JPH01132858A - ポリウレタン極細弾性繊維不織布 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野コ 本発明はポリウレタン極細弾性繊維不織布に関するもの
である。

［従来の技術］ 従来から各種のポリウレタン弾性繊維からなる不織布に
ついての提案は種々なされている。

例えば、特開昭５２−８１１７７号において乾式紡糸に
よって得られたポリウレタン弾性繊維からなる不織布に
ついての提案がなされている。しかしこれは乾式紡糸の
ため通常繊度の繊維が繊維同志で強固な膠着を生じて開
繊不良となって、これから作られる不織布は風合の硬い
ものとなり、その外観や触感はポリウレタンのフィルム
の如くなって不織布状の外観、触感とは全く異なったも
のになってしまう。

これに対して特開昭５９−２２３３４７号では熱可塑性
ポリウレタンを溶融紡糸後高温気体流を噴射し、細化し
て得られたフィラメントを実質的に集束させないでシー
ト状に積層し、積層されたフィラメントの接触点を該フ
ィラメント自体により接合させたポリウレタン弾性繊維
不織布が提案されている。ここでは、溶融紡糸されたポ
リウレタン弾性フィラメントが乾式紡糸のように多くの
部分で膠着する事なく、実質的に集束されずに不織布を
形成するので柔軟性、伸縮性、通気性を有するものにな
るというものである。

［発明が解決しようとする問題点］ しかしながら一般的にポリウレタンは、溶融紡糸するよ
うな高温下では極めて活性が高くかつ不安定であるため
、溶融紡糸で安定に、とりわけ高速気流を噴出して細化
を均一に行なう事は困難で、膠着が少なく実質的に繊維
同志の集束や膠着のない不織布を得る事は極めてむつか
しい。とりわけ繊維同志の集束を実質的に解消する事は
不可能である。

すなわちポリエーテルポリオールをソフトセグメント成
分として合成されたポリウレタンを使用すると溶融状態
での熱分解が激しく、ポリウレタンの弾性的性質が著し
く低下して実用に供せるような伸縮性は失なわれてしま
う。

又ポリエステルポリオールをソフトセグメント成分とし
て合成したポリウレタンを使用すると、ポリエーテルポ
リオールをソフトセグメント成分にして合成したポリウ
レタンに比較すれば、溶融下での耐熱分解性は優れてい
るものの、通常のポリマーに比較すると溶融紡糸時の重
合度低下が大きく、極細弾性繊維不織布の耐久性（特に
耐加水分解性）は本来の性能からさらに低下し、また弾
性的性質も低下するため実用上使用は不可能である。

本発明はこのような従来の問題点に鑑みて鋭意検討した
結果達成されたものである。

本発明の目的とするところは、繊維同志間の集束を実質
的に解消する事がなくても充分に良好な触感と柔軟性、
伸縮性、透湿防水性を有し、かつこれらの諸性能の耐久
性に優れたポリウレタン極細弾性不織布を提供すること
にある。

［問題点を解決するための手段］ 本発明によれば上記目的は、熱可塑性ポリウレタンを紡
糸孔から溶融紡出すると同時に、隣設して設備した気体
吐出孔から高温高速気体を噴出して極細化繊維流とし、
これをシート状に捕集したポリウレタン極細弾性繊維不
織布において、該熱可塑性ポリウレタンが高分子ジオー
ルとして３−メチル−１，５−ペンタンジオールまたは
、これを主体とする混合グリコールとジカルボン酸を反
応して得られた平均分子量５００〜３０００のポリエス
テルジオールを用いて得られたものであり、該ポリウレ
タンよりなる平均繊維直径が７μ以下である、ポリウレ
タン極細弾性繊維不織布によって達成される。

本発明のポリウレタン極細弾性繊維不織布を構成する熱
可塑性ポリウレタンは、３−メチル−１，５−ペンタン
ジオールまたは、これを主体とする混合グリコールとジ
カルボン酸よりなる末端に水酸基を有するポリエステル
ジオール（以下、ＭＰＤ系ＰＥＳジオールと略記するこ
とがある）に宵機ジイソシアネートを反応させて得られ
る熱可塑性ポリウレタン（以下、ＴＰＯと略記すること
がある）である。

上記において、３−メチル−１，５−ペンタンジオール
と混合して用いられる代表的なグリコールとしては、エ
チレングリコール、ブタンジオール、ヘキサンジオール
、プロピレングリコール、ネオペンチルグリコール、ノ
ナンジオール等の炭素数２〜１０の脂肪族ジオール、ジ
エチレングリコール等のポリアルキレンポリオールが挙
げられる。これらグリコールは各々１種のみならず２種
以上組み合わせてもよい。これらのジオールをあまり多
く用いることは、本発明の効果を小さくするため好まし
くなく、ＭＰＤ系ＰＥＳジオールの製造の際グリコール
成分に対して４０重量％以内、さらに好ましくは２０重
量％以内の範囲で用いられる。

またジカルボン酸としては脂肪族ジカルボン酸、芳香族
カルボン酸が好ましく用いられる。その代表的なものと
してはコハク酸、アジピン酸、アゼライン酸、セパチン
酸等の炭素数４〜１２個の脂肪族ジカルボン酸、イソフ
タル酸、テレフタル酸等の炭素数４〜１２の芳香族カル
ボン酸が挙げられる。

上記ポリエステルジオールはポリエチレンテレフタレー
トまたは、ポリブチレンテレフタレートの製造において
用いられている公知の方法と同様の方法、すなわちエス
テル交換または直接エステル化とそれに続く溶融重縮合
反応にて製造可能である。その平均分子量は６００〜３
０００、好しくは８００〜２０００の範囲内にあるのが
望ましい。前記分子量が小さ過ぎると有機ジイソシアネ
ートと反応させて得られるポリウレタンの溶融時の弾性
的性質が低下して溶融紡糸と同時に高温高速気体を噴出
しての極細化は容易になるが、得られるポリウレタン極
細弾性繊維不織布の弾性的性質すなわち伸縮性が低下し
、耐熱性、低温特性も著しく低下する。

一方、分子量が大きすぎると有機ジインシアネートと反
応して得られるポリウレタンの溶融紡糸と同時の高温高
速気体を噴出しての細化が著しく困難となって極細のポ
リウレタン繊維流が形成されず、良好な触感、柔軟性を
有するポリウレタン弾性繊維不織布が得られない。本発
明においてＴＰＵを製造するために使用される適当な有
機ジイソシアネートとしては、インシアネート基を分子
中に２コ以上含有する公知の脂肪族、指環族、芳香族有
機ジイソシアネート、特に４．４′−ジフェニルメタン
ジイソシアネート、Ｐ−フ二二レンジイソシアネート、
トルイレンジイソシアネート、１，５−ナフチレンジイ
ソシアネート、キシリレンジイソシアネート、ヘキサメ
チレンジイソシアネート、インホロンジイソシアネー）
、４．４’−ジシクロヘキシルメタンジイソシアネート
等のジイソシアネート等が挙げられる。得られるＴＰＵ
の機械的物性から４，４°−ジフェニルメタンジイソシ
アネートが好・ましい。

また本発明において、所望により適当な鎖伸長剤を使用
してもよく、該鎖伸長剤としては、ポリウレタンにおけ
る常用の連鎖成長剤、すなわちインシアネートと反応し
うる水素原子を少なくとも２コ含有する分子量４００以
下の低分子化合物、例エバエチレングリコール、プロピ
レングリコール、１．４−ブタンジオール、１．６−ヘ
キサンジオール、３−メチル−１，５−ペンタンジオー
ル、シクロヘキサンジオール、キシリレングリコール、
１，４−ビス（β−ヒドロキシエトキシ）ベンゼン、ネ
オペンチルゲルコール、３，３°−ジクロロ−４，４°
−ジアミノジフェニルメタン、インホロンジアミン、４
．４゛−ジアミノジフェニルメタン、ヒドラジン、ジヒ
ドラジドトリメチロールプロパン、グリセリン等が挙げ
られる。これらの中でも１．４−ブタンジオール、■、
４−ビス（β−ヒドロキシエトキシ）ベンゼン、３−メ
チル−１，５−ペンタンジオールあるいはこれらの混合
物が最も有効に使用できる。

また場合によっては、ポリエチレンジオール、ポリテト
ラメチルレンジオール、ポリカプロラクトンジオール等
のポリマージオール、ポリカプロラクトンジオール等の
ポリマージオールを成形性をそこなわない範囲で使用す
ることもできる。

本発明で使用するポリウレタンの合成方法としては従来
より知られている方法が利用できる。

（例えば特公昭４７−３４４９４号公報参照）次に本発
明の不織布で重要な点としては、熱可塑性ポリウレタン
が溶融紡出する同時に隣設して設備した気体吐出孔から
の高温高速気体を噴出して平均単繊維直径１２μ以下の
極細化弾性繊維としてシート状に捕集したものである事
がある。

すなわち、通常の溶融紡出されたポリウレタをカットス
テーブルの製造方法のように紡糸捲取、捲縮、カーデイ
ングを経て不織布化しようとしても、先づ溶融紡糸で１
２μ以下の平均単繊維直径のポリウレタン繊維を得る事
ができない。さらにポリウレタン繊維は、弾性的性質の
ために、カーデイジグに供せるような捲縮を付与する事
ができず、不織布は実質不可能である。それに対して溶
融紡出すると同時に気体吐°出孔からの高温高速気体を
噴出するので、あれば、平均単糸直径１２μ以下までで
も極細化繊維不織布とすることができる。

さらに極めて重要な点は繊維の平均直径が１２μ以下で
ある事である。

すなわち平均繊維直径が１２μ以下と非常に極細である
ポリウレタン繊維では、高温高速気体噴出で極細繊維化
される際に実質に単繊維相互の集束や膠着が解消されな
くても・、得られる繊維集合体としてのポリウレタン極
細弾性繊維不織布は、ポリウレタンフィルムのような冷
めたい感触とは全く異なる繊維質布帛特有の暖かい良好
なる触感と柔軟性、伸縮性、透湿防水性発現するからで
ある。

より好ましくは平均繊維直径は１０μ以下である。

平均繊維直径が１２μを越えたところで単繊維相互の集
束や膠着が解消されないと、得られる不織布はフィルム
状の冷めたい触感で柔軟性が不良の粗硬なものとなって
しまう。又、透湿防水性もとくに防水性が極端に低下し
て実用に供せる様な防水性は得られない。

本発明のポリウレタン極細弾性繊維は、常法のメルトブ
ローン法により製造される。

すなわち特開昭４９−４８９２１号等に記載されるメル
ト−ブローン用装置を用いて、３−メチル−１，５−ペ
ンタンジオールとアジピン酸とからなる平均分子量が１
０００のポリエステルジオール、■、４ブタンジオール
及び４．４ジフエニルメタンジイソシアネートから溶融
重合して得られた熱可塑性ポリウレタンを紡糸孔から溶
融紡出すると同時に、紡糸孔に隣設して設備された気体
吐出孔から高温高速の空気を噴出して細化繊維化して極
細化繊維流としてシート状に、たとえば移動するコンベ
アネットにおいて直接繊維流が当る部分に吸引排気装置
を備えたもので捕集される。

この時ポリウレタン極細弾性繊維不織布が良好なシート
形態を保ちかつ良好な触感と柔軟性、伸縮性、通気性を
有すようにするためには、紡糸孔とコンベアネット間の
距離が１０〜３０ｃｍに設定するのがよい。これが３０
ｃｍ以上大きく離れると良好゛シート形態を保つことが
困難になる。又１０ｃｍより小さくなると単繊維同志の
膠着が激しく、不織布は良好な触感が失なわれてしまう
。

なお、本発明のポリウタレン極細弾性繊維不織布の良好
な物性等に影響を与えない程度に光安定剤、顔料その他
の添加物を添加する事は可能である。

本発明のポリウタレン極細弾性繊維不織布は良好なる暖
かい触感と柔軟性、伸縮性、透湿防水性を有するから、
これらの特徴を活した各種用途に使用される。その場合
、単独で使われる場合と他の不織布、織物、編物と組合
せ使われる場合がある。具体的には伸縮性と透湿防水性
を生かして、スポーツカジュアルウエア、レインコート
、ウィンドブレーカ−、ファンデーション、衣料用人工
皮革といった衣料用素材や手術用手段、湿布用基布、絆
創膏用基布、おむつカバーなど医療衛生材料用等である
。

実施例 以下実施例によって本発明を具体的に説明するが、本発
明は以下の実施例に限定されるものではない。なお各種
の物性値の測定は以下の様な方法条件で行なった。

強度及び伸度　：　試料中２．５ｃｍ、試料長１０ｃｍ
＋、引張り速度３０ｃｍ／分 伸長回復率　：　試料中２．５ｃｍ、試料長１０ｃｍ、
引張り速度１０ｃＩ＋ｌ／分で１００％伸長し、直ちに
同速で原長まで回復させ、残留伸び 率を求めこれから算出する。

剛　軟　度　：　試料中２．５ｃｍ、　４５°カンチレ
バー法（Ｊ　Ｉ　５−Ｌ１０９６） 耐　水　圧　：　　Ｊ　Ｉ　Ｓ−１０９２Ｂ法による。

透　　湿　　度　：　　ＪＩＳ−Ｚ−０２０８による。

触　　　　感　：　　２０ｃｍＸ　２０ｃｍの試料を手
で表裏両面を触ってその感触を判定する。

実施例１ ３−メチル−１，５−ペンタンジオールとアジピン酸と
からなる平均分子量が１０００のポリエステルジオール
と、１．４ブタンジオール及び４，４°ジフエニルメタ
ンジイソシアネートから溶融重合して窒素原子重量％が
４．０％のポリウレタンを得た。

特開昭４９−４８９２１号等に記載されるメルトブロー
ン装置において、直径０．３ｍｍの紡糸孔をｌｌｌ１ｍ
ピッチで一列に配列し、その両側に０．２５ｍｍの厚さ
のスリット状気体吐出孔を有するもの用いて、上記ポリ
ウレタンを溶融温度２５０°Ｃで、紡糸孔当り０．２０
ｇ／分で吐出させ、２６０℃の加熱空気を１．５ｋｇ／
ｃｍ’ケージの圧力でスリット状気体吐出孔より噴出さ
せてメルト−ブローンを行なった。このとき紡糸孔下２
３ｃｍの位置で走行するベルトコンベア上で噴射繊維流
を捕集して、ポリウレタン極細弾性繊維不織布を得た。

このポリウレタン不織布は捕集しただけで良好なシート
状を形成していた。この不織布を走査型電子顕微鏡で５
００倍に拡大で観察したところ平均繊維直径は８μであ
り、繊維同志の集束は認められたものの不織布の物性は
、次の如くであり、・目　１寸＋　５７（ｇ／ｍ’） ・強　度：　１．６（ｋｇ／２．５ｃｍ）・仲　度：　
２９０（％） ・軸　感　；　繊維質な暖い感触。

・１００％伸長時の伸長回復：　　９１（％）・剛軟度
　：　　３１（ｍｍ） ・耐水圧　：　　４００（ｍｍＨ，０）・透湿度　：　
　９０５０（ｇ／ｍ”／２４ｈｒｓ）良好な触感と柔軟
性、伸縮性、透湿防水性を有していた。

この不繊布をタテヨコ２方向へ伸縮性のある編地の裏へ
張り合せて、スポーツカジュアルシャツを作成したとこ
ろ、良好なる触感と伸縮性と透湿防水性とを兼備えたも
のとなった。

この不織布を５日間、９０℃の温水に浸漬した時の浸漬
前後の強度、伸度保持率をもって耐久性を評価したとこ
ろ、保持率が９０％以上と極めて良好であった。

比較例１ 実施例１と同じポリウレタンを実施例１で用いたと同じ
メルトブローン装置でメルトブローンするに当り、紡糸
孔当り吐出量を０．５ｇ／分、加熱空気圧力を０．９ｋ
ｇ／ｃ＋１と変更する以外は全て実施例１と同一条件と
した。

この条件で得られたポリウレタン不繊布は、平均繊維直
径１４μの繊維から形成され、繊維同志の集束が認めら
れた。

この不織布の物性は次の如くであり、 ・目　イ寸：　１１０（ｇ／ＩＯ’） ・強　度：　０．７（ｋｇ／２．５ｃｍ）・伸　度：　
ａＯＯ（％） ・触　感　：　繊維質だが、粗硬な感触。

・１００％伸長時の伸長回復　：９２（％）・剛軟度　
：　　６５（ａ＋ａ＋） ・耐水圧　：　　８０（１１Ｂ！０） ・透湿度　：　　１Ｇ２００（ｇ／ｍ”／２４ｈｒｓ）
風合が粗硬で耐水性も小さく、実用価値の乏しものであ
った。

比較例２ 実施例１においてポリウレタンとして３−メチル−１，
５−ペンタンジオールとアジピン酸からなる、平均分子
量が５００のポリエステルジオールと１．４ブタンジオ
ール及び４，４°ジフエニルメタンジイソシアネートか
ら溶融重合したものを用いる以外は全（同一装置、同一
条件下でメルトブローンを実施して、ポリウレタン極細
繊維不織布を得た。

この不織布は平均繊維直径は８μであったが不織布の物
性は次の如くであり、 ・目　イ寸＋　５８（ｇ／ｍ２） ・強　度：　１．１（ｋｇ／２．５ｃｍ）・仲　度：　
１３０（％） ・触　感　・　繊維質な暖かい感触。

・１００％伸長時の伸長向ｉ！　　：　　８５（％）・
剛軟点　：　　３０（ｍｍ） ・耐水圧　：　　４２０（ｍｍＨｔｏ）・透湿性　＋　
　７５００（ｇ／ｍ’／２４ｈｒｓ）伸縮性の乏しいも
のとなった。

この不織布を５日間、９０°Ｃの温水に浸漬した時の浸
漬前後の強度、伸度保持率をもって耐加水分解性を中心
とした耐久性を評価したところ、保持率が４４％以上と
不良であった。

比較例３ 実施例１において、ポリウレタンとして３−メチル−１
，５−ペンタンジオールとアジピン酸からなる平均分子
量が５０００のポリエステルジオールと１．４ブタンジ
オール及び４１４゛−ジフェニルメタンジイソシアネー
トから溶融重合したものを用いる以゛外は同一装置、同
一条件でメルトブローンを試みた。しかしこの場合には
、ポリウレタン吐出流が紡糸孔近傍でほとんど切断を起
して充分な細化極細化が行なわれず、ポリウレタン極細
弾性繊維不織布を得ることができなかった。

比較例４ 実施例１において、ポリウレタンのポリエステルポリジ
オールの代りに平均分子ｉｔ　１１００のポリテトラメ
チレンエーテルグリコールを用いて溶融重合したものを
用いる以外は同一装置、同一条件でメルトブローンを試
みた。

しかしこの場合には、溶融状態でポリウレタンの熱分解
が激しく、安定にメルトブローンを行なう事が困難であ
った。安定性を欠きながらもシート状に捕集したもので
も実用に供せるようなものでなく、伸縮性等機械的物性
に乏しいものであった。

特許出願人　株式会社　り　ラ　し

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　熱可塑性ポリウレタンを紡糸孔から溶融紡出すると同
   時に隣設して設備した気体吐出孔から高温高速気体を噴
   出して極細化繊維流としてシート状に捕集したポリウレ
   タン極細弾性不織布において、該ポリウレタンが高分子
   ジオールとして３−メチル−１．５−ペンタンジオール
   またはこれを主体とする混合ジオールとジカルボン酸を
   反応して得られた平均分子量６００〜３０００のポリエ
   ステルジオールを用いて得られた熱可塑性ポリウレタン
   であり、該ポリウレタンよりなる平均繊維直径が１２μ
   以下である、良好な触感と柔軟性、伸縮性、透湿防水性
   を有し、かつ該性能の耐久性に優れた事を特徴とするポ
   リウレタン極細弾性繊維不織布。