JP4986121B2 - 熱融着性弾性繊維及びその製造方法並びに該弾性繊維を用いた織編物 - Google Patents
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Description
しかしながら、そこで提案されたポリウレタン弾性繊維は、従来の技術に比べればその低温時の熱融着性は大幅に向上したものの、織編物の製造工程における様々な処理との関係から、更に低温な熱処理であっても熱融着性の良好な弾性繊維を提供することが求められていた。
(1)ベア編地法において95℃で30分間沸水処理した時の熱融着力が0.1cN/dtex以上であること、及びポリオール、ジイソシアネート、低分子量ジオールを反応させて得られる熱融着性ポリウレタン弾性繊維であって、
前記低分子量ジオールとして1,4−ブタンジオールと1,5−ペンタンジオールの2種類を用い、1,5−ペンタンジオールの含有量が、全低分子量ジオールに対して55モル%以上85モル%未満であること、
及びチ−ズ表層における接着率が2.5倍未満であること、
を特徴とする熱融着性ポリウレタン弾性繊維、
(2)溶融紡糸法により前記熱融着性ポリウレタン弾性繊維を紡糸することを特徴とする、(1)に記載の熱融着性弾性繊維、
(3)ジセミカルバジド類をポリオール、ジイソシアネート及び前記低分子量ジオールの全重量100重量部に対し0.25〜5重量部含むことを特徴とする(2)に記載の熱融着性ポリウレタン弾性繊維、
(4)更にエチレンビスアミド類をポリオール、ジイソシアネート及び前記低分子量ジオールの全重量100重量部に対し、0.01〜5重量部含むことを特徴とする(1)から(3)のいずれかに記載の熱融着性ポリウレタン弾性繊維、
(5)紡糸直後のポリマーの窒素含有率が2.8〜4.2質量%であることを特徴とする(1)から(4)のいずれかに記載の熱融着性ポリウレタン弾性繊維、
(6)(1)から(5)のいずれかに記載の熱融着性ポリウレタン弾性繊維を含み、その端部のほつれ防止機能を有することを特徴とする織編物、
を提供するものである。
従来、製品形状に編成することを特徴とする成型編地においては、その成型した編地を、ドラムの中で攪拌するように染色する工程を経るため、染色後の編地端には、どうしても「ほつれ」が生じてしまっていた。
そこで、本発明の熱融着性弾性繊維をそのような成型編地の編地端に用いることにより、染色工程でかかる沸水程度の熱量で、その染色処理中に「ほつれ」を発生させない程度に編地端を融着させることができ、工程上の不良品を低減させることが可能となった。
このことは、該弾性繊維を含み、成型された状態で染色工程を経ることとなる成型編地や、ショーツ、肌着、手袋、サポーターなどに共通に言えることである。
(1)パンスト編機(ロナティ社製L416/R、釜径:4インチ、針数400本)の給糸口に弾性繊維を給糸し、カウント2400コース、伸び寸45cmとし、弾性繊維のみのベア編地を作製する。
(2)作製したベア編地を、無伸長の状態で、所定の温度で30分間沸水処理(95℃)する。
(3)熱融着力を以下の方法で測定する。
引張試験機[島津製作所(製)精密万能試験機]上部チャックに把持した編地の端から解編したベア編地を0.1cNの荷重下で下部チャックに把持し、つかみ間隔(チャック間隔)100mm、引張速度100mm/分で引張り、編地から弾性繊維を解編する時の張力を測定する。
次いで、熱融着部位が解離する度に計測される解編張力のピーク点について、解編応力が安定する伸長量100mmから200mmの間で値が大きい3番目までのピーク点を平均して、ピーク平均解編張力を求める。続いて、ピーク平均解編張力(cN)を弾性繊維の初期繊度(dtex)で除して熱融着力(cN/dtex)とする。
糸の送り出し装置を用いて、巻糸体(チーズ)から弾性繊維を一定速度(10m/分)で送り出し、送り出された弾性繊維の巻取り速度を一定割合(0.5m/分)で増していった時、送り出し地点から120mm前方の検地センサー上で接着による糸跳ね(解舒しようとする糸とチーズとの接触により、糸が撓む状態を言う)が発生しない速度を求め、以下の式で算出する。
接着率=糸跳ねが発生しない最低巻取り速度÷送り出し速度
接着率の割合が小さいほど、解舒性が良好であることが言える。
なお、チ−ズ表層とは、巻糸体のチ−ズ最表層及びそこから巻き取り量全体の10質量%分の領域を指す。
本発明の熱融着弾性繊維は、主に、編地の編み終わり部に使用され、熱融着させることでほつれを防止する役割を持つ。したがって、パンティストッキング等に使用される弾性繊維ほど、耐熱強力保持率が高くなくても良く、上記数値を満たすものであれば、本発明の用途に対し、好適に使用できる。
弾性繊維を把握長8cmで保持し、16cmに伸長する。伸長した状態で所定温度に保った熱風乾燥機中に45秒間入れ、熱処理を行う。熱処理後の弾性繊維の破断時強力を、定伸長の引っ張り試験機を使用し、把握長5cm、伸長速度500m/分で測定する。測定時の環境は温度20℃、相対湿度65%とする。熱処理前の繊維に対する耐熱強力保持率を表示する。
ポリウレタン弾性繊維の製造方法は、上記特性を備えたポリウレタン弾性繊維が得られる限り、特に制限されるものではないが、溶融紡糸法を用いるのが好ましい。
(1)ポリウレタン弾性体チップを溶融紡糸する方法。
(2)ポリウレタン弾性体チップを溶融した後、ポリイソシアネート化合物を混合して紡糸する方法。
(3)ポリオールとジイソシアネートを反応させたプレポリマーと低分子量ジオールとを反応させた紡糸用ポリマーを合成した後、固化させることなく紡糸する反応紡糸方法。
(I)数平均分子量800〜3,500の第一ポリオールとジイソシアネートとを反応させて得られる両末端イソシアネート基プレポリマーの合成。
(II)数平均分子量600〜3,000の第二ポリオールとジイソシアネートと低分子量ジオールとを反応させて得られる両末端水酸基プレポリマーの合成。
(III)これら二つのプレポリマーを反応機に導き、連続的に反応させる紡糸用ポリマーの合成。
反応機内での平均滞留時間=(反応機容積/紡糸用ポリマー吐出量)×紡糸用ポリマーの比重
紡糸した繊維(約1g)をジブチルアミン/ジメチルホルムアミド/トルエン溶液で溶解した後、過剰のジブチルアミンと試料中の残留イソシアネート基を反応させ、残ったジブチルアミンを塩酸で滴定し、残留イソシアネート基の含有量を算出する。
(1)巻取糸サンプル(A)を約2g精秤した後、石油エーテル50mlで1分間洗浄する。
(2)この洗浄を3回繰り返した後、巻糸サンプルをろ紙で挟んで充分乾燥させる。
(3)室温にて風乾後、巻取り糸サンプルの重量(B)を測定する。下記式に従いOPUを算出する。
OPU(油剤付与量)%={(A−B)/(B)}×100
簡易的には重量法で、確認検査として石油エーテル抽出法のいずれの方法でもOPU%を求めることができる。
繊度(dtex)=測定質量(mg)/50×10
両末端水酸基プレポリマーの合成
ジイソシアネートとして4,4’−ジフェニルメタンジイソシアネート(MDI)19.4部を窒素ガスでシールされた80℃の温水ジャケット付き反応釜に仕込み、ここにポリマージオールとして数平均分子量1,000のポリテトラメチレンエーテルグリコール(PTMG)39.1部を撹拌しながら注入し、1時間反応させた。次いで、低分子量ジオールとして1,4−ブタンジオール(BDO)14.8部を更に注入し、1時間反応させた。更に1,5−ペンタンジオール(PEDO)7.3部、ビス(4−ヒドロキシフェニル)スルフォン(BHPS)1.0部を添加して15分撹拌して両末端水酸基プレポリマーを合成した。
これと並行して、窒素ガスでシールされた80℃の温水ジャケット付き反応釜にジイソシアネートとしてMDIを29.6部仕込み、紫外線吸収剤(2−[2−ヒドロキシ−3,5−ビス(α,α−ジメチルベンジル)フェニル]−2Hベンゾトリアゾール(TIN234):20%)、酸化防止剤(3,9−ビス(2−(3−(3−t−ブチル−4−ヒドロキシ−5−メチルフェニル)−プロピオニルオキシ)−1,1−ジメチルエチル)−2,4,8,10−テトラオキサスピロ(5.5)ウンデカン:50%)、光安定剤(ビス(2,2,6,6−テトラメチル−4−ピペリジル)セバケート:30%)の混合物1.3部を添加し、撹拌しながら数平均分子量2,100のポリエチレンアジペート(PEA)を69.1部注入し、40分間撹拌を継続して、両末端イソシアネート基プレポリマーを得た。
得られた両末端イソシアネート基プレポリマーと両末端水酸基プレポリマーを、1:0.308の質量比で、ポリウレタン弾性繊維用円筒形反応機に連続的に供給した。反応機内での平均滞留時間は約1時間、反応温度は約197℃であった。
なお、全低分子量ジオール(BDO+PEDO)に対するBDOの割合は70モル%であった。また、紡糸直後のポリウレタン弾性繊維に含まれる窒素含有率(N%)は2.99%であり、残留イソシアネート基(残留NCO%)は0.20%であった。
両末端水酸基プレポリマーと両末端イソシアネート基プレポリマーの合計量を100部として、1,1,1’,1’−テトラメチル−4,4’−(メチレン−ジ−パラ−フェニレン)ジセミカルバジド1.25部、エチレンビスステアリン酸アミド0.50部を両末端水酸基プレポリマーに添加して合成した以外は、参考例1と同様にして、ポリウレタン弾性繊維を得た。
なお、全低分子量ジオール(BDO+PEDO)に対するBDOの割合は70モル%であった。また、紡糸直後のポリウレタン弾性繊維に含まれる窒素含有率(N%)は3.09%であり、残留イソシアネート基(残留NCO%)は0.20%であった。
両末端水酸基プレポリマーの合成で用いる1,5−ペンタンジオール(PEDO)の使用量を13.8部に変更した以外は、参考例1と同様にして、ポリウレタン弾性繊維を得た。
なお、全低分子量ジオール(BDO+PEDO)に対するBDOの割合は58モル%であった。また、紡糸直後のポリウレタン弾性繊維に含まれる窒素含有率(N%)は3.07%であり、残留イソシアネート基(残留NCO%)は0.20%であった。
両末端水酸基プレポリマーの合成で用いる1,5−ペンタンジオール(PEDO)の使用量を21.1部に変更した以外は、参考例1と同様にして、ポリウレタン弾性繊維を得た。
なお、全低分子量ジオール(BDO+PEDO)に対するBDOの割合は45モル%であった。また、紡糸直後のポリウレタン弾性繊維に含まれる窒素含有率(N%)は3.08%であり、残留イソシアネート基(残留NCO%)は0.20であった。
両末端水酸基プレポリマーの合成で用いる1,5−ペンタンジオール(PEDO)の使用量を43.8部に変更した以外は、参考例1と同様にして、ポリウレタン弾性繊維を得た。
なお、全低分子量ジオール(BDO+PEDO)に対するBDOの割合は22モル%であった。また、紡糸直後のポリウレタン弾性繊維に含まれる窒素含有率(N%)は3.08%であり、残留イソシアネート基(残留NCO%)は0.20%であった。
両末端水酸基プレポリマーと両末端イソシアネート基プレポリマーの合計量を100部として、1,1,1’,1’−テトラメチル−4,4’−(メチレン−ジ−パラ−フェニレン)ジセミカルバジド1.25部、亜リン酸エステル0.75部を両末端水酸基プレポリマーに添加して合成した以外は、参考例1と同様にして、ポリウレタン弾性繊維を得た。
なお、全低分子量ジオール(BDO+PEDO)に対するBDOの割合は70モル%であった。また、紡糸直後のポリウレタン弾性繊維に含まれる窒素含有率(N%)は3.08%であり、残留イソシアネート基(残留NCO%)は0.20%であった。
両末端水酸基プレポリマーの合成で用いる1,5−ペンタンジオール(PEDO)の使用量を4.2部に変更した以外は、参考例1と同様にして、ポリウレタン弾性繊維を得た。
なお、全低分子量ジオール(BDO+PEDO)に対するBDOの割合は7モル%であった。また、紡糸直後のポリウレタン弾性繊維に含まれる窒素含有率(N%)は3.08%であり、残留イソシアネート基(残留NCO%)は0.425%であった。
Claims (6)
- ベア編地法において95℃で30分間沸水処理した時の熱融着力が0.1cN/dtex以上であること、及びポリオール、ジイソシアネート、低分子量ジオールを反応させて得られる熱融着性ポリウレタン弾性繊維であって、
前記低分子量ジオールとして1,4−ブタンジオールと1,5−ペンタンジオールの2種類を用い、1,5−ペンタンジオールの含有量が、全低分子量ジオールに対して55モル%以上85モル%未満であること、
及びチ−ズ表層における接着率が2.5倍未満であること、
を特徴とする熱融着性ポリウレタン弾性繊維。 - 溶融紡糸法により前記熱融着性ポリウレタン弾性繊維を紡糸することを特徴とする、請求項1に記載の熱融着性弾性繊維。
- ジセミカルバジド類をポリオール、ジイソシアネート及び前記低分子量ジオールの全重量100重量部に対し0.25〜5重量部含むことを特徴とする請求項2に記載の熱融着性ポリウレタン弾性繊維。
- 更にエチレンビスアミド類をポリオール、ジイソシアネート及び前記低分子量ジオールの全重量100重量部に対し、0.01〜5重量部含むことを特徴とする請求項1から3のいずれか一項に記載の熱融着性ポリウレタン弾性繊維。
- 紡糸直後のポリマーの窒素含有率が2.8〜4.2質量%であることを特徴とする請求項1から4のいずれか一項に記載の熱融着性ポリウレタン弾性繊維。
- 請求項1から5のいずれか一項に記載の熱融着性ポリウレタン弾性繊維を含み、その端部のほつれ防止機能を有することを特徴とする織編物。
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