JP4014228B2 - 低粘性を有するスパンデックス及びその製法 - Google Patents
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Description
関連出願に対するクロスレフェレンス
本出願は１９９７年１月３１日出願の仮出願第６０／０３６，７７４号の権利を請求する。
発明の背景
発明の分野
本発明は低粘性を有するスパンデックスに、そしてより具体的には、その中に有効量の粘着防止添加剤が分散されているスパンデックスに関する。
背景の当該技術分野の説明
スパンデックスは粘性であることが知られている。これは、紡糸期間中に経験する伸びからのフィラメントの回復である「パッケージ緩和」により圧力が非常に高くなる可能性がある、乾式紡糸スパンデックスの巻取ったパッケージにおいて特に重要である。高い圧力は、条件が最も極端な、パッケージのコアの近辺でフィラメントを取り外して、使用することを特に困難にさせる可能性がある。時間及び温度が粘性に寄与するので、例えば数カ月間貯蔵されていたスパンデックスの巻取りパッケージは、新しく紡糸され、巻取られたパッケージよりも有意に大量のコア廃棄物を経験する。粘性及び、生成される廃棄物を減少させることはスパンデックスフィラメント生産の経済学を改善させるであろう。しかし、粘性を減少させるために採られる段階はスパンデックスが製造される乾式紡糸法の連続性を妨げてはならない。
米国特許第４，２９６，１７４号は、スパンデックスの粘性を減少させるための、乾式紡糸スパンデックス中へのステアリン酸カルシウムのような脂肪酸の金属塩の取り込みにつき公表している。しかし、このような添加剤は、紡糸口金の毛細管内に堆積物を形成し、ポリマー溶液ラインのフィルターを詰まらせて、乾式紡糸工程において問題を引き起こす。これらの効果は紡糸の連続性に不都合である、すなわち、毛細管又はフィルターが詰まると、連続的なフィラメントの生産が中断されて、詰まっている堆積物を清掃するか又は詰まった部品を清浄な部品と取り替えるためにその工程を停止しなければならない。良好な乾式紡糸処理能及び粘着防止性の特徴の組み合わせを有する粘着防止添加剤が未だに所望される。
特開平１−２９８２５９号公報（ＪＰ’２５９）は、式、
（ＣnＨ2+1）mＸ
［式中、
ｎは１５ないし３５であり、
ｍは１ないし３であり、そして
Ｘは５個以下の炭素を有する脂肪酸エステル、５個以下の炭素を有する脂肪酸アミド、又はカルシウム塩を含む、５個以下の炭素を有する脂肪酸エステルである］
により表される化合物０．１〜２．０ｗｔ％と混合された熱可塑性ポリウレタンの溶融押し出し及び溶融吹き込みによる、熱可塑性ポリウレタン弾性不織布の製法を公表している。この方法において、熱可塑性樹脂が溶融紡糸されそして同時に隣接しているガス噴射機から排出される高温高速ガスにより強力に衝撃を受けて、溶融紡糸された繊維を超微細繊維に噴射させ、次いでそれらを移動板上に回収してそれにより不織シートをもたらす。シートは巻き取られた後に巻き出すことができる。従来の当該技術、特開平１−２９８２５９号の説明の中で、特開昭５２−８１，１７７号公報に公表された乾式紡糸によるポリウレタン弾性繊維製造の望ましくない点につき説明している。乾式紡糸ポリウレタン繊維のための粘着防止添加剤が未だに所望される。
米国特許第３，３８２，２０２号は形成されたポリウレタン構造物に実質的に非ブロッキングで、非粘性の特徴を与える添加剤系につき公表している。該添加剤系は本質的には（１）エチレンビス−ステアラミド及びステアラミドを含む、脂肪酸から誘導されたある種のアミド及びビスアミド約０．５ないし４．０部及び（２）けいそう土、シリカ、タルク、長石、雲母、炭素黒、重炭酸カルシウム、又は重炭酸ナトリウムのような微細分割不活性粒状固体を約１ないし１５部からなる。第２の不活性成分を必要としない粘着防止添加剤が未だに所望される。
発明の要約
本発明のスパンデックスは、スパンデックス中に分散された粘着防止添加剤をスパンデックスの０．１〜５．０重量％含有し、そこで、添加剤が式（Ｉ）
Ｒ1−Ｚ−Ｒ2 （Ｉ）
［式中、
Ｒ1及びＲ2はそれぞれ独立して、１４ないし２２個の炭素原子を有するアルキル及び、１４ないし２２個の炭素原子を有するアルケニルからなる群から選択され、
Ｚは、 −Ｃ（Ｏ）−ＮＨ−Ｒ3−ＮＨ−Ｃ（Ｏ）−、
−ＮＨ−Ｃ（Ｏ）−ＮＨ−Ｒ4−ＮＨ−Ｃ（Ｏ）−ＮＨ−、
及び
−ＮＨ−Ｃ（Ｏ）−ＮＨ−、
（ここで、
Ｒ3は２ないし６個の炭素原子を有するアルキレンであり、そして
Ｒ4は芳香族又は環式脂肪族基を含み、６ないし１８個の炭素原子を有し、その窒素原子はそれぞれ、Ｒ4基中の環の炭素に結合している）
からなる群から選択される］
の化合物又はその混合物である。
スパンデックス製造のための本発明の方法は、
ポリウレタン溶液を調製すること、
式（Ｉ）の粘着防止添加剤又はその混合物をスパンデックスの０．１〜５．０重量％を該溶液中に混合すること、及び
該溶液を乾式紡糸してスパンデックスを形成すること、
の段階を含んでなる。
本発明のスパンデックスの供給パッケージは円筒状のコア及び前記コア上に巻取られたスパンデックスを含んでなり、そこで、該スパンデックスが式（Ｉ）の粘着防止添加剤又はその混合物をスパンデックスの０．１〜５．０重量％含有する。
発明の詳細な説明
本明細書では以下の略語が使用されている、
ＥＢＳ エチレンビス−ステアラミド（Ｎ，Ｎ’−１，２−エタンジイルビス−オクタデカンアミド）
ＭＤＩ １，１’−メチレンビス（４−イソシアナトベンゼン）
ＰＩＣＭ ビス（４−イソシアナトシクロヘキシル）メタン
ＥＤＡ エチレンジアミン
ＭＰＭＤ ２−メチル−１，５−ペンタンジアミン
ＤＥＡ ジエチルアミン。
本明細書で使用される「スパンデックス」は、そこで、繊維形成物質が少なくとも８５重量％のセグメントポリウレタンからなる長鎖の合成エラストマーである、乾式紡糸製造された繊維を意味する。ポリウレタン尿素はこのようなポリウレタンのサブクラス（sub-class）である。このようなスパンデックスは具体的には円筒状のコア、又は管上に巻取られて供給パッケージを形成することができる。
本発明のスパンデックスを製造するために使用されるポリマーは概括的に高分子のグリコールをジイソシアナートでキャップさせること、生成されたキャップグリコールを適切な溶媒に溶解させること、及びジアミン、ジオール又はアミノアルコールによりキャップグリコールを連鎖延長させること、により調製することができる。ポリマーの分子量を調節するために、少量の、ジアルキルアミンのような単官能性連鎖停止剤を添加することができる。
本発明の目的のためには、ＭＤＩ、ジイソシアン酸２，４−トリレン、ＰＩＣＭ、ジイソシアン酸ヘキサメチレン、ジイソシアン酸３，３，５−トリメチル−５−メチレンシクロヘキシル（ジイソシアン酸イソホロン）、等のようなあらゆる有機ジイソシアン酸エステルを使用することができる。ＭＤＩが好ましい。
高分子グリコールは、このようなグリコールの幾つかのタイプのうちの１種類以上から選択することができる。本発明の使用に適切なポリエーテルグリコールはテトラメチレングリコール、３−メチル−１，５−ペンタンジオール、テトラヒドロフラン、３−メチルテトラヒドロフラン、等及びそれらのコポリマーから誘導されたものを含む。本発明に関連して使用することができるグリコールを末端基とするポリエステルは、エチレングリコール、テトラメチレングリコール（ブタンジオール）及び／又は２，２−ジメチル−１，３−プロパンジオール等の、アジピン酸、コハク酸、ドデカンジオン酸等のような二酸との反応生成物を含む。コポリマーもまた予想される。更に、本発明に使用のためのグリコールとして、前記のポリエーテル及びポリエステルの要素からなるポリエーテルエステル、並びに、ポリ（ペンタン−１，５−カーボナート）ジオール、ポリ（ヘキサン−１，６−カーボナート）ジオール、等のようなジオールを末端基とするポリカーボナートが予想される。
ポリマーの形成の完了はキャップグリコールを適切な溶媒に溶解させること及び、ジオール又はジアミンで連鎖延長させて、それぞれポリウレタン又は、ポリウレタン尿素として知られるサブクラスを形成することにより実施することができる。適切な溶媒は、ジメチルアセトアミド（ＤＭＡｃ）、Ｎ−メチルピロリドン及びジメチルホルムアミドを含む。ＤＭＡｃが好ましい。適切なジオール連鎖延長剤はエチレングリコール、テトラメチレングリコール、等を含む。本発明とともに使用することができるジアミンは、ＥＤＡ、１，３−シクロヘキサンジアミン、１，４−シクロヘキサンジアミン、１，３−プロピレンジアミン、２−メチルペンタメチレンジアミン（ＭＰＭＤ）、１，２−プロピレンジアミン、等及びそれらの混合物を含む。ジアミン連鎖延長剤及び生成するポリウレタン尿素が好ましい。最終的ポリウレタン尿素又はポリウレタンの分子量を調節するために、少量の、ＤＥＡのようなモノアミンを連鎖延長剤中に混合して、キャップグリコールと反応させることができる。
ポリウレタンを溶液で形成すること又は適切な溶媒にポリウレタンを溶解させることのどちらかにより溶液中ポリウレタンを調製後、粘着防止添加剤を溶液中に混合することができる。粘着防止添加剤は式（Ｉ）
Ｒ1−Ｚ−Ｒ2 （Ｉ）
［式中、
Ｒ1及びＲ2はそれぞれ独立して、１４ないし２２個の炭素原子を有するアルキル及び、１４ないし２２個の炭素原子を有するアルケニルからなる群から選択され、そして
Ｚは、 −Ｃ（Ｏ）−ＮＨ−Ｒ3−ＮＨ−Ｃ（Ｏ）−、
−ＮＨ−Ｃ（Ｏ）−ＮＨ−Ｒ4−ＮＨ−Ｃ（Ｏ）−ＮＨ−、
及び
−ＮＨ−Ｃ（Ｏ）−ＮＨ−、
（ここで、
Ｒ3は２ないし６個の炭素原子を有するアルキレンであり、
そして
Ｒ4は芳香族又は環式脂肪族基を含み、６ないし１８個の炭素原子を有し、その窒素原子はそれぞれ、Ｒ4基中の環の炭素に結合している）
からなる群から選択される］
の化合物又はその混合物である。Ｒ1＝Ｒ2で、実質的に直線状の、不飽和Ｃ18Ｈ35基であり、Ｚが−Ｃ（Ｏ）−ＮＨ−ＣＨ2ＣＨ2−ＮＨ−Ｃ（Ｏ）−である時には、該添加剤は、好ましい、エチレンビスオレイルアミドであり、Ｒ1＝Ｒ2＝Ｃ18Ｈ37である時には、粘着防止剤はこれも好ましい、エチレンビスステアラミドである。
その中に粘着防止添加剤を分散されている溶液が乾式紡糸されて本発明のスパンデックスを形成する。乾式紡糸はポリマー溶液を紡糸口金オリフィスを通してシャフト中へ押し出してフィラメントを形成する工程である。加熱された不活性ガスを室内に通過させて、フィラメントがシャフトを通過する時にフィラメントから溶媒を蒸発させる。次いで、生成するスパンデックスを円筒状コア上に巻取ってスパンデックス供給パッケージを形成することができる。
本発明の粘着防止添加剤は、スパンデックスの０．１〜５．０重量％の量でスパンデックス中に存在して、他の粘着防止添加剤に比較して、更に、驚くほど改善された乾式紡糸の連続性を提供しながら、乾式紡糸スパンデックスの粘性を減少させる。
粘着防止添加剤に加えて、本発明のスパンデックスは、このような添加剤が本発明のスパンデックスエラストマー又は粘着防止添加剤と拮抗性効果をもたらさない限り、抗酸化剤、熱安定剤、ＵＶ安定剤、顔料及び光沢消去剤（例えば二酸化チタン）、染料及び染料増強剤、潤滑剤（例えばシリコーン油）、塩素による劣化に対する抵抗性を増加させる添加剤（例えば酸化亜鉛、酸化マグネシウム及び、フンタイト（huntite）とヒドロマグネサイトとの混合物）のような、特別の目的のために添加される通常の添加剤を含むことができる。二酸化チタンのような通常の添加剤の幾つかは、スパンデックスの粘性を判定するために使用されるパラメーター（以下の実施例に記載されているような）である、末端引き取り張力（over-end take-off tension）（ＯＥＴＯＴ）測定値に対しては僅かな効果を示すが、それらのどれも、ＯＥＴＯＴ測定値に著しい効果をもたず、粘性を減少させるような量ではスパンデックスに添加されない。
スパンデックスはどんなデシテックスでもよい。微細なデシテックスのフィラメント（約１３２デシテックス未満で、特には約４４デシテックス未満）は、それらの小さい直径及び、紡糸口金オリフィスから排出する時の熱い紡糸溶液の、弱い、低い粘性により、工程の混乱（disruptions）に特に感受性である。このような条件下では、乾式紡糸の連続性はフィルターの詰まり及び、使用されている直径の小さい紡糸口金の孔の紡糸口金の堆積により影響を受け易い。従って、本発明は微細なデシテックスのスパンデックスの製造に特に好都合である。
本発明のスパンデックスは優れた乾式紡糸の連続性を伴って製造することができるので、比較的高い濃度の粘着防止添加剤を使用することができる。本発明のスパンデックス中の粘着防止添加剤の有用な量は、繊維の重量を基礎にした重量パーセントとして表された、０．１％ないし５．０重量％、好ましくは０．４％ないし２．０重量％にある。０．１重量％未満においてはスパンデックスの粘性にほとんど効果がなく、５．０重量％を超えると、スパンデックスの機械的特性が悪影響を受ける。
金属イオンは必ずしも前記の利点を与えるとは限らず、事実、金属イオンは添加剤の一部として含まれないことが好ましい。これは当該技術分野で既知の金属ステアリン酸塩と本発明の添加剤を比較する実施例から明らかであろう。
実施例
添加剤の量は繊維の総重量を基礎にした重量パーセントとして与えられている。
実施例１、２及び３における乾式紡糸スパンデックスのためのポリマーは、約１．８５のキャップ率（ジイソシアナートのポリマーのグリコールに対するモル比）において、３５５０の分子量の、テトラヒドロフランと３−メチルテトラヒドロフランとの８７.５／１２.５（モル比）のコポリエーテルをＭＤＩでキャップすることにより製造された。生成されたキャップグリコールをＤＭＡｃ中でＥＤＡにより連鎖延長させ、ＥＤＡで停止させた。次いでポリマー溶液をＤＭＡｃ中の添加剤のスラーリーと混合して「基礎溶液」を形成した。スラーリは、乾式紡糸繊維が、本発明により予想されたあらゆる粘着防止添加剤の他に、CYANOX(R)1790抗酸化剤［２，４，６−トリス（２，６−ジメチル−４−ｔ−ブチル−３−ヒドロキシベンジル）イソシアヌラート、Cytec Industries, West Patterson, NJ］１．５重量％、CYASORB(R)ＵＶ安定剤［２，４−ジ−（２’，４’−ジメチルフェニル）−６−（２”−ヒドロキシ−４”−ｎ−オクチルオキシフェニル）−１，３，５−トリアジン、Cytec Industries社］０．４重量％、METHACROL(R)2462BのＵＶ安定剤（ＰＩＣＭ及びＮ−ｔ−ブチルジエタノールアミンのポリマー、E.I. du Pont de Nemours and Company, Wilmington, DE社の登録商品名）０．５重量％及び、実質的に、米国特許第３，２９６，０６３号に記載されたようなシリコーン油潤滑剤０．３重量％を含むようなものであった。粘着防止スラーリを基礎溶液に混合して、スパンデックスを生成するために乾式紡糸される紡糸溶液を形成した。スパンデックスが８３ｍｍ（外径）の管に巻取られる前に、通常の仕上げローラーにより、仕上げ剤（ポリジメチルシロキサン９４重量％及びステアリン酸マグネシウム６重量％、平均粉末度３ミクロン）４重量％を１３２デシテックスのスパンデックスに適用して、最終外径１４２ｍｍを有する６８０ｇ（繊維重量）のパッケージを形成した。巻取り期間中にスパンデックスに適用された伸びは約１７％から１８％の範囲内であった。
実施例４及び５の乾式紡糸スパンデックスのためのポリマーは、約１．７のキャップ率で、分子量１８００のポリテトラメチレンエーテルグリコールをＭＤＩでキャップさせることにより製造された。生成されたキャップグリコールをＤＭＡｃ溶媒中でＥＤＡ及びＭＰＭＤの混合物（９０／１０モル比）により連鎖延長させ、ＤＥＡにより停止させた。ポリマー溶液をスラーリと混合して、基礎溶液を形成した。添加剤スラーリは、乾式紡糸繊維が、本発明により予想されたあらゆる粘着防止添加剤の他に、CYANOX(R)1790抗酸化剤１．５重量％、METHACROL(R)2138FＵＶ安定剤（メタクリル酸ジイソプロピルアミノエチル及びメタクリル酸ｎ−デシルの７５／２５重量比のコポリマー、E.I. du Pont de Nemours and Company, Wilmington, DE）２．０重量％及び、実質的に、米国特許第３，２９６，０６３号に記載されたようなシリコーン油潤滑剤０．６重量％を含むようなものであった。粘着防止スラーリを調製し、基礎溶液中に混合して、スパンデックスを製造するために乾式紡糸される紡糸溶液を形成した。スパンデックスを８３ｍｍ（外径）の管上に巻き取る前に、４４デシテックスのスパンデックスに、同様なシリコーン油９４重量％及びステアリン酸マグネシウム（平均粉末度５ミクロン）４重量％を含んでなる仕上げ剤４．５重量％を、通常の仕上げローラーにより適用して、最終外径１５０ｍｍを有する４１０ｇ（繊維重量）のパッケージを形成した。巻取り期間中にスパンデックスに適用された伸びは約２５％から２９％の範囲内にあった。
特記されない限り、添加剤スラーリを、０．８ｍｍのジルコニアビーズの７５％充填において運転される１．５−リッター容量のPremier Mill（Premier Mill Corp., Reading, PA）のモデルＨＭ１．５ＶＳＤ中で粉砕した。シャフトスペーサーの先端速度は約６０メーター／分で、スラーリ流速は４０ｇ／分であった。スラーリを概括的に１回のパスで粉砕した。各々の場合のスラーリ流体はＤＭＡｃであった。幾つかの場合にはスラーリの粘性を最適化するために、添加剤がその中に混合されたものと同一のポリウレタン尿素を添加した。スラーリはポリマーの流れ中にそれ自体を又はその他の標準の添加剤と組み合わせて添加することができるし、あるいは十分に混合されている場合は紡糸操作の直前に添加することもできる。
それぞれの実施例において、対照は基礎溶液中に混合されたもの以外にその他の添加剤を含まない試料である。対照を調製し、そしてテスト試料の各セットとともに乾式紡糸した。
テスト法
末端引き取り張力（ＯＥＴＯＴ）をHanzel等の米国特許第４，２９６，１７４号明細書、第４欄、２０〜４５行目に公表された方法に従い、その特許の図６を参照して決定した。この方法においては、毎分４５．７メーターの配送速度で糸の管状供給パッケージからスパンデックス糸の試料１８３ｍの長さを取り出すために必要な平均張力（すなわち、平均引っ張り荷重）を測定する。以下の実施例においては、パッケージの表面、中央及びコアで、すなわち、意図された巻取りパターンに達するまで数グラムの繊維を巻き出した後（「表面」）、算定されたパッケージの半分を巻き出した後（「中央」）、そしてパッケージから約１２５グラムを残してすべてを巻き出した後（「コア」）、に測定した。ＯＥＴＯＴは１６時間、５７℃でオーブン老化後のグラムで報告されており、テストはオーブン老化の少なくとも２４時間後に実施された。このテストは、約６カ月の貯蔵後のものに大体匹敵する結果を提供する。
更に、それぞれの場合に、本発明のスパンデックスを通常の方法でテストし、満足な機械的特性を有することが示された。
実施例１
粘着防止添加剤を、ＭＤＩ又はＰＩＣＭを不飽和もしくは飽和１８−炭素のモノアミンと反応させることにより調製した。不飽和アミンはADOGEN(R)172-D（Ｃ18アミン７５％を含んでなるＣ14ないしＣ18アミンの混合物で、８０％が不飽和である、Witco Chemical社）であった。飽和アミンは技術銘柄の１８−炭素のモノアミン（８７％のＣ18飽和アミン、Aldrich Chemical Co. Milwaukee, WI社）であった。
表Ｉには、不飽和Ｃ18アミンのＭＤＩとの反応生成物を「Ｉ」で表し、飽和Ｃ18アミンのＭＤＩとの生成物を「II」で表し、そして飽和Ｃ18アミンのＰＩＣＭとの生成物を「III」と表している。ＯＥＴＯＴはオーブン老化後のグラム数で報告され、本発明のスパンデックスのコアのＯＥＴＯＴは、粘着防止添加剤を含まない対照のコアＯＥＴＯＴのパーセントとして報告されている。スパンデックスが粘着性が弱いことを示す、スパンデックスを巻き出すのにより弱い張力（すなわち、より小さい張力荷重）が必要であることを示すので、対照に比して低いＯＥＴＯＴが望ましい。
乾式紡糸スパンデックス中の残留ＤＭＡｃは０．１４ないし０．２０重量パーセントの範囲内にあった。
本発明のスパンデックス試料それぞれは対照スパンデックスに比してＯＥＴＯＴの明白な改善を示した。
実施例２
本実施例における粘着防止添加剤はＥＢＳ（Witco Chemical, EBS-Powdered Metal Ultra Fine（EBS粉末金属超微細））であった。ＥＢＳスラーリ（ＤＭＡｃ８０重量部、紡糸される予定のものと同一のポリウレタン尿素７部、及びＥＢＳ１３部）を粉砕機中を１回のパスで粉砕した。
スパンデックス中の残留ＤＭＡｃは０．２３ないし０．２９重量パーセントの範囲内であった。
ＥＢＳは微細分割不活性粒子の不在下ですら優れた粘性の減少を示した。
実施例３
本実施例における粘着防止添加剤はジオクタデシル尿素（Aldrich Chemical Co.）であった。残留ＤＭＡｃは乾式紡糸スパンデックスを基礎にして、０．１４ないし０．２０重量パーセントの範囲内にあった。
ジオクタデシル尿素は乾式紡糸スパンデックスの粘性を減少させるのに有効であった。
実施例４
本実施例はスパンデックスの粘性に対するそれらの効果について、ＥＢＳを金属ステアリン酸塩と比較している。ＥＢＳスラーリは実施例２に記載のように調製された。ステアリン酸カルシウム１９％（Witco Chemical社から「ＦＰ」銘柄として入手された「ＣａＳｔ」）及びシリコーン油７１％（スラーリの総重量を基礎にしており、シリコーン油は実質的に、米国特許第３，２９６，０６３号に公表されたもの）を含んでなるステアリン酸カルシウムのスラーリを、垂直の６００リッターのインラインのホモジナイザー（モデル６００２、Silberson Machines, East Longmeadow, MA）で調製した。
ステアリン酸マグネシウム（「ＭｇＳｔ」）（平均粉末度４．３ミクロン、Mallinckrodt Chemical Co.社）を０．２ないし９ミクロンの範囲内の粉末度に微細化させた。微細化はステアリン酸マグネシウムの、より大きい凝結体を破壊し、それにより、より小さい粒子の方向に分布をシフトさせる。ＤＭＡｃ６５重量部、ポリウレタン尿素（紡糸される予定のものと同一）２０部、及びステアリン酸マグネシウム１５部のスラーリを、ＤＭＡｃ中にステアリン酸マグネシウムを撹拌して、ポリウレタン尿素中に緩徐に混合することにより調製した。ポリマーが溶解後、スラーリを、０．８ｍｍ〜１．０ｍｍケイ酸ジルコニウムビーズの８５％充填及び６０メーター／分のシャフトスペーサーの先端速度を使用して、５０ｇ／分の速度でPremier Millを２回通過させた。温度はステアリン酸マグネシウムが柔軟化することを防止するために５０℃未満に維持した。粉砕後、スラーリを４０ミクロンの絶対ワイヤメッシュフィルターを通過させた。生成されたステアリン酸マグネシウムの平均粉末度は約２ミクロンであった。
乾式紡糸後の、スパンデックス中の残留ＤＭＡｃは繊維の重量を基礎にして０．４ないし０．６パーセントの範囲内にあった。
ＥＢＳはこれらの濃度のステアリン酸カルシウム及び微細化ステアリン酸マグネシウムと同様に粘性を減少させるのに有効であった。
実施例５
本実施例は、本発明のものでない添加剤の、乾式紡糸スパンデックスの粘性に対する効果を示している。ステアラミドは工業銘柄（Acros Organics, division of Fisher Scientific, Pittsburgh, PA）であった。「IV」はイソシアン酸オクタデシル（工業銘柄、Aldrich）のＥＤＡとの反応生成物のアルキレンビス（アルキル尿素）である。
スパンデックス中の残留ＤＭＡｃは繊維を基礎にして０．４ないし０．６重量パーセントの範囲内にあった。
脂肪酸アミドも非環式脂肪酸ビス尿素も乾式紡糸スパンデックスの粘性を減少させるのに有効ではなかった。
実施例６
本実施例は、本発明のものでない粘着防止添加剤を含むポリマー溶液を乾式紡糸する時の紡糸連続性と比較した、本発明の粘着防止添加剤を含むポリマー溶液を乾式紡糸する時の紡糸連続性を示している。
（ａ）溶液ポンプ、（ｂ）３０ミクロンのDynalloy焼結金属フィルター要素（Memtec America, Deland, FL）の付いたキャンドルフィルター、（ｃ）計量ポンプ、及び（ｄ）０．０３ｃｍ（１２ｍｉｌ）の直径の紡糸口金のオリフィスを有する紡糸口金板を含んでなるテスト装置が、使用された。テストされたポリマー溶液は、本発明のＥＢＳを０．５重量％か又は微細化ステアリン酸マグネシウム０．２重量％を含む、実施例１、２及び３のために調製されたような基礎溶液であった。キャンドルフィルターを通過したポリマー溶液の流量は９．１ｇ／ｃｍ2／時間であった。フィルターにおける圧力低下が、開始時（清浄なフィルター）圧力低下の約３３５％に増加した時に、この時点で、計量ポンプが紡糸口金にポンプし続けるのに不十分な圧力が存在し、破損フィラメントが出現し始めるので、このテスト装置は操作不能になる。フィルターの圧力低下は工程の質及び紡糸連続性の目安として使用される。
第１のテストにおいて、粘着防止添加剤が０．５重量％のＥＢＳである時、テスト装置は６日間にわたり、フィルター又は紡糸口金板を取り替えることなく操作された。粘着防止添加剤が０．２重量％の微細化ステアリン酸マグネシウムである場合、約１日後に劣化した工程が、フィルターの取り替えを必要とした。
粘着防止添加剤として微細化ステアリン酸マグネシウム０．２重量％を使用した第２のテストにおいては、フィルターの圧力低下の増加率は、開始時（清浄なフィルター）の圧力低下を基礎にして、８時間の期間にわたり、毎時約１２．５％であった。それに対して、ＥＢＳ０．５重量％を添加剤として使用した時には、８時間の期間を通して、フィルター上に圧力低下の増加は認められなかった。
これらの結果から示されるように、本発明の粘着防止添加剤を使用することにより、スパンデックスの、生成された巻取りパッケージにおいて低い粘性の特徴を得ることに加えて、スパンデックスの製造工程において、予期されなかった良好な乾式紡糸の連続性が達成される。更にこれらの添加剤を使用する時、好都合な結果を得るために、けいそう土、シリカ、タルク、長石、雲母、炭素黒、重炭酸カルシウム、又は重炭酸ナトリウムのような微細分割不活性粒状固体の必要性がない。
本出願は１９９７年１月３１日出願の仮出願第６０／０３６，７７４号の権利を請求する。
発明の背景
発明の分野
本発明は低粘性を有するスパンデックスに、そしてより具体的には、その中に有効量の粘着防止添加剤が分散されているスパンデックスに関する。
背景の当該技術分野の説明
スパンデックスは粘性であることが知られている。これは、紡糸期間中に経験する伸びからのフィラメントの回復である「パッケージ緩和」により圧力が非常に高くなる可能性がある、乾式紡糸スパンデックスの巻取ったパッケージにおいて特に重要である。高い圧力は、条件が最も極端な、パッケージのコアの近辺でフィラメントを取り外して、使用することを特に困難にさせる可能性がある。時間及び温度が粘性に寄与するので、例えば数カ月間貯蔵されていたスパンデックスの巻取りパッケージは、新しく紡糸され、巻取られたパッケージよりも有意に大量のコア廃棄物を経験する。粘性及び、生成される廃棄物を減少させることはスパンデックスフィラメント生産の経済学を改善させるであろう。しかし、粘性を減少させるために採られる段階はスパンデックスが製造される乾式紡糸法の連続性を妨げてはならない。
米国特許第４，２９６，１７４号は、スパンデックスの粘性を減少させるための、乾式紡糸スパンデックス中へのステアリン酸カルシウムのような脂肪酸の金属塩の取り込みにつき公表している。しかし、このような添加剤は、紡糸口金の毛細管内に堆積物を形成し、ポリマー溶液ラインのフィルターを詰まらせて、乾式紡糸工程において問題を引き起こす。これらの効果は紡糸の連続性に不都合である、すなわち、毛細管又はフィルターが詰まると、連続的なフィラメントの生産が中断されて、詰まっている堆積物を清掃するか又は詰まった部品を清浄な部品と取り替えるためにその工程を停止しなければならない。良好な乾式紡糸処理能及び粘着防止性の特徴の組み合わせを有する粘着防止添加剤が未だに所望される。
特開平１−２９８２５９号公報（ＪＰ’２５９）は、式、
（ＣnＨ2+1）mＸ
［式中、
ｎは１５ないし３５であり、
ｍは１ないし３であり、そして
Ｘは５個以下の炭素を有する脂肪酸エステル、５個以下の炭素を有する脂肪酸アミド、又はカルシウム塩を含む、５個以下の炭素を有する脂肪酸エステルである］
により表される化合物０．１〜２．０ｗｔ％と混合された熱可塑性ポリウレタンの溶融押し出し及び溶融吹き込みによる、熱可塑性ポリウレタン弾性不織布の製法を公表している。この方法において、熱可塑性樹脂が溶融紡糸されそして同時に隣接しているガス噴射機から排出される高温高速ガスにより強力に衝撃を受けて、溶融紡糸された繊維を超微細繊維に噴射させ、次いでそれらを移動板上に回収してそれにより不織シートをもたらす。シートは巻き取られた後に巻き出すことができる。従来の当該技術、特開平１−２９８２５９号の説明の中で、特開昭５２−８１，１７７号公報に公表された乾式紡糸によるポリウレタン弾性繊維製造の望ましくない点につき説明している。乾式紡糸ポリウレタン繊維のための粘着防止添加剤が未だに所望される。
米国特許第３，３８２，２０２号は形成されたポリウレタン構造物に実質的に非ブロッキングで、非粘性の特徴を与える添加剤系につき公表している。該添加剤系は本質的には（１）エチレンビス−ステアラミド及びステアラミドを含む、脂肪酸から誘導されたある種のアミド及びビスアミド約０．５ないし４．０部及び（２）けいそう土、シリカ、タルク、長石、雲母、炭素黒、重炭酸カルシウム、又は重炭酸ナトリウムのような微細分割不活性粒状固体を約１ないし１５部からなる。第２の不活性成分を必要としない粘着防止添加剤が未だに所望される。
発明の要約
本発明のスパンデックスは、スパンデックス中に分散された粘着防止添加剤をスパンデックスの０．１〜５．０重量％含有し、そこで、添加剤が式（Ｉ）
Ｒ1−Ｚ−Ｒ2 （Ｉ）
［式中、
Ｒ1及びＲ2はそれぞれ独立して、１４ないし２２個の炭素原子を有するアルキル及び、１４ないし２２個の炭素原子を有するアルケニルからなる群から選択され、
Ｚは、 −Ｃ（Ｏ）−ＮＨ−Ｒ3−ＮＨ−Ｃ（Ｏ）−、
−ＮＨ−Ｃ（Ｏ）−ＮＨ−Ｒ4−ＮＨ−Ｃ（Ｏ）−ＮＨ−、
及び
−ＮＨ−Ｃ（Ｏ）−ＮＨ−、
（ここで、
Ｒ3は２ないし６個の炭素原子を有するアルキレンであり、そして
Ｒ4は芳香族又は環式脂肪族基を含み、６ないし１８個の炭素原子を有し、その窒素原子はそれぞれ、Ｒ4基中の環の炭素に結合している）
からなる群から選択される］
の化合物又はその混合物である。
スパンデックス製造のための本発明の方法は、
ポリウレタン溶液を調製すること、
式（Ｉ）の粘着防止添加剤又はその混合物をスパンデックスの０．１〜５．０重量％を該溶液中に混合すること、及び
該溶液を乾式紡糸してスパンデックスを形成すること、
の段階を含んでなる。
本発明のスパンデックスの供給パッケージは円筒状のコア及び前記コア上に巻取られたスパンデックスを含んでなり、そこで、該スパンデックスが式（Ｉ）の粘着防止添加剤又はその混合物をスパンデックスの０．１〜５．０重量％含有する。
発明の詳細な説明
本明細書では以下の略語が使用されている、
ＥＢＳ エチレンビス−ステアラミド（Ｎ，Ｎ’−１，２−エタンジイルビス−オクタデカンアミド）
ＭＤＩ １，１’−メチレンビス（４−イソシアナトベンゼン）
ＰＩＣＭ ビス（４−イソシアナトシクロヘキシル）メタン
ＥＤＡ エチレンジアミン
ＭＰＭＤ ２−メチル−１，５−ペンタンジアミン
ＤＥＡ ジエチルアミン。
本明細書で使用される「スパンデックス」は、そこで、繊維形成物質が少なくとも８５重量％のセグメントポリウレタンからなる長鎖の合成エラストマーである、乾式紡糸製造された繊維を意味する。ポリウレタン尿素はこのようなポリウレタンのサブクラス（sub-class）である。このようなスパンデックスは具体的には円筒状のコア、又は管上に巻取られて供給パッケージを形成することができる。
本発明のスパンデックスを製造するために使用されるポリマーは概括的に高分子のグリコールをジイソシアナートでキャップさせること、生成されたキャップグリコールを適切な溶媒に溶解させること、及びジアミン、ジオール又はアミノアルコールによりキャップグリコールを連鎖延長させること、により調製することができる。ポリマーの分子量を調節するために、少量の、ジアルキルアミンのような単官能性連鎖停止剤を添加することができる。
本発明の目的のためには、ＭＤＩ、ジイソシアン酸２，４−トリレン、ＰＩＣＭ、ジイソシアン酸ヘキサメチレン、ジイソシアン酸３，３，５−トリメチル−５−メチレンシクロヘキシル（ジイソシアン酸イソホロン）、等のようなあらゆる有機ジイソシアン酸エステルを使用することができる。ＭＤＩが好ましい。
高分子グリコールは、このようなグリコールの幾つかのタイプのうちの１種類以上から選択することができる。本発明の使用に適切なポリエーテルグリコールはテトラメチレングリコール、３−メチル−１，５−ペンタンジオール、テトラヒドロフラン、３−メチルテトラヒドロフラン、等及びそれらのコポリマーから誘導されたものを含む。本発明に関連して使用することができるグリコールを末端基とするポリエステルは、エチレングリコール、テトラメチレングリコール（ブタンジオール）及び／又は２，２−ジメチル−１，３−プロパンジオール等の、アジピン酸、コハク酸、ドデカンジオン酸等のような二酸との反応生成物を含む。コポリマーもまた予想される。更に、本発明に使用のためのグリコールとして、前記のポリエーテル及びポリエステルの要素からなるポリエーテルエステル、並びに、ポリ（ペンタン−１，５−カーボナート）ジオール、ポリ（ヘキサン−１，６−カーボナート）ジオール、等のようなジオールを末端基とするポリカーボナートが予想される。
ポリマーの形成の完了はキャップグリコールを適切な溶媒に溶解させること及び、ジオール又はジアミンで連鎖延長させて、それぞれポリウレタン又は、ポリウレタン尿素として知られるサブクラスを形成することにより実施することができる。適切な溶媒は、ジメチルアセトアミド（ＤＭＡｃ）、Ｎ−メチルピロリドン及びジメチルホルムアミドを含む。ＤＭＡｃが好ましい。適切なジオール連鎖延長剤はエチレングリコール、テトラメチレングリコール、等を含む。本発明とともに使用することができるジアミンは、ＥＤＡ、１，３−シクロヘキサンジアミン、１，４−シクロヘキサンジアミン、１，３−プロピレンジアミン、２−メチルペンタメチレンジアミン（ＭＰＭＤ）、１，２−プロピレンジアミン、等及びそれらの混合物を含む。ジアミン連鎖延長剤及び生成するポリウレタン尿素が好ましい。最終的ポリウレタン尿素又はポリウレタンの分子量を調節するために、少量の、ＤＥＡのようなモノアミンを連鎖延長剤中に混合して、キャップグリコールと反応させることができる。
ポリウレタンを溶液で形成すること又は適切な溶媒にポリウレタンを溶解させることのどちらかにより溶液中ポリウレタンを調製後、粘着防止添加剤を溶液中に混合することができる。粘着防止添加剤は式（Ｉ）
Ｒ1−Ｚ−Ｒ2 （Ｉ）
［式中、
Ｒ1及びＲ2はそれぞれ独立して、１４ないし２２個の炭素原子を有するアルキル及び、１４ないし２２個の炭素原子を有するアルケニルからなる群から選択され、そして
Ｚは、 −Ｃ（Ｏ）−ＮＨ−Ｒ3−ＮＨ−Ｃ（Ｏ）−、
−ＮＨ−Ｃ（Ｏ）−ＮＨ−Ｒ4−ＮＨ−Ｃ（Ｏ）−ＮＨ−、
及び
−ＮＨ−Ｃ（Ｏ）−ＮＨ−、
（ここで、
Ｒ3は２ないし６個の炭素原子を有するアルキレンであり、
そして
Ｒ4は芳香族又は環式脂肪族基を含み、６ないし１８個の炭素原子を有し、その窒素原子はそれぞれ、Ｒ4基中の環の炭素に結合している）
からなる群から選択される］
の化合物又はその混合物である。Ｒ1＝Ｒ2で、実質的に直線状の、不飽和Ｃ18Ｈ35基であり、Ｚが−Ｃ（Ｏ）−ＮＨ−ＣＨ2ＣＨ2−ＮＨ−Ｃ（Ｏ）−である時には、該添加剤は、好ましい、エチレンビスオレイルアミドであり、Ｒ1＝Ｒ2＝Ｃ18Ｈ37である時には、粘着防止剤はこれも好ましい、エチレンビスステアラミドである。
その中に粘着防止添加剤を分散されている溶液が乾式紡糸されて本発明のスパンデックスを形成する。乾式紡糸はポリマー溶液を紡糸口金オリフィスを通してシャフト中へ押し出してフィラメントを形成する工程である。加熱された不活性ガスを室内に通過させて、フィラメントがシャフトを通過する時にフィラメントから溶媒を蒸発させる。次いで、生成するスパンデックスを円筒状コア上に巻取ってスパンデックス供給パッケージを形成することができる。
本発明の粘着防止添加剤は、スパンデックスの０．１〜５．０重量％の量でスパンデックス中に存在して、他の粘着防止添加剤に比較して、更に、驚くほど改善された乾式紡糸の連続性を提供しながら、乾式紡糸スパンデックスの粘性を減少させる。
粘着防止添加剤に加えて、本発明のスパンデックスは、このような添加剤が本発明のスパンデックスエラストマー又は粘着防止添加剤と拮抗性効果をもたらさない限り、抗酸化剤、熱安定剤、ＵＶ安定剤、顔料及び光沢消去剤（例えば二酸化チタン）、染料及び染料増強剤、潤滑剤（例えばシリコーン油）、塩素による劣化に対する抵抗性を増加させる添加剤（例えば酸化亜鉛、酸化マグネシウム及び、フンタイト（huntite）とヒドロマグネサイトとの混合物）のような、特別の目的のために添加される通常の添加剤を含むことができる。二酸化チタンのような通常の添加剤の幾つかは、スパンデックスの粘性を判定するために使用されるパラメーター（以下の実施例に記載されているような）である、末端引き取り張力（over-end take-off tension）（ＯＥＴＯＴ）測定値に対しては僅かな効果を示すが、それらのどれも、ＯＥＴＯＴ測定値に著しい効果をもたず、粘性を減少させるような量ではスパンデックスに添加されない。
スパンデックスはどんなデシテックスでもよい。微細なデシテックスのフィラメント（約１３２デシテックス未満で、特には約４４デシテックス未満）は、それらの小さい直径及び、紡糸口金オリフィスから排出する時の熱い紡糸溶液の、弱い、低い粘性により、工程の混乱（disruptions）に特に感受性である。このような条件下では、乾式紡糸の連続性はフィルターの詰まり及び、使用されている直径の小さい紡糸口金の孔の紡糸口金の堆積により影響を受け易い。従って、本発明は微細なデシテックスのスパンデックスの製造に特に好都合である。
本発明のスパンデックスは優れた乾式紡糸の連続性を伴って製造することができるので、比較的高い濃度の粘着防止添加剤を使用することができる。本発明のスパンデックス中の粘着防止添加剤の有用な量は、繊維の重量を基礎にした重量パーセントとして表された、０．１％ないし５．０重量％、好ましくは０．４％ないし２．０重量％にある。０．１重量％未満においてはスパンデックスの粘性にほとんど効果がなく、５．０重量％を超えると、スパンデックスの機械的特性が悪影響を受ける。
金属イオンは必ずしも前記の利点を与えるとは限らず、事実、金属イオンは添加剤の一部として含まれないことが好ましい。これは当該技術分野で既知の金属ステアリン酸塩と本発明の添加剤を比較する実施例から明らかであろう。
実施例
添加剤の量は繊維の総重量を基礎にした重量パーセントとして与えられている。
実施例１、２及び３における乾式紡糸スパンデックスのためのポリマーは、約１．８５のキャップ率（ジイソシアナートのポリマーのグリコールに対するモル比）において、３５５０の分子量の、テトラヒドロフランと３−メチルテトラヒドロフランとの８７.５／１２.５（モル比）のコポリエーテルをＭＤＩでキャップすることにより製造された。生成されたキャップグリコールをＤＭＡｃ中でＥＤＡにより連鎖延長させ、ＥＤＡで停止させた。次いでポリマー溶液をＤＭＡｃ中の添加剤のスラーリーと混合して「基礎溶液」を形成した。スラーリは、乾式紡糸繊維が、本発明により予想されたあらゆる粘着防止添加剤の他に、CYANOX(R)1790抗酸化剤［２，４，６−トリス（２，６−ジメチル−４−ｔ−ブチル−３−ヒドロキシベンジル）イソシアヌラート、Cytec Industries, West Patterson, NJ］１．５重量％、CYASORB(R)ＵＶ安定剤［２，４−ジ−（２’，４’−ジメチルフェニル）−６−（２”−ヒドロキシ−４”−ｎ−オクチルオキシフェニル）−１，３，５−トリアジン、Cytec Industries社］０．４重量％、METHACROL(R)2462BのＵＶ安定剤（ＰＩＣＭ及びＮ−ｔ−ブチルジエタノールアミンのポリマー、E.I. du Pont de Nemours and Company, Wilmington, DE社の登録商品名）０．５重量％及び、実質的に、米国特許第３，２９６，０６３号に記載されたようなシリコーン油潤滑剤０．３重量％を含むようなものであった。粘着防止スラーリを基礎溶液に混合して、スパンデックスを生成するために乾式紡糸される紡糸溶液を形成した。スパンデックスが８３ｍｍ（外径）の管に巻取られる前に、通常の仕上げローラーにより、仕上げ剤（ポリジメチルシロキサン９４重量％及びステアリン酸マグネシウム６重量％、平均粉末度３ミクロン）４重量％を１３２デシテックスのスパンデックスに適用して、最終外径１４２ｍｍを有する６８０ｇ（繊維重量）のパッケージを形成した。巻取り期間中にスパンデックスに適用された伸びは約１７％から１８％の範囲内であった。
実施例４及び５の乾式紡糸スパンデックスのためのポリマーは、約１．７のキャップ率で、分子量１８００のポリテトラメチレンエーテルグリコールをＭＤＩでキャップさせることにより製造された。生成されたキャップグリコールをＤＭＡｃ溶媒中でＥＤＡ及びＭＰＭＤの混合物（９０／１０モル比）により連鎖延長させ、ＤＥＡにより停止させた。ポリマー溶液をスラーリと混合して、基礎溶液を形成した。添加剤スラーリは、乾式紡糸繊維が、本発明により予想されたあらゆる粘着防止添加剤の他に、CYANOX(R)1790抗酸化剤１．５重量％、METHACROL(R)2138FＵＶ安定剤（メタクリル酸ジイソプロピルアミノエチル及びメタクリル酸ｎ−デシルの７５／２５重量比のコポリマー、E.I. du Pont de Nemours and Company, Wilmington, DE）２．０重量％及び、実質的に、米国特許第３，２９６，０６３号に記載されたようなシリコーン油潤滑剤０．６重量％を含むようなものであった。粘着防止スラーリを調製し、基礎溶液中に混合して、スパンデックスを製造するために乾式紡糸される紡糸溶液を形成した。スパンデックスを８３ｍｍ（外径）の管上に巻き取る前に、４４デシテックスのスパンデックスに、同様なシリコーン油９４重量％及びステアリン酸マグネシウム（平均粉末度５ミクロン）４重量％を含んでなる仕上げ剤４．５重量％を、通常の仕上げローラーにより適用して、最終外径１５０ｍｍを有する４１０ｇ（繊維重量）のパッケージを形成した。巻取り期間中にスパンデックスに適用された伸びは約２５％から２９％の範囲内にあった。
特記されない限り、添加剤スラーリを、０．８ｍｍのジルコニアビーズの７５％充填において運転される１．５−リッター容量のPremier Mill（Premier Mill Corp., Reading, PA）のモデルＨＭ１．５ＶＳＤ中で粉砕した。シャフトスペーサーの先端速度は約６０メーター／分で、スラーリ流速は４０ｇ／分であった。スラーリを概括的に１回のパスで粉砕した。各々の場合のスラーリ流体はＤＭＡｃであった。幾つかの場合にはスラーリの粘性を最適化するために、添加剤がその中に混合されたものと同一のポリウレタン尿素を添加した。スラーリはポリマーの流れ中にそれ自体を又はその他の標準の添加剤と組み合わせて添加することができるし、あるいは十分に混合されている場合は紡糸操作の直前に添加することもできる。
それぞれの実施例において、対照は基礎溶液中に混合されたもの以外にその他の添加剤を含まない試料である。対照を調製し、そしてテスト試料の各セットとともに乾式紡糸した。
テスト法
末端引き取り張力（ＯＥＴＯＴ）をHanzel等の米国特許第４，２９６，１７４号明細書、第４欄、２０〜４５行目に公表された方法に従い、その特許の図６を参照して決定した。この方法においては、毎分４５．７メーターの配送速度で糸の管状供給パッケージからスパンデックス糸の試料１８３ｍの長さを取り出すために必要な平均張力（すなわち、平均引っ張り荷重）を測定する。以下の実施例においては、パッケージの表面、中央及びコアで、すなわち、意図された巻取りパターンに達するまで数グラムの繊維を巻き出した後（「表面」）、算定されたパッケージの半分を巻き出した後（「中央」）、そしてパッケージから約１２５グラムを残してすべてを巻き出した後（「コア」）、に測定した。ＯＥＴＯＴは１６時間、５７℃でオーブン老化後のグラムで報告されており、テストはオーブン老化の少なくとも２４時間後に実施された。このテストは、約６カ月の貯蔵後のものに大体匹敵する結果を提供する。
更に、それぞれの場合に、本発明のスパンデックスを通常の方法でテストし、満足な機械的特性を有することが示された。
実施例１
粘着防止添加剤を、ＭＤＩ又はＰＩＣＭを不飽和もしくは飽和１８−炭素のモノアミンと反応させることにより調製した。不飽和アミンはADOGEN(R)172-D（Ｃ18アミン７５％を含んでなるＣ14ないしＣ18アミンの混合物で、８０％が不飽和である、Witco Chemical社）であった。飽和アミンは技術銘柄の１８−炭素のモノアミン（８７％のＣ18飽和アミン、Aldrich Chemical Co. Milwaukee, WI社）であった。
表Ｉには、不飽和Ｃ18アミンのＭＤＩとの反応生成物を「Ｉ」で表し、飽和Ｃ18アミンのＭＤＩとの生成物を「II」で表し、そして飽和Ｃ18アミンのＰＩＣＭとの生成物を「III」と表している。ＯＥＴＯＴはオーブン老化後のグラム数で報告され、本発明のスパンデックスのコアのＯＥＴＯＴは、粘着防止添加剤を含まない対照のコアＯＥＴＯＴのパーセントとして報告されている。スパンデックスが粘着性が弱いことを示す、スパンデックスを巻き出すのにより弱い張力（すなわち、より小さい張力荷重）が必要であることを示すので、対照に比して低いＯＥＴＯＴが望ましい。
乾式紡糸スパンデックス中の残留ＤＭＡｃは０．１４ないし０．２０重量パーセントの範囲内にあった。
実施例２
本実施例における粘着防止添加剤はＥＢＳ（Witco Chemical, EBS-Powdered Metal Ultra Fine（EBS粉末金属超微細））であった。ＥＢＳスラーリ（ＤＭＡｃ８０重量部、紡糸される予定のものと同一のポリウレタン尿素７部、及びＥＢＳ１３部）を粉砕機中を１回のパスで粉砕した。
スパンデックス中の残留ＤＭＡｃは０．２３ないし０．２９重量パーセントの範囲内であった。
実施例３
本実施例における粘着防止添加剤はジオクタデシル尿素（Aldrich Chemical Co.）であった。残留ＤＭＡｃは乾式紡糸スパンデックスを基礎にして、０．１４ないし０．２０重量パーセントの範囲内にあった。
実施例４
本実施例はスパンデックスの粘性に対するそれらの効果について、ＥＢＳを金属ステアリン酸塩と比較している。ＥＢＳスラーリは実施例２に記載のように調製された。ステアリン酸カルシウム１９％（Witco Chemical社から「ＦＰ」銘柄として入手された「ＣａＳｔ」）及びシリコーン油７１％（スラーリの総重量を基礎にしており、シリコーン油は実質的に、米国特許第３，２９６，０６３号に公表されたもの）を含んでなるステアリン酸カルシウムのスラーリを、垂直の６００リッターのインラインのホモジナイザー（モデル６００２、Silberson Machines, East Longmeadow, MA）で調製した。
ステアリン酸マグネシウム（「ＭｇＳｔ」）（平均粉末度４．３ミクロン、Mallinckrodt Chemical Co.社）を０．２ないし９ミクロンの範囲内の粉末度に微細化させた。微細化はステアリン酸マグネシウムの、より大きい凝結体を破壊し、それにより、より小さい粒子の方向に分布をシフトさせる。ＤＭＡｃ６５重量部、ポリウレタン尿素（紡糸される予定のものと同一）２０部、及びステアリン酸マグネシウム１５部のスラーリを、ＤＭＡｃ中にステアリン酸マグネシウムを撹拌して、ポリウレタン尿素中に緩徐に混合することにより調製した。ポリマーが溶解後、スラーリを、０．８ｍｍ〜１．０ｍｍケイ酸ジルコニウムビーズの８５％充填及び６０メーター／分のシャフトスペーサーの先端速度を使用して、５０ｇ／分の速度でPremier Millを２回通過させた。温度はステアリン酸マグネシウムが柔軟化することを防止するために５０℃未満に維持した。粉砕後、スラーリを４０ミクロンの絶対ワイヤメッシュフィルターを通過させた。生成されたステアリン酸マグネシウムの平均粉末度は約２ミクロンであった。
乾式紡糸後の、スパンデックス中の残留ＤＭＡｃは繊維の重量を基礎にして０．４ないし０．６パーセントの範囲内にあった。
実施例５
本実施例は、本発明のものでない添加剤の、乾式紡糸スパンデックスの粘性に対する効果を示している。ステアラミドは工業銘柄（Acros Organics, division of Fisher Scientific, Pittsburgh, PA）であった。「IV」はイソシアン酸オクタデシル（工業銘柄、Aldrich）のＥＤＡとの反応生成物のアルキレンビス（アルキル尿素）である。
スパンデックス中の残留ＤＭＡｃは繊維を基礎にして０．４ないし０．６重量パーセントの範囲内にあった。
実施例６
本実施例は、本発明のものでない粘着防止添加剤を含むポリマー溶液を乾式紡糸する時の紡糸連続性と比較した、本発明の粘着防止添加剤を含むポリマー溶液を乾式紡糸する時の紡糸連続性を示している。
（ａ）溶液ポンプ、（ｂ）３０ミクロンのDynalloy焼結金属フィルター要素（Memtec America, Deland, FL）の付いたキャンドルフィルター、（ｃ）計量ポンプ、及び（ｄ）０．０３ｃｍ（１２ｍｉｌ）の直径の紡糸口金のオリフィスを有する紡糸口金板を含んでなるテスト装置が、使用された。テストされたポリマー溶液は、本発明のＥＢＳを０．５重量％か又は微細化ステアリン酸マグネシウム０．２重量％を含む、実施例１、２及び３のために調製されたような基礎溶液であった。キャンドルフィルターを通過したポリマー溶液の流量は９．１ｇ／ｃｍ2／時間であった。フィルターにおける圧力低下が、開始時（清浄なフィルター）圧力低下の約３３５％に増加した時に、この時点で、計量ポンプが紡糸口金にポンプし続けるのに不十分な圧力が存在し、破損フィラメントが出現し始めるので、このテスト装置は操作不能になる。フィルターの圧力低下は工程の質及び紡糸連続性の目安として使用される。
第１のテストにおいて、粘着防止添加剤が０．５重量％のＥＢＳである時、テスト装置は６日間にわたり、フィルター又は紡糸口金板を取り替えることなく操作された。粘着防止添加剤が０．２重量％の微細化ステアリン酸マグネシウムである場合、約１日後に劣化した工程が、フィルターの取り替えを必要とした。
粘着防止添加剤として微細化ステアリン酸マグネシウム０．２重量％を使用した第２のテストにおいては、フィルターの圧力低下の増加率は、開始時（清浄なフィルター）の圧力低下を基礎にして、８時間の期間にわたり、毎時約１２．５％であった。それに対して、ＥＢＳ０．５重量％を添加剤として使用した時には、８時間の期間を通して、フィルター上に圧力低下の増加は認められなかった。
これらの結果から示されるように、本発明の粘着防止添加剤を使用することにより、スパンデックスの、生成された巻取りパッケージにおいて低い粘性の特徴を得ることに加えて、スパンデックスの製造工程において、予期されなかった良好な乾式紡糸の連続性が達成される。更にこれらの添加剤を使用する時、好都合な結果を得るために、けいそう土、シリカ、タルク、長石、雲母、炭素黒、重炭酸カルシウム、又は重炭酸ナトリウムのような微細分割不活性粒状固体の必要性がない。
Claims (8)
- ポリウレタン尿素繊維の０.５〜５.０重量％の粘着防止添加剤を含有するポリウレタン尿素繊維であって、そこで、該添加剤が式（Ｉ）
Ｒ1−Ｚ−Ｒ2 （Ｉ）
［式中、
Ｒ1及びＲ2はそれぞれ独立して、１４ないし２２個の炭素原子を有するアルキル及び、１４ないし２２個の炭素原子を有するアルケニルからなる群から選択され、そして
Ｚは、 −Ｃ（Ｏ）−ＮＨ−Ｒ3−ＮＨ−Ｃ（Ｏ）−、
−ＮＨ−Ｃ（Ｏ）−ＮＨ−Ｒ4−ＮＨ−Ｃ（Ｏ）−ＮＨ−、
及び
−ＮＨ−Ｃ（Ｏ）−ＮＨ−、
（ここで、
Ｒ3は２ないし６個の炭素原子を有するアルキレンであり、
そして
Ｒ4は芳香族又は環式脂肪族基であり、６ないし１８個の炭素原子を有し、その窒素原子はそれぞれ、Ｒ4基中の環の炭素に結合している）
からなる群から選択される］
の化合物又はその混合物であるスパンデックス繊維。 - 粘着防止添加剤がエチレンビス−ステアラミド又はエチレンビス−オレイルアミドである請求項１記載のスパンデックス繊維。
- 前記ポリウレタン尿素繊維が４４デシテックス未満である、請求項１記載のポリウレタン尿素繊維。
- ポリウレタン尿素繊維ポリウレタンのグリコール前駆体部分がテトラヒドロフラン及び３−メチルテトラヒドロフランのコポリマーである、請求項１記載のポリウレタン尿素繊維。
- 円筒状コア及び該コア上に巻かれた請求項１記載のポリウレタン尿素繊維からなるポリウレタン尿素繊維供給パッケージ。
- （ａ）溶液中にポリウレタン尿素を調製すること、
（ｂ）式（Ｉ）
Ｒ1−Ｚ−Ｒ2 （Ｉ）
［式中、
Ｒ1及びＲ2はそれぞれ独立して、１４ないし２２個の炭素原子を有するアルキル及び、１４ないし２２個の炭素原子を有するアルケニルからなる群から選択され、そして
Ｚは、 −Ｃ（Ｏ）−ＮＨ−Ｒ3−ＮＨ−Ｃ（Ｏ）−、
−ＮＨ−Ｃ（Ｏ）−ＮＨ−Ｒ4−ＮＨ−Ｃ（Ｏ）−ＮＨ−、
及び
−ＮＨ−Ｃ（Ｏ）−ＮＨ−、
（ここで、
Ｒ3は２ないし６個の炭素原子を有するアルキレンであり、
そして
Ｒ4は芳香族又は環式脂肪族基であり、６ないし１８個の炭素原子を有し、その窒素原子はそれぞれ、Ｒ4基中の環の炭素に結合している）
からなる群から選択される］
の粘着防止添加剤又はその混合物を、ポリウレタン尿素の０.５〜５.０重量％を添加すること、並びに
（ｃ）該溶液を乾式紡糸してポリウレタン尿素繊維を形成すること、
の段階を含んでなる、粘着防止添加剤を含むポリウレタン尿素繊維の製法。 - 粘着防止添加剤がエチレンビス−ステアラミド又はエチレンビス−オレイルアミドである、請求項６記載の方法。
- （ｄ）円筒状コアの周囲にポリウレタン尿素繊維を巻取ること、の段階を更に含んでなる、請求項６記載の方法。
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