JPH04228617A - Two-component elastomer fiber - Google Patents
Two-component elastomer fiberInfo
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- D01—NATURAL OR MAN-MADE THREADS OR FIBRES; SPINNING
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Abstract
Description
【0001】本発明は弾性繊維及び特に該弾性繊維の製
造方法に関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to elastic fibers and, in particular, to methods for producing such elastic fibers.
【0002】高弾性繊維はサポートパンティストッキン
グ及びストッキングを製造するのに有用である。最近ま
で、サポートするパンティストッキングは高価で、不格
好で、大多数の潜在的な顧客にぴったり合ったサイズに
するために色々のサイズで製造する必要があった。大部
分のサポートパンティストッキングはスパンデックスコ
アをナイロンで被覆した繊維で製造していた。スパンデ
ックスはポリウレタンブロック共重合体である。該繊維
はかさがあり、かつ製造するのに高価である。ポリウレ
タンブロック共重合体とナイロンとを共押出成形して一
部ポリウレタンで一部ナイロンの繊維を生成することに
より改良した繊維が製造された。この繊維は冷却し、次
いで伸長される。伸長後、ポリウレタンが収縮するよう
にはナイロンは収縮しない。それ故、この二成分繊維は
弛緩(relaxation)に伴い、らせんの外側半
分がナイロンで内側がポリウレタンであるらせんを生成
する。このような繊維は米国特許第 3,987,14
1号に記載されている。
これらの繊維は製造するのが比較的安価であり、非常に
小さい直径で製造することができ、またすぐれた伸長性
を有する。これらの繊維の商業化によって、少ないサイ
ズで殆どの人にぴったり合うパンティストッキングを、
正式にはサポートパンティストッキングでのみ得られる
レベルのサポートで比較的安価に入手しうるようになっ
たが、まだ消費者に満足のいく薄地のものではない。こ
れらの繊維は、2、3年間だけ商業的に入手し得たもの
であり、かろうじて収支が合う程度のものであった。共
押出成形性、熱安定性及びナイロンへの接着性という厳
しい要件が課せられるため、これまでに極めて特定のポ
リウレタンのみが、これらの繊維に使用された。2種の
重合体成分の膨脹性が異なるということは、互いに強く
接着していなければならず、それでないと収縮の際に分
離するであろうことを示唆している。High modulus fibers are useful in making support pantyhose and stockings. Until recently, supporting pantyhose were expensive, clumsy, and had to be manufactured in a variety of sizes to provide a snug fit for the majority of potential customers. Most support pantyhose were made from fibers with a spandex core coated with nylon. Spandex is a polyurethane block copolymer. The fibers are bulky and expensive to manufacture. Improved fibers were produced by coextruding polyurethane block copolymers and nylon to produce fibers that were part polyurethane and part nylon. The fiber is cooled and then stretched. After stretching, nylon does not shrink the way polyurethane does. Therefore, upon relaxation, this bicomponent fiber produces a helix in which the outer half of the helix is nylon and the inner half is polyurethane. Such fibers are described in U.S. Patent No. 3,987,14.
It is stated in No. 1. These fibers are relatively inexpensive to produce, can be made in very small diameters, and have excellent extensibility. The commercialization of these fibers has made it possible to create pantyhose that fit most people in smaller sizes.
Officially, they are now available at a relatively low price with a level of support that can only be found in support pantyhose, but they are still not thin enough to satisfy consumers. These fibers have only been commercially available for a few years, barely making ends meet. Until now, only very specific polyurethanes have been used in these fibers due to the stringent requirements of coextrudability, thermal stability and adhesion to nylon. The different swellability of the two polymeric components suggests that they must be strongly adhered to each other or they will separate upon shrinkage.
【0003】スチレン及びブタジエンの水素化ブロック
共重合体をナイロンと共押出成形して、ポリウレタンブ
ロック共重合体から生成したものより優れた弾性を有す
る繊維を生成する試みは不成功であった。スチレン及び
ブタジエンのブロック共重合体は共押出成形に適したポ
リウレタンほど高価ではない。また、これらはより狭い
分子量分布を有し、それ故に更に加工性に優れている。
モノビニル芳香族化合物及び共役ジオレフィンの水素化
ブロック共重合体は、またポリウレタンよりも高温で熱
安定性がある。このことは広範囲の温度での共押出成形
を可能とし、また、ポリウレタンが熱的に安定である以
上の温度で溶融加工しうるナイロン6−6の共押出成形
をも可能とする。それ故に、ナイロンとこれらのブロッ
ク共重合体との共押出成形繊維を生成することが所望さ
れているが、その試みはこれら二種の繊維成分が収縮に
よって分離するためまだ成功していない。Attempts to coextrude hydrogenated block copolymers of styrene and butadiene with nylon to produce fibers with superior elasticity than those produced from polyurethane block copolymers have been unsuccessful. Styrene and butadiene block copolymers are not as expensive as polyurethanes suitable for coextrusion. They also have a narrower molecular weight distribution and are therefore more processable. Hydrogenated block copolymers of monovinyl aromatics and conjugated diolefins are also more thermally stable at higher temperatures than polyurethanes. This allows coextrusion over a wide range of temperatures, and also allows coextrusion of nylon 6-6, which can be melt processed at temperatures above which polyurethane is thermally stable. It is therefore desirable to produce coextruded fibers of nylon and these block copolymers, but attempts have not been successful due to shrinkage separation of these two fiber components.
【0004】従って、本発明の目的はモノビニル芳香族
化合物−共役ブロック共重合体とナイロンとの共押出成
形によって生成し得る弾性繊維を供給することである。It is therefore an object of the present invention to provide elastic fibers that can be produced by coextrusion of monovinyl aromatic compound-conjugated block copolymers and nylon.
【0005】広範囲の研究実験の結果、驚くべき事には
モノビニル芳香族化合物及び共役ジオレフィンのブロッ
ク共重合体に極性の官能性を導入することにより、これ
ら重合体からなる優れた弾性の二成分繊維を生成するの
に十分な接着性が得られるという知見を得た。As a result of extensive research experiments, it has surprisingly been found that by introducing polar functionality into block copolymers of monovinyl aromatic compounds and conjugated diolefins, excellent elastic binary components composed of these polymers can be obtained. It has been found that sufficient adhesion can be obtained to form fibers.
【0006】よって、本発明は(a)(i)主として重
合性モノビニル芳香族単量体単位からなる少なくとも2
個のブロック、(ii)水素化以前に主として重合性共
役ジオレフィン単量単位からなる少なくとも1個のブロ
ック、及び(iii) 平均して重合体1分子に対して
2〜20の範囲の酸又は無水物の基、を含む、官能化さ
れ、選択的に水素化されたブロック共重合体 100重
量部;並びに(b)ナイロン30〜300 重量部の範
囲からなる共押出成形した弾性繊維を提供するものであ
る。Therefore, the present invention provides (a) (i) at least two polymerizable monovinyl aromatic monomer units consisting mainly of polymerizable monovinyl aromatic monomer units;
(ii) at least one block consisting primarily of polymerizable conjugated diolefin monomer units prior to hydrogenation; and (iii) an acid or 100 parts by weight of a functionalized, selectively hydrogenated block copolymer comprising anhydride groups; and (b) a range of 30 to 300 parts by weight of nylon. It is something.
【0007】本発明の繊維の主成分であるブロック共重
合体は、ゴム状の共役ジオレフィン相と別のドメインを
形成するのに十分に高分子量の少なくとも2個のモノビ
ニル芳香族化合物のブロックを含む。The block copolymer, which is the main component of the fiber of the present invention, comprises at least two monovinyl aromatic compound blocks of sufficient molecular weight to form a separate domain from the rubbery conjugated diolefin phase. include.
【0008】これらのモノビニル芳香族化合物のドメイ
ンは重合体の可使温度を超えたガラス転移温度を有し、
ゴム状の共役ジオレフィン重合体ブロックを互いに結ぶ
役割を果す。これにより、破断前の高い伸びを有しかつ
応力から高い回復性を有する加硫ゴムと同様の性質を重
合体に与える。[0008] The domains of these monovinyl aromatic compounds have a glass transition temperature that exceeds the usable temperature of the polymer;
It serves to connect rubber-like conjugated diolefin polymer blocks to each other. This gives the polymer properties similar to vulcanized rubber, which has high elongation before break and high recovery from stress.
【0009】モノビニル芳香族ブロックが極性官能基を
有する場合には低分子量であり得るが、通常、数平均分
子量が2000以上のモノビニル芳香族ブロックが分離
したドメインを形成するものと考えられる。このことは
極性官能基が主としてモノビニル芳香族のブロック内に
存在する場合に、該極性官能基がドメインと共役ジオレ
フィン相との間の非相容性を増加させることによる。モ
ノビニル芳香族ブロックの溶解度パラメーターが、分離
ドメインを形成する共役ジオレフィンブロックの溶解度
パラメーターと十分に異なったままである限りは、これ
らのブロックは1個以上のモノビニル芳香族化合物の共
重合体ブロック又は他の重合性単量体との共重合体であ
ってもよい。従って、ブロックが主としてモノビニル芳
香族化合物からなっている限りは他の単量体単位を含ん
でいてもよい。本明細書中で使用する主としてとは、約
75重量%(以上)のことである。Although the monovinyl aromatic block may have a low molecular weight when it has a polar functional group, it is generally thought that monovinyl aromatic blocks having a number average molecular weight of 2000 or more form separate domains. This is because polar functional groups increase the incompatibility between the domains and the conjugated diolefin phase when they are primarily present within the monovinyl aromatic block. As long as the solubility parameters of the monovinyl aromatic blocks remain sufficiently different from those of the conjugated diolefin blocks forming the separate domains, these blocks may be copolymer blocks of one or more monovinyl aromatic compounds or other It may also be a copolymer with a polymerizable monomer. Therefore, as long as the block consists primarily of a monovinyl aromatic compound, it may contain other monomer units. As used herein, primarily refers to about 75% (or more) by weight.
【0010】モニビニル芳香族ブロックのベースとなる
ビニル芳香族炭化水素としては、スチレン、o−メチル
スチレン、p−メチルスチレン、p−tert−ブチル
スチレン、1,3−ジメチルスチレン、α−メチルスチ
レン、ビニルナフタレン、ビニルアントラセン等を挙げ
得る。スチレンはその入手性及び比較的低コストの点で
好ましい。ポリスチレンもまた、かなり高いガラス転移
温度を有し、共役ジオレフィンブロックとの混合性が最
小である。[0010] Vinyl aromatic hydrocarbons forming the base of the monivinyl aromatic block include styrene, o-methylstyrene, p-methylstyrene, p-tert-butylstyrene, 1,3-dimethylstyrene, α-methylstyrene, Vinylnaphthalene, vinylanthracene, etc. may be mentioned. Styrene is preferred because of its availability and relatively low cost. Polystyrene also has a fairly high glass transition temperature and minimal miscibility with conjugated diolefin blocks.
【0011】共役ジオレフィンブロックは好ましくはイ
ソプレン及び/又はブタジエンをベースとするものであ
り、従ってポリイソプレン、ポリブタジエン又はブタジ
エン−イソプレン共重合体ブロックを包含しうる。The conjugated diolefin blocks are preferably based on isoprene and/or butadiene and may therefore include polyisoprene, polybutadiene or butadiene-isoprene copolymer blocks.
【0012】共役ジオレフィンブロックはまた、モノビ
ニル芳香族ブロックの溶解度パラメーターと十分異なる
溶解性パラメーターを有する限り、他のタイプの単量体
を含有していてもよい。共役ジオレィンブロックは主と
して共役ジオレフィン単量体単位であり、この場合も通
常約75重量%で十分である。共役ジオレフィンブロッ
クの数平均分子量は、20,000〜150,000
の範囲、好ましくは30,000〜75,000の範囲
で変え得る。The conjugated diolefin block may also contain other types of monomers so long as they have solubility parameters sufficiently different from those of the monovinyl aromatic block. The conjugated diolefin blocks are primarily conjugated diolefin monomer units, and again, about 75% by weight is usually sufficient. The number average molecular weight of the conjugated diolefin block is 20,000 to 150,000
, preferably from 30,000 to 75,000.
【0013】直鎖状又は放射状構造を有し、モノビニル
芳香族ドメインを形成するものような種々の構造を有す
るブロック共重合体が、本発明の繊維を製造するのに有
用であると思われる。直鎖状のブロック共重合体では、
少なくともいくらかの共役ジオレフィンブロックはモノ
ビニル芳香族ドメインに対して各々の末端でつながって
いると考えられ、一方、放射状ブロック共重合体では、
モノビニル芳香族ブロックは、好ましくはブロック共重
合体のアームの外端でつながっている。Block copolymers having a variety of structures, such as those having linear or radial structures and forming monovinyl aromatic domains, are believed to be useful in making the fibers of this invention. In linear block copolymers,
At least some of the conjugated diolefin blocks are believed to be attached at each end to the monovinyl aromatic domain, whereas in radial block copolymers,
The monovinyl aromatic blocks are preferably connected at the outer ends of the arms of the block copolymer.
【0014】ブロック共重合体のモノビニル芳香族の含
有量は10〜45重量%の範囲、好ましくは10〜33
重量%の範囲で変え得る。含有量が低いとモノビニル芳
香族ドメインの形成が不十分であり、含有量が高いと固
く、弾性のない重合体となる。The monovinyl aromatic content of the block copolymer ranges from 10 to 45% by weight, preferably from 10 to 33% by weight.
It can vary within a range of weight percentages. If the content is low, the formation of monovinyl aromatic domains will be insufficient, and if the content is high, the polymer will be hard and inelastic.
【0015】前述したように、ブロック共重合体の製造
は公知であり、例えば米国特許第 3,390,207
号に記載されているように、アルキルリチウム開始剤を
用い、不活性溶媒中、アニオン重合によって好適に行わ
れる。As mentioned above, the production of block copolymers is known, for example in US Pat. No. 3,390,207.
It is suitably carried out by anionic polymerization in an inert solvent using an alkyllithium initiator, as described in 1999.
【0016】共役ジオレフィンとしてブタジエンを用い
る場合には、生成するポリブタジエンブロックのビニル
含量を変えるために、重合溶液中に極性の変性剤を用い
得る。When butadiene is used as the conjugated diolefin, a polar modifier can be used in the polymerization solution to change the vinyl content of the polybutadiene block produced.
【0017】本発明のブロック共重合体は水素化されて
いない形態で利用し得るが、水素化するのが好ましい。
水素化されていないブロック共重合体は限られた押出し
成形温度を有し、酸素及び光により分解されやすい。そ
れ故、水素化されていないブロック共重合体から得た繊
維は可使寿命が限られている。Although the block copolymers of the present invention can be utilized in unhydrogenated form, it is preferred that they be hydrogenated. Unhydrogenated block copolymers have limited extrusion temperatures and are susceptible to decomposition by oxygen and light. Therefore, fibers obtained from unhydrogenated block copolymers have a limited pot life.
【0018】水素化は、当初のエチレン性不飽和の90
%以上、当初の芳香族不飽和の10%以下が水素化され
る選択的な水素化が好ましい。更に、水素化は、当初の
エチレン性不飽和の98%以上、当初の芳香族不飽和の
1%以下を除くことが好ましい。Hydrogenation removes 90% of the initial ethylenic unsaturation.
% and less than 10% of the initial aromatic unsaturation is preferred. Furthermore, hydrogenation preferably removes at least 98% of the original ethylenic unsaturation and no more than 1% of the original aromatic unsaturation.
【0019】芳香族不飽和を保持すると、モノビニル芳
香族ドメインのガラス転移温度がより高くなり、水素の
消費量も少なくなるので、芳香族不飽和は保持するのが
好ましい。Retaining aromatic unsaturation is preferred because retaining aromatic unsaturation results in a higher glass transition temperature of the monovinyl aromatic domain and lower hydrogen consumption.
【0020】水素化はいくつかの公知の方法で行うこと
ができる。特に米国特許第 3,113,986号に記
載されている方法が利用し得る。Hydrogenation can be carried out by several known methods. In particular, the method described in US Pat. No. 3,113,986 can be used.
【0021】酸または無水物の官能性(基)は当技術分
野で公知のいずれかの方法でブロック共重合体に導入し
得る。官能性の目的とするところがポリアミドの接着性
を惹起することにあるので官能性は一方のタイプのブロ
ック又は両方のタイプのブロックに導入し得る。Acid or anhydride functionality may be introduced into the block copolymer by any method known in the art. Since the purpose of the functionality is to induce adhesion of the polyamide, the functionality can be introduced into one type of block or into both types of blocks.
【0022】官能化され、選択的に水素化されたブロッ
ク共重合体を製造する方法の1つは、官能基を含有する
単量体をモノビニル芳香族又は共役ジオレフィン単量体
と共重合することからなり、次に得られた重合体を水素
化する。この方法を利用する場合には、官能基は水素化
工程に影響を与えないものであるべきであり、水素化後
に許容し得る酸又は無水物官能基に変え得るものである
。One method for producing functionalized, selectively hydrogenated block copolymers is to copolymerize monomers containing functional groups with monovinyl aromatic or conjugated diolefin monomers. Next, the obtained polymer is hydrogenated. When utilizing this method, the functional group should not interfere with the hydrogenation step and should be convertible to an acceptable acid or anhydride functionality after hydrogenation.
【0023】ブロック共重合体に官能性を導入するもう
1つの好ましい方法は、遊離基開始剤の存在下又は非存
在下でα,β−不飽和カルボン酸又は無水物を重合体に
溶融グラフト化することからなっている。遊離基開始剤
を使用する方法は、押出し成形機中、最小の残留時間で
実施し得るので好ましい。好ましいα,β−不飽和カル
ボン酸又は無水物には無水マレイン酸がある。Another preferred method of introducing functionality into block copolymers is by melt grafting an α,β-unsaturated carboxylic acid or anhydride onto the polymer in the presence or absence of a free radical initiator. It consists of doing. Methods using free radical initiators are preferred because they can be carried out with minimal residence time in the extruder. A preferred α,β-unsaturated carboxylic acid or anhydride is maleic anhydride.
【0024】カルボン酸又は無水物の官能性もまた、不
活性溶媒中でブロック共重合体を金属アルキルと反応さ
せ、次に金属イオンを二酸化炭素のような求電子試薬で
置換してカルボン酸のリチウム塩を生成させることによ
ってブロック共重合体に導入し得る。このリチウム塩は
、次に有機酸と接触させて酸性化し得る。このような方
法は米国特許第 4,868,245号によって公知で
ある。The functionality of the carboxylic acid or anhydride can also be improved by reacting the block copolymer with a metal alkyl in an inert solvent and then displacing the metal ion with an electrophile such as carbon dioxide. It can be introduced into the block copolymer by forming a lithium salt. The lithium salt may then be acidified by contacting with an organic acid. Such a method is known from US Pat. No. 4,868,245.
【0025】本発明で使用されるブロック共重合体にス
ルホン酸官能性を導入する方法は米国特許第 3,87
0,841号に記載されており、ブロック共重合体と硫
酸アシル(RCO2 SO3 H)とを反応させてスル
ホン酸基(−SO3 H)を重合体の芳香環に付加し、
有機酸(RCO2 H)を遊離させることからなってい
る。A method for introducing sulfonic acid functionality into the block copolymers used in the present invention is described in US Pat. No. 3,87
No. 0,841, a block copolymer and acyl sulfate (RCO2 SO3 H) are reacted to add a sulfonic acid group (-SO3 H) to the aromatic ring of the polymer,
It consists of liberating an organic acid (RCO2H).
【0026】ブロック共重合体もまた水素化ブロック共
重合体とアジドスルホニルベンゾエートとを反応させる
ことによって官能化し得る。Block copolymers can also be functionalized by reacting hydrogenated block copolymers with azidosulfonyl benzoates.
【0027】各重合体分子中に存在する官能基の数は、
平均して2〜20の範囲、好ましくは平均して2〜16
であり、更に好ましくは平均して4〜12である。官能
性が少ないと、重合体相の間の接着性が十分でなくなる
が、これ以上多い含量は良好な接着性のためには必要で
なく、弾性にとっては好ましくない。The number of functional groups present in each polymer molecule is
ranging from 2 to 20 on average, preferably from 2 to 16 on average
and more preferably 4 to 12 on average. Low functionality results in insufficient adhesion between the polymer phases, but higher contents are not necessary for good adhesion and are unfavorable for elasticity.
【0028】本発明の繊維に導入される広範囲のナイロ
ン又はポリアミドには、ポリヘキサメチレンアジピン酸
アミド(ナイロン6−6)、ポリピロリドン(ナイロン
4)、ポリカプロラクタム(ナイロン6)、ポリヘプト
ラクタム(ナイロン7)ポリカプリルラクタム(ナイロ
ン8)、ポリノナノラクタム(ナイロン9)、ポリウン
デカノラクタム(ナイロン11)、ポリドデカノラクタ
ム(ナイロン12)、ポリヘキサメチレンアゼライン酸
アミド(ナイロン6−9)、ポリヘキサメチレンセバシ
ン酸アミド(ナイロン6−10)、ポリヘキサメチレン
イソフタル酸アミド(ナイロン6−iP)、ポリメタキ
シリレンアジピン酸アミド(ナイロンMXD−6)、ヘ
キメチレンジアミンとn−ドデカン二酸とのポリアミド
(ナイロン6−12)、ドデカメチレンジアミンとn−
ドデカン二酸とのポリアミド(ナイロン12−12)及
びキアナ(Qiana,登録商標)が包含される。A wide variety of nylons or polyamides that may be incorporated into the fibers of the present invention include polyhexamethylene adipic acid amide (nylon 6-6), polypyrrolidone (nylon 4), polycaprolactam (nylon 6), polyheptolactam. (Nylon 7) Polycapryllactam (Nylon 8), Polynonanolactam (Nylon 9), Polyundecanolactam (Nylon 11), Polydodecanolactam (Nylon 12), Polyhexamethyleneazelaic acid amide (Nylon 6-9) , polyhexamethylene sebacic acid amide (nylon 6-10), polyhexamethylene isophthalic acid amide (nylon 6-iP), polymethaxylylene adipic acid amide (nylon MXD-6), heximethylene diamine and n-dodecanedioic acid polyamide (nylon 6-12), dodecamethylene diamine and n-
Included are polyamides with dodecanedioic acid (nylon 12-12) and Qiana®.
【0029】例えば次の共重合体:ヘキサメチレンアジ
ピン酸アミド/カプロラクタム(ナイロン6−6/6)
、ヘキサメチレンアジピン酸アミド/ヘキサメチレン−
イソフタル酸アミド(ナイロン−6−6iP)、ヘキサ
メチレンアジピン酸アミド/ヘキサメチレンテレフタル
酸アミド(ナイロン6−6/6T)、ヘキサメチレンア
ジピン酸アミド/ヘキサメチレン−アゼライン酸アミド
(ナイロン6−6/6−9)、ヘキサメチレンアジピン
酸アミド/ヘキサメチレンアゼライン酸アミド/カプロ
ラクタム(ナイロン6−6/6−9/6)のような、ナ
イロン共重合体も使用し得る。For example, the following copolymer: hexamethyleneadipic acid amide/caprolactam (nylon 6-6/6)
, hexamethylene adipic acid amide/hexamethylene-
Isophthalic acid amide (nylon-6-6iP), hexamethylene adipic acid amide/hexamethylene terephthalic acid amide (nylon 6-6/6T), hexamethylene adipic acid amide/hexamethylene azelaic acid amide (nylon 6-6/6) -9), nylon copolymers such as hexamethylene adipic amide/hexamethylene azelaic amide/caprolactam (nylon 6-6/6-9/6) may also be used.
【0030】好ましいナイロンは6,6−6,11及び
12を包含する。Preferred nylons include 6, 6-6, 11 and 12.
【0031】本発明の組成物に使用されるポリアミドは
少なくとも10,000の数平均分子量(Mn)を有す
るものが好ましく、20,000〜50,000の範囲
の分子量(Mn)を有するものが更に好ましい。更に、
このようなポリアミドは好ましくはアミンの当量含量が
0.1ミリ当量/g又はそれより少ないものである。The polyamide used in the composition of the invention preferably has a number average molecular weight (Mn) of at least 10,000, and more preferably has a molecular weight (Mn) in the range of 20,000 to 50,000. preferable. Furthermore,
Such polyamides preferably have an equivalent content of amine of 0.1 meq/g or less.
【0032】本発明の繊維は優れた弾性を与えるのに十
分な量のブロック共重合体を含んでいることが必要であ
る。該繊維は、繊維に絹のような外観及び良好な強度を
与えるのに十分な量のナイロンを含有している。一般に
、繊維は該繊維の20〜77重量%の範囲がブロック共
重合体からなっている。好ましくは繊維の25〜75重
量%及び更に好ましくは50〜60重量%がブロック共
重合体である。好ましくは繊維の20〜75重量%はナ
イロンである。
更に好ましくは繊維の25〜65重量%がナイロンであ
り、最も好ましくは繊維の40〜50重量%がナイロン
である。
ブロック共重合体の 100重量部に対するナイロンの
量は30〜 300重量部の範囲、好ましくは 100
重量部である。It is necessary that the fibers of this invention contain a sufficient amount of block copolymer to provide excellent elasticity. The fiber contains a sufficient amount of nylon to give the fiber a silky appearance and good strength. Generally, the fibers consist of block copolymers in the range of 20-77% by weight of the fibers. Preferably 25-75% by weight of the fibers and more preferably 50-60% by weight are block copolymers. Preferably 20-75% by weight of the fibers are nylon. More preferably, 25-65% by weight of the fibers are nylon, and most preferably 40-50% by weight of the fibers are nylon. The amount of nylon per 100 parts by weight of the block copolymer ranges from 30 to 300 parts by weight, preferably 100 parts by weight.
Parts by weight.
【0033】本発明の繊維は当技術分野で公知の方法に
よって共押出し成形されてフィラメントを生成する。ブ
ロック共重合体及びナイロンを押出し成形し、その溶融
温度以下まで冷却した後、繊維をそのもとの長さの2倍
以上に“引伸し(drawn) ”又は延伸(stre
tch) する。好ましくは、繊維はもとの長さの3〜
5倍の間に引伸しされる。弛緩により繊維はらせん構造
(helix configuration) をとる
ようになる。The fibers of the present invention are coextruded to form filaments by methods known in the art. After the block copolymer and nylon are extruded and cooled below their melting temperature, the fibers are "drawn" or stretched to at least twice their original length.
tch). Preferably, the fibers have an original length of
It is enlarged between 5 times. Upon relaxation, the fibers assume a helix configuration.
【0034】繊維の重合成分は、特に一部のブロック共
重合体を取り囲んでいるのがナイロンである場合には最
終繊維生成物にとって取り囲んだ形のものは好ましくな
いが、近接した配置が好ましい。[0034] The polymeric components of the fibers are preferably arranged in close proximity, although an enclosed form is not preferred for the final fiber product, especially if it is nylon that surrounds some of the block copolymer.
【0035】繊維は更に加工することなく使用し得るが
、公知のいくつかの方法によって織ったり、縮らせたり
し得る。The fibers may be used without further processing, but may be woven or crimped by several known methods.
【0036】本発明の繊維は当初の直径が0.02mm
〜0.05mmの範囲に共押出し成形し得る。この細い
繊維は編んで弾性パンティストッキング又はストッキン
グにすることが出来、これは薄地で、すぐれたサポート
を与える。もちろん更に大きい直径の繊維を製造して薄
地を犠牲にしたより強度の大きいものにもし得る。The fiber of the present invention has an initial diameter of 0.02 mm.
It can be coextruded to a range of .about.0.05 mm. This fine fiber can be knitted into elastic pantyhose or stockings, which are thin and provide excellent support. Of course, even larger diameter fibers can be made to provide greater strength at the expense of thinness.
【0037】本発明の繊維は円形断面を有するように押
出し成形するのが好ましいが他の断面でもよく、また使
用可能である。広い表面積をもった形が光をよく反射し
、更に光沢を有するように見える。星形断面のような鋭
い裂け目は、汚れをとらえ、容易に汚れるようにみえる
ので好ましくない。繊維の引伸し及び弛緩は、もちろん
繊維の断面を更に変える。Although the fibers of the present invention are preferably extruded to have a circular cross section, other cross sections are possible and can be used. A shape with a large surface area reflects light well and appears to be more glossy. Sharp crevices, such as star-shaped sections, are undesirable because they trap dirt and appear to stain easily. Stretching and relaxing the fibers, of course, further alters the cross-section of the fibers.
【0038】共押出成形する2つの重合体溶融物は、許
容し得る押出し成形温度において類似の粘度を有してい
なければならない。ブロック共重合体の溶融粘度は、ス
チレン含量、ブロック共重合体の分子量を変えることに
より、又は可塑剤を加えることによって調整し得る。一
般に、比較的低分子量のブロック共重合体が、可塑剤を
使用する必要がなくなるか又は最小となるので、好まし
い。30,000〜185,000の範囲の数平均分子
量が好ましく、45,000〜85,000の数平均分
子量が更に好ましい、何故ならこのような分子量を有す
る重合体の溶融粘度が通常のグレードのナイロンの溶融
粘度とより近いからである。The two polymer melts to be coextruded must have similar viscosities at acceptable extrusion temperatures. The melt viscosity of the block copolymer can be adjusted by changing the styrene content, the molecular weight of the block copolymer, or by adding plasticizers. In general, relatively low molecular weight block copolymers are preferred because they eliminate or minimize the need for the use of plasticizers. A number average molecular weight in the range of 30,000 to 185,000 is preferred, and a number average molecular weight of 45,000 to 85,000 is more preferred, since the melt viscosity of the polymer having such a molecular weight is higher than that of normal grades of nylon. This is because the melt viscosity is closer to that of
【0039】許容し得る押出成形温度例えば 250℃
でのブロック共重合体対ナイロンの溶融粘度の比は、3
:1〜1:3の範囲がよい。更に、この比は 1.5:
1〜1:1.5の範囲が好ましい。可塑剤をいずれかの
重合体と一緒に用いると、上記の範囲の溶融粘度比が達
成し得る。[0039] Acceptable extrusion temperature, for example 250°C
The melt viscosity ratio of block copolymer to nylon is 3
:1 to 1:3 is preferable. Furthermore, this ratio is 1.5:
The range of 1 to 1:1.5 is preferable. When a plasticizer is used with either polymer, melt viscosity ratios in the above range can be achieved.
【0040】使用し得る可塑剤は押出し成形温度におい
て揮発性であってはならず、2つの重合体相の界面にお
いて離型剤として作用してはいけない。プロセスオイル
は離型剤として作用し、重合体相間の接着性を破壊する
。この事は、ダイの中でオイルが蒸気となり、重合体の
界面で濃縮した場合に起る。それ故押出し成形機のダイ
温度以上の初期の沸点を有するプロセスオイルが必要で
ある。プロセスオイルを使用する時には初期沸点が 2
30℃又はそれ以上を有するものが好ましい。The plasticizer that may be used must not be volatile at the extrusion temperature and must not act as a mold release agent at the interface of the two polymer phases. The processing oil acts as a mold release agent and destroys the adhesion between the polymer phases. This occurs when the oil vaporizes in the die and condenses at the polymer interface. Therefore, a process oil is required that has an initial boiling point above the extruder die temperature. When using process oil, the initial boiling point is 2.
Those having a temperature of 30°C or higher are preferred.
【0041】繊維は酸性染料を含めた公知のナイロン用
の染料を用いて染色し得る。酸性染料は、さらされてい
るブロック共重合体の表面は一般的に染色せず、これは
本発明の繊維のもう1つの長所である。何故なら未染色
のブロック共重合体は半透明であり、この繊維を編んだ
り、織ったりした生成物は、全部ナイロンの繊維で作っ
た品物よりも更に薄地であるようにみえる。The fibers may be dyed using known dyes for nylon, including acid dyes. Acid dyes generally do not stain the exposed block copolymer surface, which is another advantage of the fibers of the present invention. Because undyed block copolymers are translucent, products made from knitted or woven fibers appear thinner than articles made from all nylon fibers.
【0042】重合体繊維に有用であることが公知である
他の添加剤及び処理剤もまた本発明の繊維に配合し得る
。これらはつや消し用の添加剤、顔料、染料、帯電防止
用の添加剤、難燃剤、明白剤、カーボンブラック及びこ
れらを組み合わせた充填剤を含む。Other additives and treatments known to be useful for polymeric fibers may also be incorporated into the fibers of this invention. These include matting additives, pigments, dyes, antistatic additives, flame retardants, brightening agents, carbon black and fillers in combinations thereof.
【0043】本発明の繊維は編んだり織ったりして織物
にし得る。織物は男性用又は女性用のソックス、ストッ
キング又はパンティーストッキングとして有用である。
該繊維はナイロン繊維に典型的な優れた絹のような外観
を有するが、ナイロンで覆ったスパンデックス繊維より
も更に弾性がある。The fibers of the present invention may be knitted or woven into fabrics. The fabric is useful as socks, stockings or pantyhose for men or women. The fibers have the excellent silky appearance typical of nylon fibers, but are more elastic than nylon-covered spandex fibers.
【0044】本発明のブロック共重合体は、これまで共
押出し成形のナイロン繊維に用いられていたポリウレタ
ンよりも更に高温で熱的に安定である。ナイロン6−6
のようなナイロンは、ナイロン6−6の高い溶融温度の
ためにポリウレタンと共押出し成形できないが、ナイロ
ン6−6と本発明のブロック共重合体は共押出し成形す
ることができる。The block copolymers of the present invention are more thermally stable at high temperatures than polyurethanes previously used in coextruded nylon fibers. nylon 6-6
Although nylons such as Nylon 6-6 cannot be coextruded with polyurethane due to the high melting temperature of Nylon 6-6, Nylon 6-6 and the block copolymers of the present invention can be coextruded.
【0045】先行技術の繊維のポリウレタン成分はまた
、本発明の繊維のブロック共重合体部分よりも高価であ
る。それ故に本発明の繊維は先行技術の共押出し繊維よ
りも低コストで製造し得る。The polyurethane component of the prior art fibers is also more expensive than the block copolymer portion of the fibers of the present invention. Therefore, the fibers of the present invention can be produced at lower cost than prior art coextruded fibers.
【0046】本発明の繊維及びそれから生成した品物は
、優れた“強度”、ヒステリシス、、フィット性、外観
、耐久性、耐フィット及び磨耗性を示した。The fibers of the present invention and articles made therefrom exhibited excellent "strength", hysteresis, fit, appearance, durability, fit resistance, and abrasion resistance.
【0047】実施例
弾性ナイロン6−官能性ブロック共重合体繊維の製造ブ
メック共重合体は、数平均分子量約52,000を有し
、30重量%のスチレンを含有するスチレン及びブタジ
エンのトリブロックであった。末端のブロックはほぼ等
分子量のポリスチレンブロックであった。ブロック共重
合体は、選択的に水素化して、当初のエチレン性不飽和
の99%以上、当初の芳香族不飽和の5%以下を除去し
た。水素化ブロック共重合体を過酸化物遊離基開始剤の
存在下、無水マレイン酸で共押出し成形中にグラフト化
し、無水マレイン酸として約2重量%の官能性を含有す
るものとした。EXAMPLE Preparation of Elastic Nylon 6-Functional Block Copolymer Fiber Bumek copolymer is a triblock of styrene and butadiene having a number average molecular weight of about 52,000 and containing 30% by weight styrene. there were. The terminal blocks were polystyrene blocks of approximately equal molecular weight. The block copolymer was selectively hydrogenated to remove more than 99% of the original ethylenic unsaturation and less than 5% of the original aromatic unsaturation. The hydrogenated block copolymer was grafted during coextrusion with maleic anhydride in the presence of a peroxide free radical initiator to contain about 2% functionality by weight as maleic anhydride.
【0048】試みに、DSM 473GL(Enka社
より市販されているナイロン6)、及び50/50m/
m比の官能性ブロック共重合体を用いて繊維を共押出し
成形した。ブロック共重合体がナイロンよりも粘稠であ
ったため、この共押出し成形の試みは不成功に終った。In an attempt, DSM 473GL (nylon 6 commercially available from Enka) and 50/50m/
Fibers were coextruded using m ratio functional block copolymers. This coextrusion attempt was unsuccessful because the block copolymer was more viscous than nylon.
【0049】次に官能性ブロック共重合体85重量部を
、初期沸点が約 240℃のプロセスオイル、即ちDr
akol 4465 と混合して、ナイロン6の溶融粘
度までブロック共重合体の溶融粘度を下げた。Next, 85 parts by weight of the functional block copolymer was added to a process oil having an initial boiling point of about 240°C, namely Dr.
The melt viscosity of the block copolymer was reduced to that of nylon 6 by mixing with akol 4465.
【0050】直径 0.035mmの円形ホールを有す
る 126ホールの紡糸口金によって、ナイロンとオイ
ル含有官能化重合体を50/50m/m比で共押出し成
形して繊維を製造した。次に繊維を冷却し、126 の
繊維の束を一つの糸巻に巻いた。束を引伸した場合は、
それぞれの繊維は弛緩によりらせん構造をとらないが、
それぞれの繊維を束から分離し、その長さを約3倍に引
伸ばし、次いで弛緩した場合には、優れた弾性を有する
きちんとしたらせん構造をとった。Fibers were produced by coextrusion of nylon and oil-containing functionalized polymer in a 50/50 m/m ratio through a 126-hole spinneret with circular holes of 0.035 mm diameter. The fibers were then cooled and the 126 fiber bundle was wound into a spool. If you enlarge the bundle,
Each fiber does not assume a helical structure due to relaxation, but
Each fiber was separated from the bundle, stretched to approximately three times its length, and then, when relaxed, assumed a neat helical structure with excellent elasticity.
Claims (17)
ル芳香族単量体単位からなる少なくとも2個のブロック
、(ii)水素化以前に主として重合性共役ジオレフィ
ン単量体単位からなる少なくとも1個のブロック、及び
(iii) 平均して重合体1分子に対して2〜20個
の範囲の酸又は無水物の基、を含む、官能化され、選択
的に水素化されたブロック共重合体 100重量部;並
びに(b)ナイロン30〜300 重量部の範囲からな
る共押出成形した弾性繊維。1. (a) (i) at least two blocks consisting primarily of polymerizable monovinyl aromatic monomer units; (ii) at least one block consisting primarily of polymerizable conjugated diolefin monomer units prior to hydrogenation; and (iii) on average ranging from 2 to 20 acid or anhydride groups per polymer molecule. 100 parts by weight; and (b) a coextruded elastic fiber in the range of 30 to 300 parts by weight of nylon.
体がエチレン性不飽和の90%以上及び芳香族不飽和の
10%以下を飽和したものである請求項1に記載の繊維
。2. The fiber of claim 1, wherein the selectively hydrogenated block copolymer is saturated with 90% or more of ethylenic unsaturation and 10% or less of aromatic unsaturation.
範囲の平均直径を有する請求項1又は2に記載の繊維。3. Fibers according to claim 1 or 2, wherein the fibers have an average diameter in the range from 0.02 mm to 0.05 mm.
ずれか1項に記載の繊維。4. The fiber according to claim 1, having a helical structure.
2倍以上の長さに伸長し、次に繊維を弛緩することによ
ってらせん構造としたものである請求項4に記載の繊維
。5. The fiber according to claim 4, wherein the coextruded fiber is elongated to a length that is at least twice its original length, and then the fiber is relaxed to form a helical structure. .
合体である請求項1〜5のいずれか1項に記載の繊維。6. The fiber according to claim 1, wherein the block copolymer is a triblock copolymer.
が、水素化以前に、主としてポリブタジエン、ポリイソ
プレン又はブタジエン−イソプレン共重合体である請求
項6に記載の繊維。7. A fiber according to claim 6, wherein the central block of the triblock copolymer is, prior to hydrogenation, primarily polybutadiene, polyisoprene or butadiene-isoprene copolymer.
が主としてポリスチレンである請求項6又は7のいずれ
かに記載の繊維。8. A fiber according to claim 6, wherein the end blocks of the triblock copolymer are primarily polystyrene.
〜8のいずれか1項に記載の繊維。[Claim 9] Claim 1 wherein the nylon is nylon 6.
9. The fiber according to any one of items 1 to 8.
有する請求項1〜9のいずれか1項に記載の繊維。10. A fiber according to claim 1, which has a substantially circular cross-section before drawing.
1分子当り2〜16個、好ましくは4〜12個の範囲の
官能基を含む請求項1〜10のいずれか1項に記載の繊
維。11. A fiber according to claim 1, wherein the block copolymer contains on average from 2 to 16, preferably from 4 to 12, functional groups per polymer molecule. .
ク共重合体に無水マレイン酸を溶融グラフト化すること
によって官能化されたものである請求項1〜11のいず
れか1項に記載の繊維。12. A fiber according to claim 1, wherein the block copolymer is functionalized by melt grafting maleic anhydride onto a hydrogenated block copolymer.
在下で実施したものである請求項12に記載の繊維。13. The fiber of claim 12, wherein the melt grafting is carried out in the presence of a free radical initiator.
50℃における溶融粘度の比が 1.5:1〜1:1.
5 の範囲である請求項1〜13のいずれか1項に記載
の繊維。14. Block copolymer versus nylon 2
The ratio of melt viscosity at 50°C is 1.5:1 to 1:1.
14. The fiber according to any one of claims 1 to 13, wherein the fiber is in the range of 5.
ける溶融粘度対ナイロンの250℃における溶融粘度の
比を1:1.5 〜 1.5:1の範囲内に低下させる
のに十分な量の可塑剤を更に含む請求項1〜13のいず
れか1項に記載の繊維。15. Plasticizing in an amount sufficient to reduce the ratio of the melt viscosity at 250° C. of the block copolymer to the melt viscosity at 250° C. of the nylon to within the range of 1:1.5 to 1.5:1. The fiber according to any one of claims 1 to 13, further comprising an agent.
載の繊維からなる編み物又は織り物。16. A knitted or woven fabric comprising the fiber according to any one of claims 1 to 15.
載の繊維からなるストッキング又はパンティストッキン
グ。17. Stockings or pantyhose made of the fiber according to any one of claims 1 to 15.
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