JPH0397915A - ポリエーテルをベースとするスパンデツクスからの改良された繊維 - Google Patents
ポリエーテルをベースとするスパンデツクスからの改良された繊維Info
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Abstract
め要約のデータは記録されません。
Description
をメチレン−ビス(4−7エニルイソシアネート)と反
応させ、次いで得られるイソシアネートでキャップされ
た生或物をエチレンジアミンと少量の第2ジアミンとの
混合物で鎖延長することにより形成されたポリエーテル
をベースとするスパンデックスボリマーから製造した乾
式紡糸繊維に関する。特に、本発明は、ジアミン混合物
の第2ジアミンが非常に狭い濃度範囲の2−メチルー1
.5−ペンタンジアミンである、このような繊維の改良
に関する。改良されたスパンデックス繊維は、特にトリ
コットメリャス生地Qricot−knit fabr
ics)に使用するのIこ適している。
ャス生地に使用するのに特に有用な改良されたスバンデ
ックス繊維が提供される。この繊維は、約2.200の
分子量のポリ(テトラメチレンエーテル)グリコールを
メチレン−ビス(4−フェニルイソシアネート)でキャ
ップし、得られる生戊物を次いで約7 0/3 0のモ
ル比のエチレンジアミンと2−メチル−1.5−ペンタ
ンジアミンのジアミン混合物で鎖延長することにより製
造されたボリエーテルをベースとするスパンデックスか
ら形威される。
ップされたポリ(テトラメチレンエーテル)グリコール
から誘導され、次いでエチレンジアミンを含むジアミン
混合物で鎖延長されたポリエーテルをベースとするスパ
ンデックス繊維は知られている。このようなポリエーテ
ルをベースとするスパンデックス繊維は、イー・アイ・
デュポン・デ・ニモアス・アンド・カンパニーによりタ
イブ136リクラ■(Type−136 Lycra■
)スパンデックス糸として販売されている。エチレンジ
アミンと水素化m−フ二二レンジアミン(l,3−ジア
ミノシク口ヘキサン)との8 0/2 0モル混合物で
鎖延長されたスパンデックスボリマーから製造されるこ
れらの市販の糸は、引張特性と弾性特性の高度に望まし
い組み合わせを有する。しかしながら、構造中に少百分
率の市販のスパンデックス糸を含むトリコットメリャス
ナイロン生地は、仕上げ中に(例えば熱固定又は染色工
程で)加熱されて後、縁に望ましくないカールをしばし
ば示す。メリヤス生地の有用性を高めるために、ポリエ
ーテルをベースとするスパンデックス糸の改良が必要で
ある。
工程にジアミンの混合物を使用することは、公表された
米国特許からの先行技術でも知られている。中Cも、フ
レーザー等の米国特許第2,929.803号、ウィッ
トベツ力一の米国特許第3,507.834号及びマク
ミリン等の米国特許第3.549,596号は、各々、
スパンデノクス繊維を製造する際に鎖延長剤の混合物を
使用することができることを開示している。例えば、フ
レーザー等は、第9欄、55−74行に、鎖延長工程に
使用するために混合することができる第一級アミンと第
二級アミンを列挙している。しかしながら、この先行技
術は、スパンデックスポリマーを製造するための鎖延長
剤として2−メチルー1.5−ベンタンジアミンの使用
を開示していない。この先行技術は、本発明に従って必
要とされる非常に狭い濃度範囲でエチレンジアミンと共
に2−メチル−1.5−ペンタンジアミンを使用するこ
とも開示していない。
パンデックス繊維の引張特性と弾性特性の好ましい組み
合わせを保持しているが、熱固定することを意図するメ
リヤス生地のスバンデックス繊維の性能を改良する改良
されたスパンデックス繊維を提供することである。
レをメチレン−ビス(4−フエニノレインシアネート)
でキャップし、次いでエチレンジアミンを含むジアミン
混合物で鎖延長することにより誘導されたスパンデック
スボリマーから形成された改良された繊維を提供する。
5−ペンタンジアミンから本質的に戊るジアミン混合物
で前記キャップされたグリコールを鎖延長し、2−メチ
ルー1.5−ペンタンジアミンのモノレ濃度を、これら
のジアミンの全ジアミン含有率を基準として28−32
%の範囲とすることを含む。本発明の好ましい繊維は、
少なくとも400%の破断点伸び、それぞれ100%及
び200%延びにおける、少なくとも6ミリニュートン
/テックス(tex)及び少なくとも16ミリニュート
ン/テックスの負荷力(load power)、17
%以下の残留歪(set)及び少なくとも90%の熟固
定効率(heat−set effrciency)を
有する。ナイロン−6糸と組み合わせた本発明の繊維の
使用は縁カール抵抗を持つl;トリコット生地を提供す
る。
であろう。図面において、第l図乃至第4図は、ポリエ
ーテルをベースとする市販のスパンデックス糸及び本発
明により要求される範囲外のMPMD共延長剤濃度で製
造されたこのような糸と比較して、本発明のスバンデッ
クス繊維の破断点伸び、力、残留歪及び熱固定効率に対
する2メチル−1.5−ベンタンジアミン共延長剤(C
Oextender)i度の効果を示す。グラフを構戊
するデータは、下記の実施例に記載の試料からのデータ
である。黒丸は本発明の試料であり、白丸は比較試料で
ある。得られる性質がトリコットメリャス用の改良され
たスパンデックスフィラメントに所望される範囲にある
ようなジアミン共延長剤の濃度範囲が格別に狭いことに
留意されたい。
普通の定義を有する。即ち、少なくとも85重量%のセ
グメント化ポリウレタンを含んで成る長鎖合或ポリマー
を意味する。′軟質セグメント”及び“硬質セグメント
″という用語は、スパンデックスボリマー鎖の特定の部
分を指す。軟質セグメントは、ポリ(テトラメチレンエ
ーテル)グリコールから製造されたセグメント化ポリウ
レタンポリマーのポリエーテルをベースとする部分であ
る。硬質セグメント化は、ジイソシアネート、即ちメチ
レン−ビス(4−7ェニルイソシアネート)及び本発明
の2成分鎖延長ジアミン混合物から誘導されるポリマー
鎖の部分を指す。“NGO含有率″は、鎖延長の前のポ
リマーのインシアネート末端基含有率を指す。1分子量
”は、数平均分子量を意味する。″″繊維′゜は、その
意味においてステーブル7アイバー及び連続フィラメン
トを包含する。
挙された化学品について下記の略号を使用することがで
きる。
p −メチレンジ7エニルジインシアネートとも呼ば
れる、 MDI インシアネート末端基 NGO エチレンジアミン EDA 2−メチル−1,5−ベンタン ジアミン MPMD 1.3−シクロヘキサンジアミン、 水素化m−フエニレンジアミン とも呼ばれる、 HMPD 1.1−ジメチルヒドラジン、 非対称ジメチルヒドラジン とも呼ばれる、 TJ DMHN,N−ジメチ
ルアセトアミド 溶媒 DMAc ジイソプ口ピルアミノエチルメタクリレートとデシルア
クリレートとの7 5/2 5重量比のコボリマー
D I PAM/DM“シアノックス”l79
0酸化防止剤、アメリカン・シアナミド社により販売さ
れている2,4.6−トリス(2,6−ジメチル−4−
t−ブチルー3−ヒドロキシベンジル)ーイソシアヌレ
ート、′゛シアノックス″熱固定効率 H
SE 破断点伸び E, 100%伸びにおける 負荷力 LP,。。
+a。
略記することができる。ボリマーの繰り返し単位のモノ
マーは、コロンにより分けられる。
ール(即ち、PO4G)、メチレン−ビス(4−7ェニ
ルイソシアネート)(即ち、MDI)及びエチレンジア
ミン(即ち、EDA)と水素化m−7エニレンジアミン
(即ち、HMPD)の混合物から製造された市販のスパ
ンデックスポリマーは、PO4G:MD1:EDA/H
MPD(80/20)と略記される。本発明に従って製
造されたボリマーも又P04G(2,200):MDI
:EDA/MPMD(7 0/3 0)と略記される。
態にあり、このような混合物l二続いて括弧内にある数
字は、この混合物のジアミン成分の各々のモル百分率を
表す。
ントを形戒するのに使用されるポリ(テトラメチレンエ
ーテル)グリコールは、通常2.000乃至2,400
の範囲内の数平均分子量を有する。好ましくは、このグ
リコールは2,too乃至2.300の範囲の分子量を
有する。
めに、上記のPO4Gを慣用の方法で過剰のMDIと反
応させて(又はキャップして)インシアネート末端ボリ
マーを形成する。このインシアネート末端ポリマーのN
CO含有率は、好ましくは2.3−2.5%の範囲にあ
る。
Dの2戊分ジアミン混合物で鎖延長してスパンデックス
ボリマーを形成し、このスパンデックスポリマーを使用
して本発明の繊維を製造する。
EDA72−68%及びMPMD28−32%である。
乾式紡糸した繊維は十分な破断点伸び(即ち、400%
より大きい)を持たない。
分な熱固定性を有し、そしてこの繊維で製造したトリコ
ットメリャス生地は過度の縁カール発生を示す。これら
の効果を下記の実施例で説明する。
ーを製造するのに使用される化学反応は、ジメヂルアセ
トアミド、ジメチルホルムアミドかどのような不活性溶
媒中で行なわれる。フィラメントは慣用の乾式紡糸法で
製造することができる。
て7イラメントとすることができる。好ましいフィラメ
ントは、少なくとも700m/分の速度で、最も好まし
くは少なくとも950m/分の速度で乾式紡糸されそし
て約3 5 − 4 5 dtexの4本フィラメント
糸に合わせられる(coa Iesced )。
1.5−3.5倍に延ばしなから145−165゜Cに
2−10分間保持し、次いで弛緩した状態で沸騰水中に
少なくとも20分間浸漬することにより、7イラメント
を熱固定することができる。或る場合には、より短い時
間でより高い固定温度(例えば、195゜Cで30秒)
を良好に使用することができる。
、熱安定剤、紫外線安定剤、顔料、染料、滑剤などのよ
うな特定の目的で添加される慣用の添加剤を含有するこ
とができる。
の実施例及び比較例では下記の試験法が使用される。
ウエロン(S.L.Wellon)、“ポリウレタンポ
リオール及び他のアルコールのヒドロキシル含有率の決
定l′(“Determination of Hyd
roxyl Contentof Polyureth
ane Polyols and Other Alc
ohols”、アナリティカル・ケミストリー(Ana
lytical Chemistry)、52巻、8号
、+374−1376頁(l9 8 0’?’7月号)
。により述べられたイミダゾールービリジン触媒法によ
り測定されるポリエーテルジオールのヒドロキシル価か
ら各々決定される。
含有率は、エス・シギア(S.Siggia)、“官能
基による定量的有機分析“(“’Quan t i t
a L i veOrganic Analysis
via Functional Group”)、第3
編、ウイリー・アンド・サンズ、ニューヨーク、559
−561頁(1963)の方法により測定される。
a)三フフ化ホウ素エーテレート中でボリマーの軟質セ
グメントを分解し、(b)水を加えて硬質セグメントを
沈でんさせ、(c)硬質セグメント沈でんを枦過及び乾
燥し、(d)硬質セグメントを重水素化ジメチルスルホ
キシドに溶解し、(e)核磁気共鳴スペクトルを分析し
て水素結合を決定し、それからEDA対MPMDの相対
量を決定することができる、工程により決定することが
できる。
M D2731−72の一般的方法に従って測定され
る。各々の測定について3本7イラメントの2インチ(
5cm)ゲージ長さ及びO%から300%までの伸びサ
イクルを使用する。試料を、800%/分の一定の伸び
速度で5回のサ・fクルに付し、次いで5回目のイφび
の後30秒間300%伸びで保持する。′力”とは、5
回目の負荷サイクル又は無負荷サイクルでのlOO%又
は200%の伸びにおける応力であり、ミリニュートン
/テックスQex)で報告される。破断点伸び百分率は
6回目の伸びサイクルで測定される。
保持され、195℃で60秒間加熱され、弛緩され、次
いで沸騰水中に30分間浸漬された試料で測定する。次
いで熟固定効率(゛%HSE’)は、 %HSE−200(Ll−L.)/L.式中、L.及び
L,は、それぞれ熱固定処理の前及び後に、張力なしに
真っ直ぐに保持されているときのフィラメント長さであ
る、 として計算される。
カールは下記の如くして評価される。トリコットメリャ
ス生地は、“ロックニット”編み目(”Locknit
’ stitch)、2.000編み目/分の速度及び
28本針/2.54cmを使用してLIBA編み機で慣
用の方法により製造される。この機械に55dtexの
三裂葉(trilobal)断面のナイロン−6糸及び
4 4 dtexのスパンデックス糸を供給する。
、その内28g/m2はスバンデックス糸である。この
生地を45℃のパークロロエチレンで1分間連続的に洗
浄し(scoure)、次いで、190℃で運転されて
いる熱風炉中テンターで1分間熱固定する。ビーム染色
機において、生地を、(a)洗剤と界面活性剤を含む水
性浴で70℃で30分間再び洗浄し、(b)低温水性次
亜塩素酸塩浴でlO分間漂白しそして低温ですすぎ、(
C)25℃でIO分間水中に浸漬し、続いてpH5.0
の100℃の水性染色浴中に45分間浸漬し、40分以
内Jこ25℃に冷却し、低温ですすぐことにより染色し
、(d)“メシトール″(“Mesitol”)N B
Sを含む70℃、pH4.8の水性浴に20分間浸漬
し、統いて25℃で冷却し、低温ですすぎ、乾燥するこ
とにより仕上げる。乾燥した生地を次いで2l゜C及び
65%の相対湿度で16時間状態調節する。
方向に対して45、90、135及び180″の角度で
4つの15cm長さの切り目をつくる。この切り目は各
切り目の中点で互いに交差して8個の三角形のフラップ
を形成し、各フラップは45゜の頂角を有する。試料を
更に21゜C及び65%の相対湿度で他の時間平らな表
面に載せる。生地の切り目により形成された三角形区域
の先端を検査しそして縁のカールを評価する。フラップ
のカールが検出されなければ、この生地は“1″と評価
される。少量であるが許容しうる量の検出可能な縁のカ
ールは゛″2″と評価される。一回りの半分より多くカ
ールする(即ち、フラップの頂端が生地の平らな表面に
向かって曲がって半回りより多くの曲がりを形或する)
生地フラップは許容できないと考えられ、′3”と評価
する。一回り又はそれより多くカールする生地は“4″
と評価され、完全に許容できないと考えられる。
性質の利点及び黙固定トリコットメリャス生地Iこおけ
るその特に良好な非カール発生性能(non−curl
ing performance)を説明する。本発明
のスパンデックス繊維の卓越性は、市販のポリエーテル
をベースとするスパンデックス(試料D)及びスパンデ
ックスポリマー組或においてEDA及びMPMDジアミ
ン鎖延長剤の相対量のみが本発明の繊維と異なっている
スパンデックスポリマーから製造した繊維と比較して証
明される。
即ち試料Dを除いては、2,100の分子量のポリ(テ
トラメチレンエーテル)グリコール(“PO4G”)を
メチレン−ビス(4−7エニルイソシアネート)(“M
DI″)でキャップし、次いでエチレンジアミン(″E
DA”)と2−メチノレ−1.5一ベンタンジアミン(
”M P M D ”)の混合物で鎖延長して形成され
たスパンデックスポリマーから製造される。試料Dは、
P04G(1,800):MD1:EDA/HMPD(
80/20XHMPDは65/35シス/トランス混合
物である)の市販のポリエーテルをベースとするスパン
デックスから製造される。試料の各々のスパンデックス
ポリマーは実質的に同じ方法で製造される。比較試料D
の繊維の性質は、何が商業的に満足すべきであるかを示
す。
した。1.800の分子量のP04G100重量部(又
は2,100の分子量のP04Gll6.7部)を溶融
MDI23.61部と45−50℃で混合し、95℃に
加熱し、次いでその温度で90分間保持して、2.40
%のNGO含有率を有するインシアネートでキャッグさ
れたボリマーを形或した。約60℃に冷却した後、キャ
ップされたボリマー100部をD M A c溶媒15
0部で希釈した。このD M A c溶媒は、最終スパ
ンデックスボリマ−1kg当Iこり約18ミリ当量のセ
ミカルバジド末端基を生じるのに十分な1.1ジメチル
ヒドラジン(“U D M H ”)を含んでいた。
載のモル比のEDAとMPMDのD M A c溶液で
鎖延長し、同時にジエチルアミンのD M A c溶液
の添加により連鎖停止させて、最終スパンデノクスボリ
マ−1kg当たり27ミリ当量のジエチル尿素末端基を
形成させた。最終ポリマー溶液はボリマー固形分38.
3%を含んでいた。EDA及びMPMD由来の第一級ア
ミン末端基は15meq/kgであった。すべてのタイ
プのボリマー末端基は6 0 meq/ kgであった
。ポリマーの数平均分子量は約33.000であった。
D M A cスラリーを各ボリマー溶液に加えて、3
8.8%の固形分を含む溶液を生戊させた。添加剤は、
酸化亜鉛、“シアノックス”1790酸化防止剤、D
I PAN/DM及びシリコーンオイルであり、その量
は、それぞれ、最終スパンデックスボリマーの重量を基
準として3.O,I.5,2.0及び0.6%であった
。このようにして形或された添加剤とボリマー溶液との
混合物を次いで典型的な商業的サイズの装置で紡糸口金
を通して乾式紡糸してlOデニール(lldtex)の
フィラメントを形或し、これらのフィラメントを組み合
わせて、4本のフィラメントを合わせた44dtexの
フィラメント糸とし、この糸を915m/分で巻き取っ
た(732m/分で巻き取られた試料Dを除いては)。
約する。各報告値は少なくともI5個の試料の平均値で
ある。本発明の試料に対して比較試料A−Cの相対的に
劣った熱固定効率に留意されたい。“市販の”比較試料
Dに対する本発明の試料の優れた特性にも留意されたい
。最も重要なことであるが、比較試料に対して本発明の
試料のはるかに良好なトリコット生地のカール性能に留
意されたい。
25 80/20 85/15 *E,,%
416 433 47
5 489 433%残留歪
15.1 13.7 ].6.9 18.7
18.8%HSE 92
88 87 85 89負荷力,m
N/テツクス LP... 6.6 5.2
5.4 5.4 6.3LP,。。
17.5 13−8 13.0 12.
9 15.5縁のカール評価 1
3442* 80/20 EDA/HMPDを含有す
る市販のポリマ−本発明の主なる特徴及び態様は以下の
とおりである。
レン−ビス(4−7エニルイソシアネート)でキャンプ
し、次いでエチレンジアミンを含むンアミンの混合物で
鎖延長することにより誘導されたスパンデックスボリマ
ーから形成した改良された繊維であって、 前記キャップされたグリコールをエチレンジアミンと2
−メチル−1.5−ベンタンジアミンとから本質的に或
るジアミン混合物で鎖延長し、2−メチル−1.5−ベ
ンタンジアミンの濃度を、これらのジアミンの全ジアミ
ン含有率を基準として28モル%乃至32モル%の範囲
とすることにより改良されていることをを特徴とする繊
維。
.400の範囲にある、上記1に記載の繊維。
0%伸び及び200%伸びにおける少なくとも6ミリニ
ュートン/テツクス及び少なくとも16ミリニュートン
/テックスの負荷力と、17%以下の残留歪と、少なく
とも90%の熱固定効率を有する、上記2に記載の繊維
。
形成されているスパンデックス糸の1リコットメリヤス
生地。
のスパンデンクス糸及び本発明により要求される範囲外
のMPMD共延長剤濃度で製造されたスパンデックス糸
と比較した、本発明のスパンデックス繊維の破断点伸び
、力、残留歪及び熱固定効率に対する2−メチル−1.
5−べ冫タンジアミン共延長剤濃度の効果を示すグラ7
である。 図面の浄書(内容に変更なし) FIG.I I FIG.3 FIG.2 FIG.4 ZMPMD :4 MPMD 手続補正書 (方式) 平戊2午10月 2 日
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1、ポリ(テトラメチレンエーテル)グリコールをメチ
レン−ビス(4−フェニルイソシアネート)でキャップ
し、次いでエチレンジアミンを含むジアミンの混合物で
鎖延長することにより誘導されたスパンデックスポリマ
ーから形成した改良された繊維であって、 前記キャップされたグリコールをエチレンジアミンと2
−メチル−1,5−ペンタンジアミンとから本質的に成
るジアミン混合物で鎖延長し、2−メチル−1,5−ペ
ンタンジアミンの濃度を、これらのジアミンの全ジアミ
ン含有率を基準として28モル%乃至32モル%の範囲
とすることにより改良されていることをを特徴とする繊
維。
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