JPH04316646A - 新規な弾性布帛 - 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】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ポリエステル系エラス
トマーと架橋ポリウレタンとからなる複合糸を用いた新
規な弾性布帛に関する。

【０００２】

【従来技術】弾性布帛を得る方法として従来より、ウレ
タン弾性糸にナイロン、ポリエステル等の汎用糸と交編
交織したり、ナイロン、ポリエステル糸等を巻き付けた
いわゆるカバリング糸として、また他種繊維とひき揃え
て撚糸として用いられている。しかしながら、このウレ
タン弾性糸は、紡糸時の捲取り性及び糸の膠着、摩擦の
大きさのため各種糸加工、編み織り等の後工程での操業
性に問題がある。これらの改善のため、主として油剤か
らの対策が実施されており、例えばジメチルシリコン主
体の油剤中に金属石鹸、モノアミン類の添加などが開示
されている（特公昭４０−５５５７、特公昭４６−１６
３１２）。また別の膠着防止法として、我々は特公昭６
１−１４２４５号公報に、鞘にウレタン、芯に架橋した
ポリウレタンを配置した芯鞘型ポリウレタン系複合弾性
糸の製造方法を提案している。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】このうち、油剤からの
改善は、ある程度の効果は認められるものの完全ではな
く限度がある。即ち、紡糸して捲取る場合を考えてみる
と、糸の膠着を減少させれば綾落ち、捲崩れなどによっ
て長時間の捲取りが不可能となり易い。この傾向は捲取
り速度が大きくなるほど（例えば、５００ｍ／分以上）
、又捲取る際のボビンの径が小さくなるほど（例えば、
直径１００ｍｍ以下）顕著となる。一方、膠着を糸にも
たせれば、長時間の捲取り性は可能となるも、後工程で
糸の解除ができなくなるため重大なトラブルが発生する
。このように、油剤の微妙なコントロールだけでは、対
応がつかないことが多い。

【０００４】一方、ウレタン−ウレタン型の芯鞘複合弾
性糸の場合には、膠着は少なくなるものの完全ではなく
、紡糸時での高速でかつ小径ボビンでの長時間捲取り性
、たて取り性及び後工程での糸の取扱い性に難点があっ
た。

【０００５】従って、本発明は、ポリウレタン弾性糸に
特有の欠点である膠着がなく紡糸時の長時間捲取りが可
能であり又、取扱い性に優れ且つ伸縮弾性に富んだ新規
な複合弾性糸を用いた弾性布帛を提供するにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明者等は、従来の技
術で得られる布帛の問題点を解決するため芯鞘型複合弾
性糸について鋭意研究を進め、本発明を完成した。

【０００７】即ち、本発明の弾性布帛は、ポリエステル
系エラストマーを鞘とし、架橋ポリウレタンを芯とした
複合糸であって、芯／鞘複合比が断面積比で３〜９０で
ある複合糸を用いた事を特徴とする。

【０００８】以下、本発明を詳しく説明する。本発明を
達成する芯成分の架橋ポリウレタンとは、通常の熱可塑
性ポリウレタンではなく、これに積極的に分子内に主と
してアロファネート架橋構造を導入した架橋型ポリウレ
タンである。

【０００９】この製造方法としては、我々の提案した特
公昭５８−４６５７３号公報に記載の方法を利用すれば
良い。即ち、溶融した熱可塑性ポリウレタンにポリイソ
シアネートを注入混合し、紡糸中或いは紡糸後に反応を
完結させる方法である。ここで熱可塑性ポリウレタンと
は、分子中にウレタン結合、ウレア結合を有する広義の
ポリウレタンをいい、熱可塑性で溶融紡糸可能であれば
、綿状ウレタンでも一部架橋結合を有するウレタンでも
良い。

【００１０】この熱可塑性ポリウレタンの硬度としては
６０〜９８の範囲が好ましい。硬度が６０未満になると
得られる糸の回復力が劣ること、また紡糸安定性が悪く
なることなどの問題が発生するため好ましくない。逆に
、硬度が９８を超えるとポリウレタンそのものの回復性
が劣り捲縮構造によらなければ糸の回復力は望めないし
、また、該硬度のポリウレタンの最適紡糸条件範囲が極
めて狭い等の問題があるため好ましくなく、好適には、
６５〜９５の範囲が良い。

【００１１】このようなポリウレタンに酸化チタン、紫
外線安定剤、紫外線吸収剤、抗菌剤などを添加すること
も好ましい。

【００１２】本発明で用いるポリイソシアネートとして
は、分子量３００〜４０００の２ないし３の範囲の官能
度の水酸基を持つ多官能ポリオールと、多官能イソシア
ネート（例えば、次フェニルメタンジイソシアネート、
３官能イソシアネート、或いはこれらの混合物でも良い
）ととの反応物を挙げることができる。このポリイソシ
アネートの官能度としては、ポリオール成分の計算平均
官能度が２．０３〜２．８の間が、又、多官能イソシア
ネート成分としての平均官能度が、２．０〜２．８の範
囲のものを使用する事が好ましい。ポリオール成分の平
均官能度が２．０の場合には、ポリイソシアネートの中
にフリーのイソシアネート基を存在させることが望まし
く、例えば、イソシアネート基モル数／水酸基モル数の
比Ｒが２．０を越えるようにすれば良い。更に、このＲ
が２．１以上であれば芯成分の耐熱性が向上し好都合で
ある。

【００１３】芯成分中のポリイソシアネートの添加量は
、紡糸に供する熱可塑性ポリウレタンと該ポリイソシア
ネートとの混合物に対して５〜４０重量％の範囲である
ことが望ましい。添加量は、使用するポリイソシアネー
トの種類により異なるものであるが、添加量が４０重量
％を越えると混合不均一で紡糸が不安定となったり、糸
の機械的性質も不満足なものしか得られず、逆に５％未
満となると耐熱性が劣るので好ましくない。

【００１４】以上のようにして、芯成分として主として
アロファネート架橋結合を持つ架橋ポリウレタンを得る
事ができる。この際、この架橋構造が主としてビューレ
ット結合による場合には紡糸性が極端に悪くなるので好
ましくない。即ち、ビューレット架橋結合の生成速度が
アルファネート架橋結合のそれに比し大きいため、紡糸
中に系の粘度が上昇し安定な紡糸が不可能となり易いか
らである。

【００１５】本発明に用いられるポリエステル系エラス
トマーとしては、ハードセグメントとして短鎖エステル
部、即ち芳香族ジカルボン酸と分子量約２５０以下の低
分子量ジオールからなり、ソウトセグメントとして長鎖
ポリエーテル部及び又は長鎖ポリエステル部から構成さ
れるエラストマーである。例えば、ハードセグメントを
構成する芳香族ジカルボン酸としては、テレフタル酸、
イソフタル酸、ビ安息香酸、２個のベンゼン核を有する
置換ジカルボキシ化合物、例えばビス（ｐ−カルボキシ
フェニル）メタン、ｐ−（オキシ（ｐ−カルボキシフェ
ニル）安息香酸、エチレン−ビス（ｐ−オキシ安息香酸
）、１，５−ナフタリンジカルボン酸などがあるが、特
にフェニレンジカルボン酸、即ちテレフタル酸及びイソ
フタル酸が好ましい。一方、分子量約２５０以下の低分
子量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、テトラメチレングリコール、ヘキサメチレ
ングリコール、シクロヘキサンジメタノール、レゾルシ
ノール、ハイドロキノンなどがあり、特に好ましいのは
２〜８個の炭素原子を含む脂肪族ジオールである。

【００１６】他方、ソフトセグメントを構成する長鎖ポ
リエーテル部としては、分子量５００〜６０００のポリ
（１，２−及び１，３−プロピレン）グリコール、ポリ
テトラメチレングリコール、エチレンオキシドと１，２
−プロピレンオキシドのランダムもしくはブロック共重
合体などがあるが、好ましくはポリテトラメチレングリ
コールが良い。

【００１７】又、長鎖ポリエステル部としては、ポリ脂
肪族ラクトンジオール例えばポリカプロラクトンジオー
ル、ポリバレロラクトンジオール等があり、特にポリカ
プロラクトンジオールが好ましい。この他長鎖ポリエス
テル部として脂肪族ポリエステルジオール、例えばアジ
ピン酸、セバシン酸、１，３−シクロヘキサンジカルボ
ン酸、グルタル酸、琥珀酸、蓚酸、アゼライン酸などの
２塩基酸と、１，４−ブタンジオール、エチレングリコ
ール、プロピレングリコール、ヘキサメチレングリコー
ルなどの低分子量ジオールとの反応物があり、特にポリ
ブチレンアジペートが好ましい。このようなポリエステ
ル系エラストマーの中でも特に、ハードセグメントがポ
リブチレンテレフタレート、ソフトセグメントが分子量
６００〜３０００のポリテトラメチレングリコールで構
成されているポリエステル／エーテル系エラストマーが
好ましい。

【００１８】これは、ハードセグメントを結晶化速度が
非常に大きいポリブチレンテレフタレートにする事によ
り、熱可塑性エラストマーの最大の特徴である成形性が
良くなるためであり、又低温特性の良いポリテトラメチ
レングリコールをソフトセグメントにする事により、低
温屈曲性、耐水性、耐疲労性等エラストマーとしてバラ
ンスの良い性質を有するものが得られるためである。 又、ポリエステル／エーテル系エラストマーよりも耐候
性、耐熱老化性を向上させるには、ポリエステル／エス
テル系エラストマー即ちハードセグメントとしてポリブ
チレンテレフタレート、ソフトセグメントとして分子量
６００〜３０００のポリカプロラクトンジオールからな
るエラストマーが好ましい。

【００１９】このような鞘成分に耐光剤、酸化チタンな
どの艶消し剤、抗菌剤、導電剤、難燃剤などを添加させ
ることも可能である。

【００２０】次に芯鞘の複合比率について述べると、こ
の芯／鞘成分の複合比は断面積比で３〜９０の範囲が好
ましい。芯／鞘成分の比率が３未満になると得られる糸
の弾性回復性、高温下からの回復性、耐熱性が不足する
し、逆にこの比率が９０を越えると、鞘成分が破れたり
、芯成分が糸表面に露出し易くなり、紡糸性、操業性に
悪影響を及ぼすので好ましくない。

【００２１】次に、芯鞘の複合形態としては、芯鞘両成
分の重心が同一であることが紡糸安定性の面、得られる
糸の均一性の面からも好ましい。キドニータイプのよう
な極端な偏心でなければ多少の偏心も構わない。また、
該複合糸の断面形状は、円形でも又、異形でも構わない
。ここで、重要なことは、複合糸の鞘が芯を完全に覆っ
ていて、且鞘と芯の重心点が主として同一であるので、
芯鞘両成分の粘度バランスが多少異なっても紡糸性が非
常に良いことである。このことは、キドニータイプのよ
うな極端な偏心型の断面形状を持つような糸においては
、まねのできないことである。

【００２２】以上のようにして得られた複合弾性糸を使
用して、通常ポリウレタン弾性糸が用いられている方法
と同様に、弾性布帛をつくる事ができる。例えば、他種
繊維（ナイロン、ポリエステル等）とひき揃えて撚糸と
しあるいは本複合弾性糸をコアヤーンとするカバリング
糸の形で編織布とする方法、さらには本複合弾性糸から
なる糸と多種繊維からなる糸を交編織する方法などがい
ずれも利用できる。

【００２３】この混率としては、ストッキングなどの比
較的組織の荒い用途織編物では５重量％以上含んだもの
であればよく、１０重量％以上含んでいるのが好ましい
。更に水着、スラックスなどの比較的組織の密な用途織
編物でも１５重量％以上含んでいれば良い。

【００２４】

【本発明の効果】芯が架橋ポリウレタンであり、鞘がポ
リエステル系エラストマーであるため、耐熱性もポリウ
レタン単独糸より良好である。例えば、本発明糸を室温
にて３０％伸長した後、１９０℃の空気雰囲気中に１分
間置き、次いで室温下に緩和させた場合でも、全く溶融
切断することはない。

【００２５】更に、糸の取扱い性も非常に良好である。 即ち、紡糸した糸を捲返しなどせずにそのまま後工程に
流すことができるし、又、いわゆるたて取りも可能であ
る。

【００２６】又、溶融紡糸法であり、油剤も安価なエマ
ルジョン糸でよく工業生産上有利であるという特徴を有
している。

【００２７】以上のように優れた特徴を有する複合弾性
糸を用いた弾性布帛は従来のポリウレタン糸にない操業
性、品質を併せ持つに至る。従って、ストッキング、水
着、ソックス、インナー等の弾性布帛として好適に用い
る事ができる。

【００２８】

【実施例】以下、本発明を実施例により具体的に説明す
るが、本発明はこれにより限定されるものではない。

【００２９】実施例１ Ｉ　　芯成分 ・熱可塑性ポリウレタン 数平均分子量２０００のポリブチレンアジペート１８モ
ル％とｐ，ｐ′−ジフェニルメタンジイソシアネート５
０モル％及び、鎖延長剤として１，４−ブタンジオール
３２モル％を用いて、常法により合成した。このものの
ジメチルホルムアミド中２５℃で測定した濃度１ｇ／１
００ｍｌでの相対粘度は２．１３であった。

【００３０】・ポリイソシアネート 数平均分子量１２５０のポリカプロラクトンジオール１
３．３モル％、数平均分子量１２５０のポリカプロラク
トントリオール１３．３モル％（ポリオール成分の計算
平均官能度＝２．５）と、ｐ，ｐ′−ジフェニルメタン
ジイソシアネート７３．３モル％とを反応させこの化合
物を得た。

【００３１】ＩＩ　　鞘成分 ・ポリエステル／エーテル系エラストマーであるハイト
レル４０４７（東レ・デュポン（株）社製）を用いた。

【００３２】上記熱可塑性ポリウレタンの溶融時に上記
ポリイソシアネート１５重量％を公知の供給装置で注入
し、静止型混練素子４０エレメントを有するスタティッ
クミキサ（ケニックス社製）にて両成分を混練して芯成
分とし、他方上記ポリエステル系エラストマーを別の押
出機により溶融し各々別々に計量して、同心円上の芯鞘
複合口金（ノズル径０．５ｍｍ）に導き、紡糸速度６０
０ｍ／分にて外径８５ｍｍのボビンに繊度４０デニール
の複合モノフィラメントを得た。この際、油剤はポリエ
ステル繊維編み用エマルジョン油剤を用いた。

【００３３】次に、鞘成分をポリエステル系エラストマ
ーから上記熱可塑性ポリウレタンにして同様に複合紡糸
した。この時の紡糸油剤として、イソシアネート基失活
剤であるアミノ変性シリコンを５重量％、０．１重量％
含むジメチルシリコン主体の油剤を付与して捲取った（
それぞれ比較例１−２，１−３）。

【００３４】表１にその結果を示した。

【表１】

【００３５】表中、回復性とは、室温下で１００％伸長
−緩和を２回繰り返した後、次式で計算される値であり
、この値が大きいほど、回復性に優れている事を示す。

【００３６】解舒係数とは、ボビン上に捲取られた複合
糸を５０ｍ／分の速度で解舒するとき、ボビン表面の膠
着のため糸の解舒が不可能となったときのボビン表面速
度と捲き取りローラの表面速度との比である。

【００３７】繊維間摩擦力とは、総デニールが４００ｄ
となるよう単糸を合糸し（例えば、４０ｄであれば１０
本の糸をつくる）、第１図に示す交叉法により２次張力
（Ｔ２）を測定する。図１において、初荷重（Ｔ１）は
１ｇ、糸交叉回数は１回撚（３６０°回転）、糸速は２
ｃｍ／分である。

【００３８】紡糸捲取性とは、紡糸速度６００ｍ／分、
径８５ｍｍボビンに捲くとき綾落ち、捲崩れをすること
なしに捲取れる時間である。

【００３９】表１より、ウレタン−ウレタン型の比較例
１−２のように膠着をなくすと紡糸捲取り性は４８分と
不良であるが、逆に比較例１−３のように膠着させると
、捲取り性は良くなるもののこの糸は捲返ししなければ
後工程では使用不可であり、又たてどり性も不良であた
。

【００４０】一方、比較例１−１のように芯鞘の複合比
が２／１となると糸の回復性が悪くなるのに比し、複合
比が４／１、２０／１の実施例１−１、１−２の複合糸
はその回復性が良くなっている事が分かる。又、解舒性
、たてどり性、繊維間摩擦などが非常に良好である事も
分かる。しかし、この複合比が比較例１−４のように１
００／１となると解舒性、繊維間摩擦などで変動が生じ
て取扱い性が不良となっている。これは、鞘部分が破れ
芯のポリウレタンが露出しているためと考えられる。

【００４１】実施例２ 実施例１−２、比較例１−３の糸を用いて水着を作成し
た（比較例１−３の糸は捲返した後の糸を用いた）。

【００４２】それぞれ６２１本の糸から、次の条件で８
本の整経ビームをとった。 整経機：ＫＭＤＳＥ２１０−ＯＰＷ（ＫＡＲＬ　　ＭＡ
ＹＥＲ　　社製） ・整経条件：送り出しローラ（クリール速度）　　１５
０ｍ／分 テンションローラ　　　　　　　　　　　　　　　　３
４０ｍ／分ビーム速度　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　３００ｍ／分

【００４３】次いで、この
ビームを用いて次の条件で編み立てを実施した（なお、
ナイロン側の整経本数は６２４本とした）。 ・ナイロン／複合糸の糸比率：ナイロン（５０ｄ／２４
ｆ）／複合糸（４０ｄ／１ｆ）＝８２％／１８％・編み
機：ＫＥＩＩＩ　（ＫＡＲＬ　　ＭＡＹＥＲ　　社製）
速度（１３００ｒｐｍ）×２８ゲージコンパウンドニー
ドル ・編み組織：ハーフトリコット

【００４４】この生機を公知の方法で精練、１９０℃熱
セットをしネービーブルーに染色した。この後、１７０
℃でセットし水着に縫製した。

【００４５】以上の結果を表２に示した。

【表２】

【００４６】表中、整経性とは、この工程中に機械を糸
切れのために止めた回数を１０６　ｍ当たりに換算した
値である。編み立て性とは、１反当たり編み立て時に切
れた回数である。水着におけるたて筋とは、５級がほと
んど立て筋が認められなく良好であり、次いで６，７，
８級とたて方向の筋が顕著となり、９級の場合には製品
として不良であることを表す。

【００４７】又、タテ（ヨコ）回復性は、水着をたて方
向（よこ方向）にそれぞれ８０％の伸長−回復を３回繰
り返した時、次式で計算される値である。 ここで３回目の歪量とは、３回目の永久歪量（％）であ
る。

【００４８】第２表より、整形性、編み立て性そして製
品としての品位が本発明例の方が優れている事が分かる
。

【図面の簡単な説明】

【図１】繊維間摩擦力を測定する装置略図。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　ポリエステル系エラストマーを鞘とし
   、架橋ポリウレタンを芯とした複合糸であって、芯／鞘
   複合比が断面積比で３〜９０であることを特徴とする複
   合糸を用いた弾性布帛。
2. 【請求項２】　　芯成分中のポリウレタンの架橋がポリ
   イソシアネートによる請求項１記載の複合糸を用いた弾
   性布帛。