JP5168672B2 - ポリウレタン弾性糸およびその製造方法 - Google Patents
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(1)ポリマージオールおよびジイソシアネートを出発物質とするポリウレタンからなる弾性糸であって、ポリビニルピロリドン及び/又はその共重合体とロジンおよび/又はその誘導体とを含有することを特徴とするポリウレタン弾性糸。
(2)前記ポリウレタンがポリウレタンウレアであることを特徴とする、前記(1)に記載のポリウレタン弾性糸。
(3)前記ポリビニルピロリドン及び/又はその共重合体の含有量が0.5重量%以上25重量%未満であることを特徴とする、前記(1)または(2)に記載のポリウレタン弾性糸。
(4)前記ロジン及び/又はその誘導体の熱軟化点が70℃以上150℃以下であることを特徴とする、前記(1)〜(3)のいずれかに記載のポリウレタン弾性糸。
(5)前記ロジン及び/又はその誘導体の含有量が0.1重量%以上20重量%以下であることを特徴とする、前記(1)〜(4)のいずれかに記載のポリウレタン弾性糸。
(6)ポリマージオールおよびジイソシアネートを出発物質とするポリウレタンの紡糸原液に、ポリビニルピロリドン及び/又はその共重合体とロジンおよび/又はその誘導体とを含有させて紡糸することを特徴とするポリウレタン弾性糸の製造方法。
(7)鎖伸長剤として低分子量ジアミンを用い溶液重合法でポリウレタンを重合してポリウレタン溶液を得、該ポリウレタン溶液を重合直後の溶液粘度よりも増粘させるとともに重合直後の濁度の1.5倍〜10倍となるように制御した後、該ポリウレタン溶液にポリビニルピロリドン及び/又はその共重合体とロジンおよび/又はその誘導体とを含有させて紡糸することを特徴とする、前記(6)に記載のポリウレタン弾性糸の製造方法。
(8)紡糸方法が乾式であることを特徴とする、前記(6)または(7)に記載のポリウレタン弾性糸の製造方法。
K=(1.5 logηrel−1)/(0.15+0.003c)+(300clogηrel+(c+1.5clogηrel )2)1/2/(0.15c+0.003c2)
ηrel : ポリビニルピロリドン水溶液の水に対する相対粘度
c : ポリビニルピロリドン水溶液中のポリビニルピロリドン濃度(%)
さらに、ポリビニルピロリドン及び/又はその共重合体がイソプロピルアルコールを溶媒として合成されたものは、製造工程などで熱を受けたときに着色しにくく、好ましい。
糸試料約1gにジクロロメタンを溶媒としたソックスレー抽出器に入れ、ポリビニルピロリドン及び/またはその共重合体のうち少なくとも1種を抽出した。溶媒溜去後、メタノール20mlを加え、残渣を溶解し、高速液体クロマトグラフィーにより分析を行った。定量には濃度の決定しているポリビニルピロリドン及び/またはその共重合体の溶液により検量線を予め作成し用いた。下記式により含有率を求めた。
[糸中のロジン及び/又はその誘導体の分析方法]
糸を溶剤(トルエン/アセトン、体積比1/1)に3時間浸漬し、溶剤をIR計で測定した。1580cm−1付近の吸収から、既知溶剤濃度溶剤を用いた検量線により糸中の含有量を求めた。
[ポリウレタン紡糸原液の粘度測定方法]
40℃における鋼球落下式粘度測定法により求めた。なお、測定値はn=3回の平均値で求めた。
[ポリウレタン紡糸原液の濁度測定方法]
ポリウレタン紡糸原液をガラス製試験管に満たし、ポリウレタン紡糸原液中のエアーを遠心分離器にて除去し、25℃にて1時間保管した。測定にはハック社製2100N型ラボ用濁度計を25℃下にて使用し、NTUモードにて行った。なお、測定値はn=3回の平均値で求めた。
[ポリウレタン弾性糸の強度、応力緩和、永久歪率、伸度]
ポリウレタン弾性糸の強度、応力緩和、永久歪率、伸度は、試料糸をインストロン4502型引張試験機にて、引張テストをすることにより測定した。
応力緩和=100×((G1)−(G2))/(G1)
永久歪率=100×((L2)−(L1))/(L1)
伸度 =100×((L3)−(L1))/(L1)。
ポリウレタン弾性糸を130m/分の速度で走行している幅15cmのポリプロピレン製不織布の上を規定のドラフト(ドラフト2.0,3.0)で伸張させながら同一方向に等間隔に8本走行させながら、150℃のポット中で溶解させた水添スチレンブタジエンスチレン共重合体を主成分とするホットメルト接着剤をコームガンにてポリウレタン糸1本あたり規定量(0.03g/m,0.07g/m)の割合で塗布した後、上方から別のポリプロピレン製不織布をかぶせて圧着、巻き取り、伸縮性シートを得た。
[伸縮性シートの伸度]
前述方法で得た伸縮性シートを無緊張で、チャック間距離を20cmに設定した引張試験機にセッティングし、速度50cm/分で10cNまでの伸張、20cmまでの収縮、を2回繰り返した。さらにその後20cN応力で伸長させ、その時の長さ(L6)を測定し、下記の式により伸縮性シートの伸度を算出した。
[実施例1]
分子量1800のPTMG、MDI、エチレンジアミンおよび末端封鎖剤としてジエチルアミンからなるポリウレタンウレア重合体のDMAC溶液(35重量%)を調整し、ポリマ溶液A1とした。なお、このときのA1のポリマ溶液粘度は2213ポイズ、濁度は0.25であった。次に、日本触媒社製ポリビニルピロリドンK−30のDMAc溶液(35重量%)を25℃下で攪拌して調整し、溶液(B1)とした。次に、荒川化学社製ロジン(品名パインクリスタル(R)KR−612、熱軟化点83℃)のDMAc溶液(35重量%)を25℃下で攪拌して調整し、溶液(C1)とした。さらに、p−クレゾ−ルおよびジビニルベンゼンの縮合重合体(デュポン社製“メタクロール”(登録商標)2390)を25℃下で攪拌して調整し、酸化防止剤溶液D1(35重量%)とした。ポリマ溶液A1、B1、C1、D1を92重量%、6重量%、1重量%、1重量%で均一に混合し、溶液E1とした。これをゴデローラーと巻取機の速度比1.3として350m/分のスピードで乾式紡糸し、470デシテックス、56フィラメント、ポリビニルピロリドンの含有量が6重量%、ロジンの含有量が1重量%であるポリウレタン糸の500g巻糸体を得た。
ポリマ溶液A1、B1、C1、D1を94重量%、3重量%、2重量%、1重量%で均一に混合し、溶液E2とした。これをゴデローラーと巻取機の速度比1.3として350m/分のスピードで乾式紡糸し、470デシテックス、56フィラメント、ポリビニルピロリドンの含有量が6重量%、ロジンの含有量が1重量%であるポリウレタン糸の500g巻糸体を得た。
荒川化学社製ロジンエステル(品名パインクリスタル(R)KE−100、熱軟化点103℃)のDMAc溶液(35重量%)を25℃下で攪拌して調整し、溶液(C2)とした。
アイエスピー・ジャパン(品名(ビニルピロリドン/酢酸ビニル)コポリマー、S―630)のDMAc溶液(35重量%)を25℃下で攪拌して調整し、溶液(B2)とした。
ポリマ溶液A1、B2、C2、D1を85重量%、2重量%、12重量%、1重量%で均一に混合し、溶液E5とした。これをゴデローラーと巻取機の速度比1.3として350m/分のスピードで乾式紡糸し、470デシテックス、56フィラメント、ビニルピロリドン/酢酸ビニルの共重合体の含有量が2重量%、ロジンエステルの含有量が12重量%であるポリウレタン糸の500g巻糸体を得た。
荒川化学社製ロジン含有ジオール(品名パインクリスタル(R)D−6011、熱軟化点87℃)のDMAc溶液(35重量%)を25℃下で攪拌して調整し、溶液(C3)とした。
ポリマ溶液A1、B1、C1、D1を74.7重量%、24重量%、0.3重量%、1重量%で均一に混合し、溶液E7とした。これをゴデローラーと巻取機の速度比1.3として350m/分のスピードで乾式紡糸し、470デシテックス、56フィラメント、ポリビニルピロリドンの含有量が24重量%、ロジンの含有量が0.3重量%であるポリウレタン糸の500g巻糸体を得た。得られた糸の伸度、強度、永久歪率、応力緩和を表1に示した。また、作成した伸縮性シートの伸度及びホットメルト接着性を表2に示した。得られた伸縮性シートは高ドラフトでホットメルト接着剤の塗布量が少なくても良好なホットメルト接着性を示した。
ポリマ溶液A1、B2、C2、D1を78.5重量%、0.5重量%、20重量%、1重量%で均一に混合し、溶液E8とした。これをゴデローラーと巻取機の速度比1.3として350m/分のスピードで乾式紡糸し、470デシテックス、56フィラメント、ビニルピロリドン/酢酸ビニル共重合体の含有量が0.5重量%、ロジンエステルの含有量が20重量%であるポリウレタン糸の500g巻糸体を得た。得られた糸の伸度、強度、永久歪率、応力緩和を表1に示した。また、作成した伸縮性シートの伸度及びホットメルト接着性を表2に示した。得られた伸縮性シートは高ドラフトでホットメルト接着剤の塗布量が少なくても良好なホットメルト接着性を示し、伸縮性も十分な性能を有するものであった。
ポリマ溶液A1、B1、C1、D1を98重量%、0.5重量%、0.5重量%、1重量%で均一に混合し、溶液E9とした。これをゴデローラーと巻取機の速度比1.3として350m/分のスピードで乾式紡糸し、470デシテックス、56フィラメント、ポリビニルピロリドンの含有量が0.5重量%、ロジンの含有量が0.5重量%であるポリウレタン糸の500g巻糸体を得た。得られた糸の伸度、強度、永久歪率、応力緩和を表1に示した。また、作成した伸縮性シートの伸度及びホットメルト接着性を表2に示した。得られた伸縮性シートは高ドラフトでホットメルト接着剤の塗布量が少なくても良好なホットメルト接着性を示し、伸縮性にも優れた性能を有するものであった。
ポリマ溶液A1を40℃にて50時間静置し、溶液粘度2923ポイズ、濁度1.22のポリマ溶液A2とした。A2、B1、C1、D1を92重量%、6重量%、1重量%、1重量%で均一に混合し、溶液E10とした。これをゴデローラーと巻取機の速度比1.3として350m/分のスピードで乾式紡糸し、470デシテックス、56フィラメント、ポリビニルピロリドンの含有量が6重量%、ロジンの含有量が1重量%であるポリウレタン糸の500g巻糸体を得た。なお、紡糸時には糸切れ等のトラブルの発生は認められなかった。得られた糸の伸度、強度、永久歪率、応力緩和を表1に示した。また、作成した伸縮性シートの伸度及びホットメルト接着性を表2に示した。
ポリマ溶液A1を40℃にて75時間静置し、溶液粘度3506ポイズ、濁度2.28のポリマ溶液A3とした。A3、B2、C1、D1を92重量%、6重量%、1重量%、1重量%で均一に混合し、溶液E11とした。これをゴデローラーと巻取機の速度比1.3として350m/分のスピードで乾式紡糸し、470デシテックス、56フィラメント、ビニルピロリドン/酢酸ビニルの共重合体の含有量が6重量%、ロジンの含有量が1重量%であるポリウレタン糸の500g巻糸体を得た。なお、紡糸時には糸切れ等のトラブルの発生は認められなかった。得られた糸の伸度、強度、永久歪率、応力緩和を表1に示した。また、作成した伸縮性シートの伸度及びホットメルト接着性を表2に示した。
ポリマ溶液A1を40℃にて100時間静置し、溶液粘度5210ポイズ、濁度2.95のポリマ溶液A4とした。A4、B2、C1、D1を92重量%、6重量%、1重量%、1重量%で均一に混合し、溶液E12とした。これをゴデローラーと巻取機の速度比1.3として350m/分のスピードで乾式紡糸し、470デシテックス、56フィラメント、ビニルピロリドン/酢酸ビニルの共重合体の含有量が6重量%、ロジンの含有量が1重量%であるポリウレタン糸の500g巻糸体を得た。なお、乾式紡糸中には口金フィルター詰まりと思われる糸切れが散発した。得られた糸の伸度、強度、永久歪率、応力緩和を表1に示した。また、作成した伸縮性シートの伸度及びホットメルト接着性を表2に示した。
分子量3500の3Me−PTMG、MDI、エチレンジアミンおよび末端封鎖剤としてジエチルアミンからなるポリウレタンウレア重合体のDMAC溶液(32重量%)を調整し、ポリマ溶液A5とした。なお、このときのA5のポリマ溶液粘度は1232ポイズ、濁度は0.13であった。ポリマ溶液A5、B1、C1、D1を92重量%、6重量%、1重量%、1重量%で均一に混合し、溶液E13とした。これをゴデローラーと巻取機の速度比1.3として350m/分のスピードで乾式紡糸し、470デシテックス、56フィラメント、ポリビニルピロリドンの含有量が6重量%、ロジンの含有量が1重量%であるポリウレタン糸の500g巻糸体を得た。得られた糸の伸度、強度、永久歪率、応力緩和を表1に示した。また、作成した伸縮性シートの伸度及びホットメルト接着性を表2に示した。
ポリマ溶液A1を45℃にて50時間静置し、溶液粘度1487ポイズ、濁度0.21のポリマ溶液A6とした。A6、B1、C1、D1を92重量%、6重量%、1重量%、1重量%で均一に混合し、溶液E14とした。これをゴデローラーと巻取機の速度比1.3として350m/分のスピードで乾式紡糸し、470デシテックス、56フィラメント、ポリビニルピロリドンの含有量が6重量%、ロジンの含有量が1重量%であるポリウレタン糸の500g巻糸体を得た。なお、紡糸時には糸切れ等のトラブルの発生は認められなかった。得られた糸の伸度、強度、永久歪率、応力緩和を表1に示した。また、作成した伸縮性シートの伸度及びホットメルト接着性を表2に示した。
ポリマ溶液A1、D1を99重量%、1重量%で均一に混合し、溶液F1とした。これをゴデローラーと巻取機の速度比1.3として350m/分のスピードで乾式紡糸し、470デシテックス、56フィラメントのポリウレタン糸の500g巻糸体を得た。得られた糸の伸度、強度、永久歪率、応力緩和を表1に示した。また、作成した伸縮性シートの伸度及びホットメルト接着性を表3に示した。得られた伸縮性シートはホットメルトの塗布量が少ない場合には接着性が悪くなった。
ポリマ溶液A1、B1、D1を87重量%、12重量%、1重量%で均一に混合し、溶液F2とした。これをゴデローラーと巻取機の速度比1.3として350m/分のスピードで乾式紡糸し、470デシテックス、56フィラメント、ポリビニルピロリドンの含有量が12重量%であるポリウレタン糸の500g巻糸体を得た。得られた糸の伸度、強度、永久歪率、応力緩和を表1に示した。また、作成した伸縮性シートの伸度及びホットメルト接着性を表3に示した。
ポリマ溶液A1、C1、D1を96重量%、3重量%、1重量%で均一に混合し、溶液F3とした。これをゴデローラーと巻取機の速度比1.3として350m/分のスピードで乾式紡糸し、470デシテックス、56フィラメント、ロジンの含有量が3重量%であるポリウレタン糸の500g巻糸体を得た。得られた糸の伸度、強度、永久歪率、応力緩和を表1に示した。また、作成した伸縮性シートの伸度及びホットメルト接着性を表3に示した。
ポリマ溶液A2、B1、D1を93重量%、6重量%、1重量%で均一に混合し、溶液F4とした。これをゴデローラーと巻取機の速度比1.3として350m/分のスピードで乾式紡糸し、470デシテックス、56フィラメント、ポリビニルピロリドンの含有量が6重量%であるポリウレタン糸の500g巻糸体を得た。得られた糸の伸度、強度、永久歪率、応力緩和を表1に示した。また、作成した伸縮性シートの伸度及びホットメルト接着性を表3に示した。
Claims (8)
- ポリマージオールおよびジイソシアネートを出発物質とするポリウレタンからなる弾性糸であって、ポリビニルピロリドン及び/又はその共重合体とロジンおよび/又はその誘導体とを含有することを特徴とするポリウレタン弾性糸。
- 前記ポリウレタンがポリウレタンウレアであることを特徴とする請求項1に記載のポリウレタン弾性糸。
- 前記ポリビニルピロリドン及び/又はその共重合体の含有量が0.5重量%以上25重量%未満であることを特徴とする請求項1または2に記載のポリウレタン弾性糸。
- 前記ロジン及び/又はその誘導体の熱軟化点が70℃以上150℃以下であることを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載のポリウレタン弾性糸。
- 前記ロジン及び/又はその誘導体の含有量が0.1重量%以上20重量%以下であることを特徴とする請求項1〜4のいずれかに記載のポリウレタン弾性糸。
- ポリマージオールおよびジイソシアネートを出発物質とするポリウレタンの紡糸原液に、ポリビニルピロリドン及び/又はその共重合体とロジンおよび/又はその誘導体とを含有させて紡糸することを特徴とするポリウレタン弾性糸の製造方法。
- 鎖伸長剤として低分子量ジアミンを用い溶液重合法でポリウレタンを重合してポリウレタン溶液を得、該ポリウレタン溶液を重合直後の溶液粘度よりも増粘させるとともに重合直後の濁度の1.5倍〜10倍となるように制御した後、該ポリウレタン溶液にポリビニルピロリドン及び/又はその共重合体とロジンおよび/又はその誘導体とを含有させて紡糸することを特徴とする請求項6に記載のポリウレタン弾性糸の製造方法。
- 紡糸方法が乾式であることを特徴とする請求項6または7に記載のポリウレタン弾性糸の製造方法。
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