JP7068529B2 - ポリウレタン弾性繊維及びその巻糸体 - Google Patents
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Description
本発明は、ポリウレタン弾性繊維及びその巻糸体に関する。
ポリウレタン弾性繊維は、優れた弾性特性を有することから、例えば、インナー、ストッキング、コンプレッションウェア、おむつなど、伸縮性やフィット性を要求される様々な製品に使用されている。これらの製品を製造する際のポリウレタン弾性繊維の加工速度は年々高速化されており、加工時に糸切れしないポリウレタン弾性繊維及びその巻糸体が強く望まれてきている。
また、ポリウレタン弾性繊維は、用途に応じて適切な繊度を有するものであり、その繊度に応じてフィラメントを複数束ねたマルチフィラメント糸として製造することが多い。
しかしながら、マルチフィラメント糸のポリウレタン弾性繊維を加工する場合、走行中に単糸がばらけたり、張力が変動することによって糸がガイド等に絡まったり、布帛に加工される際の染色工程や熱セット工程、おむつ製造時に高温の接着剤を塗布される工程など熱が加わる工程において熱により単糸が切れることが原因となり、糸切れしやすいという問題がある。
この加工時の糸切れを解決するために、多くの改良技術が提案されてきたが、単糸のばらけにくさ、走行時の張力変動の小ささ、単糸の熱での切れにくさを兼ね備えたポリウレタン弾性繊維を製造することは困難であり、糸切れの抑制効果は十分であるとは言えない。
例えば、以下の特許文献1に記載されるポリウレタン弾性繊維では、仮撚りの強さを調節して単糸同士を合着させることで単糸をばらけにくくできるが、走行時の張力変動が大きくなり、糸切れ抑制効果は十分ではない。
また、以下の特許文献2に記載されるポリウレタン弾性繊維では、ポリウレタン重合物の一部を低分子量化することによって単糸をばらけにくくできているが、ポリマーの融点も下がるため、耐熱性が良好でなく、加工時の熱による糸切れが起こりやすいという問題がある。
上記従来技術の問題点に鑑み、本発明が解決しようとする課題は、単糸がばらけにくく、走行時の張力変動が小さく、熱でも単糸が切れにくいことで、加工時の糸切れを十分に抑制できるポリウレタン弾性繊維及びその巻糸体を提供することである。
本発明者らは、上記課題を解決すべく鋭意検討し実験を重ねた結果、ポリウレタン弾性繊維に所定量のエステル又はリン酸エステルを含有させることで、前記課題を解決できることを予想外に見出し、本発明を完成するに至ったものである。
すなわち、本発明は以下のとおりのものである。
[1]マルチフィラメント糸であるポリウレタン弾性繊維であって、化合物Aと化合物Bとが縮合したエステル又はリン酸エステルの含有率が、該ポリウレタン弾性繊維の重量に対し50ppm以上5%以下であり、前記化合物Aが炭素数4以上30以下のモノカルボン酸、炭素数4以上30以下のジカルボン酸、炭素数4以上30以下のトリカルボン酸、又はリン酸のいずれか1つであり、前記化合物Bが炭素数1以上30以下のモノオール、分子量3000以下のジオール、又は分子量3000以下のトリオールのいずれか1つであることを特徴とするポリウレタン弾性繊維。
[2]前記マルチフィラメント糸であるポリウレタン弾性繊維を構成する単糸の径の最大値と最小値の比が、1.1以上2.0以下である、前記[1]に記載のポリウレタン弾性繊維。
[3]ポリウレタン弾性繊維のフローテスターによる流出開始温度が、200℃以上である、前記[1]又は[2]に記載のポリウレタン弾性繊維。
[4]前記エステル又はリン酸エステルの含有率が、該ポリウレタン弾性繊維の重量に対し50ppm以上1.5%以下である、前記[1]~[3]のいずれかに記載のポリウレタン弾性繊維。
[5]前記化合物Aが、炭素数4以上30以下のモノカルボン酸、炭素数4以上30以下のジカルボン酸、又は炭素数4以上30以下のトリカルボン酸のいずれか1つである、前記[1]~[4]のいずれかに記載のポリウレタン弾性繊維。
[6]前記化合物Aが、炭素数4以上30以下のジカルボン酸、又は炭素数4以上30以下のトリカルボン酸のいずれか1つであるか、あるいは、前記化合物Bが、分子量3000以下のジオール、又は分子量3000以下のトリオールのいずれか1つである、前記[1]~[5]のいずれかに記載のポリウレタン弾性繊維。
[7]前記化合物Aと化合物Bとが縮合したエステル又はリン酸エステルが、芳香環を有するものである、前記[1]~[6]のいずれかに記載のポリウレタン弾性繊維。
[8]3級アミンを含むウレタン又はウレア化合物を0.01%以上5%以下でさらに含有する、前記[1]~[7]のいずれかに記載のポリウレタン弾性繊維。
[9]前記3級アミンを含むウレタン化合物が、以下の式(1):
{式中、R1は、炭素数5~30の2価の炭化水素基であり、R2、及びR3は、互いに独立に、炭素数1~10の2価の炭化水素基であり、そしてR4は、炭素数1~10の1価の炭化水素基である。}で表される繰り返し単位を有するウレタン化合物である、前記[8]に記載のポリウレタン弾性繊維。
[10]前記3級アミンを含むウレタン化合物が、以下の式(1):
{式中、R1は、炭素数5~30の2価の炭化水素基であり、R2、及びR3は、互いに独立に、炭素数1~10の2価の炭化水素基であり、そしてR4は、炭素数1~10の1価の炭化水素基である。}で表される繰り返し単位と、式(2):
{式中、R5は炭素数5~30の2価の炭化水素基であり、そしてR6は、炭素数1~10の2価の炭化水素基又はポリオキシアルキレン基である。}で表される繰り返し単位とを有するウレタン化合物である、前記[8]に記載のポリウレタン弾性繊維。
[11]前記3級アミンを含むウレア化合物が、以下の式(3):
{式中、R7、及びR8は、互いに独立に、炭素数1~10の1価の炭化水素基であり、そしてR9は、炭素数5~30の2価の炭化水素基である。}で表されるウレア化合物である、前記[8]に記載のポリウレタン弾性繊維。
[12]前記3級アミンを含むウレタン又はウレア化合物の含有量が、前記化合物Aと化合物Bとが縮合したエステル又はリン酸エステルの含有量より多い、前記[8]~[11]のいずれかに記載のポリウレタン弾性繊維。
[13]前記3級アミンを含むウレタン又はウレア化合物の含有量が、前記化合物Aと化合物Bとが縮合したエステル又はリン酸エステルの含有量の20倍以上150倍以下である、前記[12]に記載のポリウレタン弾性繊維。
[14]前記[1]~[13]のいずれかに記載のポリウレタン弾性繊維の巻糸体。
[15]前記巻糸体中のポリウレタン弾性繊維の伸長率が5%以下である、前記[14]に記載の巻糸体。
すなわち、本発明は以下のとおりのものである。
[1]マルチフィラメント糸であるポリウレタン弾性繊維であって、化合物Aと化合物Bとが縮合したエステル又はリン酸エステルの含有率が、該ポリウレタン弾性繊維の重量に対し50ppm以上5%以下であり、前記化合物Aが炭素数4以上30以下のモノカルボン酸、炭素数4以上30以下のジカルボン酸、炭素数4以上30以下のトリカルボン酸、又はリン酸のいずれか1つであり、前記化合物Bが炭素数1以上30以下のモノオール、分子量3000以下のジオール、又は分子量3000以下のトリオールのいずれか1つであることを特徴とするポリウレタン弾性繊維。
[2]前記マルチフィラメント糸であるポリウレタン弾性繊維を構成する単糸の径の最大値と最小値の比が、1.1以上2.0以下である、前記[1]に記載のポリウレタン弾性繊維。
[3]ポリウレタン弾性繊維のフローテスターによる流出開始温度が、200℃以上である、前記[1]又は[2]に記載のポリウレタン弾性繊維。
[4]前記エステル又はリン酸エステルの含有率が、該ポリウレタン弾性繊維の重量に対し50ppm以上1.5%以下である、前記[1]~[3]のいずれかに記載のポリウレタン弾性繊維。
[5]前記化合物Aが、炭素数4以上30以下のモノカルボン酸、炭素数4以上30以下のジカルボン酸、又は炭素数4以上30以下のトリカルボン酸のいずれか1つである、前記[1]~[4]のいずれかに記載のポリウレタン弾性繊維。
[6]前記化合物Aが、炭素数4以上30以下のジカルボン酸、又は炭素数4以上30以下のトリカルボン酸のいずれか1つであるか、あるいは、前記化合物Bが、分子量3000以下のジオール、又は分子量3000以下のトリオールのいずれか1つである、前記[1]~[5]のいずれかに記載のポリウレタン弾性繊維。
[7]前記化合物Aと化合物Bとが縮合したエステル又はリン酸エステルが、芳香環を有するものである、前記[1]~[6]のいずれかに記載のポリウレタン弾性繊維。
[8]3級アミンを含むウレタン又はウレア化合物を0.01%以上5%以下でさらに含有する、前記[1]~[7]のいずれかに記載のポリウレタン弾性繊維。
[9]前記3級アミンを含むウレタン化合物が、以下の式(1):
[10]前記3級アミンを含むウレタン化合物が、以下の式(1):
[11]前記3級アミンを含むウレア化合物が、以下の式(3):
[12]前記3級アミンを含むウレタン又はウレア化合物の含有量が、前記化合物Aと化合物Bとが縮合したエステル又はリン酸エステルの含有量より多い、前記[8]~[11]のいずれかに記載のポリウレタン弾性繊維。
[13]前記3級アミンを含むウレタン又はウレア化合物の含有量が、前記化合物Aと化合物Bとが縮合したエステル又はリン酸エステルの含有量の20倍以上150倍以下である、前記[12]に記載のポリウレタン弾性繊維。
[14]前記[1]~[13]のいずれかに記載のポリウレタン弾性繊維の巻糸体。
[15]前記巻糸体中のポリウレタン弾性繊維の伸長率が5%以下である、前記[14]に記載の巻糸体。
本発明のポリウレタン弾性繊維は、ポリウレタン弾性繊維に特定のエステル又はリン酸エステルを所定量含有させることによって、単糸がばらけにくく、走行時の張力変動が小さく、単糸が熱で切れにくいことで、加工時の糸切れを十分に抑制できる。
以下、本発明を実施するための形態(以下、「本実施形態」という)について、詳細に説明する。本発明は以下の本実施形態に限定されるものではなく、その要旨の範囲内で種々変形して実施できる。
本実施形態のポリウレタン弾性繊維は、複数の単糸からなるマルチフィラメント糸であるポリウレタン弾性繊維であって、化合物Aと化合物Bとが縮合したエステル又はリン酸エステルの含有率が、該ポリウレタン弾性繊維の重量に対し50ppm以上5%以下であり、前記化合物Aが炭素数4以上30以下のモノカルボン酸、炭素数4以上30以下のジカルボン酸、炭素数4以上30以下のトリカルボン酸、又はリン酸のいずれか1つであり、前記化合物Bが炭素数1以上30以下のモノオール、分子量3000以下のジオール、又は分子量3000以下のトリオールのいずれか1つであることを特徴とする。
本実施形態において、ポリウレタン弾性繊維を構成するポリウレタンとしては、例えば、ジイソシアネート、ポリマーポリオール、ジオール、ジアミン等から重合される構造を有するものであれば、特に限定されるものではない。また、その重合方法も特に限定されるものではない。ポリウレタンとしては、例えば、ジイソシアネート、ポリマーポリオール、及び鎖延長剤としての低分子量ジアミン等から重合されるポリウレタン(「ポリウレタンウレア」ともいう。)であってもよく、また、ジイソシアネート、ポリマーポリオール、及び鎖延長剤としての低分子量ジオール等から重合されるポリウレタン(「ポリウレタンウレタン」ともいう。)であってもよい。所望の効果を妨げない範囲で3官能性以上のグリコールやイソシアネートを用いてもよい。
ジイソシアネートとしては、例えば、芳香族ジイソシアネート、脂環族ジイソシアネート、及び脂肪族ジイソシアネート等が挙げられる。芳香族ジイソシアネートとしては、以下に限定されないが、例えば、ジフェニルメタンジイソシアネート(以下、「MDI」ともいう。)、トリレンジイソシアネート、1,4-ジイソシアネートベンゼン、キシリレンジイソシアネート、2,6-ナフタレンジイソシアネート等が挙げられる。脂環族ジイソシアネート、脂肪族ジイソシアネートとしては、例えば、メチレンビス(シクロヘキシルイソシアネート)(以下、「H12MDI」ともいう。)、イソホロンジイソシアネート、メチルシクロヘキサン2,4-ジイソシアネート、メチルシクロヘキサン2,6-ジイソシアネート、シクロヘキサン1,4-ジイソシアネート、ヘキサヒドロキシリレンジイソシアネート、ヘキサヒドロトリレンジイソシアネート、オクタヒドロ1,5-ナフタレンジイソシアネート等が挙げられる。これらのジイソシアネートは単独で使用してもよく、2種以上を併用してもよい。特に、弾性糸の伸縮回復性の観点から、ジイソシアネートは、芳香族ジイソシアネートであることが好ましく、MDIであることがより好ましい。
ポリマーポリオールとしては、以下に限定されないが、ポリエーテル系ジオール、ポリエステル系ジオール、ポリカーボネート系ジオール、ポリアクリル系ジオール、ポリチオエステル系ジオール、ポリ炭化水素系ジオール等のポリマージオールが挙げられる。耐加水分解性の観点から、ポリマーポリオールとしては、ポリエーテル系ポリオールであることが好ましく、ポリエーテル系ジオールであることがより好ましい。
ポリエーテル系ポリオールとしては、例えば、ポリエチレンオキシド、ポリエチレングリコール、ポリエチレングリコール誘導体、ポリプロピレングリコール、ポリテトラメチレンエーテルグリコール(以下、「PTMG」ともいう。)、テトラヒドロフラン(THF)とネオペンチルグリコールの共重合体である変性PTMG(以下、「PTXG」ともいう。)、THFと3-メチルTHFの共重合体であるジオールが挙げられる。これらのポリエーテル系ポリオールは、1種を単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。また、ポリマージオールの数平均分子量は1000以上8000以下のものが好ましい。この範囲のポリマージオールを使用することにより、伸度、伸縮回復性、耐熱性に優れた弾性繊維を容易に得ることができる。UV脆化性の観点から、ポリエーテル系ポリオールとしては、PTMG、PTXG、これらをブレンドしたポリオールであることが好ましい。
鎖伸長剤としては、低分子量ジアミン、及び低分子量ジオールからなる群から選択される少なくとも1種であることが好ましい。尚、鎖伸長剤としては、エタノールアミンのように、水酸基とアミノ基の両方を分子中に有するものであってもよい。
鎖伸長剤としての低分子量ジアミンとしては、以下に限定されないが、例えば、ヒドラジン、エチレンジアミン、1,2-プロパンジアミン、1,3-プロパンジアミン、2-メチル-1,5-ペンタンジアミン、1,2-ジアミノブタン、1,3-ジアミノブタン、1-アミノ-3,3,5-トリメチル-5-アミノメチルシクロヘキサン、2,2-ジメチル-1,3-ジアミノプロパン、1,3-ジアミノ-2,2-ジメチルブタン、2,4-ジアミノ-1-メチルシクロヘキサン、1,3-ペンタンジアミン、1,3-シクロヘキサンジアミン、ビス(4-アミノフェニル)ホスフィンオキシド、ヘキサメチレンジアミン、1,3-シクロヘキシルジアミン、ヘキサヒドロメタフェニレンジアミン、2-メチルペンタメチレンジアミン、及びビス(4-アミノフェニル)ホスフィンオキシド等が挙げられる。これら低分子量ジアミンは1種を単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。弾性糸の伸縮回復性の観点から、低分子量ジアミンとしては、炭素数2~5のジアミンであることが好ましく、エチレンジアミンであることがより好ましい。
低分子量ジオールとしては、以下に限定されないが、エチレングリコール、1,3-プロパンジオール、1,4-ブタンジオール、ビスヒドロキシエトキシベンゼン、ビスヒドロキシエチレンテレフタレート、1-メチル-1,2-エタンジオール等が挙げられる。これら低分子量ジオールは1種を単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
以上のようなジイソシアネート、ポリマーポリオール、ジオール、ジアミン等から重合されるポリウレタンの重合方法は特に限定されるものではなく、溶融重合法でも溶液重合法でもよい。溶液重合法の場合、例えば、DMAc、DMF,DMSO,NMPなどの溶剤の中で、ジイソシアネート、ポリマーポリオール、ジオール、及びジアミン等の原料を用いて重合を行うことにより、ポリウレタン溶液を得ることができる。また、ポリウレタンを重合する際の反応方法についても特に限定されないが、各原料を溶剤中に投入して適度な温度で反応させるワンショット法や、ジイソシアネートとポリマーポリオールを反応させてプレポリマーとした後に、ジオールやジアミンで鎖伸長反応させてポリウレタンを合成するプレポリマー法などが挙げられる。
また、ポリウレタン弾性繊維は、所望の効果を損なわない程度であれば、ポリウレタン弾性繊維に用いられる公知の有機又は無機の化合物、例えば、ポリウレタン以外のポリマーや、酸化防止剤、熱安定剤、帯電防止剤、耐光剤、紫外線吸収剤、ガス変色防止剤、染料、活性剤、艶消剤、着色剤、充填剤、粘着防止剤、滑剤等を含有するものであってもよい。
ポリウレタン弾性繊維の紡糸方法は特に限定されない。紡糸方法としては、例えば、ポリウレタンを溶剤に溶解して湿式法や乾式法により紡糸する方法、ポリウレタンを加熱溶融して溶融法により紡糸する方法が挙げられる。
本実施形態のポリウレタン弾性繊維は、紡糸時に従来公知の方法で、ポリウレタン弾性繊維用油剤を外部より付着させてもよい。油剤を付着させる方法としては、例えば、オイリングローラーを用いる方法が挙げられる。ここで用いられる油剤成分は、以下に限定されないが、例えば、ジメチルシリコーン、ポリエーテル変性シリコーン、ポリアミノ変性シリコーンなどのシリコーン系オイル、鉱物油系オイル、タルク、シリカ、コロイダルアルミナ等の鉱物性微粒子、ステアリン酸マグネシウム、ステアリン酸カルシウム等の高級脂肪酸金属塩粉末、高級脂肪酸カルボン酸、高級脂肪族アルコール、パラフィンポリエチレン等の常温で固体のワックスなど種々のものを組み合わせて使用してよい。
本実施形態においては、ポリウレタン弾性繊維中に、前記エステル又はリン酸エステルをポリウレタン弾性繊維の重量に対し50ppm以上5%以下含有させることで、単糸がばらけにくく、走行時の張力変動が小さく、単糸が熱で切れにくくなり、加工時の糸切れを十分に抑制する効果を発揮することができる。
前記したように、本実施形態のポリウレタン弾性繊維に含有されるエステル又はリン酸エステルは、下記化合物A:
炭素数4以上30以下のモノカルボン酸、炭素数4以上30以下のジカルボン酸、炭素数4以上30以下のトリカルボン酸、又はリン酸のいずれか1つと、下記化合物B:
炭素数1以上30以下のモノオール、分子量3000以下のジオール、又は分子量3000以下のトリオールのいずれか1つとが、縮合したものである。
炭素数4以上30以下のモノカルボン酸、炭素数4以上30以下のジカルボン酸、炭素数4以上30以下のトリカルボン酸、又はリン酸のいずれか1つと、下記化合物B:
炭素数1以上30以下のモノオール、分子量3000以下のジオール、又は分子量3000以下のトリオールのいずれか1つとが、縮合したものである。
かかるエステル又はリン酸エステルがポリウレタン弾性繊維に所定量含有されていればよく、「含有」の形態には特に限定は無く、ポリウレタンポリマーの内部に添加されていても、油剤等の処理剤と共に繊維表面に付着して含まれていてもよい。ポリウレタンポリマーの内部に添加する方法は、特に限定されず、例えば、スタティックミキサーによる方法、撹拌による方法、ホモミキサーによる方法、2軸押し出し機を用いる方法など各種の手段が採用できる。油剤等の処理剤に含む方法も特に限定されないが、例えば、予めかかるエステル又はリン酸エステルを油剤中に含有させ、オイリングローラーやノズル、スプレーを用いて油剤と共にポリウレタン弾性繊維に付着させる方法など、各種の手段が採用できる。
前記エステル又はリン酸エステルをポリウレタン弾性繊維に添加することによって、単糸をばらけにくくできる理由については未だ明らかではないが、発明者らは以下のように推定している。前記エステル又はリン酸エステルは、ポリウレタンポリマーとの相溶性が悪いため、ポリウレタン弾性繊維への含有方法に拘らず、弾性繊維からブリードしやすく、単糸の表面に局在しやすいと考えられる。このように表面に局在化した前記エステル又はリン酸エステルは、エステル基同士などの類似構造同士が互いに分子間力によって引き付けあうことで単糸がばらけにくくなると考えられる。
本実施形態において、前記エステル又はリン酸エステルの縮合反応前原料である化合物Aとしては、炭素数4以上30以下のモノカルボン酸、炭素数4以上30以下のジカルボン酸、炭素数4以上30以下のトリカルボン酸、又はリン酸のいずれか1つであればよい。化合物Aを炭素数4以上30以下のモノカルボン酸、炭素数4以上30以下のジカルボン酸、炭素数4以上30以下のトリカルボン酸、又はリン酸にすることによって、単糸のばらけを抑制することができる。また、モノカルボン酸、ジカルボン酸、トリカルボン酸の分岐や置換基の有無等に特に制限はない。置換基を有してもよいとは、化合物Aがモノカルボン酸、ジカルボン酸、トリカルボン酸構造であれば、他に任意の結合や置換基を有してもよいという意味であり、例えば、エステル結合、アミド結合、エーテル結合、スルフィド結合、ジスルフィド結合、ウレタン結合などの結合や、エポキシ基、ニトロ基、シアノ基、ケトン基、ホルミル基、アセタール基、チオアセタール基、スルホニル基などの基などを有していてもよい。炭素数4以上30以下のモノカルボン酸、炭素数4以上30以下のジカルボン酸、炭素数4以上30以下のトリカルボン酸としては、例えば、安息香酸、フタル酸、テレフタル酸、トリメリット酸、アジピン酸、セバシン酸、アゼライン酸、マレイン酸、クエン酸、ラウリン酸、ミスチリン酸、ステアリン酸、オレイン酸、エポキシ化植物油などが挙げられる。
本実施形態において、前記エステル又はリン酸エステルの縮合反応前原料である化合物Bとしては、炭素数1以上30以下のモノオール、分子量3000以下のジオール、又は分子量3000以下のトリオールのいずれか1つであればよい。化合物Bを炭素数30以下のモノオール、分子量3000以下のジオール、又は分子量3000以下のトリオールにすることによって、単糸のばらけを抑制することができる。また、分岐や置換基の有無等に特に制限はない。置換基を有してもよいとは、化合物Bがモノオール、ジオール、トリオール構造であれば、他に任意の結合や置換基を有してもよいという意味であり、例えば、エステル結合、アミド結合、エーテル結合、スルフィド結合、ジスルフィド結合、ウレタン結合などの結合や、エポキシ基、ニトロ基、シアノ基、ケトン基、ホルミル基、アセタール基、チオアセタール基、スルホニル基などの基などを有していてもよい。化合物Bとしては、例えば、メタノール、エタノール、1-プロパノール、2-プロパノール、1-ブタノール、2-ブタノール、1-ヘキサノール、2-ヘキサノール、3-ヘキサノール、シクロヘキシルアルコール、2-エチル-1-ヘキサノール、1-ノナノール、イソデシルアルコール、フェノール、ベンジルアルコールなどのモノオール、1,2-エタンジオール、1,2-プロパンジオール、1,3-プロパンジオール、1,2-ブタンジオール、1,3-ブタンジオール、1,4-ブタンジオール、1,6-ヘキサンジオール、エチレングリコール、プロピレングリコール、ジエチレングリコール、ジプロピレングリコール、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコールなどのジオール、グリセリン、1,2,4-ブタントリオールなどのトリオールなどが挙げられる。
本実施形態において、単糸のばらけをより効果的に抑制する観点から、化合物Bは、炭素数15以下のモノオール、分子量1500以下のジオール、または分子量1500以下のトリオールであることがより好ましく、炭素数15以下のモノオール、分子量500以下のジオール、または分子量500以下のトリオールであることがより好ましく、炭素数15以下のモノオール、又は分子量500以下のジオールであることがより好ましく、分子量500以下のジオールであることが最も好ましい。分子量500以下のジオールとしては、エチレングリコール、プロピレングリコール、ジエチレングリコール、ジプロピレングリコールなどが挙げられる。上記のような化合物Bからなるエステル又はリン酸エステルはより弾性繊維からブリードしやすく、単糸の表面に局在しやすいと考えられる。
本実施形態において、走行時の張力変動をより効果的に抑制する観点から、化合物Aは炭素数4以上30以下のモノカルボン酸、炭素数4以上30以下のジカルボン酸、炭素数4以上30以下のトリカルボン酸のいずれか1つであることが好ましい。化合物Aが炭素数4以上30以下のモノカルボン酸、炭素数4以上30以下のジカルボン酸、炭素数4以上30以下のトリカルボン酸のいずれか1つであることによって、より効果的に走行時の張力変動を抑制できる理由は明らかではないが、発明者らは以下のように推定している。上記のように、化合物Aが炭素数4以上30以下のモノカルボン酸、炭素数4以上30以下のジカルボン酸、炭素数4以上30以下のトリカルボン酸のいずれか1つであることによって、糸表面の粘性が低くなり、糸の走行経路にあるガイドやローラーと糸との摩擦抵抗の大きさや変動を小さくすることができるため、走行時の糸の張力変動を小さくできると考えられる。
本実施形態において、単糸のばらけをより効果的に抑制する観点から、前記化合物Aは、炭素数4以上30以下のジカルボン酸、炭素数4以上30以下のトリカルボン酸のいずれか1つであるか、あるいは、前記化合物Bは、分子量3000以下のジオール、又は分子量3000以下のトリオールのいずれか1つであることが好ましい。化合物Aが炭素数4以上30以下のジカルボン酸、炭素数4以上30以下のトリカルボン酸のいずれか1つであるか、あるいは、化合物Bが分子量3000以下のジオール、又は分子量3000以下のトリオールのいずれか1つであることによって、すなわち、前記エステルが多価であることによって、より効果的に単糸をばらけにくくできる理由は明らかではないが、発明者らは以下のように推定している。上記のように、化合物Aが炭素数4以上30以下のジカルボン酸、炭素数4以上30以下のトリカルボン酸のいずれか1つであるか、あるいは、化合物Bが分子量3000以下のジオール、又は分子量3000以下のトリオールのいずれか1つであることによって、化合物Aと化合物Bとの縮合化合物が弾性繊維からブリードしやすくなり、単糸の表面に局在しやすいため、単糸間の引き付けあう力がより強固になり、単糸がばらけにくくなると考えられる。
本実施形態において、単糸のばらけをより効果的に抑制する観点から、化合物Aは芳香環を含む炭素数4以上30以下のモノカルボン酸、炭素数4以上30以下のジカルボン酸、炭素数4以上30以下のトリカルボン酸であることが好ましく、芳香環を含む炭素数4以上15以下のモノカルボン酸、炭素数4以上15以下のジカルボン酸、炭素数4以上15以下のトリカルボン酸であることが最も好ましく、具体的には、安息香酸、フタル酸、テレフタル酸、トリメリット酸が挙げられる。このように化合物Aが芳香環を有することによって、より効果的に単糸をばらけにくくできる理由は未だ明らかではないが、発明者らは以下のように推定している。上記のように、化合物Aに芳香環を有することによって、芳香環同士の分子間力も働くようになるため、単糸間の引き付けあう力がより強固になり、単糸がばらけにくくなると考えられる。
本実施形態において、ポリウレタン弾性繊維の重量に対する前記エステル又はリン酸エステルの含有率は50ppm以上5%以下であればよく、より好ましくは50ppm以上2%以下であり、更に好ましくは100ppm以上2%以下であり、より更に好ましくは100ppm以上1.5%以下であり、最も好ましくは100ppm以上1%以下である。本実施形態における含有率とは、ポリウレタン弾性繊維全重量に対する重量%のことをいう。また、前記エステル又はリン酸エステルがポリウレタンポリマーの内部にも、油剤等の処理剤中にも含有されているなど、複数の方法で含有している場合、含有率とはそれらの合計値のことをいう。また、前記エステル又はリン酸エステルが複数種同時にポリウレタン弾性繊維に含有されていてもよい。前記エステル又はリン酸エステルの含有率を5%以下にすることによって、前記エステル又はリン酸エステルのポリマーを可塑化させる効果を抑制でき、走行時の張力変動を小さくすることができる。この張力変動の抑制効果は含有率を2%以下にすることによって、より効果的になり、1.5%以下にすることによって更に効果的になり、1%以下にすることによって最も効果的になる。また、前記エステル又はリン酸エステルの含有率を50ppm以上にすることによって、単糸のばらけを抑制する効果がある。この効果は含有率を100ppm以上にすることによって、より効果的になる。
本実施形態において、ポリウレタン弾性繊維に含有させる前記エステル又はリン酸エステルは、融点が60℃以下であることが好ましい。融点を60℃以下にすることによって、より効果的に単糸のばらけを抑制することができる。前記エステル又はリン酸エステルの融点を60℃以下にすることによって、前記エステル又はリン酸エステルが弾性繊維からブリードしやすく、単糸の表面に局在しやすいと考えられる。
本実施形態において、ポリウレタン弾性繊維に含有させる前記エステル又はリン酸エステルの気圧1.013×105Paにおける沸点は100℃以上であることが好ましい。前記エステル又はリン酸エステルの気圧1.013×105Paにおける沸点を100℃以上にすることによって、前記エステル又はリン酸エステルが揮発しにくく、ポリウレタン弾性繊維中に残留しやすくなるため、より効果的に単糸のばらけを抑制することができる。
本実施形態において、ポリウレタン弾性繊維に含有させる前記エステル又はリン酸エステルは、単糸のばらけを効果的に抑制する観点から、分子量が5000以下であることが好ましく、より好ましくは2000以下であり、更に好ましくは1000以下である。前記エステル又はリン酸エステルの分子量を小さくすることによって、前記エステル又はリン酸エステルの流動性が上がり、単糸からブリードしやすくなる。
本実施形態において、ポリウレタン弾性繊維に含有させる前記エステル又はリン酸エステルは、エステル基以外の酸素原子を有することが好ましい。エステル基以外の酸素原子を有することによって、より効果的に単糸のばらけを抑制することができる。前記エステル又はリン酸エステルにエステル基以外の酸素原子を有すると、前記エステル又はリン酸エステルにエステル基以外の酸素原子同士の分子間力が働くようになるため、単糸間の引き付けあう力がより強固になり、単糸がばらけにくくなる。
本実施形態において、前記エステル又はリン酸エステルは、化合物Aと化合物Bの縮合物であれば構わないが、単糸のばらけをより効果的に抑制する観点から、前記エステル又はリン酸エステルは、芳香環を有することが好ましい。芳香環を有さない前記エステル又はリン酸エステルとしては、例えば、アジピン酸ビス(2-シクロヘキシル)、クエン酸トリメチル、アジピン酸ビス(2-エチルヘキシル)、アジピン酸ビスオクチル、セバシン酸ジブチル、セバシン酸ジオクチルなどがある。また、芳香環を有する前記エステル又はリン酸エステルとしては、例えば、安息香酸メチル、安息香酸エチル、安息香酸プロピル、安息香酸ブチル、安息香酸ヘキシル、安息香酸(2-エチルヘキシル)、安息香酸フェニル、安息香酸ベンジル、安息香酸エチレングリコール、安息香酸プロピレングリコール、安息香酸ジエチレングリコール、安息香酸ジプロピレングリコール、ジ安息香酸エチレングリコール、ジ安息香酸プロピレングリコール、ジ安息香酸ジエチレングリコール、ジ安息香酸ジプロピレングリコール、1,4-シクロヘキサンジメタノールジベンゾエートなどの安息香酸エステル、フタル酸ジメチル、フタル酸ジエチル、フタル酸ジブチル、フタル酸ジイソブチル、フタル酸ジヘキシル、フタル酸ビス(2-エチルヘキシル)、フタル酸ジイソノニル、フタル酸ジベンジル、フタル酸ジシクロヘキシル、フタル酸ビスブチルベンジルなどのフタル酸エステル、テレフタル酸ジメチル、テレフタル酸ジエチル、テレフタル酸ジブチル、テレフタル酸ジイソブチル、テレフタル酸ジヘキシル、テレフタル酸ビス(2-エチルヘキシル)、テレフタル酸ジイソノニル、テレフタル酸ジベンジル、テレフタル酸ジシクロヘキシル、テレフタル酸ブチルベンジルなどのテレフタル酸エステル、トリメリット酸トリメチル、トリメリット酸トリオクチル、トリメリット酸トリス(2-エチルヘキシル)などのトリメリット酸エステル、トリフェニルホスフェート、トリクレジルホスフェート、トリキシレニルホスフェート、クレジルジフェニルホスフェート、ジフェニル(2-エチルヘキシル)ホスフェートなどの芳香族リン酸エステルなどがある。単糸のばらけをより効果的に抑制する観点から、前記エステル又はリン酸エステルは、安息香酸メチル、安息香酸エチル、安息香酸プロピル、安息香酸ブチル、安息香酸ヘキシル、安息香酸(2-エチルヘキシル)、安息香酸フェニル、安息香酸ベンジル、安息香酸エチレングリコール、安息香酸プロピレングリコール、安息香酸ジエチレングリコール、安息香酸ジプロピレングリコール、ジ安息香酸エチレングリコール、ジ安息香酸プロピレングリコール、ジ安息香酸ジエチレングリコール、ジ安息香酸ジプロピレングリコール、1,4-シクロヘキサンジメタノールジベンゾエートなどの安息香酸エステルがより好ましい。単糸のばらけを最も効果的に抑制する観点から、前記エステル又はリン酸エステルは芳香環を複数有する安息香酸エステルであることが好ましく、具体的には、ジ安息香酸エチレングリコール、ジ安息香酸プロピレングリコール、ジ安息香酸ジエチレングリコール、ジ安息香酸ジプロピレングリコール、1,4-シクロヘキサンジメタノールジベンゾエートが最も好ましい。
本実施形態において、ポリウレタン弾性繊維の繊度は100dtex以上であることが好ましい。繊度を100dtex以上にすることによって、より効果的に熱による糸切れを抑制することができる。
本実施形態において、マルチフィラメント糸であるポリウレタン弾性繊維のフィラメント数は20以上であることが好ましい。フィラメント数を20以上にすることによって、高いストレッチ性を有するポリウレタン弾性繊維を得ることが容易になる。
本実施形態において、ポリウレタン弾性繊維の単糸繊度は30dtex以下であることが好ましい。単糸繊度を30dtex以下にすることによって、乾式紡糸法で製造する場合に効率的に溶剤を蒸発させることができる。
本実施形態において、マルチフィラメント糸であるポリウレタン弾性繊維のフィラメント数は20以上であることが好ましい。フィラメント数を20以上にすることによって、高いストレッチ性を有するポリウレタン弾性繊維を得ることが容易になる。
本実施形態において、ポリウレタン弾性繊維の単糸繊度は30dtex以下であることが好ましい。単糸繊度を30dtex以下にすることによって、乾式紡糸法で製造する場合に効率的に溶剤を蒸発させることができる。
本実施形態において、ポリウレタン弾性繊維の重量に対し前記エステル又はリン酸エステルを50ppm以上5%以下で含有し、かつ、マルチフィラメントを構成する単糸径の最大値と最小値の比が1.1以上2.0以下であれば、単糸ばらけの効果が一層高くなるため好ましい。前記単糸径の最大値と最小値の比は、1.2以上2.0以下であることがより好ましく、1.2以上1.9以下であることが更に好ましい。単糸径の最大値と最小値の比を2.0以下とすることによって、各単糸の張力の偏りが少なくなり、走行時の張力変動を抑制することができるため、糸切れを低減することができる。この効果は単糸径の最大値と最小値の比を1.9以下にすることによって、より効果的になる。また、単糸径の最大値と最小値の比を1.1以上にすることによって、単糸がばらけにくくなり、この効果は単糸径の最大値と最小値の比を1.2以上にすることによって、より効果的になる。このように単糸径の比を1.1以上にすることによって、糸をばらけにくくできる理由については未だ明らかではないが、発明者らは以下のように推定している。マルチフィラメントの弾性繊維は、製造中の仮撚り工程や巻取り工程において単糸が捩じられ、単糸同士が複雑に絡み合うことが多い。単糸径の最大値と最小値の比を1.1以上にすることによって、単糸同士の絡み合いがより複雑になるため、前記エステル又はリン酸エステルの効果が更に増長され、単糸をばらけにくくできると考えられる。単糸径の最大値と最小値の比を制御する方法は特に限定されないが、ホール数が異なる2つの紡口から吐出された糸条を引きそろえてポリウレタン弾性繊維を製造する方法が好適に用いられる。具体的には、ホール数が異なる2つの紡口から、それぞれ同一重量となるようポリウレタン原液を押し出して溶剤を蒸発させ、同一繊度でフィラメント数の異なる2本の糸条を形成した後、仮撚り工程で引きそろえて、1本のポリウレタン弾性繊維を製造する方法がある。より具体的には、例えば、それぞれ310dtexの糸条となる重量で、ホール数が48と24の紡口からポリウレタン原液を押し出して2本の糸条を形成して、仮撚り工程で引きそろえた場合、ポリウレタン弾性繊維は全体として620dtexでフィラメント数が72となるが、ホール数が24個の紡口由来の単糸はホール数48由来の単糸より、単糸径が約1.5倍となるため、単糸径の最大値と最小値の比を約1.5とすることができる。また、単糸径の最大値と最小値の比を制御する別の方法として、紡糸の際に紡糸筒内の温度を調節して糸を適度に揺らす方法や、巻取り時のゴデローラーの速度を調整して紡糸筒内における弾性繊維の張力を制御する方法も好適に用いられる。
本実施形態において、ポリウレタン弾性繊維のフローテスターによる流出開始温度が200℃以上であることが好ましい。流出開始温度を200℃以上とすることによって、加工時にポリウレタン弾性繊維に高温の熱を加える工程があったとしても、熱による糸切れが発生しない十分な耐熱性が得られる。流出開示温度を200℃以上にするポリウレタン弾性繊維の製造方法は特に限定されないが、例えば、ポリウレタンポリマーの数平均分子量を一定以上にする方法、ポリマー中のハードセグメント含率を上げる方法、公知の耐熱性向上剤を添加する方法などがある。また、ポリウレタン弾性繊維を構成する鎖伸長剤としては、低分子量ジアミン、及び低分子量ジオールからなる群から選択されれば構わないが、低分子量ジアミンを用いると、ウレア基からなるハードセグメントを構成でき、低分子量ジオールを用いた際のウレタン基からなるハードセグメントよりも強い水素結合力が働くため、流出開始温度が高くなり、流出開始温度を200℃以上にしやすくなる。
本実施形態において、単糸のばらけをより効果的に抑制し、かつ、走行時の制電性(すなわち、静電気の発生しにくさ)をより効果的に向上する観点から、3級アミンを含むウレタン又はウレア化合物を、ポリウレタン弾性繊維の重量に対し、0.01%以上5%以下含有することが好ましく、0.01%以上3%以下含有することがより好ましく、0.03%以上3%以下含有することが更に好ましい。3級アミンを含むウレタン又はウレア化合物は、分子内に3級アミン基、及び、ウレタン又はウレア基が含まれていればよく、分子内における3級アミン基、及び、ウレタン又はウレア基の位置に限定はなく、末端にあってもよく、末端ではなく分子内部にあってもよい。また、分子内に3級アミン基、及び、ウレタン又はウレア基が含まれていれば、その数に限定はなく、分子中の置換基の有無や分子量も特に限定はない。3級アミンを含むウレタン又はウレア化合物を0.01%以上5%以下含有することで、より効果的に単糸をばらけにくくできる理由は未だ明らかではないが、発明者らは以下のように推定している。3級アミンを含むウレタン又はウレア化合物をポリウレタン弾性繊維に含有することで、前記エステル又はリン酸エステルが弾性繊維からブリードする効果を促進し、前記エステル又はリン酸エステルが単糸の表面に局在しやすくなるため、単糸間の引き付けあう力がより強固になり、単糸がばらけにくくなると考えられる。この効果は3級アミンを含むウレタン又はウレア化合物を0.03%以上含有すると、より効果的になる。また、経済的観点から、3級アミンを含むウレタン又はウレア化合物の含有率は5%以下であることが好ましい。また、3級アミンを含むウレタン又はウレア化合物を0.01%以上5%以下含有することで、より効果的に走行時の制電性を発揮できる理由は未だ明らかではないが、発明者らは以下のように推定している。3級アミンを含むウレタン又はウレア化合物をポリウレタン弾性繊維に含有することで、該ウレタン又はウレア化合物とエステル化合物のエステル基の極性部分である酸素原子と窒素原子が相互作用して電子の通り道ができ、ポリウレタンが帯電しにくくなったためと考えられる。この効果は3級アミンを含むウレタン又はウレア化合物を0.03%以上含有すると、より効果的になる。
本実施形態において、単糸のばらけをより効果的に抑制し、かつ、走行時の制電性をより効果的に向上する観点から、3級アミンを含むウレタン化合物は、以下の式(1):
{式中、R1は、炭素数5~30の2価の炭化水素基であり、R2、及びR3は、互いに独立に、炭素数1~10の2価の炭化水素基であり、そしてR4は、炭素数1~10の1価の炭化水素基である。}で表される繰り返し単位を有するウレタン化合物、又は、以下の式(1):
{式中、R1は、炭素数5~30の2価の炭化水素基であり、R2、及びR3は、互いに独立に、炭素数1~10の2価の炭化水素基であり、そしてR4は、炭素数1~10の1価の炭化水素基である。}で表される繰り返し単位と、式(2):
{式中、R5は炭素数5~30の2価の炭化水素基であり、そしてR6は、炭素数1~10の2価の炭化水素基又はポリオキシアルキレン基である。}で表される繰り返し単位とを有するウレタン化合物であることが好ましい。また、3級アミンを含むウレア化合物は、以下の式(3):
{式中、R7、及びR8は、互いに独立に、炭素数1~10の1価の炭化水素基であり、そしてR9は、炭素数5~30の2価の炭化水素基である。}で表されるウレア化合物であることが好ましい。
R1、及びR5は、互いに独立に、炭素数5~15の2価の炭化水素基であることがより好ましく、脂環式炭化水素構造を有することが更に好ましく、6員環である脂環式炭化水素構造を有することが最も好ましい。
R2、R3は、炭素数1~5の炭化水素基であることが更に好ましい。炭素数1~5の炭化水素基としては、下記に限定されないが、例えば、メチレン基、エチレン基、プロピレン基、トリメチレン基、ブチレン基、2-メチルプロピレン基、ペンチレン基などがある。
R4は、炭素数1~5の炭化水素基であることが更に好ましい。炭素数1~5の炭化水素基としては、下記に限定されないが、例えば メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ブチル基、イソブチル基、t-ブチル基、ペンチル基、イソペンチル基、t-ペンチル基などがある。
R6は、炭素数2~4の2価の炭化水素基、オキシエチレン基、オキシプロピレン基、オキシテトラメチレン基、ポリオキシエチレン基、ポリオキシプロピレン基、ポリオキシテトラメチレン基であることがより好ましい。また、オキシテトラメチレン基、ポリオキシエチレン基、ポリオキシプロピレン基、ポリオキシテトラメチレン基の分子量は特に限定されない。
3級アミンを含むウレタン化合物に含まれる、式(1)で表される繰り返し単位の繰り返し数、及び式(2)で表される繰り返し単位の繰り返し数は特に制限はなく、また、分子内のいずれの位置に式(1)で表される繰り返し単位、および、式(2)で表される繰り返し単位があってもよい。
R7、R8は、炭素数1~5の炭化水素基であることがより好ましい。炭素数1~5の炭化水素基としては、下記に限定されないが、例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ブチル基、イソブチル基、t-ブチル基、ペンチル基、イソペンチル基、t-ペンチル基などがある。
R9は、炭素数5~15の炭化水素基であることがより好ましく、芳香環構造を有することが更に好ましい。芳香環構造を有する構造としては、下記に限定されないが、例えばベンゼン構造やジフェニルメタン構造などがある。
R1、及びR5は、互いに独立に、炭素数5~15の2価の炭化水素基であることがより好ましく、脂環式炭化水素構造を有することが更に好ましく、6員環である脂環式炭化水素構造を有することが最も好ましい。
R2、R3は、炭素数1~5の炭化水素基であることが更に好ましい。炭素数1~5の炭化水素基としては、下記に限定されないが、例えば、メチレン基、エチレン基、プロピレン基、トリメチレン基、ブチレン基、2-メチルプロピレン基、ペンチレン基などがある。
R4は、炭素数1~5の炭化水素基であることが更に好ましい。炭素数1~5の炭化水素基としては、下記に限定されないが、例えば メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ブチル基、イソブチル基、t-ブチル基、ペンチル基、イソペンチル基、t-ペンチル基などがある。
R6は、炭素数2~4の2価の炭化水素基、オキシエチレン基、オキシプロピレン基、オキシテトラメチレン基、ポリオキシエチレン基、ポリオキシプロピレン基、ポリオキシテトラメチレン基であることがより好ましい。また、オキシテトラメチレン基、ポリオキシエチレン基、ポリオキシプロピレン基、ポリオキシテトラメチレン基の分子量は特に限定されない。
3級アミンを含むウレタン化合物に含まれる、式(1)で表される繰り返し単位の繰り返し数、及び式(2)で表される繰り返し単位の繰り返し数は特に制限はなく、また、分子内のいずれの位置に式(1)で表される繰り返し単位、および、式(2)で表される繰り返し単位があってもよい。
R7、R8は、炭素数1~5の炭化水素基であることがより好ましい。炭素数1~5の炭化水素基としては、下記に限定されないが、例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ブチル基、イソブチル基、t-ブチル基、ペンチル基、イソペンチル基、t-ペンチル基などがある。
R9は、炭素数5~15の炭化水素基であることがより好ましく、芳香環構造を有することが更に好ましい。芳香環構造を有する構造としては、下記に限定されないが、例えばベンゼン構造やジフェニルメタン構造などがある。
式(1)で表される繰り返し単位をもつウレタン化合物の具体例としては、特に限定はされないが、以下の式(4):
で表される繰り返し単位をもつ、イソホロンジイソシアネートとN-ブチルジエタノールアミンを共重合した化合物4、以下の式(5):
で表される繰り返し単位をもつ、ジシクロヘキシルメタン4,4’-ジイソシアネートと1,1’-(N-メチルイミノ)ジ-2-プロパノールを共重合した化合物5、又は以下の式(6):
で表される繰り返し単位をもつ、イソホロンジイソシアネートと1,1’-{N-(t-ブチル)イミノ}ジ-2-プロパノールを共重合した化合物6が挙げられる。
また、式(1)で表される繰り返し単位と式(2)で表される繰り返し単位をもつウレタン化合物の具体例としては、特に限定はされないが、ジシクロヘキシルメタン4,4’-ジイソシアネートとN-(t-ブチル)ジエタノールアミンと1,4-ブタンジオールを共重合した以下の式(7):
で表される繰り返し単位と、以下の式(8):
で表される繰り返し単位をもつ化合物7が挙げられる。
また、式(1)で表される繰り返し単位と式(2)で表される繰り返し単位をもつウレタン化合物の具体例としては、特に限定はされないが、ジシクロヘキシルメタン4,4’-ジイソシアネートとN-(t-ブチル)ジエタノールアミンと1,4-ブタンジオールを共重合した以下の式(7):
本実施形態において、単糸のばらけをより効果的に抑制し、走行時の制電性をより効果的に向上する観点から、3級アミンを含むウレタン又はウレア化合物の含有量が、前記エステル又はリン酸エステルの含有量より多いことが好ましく、3級アミンを含むウレタン又はウレア化合物の含有量が、前記エステル又はリン酸エステルの5倍以上200倍以下であることがより好ましく、10倍以上150倍以下であることが更に好ましく、20倍以上150倍以下であることがより更に好ましく、30倍以上150倍以下であることが最も好ましい。
本実施形態において、巻糸体上のポリウレタン弾性繊維の伸長率は、5%以下であることが好ましい。通常、ポリウレタン弾性繊維は弛緩状態よりも伸長した状態で紙管に巻き取られて、巻糸体を形成している。この巻糸体の状態において、弛緩状態に対してポリウレタン弾性繊維が伸長している割合を巻糸体上の伸長率という。かかる伸長率を5%以下とすることによって、弾性繊維を巻糸体から解舒する際に必要な応力変動が小さくなるため、走行させる際の張力変動をより効果的に抑制できる。伸長率を5%以下にする方法は特に限定されないが、例えば、ポリウレタン弾性繊維を巻き取る際に、ゴデローラーと巻き取りボビン間の速度比を調整する方法がある。
本実施形態のポリウレタン弾性繊維は、単糸がばらけにくく、走行時の張力変動が小さく、走行時の制電性が優れているため、綿、絹、羊毛等の天然繊維、ナイロン6やナイロン66等のポリアミド繊維、ポリエチレンテレフタレート、ポリトリメチレンテレフタレート、ポリテトラメチレンテレフタレート等のポリエステル繊維、カチオン可染ポリエステル繊維、銅アンモニア再生レーヨン、ビスコースレーヨン、及びアセテートレーヨン等と交編織したり、又は、これらの繊維を用いて被覆、交絡、合撚等により加工糸とした後、交編織して布帛を得る際に糸切れしにくく、高い生産性を得ることができる。
本実施形態のポリウレタン弾性繊維を用いた布帛は、水着、ガードル、ブラジャー、インティメイト商品、肌着等の各種ストレッチファンデーション、タイツ、パンティストッキング、ウェストバンド、ボディースーツ、スパッツ、ストレッチスポーツウェアー、ストレッチアウター、医療用ウェア、ストレッチ裏地等の用途に好適に用いることができる。本実施形態のポリウレタン弾性繊維を使用した布帛は、プレセット、染色、ファイナルセットといった熱加工処理工程を経ても、布帛中のポリウレタン弾性繊維の単糸が熱で切れにくく不良品の発生を抑制できるため、高い生産性を得ることができる。
本実施形態のポリウレタン弾性繊維は、単糸がばらけにくく、走行時の張力変動が小さく、走行時の制電性が優れており、熱でも単糸が切れにくいことで、糸切れを十分に抑制できるため、高い生産性で生理用品や紙おむつ等の衛生材料を製造することができ、さらに、部材中の糸切れ、糸抜けが少なく、これら製品の不良品の発生を抑制することができる。
以下の実施例、比較例により本発明を具体的に説明するが、本発明の範囲は、実施例により限定されるものではない。
まず、以下の実施例で使用した評価方法について説明する。
まず、以下の実施例で使用した評価方法について説明する。
<測定方法及び評価方法>
<化合物Aと化合物Bとが縮合したエステル又はリン酸エステルの含有率>
前記エステル又はリン酸エステルの検出方法としては、例えば、所定量のポリウレタン弾性繊維を溶媒に浸して、前記エステル又はリン酸エステルを抽出した上で、公知のGC/MS、NMR等の分析方法を適用する方法が挙げられる。より具体的には、例えば、ポリウレタン弾性繊維1gをクロロホルム120mLにてソックスレー抽出を8時間行う。この抽出液をエバポレーターにて40℃で濃縮乾固し、さらに真空乾燥を常温で1時間行って得た乾燥試料を、公知のGC/MS、NMR等の方法により分析する。その分析条件の詳細については、例えば、以下の装置や条件を選択することができる。
<化合物Aと化合物Bとが縮合したエステル又はリン酸エステルの含有率>
前記エステル又はリン酸エステルの検出方法としては、例えば、所定量のポリウレタン弾性繊維を溶媒に浸して、前記エステル又はリン酸エステルを抽出した上で、公知のGC/MS、NMR等の分析方法を適用する方法が挙げられる。より具体的には、例えば、ポリウレタン弾性繊維1gをクロロホルム120mLにてソックスレー抽出を8時間行う。この抽出液をエバポレーターにて40℃で濃縮乾固し、さらに真空乾燥を常温で1時間行って得た乾燥試料を、公知のGC/MS、NMR等の方法により分析する。その分析条件の詳細については、例えば、以下の装置や条件を選択することができる。
<NMR測定>
乾燥試料と内部標準のジメチルスルホキシドを所定量測り取って下記条件でNMRを測定し、前記エステル又はリン酸エステルの構造の特定と含有量の算出を行った。前記エステル又はリン酸エステルの含有量の算出は、内部標準であるジメチルスルホキシドとの水素シグナルの積分値より算出できる。例えば、安息香酸ジエチレングリコールの含有量を算出する場合、安息香酸ジエチレングリコールのフェニル基の水素の積分値とジメチルスルホキシドのメチル基の水素の積分値を比較して算出できる。なお、NMR測定でピークの重複等により含有量が測定できない場合は、以下のGC/MS分析測定にて含有量を測定した。
測定装置:JEOL社製 ECS400
測定核:1H
共鳴周波数:400MHz
積算回数:256回
測定温度:室温
溶媒:重水素化ジメチルホルムアミド
測定濃度:1.5重量%
化学シフト基準:ジメチルホルムアミド(8.0233ppm)
乾燥試料と内部標準のジメチルスルホキシドを所定量測り取って下記条件でNMRを測定し、前記エステル又はリン酸エステルの構造の特定と含有量の算出を行った。前記エステル又はリン酸エステルの含有量の算出は、内部標準であるジメチルスルホキシドとの水素シグナルの積分値より算出できる。例えば、安息香酸ジエチレングリコールの含有量を算出する場合、安息香酸ジエチレングリコールのフェニル基の水素の積分値とジメチルスルホキシドのメチル基の水素の積分値を比較して算出できる。なお、NMR測定でピークの重複等により含有量が測定できない場合は、以下のGC/MS分析測定にて含有量を測定した。
測定装置:JEOL社製 ECS400
測定核:1H
共鳴周波数:400MHz
積算回数:256回
測定温度:室温
溶媒:重水素化ジメチルホルムアミド
測定濃度:1.5重量%
化学シフト基準:ジメチルホルムアミド(8.0233ppm)
<GC/MS分析測定>
乾燥試料をメタノール5mLに溶解して分析する。前記エステル又はリン酸エステルの濃度は、GCを用いてNMR測定によって構造が同定された前記エステル又はリン酸エステルの検量線を別途作成し、乾燥試料中の前記エステル又はリン酸エステルの面積と比較することによって重量%を算出できる。
GC装置:Agilent Technologies 7890A
注入口温度:320℃
カラム:DB-1MS(30m×0.25mmφ)、液相厚0.25μm
カラム温度:40℃(保持時間5分)、20℃/分昇温、320℃(11分保持)
MS装置:Agilent Technologies 5975C MSD
イオン源温度:230℃
イオン化方法:電子イオン化法
乾燥試料をメタノール5mLに溶解して分析する。前記エステル又はリン酸エステルの濃度は、GCを用いてNMR測定によって構造が同定された前記エステル又はリン酸エステルの検量線を別途作成し、乾燥試料中の前記エステル又はリン酸エステルの面積と比較することによって重量%を算出できる。
GC装置:Agilent Technologies 7890A
注入口温度:320℃
カラム:DB-1MS(30m×0.25mmφ)、液相厚0.25μm
カラム温度:40℃(保持時間5分)、20℃/分昇温、320℃(11分保持)
MS装置:Agilent Technologies 5975C MSD
イオン源温度:230℃
イオン化方法:電子イオン化法
<3級アミンを含むウレタン又はウレア化合物の含有率>
前記ウレタン又はウレア化合物の検出方法としては、例えば、所定量のポリウレタン弾性繊維を溶媒に浸して、前記ウレタン又はウレア化合物を抽出した上で、公知のGC/MS、NMR等の分析方法を適用する方法が挙げられる。より具体的には、例えば、ポリウレタン弾性繊維1gをクロロホルム120mLにてソックスレー抽出を8時間行う。この抽出液をエバポレーターにて40℃で濃縮乾固し、さらに真空乾燥を常温で1時間行って得た乾燥試料を、公知のGC/MS、NMR等の方法により分析する。その分析条件の詳細については、例えば、以下の装置や条件を選択することができる。
前記ウレタン又はウレア化合物の検出方法としては、例えば、所定量のポリウレタン弾性繊維を溶媒に浸して、前記ウレタン又はウレア化合物を抽出した上で、公知のGC/MS、NMR等の分析方法を適用する方法が挙げられる。より具体的には、例えば、ポリウレタン弾性繊維1gをクロロホルム120mLにてソックスレー抽出を8時間行う。この抽出液をエバポレーターにて40℃で濃縮乾固し、さらに真空乾燥を常温で1時間行って得た乾燥試料を、公知のGC/MS、NMR等の方法により分析する。その分析条件の詳細については、例えば、以下の装置や条件を選択することができる。
<NMR測定>
乾燥試料と内部標準のジメチルスルホキシドを所定量測り取って下記条件でNMRを測定し、前記ウレタン又はウレア化合物の構造の特定と含有量の算出を行った。前記ウレタン又はウレア化合物の含有量の算出は、内部標準であるジメチルスルホキシドとの水素シグナルの積分値より算出できる。なお、NMR測定でピークの重複等により含有量が測定できない場合は、以下のGC/MS分析測定にて含有量を測定した。
測定装置:JEOL社製 ECS400
測定核:1H
共鳴周波数:400MHz
積算回数:256回
測定温度:室温
溶媒:重水素化ジメチルホルムアミド
測定濃度:1.5重量%
化学シフト基準:ジメチルホルムアミド(8.0233ppm)
乾燥試料と内部標準のジメチルスルホキシドを所定量測り取って下記条件でNMRを測定し、前記ウレタン又はウレア化合物の構造の特定と含有量の算出を行った。前記ウレタン又はウレア化合物の含有量の算出は、内部標準であるジメチルスルホキシドとの水素シグナルの積分値より算出できる。なお、NMR測定でピークの重複等により含有量が測定できない場合は、以下のGC/MS分析測定にて含有量を測定した。
測定装置:JEOL社製 ECS400
測定核:1H
共鳴周波数:400MHz
積算回数:256回
測定温度:室温
溶媒:重水素化ジメチルホルムアミド
測定濃度:1.5重量%
化学シフト基準:ジメチルホルムアミド(8.0233ppm)
<GC/MS分析測定>
乾燥試料をメタノール5mLに溶解して分析する。前記ウレタン又はウレア化合物の濃度は、GCを用いてNMR測定によって構造が同定された前記ウレタン又はウレア化合物の検量線を別途作成し、乾燥試料中の前記ウレタン又はウレア化合物の面積と比較することによって重量%を算出できる。
GC装置:Agilent Technologies 7890A
注入口温度:320℃
カラム:DB-1MS(30m×0.25mmφ)、液相厚0.25μm
カラム温度:40℃(保持時間5分)、20℃/分昇温、320℃(11分保持)
MS装置:Agilent Technologies 5975C MSD
イオン源温度:230℃
イオン化方法:電子イオン化法
乾燥試料をメタノール5mLに溶解して分析する。前記ウレタン又はウレア化合物の濃度は、GCを用いてNMR測定によって構造が同定された前記ウレタン又はウレア化合物の検量線を別途作成し、乾燥試料中の前記ウレタン又はウレア化合物の面積と比較することによって重量%を算出できる。
GC装置:Agilent Technologies 7890A
注入口温度:320℃
カラム:DB-1MS(30m×0.25mmφ)、液相厚0.25μm
カラム温度:40℃(保持時間5分)、20℃/分昇温、320℃(11分保持)
MS装置:Agilent Technologies 5975C MSD
イオン源温度:230℃
イオン化方法:電子イオン化法
<単糸径の最大値と最小値の比の測定>
ポリウレタン弾性繊維を1mサンプリングし、任意に選択された5箇所の断面において全ての単糸の径を測定し、その最大値と最小値の比を単糸径の最大値と最小値の比とした。各単糸の径は日本電子株式会社製電子顕微鏡JSM-6510を使用してポリウレタン弾性繊維の断面を観察して測定した。尚、単糸の断面形状が円形でなく、楕円形や亜鈴形などの異形断面である場合、断面を完全に含む最小径の円(以下、「最小包含円」ともいう。)を描き、最小包含円の径を単糸径とした。
ポリウレタン弾性繊維を1mサンプリングし、任意に選択された5箇所の断面において全ての単糸の径を測定し、その最大値と最小値の比を単糸径の最大値と最小値の比とした。各単糸の径は日本電子株式会社製電子顕微鏡JSM-6510を使用してポリウレタン弾性繊維の断面を観察して測定した。尚、単糸の断面形状が円形でなく、楕円形や亜鈴形などの異形断面である場合、断面を完全に含む最小径の円(以下、「最小包含円」ともいう。)を描き、最小包含円の径を単糸径とした。
<ポリウレタン弾性繊維の流出開始温度測定>
ポリウレタン弾性繊維の流出開始温度は、フローテスターCFT-500D型((株)島津製作所製)を使用して測定する。ポリウレタン弾性繊維は、油剤などの処理剤を除去する等の事前処理を行わず、一回の測定に1.5gサンプリングして、流出開始温度を測定する。ダイ(ノズル)は直径0.5mm、厚み1.0mmのものを使用し、30kgの押出荷重を加え、初期設定温度120℃で予熱時間240秒後、3℃/分の速度で250℃まで等速昇温した時のストローク長(mm)と温度の曲線を求める。温度上昇に伴い、トナー内のポリマーが加熱され、ダイからポリマーが流出し始める。この時の温度を流出開始温度とする。
ポリウレタン弾性繊維の流出開始温度は、フローテスターCFT-500D型((株)島津製作所製)を使用して測定する。ポリウレタン弾性繊維は、油剤などの処理剤を除去する等の事前処理を行わず、一回の測定に1.5gサンプリングして、流出開始温度を測定する。ダイ(ノズル)は直径0.5mm、厚み1.0mmのものを使用し、30kgの押出荷重を加え、初期設定温度120℃で予熱時間240秒後、3℃/分の速度で250℃まで等速昇温した時のストローク長(mm)と温度の曲線を求める。温度上昇に伴い、トナー内のポリマーが加熱され、ダイからポリマーが流出し始める。この時の温度を流出開始温度とする。
<巻糸体上のポリウレタン弾性繊維伸長率>
巻糸体上のポリウレタン弾性繊維の伸長率(%)は、以下の手順で測定及び計算した。
・ポリウレタン弾性繊維巻糸体からポリウレタン弾性繊維を弛緩状態の長さ(以下、単に「リラックス長」ともいう)で0.5m解舒してサンプルとし、そのサンプル重量(g)を測定した。以下の計算式から、ポリウレタン弾性糸の弛緩状態における繊度(リラックス繊度A(dtex))を計算した。測定は4回行い、その平均値をとった。尚、「弛緩状態」とは、糸をチーズから解舒した後、無荷重で2時間以上放置した状態のことをいう。
リラックス繊度A(dtex)=サンプル重量(g)×10000/リラックス長(m)
・送り出しロールによってポリウレタン弾性糸巻糸体からポリウレタン弾性糸を、伸長率を維持した状態で50m送り出して解舒した。解舒された糸の重量(g)を測定した。以下の計算式から、ポリウレタン弾性糸の伸長状態における繊度(プリント繊度B(dtex))を計算した。
プリント繊度B(dtex)=解舒された糸の総重量(g)×10000/50(m)
・以下の計算式:
伸長率(%)=(A/B-1)×100
から、巻糸体上のポリウレタン弾性糸の伸長率(%)を計算した。
巻糸体上のポリウレタン弾性繊維の伸長率(%)は、以下の手順で測定及び計算した。
・ポリウレタン弾性繊維巻糸体からポリウレタン弾性繊維を弛緩状態の長さ(以下、単に「リラックス長」ともいう)で0.5m解舒してサンプルとし、そのサンプル重量(g)を測定した。以下の計算式から、ポリウレタン弾性糸の弛緩状態における繊度(リラックス繊度A(dtex))を計算した。測定は4回行い、その平均値をとった。尚、「弛緩状態」とは、糸をチーズから解舒した後、無荷重で2時間以上放置した状態のことをいう。
リラックス繊度A(dtex)=サンプル重量(g)×10000/リラックス長(m)
・送り出しロールによってポリウレタン弾性糸巻糸体からポリウレタン弾性糸を、伸長率を維持した状態で50m送り出して解舒した。解舒された糸の重量(g)を測定した。以下の計算式から、ポリウレタン弾性糸の伸長状態における繊度(プリント繊度B(dtex))を計算した。
プリント繊度B(dtex)=解舒された糸の総重量(g)×10000/50(m)
・以下の計算式:
伸長率(%)=(A/B-1)×100
から、巻糸体上のポリウレタン弾性糸の伸長率(%)を計算した。
<単糸のばらけ>
引張試験機(オリエンテック(株)製RTG-1210型テンシロン)を使用し、20℃、相対湿度65%の条件下で試料長50mmの試験糸を500mm/分の速度で破断するまで引っ張り、弾性繊維の破断部を観察し、単糸がばらけたか観察した。単糸のばらけは、破断部から1cm以上独立した単糸があった場合に、単糸がばらけたと判断した。一つの試験糸につき測定は10回行い、単糸がばらけた本数を記録し、次の6段階の評価基準で評価した:
6:10回中、ばらけた数が0本~1本であった。
5:10回中、ばらけた数が2本~3本であった。
4:10回中、ばらけた数が4本~5本であった。
3:10回中、ばらけた数が6本~7本であった。
2:10回中、ばらけた数が8本~9本であった。
1:10回中、ばらけた数が10本であった。
引張試験機(オリエンテック(株)製RTG-1210型テンシロン)を使用し、20℃、相対湿度65%の条件下で試料長50mmの試験糸を500mm/分の速度で破断するまで引っ張り、弾性繊維の破断部を観察し、単糸がばらけたか観察した。単糸のばらけは、破断部から1cm以上独立した単糸があった場合に、単糸がばらけたと判断した。一つの試験糸につき測定は10回行い、単糸がばらけた本数を記録し、次の6段階の評価基準で評価した:
6:10回中、ばらけた数が0本~1本であった。
5:10回中、ばらけた数が2本~3本であった。
4:10回中、ばらけた数が4本~5本であった。
3:10回中、ばらけた数が6本~7本であった。
2:10回中、ばらけた数が8本~9本であった。
1:10回中、ばらけた数が10本であった。
<走行時の張力変動>
図1に示すように、1000mのポリウレタン弾性繊維を紙管に巻き取った巻糸体1を装置にかけ、弾性繊維送出しロール2を速度10m/分、巻取りロール3を速度30m/分の延伸倍率3倍で走行させ、テンションメーター4で糸走行時の応力(mg)を0.1秒間隔で3分間測定した。得られた応力値の変動の標準偏差(mg)を、弾性繊維の繊度で除した値を走行時の張力変動値(mg/dtex)として、次の6段階の評価基準で評価した:
6:走行時の張力変動値が5(mg/dtex)未満であった。
5:走行時の張力変動値が5(mg/dtex)以上、7(mg/dtex)未満であった。
4:走行時の張力変動値が7(mg/dtex)以上、10(mg/dtex)未満であった。
3:走行時の張力変動値が10(mg/dtex)以上、12(mg/dtex)未満であった。
2:走行時の張力変動値が12(mg/dtex)以上、15(mg/dtex)未満であった。
1:走行時の張力変動値が15(mg/dtex)以上であった。
図1に示すように、1000mのポリウレタン弾性繊維を紙管に巻き取った巻糸体1を装置にかけ、弾性繊維送出しロール2を速度10m/分、巻取りロール3を速度30m/分の延伸倍率3倍で走行させ、テンションメーター4で糸走行時の応力(mg)を0.1秒間隔で3分間測定した。得られた応力値の変動の標準偏差(mg)を、弾性繊維の繊度で除した値を走行時の張力変動値(mg/dtex)として、次の6段階の評価基準で評価した:
6:走行時の張力変動値が5(mg/dtex)未満であった。
5:走行時の張力変動値が5(mg/dtex)以上、7(mg/dtex)未満であった。
4:走行時の張力変動値が7(mg/dtex)以上、10(mg/dtex)未満であった。
3:走行時の張力変動値が10(mg/dtex)以上、12(mg/dtex)未満であった。
2:走行時の張力変動値が12(mg/dtex)以上、15(mg/dtex)未満であった。
1:走行時の張力変動値が15(mg/dtex)以上であった。
<走行時の制電性>
図2に示すように、10000mのポリウレタン弾性繊維を紙管に巻き取った巻糸体1を装置にかけ、弾性繊維送出しロール2を速度50m/分、巻取りロール3を速度100m/分の延伸倍率2倍で走行させ、走行を開始してから1時間後において、デジタル低電位測定器(春日電気株式会社製)5で走行時の糸上2mmで発生した静電気量を測定した。得られた静電気量の平均値を走行時の発生静電気(kV)として、次の6段階の評価基準で評価した:
6:走行時の発生静電気の絶対値が4(kV)未満であった。
5:走行時の発生静電気の絶対値が4(kV)以上、4.5(kV)未満であった。
4:走行時の発生静電気の絶対値が4.5(kV)以上、5(kV)未満であった。
3:走行時の発生静電気の絶対値が5(kV)以上、5.5(kV)未満であった。
2:走行時の発生静電気の絶対値が5.5(kV)以上、6(kV)未満であった。
1:走行時の発生静電気の絶対値が6(kV)以上であった。
図2に示すように、10000mのポリウレタン弾性繊維を紙管に巻き取った巻糸体1を装置にかけ、弾性繊維送出しロール2を速度50m/分、巻取りロール3を速度100m/分の延伸倍率2倍で走行させ、走行を開始してから1時間後において、デジタル低電位測定器(春日電気株式会社製)5で走行時の糸上2mmで発生した静電気量を測定した。得られた静電気量の平均値を走行時の発生静電気(kV)として、次の6段階の評価基準で評価した:
6:走行時の発生静電気の絶対値が4(kV)未満であった。
5:走行時の発生静電気の絶対値が4(kV)以上、4.5(kV)未満であった。
4:走行時の発生静電気の絶対値が4.5(kV)以上、5(kV)未満であった。
3:走行時の発生静電気の絶対値が5(kV)以上、5.5(kV)未満であった。
2:走行時の発生静電気の絶対値が5.5(kV)以上、6(kV)未満であった。
1:走行時の発生静電気の絶対値が6(kV)以上であった。
<単糸の耐熱性>
初期長7cmの試験糸を200%伸長して21cmとし、表面温度180℃の直径6cmの円筒状の熱体に押し当て(接触部分1cm)、切断されるまでの秒数を測定して、次の6段階の評価基準で評価した:
6:切断されるまでの秒数が60秒以上であった。
5:切断されるまでの秒数が45秒以上60秒未満であった。
4:切断されるまでの秒数が30秒以上45秒未満であった。
3:切断されるまでの秒数が10秒以上30秒未満であった。
2:切断されるまでの秒数が5秒以上10秒未満であった。
1:切断されるまでの秒数が5秒未満であった。
初期長7cmの試験糸を200%伸長して21cmとし、表面温度180℃の直径6cmの円筒状の熱体に押し当て(接触部分1cm)、切断されるまでの秒数を測定して、次の6段階の評価基準で評価した:
6:切断されるまでの秒数が60秒以上であった。
5:切断されるまでの秒数が45秒以上60秒未満であった。
4:切断されるまでの秒数が30秒以上45秒未満であった。
3:切断されるまでの秒数が10秒以上30秒未満であった。
2:切断されるまでの秒数が5秒以上10秒未満であった。
1:切断されるまでの秒数が5秒未満であった。
<加工時における糸切れの耐性>
ポリウレタン弾性繊維を加工工程で使用した際の糸切れの頻度を次の6段階の評価基準で評価した。
6:単糸のばらけ、走行時の張力変動、単糸の耐熱性、走行時の制電性が全て評価6で、加工工程で糸切れが起こらない。
5:単糸のばらけ、走行時の張力変動、単糸の耐熱性、走行時の制電性のいずれかに評価5があるが、評価4、3、2、1は見られない。加工工程で糸切れが起こらない。
4:単糸のばらけ、走行時の張力変動、単糸の耐熱性、走行時の制電性のいずれかに評価4があるが、評価3、2、1は見られない。加工工程で糸切れがほとんど起こらない。
3:単糸のばらけ、走行時の張力変動、単糸の耐熱性、走行時の制電性のいずれかに評価3はあるが、評価2、1は見られない。加工工程で糸切れがほとんど起こらない。
2:単糸のばらけ、走行時の張力変動、単糸の耐熱性、走行時の制電性のいずれかに評価2はあるが、評価1は見られない。加工工程で糸切れが稀に起こる。
1:単糸のばらけ、走行時の張力変動、単糸の耐熱性、走行時の制電性のいずれかに評価1があり、加工工程で糸切れが頻発する。
ポリウレタン弾性繊維を加工工程で使用した際の糸切れの頻度を次の6段階の評価基準で評価した。
6:単糸のばらけ、走行時の張力変動、単糸の耐熱性、走行時の制電性が全て評価6で、加工工程で糸切れが起こらない。
5:単糸のばらけ、走行時の張力変動、単糸の耐熱性、走行時の制電性のいずれかに評価5があるが、評価4、3、2、1は見られない。加工工程で糸切れが起こらない。
4:単糸のばらけ、走行時の張力変動、単糸の耐熱性、走行時の制電性のいずれかに評価4があるが、評価3、2、1は見られない。加工工程で糸切れがほとんど起こらない。
3:単糸のばらけ、走行時の張力変動、単糸の耐熱性、走行時の制電性のいずれかに評価3はあるが、評価2、1は見られない。加工工程で糸切れがほとんど起こらない。
2:単糸のばらけ、走行時の張力変動、単糸の耐熱性、走行時の制電性のいずれかに評価2はあるが、評価1は見られない。加工工程で糸切れが稀に起こる。
1:単糸のばらけ、走行時の張力変動、単糸の耐熱性、走行時の制電性のいずれかに評価1があり、加工工程で糸切れが頻発する。
実施例及び比較例においては、特に断りがない限り、以下に示す製造方法によって、ポリウレタン弾性繊維及びその巻糸体を製造した。
数平均分子量2000のポリテトラメチレンエーテルグリコール2000gと、4,4’-ジフェニルメタンジイソシアネート400gとを、乾燥窒素雰囲気下、60℃において3時間、攪拌下で反応させて、末端がイソシアネートでキャップされたポリウレタンプレポリマーを得た。これを室温まで冷却した後、ジメチルアセトアミドを加え、溶解してポリウレタンプレポリマー溶液とした。他方、エチレンジアミン33.8g及びジエチルアミン5.4gを、乾燥ジメチルアセトアミドに溶解した溶液を用意し、これを前記プレポリマー溶液に室温下で添加して、ポリウレタン固形分濃度30質量%、粘度450Pa・s(30℃)のポリウレタン溶液PA1を得た。このPA1に対し、必要に応じて、エステル又はリン酸エステルや、3級アミンを含むウレタン又はウレア化合物を添加・混合し、均一な溶液とした後、室温、減圧下で脱泡し、これを紡糸原液とした。この紡糸原液を所望のフィラメント数に応じた細孔数の紡口から押し出し、また、単糸径の最大値と最小値の比を調整のために、適宜紡糸筒内の温度を調節して糸を適度に揺らして乾式紡糸し、マルチフィラメントを0.20MPaの圧縮空気による仮撚装置で集束した後、必要に応じてエステル又はリン酸エステルを含む油剤をポリウレタン弾性繊維に対して付与し、紙製の紙管に巻き取り、ポリウレタン弾性繊維の巻糸体を得た。
数平均分子量2000のポリテトラメチレンエーテルグリコール2000gと、4,4’-ジフェニルメタンジイソシアネート400gとを、乾燥窒素雰囲気下、60℃において3時間、攪拌下で反応させて、末端がイソシアネートでキャップされたポリウレタンプレポリマーを得た。これを室温まで冷却した後、ジメチルアセトアミドを加え、溶解してポリウレタンプレポリマー溶液とした。他方、エチレンジアミン33.8g及びジエチルアミン5.4gを、乾燥ジメチルアセトアミドに溶解した溶液を用意し、これを前記プレポリマー溶液に室温下で添加して、ポリウレタン固形分濃度30質量%、粘度450Pa・s(30℃)のポリウレタン溶液PA1を得た。このPA1に対し、必要に応じて、エステル又はリン酸エステルや、3級アミンを含むウレタン又はウレア化合物を添加・混合し、均一な溶液とした後、室温、減圧下で脱泡し、これを紡糸原液とした。この紡糸原液を所望のフィラメント数に応じた細孔数の紡口から押し出し、また、単糸径の最大値と最小値の比を調整のために、適宜紡糸筒内の温度を調節して糸を適度に揺らして乾式紡糸し、マルチフィラメントを0.20MPaの圧縮空気による仮撚装置で集束した後、必要に応じてエステル又はリン酸エステルを含む油剤をポリウレタン弾性繊維に対して付与し、紙製の紙管に巻き取り、ポリウレタン弾性繊維の巻糸体を得た。
[実施例1~8]
ジ安息香酸ジエチレングリコール(東京化成工業社製:化合物内に芳香環あり)をポリウレタン弾性繊維全重量に対して200ppmとなるよう、油剤中又はポリマー中に含有させ、単糸径の最大値と最小値の比が1.47~1.53で、流出開始温度が200℃以上で、3級アミンを含むウレタンまたはウレア化合物を含有させずに、伸長率が2%で、糸繊度とフィラメント数を以下の表1に示すように変化させて、実施例1~8のポリウレタン弾性糸巻糸体を製造した。結果を以下の表1に示す。
ジ安息香酸ジエチレングリコール(東京化成工業社製:化合物内に芳香環あり)をポリウレタン弾性繊維全重量に対して200ppmとなるよう、油剤中又はポリマー中に含有させ、単糸径の最大値と最小値の比が1.47~1.53で、流出開始温度が200℃以上で、3級アミンを含むウレタンまたはウレア化合物を含有させずに、伸長率が2%で、糸繊度とフィラメント数を以下の表1に示すように変化させて、実施例1~8のポリウレタン弾性糸巻糸体を製造した。結果を以下の表1に示す。
[実施例9~15]
糸繊度が620dtexで、フィラメント数が72で、単糸径の最大値と最小値の比が1.48~1.56で、伸長率が2%で、油剤中又はポリマー中に含有させるジ安息香酸ジエチレングリコール(東京化成工業社製:化合物内に芳香環あり)のポリウレタン弾性繊維全重量に対する含有率と、流出開始温度を以下の表1に示すように変化させて、3級アミンを含むウレタン又はウレア化合物を含有させずに、実施例9~15のポリウレタン弾性糸巻糸体を製造した。
エステル又はリン酸エステルをポリウレタン弾性繊維中に含有することによって、加工時の糸切れを抑制できることが分かった。結果を以下の表1に示す。
糸繊度が620dtexで、フィラメント数が72で、単糸径の最大値と最小値の比が1.48~1.56で、伸長率が2%で、油剤中又はポリマー中に含有させるジ安息香酸ジエチレングリコール(東京化成工業社製:化合物内に芳香環あり)のポリウレタン弾性繊維全重量に対する含有率と、流出開始温度を以下の表1に示すように変化させて、3級アミンを含むウレタン又はウレア化合物を含有させずに、実施例9~15のポリウレタン弾性糸巻糸体を製造した。
エステル又はリン酸エステルをポリウレタン弾性繊維中に含有することによって、加工時の糸切れを抑制できることが分かった。結果を以下の表1に示す。
[実施例16~21]
糸繊度が620dtexで、フィラメント数が72で、エステル又はリン酸エステルをポリウレタン弾性繊維全重量に対して200ppmとなるよう油剤中に含有させ、単糸径の最大値と最小値の比が1.46~1.53で、流出開始温度が200℃以上で、3級アミンを含むウレタン又はウレア化合物を含有させずに、伸長率が2%で、エステル又はリン酸エステルを以下の表2に示すように変化させて、実施例16~21のポリウレタン弾性糸捲糸体を製造した。エステル又はリン酸エステルとしては、安息香酸メチル(東京化成工業社製:化合物内に芳香環あり)、安息香酸ベンジル(東京化成工業社製:化合物内に芳香環あり)、トリメリット酸トリメチル(東京化成工業社製:化合物内に芳香環あり)、リン酸トリクレジル(東京化成工業社製:化合物内に芳香環あり)、リン酸ジフェニル2-エチルヘキシル(東京化成工業社製:化合物内に芳香環あり)、フタル酸ジブチル(東京化成工業社製:化合物内に芳香環あり)を使用した。
エステル又はリン酸エステルをポリウレタン弾性繊維中に含有することによって、加工時の糸切れを抑制できることが分かった。結果を以下の表2に示す。
糸繊度が620dtexで、フィラメント数が72で、エステル又はリン酸エステルをポリウレタン弾性繊維全重量に対して200ppmとなるよう油剤中に含有させ、単糸径の最大値と最小値の比が1.46~1.53で、流出開始温度が200℃以上で、3級アミンを含むウレタン又はウレア化合物を含有させずに、伸長率が2%で、エステル又はリン酸エステルを以下の表2に示すように変化させて、実施例16~21のポリウレタン弾性糸捲糸体を製造した。エステル又はリン酸エステルとしては、安息香酸メチル(東京化成工業社製:化合物内に芳香環あり)、安息香酸ベンジル(東京化成工業社製:化合物内に芳香環あり)、トリメリット酸トリメチル(東京化成工業社製:化合物内に芳香環あり)、リン酸トリクレジル(東京化成工業社製:化合物内に芳香環あり)、リン酸ジフェニル2-エチルヘキシル(東京化成工業社製:化合物内に芳香環あり)、フタル酸ジブチル(東京化成工業社製:化合物内に芳香環あり)を使用した。
エステル又はリン酸エステルをポリウレタン弾性繊維中に含有することによって、加工時の糸切れを抑制できることが分かった。結果を以下の表2に示す。
[実施例22~33]
糸繊度が620dtexで、フィラメント数が72で、ジ安息香酸ジエチレングリコール(東京化成工業社製:化合物内に芳香環あり)をポリウレタン弾性繊維全重量に対して200ppmとなるよう、油剤中又はポリマー中に含有させ、伸長率が2%で、流出開始温度が200℃以上で、3級アミンを含むウレタン又はウレア化合物を含有させずに、単糸径の最大値と最小値の比を以下の表2に示すように変化させて、実施例22~33のポリウレタン弾性糸捲糸体を製造した。
単糸径の最大値と最小値の比を制御することによって、加工時の糸切れを抑制できることが分かった。結果を以下の表2に示す。
糸繊度が620dtexで、フィラメント数が72で、ジ安息香酸ジエチレングリコール(東京化成工業社製:化合物内に芳香環あり)をポリウレタン弾性繊維全重量に対して200ppmとなるよう、油剤中又はポリマー中に含有させ、伸長率が2%で、流出開始温度が200℃以上で、3級アミンを含むウレタン又はウレア化合物を含有させずに、単糸径の最大値と最小値の比を以下の表2に示すように変化させて、実施例22~33のポリウレタン弾性糸捲糸体を製造した。
単糸径の最大値と最小値の比を制御することによって、加工時の糸切れを抑制できることが分かった。結果を以下の表2に示す。
[実施例34、35]
糸繊度が620dtexで、フィラメント数が72で、ジ安息香酸ジエチレングリコール(東京化成工業社製:化合物内に芳香環あり)をポリウレタン弾性繊維全重量に対して200ppmとなるよう、油剤中又はポリマー中に含有させ、単糸径の最大値と最小値の比が1.49~1.52で、伸長率が2%で、流出開始温度が200℃未満で、3級アミンを含むウレタン又はウレア化合物を含有させずに、実施例34、35のポリウレタン弾性糸巻糸体を製造した。なお、本実施例のポリウレタン弾性繊維の製造においては、流出開始温度が200℃未満とするため、PA1に対し、下記手法で別途合成したポリウレタン溶液PU1を、PA1:PU1=90:10~60:40の重量比となるよう混合し、その後、必要に応じて、エステル又はリン酸エステルや、3級アミンを含むウレタン又はウレア化合物を添加・混合し、均一な溶液とした後、室温、減圧下で脱泡し、これを紡糸原液とした。なお、PU1は、数平均分子量2000のポリテトラメチレンエーテルグリコール2000gと、トルエンジイソシアネート400gとを、乾燥窒素雰囲気下、60℃において3時間、攪拌下で反応させて、末端がイソシアネートでキャップされたポリウレタンプレポリマーを得、これを室温まで冷却した後、ジメチルアセトアミドを加え、溶解してポリウレタンプレポリマー溶液とし、他方、1,4-ブタンジオール110gを、乾燥ジメチルアセトアミドに溶解した溶液を用意し、これを前記プレポリマー溶液に室温下で添加して、80℃において3時間、攪拌下で反応させて合成した。流出開始温度を制御することによって、加工時の糸切れを抑制できることが分かった。結果を以下の表3に示す。
糸繊度が620dtexで、フィラメント数が72で、ジ安息香酸ジエチレングリコール(東京化成工業社製:化合物内に芳香環あり)をポリウレタン弾性繊維全重量に対して200ppmとなるよう、油剤中又はポリマー中に含有させ、単糸径の最大値と最小値の比が1.49~1.52で、伸長率が2%で、流出開始温度が200℃未満で、3級アミンを含むウレタン又はウレア化合物を含有させずに、実施例34、35のポリウレタン弾性糸巻糸体を製造した。なお、本実施例のポリウレタン弾性繊維の製造においては、流出開始温度が200℃未満とするため、PA1に対し、下記手法で別途合成したポリウレタン溶液PU1を、PA1:PU1=90:10~60:40の重量比となるよう混合し、その後、必要に応じて、エステル又はリン酸エステルや、3級アミンを含むウレタン又はウレア化合物を添加・混合し、均一な溶液とした後、室温、減圧下で脱泡し、これを紡糸原液とした。なお、PU1は、数平均分子量2000のポリテトラメチレンエーテルグリコール2000gと、トルエンジイソシアネート400gとを、乾燥窒素雰囲気下、60℃において3時間、攪拌下で反応させて、末端がイソシアネートでキャップされたポリウレタンプレポリマーを得、これを室温まで冷却した後、ジメチルアセトアミドを加え、溶解してポリウレタンプレポリマー溶液とし、他方、1,4-ブタンジオール110gを、乾燥ジメチルアセトアミドに溶解した溶液を用意し、これを前記プレポリマー溶液に室温下で添加して、80℃において3時間、攪拌下で反応させて合成した。流出開始温度を制御することによって、加工時の糸切れを抑制できることが分かった。結果を以下の表3に示す。
[実施例36、37]
糸繊度が620dtexで、フィラメント数が72で、エステル又はリン酸エステルをポリウレタン弾性繊維全重量に対して200ppmとなるよう油剤中に含有させ、単糸径の最大値と最小値の比が1.50~1.53で、流出開始温度が200℃以上で、3級アミンを含むウレタン又はウレア化合物を含有させずに、伸長率が2%で、エステルを以下の表3に示すように変化させて、実施例36、37のポリウレタン弾性糸捲糸体を製造した。エステルとしては、アジピン酸ビス(2-エチルヘキシル)(東京化成工業社製:化合物内に芳香環なし)、クエン酸トリメチル(東京化成工業社製:化合物内に芳香環なし)を使用した。
エステルをポリウレタン弾性繊維中に含有することによって、加工時の糸切れを抑制できることが分かった。結果を以下の表3に示す。
糸繊度が620dtexで、フィラメント数が72で、エステル又はリン酸エステルをポリウレタン弾性繊維全重量に対して200ppmとなるよう油剤中に含有させ、単糸径の最大値と最小値の比が1.50~1.53で、流出開始温度が200℃以上で、3級アミンを含むウレタン又はウレア化合物を含有させずに、伸長率が2%で、エステルを以下の表3に示すように変化させて、実施例36、37のポリウレタン弾性糸捲糸体を製造した。エステルとしては、アジピン酸ビス(2-エチルヘキシル)(東京化成工業社製:化合物内に芳香環なし)、クエン酸トリメチル(東京化成工業社製:化合物内に芳香環なし)を使用した。
エステルをポリウレタン弾性繊維中に含有することによって、加工時の糸切れを抑制できることが分かった。結果を以下の表3に示す。
[実施例38、39]
糸繊度が620dtexで、フィラメント数が72で、ジ安息香酸ジエチレングリコール(東京化成工業社製:化合物内に芳香環あり)をポリウレタン弾性繊維全重量に対して200ppmとなるよう、油剤中に含有させ、単糸径の最大値と最小値の比が1.48~1.56で、流出開始温度が200℃以上で、3級アミンを含むウレタン又はウレア化合物を含有させずに、伸長率を以下の表3に示すように変化させて、実施例38、39のポリウレタン弾性糸巻糸体を製造した。
伸長率を制御することによって、加工時の糸切れを抑制できることが分かった。結果を以下の表3に示す。
糸繊度が620dtexで、フィラメント数が72で、ジ安息香酸ジエチレングリコール(東京化成工業社製:化合物内に芳香環あり)をポリウレタン弾性繊維全重量に対して200ppmとなるよう、油剤中に含有させ、単糸径の最大値と最小値の比が1.48~1.56で、流出開始温度が200℃以上で、3級アミンを含むウレタン又はウレア化合物を含有させずに、伸長率を以下の表3に示すように変化させて、実施例38、39のポリウレタン弾性糸巻糸体を製造した。
伸長率を制御することによって、加工時の糸切れを抑制できることが分かった。結果を以下の表3に示す。
以下の製造例1~6に従い、3級アミンを含むウレタン又はウレア化合物を合成した。
[製造例1]
攪拌機、温度計を備えたセパラブルフラスコに、N-ブチルジエタノールアミン100mmol(東京化成工業社製)、イソホロンジイソシアネート90mmol(東京化成工業社製)、DMAc100mL(東京化成工業社製)、触媒としてジブチル錫ジラウレート0.1mLを入れ、60℃で2時間撹拌を行い、化合物4を合成した。
[製造例2]
攪拌機、温度計を備えたセパラブルフラスコに、1,1’-(N-メチルイミノ)ジ-2-プロパノール100mmol(BASF社製)、ジシクロヘキシルメタン4,4’-ジイソシアネート90mmol(東京化成工業社製)、DMAc100mL(東京化成工業社製)、触媒としてジブチル錫ジラウレート0.1mLを入れ、60℃で2時間撹拌を行い、化合物5を合成した。
[製造例3]
攪拌機、温度計を備えたセパラブルフラスコに、1,1’-{N-(t-ブチル)イミノ}ジ-2-プロパノール100mmol、イソホロンジイソシアネート90mmol(東京化成工業社製)、DMAc100mL(東京化成工業社製)、触媒としてジブチル錫ジラウレート0.1mLを入れ、60℃で2時間撹拌を行い、化合物6を合成した。
[製造例4]
攪拌機、温度計を備えたセパラブルフラスコに、N-(t-ブチル)ジエタノールアミン60mmol(東京化成工業社製)、1,4-ブタンジオール40mmol(東京化成工業社製)、ジシクロヘキシルメタン4,4’-ジイソシアネート90mmol(東京化成工業社製)、DMAc100mL(東京化成工業社製)、触媒としてジブチル錫ジラウレート0.1mLを入れ、60℃で2時間撹拌を行い、化合物7を合成した。
[製造例5]
攪拌機、温度計を備えたセパラブルフラスコに、N,N-ジメチルヒドラジン100mmol(東京化成工業社製)、ジフェニルメタンジイソシアネート50mmol(東京化成工業社製)、DMAc100mL(東京化成工業社製)を入れ、60℃で2時間撹拌を行い、化合物8を合成した。
[製造例6]
攪拌機、温度計を備えたセパラブルフラスコに、N,N-ジメチルヒドラジン100mmol(東京化成工業社製)、ヘキサメチレンジイソシアネート50mmol(東京化成工業社製)、DMAc100mL(東京化成工業社製)を入れ、60℃で2時間撹拌を行い、化合物9を合成した。
[製造例1]
攪拌機、温度計を備えたセパラブルフラスコに、N-ブチルジエタノールアミン100mmol(東京化成工業社製)、イソホロンジイソシアネート90mmol(東京化成工業社製)、DMAc100mL(東京化成工業社製)、触媒としてジブチル錫ジラウレート0.1mLを入れ、60℃で2時間撹拌を行い、化合物4を合成した。
[製造例2]
攪拌機、温度計を備えたセパラブルフラスコに、1,1’-(N-メチルイミノ)ジ-2-プロパノール100mmol(BASF社製)、ジシクロヘキシルメタン4,4’-ジイソシアネート90mmol(東京化成工業社製)、DMAc100mL(東京化成工業社製)、触媒としてジブチル錫ジラウレート0.1mLを入れ、60℃で2時間撹拌を行い、化合物5を合成した。
[製造例3]
攪拌機、温度計を備えたセパラブルフラスコに、1,1’-{N-(t-ブチル)イミノ}ジ-2-プロパノール100mmol、イソホロンジイソシアネート90mmol(東京化成工業社製)、DMAc100mL(東京化成工業社製)、触媒としてジブチル錫ジラウレート0.1mLを入れ、60℃で2時間撹拌を行い、化合物6を合成した。
[製造例4]
攪拌機、温度計を備えたセパラブルフラスコに、N-(t-ブチル)ジエタノールアミン60mmol(東京化成工業社製)、1,4-ブタンジオール40mmol(東京化成工業社製)、ジシクロヘキシルメタン4,4’-ジイソシアネート90mmol(東京化成工業社製)、DMAc100mL(東京化成工業社製)、触媒としてジブチル錫ジラウレート0.1mLを入れ、60℃で2時間撹拌を行い、化合物7を合成した。
[製造例5]
攪拌機、温度計を備えたセパラブルフラスコに、N,N-ジメチルヒドラジン100mmol(東京化成工業社製)、ジフェニルメタンジイソシアネート50mmol(東京化成工業社製)、DMAc100mL(東京化成工業社製)を入れ、60℃で2時間撹拌を行い、化合物8を合成した。
[製造例6]
攪拌機、温度計を備えたセパラブルフラスコに、N,N-ジメチルヒドラジン100mmol(東京化成工業社製)、ヘキサメチレンジイソシアネート50mmol(東京化成工業社製)、DMAc100mL(東京化成工業社製)を入れ、60℃で2時間撹拌を行い、化合物9を合成した。
[実施例40~45]
糸繊度が620dtexで、フィラメント数が72で、ジ安息香酸ジエチレングリコール(東京化成工業社製:化合物内に芳香環あり)をポリウレタン弾性繊維全重量に対して200ppmとなるよう油剤中に含有させ、単糸径の最大値と最小値の比が1.46~1.55で、伸長率が2%で、流出開始温度が200℃以上で、3級アミンを含むウレタン又はウレア化合物を2%含有させ、3級アミンを含むウレタン又はウレア化合物の含有率がエステル又はリン酸エステルの含有率の100倍となるように含有させて、実施例40~45のポリウレタン弾性糸捲糸体を製造した。3級アミンを含むウレタン又はウレア化合物としては、製造例1~6で作製した化合物4~9を使用した。
3級アミンを含むウレタン又はウレア化合物を含有させることによって、加工時の糸切れを抑制できることが分かった。結果を以下の表4に示す。
糸繊度が620dtexで、フィラメント数が72で、ジ安息香酸ジエチレングリコール(東京化成工業社製:化合物内に芳香環あり)をポリウレタン弾性繊維全重量に対して200ppmとなるよう油剤中に含有させ、単糸径の最大値と最小値の比が1.46~1.55で、伸長率が2%で、流出開始温度が200℃以上で、3級アミンを含むウレタン又はウレア化合物を2%含有させ、3級アミンを含むウレタン又はウレア化合物の含有率がエステル又はリン酸エステルの含有率の100倍となるように含有させて、実施例40~45のポリウレタン弾性糸捲糸体を製造した。3級アミンを含むウレタン又はウレア化合物としては、製造例1~6で作製した化合物4~9を使用した。
3級アミンを含むウレタン又はウレア化合物を含有させることによって、加工時の糸切れを抑制できることが分かった。結果を以下の表4に示す。
[実施例46~51]
糸繊度が620dtexで、フィラメント数が72で、ジ安息香酸ジエチレングリコール(東京化成工業社製:化合物内に芳香環あり)をポリウレタン弾性繊維全重量に対して200ppmとなるよう油剤中に含有させ、単糸径の最大値と最小値の比が1.46~1.56で、伸長率が2%で、流出開始温度が200℃以上で、製造例1で作製した化4の含有率を以下の表4のように変化させて、3級アミンを含むウレタン又はウレア化合物の含有率がエステル又はリン酸エステルの含有率の0.75倍~200倍となるように、実施例46~51のポリウレタン弾性糸捲糸体を製造した。
3級アミンを含むウレタン又はウレア化合物の含有率とエステルの含有率の比を制御することによって、加工時の糸切れを抑制できることが分かった。結果を以下の表4に示す。
糸繊度が620dtexで、フィラメント数が72で、ジ安息香酸ジエチレングリコール(東京化成工業社製:化合物内に芳香環あり)をポリウレタン弾性繊維全重量に対して200ppmとなるよう油剤中に含有させ、単糸径の最大値と最小値の比が1.46~1.56で、伸長率が2%で、流出開始温度が200℃以上で、製造例1で作製した化4の含有率を以下の表4のように変化させて、3級アミンを含むウレタン又はウレア化合物の含有率がエステル又はリン酸エステルの含有率の0.75倍~200倍となるように、実施例46~51のポリウレタン弾性糸捲糸体を製造した。
3級アミンを含むウレタン又はウレア化合物の含有率とエステルの含有率の比を制御することによって、加工時の糸切れを抑制できることが分かった。結果を以下の表4に示す。
[比較例1]
エステル又はリン酸エステルをポリウレタン弾性繊維に含有させずに、糸繊度が620dtexで、フィラメント数が72で、単糸径の最大値と最小値の比が1.47で、流出開始温度が212℃で、3級アミンを含むウレタン又はウレア化合物を含有させずに、伸長率が2%の比較例1のポリウレタン弾性糸巻糸体を製造した。
糸がばらけやすく、加工時に糸切れが頻発した。結果を以下の表4に示す。
エステル又はリン酸エステルをポリウレタン弾性繊維に含有させずに、糸繊度が620dtexで、フィラメント数が72で、単糸径の最大値と最小値の比が1.47で、流出開始温度が212℃で、3級アミンを含むウレタン又はウレア化合物を含有させずに、伸長率が2%の比較例1のポリウレタン弾性糸巻糸体を製造した。
糸がばらけやすく、加工時に糸切れが頻発した。結果を以下の表4に示す。
[比較例2~5]
糸繊度が620dtexで、フィラメント数が72で、単糸径の最大値と最小値の比が1.49~1.57で、3級アミンを含むウレタン又はウレア化合物を含有させずに、伸長率が2%で、油剤中又はポリマー中に含有させるジ安息香酸ジエチレングリコール(東京化成工業社製:化合物内に芳香環あり)のポリウレタン弾性繊維全重量に対する含有率と、流出開始温度を、以下の表4に示すように変化させて、比較例2~5のポリウレタン弾性糸巻糸体を製造した。
加工時に糸切れが頻発した。結果を以下の表4に示す。
糸繊度が620dtexで、フィラメント数が72で、単糸径の最大値と最小値の比が1.49~1.57で、3級アミンを含むウレタン又はウレア化合物を含有させずに、伸長率が2%で、油剤中又はポリマー中に含有させるジ安息香酸ジエチレングリコール(東京化成工業社製:化合物内に芳香環あり)のポリウレタン弾性繊維全重量に対する含有率と、流出開始温度を、以下の表4に示すように変化させて、比較例2~5のポリウレタン弾性糸巻糸体を製造した。
加工時に糸切れが頻発した。結果を以下の表4に示す。
本発明のポリウレタン弾性繊維は、ポリウレタン弾性繊維に特定のエステル又はリン酸エステルを含有させることによって、単糸がばらけにくく、走行時の張力変動が小さく、単糸が熱で切れにくいことで、加工時の糸切れを十分に抑制できる。それゆえ、本発明のポリウレタン弾性繊維は、インナー、ストッキング、コンプレッションウェア、及びおむつなどの製造において好適に利用可能である。
1 弾性繊維の巻糸体
2 送り出しロール
3 巻き取りロール
4 テンションメーター
5 デジタル低電位測定器
2 送り出しロール
3 巻き取りロール
4 テンションメーター
5 デジタル低電位測定器
Claims (13)
- マルチフィラメント糸であるポリウレタン弾性繊維であって、化合物Aと化合物Bとが縮合したエステル又はリン酸エステルの含有率が、該ポリウレタン弾性繊維の重量に対し50ppm以上5%以下であり、前記化合物Aが炭素数4以上30以下のモノカルボン酸、炭素数4以上30以下のジカルボン酸、炭素数4以上30以下のトリカルボン酸、又はリン酸のいずれか1つであり、前記化合物Bが炭素数1以上30以下のモノオール、分子量3000以下のジオール、又は分子量3000以下のトリオールのいずれか1つであり、かつ、3級アミンを含むウレタン又はウレア化合物を0.01%以上5%以下でさらに含有することを特徴とするポリウレタン弾性繊維。
- ポリウレタン弾性繊維のフローテスターによる流出開始温度が、200℃以上である、請求項1に記載のポリウレタン弾性繊維。
- 前記エステル又はリン酸エステルの含有率が、該ポリウレタン弾性繊維の重量に対し50ppm以上1.5%以下である、請求項1又は2に記載のポリウレタン弾性繊維。
- 前記化合物Aが、炭素数4以上30以下のモノカルボン酸、炭素数4以上30以下のジカルボン酸、又は炭素数4以上30以下のトリカルボン酸のいずれか1つである、請求項1~3のいずれか1項に記載のポリウレタン弾性繊維。
- 前記化合物Aが、炭素数4以上30以下のジカルボン酸、又は炭素数4以上30以下のトリカルボン酸のいずれか1つであるか、あるいは、前記化合物Bが、分子量3000以下のジオール、又は分子量3000以下のトリオールのいずれか1つである、請求項1~4のいずれか1項に記載のポリウレタン弾性繊維。
- 前記化合物Aと化合物Bとが縮合したエステル又はリン酸エステルが、芳香環を有するものである、請求項1~5のいずれか1項に記載のポリウレタン弾性繊維。
- 前記3級アミンを含むウレタン又はウレア化合物の含有量が、前記化合物Aと化合物Bとが縮合したエステル又はリン酸エステルの含有量より多い、請求項1~9のいずれか1項に記載のポリウレタン弾性繊維。
- 前記3級アミンを含むウレタン又はウレア化合物の含有量が、前記化合物Aと化合物Bとが縮合したエステル又はリン酸エステルの含有量の20倍以上150倍以下である、請求項10に記載のポリウレタン弾性繊維。
- 請求項1~11のいずれか1項に記載のポリウレタン弾性繊維の巻糸体。
- 前記巻糸体中のポリウレタン弾性繊維の伸長率が5%以下である、請求項12に記載の巻糸体。
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