KR101874136B1 - 점착 방지 첨가제를 함유하는 탄성 섬유의 제조 및 사용 방법 - Google Patents

Abstract

탄성 섬유를 위한 점착 방지 첨가제의 제조 및 사용 방법이 개시되어 있다. 탄성 섬유는 CE 첨가제를 포함한다.

Description

점착 방지 첨가제를 함유하는 탄성 섬유의 제조 및 사용 방법 {METHODS OF MAKING AND USING ELASTIC FIBER CONTAINING AN ANTI-TACK ADDITIVE}

스판덱스는 종래의 비탄성 섬유와 비교시 증가된 점착성을 나타내는 것으로 알려져 있다. 증가된 점착성으로 인해 스판덱스 필라멘트는 서로 들러붙거나 또는 대신에 다양한 표면에 부착할 수 있다. 높은 점착성은 특히 스판덱스 필라멘트가 코어 둘레로 권취되는 패키징에서 문제된다. 섬유들의 인접함에 섬유 상의 압력이 더해져, 특히 코어 근처에는 인접한 필라멘트 조각들이 서로 들러붙게 되어, 권취된 패키지로부터 절단되지 않으면서 섬유를 제거하기 어려워지므로, 얻어진 필라멘트를 사용 불가능하게 만들 수 있다. 사용 불가능한 필라멘트는 통상 코어에서 발생하며, "코어 웨이스트(core waste)"라고 지칭된다. 필라멘트 점착성은 패키징 후 보관 중에 시간 및 온도에 따라 증가할 수 있다. 보다 긴 저장 시간 및 보다 높은 온도는 새로 방사되고 패키징된 스판덱스보다 증가된 점착성 및 보다 많은 코어 웨이스트로 이어진다. 따라서, 스판덱스 점착성의 감소는 코어 웨이스트를 감소시키고, 비용 효율성을 증가시킬 것이다.

본 개시물을 보다 상세히 기재하기 전에, 본 개시물은 기재된 특정 실시양태에 제한되지 않으며, 물론 변경될 수도 있다는 것이 이해되어야 한다. 또한 본 개시물의 범위는 첨부된 청구범위에 의해서만 제한될 것이므로, 본원에 사용된 용어는 특정 실시양태를 기재하기 위한 목적을 위한 것일 뿐, 제한하려는 것으로 의도되지 않는다는 것이 이해되어야 한다.

달리 정의되지 않는 한, 본원에서 사용된 모든 기술 및 과학 용어는 본 개시물이 속한 기술 분야의 통상의 기술자에 의해 통상적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 갖는다. 본원에서 기재된 것과 유사하거나 동등한 임의의 방법 및 물질이 또한 본 개시물의 실시 또는 시험에 사용될 수 있음에도, 바람직한 방법 및 물질은 이하 기재되는 바와 같다.

본 명세서에서 인용된 모든 발행물 및 특허는, 각각의 개별 발행물 또는 특허가 구체적으로 및 개별적으로 참조로서 포함되는 것으로 나타내어지는 것처럼 참조로 본원에 포함되고, 간행물이 인용된 것과 관련된 방법 및/또는 물질을 개시하고 기술하기 위해 참조로 본원에 포함된다. 임의의 발행물의 인용은 출원일에 선행한 그 개시에 대한 것이고, 본 개시물이 선행 개시의 효력에 의해 그러한 발행물에 선행하는 것으로 자격이 주어지지 않음의 시인으로서 이해되어서는 안 된다. 또한, 제공된 발행 일자는 독립적으로 확인될 필요가 있을 수 있는 실제 발행 일자와는 상이할 수 있다.

본 개시물의 정독시 통상의 기술자에게 명백한 바와 같이, 본원에서 기재되고 예시된 개별적 실시양태 각각은 본 개시물의 범위 또는 취지를 벗어나지 않고도 임의의 다른 여러 실시양태의 특징으로부터 용이하게 분리되거나 또는 조합될 수 있는 별개의 구성성분 및 특징을 갖는다. 임의의 인용된 방법은 인용된 사건의 순서로 또는 논리적으로 가능한 임의의 다른 순서로 수행될 수 있다.

본 개시물의 실시양태는 달리 명시되지 않는 한, 당업계의 기술 내에 있는 화학, 섬유, 직물 등의 기술을 사용할 것이다. 그러한 기술들은 문헌에 충분히 설명되어 있다.

하기의 실시예는 통상의 기술자에게, 본원에 개시되고 청구된 방법의 수행 및 조성물 및 화합물의 사용 방법의 완전한 개시 및 기재를 제공하기 위해 제시된다. 수치 (예를 들어, 수량, 온도 등)에 대해 정확성을 보장하기 위해 노력하였으나, 일부 오류 및 편차는 고려되어야 한다. 달리 명시되지 않는 한, 부는 중량부이고, 온도는 ℃이고, 압력은 대기압이다. 표준 온도 및 압력은 25 ℃ 및 1 기압으로서 정의된다.

본 개시물의 실시양태를 자세히 기재하기 전에, 달리 명시되지 않는 한 본 개시물은 특정 물질, 시약, 반응 물질, 제조 공정 등에 국한되지 않으며, 이들은 변경될 수 있음이 이해되어야 한다. 또한, 본원에서 사용되는 용어는 특정 실시양태를 기술하기 위한 것일 뿐, 제한하려는 것으로 의도된 것은 아님이 이해되어야 한다. 또한, 논리적으로 가능한 경우 본 개시물에서 단계들이 상이한 순서로 수행되는 것도 가능하다.

명세서 및 첨부된 청구범위에서 사용된 바와 같이, "한", "하나" 및 "그"("a", "an" 및 "the")의 단수 형태는 문맥상 명확히 달리 지시하지 않는 한, 복수의 지시 대상을 포함함을 유의해야 한다. 따라서, 예를 들어 "지지체"의 언급은 복수개의 지지체를 포함한다. 본 명세서 및 하기의 청구범위에서의 다수의 용어는 반대 의도가 명백하지 않은 한, 하기 의미를 갖도록 정의되는 것으로 참조될 것이다.

정의

본원에서 사용되는 용어 "점착 방지제" 또는 "점착 방지 첨가제"는 스판덱스 필라멘트 제조에 사용되는 첨가제 또는 제제를 지칭한다. 한 실시양태에서 점착 방지제는 스판덱스 필라멘트의 점착성을 감소시킬 수 있다.

본원에서 사용되는 용어 "가용성"은 점착 방지제에 적용시, 디메틸 아세트아미드 (DMAc), 디메틸 포름아미드 (DMF) 및 N-메틸 피롤리돈 (NMP)를 포함하되 이에 제한되지 않는, 스판덱스 방사에 사용되는 전형적인 용매에서의 점착 방지제의 용해능을 지칭한다.

본원에서 사용되는 용어 "섬유"는 텍스타일 뿐 아니라 직물 및 얀 제조에 사용될 수 있는 필라멘트 물질을 지칭한다. 하나 이상의 섬유가 사용되어 직물 또는 얀을 생산할 수 있다. 얀은 당업계에 공지된 방법에 따라 충분히 연신되거나 텍스쳐링 될 수 있다.

본원에서 사용되는 용어 "스판덱스"는 섬유 형성 물질이, 약 85 중량% 이상의 세그먼트화된 폴리우레탄을 포함한 장쇄 합성 엘라스토머인 합성 섬유를 지칭하고, 여기서 폴리우레탄우레아는 그러한 폴리우레탄의 하위 부류로 간주된다. 그러한 합성 섬유는 실린더 코어에 권취되어 공급 패키지를 형성할 수 있다. 스판덱스 조성물은 습식 방사 또는 건식 방사 공정에 의해 제조될 수 있고, 원형 단면 또는 납작한 "테이프형" 단면과 같은 임의의 다양한 단면을 가질 수 있다. 대안적으로, 폴리우레탄 용액은 캐스팅되고 건조되어 "테이프" 형상을 형성할 수 있다.

토의

본 개시물의 실시양태는 섬유에 혼입된 점착 방지제를 함유하는 탄성 섬유, 섬유의 제조 방법, 상기 섬유의 사용 방법, 섬유를 포함하는 라미네이트, 섬유를 포함하는 직물, 의류, 섬유를 포함하는 텍스타일 등을 제공한다. 본 개시물의 실시양태는 패키지 또는 코어로부터 섬유의 우수한 이송을 제공하는 탄성 섬유를 제공한다. 본 개시물의 실시양태는 얀 점착성을 감소시키고, 저장 수명을 향상시키고 및/또는 얀의 방사 성능을 향상시킨다. 본 개시물의 실시양태는 탄성 섬유의 매끄럽고 균일한 이송을 제공하고, 이는 섬유의 불규칙적 이송을 야기하는 다른 탄성 섬유와 대조적으로 섬유의 핀칭, 절단 및/또는 다른 손상을 감소시킬 수 있다.

본 개시물의 실시양태는 가용성 점착 방지 조성물을 함유하는 탄성 또는 스판덱스 섬유를 포함한다. 점착 방지 조성물은 스판덱스 섬유에 점착 방지 이점을 제공하는 화합물을 포함할 수 있다. 한 실시양태에서, 가용성 점착 방지 조성물은 특정 셀룰로오스 아세테이트 부티레이트 (CAB) 및/또는 셀룰로오스 아세테이트 프로피오네이트 (CAP)와 같은 셀룰로오스 에스테르 (CE)를 포함할 수 있다. 한 실시양태에서, 가용성 점착 방지 조성물은 칼슘 스테아레이트, 마그네슘 스테아레이트, 유기 스테아레이트, 실리콘 오일, 미네랄 오일 및 이들의 혼합물과 같은 추가의 첨가제와 함께 CE를 선택적으로 포함할 수 있다. 상기 조성물은 섬유의 방사 전에 또는 방사 기계 상에서 (예를 들어, 얀의 저장 수명을 향상시키고 및/또는 얀의 방사 성능을 향상시키기 위해) 폴리우레탄 또는 폴리우레탄우레아 중합체에 첨가될 수 있다.

고농도가 사용될 수 있음에도 섬유 중량 기준 1 % 미만의 CE를 사용하여 얀 점착성의 상당한 감소 및/또는 방사 성능의 향상 (예를 들어 보다 적은 절단)을 이룰 수 있으므로, 얀 등에서의 CE의 사용은 유리할 수 있다. 추가로, CE는 DMAc에 매우 가용성이고, 우수한 중합체 가공 성능을 가능하게 한다. 더욱이, CE는 CE 함유 슬러리에 대해 슬러리 분쇄 효율 및 슬러리 안정성을 향상시킨다.

CE의 사용은 감소된 점착성을 제공하는데, 이는 높은 얀 보관 온도 (최대 47 ℃)에서 얀 에이징(age)이 증가함에도 케이크 코어로의 향상된 얀 이송의 결과를 낳는다. 추가로, CE는 얀의 절단 정도를 감소시킴으로써 방사 성능을 향상시키고, 이는 보다 높은 공장 생산량 (보다 낮은 제조 비용 및 향상된 공장 생산성) 및 보다 적은 얀 결함 (얀의 보다 높은 품질)을 낳는다. 추가적 세부사항이 실시예 1에 제공되어 있다.

한 실시양태에서, 본 개시물의 탄성 섬유는 폴리우레탄 또는 폴리우레탄우레아 및 CE 뿐만 아니라 하나 이상의 첨가제를 포함한다. 다른 실시양태에서, 탄성 섬유는 방사유제(spin finish)를 포함하거나, 포함하지 않을 수 있다. 특정 실시양태에서, 탄성 섬유 또는 점착 방지 조성물은 본원에서 명시된 화합물에 더하여 하나 이상의 추가의 미립자 점착 방지제 (예를 들어, CE)를 포함할 수 있다.

한 실시양태에서, 본 개시물의 탄성 섬유는, 예를 들어 섬유 중량 당, 약 0.1 % 내지 1.0 %, 약 0.1 % 내지 5 %, 약 0.1 % 내지 10.0 %, 약 0.1 % 내지 15.0 %, 약 0.1 % 내지 20 %, 약 0.1 % 내지 25 %, 약 0.1 % 내지 50.0 %, 약 0.5 % 내지 약 5.0 % 및 약 1.0 % 내지 5.0 %의 CE를 포함한다.

한 실시양태에서, 본 개시물의 탄성 섬유는 첨가제를 포함한다. 한 실시양태에서, 첨가제는 약 0.1 % 내지 1.0 %, 약 0.1 % 내지 2.0 %, 약 0.1 % 내지 3.0 %, 약 0.1 % 내지 4.0 %, 약 0.1 % 내지 5.0 %, 약 0.1 % 내지 6.0 %, 약 0.1 % 내지 7.0 %, 약 0.1 % 내지 8.0 %, 약 0.1 % 내지 9.0 %, 또는 약 0.1 % 내지 10.0 %의 첨가제 (예를 들어 스테아레이트, 실리콘 오일 또는 미네랄 오일)을 포함할 수 있다.

한 실시양태에서, 실리콘 오일 또는 미네랄 오일의 점도는, 예를 들어, 약 1 센티스토크 내지 200 센티스토크, 약 5 센티스토크 내지 150 센티스토크, 약 10 센티스토크 내지 100 센티스토크, 또는 약 20 센티스토크 내지 50 센티스토크일 수 있다.

한 실시양태에서, 본 개시물의 탄성 섬유는 폴리우레탄 또는 폴리우레탄우레아 및 약 0.1 중량% 내지 25 중량%의 CE를 포함한다. 탄성 섬유의 실시양태는 칼슘 스테아레이트, 마그네슘 스테아레이트, 유기 스테아레이트, 실리콘 오일, 미네랄 오일 및 이들의 혼합물과 같은 추가의 첨가제를 포함할 수 있다. 특정 실시양태에서, 탄성 섬유는 방사유제를 제외한다. 본 개시물의 탄성 섬유는 최종 섬유의 중량 (즉, 가해진 중량) 당 약 0.5 % 내지 7.0 %의 국부적으로 가해진 미네랄 오일 또는 실리콘 오일 또는 미네랄 오일 또는 실리콘 오일을 함유하는 혼합물을 함유한 방사유제를 함유할 수 있다.

본 개시물의 한 실시양태는 본원에서 기재된 바와 같이 탄성 섬유를 포함하는 얀 패키지를 포함한다. 한 실시양태에서, 얀 패키지는 표면, 중앙 및/또는 코어에서 종료 이후 시작시 장력 (over-end take-off tension, OETOT)을 가질 수 있으며, 추가적 세부사항이 실시예에 기재되어 있다. 한 실시양태에서, 얀 패키지는 가용성 점착 방지 조성물을 함유하지 않은 얀의 코어 OETOT의 약 70 % 이하, 약 65 % 이하, 약 60 % 이하, 약 55 % 이하, 약 50 % 이하, 약 45 % 이하, 약 40 % 이하, 약 35 % 이하, 약 30 % 이하, 약 25 % 이하, 약 20 % 이하, 약 15 % 이하의 코어 OETOT를 갖는다. 한 실시양태에서, 얀 패키지는 가용성 점착 방지 조성물을 함유하지 않은 얀의 코어 OETOT의 약 55 % 이하, 약 50 % 이하, 약 45 % 이하, 약 40 % 이하, 약 35 % 이하, 약 30 % 이하, 약 25 % 이하, 약 20 % 이하, 약 15 % 이하의 중앙 OETOT를 갖는다. 한 실시양태에서, 얀 패키지는 가용성 점착 방지 조성물을 함유하지 않은 얀의 코어 OETOT의 약 40 % 이하, 약 35 % 이하, 약 30 % 이하, 약 25 % 이하, 약 20 % 이하, 약 15 % 이하의 표면 OETOT를 갖는다. 한 실시양태에서, 얀 패키지는 상기 기재된 코어, 중앙 및/또는 표면 OETOT의 임의의 조합을 가질 수 있다.

본 개시물의 실시양태는 본원에서 기재된 바와 같이 임의의 하나의 탄성 섬유의 제조를 위한 공정을 포함한다. 공정은 적어도 폴리우레탄, 폴리우레탄우레아, 또는 이들의 혼합물을 함유하는 조성물을 제조하는 것을 포함한다. 다음으로, 공정은 첨가제 (예를 들어, 칼슘 스테아레이트, 마그네슘 스테아레이트, 유기 스테아레이트, 실리콘 오일, 미네랄 오일, 또는 이들의 혼합물)를 조성물에 첨가하는 것을 선택적으로 포함한다. 이어서, 공정은 CE를 조성물에 첨가하는 것을 포함한다. 다음으로, 공정은 방사 공정 (예를 들어, 습식 방사, 건식 방사, 및 용융 방사)에 의해 조성물로부터 섬유를 제조하는 것을 포함한다. 한 실시양태에서, 점착 방지 조성물을 함유하지 않은 섬유에 비해, 얀 방사 절단이 약 20 % 이상, 약 25 % 이상, 약 30 % 이상, 약 35 % 이상, 약 40 % 이상, 약 45 % 이상, 약 50 % 이상, 약 55 % 이상, 약 60 % 이상, 약 65 % 이상, 약 70 % 이상, 약 75 % 이상, 약 80 % 이상, 약 85 % 이상, 약 90 % 이상, 약 95 % 이상 또는 약 100 % 만큼 감소하였다. 얀 방사 절단은 실시예에서 보다 자세하게 논의된다.

한 실시양태에서, 공정은 하나 이상의 폴리우레탄 또는 폴리우레탄우레아, 또는 이들의 혼합물을 함유하는 조성물을 제조하는 것, 칼슘 스테아레이트, 마그네슘 스테아레이트, 유기 스테아레이트, 실리콘 오일, 미네랄 오일 및 이들의 혼합물로부터 선택된 첨가제를 조성물에 선택적으로 첨가하는 것, 조성물에 약 0.1 % 내지 25 %의 CE를 첨가하는 것, 및 생성된 조성물로부터 습식 방사, 건식 방사, 및 용융 방사로부터 선택된 방사 공정에 의해 섬유를 제조하는 것을 포함한다.

한 실시양태에서, 본 개시물의 탄성 섬유를 제조하기 위해 사용되는 중합체는 일반적으로 거대분자 글리콜을 예를 들어 디이소시아네이트로 캡핑하고, 이어서 생성된 캡핑된 글리콜을 적합한 용매 (예를 들어, 디메틸아세트아미드 (DMAc), N-메틸피롤리돈, 디메틸포름아미드 등)에 용해시키고, 캡핑된 글리콜을 사슬 연장제, 예를 들어 디올로 사슬 연장시켜 폴리우레탄을 형성하거나, 디아민으로 폴리우레탄우레아를 형성함으로써 제조될 수 있다. 섬유를 제조하는데 유용한 폴리우레탄우레아 조성물 또는 장쇄 합성 중합체는 85 중량% 이상의 세그멘트화된 폴리우레탄을 포함한다. 전형적으로 이는 디이소시아네이트와 반응하여 NCO-말단 예비중합체 ("캡핑된 글리콜")를 형성하는 중합체 글리콜을 포함하고, NCO-말단 예비중합체는 이어서 디메틸아세트아미드, 디메틸포름아미드, 또는 N-메틸피롤리돈과 같은 적합한 용매에 용해되고, 이관능성 사슬 연장제와 이차적으로 반응한다.

폴리우레탄은 사슬 연장제가 디올일 때 2 단계에서 생성된다 (그리고 용매 없이 제조될 수 있다). 폴리우레탄의 하위 부류인 폴리우레탄우레아는 사슬 연장제가 디아민일 때 생성된다. 스판덱스로 방사될 수 있는 폴리우레탄우레아 중합체의 제조에서, 글리콜은 디이소시아네이트 및 하나 이상의 디아민과 함께 히드록시 말단기의 순차적 반응에 의해 연장된다. 각각의 경우에서, 점도를 포함한 필요한 특성을 갖춘 중합체를 제공하기 위해 글리콜은 사슬 연장을 거쳐야 한다. 원할 경우, 디부틸주석 디라우레이트, 제1주석 옥토에이트, 무기산, 트리에틸아민과 같은 3급 아민, N,N'-디메틸피페라진 등 및 다른 공지된 촉매가 캡핑 단계를 돕기 위해 사용될 수 있다.

한 실시양태에서, 적합한 중합체 글리콜 구성요소는 약 600 내지 3,500의 수평균 분자량의 폴리에테르 글리콜, 폴리카보네이트 글리콜 및 폴리에스테르 글리콜을 포함하되, 이에 제한되지 않는다. 2 이상의 중합체 글리콜의 혼합물 또는 공중합체가 포함될 수 있다.

한 실시양태에서, 사용될 수 있는 폴리에테르 글리콜의 예는, 에틸렌 옥시드, 프로필렌 옥시드, 트리메틸렌 옥시드, 테트라히드로푸란 및 3-메틸테트라히드로푸란의 개환 중합 및/또는 공중합으로부터의, 또는 예를 들어 에틸렌 글리콜, 1,3-프로판디올, 1,4-부탄디올, 1,5-펜탄디올 1,6-헥산디올, 2,2-디메틸-1,3 프로판디올, 3-메틸-1,5-펜탄디올, 1,7-헵탄디올, 1,8-옥탄디올, 1,9-노난디올, 1,10-데칸디올 및 1,12-도데칸디올과 같이 각 분자에 12 개 미만의 탄소 원자를 가진, 디올 또는 디올 혼합물과 같은 다가 알코올의 축합 중합으로부터의, 2 개의 히드록시 기를 가진 글리콜을 포함하되, 이에 제한되지 않는다. 약 1,700 내지 약 2,100 분자량의 폴리(테트라메틸렌 에테르) 글리콜, 예를 들어 2의 관능성을 갖는 테라탄^®(Terathane) 1800 (위치타(Wichita), KS의 인비스타(INVISTA))이 특정한 적합한 글리콜의 예이다. 공중합체는 폴리(테트라메틸렌-코-에틸렌에테르) 글리콜을 포함할 수 있다.

한 실시양태에서, 사용될 수 있는 폴리에스테르 폴리올의 예는 각 분자에 12 이하의 탄소 원자를 가진 저분자량의, 지방족 폴리카르복실산 및 폴리올 또는 이들의 혼합물의 축합 중합에 의해 형성된, 2 개의 히드록시 기를 가진 에스테르 글리콜을 포함하되, 이에 제한되지 않는다. 적합한 폴리카르복실산의 예는 말론산, 숙신산, 글루타르산, 아디프산, 피멜산, 수베르산, 아젤라산, 세박산, 운데칸디카르복실산 및 도데칸디카르복실산을 포함하되, 이에 제한되지 않는다. 폴리에스테르 폴리올을 제조하기 위해 적합한 폴리올의 예는 에틸렌 글리콜, 1,3-프로판디올, 1,4-부탄디올, 1,5-펜탄디올 1,6-헥산디올, 네오펜틸 글리콜, 3-메틸-1,5-펜탄디올, 1,7-헵탄디올, 1,8-옥탄디올, 1,9-노난디올, 1,10-데칸디올 및 1,12-도데칸디올을 포함하되, 이에 제한되지 않는다. 약 5 ℃ 내지 50 ℃의 용융 온도를 갖는 선형 이관능성 폴리에스테르 폴리올은 특정한 폴리에스테르 폴리올의 예이다.

한 실시양태에서, 사용될 수 있는 폴리카보네이트 폴리올의 예는 각 분자에 12 개 이하의 탄소 원자를 가진 저분자량의, 포스겐, 클로로포름산 에스테르, 디알킬 카보네이트 또는 디알릴 카보네이트 및 지방족 폴리올 또는 그들의 혼합물의 축합 중합에 의해 생성된, 2 개 이상의 히드록시 기를 가진 카보네이트 글리콜을 포함하되, 이에 제한되지 않는다. 폴리카보네이트 폴리올을 제조하기에 적합한 폴리올의 예는 디에틸렌 글리콜, 1,3-프로판디올, 1,4-부탄디올, 1,5-펜탄디올, 1,6-헥산디올, 네오펜틸 글리콜, 3-메틸-1,5-펜탄디올, 1,7-헵탄디올, 1,8-옥탄디올, 1,9-노난디올, 1,10-데칸디올 및 1,12-도데칸디올을 포함하되, 이에 제한되지 않는다. 약 5 ℃ 내지 약 50 ℃의 용융 온도를 갖는 선형 이관능성 폴리카보네이트 폴리올은 특정한 폴리카보네이트 폴리올의 예이다.

한 실시양태에서, 디이소시아네이트 구성요소는 또한 단일 디이소시아네이트 또는 상이한 디이소시아네이트의 혼합물을 포함할 수 있는데, 여기서 디이소시아네이트의 혼합물은 4,4'-메틸렌 비스(페닐 이소시아네이트) 및 2,4'-메틸렌 비스(페닐 이소시아네이트)를 함유하는, 디페닐메탄 디이소시아네이트 (MDI)의 이성질체 혼합물을 포함한다. 임의의 적합한 방향족 또는 지방족 디이소시아네이트가 포함될 수 있다. 사용될 수 있는 디이소시아네이트의 예는 4,4'-메틸렌 비스(페닐 이소시아네이트), 2,4'-메틸렌 비스(페닐 이소시아네이트), 4,4'-메틸렌비스(시클로헥실 이소시아네이트), 1,3-디이소시아나토-4-메틸-벤젠, 2,2'-톨루엔디이소시아네이트, 2,4'-톨루엔디이소시아네이트 및 이들의 혼합물을 포함하되, 이에 제한되지는 않는다.

한 실시양태에서, 폴리우레탄우레아에 대한 사슬 연장제는 물이거나 또는 디아민 사슬 연장제일 수 있다. 폴리우레탄우레아 및 생성되는 섬유의 소기의 특성에 따라 상이한 사슬 연장제의 조합이 포함될 수 있다. 적합한 디아민 사슬 연장제의 예는 히드라진, 1,2-에틸렌디아민, 1,4-부탄디아민, 1,2-부탄디아민, 1,3-부탄디아민, 1,3-디아미노-2,2-디메틸부탄, 1,6-헥사메틸렌디아민, 1,12-도데칸디아민, 1,2-프로판디아민, 1,3-프로판디아민, 2-메틸-1,5-펜탄디아민, 1-아미노-3,3,5-트리메틸-5-아미노메틸시클로헥산, 2,4-디아미노-1-메틸시클로헥산, N-메틸아미노-비스(3-프로필아민), 1,2-시클로헥산디아민, 1,4-시클로헥산디아민, 4,4'-메틸렌-비스(시클로헥실아민), 이소포론 디아민, 2,2-디메틸-1,3-프로판디아민, 메타-테트라메틸자일렌디아민, 1,3-디아미노-4-메틸시클로헥산, 1,3-시클로헥산-디아민, 1,1-메틸렌-비스(4,4'-디아미노헥산), 3-아미노메틸-3,5,5-트리메틸시클로헥산, 1,3-펜탄디아민 (1,3-디아미노펜탄), m-자일릴렌 디아민 및 제파민^®(Jeffamine) (텍사코 (Texaco))을 포함하되, 이에 제한되지 않는다.

폴리우레탄이 요망되는 경우, 사슬 연장제는 디올이다. 사용될 수 있는 그러한 디올의 예는 에틸렌 글리콜, 1,3-프로판디올, 1,2-프로필렌 글리콜, 3-메틸-1,5-펜탄디올, 2,2-디메틸-1,3-프로판디올, 2,2,4-트리메틸-1,5-펜탄디올, 2-메틸-2-에틸-1,3-프로판디올, 1,4-비스(히드록시에톡시) 벤젠 및 1,4-부탄디올, 헥산디올 및 이들의 혼합물을 포함하되, 이에 제한되지 않는다.

한 실시양태에서, 일관능성 알코올 또는 1급/2급의 일관능성 아민이 선택적으로 포함되어 중합체의 분자량을 조절할 수 있다. 하나 이상의 일관능성 알코올의 하나 이상의 일관능성 아민과의 블렌드가 또한 포함될 수 있다. 본 개시물에 유용한 일관능성 알코올의 예는 1 내지 18 개의 탄소를 가진 지방족 및 지환족 1급 및 2급 알코올, 페놀, 치환된 페놀, 500 미만의 분자량을 포함하고 약 750 미만의 분자량을 가진 에톡시화된 알킬 페놀 및 에톡시화된 지방 알코올, 히드록시아민, 히드록시메틸 및 히드록시에틸로 치환된 3급 아민, 히드록시메틸 및 히드록시 에틸로 치환된 헤테로시클릭 화합물 및 이들의 조합으로 이루어지고, 푸르푸릴 알코올, 테트라히드로푸르푸릴 알코올, N-(2-히드록시에틸)숙신이미드, 4-(2-히드록시에틸)모르폴린, 메탄올, 에탄올, 부탄올, 네오펜틸 알코올, 헥산올, 시클로헥산올, 시클로헥산메탄올, 벤질 알코올, 옥탄올, 옥타데칸올, N,N-디에틸히드록실아민, 2-(디에틸아미노)에탄올, 2-디메틸아미노에탄올 및 4-피페리딘에탄올 및 이들의 조합을 포함하는 군으로부터 선택된 하나 이상의 구성원을 포함하되, 이에 제한되지 않는다. 적합한 일관능성 디알킬아민 블로킹제의 예는 N,N-디에틸아민, N-에틸-N-프로필아민, N,N-디이소프로필아민, N-tert-부틸-N-메틸아민, N-tert-부틸-N-벤질아민, N,N-디시클로헥실아민, N-에틸-N-이소프로필아민, N-tert-부틸-N-이소프로필아민, N-이소프로필-N-시클로헥실아민, N-에틸-N-시클로헥실아민, N,N-디에탄올아민 및 2,2,6,6-테트라메틸피페리딘을 포함하되, 이에 제한되지 않는다.

한 실시양태에서, 본 개시물의 중합체 용액을 합성한 후, 점착 방지 첨가제가 용액에 혼입되었다. 분산된 점착 방지 첨가제를 가진 용액은 건식 방사되어 본 개시물의 탄성 섬유를 형성할 수 있다. 건식 방사는 중합체 용액을 방사구금 입구를 통과해 샤프트 내로 가하여 필라멘트를 형성하는 공정을 지칭한다. 가열된 비활성 기체를 챔버에 통과시켜, 필라멘트가 샤프트를 통과함에 따라 필라멘트로부터 용매가 증발한다. 생성된 탄성 섬유는 이어서 실린더 코어에 권취되어 스판덱스 공급 패키지를 형성할 수 있다. 중합체 용액의 캐스팅 및 건조 뿐 아니라 습식 방사 공정이 또한 사용될 수 있다.

한 실시양태에서, 본 개시물의 탄성 섬유는 산화방지제, 열 안정제, UV 안정제, 안료 및 광택 제거제 (예를 들어 이산화 티타늄), 염료 및 염색 촉진제, 윤활제 (예를 들어 실리콘 오일), 염소 분해에 대한 내성을 향상시키는 첨가제 (예를 들어 산화 아연, 산화 마그네슘 및 훈타이트(huntite)와 히드로마그네사이트의 혼합물) 등과 같은 특정한 목적을 위해 첨가되는 추가의 통상적인 첨가제를, 그러한 첨가제가 본 개시물의 스판덱스 엘라스토머 또는 점착 방지 첨가제와 상반되는 효과를 발생시키지 않는 한 함유할 수 있다. 이산화 티타늄과 같은 통상적인 첨가제의 일부는 탄성 섬유의 점착성을 추정하기 위해 사용되는 파라미터인 (하기 실시예에서 기재한 바와 같이) 종료 이후 시작시 장력 (OETOT) 측정에 작은 효과를 나타내지만, 이들 중 어느 것도 OETOT 측정에 뚜렷한 효과를 가지지 못하고, 점착성을 감소시킬 정도의 양으로 스판덱스에 첨가되지 않는다.

본 개시물의 실시양태는 본 개시물의 탄성 섬유를 포함하는 제조물을 포함한다. 상기 제조물은 직물 및 라미네이트 구조를 포함하되, 이에 제한되지 않는다.

한 실시양태에서, 본 개시물은 폴리우레탄 또는 폴리우레탄우레아 및 약 0.1 중량% 내지 25 중량%의 CE를 함유하는 탄성 섬유를 포함하는 직물을 제공한다. 칼슘 스테아레이트, 마그네슘 스테아레이트, 유기 스테아레이트, 실리콘 오일, 미네랄 오일, 및 이들의 혼합물과 같은 추가의 첨가제가 포함될 수 있다.

한 실시양태에서, 라미네이트 구조는 폴리우레탄 또는 폴리우레탄우레아, 약 0.1 중량% 내지 25 중량%의 CE 및 하나 이상의 추가의 첨가제 (예를 들어, 칼슘 스테아레이트, 마그네슘 스테아레이트, 유기 스테아레이트, 실리콘 오일, 미네랄 오일 및 이들의 혼합물)를 갖는 본 개시물의 탄성 섬유를 포함한다. 특정 실시양태에서, 섬유는 직물, 부직포, 필름 및 이들의 조합과 같은 하나 이상의 기질 층에 부착된다. 라미네이트 구조는 접착제, 초음파 접합, 열 접합 또는 이들의 조합에 의해 부착될 수 있다. 라미네이트 구조는 기저귀, 배변훈련용 팬츠, 성인 실금 용품, 또는 여성 위생 용품과 같은 일회용 위생 물품을 포함할 수 있다.

실시예

본 개시물의 실시양태를 기재한 바와 같이, 일반적으로 하기 실시예는 본 개시물의 몇몇의 추가적인 실시양태를 기재한다. 본 개시물의 실시양태가 하기 실시예 및 상응하는 글 및 도면과 관련하여 기재되지만, 본 개시물의 실시예를 상기 기재로 제한하고자 하는 의도는 없다. 그와는 반대로, 본 개시물의 실시양태의 취지 및 범위 내에 포함된 모든 대안물, 변형물 및 등가물을 포함하려는 것이 의도이다.

실시예 1

종료 이후 시작시 장력 (OETOT)는 본원에서 참조로 포함된 U.S. 특허 제 4,296,174호의 컬럼 4, 20-45 줄 및 도 6에 기재된 바와 같이 측정되었다. 측정은 45.7 m/분의 이송 속도의 얀의 관형 공급 패키지로부터 스판덱스 얀 샘플의 길이 183 m를 제거하는데 필요한 평균 인장 하중으로 이뤄진다. 하기 실시예에서, 측정은 패키지의 표면, 중앙 및 코어에서 이뤄진다. 예를 들어 의도된 권취 패턴을 얻기 위해 섬유의 몇 그램을 제거한 후 측정이 이뤄지고, 즉 "표면" OETOT; 대략 절반의 패키지를 제거한 후 측정이 이뤄지고, 즉 "중앙" OETOT; 섬유의 대략 125 g을 제외한 모두를 패키지로부터 제거한 후 측정이 이뤄진다, 즉 "코어" OETOT. 약 1 년의 보관에 근사한 조건을 시뮬레이션하기 위해 47 ℃에서 5 일간 숙성 후 OETOT를 그램 단위로 기록하였다.

0 내지 4 % 범위의 수준에 따른 CAB 점착 방지 첨가제와 함께 탄성 섬유가 하기 방법에 따라 제조되었다. 건식 방사 기계 상에서 국부적으로 인가된 피니시(finish)와 함께 CAB는 약 40 데니어 (44 데시텍스) 폴리우레탄우레아 섬유로 방사되었다.

하기 나타낸 표 1에서 주어진 대조용 스판덱스와 비교하여 본 개시물의 스판덱스 샘플 각각은 OETOT에서 뚜렷한 향상을 나타냈다.

<표 1>

하기 나타낸 도 1은 종료 이후 시작시 장력 (OETOT)으로 측정된 바와 같이, CAB 첨가제가 공급 패키지의 "코어"의 얀 점착성을 현저하게 감소시킴을 도시한다. 스판덱스를 풀어내는데 보다 적은 장력 (즉, 보다 작은 인장 하중)이 필요함 (스판덱스가 보다 적게 점착성이 있음을 나타내는)을 나타내므로 CAB이 없는 대조물과 비교했을 때 낮은 OETOT가 바람직하다. 참조로 U.S. 특허 6,232,374, 컬럼 6, 58-65 줄, 실시예 1을 보라.

<도 1>

얀 방사 절단은, 건식 방사 기계 상에서 필라멘트가 방사 샤프트를 통과함에 따라 용매가 필라멘트로부터 증발되면서 1 일당 방사 실 선이 절단된 총 회수를 계수함으로써 측정된다.

약 0 내지 1.5 % 수준의 CAB 점착 방지 첨가제와 탄성 섬유가 하기 방법에 따라 제조되었다. 얀 타입 A: CAB이 건식 방사 기계 상에서 표준 수준의 첨가제 및 국부적으로 인가된 피니시와 함께 약 40 데니어 (44 데시텍스) 폴리우레탄우레아 섬유로 방사되었다. 얀 타입 B: 얀 타입 A와 동일하나, 방사 중 염색 촉진 첨가제 2.5 %가 추가된다.

하기 나타낸 표 2는 CAB 첨가제의 첨가가 얀 타입 A 및 B 모두에서 방사 절단의 수를 현저하게 감소시킴을 도시한다.

<표 2>

본원에서 비율, 농도, 수량 및 다른 수적인 데이터는 범위 형식으로 표현됨을 유의해야 한다. 그러한 범위 형식은 편의성 및 간결성을 위해 사용됨이 이해되어야 하고, 따라서 범위의 한계로 명시적으로 인용된 수치뿐만 아니라, 각각의 수치 및 하위 범위가 명시적으로 인용된 것처럼, 그 범위 내에 포함된 모든 개별적 수치 또는 하위 범위도 포함하는 유연한 방식으로 해석되어야 한다. 예시로서, "약 0.1 % 내지 약 5 %"의 농도 범위는 약 0.1 중량% 내지 약 5 중량%의 명시적으로 인용된 농도 뿐만 아니라, 명시된 범위 내의 개별 농도 (예를 들어, 1 %, 2 %, 3 % 및 4 %) 및 하위 범위 (예를 들어, 0.5 %, 1.1 %, 2.2 %, 3.3 % 및 4.4 %)도 포함하는 것으로 해석되어야 한다. 한 실시양태에서, 용어 "약"은 수치 중 현저한 수에 따른 전형적인 어림수를 포함할 수 있다. 추가로, "약 'x' 내지 'y'"의 문구는 "약 'x' 내지 약 'y'"를 포함한다.

상기 기재된 실시양태에 다수의 변형물 및 수정물이 만들어질 수 있다. 모든 그러한 수정물 및 변형물은 본원에서 본 개시물의 범위 내에 포함되고 하기의 청구범위에 의해 보호되는 것으로 의도된다.

Claims (11)

1. (a) 하나 이상의 폴리우레탄, 폴리우레탄우레아, 또는 이들의 혼합물을 함유하는 조성물을 제조하는 것;
   (b) 조성물에 0.1 중량% 내지 25 중량%의 가용성 점착 방지 조성물을 첨가하는 것; 및
   (c) 방사 공정에 의해 조성물로부터 섬유를 제조하는 것
   을 포함하고, 점착 방지 조성물을 함유하지 않은 섬유에 비해 얀 방사 절단이 20 % 이상만큼 감소된, 탄성 섬유 제조 방법이며,
   상기 가용성 점착 방지 조성물이 셀룰로오스 아세테이트 부티레이트, 셀룰로오스 아세테이트 프로피오네이트 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택된 셀룰로오스 에스테르를 함유하는 것인, 탄성 섬유 제조 방법.
2. 삭제
3. 제1항에 있어서, 상기 방사 공정이 건식 방사 공정인 것인, 탄성 섬유 제조 방법.
4. 제1항에 있어서, 상기 점착 방지 조성물을 함유하지 않은 섬유에 비해 얀 방사 절단이 50 % 이상만큼 감소된, 탄성 섬유 제조 방법.
5. 제1항에 있어서, 상기 탄성 섬유가 염료를 포함하는, 탄성 섬유 제조 방법.
6. 제1항에 있어서, 상기 점착 방지 조성물을 함유하지 않은 섬유에 비해 얀 방사 절단이 90 % 이상만큼 감소된, 탄성 섬유 제조 방법.
7. 제1항에 있어서, 상기 (a) 단계로부터 제조된 조성물에 칼슘 스테아레이트, 마그네슘 스테아레이트, 유기 스테아레이트, 실리콘 오일, 미네랄 오일 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상의 첨가제를 첨가하는 것을 추가로 포함하는, 탄성 섬유 제조 방법.
8. 폴리우레탄 또는 폴리우레탄우레아, 및 0.1 중량% 내지 25 중량%의 가용성 점착 방지 조성물을 함유하는 탄성 섬유를 포함하고, 가용성 점착 방지 조성물을 함유하지 않은 얀의 코어 종료 이후 시작시 장력 (OETOT)의 70 % 이하의 코어 종료 이후 시작시 장력 (OETOT)을 갖는 얀 패키지이며,
   상기 가용성 점착 방지 조성물이 셀룰로오스 아세테이트 부티레이트, 셀룰로오스 아세테이트 프로피오네이트 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택된 셀룰로오스 에스테르를 함유하는 것인 얀 패키지.
9. 삭제
10. 제8항에 있어서, 상기 가용성 점착 방지 조성물을 함유하지 않은 얀의 중앙 종료 이후 시작시 장력 (OETOT)의 55 % 이하의 중앙 종료 이후 시작시 장력 (OETOT)을 갖는 얀 패키지.
11. 제8항에 있어서, 상기 가용성 점착 방지 조성물을 함유하지 않은 얀의 표면 종료 이후 시작시 장력 (OETOT)의 40 % 이하의 중앙 종료 이후 시작시 장력 (OETOT)을 갖는 얀 패키지.