JP3648718B2

JP3648718B2 - ポリウレタン弾性繊維巻糸体およびその製造方法

Info

Publication number: JP3648718B2
Application number: JP15081695A
Authority: JP
Inventors: 高正内田; 一榮岡
Original assignee: オペロンテックス株式会社
Priority date: 1994-05-24
Filing date: 1995-05-24
Publication date: 2005-05-18
Anticipated expiration: 2020-05-18
Also published as: JPH0840641A

Description

【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は消極送り出し装置（オーバエンドテイクオフ装置）で使用されるポリウレタン弾性繊維巻糸体の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ポリウレタン弾性繊維巻糸体は、編物製品へ使用することにより、その持つ伸長回復力から適度な締め付け感が得られ、着用者の嗜好を満足させることが可能である。この理由から近年、使用消費量の拡大が著しい。
【０００３】
ポリウレタン弾性繊維巻糸体は、消極送り出し装置または、積極送り出し装置（ローリングテイクオフ装置）で使用されるが、特に消極送り出し装置で使用する際に、解舒不良が発生しやすく、これにより編成張力が安定しないため生機の寸法が変動したり、編面の波打ち、引きつれ等製品品質が著しく低下する問題が顕著であった。パンティストッキングを編成する際も消極送り出し装置により、ラインクローザーに連続して供給され生地の裁断、縫製、引き揃えなどが自動的に行われるが、このときも製品の寸法は一定の規格内に管理されることが要求されている。
【０００４】
従来、特開昭５１−１２７２２９号公報、特公昭６２−２１７１４号公報、特開平１−２２６６６９号公報等に開示されており、特に、解舒が容易に行われ、編成張力の変動を少なくするものとして、紡糸後、一旦巻き取った巻糸体を巻き返して作られる巻糸体が知られている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら消極送り出し装置で使用する巻糸体において、従来のものは紡糸後に巻き返し工程が必要となるため、設備や人員の確保等による製品のコストアップが問題となった。さらに巻糸体内部の解舒張力が安定しないため、編成時の糸切れも問題となった。
【０００６】
本発明は、かかる従来技術の欠点を改良し、製品のコストダウンが可能となり、かつ糸切れが起こりにくいポリウレタン弾性繊維巻糸体を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
前記課題を達成するため、本発明は下記の構成からなる。
【０００８】
すなわち、紡糸されたポリウレタン弾性繊維が巻き付けられてなる巻糸体であって、該巻糸体の内部において、下記（Ｉ）式によるパッケージリラクセーション値ＰＲの最大値と最小値の差が２％以内であることを特徴とするポリウレタン弾性繊維巻糸体である。
ＰＲ＝１００×Ｌr ／Ｌc （Ｉ）
ここで、
ＰＲ（％）：パッケージリラクセーション値
Ｌr （ｍｍ）：解舒リラックス長
Ｌc （ｍｍ）：解舒外周長
また、ポリウレタン重合体溶液を乾式紡糸するに際し、巻き取り始めから終わる間に引取りストレッチを変化させて巻き取り、その引取りストレッチを変化させる手段が、巻取速度を巻き取り始めから終わりまでの間に複数段階に変更して巻き取り、かつ、各段階における巻取速度を下記（ＩＩ）式により表されるパッケージリラクセーション値と巻取速度の関係式を使用して設定した目標巻取速度に合せて巻き取ることを特徴とするポリウレタン弾性繊維巻糸体の製造方法である。
Ｒｄ₁ ＝Ｒｄ₀ ×（１００−ρ₀）／（１００−ρ₁）（ＩＩ）
ここで、
Ｒｄ₁ （ｍ／分）：目標巻取速度
ρ₁ （％）：目標パッケージリラクセーション値
Ｒｄ₀ （ｍ／分）：基準巻取速度
ρ₀ （％）：基準パッケージリラクセーション値
以下、本発明をさらに詳細に説明する。通常、ポリウレタン弾性繊維は、紡糸された繊維が伸長された状態で巻き取られて巻糸体を構成する。巻糸体における伸長された状態は、下式（Ｉ）で定義されるパッケージリラクセーション値
ＰＲから知ることができる。
ＰＲ＝１００×Ｌr ／Ｌc （Ｉ）
ここで、
ＰＲ（％）：パッケージリラクセーション値
Ｌr （ｍｍ）：解舒リラックス長
Ｌc （ｍｍ）：解舒外周長
従来のポリウレタン弾性繊維巻糸体においては、紡糸されたポリウレタン弾性繊維は一定の引取りストレッチで巻き初めから巻き終わりまで巻き取られてなるため、ポリウレタン弾性繊維巻糸体の内部において、パッケージリラクセーション値ＰＲは巻糸体の外層部で大きく、中層部で小さく、内層部で再び大きくなる分布を示している。
【０００９】
本発明の巻糸体の特徴は巻糸体の内部においてパッケージリラクセーション値ＰＲの最大値と最小値の差が２％以内であり、好ましくは１．５％以内であることにある。この特徴により、本発明の巻糸体は、紡糸されたポリウレタン弾性繊維を巻き返しをしなくても、消極送り出しによって生機を編成する際、編成張力が安定するため生機の寸法が安定するという効果を奏する。
【００１０】
この差が２％を越えると、巻糸体を消極送り出しによって生機を編成するに際して、編地の寸法安定性の低下、編成時の糸切れ等の問題が顕著となる。
【００１１】
従来のポリウレタン弾性繊維巻糸体は、消極送り出しで使用して編地の寸法安定性を得るために、紡糸巻き取り後に改めて巻き返されて製造されているのであった。本発明の巻糸体の内部におけるパッケージリラクセーション値ＰＲの最大値、最小値とは、以下のようにして決定されるものをいう。
【００１２】
前述したように、従来のポリウレタン弾性繊維巻糸体のパッケージリラクセーション値は、巻糸体の外層部と内層部で大きく、中層部で小さくなる傾向を示すものであるが、こうした巻糸体を解舒した順に区分して、パッケージリラクセーション値ＰＲを順次測定したとき、全糸長をほぼ均等に３以上に区分した場合において各区分内の平均ＰＲ値の中で最大になるものを最大値、最少となるものを最小値と決定されるものをいう。
【００１３】
巻糸体を区分する数は、先に説明したような巻糸体のＰＲ値分布の巻糸体外層部と内層部で大きく、中層部で小さくなるという傾向から、少なくとも略均等に３区分して調べるものである。好ましくは５区分以上がよい。
【００１４】
次に、本発明のポリウレタン弾性繊維巻糸体の製造方法について説明する。最初に目標パッケージリラクセーション値を求めるために、紡糸されたポリウレタン弾性繊維が一定の引取りストレッチで巻き始めから終りまで巻き取られてなる巻糸体を基準巻糸体とし、その内部を複数区分してパッケージリラクセーション値を測定する。引取りストレッチは後述するように巻取速度に比例するものであり、この基準巻糸体は一定の巻取速度（例えば１３００ｍ／分）で、巻き始めから巻き終りまで巻きとられたものである。
【００１５】
この基準巻糸体は、ポリウレタン重合体の組成により、異なるものである。ある組成を有するポリウレタン重合体から、本発明の巻糸体を製造するに際し、そのポリウレタン重合体を、それぞれ一定の引取りストレッチで巻き取ったものを基準巻糸体とする。
【００１６】
次にこの基準巻糸体におけるＰＲ値の最大値以下最小値以上の任意の値を目標パッケージリラクセーション値とする。
【００１７】
例えば基準巻糸体に巻かれた糸の全長をほぼ均等に６つに区分し、各区分層における平均のパッケージリラクセーション値が、最外層から見て第１区分層で９％、第２区分層で７％、第３区分層で５％、第４区分層で６％、第５区分層で７％、第６区分層（最内層）で８％となる場合は、最大値が９％となり、最小値は５％となる。
【００１８】
この基準巻糸体は、一定の引取りストレッチで巻き取られたために、パッケージリラクセーション値の分布が前述したように不均一となったと考えられるので、本発明では、伸長の程度を各部で一定にするため、基準巻糸体に巻かれた糸の各区分と等しい糸長で本発明の巻糸体を区分して、各区分で引取りストレッチを変化させるのである。
【００１９】
例えば、目標パッケージリラクセーション値を７％に設定すると、第１区分層と第６区分層では伸長の程度を小さくするため引取りストレッチを基準巻糸体の紡糸の場合よりも緩めて巻き取るようにし、第２区分層と第５区分層で基準巻糸体の紡糸の場合の引取りストレッチと同じように巻き取るようにし、第３区分層と第４区分層では引取りストレッチを基準巻糸体の紡糸の場合の引取りストレッチよりも強めて巻き取るようにするのである。
【００２０】
引取りストレッチは下式（ＩＩＩ）で求められる。
【００２１】
Ｓt ＝Ｒd ／Ｒd _F （ＩＩＩ）
ここで、
Ｓt ：引取りストレッチ
Ｒｄ（ｍ／分）：巻取速度
Ｒd _F （ｍ／分）：フィードロール速度
フィードロール速度とは、紡糸口金を出た糸条が最初にフィードロールによって引っ張られることによって得られる速度をいう。フィードロール速度を変えると糸条の繊度が変化するため、フィードロール速度は基準巻糸体ならびに本発明の巻糸体において同一の値に固定する。従って引取りストレッチは目標巻取速度に比例するといえる。
【００２２】
さらに基準巻糸体のパッケージリラクセーション値、基準巻取速度と目標パッケージリラクセーション値から、基準糸巻糸体に対応する位置の目標巻取速度を下式（ＩＩ）から求めるのである。
Ｒｄ₁＝Ｒｄ₀×（１００−ρ₀）／（１００−ρ₁）（ＩＩ）
ここで、
Ｒｄ₁ （ｍ／分）：目標巻取速度
ρ₁ （％）：目標パッケージリラクセーション値
Ｒｄ₀ （ｍ／分）：基準巻取速度
ρ₀ （％）：基準巻糸体のパッケージリラクセーション値
先の例では、基準巻糸体に対応する本発明巻糸体の各区分において、
前記（Ｉ）、（ＩＩ）、（ＩＩＩ）式より目標巻取速度を求めるのである。
【００２３】
つまり基準巻糸体の最外層から見て第１区分層のＰＲ値は９％であり、目標
ＰＲ値の７％よりも大きいことから、例えば基準巻取速度Ｒｄ₀が
１３００ｍ／分の場合には、目標巻取速度Ｒｄ₁が１２７２ｍ／分と求まり、同様にして第２区分層と第５区分層では基準巻糸体の巻取速度と等しく、
１３００ｍ／分であり、第３区分層で１３２８ｍ／分、第４区分層で
１３１４ｍ／分、第６区分層で１２８６ｍ／分とそれぞれ求めることができるのである。
【００２４】
このようにして求めた巻取速度を図１に示すように、巻き始めから終りまで複数段階に変化させて巻糸体を形成するのである。
【００２５】
各段階への巻取速度の変化はスムーズに行ない、ある区分層の目標巻き取り速度から次の区分層の目標巻取速度までの移行は直線的または曲線的に行なう。本発明で使用されるポリウレタン重合体とは、一般的にジイソシアネートと末端ヒドロキシル基を２またはそれ以上有する重合体を、必要により、多官能性活性水素化合物と一緒に反応させることによって得られるものをいう。このポリウレタン重合体には、一般的に添加されるヒンダードアミン類、ヒンダードフェノール類、紫外線吸収剤、第３級アミン化合物、ガス変色防止剤、ステアリン酸マグネシウム、ステアリン酸カルシウム、ステアリン酸リチウム、ステアリン酸ジルコニウムのような金属石鹸、酸化チタンのような顔料等の添加は妨げとはならない。ポリウレタン弾性繊維の乾式紡糸は通常３００℃〜４６０℃、好ましくは３５０℃〜４４０℃で実施される。紡糸された糸条は油剤が付与される。使用油剤の種類は、特に限定されないが、一般に使用されるジメチルポリシロキサンのほか、アミノ基、水酸基等を導入した変成ポリシロキサンのようなオルガノポリシロキサンを主成分とした油剤が好ましい。油剤付着量は、１〜２０％であり、好ましくは３〜１５％であり、より好ましくは４〜１２％である。
【００２６】
【実施例】
以下、実施例により本発明をさらに詳細に説明する。これにより本発明が限定されるものではない。なお、本発明による、パッケージリラクセーション値、置寸の評価は以下の方法によった。
１．パッケージリラクセーション値（ＰＲ）
図２に示すパッケージリラクセーション測定器を用い、下式からパッケージリラクセーション値を求めた。ここで使用したスケールは、ドライブロールを回転させる前の測定糸の位置をゼロとできるように、上下移動可能にしたものである。
Ｌｒ＝（ドライブロールの円周×回転数）−（読み取り長さ×２）（ＩＶ）
Ｌｃ＝（ドライブロールの円周×回転数）（Ｖ）
ここでドライブロールの円周＝３６８．９５mm
ドライブロールを回転させることにより、ドライブロールと接触しているケークから測定糸が張力を受けることなく繰り出される。繰り出された測定糸は、ドライブロールとクリップを両端とするループを描いてスケール面上に垂れ下がり、所望の回転数だけドライブロールを回転させて測定糸を繰り出した後、ループの先端に測定糸の弛みをなくし、なおかつ、測定糸を実質的に伸長させない力を加えて先端の位置をスケールの目盛りから読み取り、上記の（ＩＶ）式および
（Ｖ）式からＬｒおよびＬｃを計算する。
【００２７】
ドライブロールの回転を始める前の測定糸のループの先端の位置にスケールのゼロの点を正確に調節し、ドライブロール回転開始と回転終了のハンドルの位置が正確に一致するように細心の注意が必要である。
２．ウエストバンド置寸
永田ＫＴＳ−４編機を使用し、パンティストッキングウエストバンドを編み立てた。編み立ては編機回転数５４５ｒｐｍ、ナイロン糸（繊度３０デニール）を４口、ナイロン糸（繊度１５デニール）を１口に給糸し、引き寸を
３５ｃｍ（３Ｋｇ荷重）に設定して実施した。評価用ポリウレタン弾性糸は、室温下に（暗室で）静置させたものを用いた。
【００２８】
常法により得たポリテトラメチレンエーテルジオールをソフトセグメントとし、４，４−ジフェニルメタンジイサシアネートとエチレンジアミンをハードセグメントとしてなるポリウレタン重合体に、溶媒としてＮ、Ｎ−ジメチルアセトアミドを用いたポリウレタン重合体溶液を通常のようにしてオリフィスを通じ、
４３０℃の加熱窒素を通じた紡糸筒内に５００ｇ／ｈｒの速度で吐出し、１２フィラメント、１４０デニールの糸を得た。これに、ジメチルポリシロキサンを主成分とした油剤を繊維重量に対し７．５重量％付与する。
【００２９】
この時、巻き始めから終りまで巻取速度を１３００ｍ／分と一定にして基準巻糸体を得た。
【００３０】
この基準巻糸体を巻量に関して５つに均等に区分して、パッケージリラクセーション値を各区分に関して求めた。この基準巻糸体のパッケージリラクセーション値の最大値は１０．９％、最小値は６．８％となった。
【００３１】
目標パッケージリラクセーション値は、最大値と最小値の間の範囲に含まれれば良いが、本実施例においては、解舒性の向上のため可能な限り設定を下げ、
７．０％にした。さらに表１に示すように巻き始めから終りまで、表１に示すような巻量にて、５段階に渡って引取りストレッチを紡糸中に変化させた。
【００３２】
【表１】

★
実施例によって得られた糸の特性を表２、比較例として巻き返し糸の特性を表３に示す。
【００３３】
【表２】

★
【００３４】
【表３】

★
パッケージリラクセーション値の最大値と最小値の差は、表２の実施例では１．３％、表３の比較例では３．３％であることから、紡糸巻き取り中の引取りストレッチ変化の効果が現れていることが示された。製品の品質を示す指標となる置寸について、実施例と比較例の両者を比較すると、実施例において、巻糸体内での置寸変動は０．６ｃｍであり、比較例の２．０ｃｍより大きな値を示したが、実際、編立の現場においては、一般的に置寸変動の規格は１ｃｍ以内となっていることから、問題となるレベルではない。
【００３５】
次に、巻糸体を使用して、実際に編立てる場合、編立は連続して実施されるため、糸切による編機の停台が製品収率に寄与する。このためポリウレタン弾性繊維巻糸体が原因である糸切れの発生頻度を調査した。表４に、永田ＫＴＳ−４編機５台を１４日間連続運転した時の、糸切れ発生頻度を示す。
【００３６】
【表４】

★
明らかに実施例は、糸切れ発生頻度が比較例よりも小さく、本発明品による編立ては操業性において従来品よりも優れていることが示された。
【００３７】
これらの評価結果から、本発明により、紡糸後直ちに、消極送り出し用途の巻糸体が得られることが示されるのみならず、従来品には、見られない優れた編立て操業性を備えた巻糸体であることが示された。
【００３８】
以上、本発明によりコストダウンを図れ、かつ従来品よりも優れた巻糸体を得ることができる。
【００３９】
【発明の効果】
本発明により、巻き返し工程を使用しなくても、消極送り出し用途で要求される解舒性を有し、連続編立時の糸切れ発生頻度が小さく編立操業性が、優れた巻糸体を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の製造方法において、巻き始めから巻き終りまでの巻取速度の変更例を示す説明図である。
【図２】本発明のパッケージリラクセーション値を測定するための測定器の概略図である。
【符号の簡単な説明】
１：ケーク
２：ケークホルダ
３：ドライブロール
４：ハンドル
５：クリップ
６：スケール

Claims

紡糸されたポリウレタン弾性繊維が巻き付けられてなる巻糸体であって、該巻糸体の内部において、下記（Ｉ）式によるパッケージリラクセーション値ＰＲの最大値と最小値の差が２％以内であることを特徴とするポリウレタン弾性繊維巻糸体。
ＰＲ＝１００×Ｌr ／Ｌc （Ｉ）
ここで、
ＰＲ（％）：パッケージリラクセーション値
Ｌr （ｍｍ）：解舒リラックス長
Ｌc （ｍｍ）：解舒外周長
ポリウレタン重合体溶液を乾式紡糸するに際し、巻き取り始めから終わる間に引取りストレッチを変化させて巻き取り、その引取りストレッチを変化させる手段が、巻取速度を巻き取り始めから終わりまでの間に複数段階に変更して巻き取り、かつ、各段階における巻取速度を下記（ＩＩ）式により表されるパッケージリラクセーション値と巻取速度の関係式を使用して設定した目標巻取速度に合せて巻き取ることを特徴とするポリウレタン弾性繊維巻糸体の製造方法。
Ｒｄ₁＝Ｒｄ₀×（１００−ρ₀）／（１００−ρ₁）（ＩＩ）
ここで、
Ｒｄ₁（ｍ／分）：目標巻取速度
ρ₁（％）：目標パッケージリラクセーション値
Ｒｄ₀（ｍ／分）：基準巻取速度
ρ₀（％）：基準パッケージリラクセーション値
目標パッケージリラクセーション値が１％以上１０％以下であることを特徴とする請求項２記載のポリウレタン弾性繊維巻糸体の製造方法。