series of 22 dtex monofilament spandex fibers were produced under constant spinning conditions using a spinneret with capillaries. Each fiber was analyzed for residual solvent. The analysis results are shown in Table 3.
スパンデックス糸中のＤＭＡｃは、溶媒中での抽出により判定され、抽出物中のＤＭＡ
ｃは、フレームイオン化検出器を用いたガスクロマトグラフィによって分析される。使用
される溶媒は、メタノールまたは水などの極性有機溶媒とすることができる。
DMAc in spandex yarn is determined by extraction in solvent and DMA in the extract
c is analyzed by gas chromatography using a frame ionization detector. The solvent used can be a polar organic solvent such as methanol or water.
分析方法は以下の通りである：（１）２±０．２ｇのスパンデックス糸を密封可能なキ
ャップを有するバイアルに入れ、溶媒５０ｍＬを添加する。（２）加熱ブロックまたはオ
ーブンにサンプルバイアルを入れ、少なくとも１５分間、約６０℃に加熱する。（３）分
析のために溶媒のアリコートをＧＣバイアルに入れる；（４）サンプル溶液をＧＣ－ＦＩ
Ｄで分析する；および（５）既知の標準または標準較正曲線に対する溶液中のＤＭＡｃ濃
度を判定する。
The method of analysis is as follows: (1) Place 2 ± 0.2 g of spandex yarn in a vial with a sealable cap and add 50 mL of solvent. (2) Place the sample vial in a heating block or oven and heat to about 60 ° C. for at least 15 minutes. (3) Place an aliquot of solvent in a GC vial for analysis; (4) Place the sample solution in a GC-FI
Analyze with D; and (5) determine the DMAc concentration in solution against a known standard or standard calibration curve.
以下の計算を使用して糸のＤＭＡｃ濃度が判定された：
スパンデックス糸中のＤＭＡｃ濃度、ｗｔ．％＝溶媒中のＤＭＡｃ濃度（μｇ／ｍＬ）＊
５０ｍＬ溶媒＊希釈率＊抽出された糸の１００％重量（ｇ）＊１，０００，０００（μｇ
／ｇ）
ここで、１：４の希釈の場合には希釈率＝４である、または希釈しない場合には１であ
る。
DMAc concentration in spandex yarn, wt. % = DMAc concentration in solvent (μg / mL) *
50 mL solvent * Dilution rate * 100% weight (g) of extracted thread * 1,000,000 (μg)
/ G)
Here, the dilution ratio is 4 in the case of dilution of 1: 4, or 1 in the case of no dilution.
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