JP2869209B2 - Composite elastic yarn - Google Patents

Composite elastic yarn

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JP2869209B2
JP2869209B2 JP10868491A JP10868491A JP2869209B2 JP 2869209 B2 JP2869209 B2 JP 2869209B2 JP 10868491 A JP10868491 A JP 10868491A JP 10868491 A JP10868491 A JP 10868491A JP 2869209 B2 JP2869209 B2 JP 2869209B2
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Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、エチレンとエチレン性
不飽和単量体とからなるポリマー(以下、エチレン共重
合体という)と架橋したポリウレタンとからなる複合弾
性糸に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a composite elastic yarn comprising a polymer comprising ethylene and an ethylenically unsaturated monomer (hereinafter referred to as an ethylene copolymer) and a crosslinked polyurethane.

【0002】[0002]

【従来の技術】ポリウレタン弾性糸は、主として乾式紡
糸法、湿式紡糸法、溶融紡糸法で製造されている。この
うち溶融紡糸法は、溶媒の使用が不要で且つ紡糸速度が
大きく工業的製造法として有利である。
2. Description of the Related Art Polyurethane elastic yarns are mainly produced by a dry spinning method, a wet spinning method and a melt spinning method. Among them, the melt spinning method does not require the use of a solvent, has a high spinning speed, and is advantageous as an industrial production method.

【0003】しかし、その反面この糸は、ゴム的な風合
いを有し、ブロッキングしやすいという欠点がある。こ
のため主として油剤、またポリマー中への離型剤の添加
などの改良が加えられている。
[0003] On the other hand, however, this yarn has a drawback that it has a rubbery feel and is easily blocked. For this reason, improvements such as addition of a release agent to an oil agent or a polymer have been made.

【0004】また、ポリオレフィンを鞘に、熱可塑性ポ
リウレタンを芯にした複合弾性糸が提案されている(例
えば、特開昭61−194221号公報)。別の膠着防
止法として、我々は特公昭61−14245号公報に鞘
にウレタン、芯に架橋したポリウレタンを配した芯鞘型
ポリウレタン系弾性糸の製造方法を提案している。
Further, a composite elastic yarn having a polyolefin sheath and a thermoplastic polyurethane core has been proposed (for example, JP-A-61-194221). As another method for preventing sticking, Japanese Patent Publication No. 14245/1986 proposes a method for producing a core-sheath type polyurethane-based elastic yarn in which urethane is provided in a sheath and crosslinked polyurethane is provided in a core.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】このうち、油剤からの
改善は、ある程度の効果は認められるものの完全ではな
く限度がある。すなわち、紡糸して捲き取る場合を考え
てみると、糸の膠着を減少させれば綾落ち、捲き崩れな
どによって長時間の捲き取りが不可能となり易い。この
傾向は捲き取り速度が大きくなるほど(例えば、500
m/分以上)、又捲き取る際のボビンの径が小さくなる
ほど(例えば、直径100mm以下)顕著となる。逆に
膠着を糸にもたせれば、長時間の捲き取り性は可能とな
るも、後工程で糸の解舒ができなくなるため重大なトラ
ブルが発生する。このように、油剤の微妙なコントロー
ルだけでは、対応がつかないことが多い。また、油剤の
多くはシリコン主体にしなければならず、後工程に問題
を残す恐れがある。
Among them, the improvement from the oil agent has a certain effect but is not complete but has a limit. That is, considering the case of spinning and winding, if the sticking of the yarn is reduced, it is likely that winding for a long time becomes impossible due to twill drop, winding collapse and the like. This tendency increases as the winding speed increases (for example, 500
m / min or more), and becomes remarkable as the diameter of the bobbin at the time of winding becomes smaller (for example, 100 mm or less in diameter). Conversely, if glue is applied to the yarn, it will be possible to take up the yarn for a long time, but it will not be possible to unwind the yarn in a later step, causing a serious trouble. As described above, it is often impossible to respond only by delicate control of the oil agent. In addition, many of the oils must be mainly composed of silicon, which may cause a problem in a subsequent process.

【0006】一方、ウレタン−ウレタン型の芯鞘複合弾
性糸で膠着をなくした場合には、紡糸時での高速でかつ
小径ボビンでの長時間捲き取り性に難があった。又、耐
熱性にもやや問題があった。
On the other hand, when the urethane-urethane-type core-sheath composite elastic yarn is used to eliminate sticking, there is a difficulty in high-speed and long-time winding with a small-diameter bobbin during spinning. There was also a problem in heat resistance.

【0007】次にポリオレフィンを鞘に芯鞘複合紡糸し
た特開昭61−194221号公報に記載の糸は、耐熱
性が極端に劣りその用途は限定される。この耐熱性を上
げるために芯に融点の高いポリウレタンを用いた場合に
は、得られる複合糸の回復性が劣り問題となる。
Next, the yarn described in JP-A-61-194221 in which a polyolefin sheath is used as a core-sheath composite spin is extremely poor in heat resistance, and its use is limited. When polyurethane having a high melting point is used for the core in order to increase the heat resistance, there is a problem in that the obtained composite yarn has poor recoverability.

【0008】一方、エチレン共重合体は耐寒性、耐光
性、耐薬品性、軽量性、無毒性など優れた性質を持ち、
種々の用途に用いられている。しかし、これ単独では機
械的性質、熱的性質が不良であるため繊維としての用途
は接着性を主としたものがほとんどである。
On the other hand, ethylene copolymers have excellent properties such as cold resistance, light resistance, chemical resistance, light weight, and non-toxicity.
It is used for various applications. However, since these materials alone have poor mechanical properties and thermal properties, most of the fibers are mainly used for adhesion.

【0009】本発明の目的は、ポリウレタン弾性糸に特
有な膠着性を改善した新規な耐熱性複合弾性糸を提供す
るにある。他の目的は、溶融紡糸法で安定且つ工業的有
利に製造し得る複合弾性糸を提供するにある。
[0009] It is an object of the present invention to provide a novel heat-resistant composite elastic yarn in which the adhesive property unique to polyurethane elastic yarn is improved. Another object is to provide a composite elastic yarn which can be produced stably and industrially advantageously by a melt spinning method.

【0010】[0010]

【課題を解決するための手段】本発明者は、かかる現状
に鑑み上記の目的を達成せんと鋭意検討した結果、本発
明に到達した。
Means for Solving the Problems In view of the present situation, the present inventors have made intensive studies to achieve the above object, and as a result, have reached the present invention.

【0011】即ち、本発明の複合弾性糸は、ポリウレタ
ンを芯成分とし、エチレンとエチレン性不飽和単量体と
からなるポリマーを鞘成分としてなる芯鞘型複合弾性フ
ィラメントであって、芯/鞘の複合比(X)が3〜10
0であり、ポリウレタンが10(μmol/g)以上の
架橋密度(Y)を以て架橋しており、且つXとYとは下
記式、 Y≧−X+30 の関係を満足することを特徴とする。
That is, the composite elastic yarn of the present invention is a core-sheath type composite elastic filament comprising polyurethane as a core component and a polymer comprising ethylene and an ethylenically unsaturated monomer as a sheath component. The composite ratio (X) of 3 to 10
0, the polyurethane is crosslinked with a crosslinking density (Y) of 10 (μmol / g) or more, and X and Y satisfy the following formula: Y ≧ −X + 30.

【0012】上記ポリウレタンの架橋は、それに含有さ
れた主としてポリイソシアネートによるアロファネート
結合によって形成されている。又、ポリウレタンに含ま
れるポリイソシアネートは芯成分と鞘成分の相互接着性
を強化している。芯成分は鞘成分中に偏心的に配置され
ていても良いが、同心円的配置が最も好ましい。
The above-mentioned crosslinks of the polyurethane are formed by allophanate bonds mainly due to the polyisocyanate contained therein. The polyisocyanate contained in the polyurethane enhances the mutual adhesion between the core component and the sheath component. The core component may be arranged eccentrically in the sheath component, but concentric arrangement is most preferred.

【0013】以下、本発明を詳しく説明する。本発明を
構成する芯成分の架橋したポリウレタンとは、通常の熱
可塑性ポリウレタンではなく、これに主としてアロファ
ネート架橋構造を導入した架橋型ポリウレタンである。
このような架橋型ポリウレタンをつくる方法としては、
紡糸中にポリイソシアネートと溶融した熱可塑性ポリウ
レタンとを紡糸中あるいは紡糸後に反応せしめ、主とし
て分子中にアロファネート架橋構造を積極的につくる方
法、例えば我々の提案した方法(特公開58−4657
3号公報)に従えば良い。
Hereinafter, the present invention will be described in detail. The crosslinked polyurethane of the core component constituting the present invention is not a normal thermoplastic polyurethane but a crosslinked polyurethane mainly having an allophanate crosslinked structure introduced therein.
As a method of making such a crosslinked polyurethane,
A method in which a polyisocyanate and a molten thermoplastic polyurethane are reacted during or after spinning to form an allophanate crosslinked structure mainly in the molecule, for example, a method proposed by us (Japanese Patent Publication No. 58-4657).
No. 3).

【0014】ここで熱可塑性ポリウレタンとは、分子中
にウレタン結合、ウレア結合を有する広義のポリウレタ
ンをいい、熱可塑性であれば、綿状ウレタンでも一部架
橋結合を有するウレタンでも使用可能である。
Here, the thermoplastic polyurethane refers to a polyurethane in a broad sense having a urethane bond or a urea bond in a molecule. As long as it is thermoplastic, it is possible to use either a flocculent urethane or a urethane having a partially cross-linked bond.

【0015】この熱可塑性ポリウレタンの硬度としては
JIS−Aで60〜95の範囲が好ましい。硬度が60
未満になると得られる糸の回復力、又耐熱性が劣るなど
の問題が発生するため好ましくない。逆に硬度が95を
超えるとポリウレタンそのものの回復性が劣ること、ま
た、該硬度のポリウレタンの最適紡糸条件範囲が狭い等
の問題が生じるため好ましくない。従って、65〜92
の範囲が最も好ましい。
[0015] The hardness of the thermoplastic polyurethane is preferably in the range of 60 to 95 according to JIS-A. Hardness is 60
If it is less than this, problems such as poor recovery of the obtained yarn and poor heat resistance occur, which is not preferable. Conversely, if the hardness is more than 95, the recoverability of the polyurethane itself is inferior, and problems such as a narrow range of optimum spinning conditions of the polyurethane having the hardness are not preferable. Therefore, 65-92
Is most preferable.

【0016】本発明で使用するポリイソシアネートとし
ては、通常分子量300以上、好ましくは400以上、
更に好ましくは800〜5000の2ないし3官能の水
酸基を持つ多官能ポリオールと、多官能イソシアネート
(例えば、ジフェニルメタンジイソシアネート、3官能
イソシアネート、或いはこれらの混合物など)との反応
物を挙げることができる。このポリイソシアネートの官
能度は、ポリオール成分としては、平均官能度が2.0
5から2.8のものを、又多官能イソシアネート成分と
しては、2.0から2.8の範囲のものを使う事が好ま
しい。ポリオール成分の平均官能度が2.0のものから
のみなる場合には、ポリイソシアネートの中にフリーの
イソシアネート基を存在させることが望ましく、例え
ば、イソシアネート基モル数/水酸基モル数の比Rが
2.0以上となるようにすれば良い。更に、このRが
2.1〜5であれば芯成分の耐熱性が向上し好都合であ
る。Rが2.1未満であれば耐熱性の面から、一方5を
超えると操業性の点から好ましくない。
The polyisocyanate used in the present invention generally has a molecular weight of 300 or more, preferably 400 or more.
More preferably, a reaction product of a polyfunctional polyol having a bifunctional to trifunctional hydroxyl group of 800 to 5000 and a polyfunctional isocyanate (for example, diphenylmethane diisocyanate, trifunctional isocyanate, or a mixture thereof) can be exemplified. The functionality of the polyisocyanate is such that the polyol component has an average functionality of 2.0.
It is preferable to use those having a range of from 5 to 2.8 and the polyfunctional isocyanate component having a range of from 2.0 to 2.8. When the polyol component has an average functionality of only 2.0, it is desirable that free isocyanate groups be present in the polyisocyanate. For example, the ratio R of the number of moles of isocyanate groups / the number of moles of hydroxyl groups is 2 0.0 or more. Further, when R is 2.1 to 5, the heat resistance of the core component is improved, which is advantageous. If R is less than 2.1, it is not preferable from the viewpoint of heat resistance, while if it exceeds 5, it is not preferable from the viewpoint of operability.

【0017】芯成分中のポリイソシアネートの添加量
は、紡糸に供する熱可塑性ポリウレタンと該ポリイソシ
アネートとの混合物に対して5〜40重量%であること
が望ましい。添加量は使用するポリイソシアネートの種
類により異なるものであるが、添加量が40重量%を越
えると混合不均一で紡糸が不安定となったり、糸の機械
的性質も不満足なものしか得られないし、逆に5重量%
未満であると耐熱性が不足するので好ましくない。
The amount of the polyisocyanate in the core component is preferably 5 to 40% by weight based on the mixture of the thermoplastic polyurethane and the polyisocyanate to be spun. The addition amount varies depending on the type of the polyisocyanate used. However, if the addition amount exceeds 40% by weight, the mixing becomes uneven and the spinning becomes unstable, and the mechanical properties of the yarn are unsatisfactory. , On the contrary, 5% by weight
If it is less than this, heat resistance will be insufficient, which is not preferable.

【0018】以上のようにして、本発明の架橋密度
(Y)を持つ芯成分を得る事ができる。この架橋が主と
してアロファネート架橋結合からなるものが好ましい。
即ち、この架橋結合がビューレット結合であると、紡糸
中に系の粘度が上昇し安定した操業が望めないからであ
る。
As described above, the core component having the crosslinking density (Y) of the present invention can be obtained. It is preferred that the crosslinks consist primarily of allophanate crosslinks.
That is, if the cross-linking is a burette bond, the viscosity of the system increases during spinning, and stable operation cannot be expected.

【0019】本発明で言う架橋密度(Y)とは、芯成分
中のウレタンの架橋密度であり、この測定方法として
は、まず鞘成分をキシレン、トルエンなどで溶解した後
のウレタンを試料とする。ついで、横山らの方法(ジャ
ーナル オブ ポリマーサイエンス:ポリマーレターズ
エディション ;第17巻、175頁(1979)参
照)及び“日本ゴム協会誌”第61巻第6号P430
(1988)の村上の方法を参考にして測定した。即
ち、このウレタン1gをまず、23℃のジメチルスルフ
ォキシド−メタノール混合溶液中に12時間入れ攪拌
し、次いでn−ブチルアミンを約200μmol/g含
むジメチルスルフォキシド溶液中で23℃*24時間溶
解したのち、1/50〜1/125Nの塩酸−メタノー
ル溶液でブロムフェノールブルーを指示薬として、反応
系中のn−ブチルアミンを逆滴定して、次式により密度
を求めた。
The cross-link density (Y) referred to in the present invention is the cross-link density of urethane in the core component. As a measuring method, first, urethane after dissolving the sheath component with xylene, toluene or the like is used. . Then, the method of Yokoyama et al. (Journal of Polymer Science: Polymer Letters Edition; vol. 17, p. 175 (1979)) and "Journal of the Rubber Society of Japan" Vol. 61, No. 6, P430
(1988) with reference to the Murakami method. That is, 1 g of this urethane is first placed in a dimethyl sulfoxide-methanol mixed solution at 23 ° C. for 12 hours and stirred, and then dissolved in a dimethyl sulfoxide solution containing about 200 μmol / g of n-butylamine at 23 ° C. for 24 hours. After that, n-butylamine in the reaction system was back titrated with a 1/50 to 1 / 125N hydrochloric acid-methanol solution using bromophenol blue as an indicator, and the density was determined by the following equation.

【0020】V01=V0 ×W2 /W1 1 :試料分解における分解液重量(g) W2 :試料分解の仕込分解液重量(g) V0 :空試験に要した滴定量(ml) V01 :試料分解における空試験滴定量(ml) VS :試料分解における滴定量(ml) fHC1 :力価(−) NHC1 :滴定液濃度(規定)V 01 = V 0 × W 2 / W 1 W 1 : Weight of decomposed liquid in sample decomposition (g) W 2 : Weight of prepared decomposition liquid in sample decomposition (g) V 0 : Titration required for blank test (ml) V 01 : Empty test titer in sample decomposition (ml) ) V S : titration amount in sample decomposition (ml) f HC1 : titer (−) N HC1 : titrant concentration (normative)

【0021】尚、このような方法では試料が溶解しない
ような高い架橋密度を持つ芯成分も当然考えられるが、
このような系も紡糸性が良ければ好適に用いることがで
きる。特に鞘成分の硬度が高く室温における伸長回復性
が劣る場合には、芯成分は鞘成分の剛性に打ち勝つ回復
力を発現する事が必要であり、例えば架橋密度は15μ
mol/g以上、好ましくは20μmol/g以上、更
に好ましくは25μmol/g以上とする事が望まし
い。
In this method, a core component having a high cross-linking density that does not dissolve the sample can be considered.
Such a system can be suitably used as long as the spinnability is good. In particular, when the hardness of the sheath component is high and the elongation recoverability at room temperature is inferior, the core component needs to express a resilience that overcomes the rigidity of the sheath component.
mol / g or more, preferably 20 μmol / g or more, more preferably 25 μmol / g or more.

【0022】本発明で鞘成分に用いるエチレン共重合体
とは、エチレンとこれに付加重合し得るエチレン性不飽
和単量体との共重合によって得られる熱可塑性共重合体
を言う。そのエチレン性不飽和単量体の例としては酢酸
ビニル又はその完全又はその不完全ケン化物、もしくは
アクリル酸又はそのアルキルエステル、もしくはメタク
リル酸又はそのアルキルエステルが挙げられる。前者の
例としては、エチレン酢酸ビニル共重合体、エチレン酢
酸ビニル共重合体のケン化物(例えば、完全ケン化物の
場合エチレンビニルアルコール共重合体等)、後者の例
としてはエチレンアクリル酸共重合体、エチレンアクリ
ル酸エチル共重合体、エチレンメタクリル酸共重合体、
エチレンメタクリル酸エチル共重合体が挙げられる。
The ethylene copolymer used for the sheath component in the present invention refers to a thermoplastic copolymer obtained by copolymerizing ethylene with an ethylenically unsaturated monomer which can be added to the ethylene copolymer. Examples of the ethylenically unsaturated monomer include vinyl acetate or its complete or incomplete saponified product, or acrylic acid or its alkyl ester, or methacrylic acid or its alkyl ester. Examples of the former are ethylene-vinyl acetate copolymers, saponified ethylene-vinyl acetate copolymers (eg, ethylene vinyl alcohol copolymer in the case of completely saponified products), and examples of the latter are ethylene acrylic acid copolymers , Ethylene ethyl acrylate copolymer, ethylene methacrylic acid copolymer,
Ethylene ethyl methacrylate copolymer is mentioned.

【0023】上記エチレン性不飽和単量体のうち、分子
内にイソシアネート基と反応性をもつ水酸基、カルボキ
シル基などを有するビニルアルコールやアクリル酸など
が特に好ましい。以上のようなエチレン共重合体として
は、“エバフレックス”(三井・デュポンポリケミカル
株社製)、“スミテート”(住友化学工業株社製)、
“ウルトラセン”,“メルセン”(東洋曹達工業株社
製)、“デュミランDあるいはC”(武田薬品株社
製)、“NUCコポリマー”(日本ユニカー株社製)、
“エバール”(クラレ株社製)等市販のものを好適に使
用する事ができる。
Among the above-mentioned ethylenically unsaturated monomers, vinyl alcohol and acrylic acid having a hydroxyl group, a carboxyl group and the like reactive with an isocyanate group in the molecule are particularly preferable. Examples of such ethylene copolymers include “Evaflex” (manufactured by DuPont-Mitsui Polychemicals), “Smitate” (manufactured by Sumitomo Chemical Co., Ltd.),
"Ultracene", "Mersen" (Toyo Soda Kogyo Co., Ltd.), "Dumilan D or C" (Takeda Pharmaceutical Co., Ltd.), "NUC copolymer" (Nippon Unicar Co., Ltd.),
Commercially available products such as "EVAL" (manufactured by Kuraray Co., Ltd.) can be suitably used.

【0024】以上、芯鞘両成分について説明したが、次
に芯鞘の複合比率について述べる。芯/鞘成分の複合比
は断面積比で3〜100の範囲にあり、好ましくは10
〜70、更に好ましくは20〜50である。鞘成分の比
率が3未満になると得られる糸の弾性回復性、高温での
回復性、耐熱性が不足するし、逆にこの比率が100を
超えると、鞘成分が破れたり、芯成分が糸表面に露出し
易くなり、紡糸性などに悪影響を及ぼすので好ましくな
い。
Having described both the core and sheath components, the composite ratio of the core and sheath will now be described. The composite ratio of the core / sheath component is in the range of 3 to 100 in terms of cross-sectional area ratio, preferably 10
~ 70, more preferably 20 ~ 50. When the ratio of the sheath component is less than 3, the elastic recovery of the obtained yarn, the recoverability at high temperature, and the heat resistance are insufficient, and when the ratio exceeds 100, the sheath component is broken or the core component is a yarn. It is not preferable because it is easily exposed on the surface and adversely affects spinnability and the like.

【0025】複合糸としての機能を充分に持たせるため
には、単に上記複合比だけではなく、芯成分中のポリウ
レタンの架橋密度も本発明には重要であり、芯/鞘比率
(X)とこの架橋密度Y(μmol/g)との間には、
Yの架橋密度が10以上であり、且つ Y≧−X+30 の関係式が常に成立するように構成されていなければな
らない。即ち、芯成分中のポリウレタンの架橋密度が少
ない場合には、複合比を上式にしたがって芯成分の比率
をあげる必要があり、逆に芯成分中のポリウレタンの架
橋密度が多い場合には複合比の適用範囲をひろげること
ができる。この式を満足しないように構成された糸は、
複合糸としての機能、例えば回復性、耐熱性などが劣る
ので好ましくない。
In order to have a sufficient function as a composite yarn, not only the above-mentioned composite ratio but also the crosslink density of polyurethane in the core component is important for the present invention. Between this crosslinking density Y (μmol / g),
The crosslink density of Y must be 10 or more, and the relational expression of Y ≧ −X + 30 must always be established. That is, when the crosslink density of the polyurethane in the core component is low, it is necessary to increase the ratio of the core component according to the above formula. Conversely, when the crosslink density of the polyurethane in the core component is high, the composite ratio is high. Can expand the scope of application. Yarns that are configured not to satisfy this equation are:
It is not preferable because the function as a composite yarn, for example, recoverability and heat resistance are inferior.

【0026】芯鞘の複合形態としては、芯鞘両成分の中
心が実質的に同一であることが紡糸安定性の面、得られ
る糸の均一性の面からも好ましい。また、該複合糸の断
面形状は円形でも、異形でも構わない。
As the composite form of the core and the sheath, it is preferable that the centers of both components of the core and the sheath are substantially the same from the viewpoint of spinning stability and the uniformity of the obtained yarn. The cross-sectional shape of the composite yarn may be circular or irregular.

【0027】本発明の芯成分や鞘成分に耐光剤、酸化防
止剤、酸化チタン等の染顔料、滑剤とか抗菌剤、導電
剤、制電剤、難燃剤等ポリウレタンやエチレン共重合体
の公知の改質剤を添加することも可能である。
The core component and the sheath component of the present invention include known light-resistant agents, antioxidants, dyes and pigments such as titanium oxide, lubricants and antibacterial agents, conductive agents, antistatic agents, flame retardants, and other known polyurethanes and ethylene copolymers. It is also possible to add modifiers.

【0028】次に、本発明糸の製造装置及び方法につい
て説明する。熱可塑性ポリウレタンを溶融押出しする部
分にポリイソシアネートを添加し、混合する部分、鞘成
分を溶融押し出しする部分及び公知の芯鞘型複合紡糸口
金を有する紡糸ヘッドを備えた溶融複合紡糸装置により
実施することが好適である。紡糸中にポリイソシアネー
トを添加するために用いられる装置としては公知の装置
を使用することができる。ポリイソシアネート物を溶融
状態のポリウレタンに添加・混合する部分には、回転部
を有する混練装置を使用する事も可能であるが、より好
ましいのは、静止型混練素子を有する混合装置を用いる
ことである。静止型混練素子を有する混合装置としては
公知のもの、例えばケニックス社製のスタティックミキ
サを用いることができる。静止型混練素子の形状及びエ
レメント数は、使用する条件により異なるものである
が、熱可塑性ポリウレタン弾性体とポリイソシアネート
とが複合紡糸口金から吐出される前に充分に混合が完了
しているように選定することが肝要であり、通常20〜
90エレメント設ける。このようにしてポリイソシアネ
ートが混合されたポリウレタンを芯成分とし、別の押出
機により鞘成分を溶融し、両者を芯鞘複合口金に導いて
紡糸すれば本発明の複合糸が得られる。
Next, the apparatus and method for producing the yarn of the present invention will be described. A polyisocyanate is added to a portion where a thermoplastic polyurethane is melt-extruded, a portion where a polyisocyanate is mixed, a portion where a sheath component is melt-extruded, and a melt composite spinning apparatus equipped with a spinning head having a known core-sheath type composite spinneret. Is preferred. As a device used for adding the polyisocyanate during spinning, a known device can be used. It is possible to use a kneading device having a rotating portion in the portion where the polyisocyanate is added to and mixed with the polyurethane in a molten state, but it is more preferable to use a mixing device having a stationary kneading element. is there. As a mixing apparatus having a stationary kneading element, a known mixer, for example, a static mixer manufactured by Kenix Corporation can be used. The shape and the number of elements of the static kneading element are different depending on the conditions to be used, but the thermoplastic polyurethane elastic body and the polyisocyanate are sufficiently mixed before being discharged from the composite spinneret. It is important to select, usually 20 to
90 elements are provided. The polyurethane mixed with the polyisocyanate is used as a core component, the sheath component is melted by another extruder, and both are guided to a core-sheath composite die and spun to obtain the composite yarn of the present invention.

【0029】また芯/鞘の複合比Xを例えば15以上と
大きくする場合には、芯鞘複合口金の設計において芯成
分と鞘成分との会合部の構造を、(イ)鞘成分の導入溝
を例えば2.0mm以下と浅くする。(ロ)芯成分の導
入孔(内部オリフィス)の下部と芯鞘複合流の吐出孔
(最終オリフィス)の上部との間隔を例えば0.05〜
1.0mmと小さくするなどの工夫を施こすことが好ま
しい。
When the core / sheath composite ratio X is increased to, for example, 15 or more, the structure of the junction between the core component and the sheath component in the design of the core-sheath composite die is determined by: For example, 2.0 mm or less. (B) The distance between the lower part of the core component introduction hole (internal orifice) and the upper part of the core-sheath composite flow discharge hole (final orifice) is, for example, 0.05 to
It is preferable to take measures such as reducing the size to 1.0 mm.

【0030】ホッパーから熱可塑性ポリウレタンのペレ
ットを供給し、押出機で加熱溶融する。溶融温度は19
0〜230℃の範囲が好適である。一方、ポリイソシア
ネートは供給タンク内で100℃以下の温度で溶融し、
あらかじめ脱泡しておく。溶融温度が高すぎるとポリイ
ソシアネートの変質を生じ易いため、溶融可能な範囲で
低い方が望ましく室温から100℃の間の温度が適宜用
いられる。溶融したポリイソシアネートを計量ポンプに
より計量し、必要に応じてフィルターにより濾過し、押
出機先端に設けられた会合部で溶融したポリウレタンに
添加する。ポリイソシアネートとポリウレタンとは静止
型混練素子を有する混練装置によって混練される。この
混合物は計量ポンプにより計量され、紡糸ヘッドに導入
される。紡糸ヘッドは、できるだけ該混合物の滞留部の
少ない形状に設計することが好ましい。必要により紡糸
ヘッド内に設けられた濾過層で金網あるいはガラスビー
ズ等の濾材により異物を除去した後、該混合物は鞘成分
のエチレン共重合体と芯鞘型に複合され、ついで口金か
ら吐出され、空冷され、油剤付与された後捲き取られ
る。捲き取り速度は、通常400〜1500m/分が用
いられる。
The thermoplastic polyurethane pellets are supplied from a hopper and are heated and melted by an extruder. Melting temperature is 19
A range from 0 to 230 ° C is preferred. On the other hand, the polyisocyanate melts at a temperature of 100 ° C. or less in the supply tank,
Defoam beforehand. If the melting temperature is too high, the polyisocyanate is liable to be degraded. Therefore, the melting temperature is preferably as low as possible, and a temperature between room temperature and 100 ° C. is appropriately used. The melted polyisocyanate is measured by a metering pump, filtered if necessary with a filter, and added to the melted polyurethane at an association section provided at the extruder tip. The polyisocyanate and the polyurethane are kneaded by a kneading apparatus having a static kneading element. This mixture is metered by a metering pump and introduced into the spinning head. It is preferable that the spinning head is designed to have a shape in which the mixture stays as little as possible. After removing foreign matter with a filter medium such as a wire mesh or glass beads in a filtration layer provided in the spinning head as necessary, the mixture is combined with the ethylene copolymer of the sheath component in a core-sheath type, and then discharged from the die, It is air-cooled and wound up after the oil agent is applied. The winding speed is usually 400 to 1500 m / min.

【0031】紡糸ボビンに捲き取られた複合弾性糸は、
紡糸直後には強度が劣る場合もあるが、室温に放置する
間(例えば2時間〜6日間)に強度が向上する。このよ
うに紡糸された複合弾性糸が、経時により糸質及び熱的
性能が変化するのは、紡糸原料として用いた熱可塑性ポ
リウレタンと混合されたポリイソシアネートとの反応が
紡糸中には完結せずに、紡糸後にも進行するためと推定
される。又、紡糸直後には、芯鞘の接着性が不良になる
こともあるが、経時的にこの接着性が向上するようにな
る。これは、エチレン共重合体中の水酸基、カルボキシ
ル基などとポリイソシアネートとの反応によるものと考
えられる。
The composite elastic yarn wound up on the spinning bobbin is
Although the strength may be inferior immediately after spinning, the strength improves during standing at room temperature (for example, 2 hours to 6 days). The yarn quality and thermal performance of the composite elastic yarn thus spun change with time because the reaction with the polyisocyanate mixed with the thermoplastic polyurethane used as the spinning raw material is not completed during spinning. In addition, it is presumed that it proceeds after spinning. Immediately after spinning, the adhesiveness of the core-sheath may become poor, but this adhesiveness will be improved over time. This is considered to be due to the reaction between the hydroxyl group, carboxyl group, etc. in the ethylene copolymer and the polyisocyanate.

【0032】[0032]

【発明の効果】以上のように本発明の糸は、鞘成分がエ
チレン共重合体であり、芯成分が架橋したポリウレタン
であるため、熱的、機械的物性はもちろん糸の取扱い性
も非常に良好である。エチレン共重合体は、機械的性質
の温度依存性が大きく約50〜60℃で物性の急激な低
下が起こり、この現象が実用上で重大な障害となってい
るのが現状であるが、本発明糸は、驚くべきことに耐熱
性も非常に良好である。例えば、伸び−温度のクリープ
挙動をみると、昇温温度70℃/min、荷重12mg
/dの条件で糸のクリープ性を測定すると、本発明糸は
40%時の伸び量の温度が130℃以上であり、耐熱性
に優れる。又、エチレン共重合体単独ではその強度は極
めて弱いが、本発明のように複合することにより、例え
ば約0.1g/dから約1.5g/dと機械的性質も驚
くほど向上する。勿論、繊維同士の膠着もない。更に、
芯鞘両界面で積極的な反応が起こるため、これらの接着
性は良好である。又、生産性も溶融紡糸法であり、工業
生産上有利であるという特徴を有している。本発明の複
合弾性糸はソックス、水着、ファンデーション、ブラジ
ャー等の分野に適用することができる。又、鞘成分の無
毒性を利用して医用材料として用いる事も可能である。
次に、この糸だけでなく例えばナイロンなどでカバリン
グ或いは合糸して利用することもできる。
As described above, since the sheath component of the yarn of the present invention is an ethylene copolymer and the core component is a cross-linked polyurethane, the yarn handling properties are extremely high as well as thermal and mechanical properties. Good. Ethylene copolymers have a large temperature dependence of mechanical properties, and abrupt deterioration in physical properties occurs at about 50 to 60 ° C. At present, this phenomenon is a serious obstacle in practical use. The inventive yarns are also surprisingly very good in heat resistance. For example, when examining the creep behavior of elongation-temperature, the heating temperature was 70 ° C./min, and the load was 12 mg.
When the creep property of the yarn is measured under the condition of / d, the yarn of the present invention has an elongation at 40% of 130 ° C. or more, and is excellent in heat resistance. Further, although the strength of the ethylene copolymer alone is extremely low, the mechanical properties are surprisingly improved, for example, from about 0.1 g / d to about 1.5 g / d by the composite as in the present invention. Of course, there is no sticking between the fibers. Furthermore,
Since an aggressive reaction occurs at both core-sheath interfaces, their adhesion is good. Further, the productivity is also a melt spinning method, which is advantageous in industrial production. The composite elastic yarn of the present invention can be applied to the fields of socks, swimwear, foundation, brassiere and the like. Further, it can be used as a medical material by utilizing the non-toxicity of the sheath component.
Next, not only this yarn but also, for example, nylon or the like can be used for covering or tying.

【0033】[0033]

【実施例】以下、本発明を実施例により具体的に説明す
るが、本発明はこれにより限定されるものではない。
EXAMPLES Hereinafter, the present invention will be described specifically with reference to Examples, but the present invention is not limited thereto.

【0034】実施例1〜3、比較例1〜3 ・熱可塑性ポリウレタン 数平均分子量2000のポリブチレンアジペート17モ
ルとp,p′−ジフェニルメタンジイソシアネート50
モル及び、鎖延長剤として1,4−ブタンジオール32
モルを用いて、常法に従い合成した。このものの相対粘
度は、2.15であった。
Examples 1-3, Comparative Examples 1-3 Thermoplastic polyurethane 17 mol of polybutylene adipate having a number average molecular weight of 2,000 and p, p'-diphenylmethane diisocyanate 50
Mol and 1,4-butanediol 32 as a chain extender
The compound was synthesized according to a conventional method using a mole. Its relative viscosity was 2.15.

【0035】・ポリイソシアネート 数平均分子量850のポリカプロラクトンジオール2
4.1モル、数平均分子量2000のポリカプロラクト
ントリオール6.0モル(ポリオール成分の平均官能度
=2.2)、p,p′−ジフェニルメタンジイソシアネ
ート69.9モルとを反応させこの化合物を得た。この
もののNCO%は、6.2重量%であった。
Polyisocyanate polycaprolactone diol 2 having a number average molecular weight of 850
4.1 mol, 6.0 mol of polycaprolactone triol having a number average molecular weight of 2,000 (average functionality of the polyol component = 2.2), and 69.9 mol of p, p'-diphenylmethane diisocyanate were reacted to obtain this compound. . Its NCO% was 6.2% by weight.

【0036】・エチレン共重合体−エチレン酢酸ビニル
共重合体 ウルトラセン682(東ソー株社製:メルトフローレー
ト150g/min、酢酸ビニル含量15%;融点は8
3℃)を用いた。
Ethylene copolymer-ethylene vinyl acetate copolymer Ultracene 682 (manufactured by Tosoh Corporation: melt flow rate 150 g / min, vinyl acetate content 15%; melting point: 8)
3 ° C.).

【0037】上記熱可塑性ポリウレタンの溶融時に上記
ポリイソシアネートを供給装置で注入し、静止型混練素
子35エレメントを有するスタティックミキサ(ケニッ
クス社製)にて両成分を混練して芯成分とし、他方上記
エチレン酢酸ビニル共重合樹脂を別の押出機により溶融
し各々別々に計量して、同心円上の芯鞘複合口金(ノズ
ル径0.5mm)に導き、紡糸速度600m/分にて外
径85mmのボビンに繊度40デニールの複合モノフィ
ラメントを得た。この際、第1表に示す複合比、並びに
架橋密度となるように両成分の吐出量並びにポリイソシ
アネート量を変化させた。
When the thermoplastic polyurethane is melted, the polyisocyanate is injected by a supply device, and both components are kneaded with a static mixer (manufactured by Kenix) having 35 elements of a static kneading element to form a core component. The vinyl acetate copolymer resin is melted by another extruder, weighed separately from each other, led to a concentric core-sheath composite die (nozzle diameter 0.5 mm), and fed to a bobbin with an outer diameter of 85 mm at a spinning speed of 600 m / min. A composite monofilament having a fineness of 40 denier was obtained. At this time, the ejection amount of both components and the amount of polyisocyanate were changed so as to obtain the composite ratio and the crosslinking density shown in Table 1.

【0038】又、鞘成分を上記熱可塑性ポリウレタンを
用いて同様に複合紡糸し、油剤として、イソシアネート
基失活剤アミノ変性シリコンを5重量%、又、0.3重
量%含むジメチルシリコン主体の油剤を付与して捲き取
った(比較例1,2)。
The sheath component is similarly composite-spun using the above-mentioned thermoplastic polyurethane, and as an oil agent, an oil agent mainly composed of dimethylsilicone containing 5% by weight or 0.3% by weight of an amino-modified silicon of an isocyanate group deactivator. And wound up (Comparative Examples 1 and 2).

【0039】表1にその結果を示した。Table 1 shows the results.

【表1】 [Table 1]

【0040】・SRII:室温下で100%伸長−緩和を
2回繰り返した後、次式で計算される値であり、この値
が大きいほど回復性に優れていることを表す。
SRII: a value calculated by the following equation after repeating 100% elongation-relaxation twice at room temperature, and the larger the value, the better the recovery.

【0041】・耐熱性:糸に12.5mgの荷重をか
け、昇温速度70℃/minの条件下で測定した際、糸
が50%伸びたときの温度をあらわす。
Heat resistance: When a load of 12.5 mg is applied to the yarn and measured at a heating rate of 70 ° C./min, it indicates the temperature at which the yarn is stretched by 50%.

【0042】・解舒係数:ボビン上に捲き取られたウレ
タン糸を50m/分の速度で解舒するとき、ボビン表面
の膠着のため糸の解除が不可能となったときのボビン表
面速度と捲取りローラの表面速度との比。
Unwinding coefficient: When the urethane yarn wound on the bobbin is unwound at a speed of 50 m / min, the bobbin surface speed when the yarn cannot be released due to sticking of the bobbin surface and Ratio to the surface speed of the take-up roller.

【0043】・紡糸捲取性:綾落ち、捲崩れをすること
なしに捲取れる時間。
Spinning property: Time required for winding without traversing and collapse.

【0044】表1より、ウレタン−ウレタン型の比較例
1のように膠着をなくすと紡糸捲取性は24分である
が、逆に比較例2のように膠着させると、捲取性は良く
なるもののこの糸は捲返ししなければ使用不可であっ
た。又比較例3,4のように架橋密度Y(μmol/
g)がY≧−X+30を満足しない場合には、回復性、
耐熱性が大幅に劣ることがわかる。
From Table 1, it can be seen that the spinning take-up property is 24 minutes when sticking is eliminated as in Comparative Example 1 of the urethane-urethane type, while the sticking property is good when sticking is performed as in Comparative Example 2. Nevertheless, this yarn could not be used unless it was wrapped. Also, as in Comparative Examples 3 and 4, the crosslinking density Y (μmol /
g) does not satisfy Y ≧ −X + 30, recoverability,
It turns out that heat resistance is significantly inferior.

【0045】一方、この式を満足する実施例1,2は、
物性的にウレタン−ウレタン型の複合しに劣らないもの
となっており、且つ、膠着もなく紡糸捲取性に優れてい
ることがわかる。又、実施例3のように芯成分の架橋密
度を上げると非常に耐熱性が向上することがわかる。
On the other hand, in the first and second embodiments satisfying this equation,
It can be seen that the physical properties are not inferior to the urethane-urethane type composite, and that there is no sticking and the spinning property is excellent. Further, it can be seen that when the crosslinking density of the core component is increased as in Example 3, the heat resistance is significantly improved.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭61−194221(JP,A) 特開 平1−118619(JP,A) 特公 昭61−14245(JP,B2) 国際公開91/5088(WO,A1) (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) D01F 8/16 D01F 8/10 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuation of front page (56) References JP-A-61-194221 (JP, A) JP-A-1-118619 (JP, A) JP-B-61-14245 (JP, B2) International publication 91/5088 (WO, A1) (58) Field surveyed (Int. Cl. 6 , DB name) D01F 8/16 D01F 8/10

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 ポリウレタンを芯成分とし、エチレンと
エチレン性不飽和単量体とからなるポリマーを鞘成分と
してなる芯鞘型複合弾性フィラメントであって、芯/鞘
の複合比(X)が3〜100であり、ポリウレタンが1
0(μmol/g)以上の架橋密度(Y)を以て架橋し
ており、且つXとYとは下記式、 Y≧−X+30 の関係を満足することを特徴とする複合弾性糸。
1. A core / sheath composite elastic filament comprising polyurethane as a core component and a polymer comprising ethylene and an ethylenically unsaturated monomer as a sheath component, wherein the core / sheath composite ratio (X) is 3 ~ 100, polyurethane is 1
A composite elastic yarn which is crosslinked with a crosslinking density (Y) of 0 (μmol / g) or more, and wherein X and Y satisfy the following formula: Y ≧ −X + 30.
【請求項2】 上記架橋がポリイソシアネートによるア
ロファネート架橋である請求項1記載の複合弾性糸。
2. The composite elastic yarn according to claim 1, wherein the crosslinking is allophanate crosslinking by a polyisocyanate.
【請求項3】 エチレン性不飽和単量体が、酢酸ビニル
又はその完全又はその部分ケン化物、もしくはアクリル
酸又はそのアルキルエステル、もしくはメタクリル酸ま
たはそのアルキルエステルである請求項1記載の複合弾
性糸。
3. The composite elastic yarn according to claim 1, wherein the ethylenically unsaturated monomer is vinyl acetate or its completely or partially saponified product, acrylic acid or its alkyl ester, or methacrylic acid or its alkyl ester. .
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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2010045155A3 (en) * 2008-10-17 2010-07-15 Invista Technologies S.A.R.L. Bicomponent spandex
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