JP4883280B2 - Heat-sealable polyurethane elastic fiber, production method thereof, and woven / knitted fabric using the polyurethane elastic fiber - Google Patents
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Description
本発明は、熱セット時の耐熱性に優れ、断糸や劣化が起こり難い熱融着性ポリウレタン弾性繊維及びその製造方法並びにこの熱融着性ポリウレタン弾性繊維を用いた織編物に関する。 The present invention relates to a heat-sealable polyurethane elastic fiber that is excellent in heat resistance during heat setting and hardly breaks or deteriorates, a method for producing the same, and a woven or knitted fabric using the heat-sealable polyurethane elastic fiber.
ポリウレタン弾性繊維を混用した緯編地、経編地、織物等のストレッチ生地を使用した製品は、伸びが大きく、伸長状態からの回復力やフィット性が良いため広く利用されている。 Products using stretch fabrics such as weft knitted fabrics, warp knitted fabrics and woven fabrics mixed with polyurethane elastic fibers are widely used because of their high elongation and good recovery and fit from the stretched state.
しかし、ポリウレタン弾性繊維を混用した生地を裁断、縫製して作られた製品を繰り返し伸張すると、変形して不均一な生地になり「変形、目ずれ、わらい」、糸が抜け出す「ほつれ」、生地の組織にはしご状の傷やずれが発生した「ラン、デンセン」、生地が湾曲した「カール」等の問題が起きやすい。また、繰り返し伸長により縫製部分でポリウレタン弾性繊維が縫目から抜け出す、いわゆる「スリップイン」も起きやすい。このスリップインが発生して弾性繊維が抜け出した生地の部分は、当然のことであるが、収縮力が無くなるので生地に密度斑が発生し、着用できなくなるという問題があった。 However, if a product made by cutting and sewing a fabric mixed with polyurethane elastic fibers is repeatedly stretched, it will be deformed and become a non-uniform fabric, “deformation, misalignment, soft”, “fraying”, yarn coming out, and fabric Problems such as “run, densen” with ladder-like scratches and misalignment, and “curl” with curved fabric are likely to occur. In addition, the so-called “slip-in”, in which the polyurethane elastic fiber comes out of the seam at the sewing portion due to repeated elongation, tends to occur. Naturally, the portion of the fabric from which the slip-in occurs and the elastic fibers are pulled out has a problem that density shrinkage occurs on the fabric because the shrinkage force is lost, and the fabric cannot be worn.
これらの現象は、ポリウレタン弾性繊維以外の弾性繊維を使用した織編物でも起きるが、伸縮性の強いポリウレタン弾性繊維の場合は特に顕著である。 These phenomena occur even in a woven or knitted fabric using elastic fibers other than polyurethane elastic fibers, but are particularly remarkable in the case of polyurethane elastic fibers having strong stretchability.
こうした問題点に対処するため、特開2002−339189号公報(特許文献1)には、ウレア化合物を添加したポリウレタンウレア重合体溶液を乾式紡糸することで、繊維の熱融着性を改良する方法が提案されている。しかし、このポリウレタン弾性繊維をナイロン等の他の繊維と共に用いて編物を作成し、これを熱処理した場合、ポリウレタン弾性繊維の熱融着はなお不十分であった。 In order to cope with these problems, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2002-339189 (Patent Document 1) discloses a method of improving the heat-fusibility of fibers by dry spinning a polyurethane urea polymer solution to which a urea compound is added. Has been proposed. However, when this knitted polyurethane fiber is used together with other fibers such as nylon to make a knitted fabric and heat-treated, the polyurethane elastic fiber is still insufficiently heat-sealed.
また、溶融紡糸によって得られ、一定の強力保持率と融点を有する熱融着性の改良されたポリウレタン弾性繊維も提案されている(WO2004/053218)が、紡糸した糸を巻き取った巻糸体の糸全体についてみると、断糸特性に問題がある部分もあり、巻糸体全体にわたって断糸し難く、均一な特性を有するポリウレタン弾性繊維は得られていないのが現状であった。 In addition, a polyurethane elastic fiber obtained by melt spinning and improved in heat-fusibility having a certain tenacity retention and melting point (WO 2004/053218) has also been proposed. In the present yarn as a whole, there were some problems with the yarn breaking characteristics, and it was difficult to break the entire wound body, and polyurethane elastic fibers having uniform properties were not obtained at present.
本発明は、上記事情に鑑みなされたもので、充分な熱融着性を有すると共に、熱セット時の耐熱性に優れ、巻糸体の糸全体にわたり、断糸や劣化が起こりにくい熱融着性に優れたポリウレタン弾性繊維及びその製造方法並びにこのポリウレタン弾性繊維を用いて得られる織編物を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above circumstances, has a sufficient heat-fusibility, is excellent in heat resistance at the time of heat setting, and is heat-fusible over the entire yarn of the wound body, which is less likely to break or deteriorate. An object of the present invention is to provide a polyurethane elastic fiber having excellent properties, a method for producing the same, and a woven or knitted fabric obtained using the polyurethane elastic fiber.
本発明者は、上記目的を達成するため鋭意検討を重ねた結果、フロー温度法により測定した融点が165〜200℃であり、巻糸体の全領域にわたって断糸しないポリウレタン弾性繊維であって、プレーティング編地法において上記温度範囲で熱処理したときの熱融着力が0.15cN/dtex以上の熱融着力を有する熱融着性ポリウレタン弾性繊維が上記問題点を解決し得るものであり、このポリウレタン弾性繊維を用いて織成又は編成してなる織編物を上記温度付近で熱処理した場合、ポリウレタン弾性繊維相互及び/又はポリウレタン弾性繊維と他の繊維とが融着して、ほつれ、デンセン等が生じにくい織編物を得ることができることを見出すと共に、所定の条件下で上記特性を有する熱融着性ポリウレタン弾性繊維が得られることを見出し、本発明をなすに至った。 As a result of intensive studies to achieve the above object, the present inventor is a polyurethane elastic fiber having a melting point of 165 to 200 ° C. measured by a flow temperature method, and does not break over the entire region of the wound body, A heat-fusible polyurethane elastic fiber having a heat-sealing force of 0.15 cN / dtex or more when heat-treated in the above temperature range in the plating knitted fabric method can solve the above-mentioned problems. When a knitted or knitted fabric woven or knitted using polyurethane elastic fibers is heat-treated near the above temperature, the polyurethane elastic fibers and / or polyurethane elastic fibers and other fibers are fused, fraying, densen, etc. Finding that it is possible to obtain a woven or knitted fabric that is unlikely to occur, and obtaining a heat-sealable polyurethane elastic fiber having the above characteristics under a predetermined condition Heading, the present invention has been accomplished.
即ち、本発明は、
[1] フロー温度法により測定した融点が165〜200℃であり、プレーティング編地法において上記温度範囲で熱処理したときの熱融着力が0.15cN/dtex以上である熱融着性ポリウレタン弾性繊維であって、
上記熱融着性ポリウレタン弾性繊維が、ポリオール、ジイソシアネート及び低分子量ジオールから得られるポリマーを溶融紡糸してなり、鉱物油及びシリコーンオイルからなる油分と、n−プロピルアミン、n−ブチルアミン、ジ−n−ブチルアミン、iso−ブチルアミン、ジ−iso−ブチルアミン、2−エチルヘキシルアミン、モノベンジルアミン、ジステアリルアミン及びラウリルアミンから選ばれるモノアミンとを含むベース油剤を付着又は含有させてなることを特徴とする熱融着性ポリウレタン弾性繊維、
[2] 300%伸長した直後の残留歪みが40%以下であることを特徴とする[1]記載の熱融着性ポリウレタン弾性繊維、
[3] 鉱物油25〜75質量%及びシリコーンオイル75〜25質量%からなる油分を含有するベース油剤を1〜10質量%含むことを特徴とする[1]又は[2]記載の熱融着性ポリウレタン弾性繊維、
[4] (I)ポリオールとジイソシアネートとを反応させて得られる両末端イソシアネート基プレポリマー、及び(II)ポリオールとジイソシアネートと低分子量ジオールとを反応させて得られる両末端水酸基プレポリマーを反応させて得られるポリマーを溶融紡糸してなり、鉱物油25〜75質量%及びシリコーンオイル75〜25質量%からなる油分を含むベース油剤を付着又は含有させてなることを特徴とする[1]、[2]又は[3]記載の熱融着性ポリウレタン弾性繊維、
[5] ポリウレタン弾性繊維中の残留イソシアネート基と上記モノアミンとを反応させて、残留イソシアネート基の0.5〜15当量%を消費してなることを特徴とする[1]乃至[4]のいずれかに記載の熱融着性ポリウレタン弾性繊維、
[6] ポリウレタン弾性繊維中の有効架橋量が、0.05×10-5mol/g以上10×10-5mol/g未満であることを特徴とする[4]又は[5]記載の熱融着性ポリウレタン弾性繊維、
[7] フロー温度法により測定した融点が165〜200℃であり、プレーティング編地法において上記温度範囲で熱処理したときの熱融着力が0.15cN/dtex以上である熱融着性ポリウレタン弾性繊維であって、
上記熱融着性ポリウレタン弾性繊維が、ポリオールと、ジイソシアネートと、低分子量ジアミン及び/又は低分子量ジオールと、ポリアクリル酸エステル、ポリビニルピロリドン共重合体、ポリウレタン重合体、ポリエステル、ポリエステルエーテル及びエポキシ樹脂から選ばれる化合物とを含む紡糸用溶液を乾式紡糸してなることを特徴とする熱融着性ポリウレタン弾性繊維、
[8] 300%伸長した直後の残留歪みが40%以下であることを特徴とする[7]記載の熱融着性ポリウレタン弾性繊維、
[9] 鉱物油25〜75質量%及びシリコーンオイル75〜25質量%からなる油分を含有するベース油剤を1〜10質量%含むことを特徴とする[7]又は[8]記載の熱融着性ポリウレタン弾性繊維、
[10] 熱融着性ポリウレタン弾性繊維が、ポリオール及びジイソシアネートから得られる両末端イソシアネート基中間重合体と低分子量ジアミン及び/又は低分子量ジオールとを有機溶剤中で反応させて得られるポリウレタン重合体溶液と、ポリアクリル酸エステル、ポリビニルピロリドン共重合体、ポリウレタン重合体、ポリエステル、ポリエステルエーテル及びエポキシ樹脂から選ばれる化合物とを上記ポリウレタン重合体と上記化合物との質量比が、40:60〜80:20となるように混合してなる紡糸用溶液を乾式紡糸し、鉱物油25〜75質量%及びシリコーンオイル75〜25質量%からなる油分を含むベース油剤を付着又は含有させてなることを特徴とする[7]乃至[9]のいずれかに記載の熱融着性ポリウレタン弾性繊維、
[11] 熱融着性ポリウレタン弾性繊維を構成する全ポリオール中に、数平均分子量600〜3500のポリエーテルジオールを70モル%以上含有してなると共に、ウレタン結合とウレア結合の全体に占めるウレタン結合の割合が60〜95モル%であることを特徴とする[10]記載の熱融着性ポリウレタン弾性繊維、
[12] (1)ポリオールとジイソシアネートとを反応させて両末端イソシアネート基プレポリマーを合成する工程、
(2)ポリオールとジイソシアネートと低分子量ジオールとを反応させて両末端水酸基プレポリマーを合成する工程、
(3)両末端イソシアネート基プレポリマーと両末端水酸基プレポリマーとを反応させて紡糸用ポリマーを合成する工程、
(4)紡糸用ポリマーを溶融紡糸する工程、及び
(5)紡糸したポリウレタン弾性繊維に、鉱物油25〜75質量%及びシリコーンオイル75〜25質量%からなる油分と、n−プロピルアミン、n−ブチルアミン、ジ−n−ブチルアミン、iso−ブチルアミン、ジ−iso−ブチルアミン、2−エチルヘキシルアミン、モノベンジルアミン、ジステアリルアミン及びラウリルアミンから選ばれるモノアミンとを含むベース油剤を付与する工程
を含むことを特徴とする熱融着性ポリウレタン弾性繊維の製造方法、
[13] (1)数平均分子量600〜3500のポリオールとジイソシアネートとを反応させて両末端イソシアネート基中間重合体を合成する工程、
(2)上記中間重合体と低分子量ジアミン及び/又は低分子量ジオールとを有機溶剤中で反応させてポリウレタン重合体溶液を得る工程、
(3)上記ポリウレタン重合体溶液とポリアクリル酸エステル、ポリビニルピロリドン共重合体、ポリウレタン重合体、ポリエステル、ポリエステルエーテル及びエポキシ樹脂から選ばれる化合物とをポリウレタン重合体と上記化合物との質量比が40:60〜80:20となるように混合する工程、
(4)ポリウレタン重合体と上記化合物を含む溶液を乾式紡糸する工程、及び
(5)紡糸したポリウレタン弾性繊維に、鉱物油25〜75質量%及びシリコーンオイル75〜25質量%からなる油分を含むベース油剤を付与する工程
を含むことを特徴とする熱融着性ポリウレタン弾性繊維の製造方法、
[14] [1]乃至[11]のいずれかに記載の熱融着性ポリウレタン弾性繊維を製織編してなるポリウレタン弾性繊維混用織編物、
[15] [1]乃至[11]のいずれかに記載の熱融着性ポリウレタン弾性繊維と、少なくとも1種類の非弾性糸とを含み、乾熱又は湿熱セットにより熱融着性ポリウレタン弾性繊維相互及び/又はこれと非弾性糸との交差部を熱融着させてなる[14]記載のポリウレタン弾性繊維混用織編物、
[16] ブリーフ、パンティ、ショーツ、アンダーシャツ、キャミソール、ガードル、ブラジャー、スパッツ、ボディスーツ、生理用ショーツ、水着、レオタード、リゾートウエア、ホームウエア、アンダーウエア、スポーツ用タイツ、シャツ、上着材、手袋、靴下、腕カバー、医療用衣料、手術衣、クリーンルーム作業用衣料、防塵衣料、サポーター、アイマスク、使い捨ておむつ、失禁パット、ガーゼ、包帯、貼布材、包装材、マスク、シーツ、タオル、ハンカチ、衣料芯地、精密濾過用フィルター、工業用ワイパー、又は保護カバーである[14]又は[15]記載のポリウレタン弾性繊維混用織編物
を提供する。
That is, the present invention
[1] A heat-fusible polyurethane elastic having a melting point of 165 to 200 ° C. measured by a flow temperature method, and a thermal fusing force of 0.15 cN / dtex or more when heat-treated in the above temperature range in a plating knitted fabric method Fiber,
The heat-fusible polyurethane elastic fiber is obtained by melt-spinning a polymer obtained from polyol, diisocyanate and low molecular weight diol, and comprises an oil component comprising mineral oil and silicone oil, n-propylamine, n-butylamine, di-n A heat characterized by adhering or containing a base oil containing a monoamine selected from butylamine, iso-butylamine, di-iso-butylamine, 2-ethylhexylamine, monobenzylamine, distearylamine and laurylamine Fusible polyurethane elastic fiber,
[2] The heat-sealable polyurethane elastic fiber according to [1], wherein a residual strain immediately after stretching by 300% is 40% or less,
[3] The heat fusion as described in [1] or [2], comprising 1 to 10% by mass of a base oil containing 25 to 75% by mass of mineral oil and 75 to 25% by mass of silicone oil. Polyurethane elastic fiber,
[4] (I) Both end-isocyanate group prepolymer obtained by reacting polyol and diisocyanate, and (II) Both-end hydroxyl group prepolymer obtained by reacting polyol, diisocyanate and low molecular weight diol are reacted. [1], [2] characterized in that the obtained polymer is melt-spun, and a base oil containing an oil component of 25 to 75% by mass of mineral oil and 75 to 25% by mass of silicone oil is adhered or contained. ] Or the heat-fusible polyurethane elastic fiber according to [3],
[5] Any one of [1] to [4], wherein the residual isocyanate group in the polyurethane elastic fiber is reacted with the monoamine to consume 0.5 to 15 equivalent% of the residual isocyanate group. The heat-fusible polyurethane elastic fiber according to claim 1,
[6] The heat according to [4] or [5], wherein the effective cross-linking amount in the polyurethane elastic fiber is 0.05 × 10 −5 mol / g or more and less than 10 × 10 −5 mol / g. Fusible polyurethane elastic fiber,
[7] A heat-fusible polyurethane elastic having a melting point of 165 to 200 ° C. measured by a flow temperature method, and a thermal fusing force of 0.15 cN / dtex or more when heat-treated in the above temperature range in a plating knitted fabric method Fiber,
The heat-fusible polyurethane elastic fiber comprises a polyol, a diisocyanate, a low molecular weight diamine and / or a low molecular weight diol, a polyacrylate ester, a polyvinylpyrrolidone copolymer, a polyurethane polymer, a polyester, a polyester ether, and an epoxy resin. A heat-fusible polyurethane elastic fiber obtained by dry spinning a spinning solution containing a selected compound,
[8] The heat-sealable polyurethane elastic fiber according to [7], wherein a residual strain immediately after stretching by 300% is 40% or less,
[9] The heat fusion according to [7] or [8], comprising 1 to 10% by mass of a base oil agent containing 25 to 75% by mass of mineral oil and 75 to 25% by mass of silicone oil. Polyurethane elastic fiber,
[10] A polyurethane polymer solution obtained by reacting a heat-fusible polyurethane elastic fiber with an isocyanate-terminated intermediate polymer obtained from polyol and diisocyanate and a low molecular weight diamine and / or low molecular weight diol in an organic solvent. And a mass ratio of the polyurethane polymer and the compound is 40:60 to 80:20, and a compound selected from polyacrylic acid ester, polyvinylpyrrolidone copolymer, polyurethane polymer, polyester, polyester ether and epoxy resin. A spinning solution formed by mixing is dry-spun, and a base oil containing an oil component of 25 to 75% by mass of mineral oil and 75 to 25% by mass of silicone oil is adhered or contained. The heat-fusible polyurethane elasticity according to any one of [7] to [9] fiber,
[11] The total polyol constituting the heat-fusible polyurethane elastic fiber contains 70 mol% or more of polyether diol having a number average molecular weight of 600 to 3,500, and the urethane bond occupies the entire urethane bond and urea bond. The heat-fusible polyurethane elastic fiber according to [10], wherein the ratio is 60 to 95 mol%,
[12] (1) A step of reacting a polyol and a diisocyanate to synthesize both end isocyanate group prepolymers,
(2) a step of synthesizing a hydroxyl-terminated prepolymer at both ends by reacting a polyol, diisocyanate and a low molecular weight diol;
(3) a step of synthesizing a spinning polymer by reacting both terminal isocyanate group prepolymers and both terminal hydroxyl group prepolymers;
(4) a step of melt-spinning a spinning polymer, and (5) an oil component comprising 25 to 75% by mass of mineral oil and 75 to 25% by mass of silicone oil, and n-propylamine, n- Including a step of providing a base oil agent comprising a monoamine selected from butylamine, di-n-butylamine, iso-butylamine, di-iso-butylamine, 2-ethylhexylamine, monobenzylamine, distearylamine and laurylamine. A method for producing a heat-fusible polyurethane elastic fiber,
[13] (1) A step of reacting a polyol having a number average molecular weight of 600 to 3500 with a diisocyanate to synthesize an intermediate polymer having both terminal isocyanate groups,
(2) a step of obtaining a polyurethane polymer solution by reacting the intermediate polymer with a low molecular weight diamine and / or a low molecular weight diol in an organic solvent;
(3) The polyurethane polymer solution and a compound selected from polyacrylic acid ester, polyvinyl pyrrolidone copolymer, polyurethane polymer, polyester, polyester ether and epoxy resin having a mass ratio of the polyurethane polymer and the compound of 40: Mixing to be 60 to 80:20,
(4) a step of dry-spinning a solution containing a polyurethane polymer and the above compound, and (5) a base containing an oil component of 25 to 75% by mass of mineral oil and 75 to 25% by mass of silicone oil in the spun polyurethane elastic fiber. A method for producing a heat-fusible polyurethane elastic fiber, comprising a step of applying an oil agent;
[14] A polyurethane elastic fiber mixed woven or knitted fabric obtained by weaving and knitting the heat-fusible polyurethane elastic fiber according to any one of [1] to [11],
[15] The heat-fusible polyurethane elastic fiber according to any one of [1] to [11] and at least one non-elastic yarn, and the heat-fusible polyurethane elastic fiber mutually by dry heat or wet heat setting And / or polyurethane elastic fiber-mixed woven or knitted fabric according to [14], wherein the intersection between the elastic yarn and the inelastic yarn is heat-sealed.
[16] Briefs, panties, shorts, undershirts, camisole, girdle, bra, spats, body suits, sanitary shorts, swimwear, leotards, resort wear, homewear, underwear, sports tights, shirts, outerwear materials, Gloves, socks, arm covers, medical clothing, surgical clothing, cleanroom work clothing, dust proof clothing, supporters, eye masks, disposable diapers, incontinence pads, gauze, bandages, patch materials, packaging materials, masks, sheets, towels, A polyurethane elastic fiber-mixed woven or knitted fabric according to [14] or [15], which is a handkerchief, a clothing interlining, a microfiltration filter, an industrial wiper, or a protective cover.
本発明によれば、熱融着性及び熱セット時の耐熱性に優れ、断糸や劣化が起こりにくいポリウレタン弾性繊維を提供することができる。また、本発明のポリウレタン弾性繊維を用いることで、目ずれ、わらい、ほつれ、ラン、デンセン、カール、スリップイン等が生じにくい織編物が得られる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the polyurethane elastic fiber which is excellent in heat-fusibility and heat resistance at the time of heat setting, and is hard to produce a thread breakage and deterioration can be provided. Further, by using the polyurethane elastic fiber of the present invention, a woven or knitted fabric that is less prone to misalignment, softness, fraying, run, densen, curl, slip-in and the like can be obtained.
熱融着性ポリウレタン弾性繊維
本発明の弾性繊維は、フロー温度法により測定した融点が165〜200℃であり、巻糸体の全領域にわたって断糸しないポリウレタン弾性繊維であって、プレーティング編地法において上記温度範囲で熱処理したときの熱融着力が0.15cN/dtex以上の熱融着性ポリウレタン弾性繊維である。
Heat-sealable polyurethane elastic fiber The elastic fiber of the present invention has a melting point measured by a flow temperature method of 165 to 200 ° C., and is a polyurethane elastic fiber that does not break over the entire area of the wound yarn, This is a heat-fusible polyurethane elastic fiber having a heat-sealing force of 0.15 cN / dtex or more when heat-treated in the above temperature range.
ここで、本発明の熱融着性ポリウレタン弾性繊維の融点(フロー温度)は、165〜200℃であることが好ましく、より好ましくは170〜200℃である。融点が低すぎると熱セット率は、極めて高いものとなるが、生地の伸長回復力が低すぎたり、耐熱性が実用的に低すぎるなどの問題があり、融点が高すぎると、高温下でセットしなければならず、共用する繊維の風合いを硬くしたり劣化を引き起こしたり、セット機の能力不足による生産上の制限が発生するなどの問題がある。本発明のポリウレタン弾性繊維は、上記範囲の融点を有することから、寸法安定性や、生地の伸長回復力が好ましく、他の通常の繊維と併用すると、双方の繊維を同様の温度でセットできるため、良好な品位の編地や織物を提供することができ、大きな利点を発揮するものである。 Here, it is preferable that melting | fusing point (flow temperature) of the heat-fusible polyurethane elastic fiber of this invention is 165-200 degreeC, More preferably, it is 170-200 degreeC. If the melting point is too low, the heat setting rate will be extremely high, but there are problems such as the stretch recovery ability of the fabric being too low and the heat resistance is practically too low, and if the melting point is too high, There is a problem that the texture of the shared fiber must be hardened or deteriorated, and production is limited due to insufficient capacity of the setting machine. Since the polyurethane elastic fiber of the present invention has a melting point in the above-mentioned range, dimensional stability and elongation recovery force of the fabric are preferable. When used in combination with other ordinary fibers, both fibers can be set at the same temperature. Therefore, it is possible to provide knitted fabrics and woven fabrics of good quality and exhibit great advantages.
本発明のポリウレタン弾性繊維の融点はフロー温度法により測定する。具体的には、フローテスターCFT−500A形((株)島津製作所製)を使用し、サンプル量1.5g、ダイ(ノズル)の直径0.5mm、厚み1.0mmとして30kgの押出荷重を加え、初期設定温度120℃で予熱時間240秒の後、3℃/分の速度で等速昇温した時、描かれるトナープランジャー降下量−温度曲線を求める。等速昇温されるにしたがい、トナーは徐々に加熱され、ポリマーが流出し始める。このときのフロー温度を融点とする。更に昇温すると溶融状態となったトナーは大きく流出し、プランジャー降下が停止し終了する。 The melting point of the polyurethane elastic fiber of the present invention is measured by a flow temperature method. Specifically, a flow tester CFT-500A type (manufactured by Shimadzu Corporation) was used, and an extrusion load of 30 kg was applied with a sample amount of 1.5 g, a die (nozzle) diameter of 0.5 mm, and a thickness of 1.0 mm. When the temperature is raised at a constant rate of 3 ° C./min after a preheating time of 240 seconds at an initial set temperature of 120 ° C., a toner plunger descending amount-temperature curve is obtained. As the temperature is increased at a constant speed, the toner is gradually heated and the polymer begins to flow out. The flow temperature at this time is defined as the melting point. When the temperature is further increased, the melted toner largely flows out, and the plunger lowering stops and ends.
また、本発明のポリウレタン弾性繊維の熱融着性の指標としての熱流動性は、以下の試験で性能を把握することができる。 Further, the thermal fluidity as an index of the heat fusibility of the polyurethane elastic fiber of the present invention can be grasped by the following test.
フローテスターCFT−500A形((株)島津製作所製)を使用し、サンプル量1.5g、ダイ(ノズル)の直径0.5mm、厚み1.0mmとして30kgの押出荷重を加え、初期設定温度で予熱時間240秒の後、一定温度で処理したときダイ(ノズル)からサンプルが出始めるまでの移動時間を測定する。この時間が短ければ、熱流動性が高く、また時間が長ければ熱流動性が低いものと評価できる。 Using a flow tester CFT-500A type (manufactured by Shimadzu Corporation), applying an extrusion load of 30 kg with a sample amount of 1.5 g, a die (nozzle) diameter of 0.5 mm, and a thickness of 1.0 mm, and an initial set temperature After a preheating time of 240 seconds, the movement time until the sample starts to come out from the die (nozzle) when measured at a constant temperature is measured. If this time is short, it can be evaluated that the thermal fluidity is high, and if the time is long, the thermal fluidity is low.
例えば、初期設定温度が165℃の場合、好ましい時間は1〜60分である。更に好ましくは5〜50分である。1分未満であると熱流動性は良好であるが耐熱性が低くなるおそれがあり、60分を超えると熱流動性が低いため熱融着性が劣ると考えられる。 For example, when the initial set temperature is 165 ° C., the preferred time is 1 to 60 minutes. More preferably, it is 5 to 50 minutes. If it is less than 1 minute, the heat fluidity is good, but the heat resistance may be lowered, and if it exceeds 60 minutes, the heat fluidity is low, so that the heat-fusibility is inferior.
また、初期設定温度が180℃の場合、好ましい時間は15秒〜20分である。更に好ましくは、30秒〜15分である。15秒未満であると熱流動性は良好であるが耐熱性が低くなるおそれがあり、20分を超えると熱流動性が低いため熱融着性が劣ると考えられる。 Moreover, when initial setting temperature is 180 degreeC, preferable time is 15 second-20 minutes. More preferably, it is 30 seconds to 15 minutes. If it is less than 15 seconds, the heat fluidity is good, but the heat resistance may be lowered. If it exceeds 20 minutes, the heat fluidity is low, so that the heat-fusibility is inferior.
また、本発明のポリウレタン弾性繊維は、300%伸長した直後の残留歪みが40%以下、特に35%以下であることが好ましい。残留歪みが40%より大きいポリウレタン弾性繊維を使用した製品は、肘抜け、膝抜け、伸びきり等の問題が発生したり、身体の補正効果が充分に発現されないので好ましくない。なお、300%伸長した直後の残留歪みの下限は特に制限されず、0%でもよいが、通常2%以上、特に5%以上である。 The polyurethane elastic fiber of the present invention preferably has a residual strain immediately after stretching by 300% of 40% or less, particularly 35% or less. A product using a polyurethane elastic fiber having a residual strain of more than 40% is not preferable because problems such as elbow slipping, knee slipping, and full stretch occur, and the correction effect of the body is not sufficiently exhibited. The lower limit of the residual strain immediately after 300% elongation is not particularly limited and may be 0%, but is usually 2% or more, particularly 5% or more.
300%伸長直後の残留歪みとは、把握長4cm、300mm/分で300%までの伸長後直ちに伸長時と同じ速度で元の長さまで回復させ、応力がゼロになった時の残留歪み(%)をいう。 Residual strain immediately after 300% elongation is the residual strain (%) when the stress becomes zero immediately after stretching up to 300% at a grasping length of 4 cm and 300 mm / min, at the same speed as when stretching. ).
更に、本発明のポリウレタン弾性繊維は、紡糸後の繊維をボビンに巻回してなる巻糸体の全領域にわたり、断糸が生じないことを特徴とする。通常、紡糸装置で紡糸された繊維は、冷却後、油剤が付与され、巻き取り機で巻き取られる。巻き取り工程では、ボビン(芯)である筒状の紙管等に繊維を巻回し、繊維層の厚さが径方向に10〜50mm、繊維巻取り幅が30〜100mmの円柱状の巻糸体を得る。この場合、巻糸体の全領域とは、巻糸体の内層と表層を合わせた巻糸体全体をいい、円柱の底面の径方向に中心から外周部へ向かって、紙管に接している層を内層、この内層を取り囲んでいる外側の層を表層とする。 Furthermore, the polyurethane elastic fiber of the present invention is characterized in that no yarn breakage occurs over the entire region of the wound body obtained by winding the spun fiber around a bobbin. Usually, the fiber spun by the spinning device is cooled, then provided with an oil agent, and wound by a winder. In the winding process, the fiber is wound around a cylindrical paper tube or the like, which is a bobbin (core), and the cylindrical winding yarn having a fiber layer thickness of 10 to 50 mm in the radial direction and a fiber winding width of 30 to 100 mm Get the body. In this case, the whole area of the wound body means the entire wound body including the inner layer and the surface layer of the wound body, and is in contact with the paper tube from the center toward the outer periphery in the radial direction of the bottom surface of the cylinder. A layer is an inner layer, and an outer layer surrounding the inner layer is a surface layer.
なお、巻糸体は、このように内層及び表層を含むが、本発明においては、巻糸体全体において、つまり内層及び表層においていずれもその弾性繊維の融点、熱融着力が上記範囲であることが必要である。 Note that the wound body includes the inner layer and the surface layer as described above, but in the present invention, the melting point and the heat fusion force of the elastic fiber are within the above ranges in the entire wound body, that is, both the inner layer and the surface layer. is required.
即ち、内層とは、巻糸体の紙管に最も近い部分をいい、紙管幅が55〜60mm程度のいわゆるハーフ紙管(外径70〜90mm)であれば、巻糸体の紙管接触部及びそこから30g分表層に戻る領域であり、紙管幅が110〜120mm程度のいわゆるフル紙管(外径70〜90mm)サイズであれば、巻糸体の紙管接触部及びそこから60g分表層に戻る領域をいう。表層とは、巻糸体の内層を除いた部分である。 That is, the inner layer means a portion closest to the paper tube of the wound body, and if the paper tube width is a so-called half paper tube (outer diameter 70 to 90 mm) of about 55 to 60 mm, the paper tube contacts the wound body. If it is a so-called full paper tube (outer diameter 70-90 mm) size with a paper tube width of about 110-120 mm, the paper tube contact portion of the wound body and 60 g from there An area that returns to the subsurface. The surface layer is a portion excluding the inner layer of the wound body.
本発明において、巻糸体の全領域にわたり断糸が生じないとは、前述のとおり、巻糸体の内層及び表層の双方で断糸が見出されないことを言うが、その確認は、次のようにして行う。まず、直径が4インチ、針数400本のパンスト編機を使用して、内層及び表層のそれぞれのポリウレタン弾性繊維と、ナイロン仮撚り加工糸33デシテックス26フィラメントを、ドラフト2.4倍でプレーティング編みして得た筒編地を開反する。なお、ここにいう表層のポリウレタン弾性繊維とは、最表面及びそこから巻き取り量全体の10質量%分の領域に存在するポリウレタン弾性繊維を指す。
次に、伸長倍率1.0倍の状態に保ったまま、該開反編地を所定温度で60秒間熱セットして、プレーティング編地中のポリウレタン弾性繊維を熱融着させる。編機の油など介在物が多い場合は、熱処理前に編地を洗浄する。
介在物を除去するための洗浄条件としては、例えば、ソーピング剤(スコアロールTS840(旭電化社製))1mLを水1Lに溶解した洗浄溶液を用いて、染色試験機MINI COLOUR(テクサム技研製)で90℃で10分間処理を実施し、編地を充分に水洗し、介在物及びソーピング剤を除去した後乾燥する。その後熱処理を行う。
続いて、タテ17cmでヨコ30cmの編地を20%塩酸水溶液200mLに浸漬処理してナイロンを除去した後、残ったポリウレタン弾性繊維の試料を目視観察する。
断糸している懸念の部位はマジック等で印をつけ、実体顕微鏡SZ61[オリンパス(株)]を用いて倍率20倍で観察し、ポリウレタン断糸の有無を目視評価する。目視評価の結果、内層・表層それぞれのポリウレタン弾性繊維を用いた編地で断糸が確認されない場合、巻糸体の全領域で断糸が生じていないものとした。
In the present invention, the fact that no breakage occurs over the entire area of the wound body means that no breakage is found in both the inner layer and the surface layer of the wound body as described above. To do so. First, using a pantyhose knitting machine with a diameter of 4 inches and 400 needles, the polyurethane elastic fibers of the inner layer and surface layer and nylon false twisted yarn 33 dtex 26 filaments were plated at a draft of 2.4 times. Open the tubular knitted fabric obtained by knitting. In addition, the polyurethane elastic fiber of the surface layer here refers to the polyurethane elastic fiber which exists in the area | region for 10 mass% of the whole surface winding amount from there.
Next, with the stretch ratio maintained at 1.0, the unfolded knitted fabric is heat-set at a predetermined temperature for 60 seconds to heat-bond the polyurethane elastic fibers in the plating knitted fabric. If there are many inclusions such as oil in the knitting machine, wash the knitted fabric before heat treatment.
Washing conditions for removing inclusions include, for example, a washing solution in which 1 mL of a soaping agent (score roll TS840 (manufactured by Asahi Denka Co.)) is dissolved in 1 L of water, and a dyeing tester MINI COLOUR (manufactured by Tecsum Giken). The knitted fabric is sufficiently washed with water at 90 ° C. for 10 minutes to remove inclusions and the soaping agent and then dried. Thereafter, heat treatment is performed.
Subsequently, after removing the nylon by immersing a knitted fabric of 17 cm in length and 30 cm in width into 200 mL of a 20% aqueous hydrochloric acid solution, the remaining polyurethane elastic fiber sample is visually observed.
The broken parts are marked with a magic or the like and observed with a stereomicroscope SZ61 [Olympus Co., Ltd.] at a magnification of 20 times to visually evaluate the presence or absence of polyurethane breakage. As a result of visual evaluation, when no yarn breakage was confirmed in the knitted fabric using the polyurethane elastic fibers of the inner layer and the surface layer, it was assumed that no yarn breakage occurred in the entire region of the wound body.
また、本発明のポリウレタン弾性繊維の熱融着力は、0.15cN/dtex以上である必要があり、特に好ましくは0.17cN/dtex以上である。熱融着力が0.15cN/dtex未満であると、織編地にした際、充分な熱融着性とその効果が得られず好ましくない。なお、熱融着力の上限は、0.25〜0.30cN/dtexを超えたあたりで、下記に示す「解編不可能」な状態である。 Further, the heat sealing force of the polyurethane elastic fiber of the present invention needs to be 0.15 cN / dtex or more, particularly preferably 0.17 cN / dtex or more. When the heat-fusible force is less than 0.15 cN / dtex, it is not preferable because sufficient heat-fusibility and its effect cannot be obtained when a knitted fabric is formed. In addition, the upper limit of the heat-fusible force is around “0.25 to 0.30 cN / dtex” and is in the “unable to disassemble” state shown below.
ここで、本発明において、熱融着とは、ポリウレタン弾性繊維が外からの熱又は熱と圧力とにより、ポリウレタン弾性繊維相互及び/又はポリウレタン弾性繊維と他の繊維とが融着し、密着している状態や、繊維の少なくとも一部が融着し、密着している状態、或いは融着まで至らなくても繊維同士が接着している状態をいう。 Here, in the present invention, heat fusion means that polyurethane elastic fibers are fused with each other and / or polyurethane elastic fibers and / or other fibers by heat or heat and pressure from outside. A state in which at least a part of the fibers are fused and in close contact with each other, or a state in which the fibers are bonded to each other even if the fusion does not occur.
熱融着力の測定方法は、プレーティング編地法によるものであり、測定方法は、次の通りである。
直径が4インチ、針数400本のパンスト編機を使用して、ポリウレタン弾性繊維とナイロン仮撚り加工糸33デシテックス26フィラメントをドラフト2.4倍でプレーティング編みして得た筒編地を開反する。
次に、伸長倍率1.0倍の状態に保ったまま、該開反編地を該ポリウレタン弾性繊維のフロー温度法における融点で60秒間熱セットして、プレーティング編地中のポリウレタン弾性繊維を熱融着させる。編機の油など介在物が多い場合は、熱処理前に編地を洗浄する。
介在物を除去するための洗浄条件としては、例えば、ソーピング剤(スコアロールTS840(旭電化社製))1mLを水1Lに溶解した洗浄溶液を用いて、染色試験機MINI COLOUR(テクサム技研製)で90℃で10分間処理を実施し、編地を充分に水洗し、介在物及びソーピング剤を除去した後乾燥する。その後熱処理を行う。
The measuring method of the heat sealing force is based on the plating knitted fabric method, and the measuring method is as follows.
Using a pantyhose knitting machine with a diameter of 4 inches and 400 needles, open a tubular knitted fabric obtained by plating knitting polyurethane elastic fiber and nylon false twisted yarn 33 dtex 26 filament with draft 2.4 times Contrary.
Next, while keeping the stretch ratio at 1.0, the unfolded knitted fabric is heat-set for 60 seconds at the melting point in the flow temperature method of the polyurethane elastic fiber, and the polyurethane elastic fiber in the plating knitted fabric is Heat seal. If there are many inclusions such as oil in the knitting machine, wash the knitted fabric before heat treatment.
Washing conditions for removing inclusions include, for example, a washing solution in which 1 mL of a soaping agent (score roll TS840 (manufactured by Asahi Denka Co.)) is dissolved in 1 L of water, and a dyeing tester MINI COLOUR (manufactured by Tecsum Giken). The knitted fabric is sufficiently washed with water at 90 ° C. for 10 minutes to remove inclusions and the soaping agent and then dried. Thereafter, heat treatment is performed.
熱融着力の算出方法、評価は次の通りである。引張試験機[島津製作所製 精密万能試験機]上部チャックに把持した該編地の端から解編したポリウレタン弾性繊維を0.1cNの荷重下で下部チャックに把持し、つかみ間隔(チャック間隔)100mm、引張速度100mm/分で引張り、ポリウレタン弾性繊維の編地からの解編張力を測定する。
次いで、熱融着部位が解離する度に計測される解編張力のピーク点について、解編応力が安定する伸長量100mmから200mmの間で値が大きい3番目までのピーク点を平均して、ピーク平均解編張力を求める。続いて、ピーク平均解編張力(cN)をポリウレタン弾性繊維の初期繊度(dtex)で除して熱融着力(cN/dtex)とする。
The calculation method and evaluation of the heat sealing force are as follows. Tensile tester [Precision universal testing machine manufactured by Shimadzu Corporation] The polyurethane elastic fiber knitted from the end of the knitted fabric held by the upper chuck is held by the lower chuck under a load of 0.1 cN, and the grip interval (chuck interval) is 100 mm. Then, pulling is performed at a pulling speed of 100 mm / min, and the knitting tension of the polyurethane elastic fiber from the knitted fabric is measured.
Next, with respect to the peak point of the knitting tension measured each time the thermal fusion site is dissociated, the peak points up to the third largest value between the elongation amount 100 mm to 200 mm where the knitting stress is stable are averaged, Obtain the peak average knitting tension. Subsequently, the peak average knitting tension (cN) is divided by the initial fineness (dtex) of the polyurethane elastic fiber to obtain a heat fusion force (cN / dtex).
ポリウレタン弾性繊維の熱融着が強くなると、編地端よりポリウレタン弾性繊維を解編できない状態になり、その場合は「解編不可能」と評価して、熱融着が最大に達したことを表す。通常、解編不可能な条件より温度を下げると、次第に熱融着力も低くなり、解編可能な程度に熱融着した状態となる。「解編不可能」な状態の熱融着力とは、測定するポリウレタン弾性繊維の種類や使用繊度などにより異なるが、通常熱融着力が0.2cN/dtexを超えたあたりで、「解編不可能」か、あるいは「解編不可能」に近い状態となる。また、熱処理した際にポリウレタン弾性繊維が編地中で断糸した場合、連続したポリウレタン弾性繊維が編地から解編できないので、「測定不可能」となる。 When the heat-sealing of the polyurethane elastic fiber becomes strong, the polyurethane elastic fiber cannot be disassembled from the end of the knitted fabric, and in that case, it is evaluated that “disassembly is impossible” and that the heat-sealing has reached the maximum. To express. Normally, when the temperature is lowered from a condition where disassembling is impossible, the heat-sealing force gradually decreases, and the heat-sealing state is achieved to such an extent that it can be knitted. The heat-bonding force in the “unbreakable” state varies depending on the type of polyurethane elastic fiber to be measured and the fineness of the fiber used, but usually when the heat-bonding force exceeds 0.2 cN / dtex, It becomes a state that is “possible” or “impossible to disassemble”. Further, when the polyurethane elastic fiber is broken in the knitted fabric during the heat treatment, the continuous polyurethane elastic fiber cannot be knitted from the knitted fabric, and thus “measurement is impossible”.
ポリウレタン弾性繊維が熱融着していることで編地端より該ポリウレタン弾性繊維が解編できない状態になっている「解編不可能」と、ポリウレタン弾性繊維が編地中で断糸しており編地端より該ポリウレタン弾性繊維が解編できない状態になっている「測定不可能」の違いは、次の通りである。タテ17cmでヨコ30cmの編地を20%塩酸水溶液200mLに浸漬処理してナイロンを除去した後、残ったポリウレタン弾性繊維の試料を目視観察し、該編地にポリウレタン弾性繊維の断糸が認められない場合は、「解編不可能」であり、本発明の良好な結果を示すものである。一方、ポリウレタン弾性繊維の断糸が認められる場合は、「測定不可能」であり、製品として伸度ムラ、伸長回復性のムラ、繰り返し着用時の断糸部分の拡大など問題が発生し、両者を区別することができる。 The polyurethane elastic fiber is broken in the knitted fabric, saying that the polyurethane elastic fiber cannot be knitted from the end of the knitted fabric because the polyurethane elastic fiber is heat-sealed. The difference of “unmeasurable” in which the polyurethane elastic fiber cannot be knitted from the edge of the knitted fabric is as follows. After removing the nylon by immersing the knitted fabric of 17 cm in length and 30 cm in width into 200 mL of a 20% aqueous hydrochloric acid solution, the remaining polyurethane elastic fiber sample was visually observed, and yarn breakage of the polyurethane elastic fiber was observed on the knitted fabric. If not, it is “unassembleable” and indicates a good result of the present invention. On the other hand, if the polyurethane elastic fiber breakage is observed, it is “impossible to measure”, and the product has problems such as uneven elongation, uneven stretch recovery, expansion of the broken yarn part during repeated wear, Can be distinguished.
なお、熱融着力の測定方法は、プレーティング編地法の他、原糸交差法や特開2002−339189号公報に記載の熱融着力測定法によっても測定、評価することができる。
原糸交差法の測定方法は次の通りである。ポリウレタン系弾性繊維15cmを2本採取し、図11に示した通り、ポリウレタン弾性繊維の原糸11のループに同じポリウレタン弾性繊維の原糸12を交差し、0.1cNの荷重を掛け、つかみ間隔80mmの中央付近(中央から±5mm)に該交差箇所を配置しつつ2本のポリウレタン弾性繊維を把持する。
続いて、該試料を[(3℃/分フローの融点)−20]℃に保った乾燥機中で45秒間熱処理する。なお、処理温度の最低温度は160℃とする。
In addition to the plating knitted fabric method, the method for measuring the heat fusion force can also be measured and evaluated by the raw yarn crossing method and the heat fusion force measurement method described in JP-A-2002-339189.
The measuring method of the raw yarn crossing method is as follows. Two polyurethane elastic fibers 15 cm are sampled, and as shown in FIG. 11, the same polyurethane elastic fiber yarn 12 is crossed over the polyurethane elastic fiber yarn 11 loop, and a load of 0.1 cN is applied. The two polyurethane elastic fibers are gripped while the intersection is arranged near the center of 80 mm (± 5 mm from the center).
The sample is then heat treated for 45 seconds in a dryer maintained at [(melting point of 3 ° C./min flow) −20] ° C. The minimum processing temperature is 160 ° C.
次に、該試料について、図11のX−X’より上部、Y−Y’より下部を切り離した状態で、引張試験機の上下のチャックに把持する。この時、つかみ間隔は40mm、交差箇所はつかみ間隔の中央付近(中央から±5mm)になるように調整する。引張速度100mm/分で引張り、当該交差箇所が剥離する時の最大応力を測定する。続いて、最大応力(cN)をウレタン弾性繊維の初期繊度(dtex)で除して熱融着力(cN/dtex)とする。交差箇所が剥離せず融着した状態のまま、ポリウレタン弾性繊維の他の伸長箇所が断糸した場合は、「完全融着」と評価して、強く熱融着したことを表す。熱融着力の評価については、上記プレーティング編地法と同じ傾向となる。 Next, the sample is gripped by the upper and lower chucks of the tensile tester with the upper part from X-X 'and the lower part from Y-Y' in FIG. At this time, the gripping interval is adjusted to 40 mm, and the intersection is adjusted to be near the center of the gripping interval (± 5 mm from the center). Tensile is performed at a pulling speed of 100 mm / min, and the maximum stress is measured when the intersection is peeled off. Subsequently, the maximum stress (cN) is divided by the initial fineness (dtex) of the urethane elastic fiber to obtain a heat fusion force (cN / dtex). When the other stretched portion of the polyurethane elastic fiber is cut off while the crossing portion is not peeled off and fused, it is evaluated as “complete fusion” and indicates that it is strongly heat-sealed. Regarding the evaluation of the heat-bonding force, the same tendency as in the plating knitted fabric method is obtained.
特開2002−339189号公報に記載の熱融着力の測定(PU100%使用編地試験)は以下の通りである。 The measurement of heat-bonding force (PU 100% knitted fabric test) described in JP-A-2002-339189 is as follows.
ポリウレタン弾性繊維を、針本数370本の直径3ヶ3/42.54cmの一口編み機にてドラフト2.5倍で編み立て、弾性繊維の筒編地を得る。得られた弾性繊維の筒編地を100%伸長下で設定プレセット温度下でピンテンターで通過時間60秒で通過させ、その後、引張試験機(オリエンテック(株)製UTM−III−100型(商標))の上部チャックと下部チャック間の間隔(試料長)を10cmになるように調節し、上部チャックに筒編地をセットし筒編地の端から糸を試料長10cmまで抜き出して下部チャックにセットし、50cm/分の速度で引っ張り、筒編地の一端から糸を抜き出す際の抜き出し応力P1(cN)を測定する。 Polyurethane elastic fibers are knitted with a draft of 2.5 times with a one-neck knitting machine having 370 needles and a diameter of 3 / 42.54 cm to obtain a cylindrical knitted fabric of elastic fibers. The obtained elastic fiber tubular knitted fabric is allowed to pass through a pin tenter at a preset temperature set under 100% elongation and a passing time of 60 seconds. Thereafter, a tensile tester (UTM-III-100 type manufactured by Orientec Co., Ltd.) Trademark))) The upper chuck and the lower chuck are adjusted so that the distance (sample length) is 10 cm, the cylindrical knitted fabric is set on the upper chuck, and the yarn is extracted from the end of the cylindrical knitted fabric to the sample length of 10 cm. And pulling at a speed of 50 cm / min to measure the extraction stress P1 (cN) when the yarn is extracted from one end of the tubular knitted fabric.
ポリウレタン弾性繊維のデシテックス測定方法は、以下の通りである。ポリウレタン弾性繊維に1/30g/dtex(dtexは公称デシテックス)の初荷重をかけ、100.0cmの長さに切断する。100.0cmの長さに切断された弾性繊維10本、すなわち、1000.0cm長さ分の質量を小数点以下4桁gの電子天秤にて測定し、更に、それらの質量を1000倍、すなわち、10000mの質量に換算したグラム数をデシテックスとする。熱融着力を下記式により求める。
熱融着力(cN/dtex)=抜き出し応力P1/デシテックス
The decitex measurement method for polyurethane elastic fibers is as follows. An initial load of 1/30 g / dtex (dtex is nominal decitex) is applied to the polyurethane elastic fiber, and the polyurethane elastic fiber is cut to a length of 100.0 cm. Ten elastic fibers cut to a length of 100.0 cm, that is, a mass of 1000.0 cm length was measured with an electronic balance having four digits after the decimal point, and further, their mass was multiplied by 1000, that is, The number of grams converted to a mass of 10,000 m is defined as decitex. The heat sealing force is obtained by the following formula.
Thermal fusing power (cN / dtex) = extraction stress P1 / decitex
熱融着性ポリウレタン弾性繊維の製造方法
本発明のポリウレタン弾性繊維の製造方法は、上記特性を備えたポリウレタン弾性繊維が得られる限り、特に制限されるものではなく、溶融紡糸方法及び乾式紡糸法のいずれを採用してもよい。
Production method of heat-fusible polyurethane elastic fiber The production method of the polyurethane elastic fiber of the present invention is not particularly limited as long as the polyurethane elastic fiber having the above characteristics can be obtained. Either may be adopted.
例えば、ポリオールと過剰モル量のジイソシアネートを反応させ、両末端にイソシアネート基を有するポリウレタン中間重合体を製造し、該中間重合体のイソシアネート基と容易に反応し得る活性水素を有する低分子量ジアミンや低分子量ジオールを不活性な有機溶剤中で反応させてポリウレタン溶液(ポリマー溶液)を製造した後、溶剤を除去し、糸条に成形する方法や、ポリオールとジイソシアネートと低分子量ジアミン又は低分子量ジオールとを反応させたポリマーを固化し、溶剤に溶解させた後、溶剤を除去し、糸条に成形する方法、前記固化したポリマーを溶剤に溶解させることなく加熱により糸条に成形する方法、前記ポリオールとジイソシアネートと低分子量ジオールとを反応させてポリマーを得、該ポリマーを固化することなく糸条に成形する方法、更には、上記のそれぞれの方法で得られたポリマー又はポリマー溶液を混合した後、混合ポリマー溶液から溶剤を除去し、糸条に成形する方法等がある。 For example, a polyol and an excess molar amount of diisocyanate are reacted to produce a polyurethane intermediate polymer having isocyanate groups at both ends, and a low molecular weight diamine having an active hydrogen that can easily react with the isocyanate group of the intermediate polymer. A polyurethane solution (polymer solution) is produced by reacting a molecular weight diol in an inert organic solvent, and then the solvent is removed to form a yarn, or a polyol, a diisocyanate, a low molecular weight diamine or a low molecular weight diol. A method in which the reacted polymer is solidified and dissolved in a solvent, and then the solvent is removed and formed into a yarn; a method in which the solidified polymer is formed into a yarn by heating without dissolving in the solvent; and the polyol and Reacting diisocyanate with low molecular weight diol to obtain a polymer and solidifying the polymer Method of forming a Ku yarn, furthermore, after mixing the polymer or polymer solution obtained in each of the above methods, the solvent was removed from the mixed polymer solution, and a method of forming the yarn.
[溶融紡糸法]
まず、溶融紡糸法による製造方法について説明する。溶融紡糸法にて本発明のポリウレタン弾性繊維を得る方法は、特に制限されるものではないが、例えば以下の3つの方法が知られている。
(1)ポリウレタン弾性体チップを溶融紡糸する方法。
(2)ポリウレタン弾性体チップを溶融した後、ポリイソシアネート化合物を混合して紡糸する方法。
(3)ポリオールとジイソシアネートを反応させたプレポリマーと低分子量ジオールとを反応させた紡糸用ポリマーを合成した後、固化させることなく紡糸する反応紡糸方法。
[Melt spinning method]
First, the manufacturing method by the melt spinning method will be described. The method for obtaining the polyurethane elastic fiber of the present invention by the melt spinning method is not particularly limited. For example, the following three methods are known.
(1) A method of melt spinning a polyurethane elastic chip.
(2) A method of spinning a polyurethane elastic chip after mixing a polyisocyanate compound.
(3) A reactive spinning method in which a spinning polymer obtained by reacting a prepolymer obtained by reacting a polyol and diisocyanate with a low molecular weight diol is synthesized and then spun without solidification.
(3)の方法は、(1)、(2)の方法に比べ、ポリウレタン弾性体チップを取り扱う工程が無いため簡略であり、また、プレポリマーの反応機への注入割合を調節して、紡糸後のポリウレタン弾性繊維中の残留イソシアネート基の量を調整でき、この残留イソシアネート基による鎖延長反応で耐熱性の向上を得ることもできるため、好適な方法である。更に、(3)の方法では、国際公開第99/39030号パンフレットに開示されているように、低分子量ジオールをプレポリマーの一部と事前に反応させ、水酸基過剰のプレポリマーとして反応機に注入する方法も行うことができる。 The method (3) is simpler than the methods (1) and (2) because there is no process for handling the polyurethane elastic chip, and the injection rate of the prepolymer into the reactor is adjusted to perform spinning. This is a preferred method because the amount of residual isocyanate groups in the subsequent polyurethane elastic fiber can be adjusted, and heat resistance can be improved by a chain extension reaction with the residual isocyanate groups. Furthermore, in the method (3), as disclosed in WO99 / 39030, a low molecular weight diol is reacted in advance with a part of the prepolymer and injected into the reactor as a prepolymer having an excess of hydroxyl groups. You can also do it.
より具体的には、(I)第一ポリオールと、ジイソシアネートとを反応させて得られる両末端イソシアネート基プレポリマー(以下「両末端イソシアネート基プレポリマー」とする)、及び(II)第二ポリオールと、ジイソシアネートと、低分子量ジオールとを反応させて得られる両末端水酸基プレポリマー(以下「両末端水酸基プレポリマー」とする)を反応させて得られるポリマーを固化することなく溶融紡糸する方法を好適に採用することができる。 More specifically, (I) both-end isocyanate group prepolymer (hereinafter referred to as “both-end isocyanate group prepolymer”) obtained by reacting the first polyol with diisocyanate, and (II) the second polyol, A method of melt spinning without solidifying a polymer obtained by reacting a diisocyanate and a low-molecular-weight diol obtained by reacting both terminal hydroxyl prepolymers (hereinafter referred to as “both-terminal hydroxyl prepolymers”). Can be adopted.
この場合、紡糸用ポリマーの合成は、(I)数平均分子量800〜3500の第一ポリオールとジイソシアネートとを反応させて得られる両末端イソシアネート基プレポリマーの合成、(II)数平均分子量600〜3,000の第二ポリオールとジイソシアネートと低分子量ジオールを反応させて得られる両末端水酸基プレポリマーの合成、及び(III)これら二つのプレポリマーを反応機に導き、連続的に反応させる紡糸用ポリマーの合成の3つの反応で構成される。 In this case, the spinning polymer was synthesized by (I) synthesizing a prepolymer having both terminal isocyanate groups obtained by reacting a first polyol having a number average molecular weight of 800 to 3500 and a diisocyanate, and (II) number average molecular weight of 600 to 3; Synthesis of a hydroxyl-terminated prepolymer obtained by reacting 1,000 second polyol, diisocyanate, and low molecular weight diol, and (III) a spinning polymer in which these two prepolymers are led to a reactor and reacted continuously. It consists of three reactions of synthesis.
本発明の熱融着性ポリウレタン弾性繊維を溶融紡糸法で製造する場合、第一ポリオールの数平均分子量は、800〜3,500程度のポリマージオールを用いることが好ましく、第二ポリオールの数平均分子量は、600〜3,000程度のポリマージオールを用いることが好ましい。 When the heat-fusible polyurethane elastic fiber of the present invention is produced by the melt spinning method, the number average molecular weight of the first polyol is preferably about 800 to 3,500, and the number average molecular weight of the second polyol is preferably used. Is preferably about 600 to 3,000 polymer diol.
第一ポリオールの数平均分子量がこの範囲より小さいと、得られるポリウレタン弾性繊維の破断伸度や弾性回復性が低下する場合があり、大きいと破断強度や耐熱性、耐寒性などが低下したり、紡糸時の押出性、例えば溶融紡糸の場合では紡糸性が低下する場合がある。従って、より好ましくは、第一ポリオールの数平均分子量は、1,000〜3,000程度である。 If the number average molecular weight of the first polyol is smaller than this range, the elongation at break and elastic recovery of the resulting polyurethane elastic fiber may decrease, and if larger, the break strength, heat resistance, cold resistance, etc. may decrease, The extrudability at the time of spinning, for example, in the case of melt spinning, may decrease the spinnability. Therefore, more preferably, the number average molecular weight of the first polyol is about 1,000 to 3,000.
一方、第二ポリオールの数平均分子量がこの範囲より小さいと、糸が硬くなったり、均質性に欠ける場合があり、大きいと耐熱性や強度の改善効果が期待できないおそれがある。より好ましくは、第二ポリオールの数平均分子量は、800〜2500程度である。 On the other hand, if the number average molecular weight of the second polyol is smaller than this range, the yarn may become hard or lack homogeneity, and if it is large, the heat resistance and strength improvement effects may not be expected. More preferably, the number average molecular weight of the second polyol is about 800 to 2500.
第一ポリオールの分子量に比べて第二ポリオールはより低分子量とすると、糸の強度が上がるなど物性上好ましい。
なお、ポリオールの数平均分子量の測定方法は、JIS K1557に従い、水酸基価より算出できる。
When the second polyol has a lower molecular weight than the molecular weight of the first polyol, it is preferable in view of physical properties such as an increase in yarn strength.
In addition, the measuring method of the number average molecular weight of a polyol can be calculated from a hydroxyl value according to JIS K1557.
本発明の熱融着性ポリウレタン弾性繊維に使用できるポリオールとしては、ポリエーテルグリコール、ポリエステルグリコール、ポリカーボネートグリコール等を用いることができる。 As the polyol that can be used in the heat-fusible polyurethane elastic fiber of the present invention, polyether glycol, polyester glycol, polycarbonate glycol, or the like can be used.
ポリエーテルグリコールとしては、例えばエチレンオキサイド、プロピレンオキサイド、テトラヒドロフラン(THF)等の環状エーテルの開環重合により得られるポリエーテルジオール;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、1,5−ペンタンジオール、ネオペンチルグリコール、1,6−ヘキサンジオール、3−メチル−1,5−ペンタンジオール等のグリコールの重縮合により得られるポリエーテルグリコール、THF及び3−メチルTHFの共重合体である変性PTMG(ポリテトラメチレンエーテルグリコール)、THF及び2,3−ジメチルTHFの共重合体である変性PTMG等が例示できる。 Examples of polyether glycols include polyether diols obtained by ring-opening polymerization of cyclic ethers such as ethylene oxide, propylene oxide, and tetrahydrofuran (THF); ethylene glycol, propylene glycol, 1,4-butanediol, and 1,5-pentane. Modified PTMG which is a copolymer of polyether glycol, THF and 3-methyl THF obtained by polycondensation of glycols such as diol, neopentyl glycol, 1,6-hexanediol, 3-methyl-1,5-pentanediol Examples thereof include modified PTMG which is a copolymer of (polytetramethylene ether glycol), THF and 2,3-dimethyl THF.
ポリエステルグリコールとしては、例えば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、1,5−ペンタンジオール、ネオペンチルグリコール、1,6−ヘキサンジオール、3−メチル−1,5−ペンタンジオール等のグリコール類から選ばれる少なくとも1種と、アジピン酸、セバシン酸、アゼライン酸等の二塩基酸類から選ばれる少なくとも1種との重縮合によって得られるポリエステルグリコール;ε−カプロラクトン、バレロラクトン等のラクトン類の開環重合により得られるポリエステルグリコール等が例示される。 Examples of the polyester glycol include glycols such as ethylene glycol, propylene glycol, 1,4-butanediol, 1,5-pentanediol, neopentyl glycol, 1,6-hexanediol, and 3-methyl-1,5-pentanediol. Polyester glycol obtained by polycondensation of at least one selected from the group with at least one selected from dibasic acids such as adipic acid, sebacic acid, and azelaic acid; opening of lactones such as ε-caprolactone and valerolactone Examples thereof include polyester glycol obtained by ring polymerization.
ポリカーボネートグリコールとしては、例えばジメチルカーボネート、ジエチルカーボネート等のジアルキルカーボネート;エチレンカーボネート、プロピレンカーボネート等のアルキレンカーボネート;ジフェニルカーボネート、ジナフチルカーボネート等のジアリールカーボネート等から選ばれる少なくとも1種の有機カーボネートと、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、1,5−ペンタンジオール、ネオペンチルグリコール、1,6−ヘキサンジオール、3−メチル−1,5−ペンタンジオール等から選ばれる少なくとも1種の脂肪族ジオールとのエステル交換反応によって得られるカーボネートグリコール等が例示される。 Examples of the polycarbonate glycol include dialkyl carbonates such as dimethyl carbonate and diethyl carbonate; alkylene carbonates such as ethylene carbonate and propylene carbonate; at least one organic carbonate selected from diaryl carbonates such as diphenyl carbonate and dinaphthyl carbonate; and ethylene glycol. At least one aliphatic diol selected from propylene glycol, 1,4-butanediol, 1,5-pentanediol, neopentyl glycol, 1,6-hexanediol, 3-methyl-1,5-pentanediol, and the like And carbonate glycol obtained by the transesterification reaction.
上記例示したポリエーテルグリコール、ポリエステルグリコール、ポリカーボネートグリコールは1種を単独で又は2種以上を組み合わせて用いることができるが、良好な融着性を得るためにはポリエーテルジオール成分を60〜100質量%、特に70〜100質量%含むことが望ましく、ポリエーテルジオール成分が100質量%であってもよい。また、溶融紡糸法の場合は、第一ポリオールと第二ポリオールは、同一成分である程、熱融着性が好ましく、ポリエステルジオールよりもポリエーテルジオールの方が好ましい。 The above-exemplified polyether glycol, polyester glycol, and polycarbonate glycol can be used alone or in combination of two or more. However, in order to obtain good fusing property, the polyether diol component is 60 to 100 mass. %, Particularly 70 to 100% by mass, and the polyether diol component may be 100% by mass. In the case of the melt spinning method, the first polyol and the second polyol are preferably the same component, so that the heat fusion property is preferable, and the polyether diol is more preferable than the polyester diol.
ポリエーテルジオール成分としては、特にポリテトラメチレンエーテルグリコール、THF及び3−メチルTHFの共重合体である変性PTMG、THF及び2,3−ジメチルTHFの共重合体である変性PTMGが好適に使用される。エステル基に比べエーテル基は、一般的に回転性が大きく柔軟性があり、熱により変動しやすいため熱融着性が優れるものと考えられる。 As the polyether diol component, in particular, modified PTMG which is a copolymer of polytetramethylene ether glycol, THF and 3-methyl THF, and modified PTMG which is a copolymer of THF and 2,3-dimethyl THF are preferably used. The Compared to ester groups, ether groups are generally considered to be excellent in heat-fusibility since they have large flexibility and flexibility and are likely to fluctuate due to heat.
なお、第二ポリオールとしてポリエーテルジオールを使用すると、熱融着性の向上及び融点近傍で糸切れを避けるのに有効となる。その詳細は不明であるが、例えば、第二ポリオールとしてポリエーテルジオールを使用することで、エーテル結合の自由回転のため、ポリマー骨格が柔軟になり、加熱時も分子運動が活発になり、ポリマー表面の軟化を助けると共に、ポリマーの塑性変形を高め、熱融着性の向上及び糸切れ防止に寄与していると推測できる。 Use of polyether diol as the second polyol is effective for improving heat-fusibility and avoiding yarn breakage in the vicinity of the melting point. Although details are unknown, for example, by using polyether diol as the second polyol, the polymer skeleton becomes flexible due to free rotation of the ether bond, and molecular motion becomes active even when heated, and the polymer surface It can be presumed that the softening of the polymer is helped and the plastic deformation of the polymer is increased, which contributes to the improvement of heat-fusibility and the prevention of yarn breakage.
更に、後述するように、分子架橋を伴った糸条の場合、第二ポリオールが何等かの形で架橋結合の耐熱性向上に寄与し、融点近傍の比較的厳しい条件で糸条が断糸するのを防止している可能性もある。 Furthermore, as will be described later, in the case of a yarn with molecular cross-linking, the second polyol contributes to improving the heat resistance of the cross-linking in some form, and the yarn breaks under relatively severe conditions near the melting point. There is a possibility of preventing this.
次に、本発明の溶融紡糸法による熱融着性ポリウレタン弾性繊維の製造に使用できるジイソシアネートとしては、ポリウレタンの製造に際して通常使用されている脂肪族系、脂環式系、芳香族系、芳香脂肪族系等の任意のジイソシアネートを使用することができる。 Next, as the diisocyanate that can be used in the production of the heat-fusible polyurethane elastic fiber by the melt spinning method of the present invention, aliphatic, alicyclic, aromatic, and aromatic fats that are usually used in the production of polyurethane are used. Arbitrary diisocyanate can be used.
このようなジイソシアネートとしては、例えば4,4'−ジフェニルメタンジイソシアネート、2,4−トリレンジイソシアネート、1,5−ナフタレンジイソシアネート、キシリレンジイソシアネート、水添キシリレンジイソシアネート、イソホロンジイソシアネート、1,6−ヘキサメチレンジイソシアネート、p−フェニレンジイソシアネート、4,4'−ジシクロヘキシルメタンジイソシアネート、メタ−テトラメチルキシレンジイソシアネート、パラ−テトラメチルキシレンジイソシアネート等が挙げられ、これらの1種を単独で又は2種以上を組み合わせて用いることができるが、これらの中でも4,4'−ジフェニルメタンジイソシアネート、4,4'−ジシクロヘキシルメタンジイソシアネートが好ましく用いられる。 Examples of such diisocyanates include 4,4′-diphenylmethane diisocyanate, 2,4-tolylene diisocyanate, 1,5-naphthalene diisocyanate, xylylene diisocyanate, hydrogenated xylylene diisocyanate, isophorone diisocyanate, and 1,6-hexamethylene. Diisocyanate, p-phenylene diisocyanate, 4,4′-dicyclohexylmethane diisocyanate, meta-tetramethylxylene diisocyanate, para-tetramethylxylene diisocyanate, etc. may be used, and one of these may be used alone or in combination of two or more. Among these, 4,4′-diphenylmethane diisocyanate and 4,4′-dicyclohexylmethane diisocyanate are preferably used.
鎖長延長剤である低分子量ジオールや低分子量ジアミンとしては、反応速度が適当であり、適度な耐熱性を与えるものが好ましく、分子中にイソシアネートと反応し得る少なくとも2個の活性水素原子を有し、一般に分子量が500以下の低分子量化合物が使用される。 As the low molecular weight diol and low molecular weight diamine which are chain extenders, those having an appropriate reaction rate and giving appropriate heat resistance are preferable, and the molecule has at least two active hydrogen atoms capable of reacting with isocyanate. In general, a low molecular weight compound having a molecular weight of 500 or less is used.
本発明の熱融着性ポリウレタン弾性繊維に使用できる低分子量ジオールとしては、例えば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、1,5−ペンタンジオール、ネオペンチルグリコール、1,6−ヘキサンジオール、3−メチル−1,5−ペンタンジオール等の脂肪族ジオール類を用いることができる。これらは1種を単独で又は2種以上を組み合わせて用いることができるが、作業性や得られる繊維に適度な物性を与える点からエチレングリコール、1,4−ブタンジオール、1,5−ペンタンジオール、1,6−ヘキサンジオールが好ましく使用される。反応性、物性の面から、1,5−ペンタンジオールと1,6−ヘキサンジオールは、単独使用よりも併用して使用する方が好ましい。 Examples of the low molecular weight diol that can be used in the heat-fusible polyurethane elastic fiber of the present invention include ethylene glycol, propylene glycol, 1,4-butanediol, 1,5-pentanediol, neopentyl glycol, and 1,6-hexanediol. Aliphatic diols such as 3-methyl-1,5-pentanediol can be used. These can be used singly or in combination of two or more, but ethylene glycol, 1,4-butanediol, 1,5-pentanediol from the viewpoint of giving workability and appropriate physical properties to the obtained fiber 1,6-hexanediol is preferably used. In view of reactivity and physical properties, it is preferable to use 1,5-pentanediol and 1,6-hexanediol in combination rather than single use.
1,5−ペンタンジオール、1,6−ヘキサンジオールを併用する際は、低分子量ジオールの全体の質量に対して5〜50%使用することが好ましい。更に好ましくは10〜30%である。併用量が5%未満では、ポリウレタン弾性繊維の柔軟性、紡糸性に寄与しない場合があり、併用量が50%を超えると反応性が遅く、繊維の弾性回復率、圧縮永久歪みが悪くなる場合がある。 When 1,5-pentanediol and 1,6-hexanediol are used in combination, it is preferably used in an amount of 5 to 50% with respect to the total mass of the low molecular weight diol. More preferably, it is 10 to 30%. When the combined amount is less than 5%, the elasticity and spinnability of the polyurethane elastic fiber may not be contributed. When the combined amount exceeds 50%, the reactivity is slow, and the elastic recovery rate and compression set of the fiber deteriorate. There is.
また、低分子量ジアミンとしては、例えば、エチレンジアミン、ブタンジアミン、プロピレンジアミン、ヘキサメチレンジアミン、キシリレンジアミン、4,4−ジアミノジフェニルメタン、ヒドラジン等を用いることができる。 Moreover, as a low molecular weight diamine, ethylenediamine, butanediamine, propylenediamine, hexamethylenediamine, xylylenediamine, 4,4-diaminodiphenylmethane, hydrazine, etc. can be used, for example.
低分子量ジオールと低分子量ジアミンを併用することもできるが、本発明の溶融紡糸法による熱融着性ポリウレタン弾性繊維の製造方法においては、鎖長延長剤として低分子量ジオールをより好ましく使用することができる。 A low molecular weight diol and a low molecular weight diamine can be used in combination, but in the method for producing a heat-fusible polyurethane elastic fiber by the melt spinning method of the present invention, a low molecular weight diol may be more preferably used as a chain length extender. it can.
なお、反応調整剤又は重合度調整剤として、ブタノール等の1官能性のモノオールやジエチルアミンやジブチルアミン等の1官能性のモノアミンを混合して用いることもできる。 In addition, a monofunctional monool such as butanol or a monofunctional monoamine such as diethylamine or dibutylamine can be mixed and used as a reaction modifier or a polymerization degree modifier.
更に、紡糸性を阻害しない範囲内で、水酸基及び/又はアミノ基などの官能基を有する平均官能基数(分子中の活性水素原子の数)が3〜6、特に3又は4である活性水素化合物を使用することができる。このような化合物としては、例えば、グリセリン、トリメチロールエタン、トリメチロールプロパン、ヘキサントリオール、ペンタエリスリトール(4価)、ソルボース(5価)、ソルビトール(6価)、1,3,5−トリアミノベンゼン等などが挙げられる。 Further, the active hydrogen compound having an average functional group number (number of active hydrogen atoms in the molecule) having a functional group such as a hydroxyl group and / or an amino group of 3 to 6, particularly 3 or 4, within a range not inhibiting the spinnability. Can be used. Examples of such compounds include glycerin, trimethylolethane, trimethylolpropane, hexanetriol, pentaerythritol (tetravalent), sorbose (pentavalent), sorbitol (hexavalent), 1,3,5-triaminobenzene. Etc.
この場合、官能基数が6を超えると、最終的に得られるポリウレタンの弾性(柔軟性)を付与することができないため好ましくない。好ましくは3官能性化合物が使用され、特に、グリセリン、トリメチロールエタン、トリメチロールプロパンが好ましく使用される。 In this case, if the number of functional groups exceeds 6, it is not preferable because the elasticity (flexibility) of the finally obtained polyurethane cannot be imparted. Trifunctional compounds are preferably used, and glycerin, trimethylolethane, and trimethylolpropane are particularly preferably used.
上記活性水素化合物の使用量は、鎖長延長剤と活性水素化合物を合わせた全部に対して、3官能化合物が6当量%以内であることが好ましい。6当量%を超えると、柔軟性を付与できず、紡糸性が安定しないおそれがある。特に好ましくは、4当量%以下である。 The amount of the active hydrogen compound used is preferably such that the trifunctional compound is within 6 equivalent% with respect to the total of the chain extender and the active hydrogen compound. If it exceeds 6 equivalent%, flexibility cannot be imparted and spinnability may not be stable. Especially preferably, it is 4 equivalent% or less.
本発明の熱融着性ポリウレタン弾性繊維には、耐候性、耐熱酸化性、耐黄変性改善のために、紫外線吸収剤、酸化防止剤、光安定剤等の任意成分を添加することができる。安定剤を使用する場合は、安定剤の種類、配合量により耐熱性、耐黄変性が大きく異なるため、ポリウレタン重合体に対して効果を発揮する安定剤の種類を選択し、それぞれに効果のある安定剤の配合量を組み合わせて使用することが好ましい。適した安定性を使用することにより黄変しにくく、耐熱性の優れたポリウレタン弾性繊維を得ることができる。 Optional components such as an ultraviolet absorber, an antioxidant, and a light stabilizer can be added to the heat-fusible polyurethane elastic fiber of the present invention in order to improve weather resistance, heat oxidation resistance, and yellowing resistance. When using a stabilizer, heat resistance and yellowing resistance vary greatly depending on the type and amount of the stabilizer, so select the type of stabilizer that is effective against the polyurethane polymer, and each is effective. It is preferable to use a combination of stabilizers in combination. By using suitable stability, it is possible to obtain a polyurethane elastic fiber which is hardly yellowed and has excellent heat resistance.
紫外線吸収剤としては、例えば2−(3,5−ジ−t−アミル−2−ヒドロキシフェニル)ベンゾトリアゾール、2−(3−t−ブチル−5−メチル−2−ヒドロキシフェニル)−5−クロロベンゾトリアゾール、2−(2−ヒドロキシ−3,5−ビスフェニル)ベンゾトリアゾール等のベンゾトリアゾール系の紫外線吸収剤が挙げられる。 Examples of the ultraviolet absorber include 2- (3,5-di-t-amyl-2-hydroxyphenyl) benzotriazole and 2- (3-t-butyl-5-methyl-2-hydroxyphenyl) -5-chloro. Examples include benzotriazole-based ultraviolet absorbers such as benzotriazole and 2- (2-hydroxy-3,5-bisphenyl) benzotriazole.
酸化防止剤としては、例えば3,9−ビス(2−(3−(3−t−ブチル−4−ヒドロキシ−5−メチルフェニル)−プロピオニルオキシ)−1,1−ジメチルエチル)−2,4,8,10−テトラオキサスピロ(5.5)ウンデカン、1,3,5−トリス(4−t−ブチル−3−ヒドロキシ−2,6−ジメチルベンジル)イソシアヌル酸、ペンタエリスルチル−テトラキス[3−(3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシフェニル)プロピオネート]等のヒンダードフェノール系酸化防止剤が挙げられる。 As the antioxidant, for example, 3,9-bis (2- (3- (3-t-butyl-4-hydroxy-5-methylphenyl) -propionyloxy) -1,1-dimethylethyl) -2,4 , 8,10-tetraoxaspiro (5.5) undecane, 1,3,5-tris (4-tert-butyl-3-hydroxy-2,6-dimethylbenzyl) isocyanuric acid, pentaerythrityl-tetrakis [3 Hindered phenolic antioxidants such as-(3,5-di-t-butyl-4-hydroxyphenyl) propionate].
光安定剤としては、例えばビス(2,2,6,6−テトラメチル−4−ピペリジル)セバケート、ビス(1,2,2,6,6−ペンタメチル−4−ピペリジル)セバケート、コハク酸ジメチル−1−(2−ヒドロキシエチル) −4−ヒドロキシ−2,2,6,6−テトラメチルピペリジン縮合物等ヒンダードアミン系光安定剤を挙げることができる。 Examples of the light stabilizer include bis (2,2,6,6-tetramethyl-4-piperidyl) sebacate, bis (1,2,2,6,6-pentamethyl-4-piperidyl) sebacate, and dimethyl succinate. Examples thereof include hindered amine light stabilizers such as 1- (2-hydroxyethyl) -4-hydroxy-2,2,6,6-tetramethylpiperidine condensate.
その他必要に応じて、セミカルバジド系化合物等の安定剤、ビスフェノールSなどの有機硫黄系二次酸化防止剤、ホスファイト系二次酸化防止剤、硫酸バリウム、酸化マグネシウム、珪酸マグネシウム、珪酸カルシウム、酸化亜鉛、ハイドロタルサイト、酸化チタン、ジルコニウム含有化合物等のような無機微粒子、ステアリン酸マグネシウム、ステアリン酸カルシウム、ポリテトラフルオロエチレン、オルガノシロキサン等の粘着防止剤、フッ素系又はシロキサン系などの帯電防止剤、コロイダルシリカ又はコロイダルアルミナなどの無機質コロイドゾル、シランカップリング剤、リン酸エステル、亜リン酸エステル、ピロリン酸エステルなどの熱融着向上剤、パラオキシ安息香酸メチル、パラオキシ安息香酸エチルなどの防腐剤、その他着色剤、防カビ剤、消泡剤、可塑剤、ワックス類、軟化剤、離型剤、発泡剤、増量剤、増核剤、抗菌剤、消臭剤、ブロッキング防止剤等が挙げられる。これらの添加剤は、上記プレポリマー(I)、(II)のいずれに配合しても双方に配合してもよい。 Other stabilizers such as semicarbazide compounds, organic sulfur secondary antioxidants such as bisphenol S, phosphite secondary antioxidants, barium sulfate, magnesium oxide, magnesium silicate, calcium silicate, zinc oxide as required , Inorganic fine particles such as hydrotalcite, titanium oxide, zirconium-containing compounds, anti-adhesive agents such as magnesium stearate, calcium stearate, polytetrafluoroethylene, organosiloxane, antistatic agents such as fluorine or siloxane, colloidal Inorganic colloidal sols such as silica or colloidal alumina, silane coupling agents, thermal fusion improvers such as phosphate esters, phosphite esters, pyrophosphate esters, preservatives such as methyl paraoxybenzoate and ethyl paraoxybenzoate, etc. Colorant, fungicide, defoaming agent, plasticizer, waxes, softeners, mold release agents, foaming agents, fillers, nucleating agent, antibacterial agents, deodorants, anti-blocking agents. These additives may be blended in either or both of the prepolymers (I) and (II).
ここで、(I)のプレポリマーを得る場合、ポリオールとジイソシアネートとの反応割合は、ポリオール1.0モルに対し、ジイソシアネート2.0〜4.0モルが好ましい。
(II)のプレポリマーを得る場合、ポリオールとジイソシアネートと低分子量ジオールとの反応割合は、ポリオールと低分子量ジオールの合計1.0モルに対し、ジイソシアネート0.20〜0.35モルが好ましい。また、ポリオールと低分子量ジオールの反応割合は、ポリオールと低分子量ジオールの合計に対して、低分子量ジオールを70〜90モル%とするのが好ましい。
なお、更に、低分子量ジアミンを反応させることもできるが、この場合、低分子量ジアミンの使用量は、低分子量ジオールと低分子量ジアミンの合計に対して5モル%以下とするのが好ましい。
Here, when obtaining the prepolymer of (I), as for the reaction ratio of a polyol and diisocyanate, 2.0-4.0 mol of diisocyanate is preferable with respect to 1.0 mol of polyol.
When the prepolymer (II) is obtained, the reaction ratio of the polyol, the diisocyanate, and the low molecular weight diol is preferably 0.20 to 0.35 mol of the diisocyanate with respect to a total of 1.0 mol of the polyol and the low molecular weight diol. Moreover, it is preferable that the reaction ratio of a polyol and low molecular weight diol shall be 70-90 mol% of low molecular weight diol with respect to the sum total of a polyol and low molecular weight diol.
Furthermore, although low molecular weight diamine can also be made to react, in this case, it is preferable that the usage-amount of low molecular weight diamine shall be 5 mol% or less with respect to the sum total of low molecular weight diol and low molecular weight diamine.
原料の組成比は上記3つの反応を通算して、全ジイソシアネートのモル量と、全ポリオール及び全低分子量ジオールの合計モル量とのモル比が0.95〜1.25が好ましく、更に好ましくは1.005〜1.205である。 The composition ratio of the raw materials is preferably 0.95 to 1.25, more preferably the molar ratio of the molar amount of all diisocyanates to the total molar amount of all polyols and all low molecular weight diols. 1.005 to 1.205.
また、全ジイソシアネートとポリオール(第一ポリオールと第二ポリオールの合計)のモル比は2.4〜3.8が好ましく、更に好ましくは、2.5〜3.5である。モル比が2.4より低いと得られるポリウレタン弾性繊維の伸度が高くなるが、耐熱性が不足し、モル比が3.8より高いと耐熱性は良いが、糸が硬く伸度も低く好ましくない。 The molar ratio of all diisocyanates and polyol (total of the first polyol and the second polyol) is preferably 2.4 to 3.8, and more preferably 2.5 to 3.5. If the molar ratio is lower than 2.4, the resulting polyurethane elastic fiber has high elongation, but the heat resistance is insufficient. If the molar ratio is higher than 3.8, the heat resistance is good, but the yarn is hard and the elongation is low. It is not preferable.
また、得られるポリウレタン弾性繊維の窒素含有率は、2.5〜4.0質量%が好ましい。窒素含有率が2.5質量%未満では、イソシアネートとの反応に関わる結合の濃度が低下し、耐熱性や耐摩耗性が劣るため好ましくなく、窒素含有率が4.0質量%を超えると、イソシアネート化合物に起因するポリウレタン中のハードセグメントの凝集力が強くなり、弾性回復率が劣るため好ましくない。 The nitrogen content of the obtained polyurethane elastic fiber is preferably 2.5 to 4.0% by mass. If the nitrogen content is less than 2.5% by mass, the concentration of the bond related to the reaction with the isocyanate is reduced, and heat resistance and wear resistance are inferior, which is not preferable. If the nitrogen content exceeds 4.0% by mass, The cohesive force of the hard segment in the polyurethane resulting from the isocyanate compound becomes strong, and the elastic recovery rate is inferior.
溶融紡糸方法についてより具体的に説明すると、(I)の両末端イソシアネート基プレポリマーは、例えば温水ジャケット及び撹拌機を具備したタンクに所定量のジイソシアネートを仕込んだ後、撹拌しながら所定量のポリオールを注入し、60〜130℃で30〜100分、更に好ましくは80〜120℃で50〜70分窒素パージ下で撹拌することにより得ることができる。 The melt spinning method will be described more specifically. The both-end isocyanate group prepolymer (I) is prepared by, for example, charging a predetermined amount of diisocyanate into a tank equipped with a hot water jacket and a stirrer and then stirring the predetermined amount of polyol. And stirred at 60 to 130 ° C. for 30 to 100 minutes, more preferably at 80 to 120 ° C. for 50 to 70 minutes under a nitrogen purge.
反応温度が60℃未満では、反応時間が大幅に長くなり、場合によってはプレポリマーが析出してくるおそれがある。また、反応温度が130℃を超えると、イソシアネート基のダイマー及びトリマー化反応等の副反応が顕著になるおそれがある。 When the reaction temperature is less than 60 ° C., the reaction time is significantly increased, and in some cases, the prepolymer may be precipitated. Moreover, when reaction temperature exceeds 130 degreeC, there exists a possibility that side reactions, such as a dimer of an isocyanate group, and a trimerization reaction, may become remarkable.
この反応で得られた両末端イソシアネート基プレポリマーは、ジャケット付きギアポンプ(例えば、KAP−1 川崎重工業(株)製)を用いてポリウレタン弾性繊維用反応機に注入する。 Both-end isocyanate group prepolymers obtained by this reaction are injected into a polyurethane elastic fiber reactor using a jacketed gear pump (for example, KAP-1 manufactured by Kawasaki Heavy Industries, Ltd.).
(II)の両末端水酸基プレポリマーは、温水ジャケット及び撹拌機を具備したタンクに所定量のジイソシアネートを仕込んだ後、撹拌しながら所定量のポリオールを注入し、60〜130℃で30〜100分、好ましくは80〜120℃で50〜70分窒素パージ下で撹拌して前駆体を得、次いで、低分子量ジオールを注入し、撹拌して前駆体と反応させることで得ることができる。反応温度が80℃以下では、反応時間が大幅に長くなり、場合によってはプレポリマーが析出してくる。また、反応温度が130℃以上では、イソシアナート基のダイマー及びトリマー化反応等の副反応が顕著になるおそれがある。 (II) The both-terminal hydroxyl group prepolymer is prepared by charging a predetermined amount of diisocyanate into a tank equipped with a warm water jacket and a stirrer, and then injecting a predetermined amount of polyol while stirring, at 30 to 100 ° C. for 30 to 100 minutes. The precursor can be obtained by stirring under a nitrogen purge, preferably at 80 to 120 ° C. for 50 to 70 minutes, and then the low molecular weight diol can be injected and stirred to react with the precursor. When the reaction temperature is 80 ° C. or lower, the reaction time is significantly increased, and in some cases, a prepolymer is precipitated. On the other hand, when the reaction temperature is 130 ° C. or higher, side reactions such as dimer and trimerization reaction of isocyanate groups may become remarkable.
得られた両末端水酸基プレポリマーはジャケット付きギアポンプ(例えば、KAP−1 川崎重工業(株)製)を用いてポリウレタン弾性繊維用反応機に注入する。なお、この(I)、(II)の両プレポリマー合成時あるいは合成後に、耐候性、耐熱酸化性、耐黄変性等を改善するための上記各種薬品類を添加することができる。 The obtained both-end hydroxyl group prepolymer is injected into a polyurethane elastic fiber reactor using a jacketed gear pump (for example, KAP-1 manufactured by Kawasaki Heavy Industries, Ltd.). In addition, the above-mentioned various chemicals for improving weather resistance, heat oxidation resistance, yellowing resistance and the like can be added during or after the synthesis of both prepolymers (I) and (II).
(III)の紡糸用ポリマーの合成は、一定比率で送り込まれた(I)、(II)のプレポリマーを、連続反応させて得ることができる。この場合、反応機としては、通常のポリウレタン弾性繊維の溶融紡糸法に用いられるものでよく、紡糸用ポリマーを加熱、溶融状態で撹拌、反応させ、更に紡糸ヘッドに移送する機構を備えた反応機が好ましい。 Synthesis of the spinning polymer (III) can be obtained by continuously reacting the prepolymers (I) and (II) fed at a constant ratio. In this case, the reactor may be one that is used in the usual melt spinning method of polyurethane elastic fibers, and is equipped with a mechanism that heats, stirs and reacts the spinning polymer in a molten state, and further transports it to the spinning head. Is preferred.
反応条件は、160〜220℃で1〜90分、好ましくは180〜210℃で3〜80分である。反応温度が160℃未満では、(I)、(II)のプレポリマーが高粘度状態であるため均一に混合反応できず、また反応温度が220℃以上では、紡糸用ポリマーが熱により黄変したり劣化したりするおそれがある。 The reaction conditions are 160 to 220 ° C. for 1 to 90 minutes, preferably 180 to 210 ° C. for 3 to 80 minutes. When the reaction temperature is less than 160 ° C, the prepolymers (I) and (II) are in a highly viscous state, so that the uniform mixing reaction cannot be performed. When the reaction temperature is 220 ° C or more, the spinning polymer is yellowed by heat. There is a risk of deterioration.
原料を直接反応機に投入して連続的に製造する場合、スクリュウやバレル、ポリマーの流路で局部反応がおこるため、ビス(ヒドロキシフェニル)類を上述プレポリマーに添加することができる。このビス(ヒドロキシフェニル)類は、特開平8−176254号公報の「ポリウレタン組成物」記載の通り、局部反応せず、均一混練下で重合することができるため、スケールが発生し難く、工程安定性の高いポリウレタンを供給することができる。 When the raw material is directly fed into the reactor for continuous production, a local reaction occurs in the screw, barrel, or polymer flow path, so that bis (hydroxyphenyl) s can be added to the prepolymer. Since this bis (hydroxyphenyl) does not react locally and can be polymerized under uniform kneading, as described in “Polyurethane composition” of JP-A-8-176254, it is difficult to generate scale and process stability. Highly reliable polyurethane can be supplied.
このビス(ヒドロキシフェニル)類を1種単独で又は2種類以上混合して使用することにより、透明性に優れ、しかも強伸度、耐熱性等の物性も良好な実用性に富んだポリウレタン弾性繊維が得られる。好ましいビス(ヒドロキシフェニル)類は、ビス(4−ヒドロキシフェニル)スルフォン、ビスフェノールA、3,3’−ジメチル−4,4’−ジヒドロキシフェニルスルフォン、3,3’,5,5’−テトラメチル−4,4’−ジヒドロキシフェニルスルフォン等が挙げられる。 By using these bis (hydroxyphenyl) s alone or in combination of two or more, polyurethane elastic fibers with excellent transparency and excellent physical properties such as high elongation and heat resistance. Is obtained. Preferred bis (hydroxyphenyl) s are bis (4-hydroxyphenyl) sulfone, bisphenol A, 3,3′-dimethyl-4,4′-dihydroxyphenylsulfone, 3,3 ′, 5,5′-tetramethyl- 4,4′-dihydroxyphenylsulfone and the like can be mentioned.
本発明の溶融紡糸法による熱融着性ポリウレタン弾性繊維は、合成された紡糸用ポリマーを固化させることなく紡糸ヘッドに移送し、ノズルから吐出、紡糸して得ることができるが、紡糸用ポリマーの反応機内での平均滞留時間は反応機の種類によって異なり、下式により計算される。
反応機内での平均滞留時間=
(反応機容積/紡糸用ポリマー吐出量)×紡糸用ポリマーの比重
The heat-sealable polyurethane elastic fiber by the melt spinning method of the present invention can be obtained by transferring the synthesized spinning polymer to the spinning head without solidifying, and discharging and spinning from the nozzle. The average residence time in the reactor varies depending on the type of the reactor, and is calculated by the following equation.
Average residence time in reactor =
(Reactor volume / spinning polymer discharge rate) x specific gravity of spinning polymer
紡糸用ポリマーの反応機内での平均滞留時間は、一般的に円筒形反応機を用いる場合は約20〜180分であり、約30〜120分がより好ましく、2軸押出し機を用いる場合は30秒〜30分であり、1〜20分がより好ましい。紡糸温度は160〜230℃が好ましく、更に好ましくは180〜220℃であり、ノズルより連続的に押出した後、冷却し、紡糸油剤を付着して巻取ることによって得ることができる。 The average residence time of the spinning polymer in the reactor is generally about 20 to 180 minutes when a cylindrical reactor is used, more preferably about 30 to 120 minutes, and 30 when a twin screw extruder is used. Second to 30 minutes, more preferably 1 to 20 minutes. The spinning temperature is preferably 160 to 230 ° C., more preferably 180 to 220 ° C., and it can be obtained by continuously extruding from a nozzle, cooling, attaching a spinning oil agent and winding.
紡糸温度が160℃未満では、紡糸用ポリマーがノズルより吐出不良を起こすため好ましくなく、また230℃以上の高温では、紡糸用ポリマーの分解反応が起こるため好ましくない。 When the spinning temperature is less than 160 ° C., the spinning polymer causes an ejection failure from the nozzle, which is not preferable, and when the spinning temperature is 230 ° C. or higher, the spinning polymer undergoes a decomposition reaction.
ここで、両末端イソシアネート基プレポリマーと両末端水酸基プレポリマーとの比率は、紡糸した直後の糸中の残留イソシアネート基濃度(残留NCO%)が0.2〜1.0質量%、より好ましくは0.25〜0.90質量%となるように注入ギアポンプの回転比率を適宜調整することが好ましい。例えば、残留NCO%を高くする場合、両末端イソシアネート基プレポリマーと両末端水酸基プレポリマーとの比率において、両末端イソシアネート基プレポリマーの計量比率を上げていくと残留NCO%は高くなる。目標の残留NCO%に調整する場合は、該注入比率を調整し紡糸した繊維中の残留イソシアネート基濃度を下記の通り実測し、その結果を基に両末端イソシアネート基プレポリマーと両末端水酸基プレポリマーとの注入比率を微調整するフィードバック方式により条件設定することができる。残留イソシアネート基が0.2質量%以上過剰に含まれていると、紡糸後の鎖延長反応により強伸度、耐熱性等の物性を向上させることもできる。しかし、残留イソシアネート基が0.2質量%より少ないと、得られるポリウレタン弾性繊維の耐熱性が低下するおそれがあり、また、1.0質量%を超えると紡糸用ポリマーの粘度が低くなり、紡糸が困難になる場合が生じる。また、紡糸した糸の融点が高くなりすぎるなどの欠点が生じるおそれがある。 Here, the ratio of the both-end isocyanate group prepolymer and the both-end hydroxyl group prepolymer is such that the residual isocyanate group concentration (residual NCO%) in the yarn immediately after spinning is 0.2 to 1.0% by mass, more preferably It is preferable to appropriately adjust the rotation ratio of the injection gear pump so as to be 0.25 to 0.90 mass%. For example, when the residual NCO% is increased, the residual NCO% increases as the metering ratio of the both-end isocyanate group prepolymer is increased in the ratio between the both-end isocyanate group prepolymer and the both-end hydroxyl group prepolymer. When adjusting to the target residual NCO%, the residual isocyanate group concentration in the spun fiber was adjusted by adjusting the injection ratio as follows, and based on the results, both-end isocyanate group prepolymer and both-end hydroxyl group prepolymer The condition can be set by a feedback method that finely adjusts the injection ratio. When the residual isocyanate group is contained in an excess of 0.2% by mass or more, physical properties such as high elongation and heat resistance can be improved by a chain extension reaction after spinning. However, if the residual isocyanate group is less than 0.2% by mass, the heat resistance of the resulting polyurethane elastic fiber may be lowered, and if it exceeds 1.0% by mass, the viscosity of the spinning polymer is lowered, and spinning is performed. May become difficult. Moreover, there is a possibility that defects such as the melting point of the spun yarn becomes too high.
なお、紡糸した繊維中の残留イソシアネート基濃度(NCO%)は以下のように測定する。
紡糸した繊維(約1g)をジブチルアミン/ジメチルホルムアミド/トルエン溶液で溶解した後、過剰のジブチルアミンと試料中の残留イソシアネート基を反応させ、残ったジブチルアミンを塩酸で滴定し、残留イソシアネート基の含有量を算出する。
The residual isocyanate group concentration (NCO%) in the spun fiber is measured as follows.
After the spun fiber (about 1 g) was dissolved in a dibutylamine / dimethylformamide / toluene solution, excess dibutylamine was reacted with residual isocyanate groups in the sample, and the remaining dibutylamine was titrated with hydrochloric acid to remove residual isocyanate groups. Calculate the content.
残留イソシアネート基を残したまま、紡糸するためには紡糸時に油剤を付与しなければならない。油剤を付与しないままで紡糸すると、紡糸後に残留イソシアネート基が反応して糸同士が接着したり、解舒性が悪くなるため好ましくない。 In order to perform spinning while leaving the residual isocyanate group, an oil agent must be applied during spinning. Spinning without applying an oil agent is not preferable because the residual isocyanate group reacts after spinning and the yarns adhere to each other or the unraveling property deteriorates.
本発明で使用されるベース油剤の成分としては、鉱物油、シリコーンオイルなどが挙げられる。鉱物油としては、流動パラフィン系鉱物油とナフテン系鉱物油とがあり、中でも流動パラフィンが有利に使用できる。本発明に用いる鉱物油は、25℃における粘度が2×10-6〜40×10-6m2/sのものが好ましく、更に好ましくは、3×10-6〜20×10-6m2/sのものが好ましい。粘度が小さすぎると、揮発性が高く、紡糸後に糸表面から揮散消費し、糸の平滑性低下、膠着紡糸性を低下させるため好ましくない。また粘度が大きすぎると、紡糸給油時の糸抵抗増大又は給油斑が起き、糸斑が生じるなどのため好ましくない。なお、この粘度値は、細管式動粘度計(キャノンフェンスケSO、柴田科学(株)製)による測定値である。 Examples of the components of the base oil used in the present invention include mineral oil and silicone oil. The mineral oil includes liquid paraffinic mineral oil and naphthenic mineral oil, and liquid paraffin can be advantageously used. The mineral oil used in the present invention preferably has a viscosity at 25 ° C. of 2 × 10 −6 to 40 × 10 −6 m 2 / s, more preferably 3 × 10 −6 to 20 × 10 −6 m 2. / S is preferred. If the viscosity is too small, the volatility is high, volatilizing and consuming from the surface of the yarn after spinning, lowering the smoothness of the yarn and reducing the spinnability of the yarn. On the other hand, if the viscosity is too large, it is not preferable because yarn resistance is increased or oil supply unevenness occurs during spinning oil supply, resulting in yarn unevenness. In addition, this viscosity value is a measured value with a thin tube type kinematic viscometer (Canon Fenceke SO, manufactured by Shibata Kagaku Co., Ltd.).
シリコーンオイルとは一般的にポリオルガノシロキサンと称されるものであり、直鎖状ポリオルガノシロキサンとしては、ポリジメチルシロキサン、ポリメチルフェニルシロキサン等を挙げることができる。本発明に使用されるシリコーンオイルは、実質的に変性されていないポリオルガノシロキサンを意味し、ポリジメチルシロキサンが好ましく使用できる。 Silicone oil is generally referred to as polyorganosiloxane, and examples of linear polyorganosiloxane include polydimethylsiloxane and polymethylphenylsiloxane. The silicone oil used in the present invention means a polyorganosiloxane which is not substantially modified, and polydimethylsiloxane can be preferably used.
本発明に使用されるシリコーンオイルの粘度は、任意に選択できるが、粘度抵抗を考慮すると25℃における粘度が2×10-6〜40×10-6m2/sのものが好ましく、更に好ましくは3×10-6〜20×10-6m2/sのものが好ましい。粘度が小さすぎると、低沸点分が多く含まれ、蒸散、気化による損失が多いため好ましくない。また、粘度が大きすぎると、解舒時に抵抗により延伸デニール斑が生じる場合があるため好ましくない。この粘度値も、上記鉱物油の粘度値と同様の測定値に基づくものである。 The viscosity of the silicone oil used in the present invention can be arbitrarily selected, but considering viscosity resistance, the viscosity at 25 ° C. is preferably 2 × 10 −6 to 40 × 10 −6 m 2 / s, more preferably Is preferably 3 × 10 −6 to 20 × 10 −6 m 2 / s. If the viscosity is too small, a large amount of low boiling point is contained, and loss due to transpiration and vaporization is large. On the other hand, if the viscosity is too large, stretched denier spots may occur due to resistance during unwinding. This viscosity value is also based on the same measurement value as that of the mineral oil.
本発明において好ましく使用されるベース油剤は、鉱物油を25〜75質量%、シリコーンオイルを75〜25質量%、合計100質量%の油分を含有するものである。即ち、従来、鉱物油を使用するとポリウレタン弾性繊維へ油剤のしみ込みが早く、内層の解舒性等の点で好都合であるが、繊維表面を溶融させ、かつ繊維の断糸を防ぐことが要求される熱融着用途においては、特に巻糸体内層部のポリウレタン弾性繊維は膨潤しやすいためか断糸しやすくなったり、あるいは紫外線吸収剤等の添加剤が溶出しやすく物性の低下が認められたりするため、巻糸体の全領域にわたって全ての糸を使用に供することはできないものであった。一方、シリコーンオイルを使用すると、内層の膠着が強くなりすぎ、巻糸体から糸を解舒する為に糸切れしたり、融着斑が生じるなどの問題が残っていた。しかし、本発明においては、上述したように、紡糸後の繊維に付与する油剤として、上記所定量の鉱物油と共にシリコーンオイルを含む油剤を使用することで、巻糸体のどの部分を使用しても断糸することがなく、巻糸体の全領域で均一な特性を有する熱融着性のポリウレタン弾性繊維を得ることができるものである。なお、鉱物油とシリコーンオイルとの好ましい割合は、鉱物油を30〜70質量%、シリコーンオイルを70〜30質量%である。シリコーンオイルと鉱物油からなる油分以外のベース油剤に添加する成分としては、ポリエステル変性シリコーン、ポリエーテル変性シリコーン、アミノ変性シリコーン、変性シリコーンレジン等の各種変性シリコーン、鉱物性微粒子(例えば、シリカ、コロイダルアルミナ、タルク等)、高級脂肪酸金属塩粉末(例えば、ステアリン酸マグネシウム、ステアリン酸カルシウム、ステアリン酸アルミニウム等)、高級脂肪酸カルボン酸、高級脂肪酸アルコール、パラフィン、モノアミン類、ポリエチレン等の常温で固形状のワックス等の油剤を単独又は必要に応じて任意に組み合わせて用いてもよい。中でも粘着防止効果を極く短時間の内に発揮させ、フィラメント表面に分散拡散すると共に、表面の残留イソシアネート基と素早く反応する成分として、モノアミン類を添加することが有用である。 The base oil preferably used in the present invention contains 25 to 75% by mass of mineral oil and 75 to 25% by mass of silicone oil, and contains 100% by mass in total. In other words, conventionally, when mineral oil is used, it is convenient in terms of quick penetration of the oil into the polyurethane elastic fiber and the unwinding property of the inner layer, but it is required to melt the fiber surface and prevent fiber breakage. In particular, the polyurethane elastic fibers in the inner layer of the wound yarn are likely to swell or break easily, or additives such as ultraviolet absorbers are likely to be eluted, resulting in a decrease in physical properties. Therefore, all the yarns cannot be used over the entire area of the wound body. On the other hand, when silicone oil is used, the inner layer becomes too sticky, and problems remain, such as breakage of the yarn to unwind the yarn from the wound yarn, and occurrence of fusing spots. However, in the present invention, as described above, any part of the wound body is used by using an oil containing silicone oil together with the predetermined amount of mineral oil as the oil applied to the fiber after spinning. Therefore, it is possible to obtain a heat-sealable polyurethane elastic fiber having uniform characteristics over the entire region of the wound body without breaking the yarn. In addition, the preferable ratio of mineral oil and silicone oil is 30-70 mass% for mineral oil, and 70-30 mass% for silicone oil. Components added to base oils other than oils composed of silicone oil and mineral oil include various modified silicones such as polyester-modified silicone, polyether-modified silicone, amino-modified silicone, and modified silicone resin, and mineral fine particles (for example, silica, colloidal Alumina, talc, etc.), higher fatty acid metal salt powder (for example, magnesium stearate, calcium stearate, aluminum stearate, etc.), higher fatty acid carboxylic acid, higher fatty acid alcohol, paraffin, monoamines, polyethylene, etc. These oil agents may be used alone or in any combination as required. Among them, it is useful to add monoamines as a component that exhibits an anti-adhesion effect within a very short time, disperses and diffuses on the filament surface, and reacts rapidly with residual isocyanate groups on the surface.
本発明で使用されるベース油剤に添加されるモノアミン類としては、分子量700以下のものが好ましく、例えば、n−プロピルアミン、n−ブチルアミン、ジ−n−ブチルアミン、iso−ブチルアミン、ジ−iso−ブチルアミン、2−エチルヘキシルアミン、モノベンジルアミン、ジステアリルアミン、ラウリルアミンのエチレンオキシド付加物、ステアリルアミンのエチエレンオキシド付加物、オレイルアミンのエチレンオキシド付加物、ラウリルアミン、オレイルアミン、ステアリルアミン等が挙げられる。なお、エチレンオキシド付加物を有するモノアミン類の分子量は、数平均分子量である。これらのモノアミン類は、ベース油剤中に1種又は2種以上含ませて用いてもよい。分子量が700を超えると、融点が高くなりベース油剤中で固形のままであったり、ベース油剤に溶けたとしても、油剤粘度が高くなりすぎ油剤抵抗により紡糸中の繊維が糸切れしたり、反応性が低くなる結果、繊維中の残留イソシアネート基と定量的に反応せず糸の品質が不安定になるなどの問題が生じる。 Monoamines added to the base oil used in the present invention preferably have a molecular weight of 700 or less. For example, n-propylamine, n-butylamine, di-n-butylamine, iso-butylamine, di-iso- Examples include butylamine, 2-ethylhexylamine, monobenzylamine, distearylamine, ethylene oxide adduct of laurylamine, ethylene oxide adduct of stearylamine, ethylene oxide adduct of oleylamine, laurylamine, oleylamine, stearylamine and the like. The molecular weight of monoamines having an ethylene oxide adduct is a number average molecular weight. These monoamines may be used alone or in combination of two or more in the base oil. If the molecular weight exceeds 700, the melting point becomes high and remains solid in the base oil, or even if it dissolves in the base oil, the viscosity of the oil becomes too high and the fiber being spun may break due to oil resistance. As a result, the problem that the quality of the yarn becomes unstable because it does not react quantitatively with the residual isocyanate groups in the fiber will arise.
また、ベース油剤中にモノアミン類が多量に含まれていると、熱処理した際、ポリウレタン弾性繊維が糸切れする可能性があるため、モノアミンの添加量は、ポリウレタン弾性繊維中の残留イソシアネート基のうち0.5〜15eq(当量)%、好ましくは0.7〜14eq%、更に好ましくは0.9〜12eq%消費させる量とする。モノアミン類の添加量は、例えば、残留イソシアネート基の中のモノアミン消費割合を決め、次いで油剤の付着量を定めると、必要なモノアミン類の量(アミノ基の当量)が当量計算から求まる。モノアミンの添加量が、0.5eq%未満の残留イソシアネート基消費相当分であると、表面の残留イソシアネート基との反応性が少なく膠着防止に効果を発揮できず、また、15eq%を超える量であるとべース油剤への溶解性に欠け、糸表面への均一付着性が悪くなり、更に残留イソシアネート基からなる有効架橋量が低下し、ポリウレタン弾性繊維の耐熱性が低くなり好ましくない。油剤に適当量のモノアミンを含有させ、紡糸後のポリウレタン弾性繊維中に残留する未反応の残留イソシアネート基とモノアミンとを反応させることで、巻糸体の解舒性などの特性を良好にし、後述する有効架橋量の制御も実施できる。 In addition, if the base oil contains a large amount of monoamines, the polyurethane elastic fiber may break when heat-treated, so the amount of monoamine added is the amount of residual isocyanate groups in the polyurethane elastic fiber. 0.5 to 15 eq (equivalent)%, preferably 0.7 to 14 eq%, more preferably 0.9 to 12 eq%. The amount of monoamines added is determined, for example, by determining the proportion of monoamine consumption in the residual isocyanate groups and then determining the amount of oil to be deposited, and the amount of monoamines required (equivalents of amino groups) can be obtained from the equivalent calculation. If the amount of monoamine added is less than 0.5 eq% residual isocyanate group consumption, the reactivity with residual isocyanate groups on the surface is small and the effect of preventing sticking cannot be exerted, and more than 15 eq%. In some cases, the solubility in the base oil is insufficient, the uniform adhesion to the yarn surface is deteriorated, the effective crosslinking amount consisting of residual isocyanate groups is lowered, and the heat resistance of the polyurethane elastic fiber is lowered. An appropriate amount of monoamine is contained in the oil, and the unreacted residual isocyanate group remaining in the polyurethane elastic fiber after spinning is reacted with the monoamine to improve the properties such as the unwinding property of the wound body, which will be described later. It is also possible to control the effective crosslinking amount.
本発明に用いる油剤の粘度としては、25℃における粘度が50×10-6m2/s未満、特に30×10-6m2/s以下であることが好ましく、より好ましくは20×10-6m2/s以下であり、更に好ましい範囲は3×10-6m2/s〜15×10-6m2/sである。油剤の粘度が50×10-6m2/s以上では、紡糸原糸を延伸する際に抵抗が大きくなり、延伸斑が発生したりローラーやガイド類に原糸が取られ、伸長斑を生じた状態でボビンに捲き取られたり、ローラーに捲き付いて断糸したりする場合があるため好ましくない。また、織編等の工程においての油剤の粘度による摩擦で伸長斑を生じたりするトラブルが発生するため好ましくない。 As the viscosity of the oil used in the present invention, the viscosity at 25 ° C. is preferably less than 50 × 10 −6 m 2 / s, particularly preferably not more than 30 × 10 −6 m 2 / s, more preferably 20 × 10 −. 6 m 2 / s or less, and a more preferable range is 3 × 10 −6 m 2 / s to 15 × 10 −6 m 2 / s. When the viscosity of the oil agent is 50 × 10 −6 m 2 / s or more, the resistance increases when the spinning raw yarn is stretched, and stretch spots occur, or the raw yarn is taken by rollers and guides, resulting in stretch spots. It is not preferable because it may be scraped off by the bobbin in a state where it is caught, or it may be caught by the roller and the yarn may be broken. Further, it is not preferable because troubles such as stretch spots occur due to friction due to the viscosity of the oil agent in processes such as weaving and knitting.
もちろん必要に応じて減粘剤(希釈剤)、例えば低粘度のポリジメチルシロキサンを併用し、粘度調整することも可能である。
粘度の測定方法は、各温度における動的粘度を、ウベローデ粘度計により測定した極限粘度を密度で除して算出することができる。
Of course, it is also possible to adjust the viscosity by using a thinning agent (diluent), for example, a low-viscosity polydimethylsiloxane, if necessary.
The method for measuring the viscosity can be calculated by dividing the dynamic viscosity at each temperature by dividing the intrinsic viscosity measured by the Ubbelohde viscometer by the density.
油剤は、ポリウレタン弾性繊維中に油剤が1〜10質量%、特に2〜8質量%含まれるように付与することが好ましい。上記値をポリウレタン弾性繊維に付与されている油剤の割合、即ち付与率といい、これは含有率(含有されている割合)と付着率(付着されている割合)の両者を合わせた率である。 The oil agent is preferably applied so that the oil agent is contained in the polyurethane elastic fiber in an amount of 1 to 10% by mass, particularly 2 to 8% by mass. The above value is referred to as the ratio of the oil agent applied to the polyurethane elastic fiber, that is, the application ratio, which is a ratio of both the content ratio (the ratio included) and the adhesion ratio (the ratio applied). .
油剤がポリウレタン弾性繊維に対して1質量%未満であると、解舒性が悪く、編み針等の金属による摩耗を引き起こしやすいので好ましくなく、また10質量%を超えて付着していると、紙管に巻かれた糸の内層部に油剤が多く付着し、内層ポリマーが油剤により劣化したり、ノズルカスを発生させたり、非弾性繊維と編地を作成した際に非弾性繊維のオリゴマーを析出するなどの悪影響を与えるため、好ましくない。 If the oil agent is less than 1% by mass with respect to the polyurethane elastic fiber, the unwinding property is poor and wear due to metal such as a knitting needle is liable to occur, and it is not preferable, and if it exceeds 10% by mass, the paper tube A lot of oil agent adheres to the inner layer part of the yarn wound around the inner layer, the inner layer polymer is deteriorated by the oil agent, nozzle debris is generated, and oligomers of inelastic fibers are deposited when forming inelastic fibers and knitted fabrics. This is not preferable because of adverse effects.
付与率の測定は、重量法又は石油エーテル抽出法によって行うことができる。重量法による測定方法は、事前に空紙管の質量、紡糸ノズルからのポリマーの単位時間当たりの吐出量、紙管への糸の巻取時間、巻糸体の質量を計量し、巻糸体の質量からポリマーの総吐出量及び空紙管の質量を差し引いた残りの質量が油剤の付与量であり、計算で求めた油剤の付与量からポリマーの総吐出量を除した割合が油剤の付与率である。 The application rate can be measured by gravimetric method or petroleum ether extraction method. The measurement method based on the gravimetric method measures the mass of the empty paper tube, the amount of polymer discharged from the spinning nozzle per unit time, the winding time of the yarn around the paper tube, and the mass of the wound body in advance. The remaining mass obtained by subtracting the total amount of polymer discharged and the mass of the empty paper tube from the mass of the oil is the amount of oil applied, and the ratio obtained by dividing the total amount of polymer discharged from the amount of oil obtained by calculation is the amount of oil applied. Rate.
石油エーテル抽出法による測定方法は、
(1)巻取糸サンプル(A)を約2g精秤した後、石油エーテル50mlで1分間洗浄する。
(2)この洗浄を3回繰り返した後、巻糸サンプルをろ紙で挟んで充分乾燥させる。
(3)室温にて風乾後、巻取り糸サンプルの重量(B)を測定する。下記式に従いOPUを算出する。
OPU(油剤付与量)%={(A−B)/(B)}×100
簡易的には重量法で、確認検査として石油エーテル抽出法のいずれの方法でもOPU%を求めることができる。
The measuring method by petroleum ether extraction method is
(1) About 2 g of the wound yarn sample (A) is precisely weighed and then washed with 50 ml of petroleum ether for 1 minute.
(2) After this washing is repeated three times, the wound yarn sample is sandwiched between filter papers and sufficiently dried.
(3) After air drying at room temperature, the weight (B) of the wound yarn sample is measured. OPU is calculated according to the following formula.
OPU (amount of oil applied)% = {(A−B) / (B)} × 100
In simple terms, the OPU% can be obtained by the gravimetric method and by any method of the petroleum ether extraction method as a confirmation test.
ポリウレタン弾性繊維へ油剤を付与する方法としては、紡糸後にポリウレタン弾性繊維に付着させてもよく、油剤を紡糸ドープに予め含有させて紡糸してもよく、そのいずれを行ってもよい。油剤を付着させる場合の工程は、紡糸ドープが紡糸され、繊維が形成された後であれば特に限定されないが、巻き取り機に巻き取られる直前が好ましい。 As a method for imparting an oil agent to polyurethane elastic fibers, it may be attached to polyurethane elastic fibers after spinning, or an oil agent may be preliminarily contained in a spinning dope and spinning may be performed. The step in the case of attaching the oil agent is not particularly limited as long as the spinning dope is spun and fibers are formed, but is preferably just before being wound on a winder.
油剤を繊維に付与する方法として、より具体的には、油剤浴中に、回転させた金属円筒の表面上に作った油膜に紡糸直後の糸を接触させる方法、ガイド付きのノズル先端から定量吐出した油剤を糸へ付着させる方法、噴霧法等、公知の方法を用いることができる。油剤を紡糸ドープに含有させる場合、紡糸ドープを製造するどの時点で油剤を紡糸ドープに添加してもよく、紡糸ドープに溶解又は分散させてもよい。 More specifically, as a method of applying an oil agent to fibers, a method in which a yarn immediately after spinning is brought into contact with an oil film formed on the surface of a rotated metal cylinder in an oil agent bath, a fixed amount discharge from a nozzle tip with a guide. A known method such as a method of adhering the oil agent to the yarn or a spraying method can be used. When the oil agent is contained in the spinning dope, the oil agent may be added to the spinning dope at any time when the spinning dope is produced, or may be dissolved or dispersed in the spinning dope.
油剤を付与して巻取られた糸は、上述したように糸中に残留イソシアネート基が0.2〜1質量%存在しており、この残留イソシアネート基は、水と反応するとアミンとなり、更に他の残留イソシアネート基と反応してウレア結合を生成し、イソシアネート基とウレタン結合やウレア結合との反応によりアロハネート結合、ビュレット結合などの架橋を生成することになる。糸中の残留イソシアネート基の量が多いほど糸表面の化学反応は進みやすく、多くの架橋が生成する。糸中の残留イソシアネート基をそのままにしておくと、糸表面で膠着が起こるため、紡糸後、固相重合を行い、反応を完結させることが必要である。更に、この固相重合により、ハードセグメントの結晶化が進行し、高次構造を形成するので繊維の弾性回復率や耐熱性向上に寄与するものと思われる。本発明においては、上記架橋反応に関与する残留イソシアネート基の量を有効架橋量という。 As described above, the yarn wound with the oil agent has 0.2 to 1% by mass of residual isocyanate groups in the yarn, and this residual isocyanate group becomes an amine when it reacts with water. It reacts with the remaining isocyanate group to form a urea bond, and the reaction between the isocyanate group and the urethane bond or urea bond generates a crosslink such as an allohanate bond or a burette bond. The greater the amount of residual isocyanate groups in the yarn, the easier the chemical reaction on the surface of the yarn proceeds and more crosslinks are generated. If the residual isocyanate group in the yarn is left as it is, sticking occurs on the surface of the yarn. Therefore, after spinning, it is necessary to carry out solid phase polymerization to complete the reaction. Further, this solid phase polymerization leads to crystallization of the hard segment and forms a higher order structure, which is considered to contribute to improvement of the elastic recovery rate and heat resistance of the fiber. In the present invention, the amount of residual isocyanate groups involved in the crosslinking reaction is referred to as an effective crosslinking amount.
固相重合は100℃以下、特に90℃以下、10℃以上、特に20℃以上の高湿度下で処理すると、定量的に架橋が形成され、紙管に巻き取った糸の表層と内層が同等の物性をもつようになるので好ましい。具体的には、20〜90℃で相対湿度が30〜90%RHであることが好ましい。相対湿度が30%RH未満であると、同一巻糸体内の各層において反応が不均一となり、完成した糸の物性が変化するので好ましくなく、また相対湿度が90%RHを超えると、糸状に水分が結露しやすい状態となり、次いで水分接触箇所とそれ以外の箇所で異なる反応が進行し、ひいては異なる物性を持つおそれが生じる。 Solid-phase polymerization is 100 ° C or lower, especially 90 ° C or lower, 10 ° C or higher, especially 20 ° C or higher, when it is treated under high humidity, a quantitative cross-link is formed, and the surface layer and inner layer of the yarn wound around a paper tube are equivalent. It is preferable because it has the following physical properties. Specifically, it is preferable that the relative humidity is 20 to 90 ° C. and the relative humidity is 30 to 90% RH. If the relative humidity is less than 30% RH, the reaction is not uniform in each layer in the same wound body, and the physical properties of the finished yarn change, which is not preferable. If the relative humidity exceeds 90% RH, moisture is formed in the form of yarn. Is likely to condense, and then a different reaction proceeds at the moisture contact location and other locations, which may result in different physical properties.
なお、固相重合の際、100℃を超えて乾熱処理する場合、油剤とポリマーの親和性が強くなり、ポリマーが劣化したり黄変したりするおそれがあるため、100℃より低い湿熱処理の方が好ましい。但し、低湿度であると糸状同士が膠着したり、紙管に巻き取った糸の表層と内層部の反応状況が異なり、同じ紙管に巻き取った糸であっても物性が大きく変化するおそれがある。また、100℃より低い温水で処理することは可能であるが、紙管が濡れることで傷みやすくなる場合がある。 In the case of solid-state polymerization, when the heat treatment is performed at a temperature exceeding 100 ° C., the affinity between the oil agent and the polymer becomes strong, and the polymer may be deteriorated or yellowed. Is preferred. However, if the humidity is low, the filaments may stick together, or the reaction state of the surface layer and the inner layer of the yarn wound around the paper tube may be different, so that the physical properties may change greatly even if the yarn is wound around the same paper tube. There is. Moreover, although it is possible to process with warm water lower than 100 degreeC, it may become easy to be damaged when a paper tube gets wet.
巻糸体に湿熱処理を施すと、まず巻糸体の最表面において固相重合及びハードセグメントの結晶化が進行し、次いで温度上昇とともに巻糸体の表層から内層へと同反応が進行することになる。更に巻糸体の内層部の温度は、表層部に比べて温度が低くなりやすいため、巻糸体における繊維層の厚さ(芯体表面から巻糸体最外層表面までの距離)や繊維巻きとり幅、芯体の形状などを制御する必要がある。 When wet winding heat treatment is applied to the wound body, solid phase polymerization and hard segment crystallization first proceed on the outermost surface of the wound body, and then the same reaction proceeds from the surface layer to the inner layer of the wound body as the temperature rises. become. Furthermore, since the temperature of the inner layer portion of the wound body is likely to be lower than that of the surface layer portion, the thickness of the fiber layer in the wound body (distance from the core surface to the outermost surface of the wound body) and fiber winding It is necessary to control the take-off width and the shape of the core.
巻き取り機で繊維を巻き取る場合、繊維を均一に巻取ることができる点から、巻糸体の形状は、円柱状(管状)、特に中空の円柱状(管状)であるのが好ましく、横断面積は真円であるのがより好ましい。巻取効率、湿熱処理(固相反応)の効率等の点から繊維層の厚さは径方向に10〜50mm、繊維巻取り幅は30〜110mmとするのが好ましい。繊維層の厚さ及び巻取り幅が上記範囲外であると、巻糸体の内層部と表層部のハードセグメントの凝集進行が異なり、巻糸体内層部においては表層部ほど耐熱性が向上せず、巻糸体全体としての性能が低く、更に均質性が不十分となるおそれがある。 When winding the fiber with a winder, the shape of the wound body is preferably a cylindrical shape (tubular), particularly a hollow cylindrical shape (tubular), since the fiber can be wound uniformly. More preferably, the area is a perfect circle. From the standpoint of winding efficiency, efficiency of wet heat treatment (solid phase reaction), etc., the fiber layer thickness is preferably 10 to 50 mm in the radial direction, and the fiber winding width is preferably 30 to 110 mm. When the thickness and winding width of the fiber layer are outside the above ranges, the agglomeration progress of the hard layer of the inner layer portion and the surface layer portion of the wound body is different, and in the inner layer portion of the wound thread, the heat resistance improves as the surface layer portion. Therefore, the performance as a whole wound body is low, and the homogeneity may be insufficient.
上記記載の固相反応後、残留イソシアネート基の有効架橋量は、0.05×10-5mol/g以上10×10-5mol/g未満であることが好ましい。すなわち、上記有効架橋量が0.05×10-5mol/g未満であると、耐熱性の向上が得られない場合があり、また10×10-5mol/g以上であると、ノズル詰まりがおこり、紡糸工程での安定性が悪くなったり、糸の熱融着性が低下する場合がある。 After the solid-phase reaction described above, the effective cross-linking amount of the residual isocyanate group is preferably 0.05 × 10 −5 mol / g or more and less than 10 × 10 −5 mol / g. That is, if the effective crosslinking amount is less than 0.05 × 10 −5 mol / g, improvement in heat resistance may not be obtained, and if it is 10 × 10 −5 mol / g or more, nozzle clogging may occur. May occur, resulting in poor stability in the spinning process and a decrease in heat-fusibility of the yarn.
なお、有効架橋量は、ポリウレタン弾性繊維とモノアミン化合物とを反応させ、塩酸を滴定液とする電位差滴定により残余のアミン量を求め、この残余アミン量を仕込みアミン量から減ずることにより、架橋結合と反応したアミン量で計算することができる。詳細には次の通りである。 The effective crosslinking amount is obtained by reacting polyurethane elastic fiber with a monoamine compound, obtaining the residual amine amount by potentiometric titration using hydrochloric acid as a titrant, and reducing the residual amine amount from the charged amine amount. The amount of amine reacted can be calculated. Details are as follows.
(1)ポリウレタン弾性繊維(約5g)を3,000ppmのnブチルアミン(nBA)/ジメチルホルムアミド溶液95mLに浸漬し、試験瓶中で40℃×4時間の条件で分解させ試験液とする。
(2)次いで、0.1Nの塩酸で電位差滴定(例えば、平沼自動滴定装置COMTITE−500)を行い残余アミン量を求める。
(3)更に繊維を入れないで同様にして処理したnBA/ジメチルホルムアミドを塩酸で電位差滴定して得られたアミン量をレファレンスとする。
(4)そして、レファレンスと残余アミン量の差を架橋結合と反応した(架橋結合の分解に消費した)アミン量と定義し、下記式を用いて有効架橋量(mol/g)を計算する。
有効架橋量の計算式
架橋結合と反応したnBA量(ppm)=(仕込みnBA量−実測nBA量)
有効架橋量(mol/g)=
{(架橋結合と反応したnBA量[ppm]/106)
×(試験液糸量[g]/73)}/糸量[g]
(1) A polyurethane elastic fiber (about 5 g) is immersed in 95 mL of a 3,000 ppm n-butylamine (nBA) / dimethylformamide solution and decomposed in a test bottle at 40 ° C. for 4 hours to obtain a test solution.
(2) Next, potentiometric titration (for example, Hiranuma automatic titration apparatus COMMITE-500) is performed with 0.1N hydrochloric acid to determine the residual amine amount.
(3) The amount of amine obtained by potentiometric titration of nBA / dimethylformamide treated in the same manner without adding fibers with hydrochloric acid is used as a reference.
(4) Then, the difference between the reference and the residual amine amount is defined as the amount of amine that has reacted with the cross-linking (consumed for the decomposition of the cross-linking), and the effective cross-linking amount (mol / g) is calculated using the following formula.
Formula for calculating effective cross-linking amount nBA amount reacted with cross-linking (ppm) = (prepared nBA amount−actual nBA amount)
Effective crosslinking amount (mol / g) =
{(Amount of nBA reacted with cross-linking [ppm] / 106)
× (Test liquid yarn amount [g] / 73)} / Yarn amount [g]
本発明の熱融着ポリウレタン弾性繊維の繊度は、弾性繊維構造体の形状保持性能と製造コストの両面から適宜選択することができ、製造の容易さやコスト面から11〜800dtexであることが好ましく、更に好ましくは、17〜622dtexである。得られる熱融着性ポリウレタン弾性繊維は、単糸当たりのdtexが大きい方が熱セット性の向上には有利である。 The fineness of the heat-sealable polyurethane elastic fiber of the present invention can be appropriately selected from both the shape retention performance and production cost of the elastic fiber structure, and is preferably 11 to 800 dtex from the viewpoint of ease of production and cost. More preferably, it is 17-622 dtex. In the obtained heat-fusible polyurethane elastic fiber, it is advantageous for improving the heat setting property that the dtex per single yarn is large.
繊度の測定方法は、巻糸体から糸を解舒し、24時間放置して収縮させた後、張力なしの状態で糸を繊度測定板に引いた直線に沿って置き、100cmの長さに50本切り、合計50本分の質量を測定する。
繊度(dtex)=測定質量(mg)/50×10
The fineness is measured by unwinding the yarn from the wound yarn, allowing it to stand for 24 hours and then shrinking it, and then placing the yarn along the straight line drawn on the fineness measurement plate in the absence of tension, to a length of 100 cm. Cut 50 pieces and measure the mass of 50 pieces in total.
Fineness (dtex) = measured mass (mg) / 50 × 10
溶融紡糸法で得られる熱融着性ポリウレタン弾性繊維が糸切れや断糸をおこさず融着する理由は、以下のように考えられる。第一には、ポリウレタン弾性繊維を構成する第一ポリオールと第二ポリオールの成分による効果であり、第二には、ポリウレタン弾性繊維の融点(フロー温度)との影響であり、第三には、ポリウレタン弾性繊維のもつ耐熱性の効果であると考えられる。更に、これらの効果が本発明の油剤を付与することにより、巻糸体の全領域にわたって発揮されるためと考えられる。 The reason why the heat-fusible polyurethane elastic fiber obtained by the melt spinning method is fused without causing breakage or breakage is considered as follows. The first is the effect of the components of the first polyol and the second polyol constituting the polyurethane elastic fiber, the second is the influence of the melting point (flow temperature) of the polyurethane elastic fiber, and the third is This is considered to be the heat resistance effect of the polyurethane elastic fiber. Furthermore, it is considered that these effects are exhibited over the entire region of the wound body by applying the oil agent of the present invention.
即ち、特に第一の要因であるポリオール成分については、エステル基よりもエーテル基による影響が大きく、エーテル基自身、熱による熱収縮応力が高く、回転性が大きく変動しやすいために融着に寄与していると考えられる。第二の要因であるポリウレタン弾性繊維の融点(フロー温度)は、織編地の加工温度付近である程融着力が高いため、加工温度付近の融点(フロー温度)をもつポリウレタン弾性繊維を選択することが融着に効果を与えると考えられる。第三の要因であるポリウレタン弾性繊維のもつ耐熱性は、ポリウレタン弾性繊維の融点(フロー温度)が織編地の加工温度付近と同じであっても、一定温度下における耐熱性が巻糸体の一部でも低ければ融着してもポリウレタン弾性繊維の糸切れが激しく、非弾性糸との混用織編物を製造することができないおそれがある。そのため、ポリウレタン弾性繊維のもつ融点(フロー温度)で耐熱性があることが織編地の加工温度付近での断糸や糸切れを防ぐことができると同時に融着に効果を与えると考えられる。 That is, the polyol component, which is the first factor, is more affected by the ether group than the ester group, and the ether group itself has a high heat shrinkage stress due to heat and contributes to fusion because the rotational property tends to fluctuate greatly. it seems to do. The melting point (flow temperature) of the polyurethane elastic fiber, which is the second factor, has a higher fusing power as it is closer to the processing temperature of the woven or knitted fabric, so select a polyurethane elastic fiber having a melting point (flow temperature) near the processing temperature. This is considered to have an effect on fusion. The third factor is the heat resistance of the polyurethane elastic fiber. Even if the melting point (flow temperature) of the polyurethane elastic fiber is the same as the processing temperature of the woven or knitted fabric, the heat resistance at a constant temperature is Even if it is partly low, the yarn breakage of the polyurethane elastic fiber is severe even if it is fused, and there is a possibility that it is impossible to produce a woven or knitted fabric mixed with an inelastic yarn. Therefore, it is considered that heat resistance at the melting point (flow temperature) of the polyurethane elastic fiber can prevent yarn breakage and yarn breakage near the processing temperature of the woven or knitted fabric, and at the same time has an effect on fusion.
溶融紡糸によって得られるポリウレタン弾性繊維のもつ耐熱性は、両末端イソシアネート基プレポリマーと両末端水酸基プレポリマーとの反応後、糸中に残留する残留イソシアネート基の含有量に大きく影響され、紡糸後の固相重合で架橋結合を形成させることにより耐熱性をコントロールできると考えられる。上述したように紡糸した直後の糸中の残留イソシアネート基が0.2〜1.0質量%であることが好ましいが、残留イソシアネート基が0.2質量%未満では架橋結合の生成量が少ないために耐熱性が低く、糸切れしやすい。また残留イソシアネート基が1.0質量%を超えると架橋結合の生成量が多く、耐熱性が高くなるため溶融するまでに時間がかかり、熱融着性を得られにくいため好ましくない。 The heat resistance of the polyurethane elastic fiber obtained by melt spinning is greatly affected by the content of residual isocyanate groups remaining in the yarn after the reaction between the both-end isocyanate group prepolymer and the both-end hydroxyl group prepolymer. It is thought that heat resistance can be controlled by forming a cross-linked bond by solid phase polymerization. As described above, it is preferable that the residual isocyanate group in the yarn immediately after spinning is 0.2 to 1.0% by mass. However, if the residual isocyanate group is less than 0.2% by mass, the amount of cross-linking generated is small. The heat resistance is low and the yarn is easily broken. On the other hand, if the residual isocyanate group exceeds 1.0% by mass, the amount of cross-linking is increased and the heat resistance increases, so that it takes time to melt and it is difficult to obtain heat-fusibility, which is not preferable.
また、固相反応後の残留イソシアネート基の有効架橋量は、上記したように0.05×10-5mol/g以上10×10-5mol/g未満であることが望ましい。耐熱性のコントロールは、有効架橋量によって調整することができ、該有効架橋量は残留イソシアネート基濃度と油剤中のモノアミン濃度や固相重合の条件によって調整することができる。 Further, the effective cross-linking amount of the residual isocyanate group after the solid phase reaction is desirably 0.05 × 10 −5 mol / g or more and less than 10 × 10 −5 mol / g as described above. The heat resistance control can be adjusted by the effective crosslinking amount, and the effective crosslinking amount can be adjusted by the residual isocyanate group concentration, the monoamine concentration in the oil agent, and the conditions of solid phase polymerization.
本発明では、本発明の油剤を付与することにより、巻糸体の全領域にわたって、これら制御を良好に行うことができる。 In the present invention, by applying the oil agent of the present invention, these controls can be satisfactorily performed over the entire region of the wound body.
[乾式紡糸法]
次に、乾式紡糸法による製造方法について説明する。
本発明のポリウレタン弾性繊維を得るための乾式紡糸方法としては、例えば下記の方法が挙げられる。
(1)ポリオールに過剰モル量のジイソシアネートを有機溶剤中で反応させて両末端にイソシアネート基を有するプレポリマーを合成する溶液合成法。
(2)ポリオールとジイソシアネートの両成分を溶媒不在下の溶融状態で反応させて溶融状プレポリマーを合成した後、有機溶剤に溶解させてプレポリマーを得る溶融合成法。
(1)、(2)のように合成したプレポリマーに当量あるいは過剰量の鎖長延長剤を反応させて得ることができる。
[Dry spinning method]
Next, a manufacturing method by the dry spinning method will be described.
Examples of the dry spinning method for obtaining the polyurethane elastic fiber of the present invention include the following methods.
(1) A solution synthesis method in which an excess molar amount of diisocyanate is reacted with a polyol in an organic solvent to synthesize a prepolymer having isocyanate groups at both ends.
(2) A melt synthesis method in which both components of polyol and diisocyanate are reacted in a molten state in the absence of a solvent to synthesize a molten prepolymer and then dissolved in an organic solvent to obtain the prepolymer.
It can be obtained by reacting the prepolymer synthesized as in (1) and (2) with an equivalent or excess amount of chain extender.
本発明においては、特に、ポリオールと過剰モルのジイソシアネートを反応させ、両末端にイソシアネート基を有するポリウレタン中間重合体を製造し、この中間重合体のイソシアネート基と容易に反応し得る活性水素を有する低分子量ジアミン及び/又は低分子量ジオールとを不活性な有機溶剤中で反応させてポリウレタン溶液(ポリマー溶液)を製造した後、この重合体溶液に低融点化合物を混合して紡糸原液とし、この原液を乾式紡糸機で紡糸して熱融着ポリウレタン弾性繊維を得る方法が好ましい。ここで、低分子量ジアミン、又は低分子量ジアミンと低分子量ジオールとの併用が特に好ましい。 In the present invention, in particular, a polyol and an excess mole of diisocyanate are reacted to produce a polyurethane intermediate polymer having isocyanate groups at both ends, and low hydrogen having active hydrogen that can easily react with the isocyanate groups of this intermediate polymer. A polyurethane solution (polymer solution) is produced by reacting a molecular weight diamine and / or a low molecular weight diol in an inert organic solvent, and then a low melting point compound is mixed with this polymer solution to form a spinning stock solution. A method of obtaining a heat-sealable polyurethane elastic fiber by spinning with a dry spinning machine is preferred. Here, a low molecular weight diamine or a combination of a low molecular weight diamine and a low molecular weight diol is particularly preferable.
本発明の乾式紡糸法によるポリウレタン弾性繊維の製造方法は、まず、ポリオールとジイソシアネートとを反応させて、両末端イソシアネート基中間重合体を合成する。乾式紡糸法で用いられるポリオール(ポリマージオール)及びジイソシアネートとしては、溶融紡糸法において説明したものと同様のものを使用することができるが、ポリオールの数平均分子量としては、600〜3500程度、特に800〜3,000程度が好ましく、小さすぎると破断伸度や弾性回復性が低下するおそれがあり、大きすぎると破断強度や耐熱性、耐寒性などが低下したりするおそれがあるため好ましくない。 In the method for producing a polyurethane elastic fiber by the dry spinning method of the present invention, a polyol and a diisocyanate are first reacted to synthesize an isocyanate-terminated intermediate polymer. As the polyol (polymer diol) and diisocyanate used in the dry spinning method, those similar to those described in the melt spinning method can be used, but the number average molecular weight of the polyol is about 600 to 3500, particularly 800. About 3,000 is preferable. If it is too small, the elongation at break and elastic recovery may be lowered. If it is too large, the breaking strength, heat resistance, cold resistance and the like may be lowered.
ポリオールとしては、上記例示したなかでもポリエーテルジオールを原料の全ポリオール中、60質量%以上、特に70〜100質量%用いるのが、製品を後加工する際に、耐薬品性に優れるため加工が容易となる点や、或いは耐カビ性に優れる等の点から好ましい。 As the polyol, among the above-exemplified examples, the polyether diol is used in the total polyol of the raw material in an amount of 60% by mass or more, particularly 70 to 100% by mass, because the chemical resistance is excellent when the product is post-processed. It is preferable from the point of being easy or excellent in mold resistance.
ジイソシアネートは、ポリオールに対してモル量で1.2〜3.0倍程度過剰に用いることが好ましく、より好ましくは1.4〜2.2倍程度過剰とする。 The diisocyanate is preferably used in excess of about 1.2 to 3.0 times, more preferably about 1.4 to 2.2 times as much as the molar amount of the polyol.
ポリオールとジイソシアネートとを反応させて両末端イソシアネート基中間重合体を合成する場合、反応方式は、合成釜を使用したバッチ方式でも、静的ミキサーや二軸混練機等を用いた連続方式であってもよく、所定モル比で各成分を仕込んだ後、窒素、アルゴン等の不活性ガス雰囲気下で、60〜150℃、特に65〜130℃で、30〜180分、特に40〜120分の条件下で反応させることが好ましい。反応温度が60℃未満では、反応時間が大幅に長くなり、場合によってはプレポリマーが析出してくるおそれがある。また、反応温度が150℃を超えるとイソシアネート基のダイマー及びトリマー化反応等の副反応が顕著になるおそれがある。 When synthesizing an isocyanate group intermediate polymer by reacting a polyol with diisocyanate, the reaction method is a batch method using a synthetic kettle or a continuous method using a static mixer or a twin-screw kneader. After charging each component at a predetermined molar ratio, the conditions are 60 to 150 ° C., particularly 65 to 130 ° C., 30 to 180 minutes, particularly 40 to 120 minutes under an inert gas atmosphere such as nitrogen and argon. It is preferable to make it react under. When the reaction temperature is less than 60 ° C., the reaction time is significantly increased, and in some cases, the prepolymer may be precipitated. Moreover, when reaction temperature exceeds 150 degreeC, there exists a possibility that side reactions, such as a dimer of an isocyanate group, and a trimerization reaction, may become remarkable.
次に、得られた中間重合体と鎖延長剤である低分子量ジアミン及び/又は低分子量ジオールと必要に応じて末端封止剤としてのモノアミンとを極性溶媒中で反応させてポリウレタン重合体を合成する。 Next, a polyurethane polymer is synthesized by reacting the obtained intermediate polymer with a low molecular weight diamine and / or a low molecular weight diol as a chain extender and, if necessary, a monoamine as a terminal blocking agent in a polar solvent. To do.
低分子量ジアミンとしては、下記式
H2NR1NH2
で表されるものが好ましく、R1は単結合又は炭素数1〜13、好ましくは1〜8、より好ましくは1〜6のアルキレン基、アリーレン基、若しくはこれらが結合した基であり、メチレン基、エチレン基、プロピレン基、ブチレン基、ペンチレン基、へキシレン基、フェニレン基、キシリレン基、シクロへキシレン基等が挙げられる。
As the low molecular weight diamine,
H 2 NR 1 NH 2
R 1 is a single bond or an alkylene group having 1 to 13 carbon atoms, preferably 1 to 8, more preferably 1 to 6 carbon atoms, or an arylene group, or a group to which these are bonded, and a methylene group. , Ethylene group, propylene group, butylene group, pentylene group, hexylene group, phenylene group, xylylene group, cyclohexylene group and the like.
具体的には、エチレンジアミン、プロピレンジアミン、ブタンジアミン、ヘキサメチレンジアミン、キシリレンジアミン、4,4−ジアミノジフェニルメタン、ヒドラジンの如きジアミンを挙げることができる。 Specific examples include diamines such as ethylenediamine, propylenediamine, butanediamine, hexamethylenediamine, xylylenediamine, 4,4-diaminodiphenylmethane, and hydrazine.
低分子量ジオールとしては、溶融紡糸法で説明したものと同様のものを使用できるが、好ましくは、エチレングリコール、1,4−ブタンジオール、1,5−ペンタンジオール、1,6−ヘキサンジオールの如きジオール類を挙げることができる。 As the low molecular weight diol, those similar to those described in the melt spinning method can be used, but preferably, such as ethylene glycol, 1,4-butanediol, 1,5-pentanediol, and 1,6-hexanediol. Diols can be mentioned.
末端封止剤としてのモノアミンとしては、下記式
NHR2R3
で表されるものが好ましく、R2,R3はそれぞれ独立して水素原子、又は炭素数1〜8、好ましくは1〜6のアルキル基であり、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、n−ブチル基、t−ブチル基、イソブチル基、ペンチル基、ヘキシル基、2−エチルヘキシル基等を挙げることができる。
As a monoamine as a terminal blocking agent, the following formula
NHR 2 R 3
R 2 and R 3 are each independently a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 8 carbon atoms, preferably 1 to 6 carbon atoms, such as a methyl group, an ethyl group, a propyl group, or an isopropyl group. , N-butyl group, t-butyl group, isobutyl group, pentyl group, hexyl group, 2-ethylhexyl group and the like.
具体的には、イソプロピルアミン、n−ブチルアミン、t−ブチルアミン、2−エチルヘキシルアミン等のモノアルキルアミン;ジエチルアミン、ジイソプロピルアミン、ジ−n−ブチルアミン、ジ−t−ブチルアミン、ジ−イソブチルアミン、ジ−2−エチルヘキシルアミン等のジアルキルアミン等を例示することができる。 Specifically, monoalkylamines such as isopropylamine, n-butylamine, t-butylamine, 2-ethylhexylamine; diethylamine, diisopropylamine, di-n-butylamine, di-t-butylamine, di-isobutylamine, di- Examples thereof include dialkylamines such as 2-ethylhexylamine.
上記アミンの使用量は、当量比で低分子量ジアミン/モノアミン=99.5/0.5〜90/10、好ましくは99/1〜93/7の範囲となるように用いる。アミン化合物の当量比が99.5/0.5を超えると、ポリウレタン重合体中のハードセグメントが多くなるので、ポリウレタン重合体溶液の粘度安定性が低下したり、重合中に局部反応が生じやすくなる結果、ポリウレタン重合体溶液中にゲル物が増加する傾向になり、紡糸の際にノズルからゲル物が通過することで断糸したり、溶液のろ過性により操業安定性を低下させる場合がある。逆に、90/10より低くなると、ポリウレタン重合体溶液の粘度安定性は良いが、ポリウレタン重合体の重合度が低下し、耐熱性、糸物性が悪化する場合がある。 The amine is used in an equivalent ratio such that low molecular weight diamine / monoamine = 99.5 / 0.5 to 90/10, preferably 99/1 to 93/7. When the equivalent ratio of the amine compound exceeds 99.5 / 0.5, the hard segment in the polyurethane polymer increases, so that the viscosity stability of the polyurethane polymer solution is lowered, and local reactions are likely to occur during the polymerization. As a result, the gel product tends to increase in the polyurethane polymer solution, and the gel product may be broken by passing through the nozzle during spinning, or the operation stability may be reduced due to the filterability of the solution. . On the other hand, when the viscosity is lower than 90/10, the viscosity stability of the polyurethane polymer solution is good, but the degree of polymerization of the polyurethane polymer is lowered, and the heat resistance and yarn physical properties may be deteriorated.
また、アミンの総添加量については、上記中間重合体中に含まれる残留イソシアネート基に対して当量以上が好ましく、より好ましくは当量比で1.0以上1.2未満である。アミンの総添加量が当量より低くなると、系内に残る残留イソシアネート基が経時的に反応することになり、分子量の増大や溶液粘度の著しい上昇を招く場合があり、多すぎると、過剰なアミンによりポリウレタン重合体溶液の黄変が生じたり、溶液粘度の経時的低下が起こる場合がある。 Further, the total addition amount of the amine is preferably equal to or greater than the residual isocyanate group contained in the intermediate polymer, more preferably 1.0 to less than 1.2 in terms of equivalent ratio. If the total amount of amine added is lower than the equivalent amount, residual isocyanate groups remaining in the system will react over time, which may lead to an increase in molecular weight or a marked increase in solution viscosity. May cause yellowing of the polyurethane polymer solution or a decrease in the viscosity of the solution over time.
上記アミンは、有機溶剤中でアミンの混合物とすることが、中間重合体と反応させやすいので好ましい。アミンを中間重合体と反応させる際は、通常、有機溶剤に溶解した溶液として中間重合体の溶液に滴下して反応させるが、中間重合体溶液に残る残留イソシアネート基濃度を事前に測定してアミンの滴下量を決定する方法や、アミンが添加され中間重合体溶液の粘度が上昇する状態から、残留イソシアネート基が無くなり、実質反応が終了し、溶液粘度の上昇がなくなる状態への変化をモニタリングすることで滴下量を制御することが可能である。 The amine is preferably a mixture of amines in an organic solvent because it is easy to react with the intermediate polymer. When the amine is reacted with the intermediate polymer, the reaction is usually carried out by dropping it into the solution of the intermediate polymer as a solution in an organic solvent. However, the residual isocyanate group concentration remaining in the intermediate polymer solution is measured in advance and the amine is reacted. Monitoring the change from the method of determining the amount of dripping or the state in which the viscosity of the intermediate polymer solution increases due to the addition of amine to the state in which the residual isocyanate group disappears, the substantial reaction is completed, and the solution viscosity does not increase. It is possible to control the dripping amount.
なお、鎖延長剤としては、必要に応じて、水、ジヒドラジド、カルボジヒドラジド、β−アミノプロピオン酸ヒドラジドの如きヒドロキシド類等の多官能性活性水素化合物を併用してもよい。また、末端封止剤としては、必要に応じてモノアミン以外に、メタノール、エタノール、プロパノール、ブタノール、ペンタノール等のアルキルアルコール等を使用してもよい。 In addition, as a chain extender, you may use together polyfunctional active hydrogen compounds, such as hydroxides, such as water, dihydrazide, carbodihydrazide, (beta) -aminopropionic acid hydrazide as needed. Moreover, as a terminal blocker, you may use alkyl alcohol, such as methanol, ethanol, propanol, butanol, pentanol, etc. other than a monoamine as needed.
また、乾式紡糸法で用いられる有機溶剤としては、不活性な有機溶剤が使用され、N,N−ジメチルフォルムアミド、N,N−ジメチルアセトアミド、N,N,N’,N’−テトラメチル尿素、N−メチルピロリドン、ジメチルスルフォキシド等、ポリウレタン重合体の溶解度が高く、かつイソシアネート基やイソシアネート基と反応する活性水素化合物と反応せず、更にポリウレタン重合体溶液中への添加物に対して反応しない有機溶剤が好ましい。これらの中でも、ポリウレタン重合体との相溶性、紡糸性、溶剤回収性の点からN,N−ジメチルアセトアミド又はN,N−ジメチルフォルムアミドが好ましく使用される。 Further, as the organic solvent used in the dry spinning method, an inert organic solvent is used, and N, N-dimethylformamide, N, N-dimethylacetamide, N, N, N ′, N′-tetramethylurea is used. N-methylpyrrolidone, dimethyl sulfoxide, etc., which has a high solubility in polyurethane polymers and does not react with isocyanate groups or active hydrogen compounds that react with isocyanate groups, and further to additives in polyurethane polymer solutions Organic solvents that do not react are preferred. Among these, N, N-dimethylacetamide or N, N-dimethylformamide is preferably used from the viewpoint of compatibility with the polyurethane polymer, spinnability, and solvent recoverability.
有機溶剤の使用量は、ポリウレタン重合体の固形分が全体の10〜60質量%、特に20〜40質量%となるように調整して使用することが好ましく、10質量%未満又は60質量%を超えると紡糸性に悪影響を及ぼす場合がある。 The amount of the organic solvent used is preferably adjusted so that the solid content of the polyurethane polymer is 10 to 60% by mass, particularly 20 to 40% by mass, and less than 10% by mass or 60% by mass. If it exceeds, spinnability may be adversely affected.
また、上記重合反応には、必要に応じ、反応を促進するための触媒を用いてもよく、イソシアネートとポリオールやジアミン、ジオールとの反応を活性化させる傾向の強いものや、イソシアネートと水等の鎖延長剤との反応を活性化させる傾向の強いもの、及び両方の性質を有するもの等、適宜使用することができる。このような触媒の代表的なものとして、第3級アミン化合物及び有機金属化合物が挙げられる。 In addition, a catalyst for accelerating the reaction may be used for the above polymerization reaction, if necessary, such as those having a strong tendency to activate the reaction between isocyanate and polyol, diamine, diol, isocyanate and water, etc. Those having a strong tendency to activate the reaction with the chain extender and those having both properties can be appropriately used. Representative examples of such a catalyst include tertiary amine compounds and organometallic compounds.
第3級アミン化合物としては、トリエチルアミン、N,N−ジメチルシクロヘキシルアミン等のモノアミン類、N,N,N’,N’−テトラメチルエチレンジアミン、N,N,N’,N’−テトラメチルプロパン−1,3−ジアミン等のジアミン類、N,N,N’,N”,N”−ペンタメチルジエチレントリアミン、テトラメチルグアニジン等のトリアミン類、トリエチレンジアミン、N,N’−ジメチルピペラジン、1,8−ジアザビシクロ(5,4,0)ウンデセン−7、N−メチルモルホリン等の環状アミン、ジメチルアミノエタノール、ジメチルアミノエトキシエタノール等のアルコールアミン類、ビス(2−ジメチルアミノエチル)エーテル、エチレングリコールビス(3−ジメチル)−アミノプロピルエーテル等のエーテルアミン類が挙げられる。 As the tertiary amine compound, monoamines such as triethylamine, N, N-dimethylcyclohexylamine, N, N, N ′, N′-tetramethylethylenediamine, N, N, N ′, N′-tetramethylpropane- Diamines such as 1,3-diamine, triamines such as N, N, N ′, N ″, N ″ -pentamethyldiethylenetriamine and tetramethylguanidine, triethylenediamine, N, N′-dimethylpiperazine, 1,8- Cyclic amines such as diazabicyclo (5,4,0) undecene-7 and N-methylmorpholine, alcohol amines such as dimethylaminoethanol and dimethylaminoethoxyethanol, bis (2-dimethylaminoethyl) ether, ethylene glycol bis (3 -Ether) such as dimethyl) -aminopropyl ether Kind, and the like.
有機金属化合物としては、酢酸錫、オクチル酸錫、オレイン酸錫、ラウリン酸錫、ジブチル錫ジアセテート、ジブチル錫ジラウレート、ジブチル錫ジクロライド、オクタン酸鉛、ナフテン酸鉛、ナフテン酸ニッケル、オクタン酸コバルト等が挙げられる。 Examples of organometallic compounds include tin acetate, tin octylate, tin oleate, tin laurate, dibutyltin diacetate, dibutyltin dilaurate, dibutyltin dichloride, lead octoate, lead naphthenate, nickel naphthenate, cobalt octoate, etc. Is mentioned.
これらの触媒は単独使用してもよく、例えば第3級アミン化合物と有機金属化合物の組み合せ等、2種類以上を併用することもできる。触媒の濃度は、ポリウレタン重合体に対して0.0001〜10質量%、好ましくは0.0005〜5質量%で通常使用するが、反応挙動をみながら適宜添加量を調整すればよい。 These catalysts may be used alone, for example, two or more kinds such as a combination of a tertiary amine compound and an organometallic compound may be used in combination. The concentration of the catalyst is usually 0.0001 to 10% by mass, preferably 0.0005 to 5% by mass with respect to the polyurethane polymer, but the addition amount may be appropriately adjusted while observing the reaction behavior.
両末端イソシアネート基中間重合体と鎖延長剤である低分子量ジアミン及び/又は低分子量ジオールとの反応は、窒素、アルゴン等の不活性ガス雰囲気下で、0〜80℃、特に10〜60℃で、0.1〜5時間、特に0.5〜3.5時間の反応条件とすることが好ましく、反応方式は合成釜を使用したバッチ方式でも、二軸混練機や静的ミキサーを用いた連続方式であっても構わない。 The reaction between the both-end isocyanate group intermediate polymer and the low molecular weight diamine and / or low molecular weight diol as the chain extender is carried out at 0 to 80 ° C., particularly 10 to 60 ° C. in an inert gas atmosphere such as nitrogen and argon. The reaction conditions are preferably 0.1 to 5 hours, particularly 0.5 to 3.5 hours, and the reaction method is a batch method using a synthetic kettle or a continuous method using a twin-screw kneader or a static mixer. It may be a method.
このようにして得られるポリウレタン重合体の重量平均分子量は、塩化リチウムを溶解したN,N−ジメチルフォルムアミド溶液に完全溶解した可溶分を、ゲル浸透クロマトグラフィー(GPC:Gel permeation chromatography)を用いて測定することができる。ポリウレタン重合体の重量平均分子量は、25万〜45万が好ましく、より好ましくは25万〜35万である(ポリスチレン換算)。 The weight average molecular weight of the polyurethane polymer thus obtained was determined by using gel permeation chromatography (GPC) after dissolving the soluble component completely dissolved in an N, N-dimethylformamide solution in which lithium chloride was dissolved. Can be measured. The weight average molecular weight of the polyurethane polymer is preferably 250,000 to 450,000, more preferably 250,000 to 350,000 (polystyrene conversion).
ポリウレタン重合体の分子量が小さすぎると、耐熱性等の糸物性が低下したり紡糸の曳糸性が乏しく糸切れが多くなったりする場合があり、高すぎると粘度が高くポリウレタン重合体の保存安定性が乏しくなったり、使用する溶剤量を増やす必要が生じ、結果として経済的な生産方法とは言えない場合がある。 If the molecular weight of the polyurethane polymer is too small, the yarn physical properties such as heat resistance may decrease or the spinning spinnability may be poor and the yarn breakage may increase. It becomes necessary to increase the amount of solvent to be used, and as a result, it may not be an economical production method.
こうして得られたポリウレタン重合体溶液は、これを紡糸原液として乾式紡糸することもできるが、この重合体溶液に低融点化合物を混合して紡糸原液とし、この原液を乾式紡糸機で紡糸することが好ましい。 The polyurethane polymer solution thus obtained can be dry-spun as a spinning stock solution. However, a low-melting compound can be mixed with this polymer solution to form a spinning stock solution, which can be spun by a dry spinning machine. preferable.
低融点化合物としては、フロー温度法での融点が200℃以下であり、特に好ましくは、60〜195℃の熱可塑性重合体であって、ポリウレタン重合体溶液の溶媒として用いられるジメチルアセトアミド、ジメチルフォルムアミド、ジメチルスルフォキシドなどに溶解した状態で上記ポリウレタンウレア重合体溶液と混合して用いることができるものが好ましい。なお、この熱可塑性重合体の重量平均分子量は、2万〜100万、特に5万〜80万が好ましい。 As the low melting point compound, a melting point by a flow temperature method is 200 ° C. or less, particularly preferably a thermoplastic polymer having a temperature of 60 to 195 ° C., which is used as a solvent for a polyurethane polymer solution, dimethylacetamide, dimethylform Those which can be used by being mixed with the polyurethane urea polymer solution in a state dissolved in amide, dimethyl sulfoxide or the like are preferable. The weight average molecular weight of this thermoplastic polymer is preferably 20,000 to 1,000,000, particularly 50,000 to 800,000.
このような低融点化合物としては、具体的に、ポリアクリロニトリルのホモポリマーやアクリロニトリルとα,β−不飽和モノカルボン酸エステルとの共重合体(α,β−不飽和モノカルボン酸エステルの例としては、アクリル酸フェニル,アクリル酸メチル,アクリル酸エチル,アクリル酸プロピル,アクリル酸ブチル,アクリル酸シクロヘキシル,メタクリル酸メチルが挙げられる)やアクリロニトリルとアクリルアミドとの共重合体等のアクリロニトリル系ポリマー;スチレン−無水マレイン酸系共重合体、具体的には構成する共重合体がスチレン−無水マレイン酸共重合体、更に無水マレイン酸と共重合されるスチレンとしてp−メチルスチレン、p−メトキシスチレン、p−ジメチルアミノスチレン等の芳香環の置換されたスチレン、α−メチルスチレン、α,β−ジメチルスチレン等のビニル基が置換されたスチレンを用いた無水マレイン酸との共重合体;N−イソプロぺニル−2−ピロリドン、N−ビニル−4−メチル−2−ピロリドン、N−ビニルピペリドン、N−ビニルカプロタクタム、N−ビニルエナントラクタム、N−ビニルバレロラクタム、N−ブテニル−2,4−ジ(1−ブテニル)−2−ピロリドンビニルアセテート、ジメチルアミノエチルメタクリレート、エチレン、スチレン、アクリル酸、メタクリル酸エステル、アクリル酸ジメチルアミノエチルエステル、メタクリル酸ジメチルアミノエチルエステルなどから合成されるポリビニルピロリドン共重合体、ポリウレタン重合体、ポリアクリロニトリル重合体、ABS樹脂、SAN樹脂、塩化ビニル樹脂、塩化ビニル酢酸ビニル共重合体、ポリプロピレン、ポリエチレン、ポリスチレン、ポリアセタール、ポリアミド、ポリエステル、ポリエステルエーテル、ポリカーボネート、エポキシ樹脂、アミノ樹脂、フェノール樹脂、シリコーン樹脂、フッ素樹脂、親水性アクリル樹脂、ポリアクリルアミド、親水性セルロース樹脂などが挙げられる。 Specific examples of such low melting point compounds include polyacrylonitrile homopolymers and copolymers of acrylonitrile and α, β-unsaturated monocarboxylic acid esters (as examples of α, β-unsaturated monocarboxylic acid esters). Acrylonitrile polymers such as phenyl acrylate, methyl acrylate, ethyl acrylate, propyl acrylate, butyl acrylate, cyclohexyl acrylate, methyl methacrylate) and acrylonitrile-acrylamide copolymers; A maleic anhydride copolymer, specifically, a copolymer comprising a styrene-maleic anhydride copolymer, and p-methylstyrene, p-methoxystyrene, p- Styrene substituted with an aromatic ring such as dimethylaminostyrene Copolymers with maleic anhydride using styrene substituted with vinyl groups such as α-methylstyrene and α, β-dimethylstyrene; N-isopropenyl-2-pyrrolidone, N-vinyl-4-methyl- 2-pyrrolidone, N-vinylpiperidone, N-vinylcaprolactam, N-vinylenantolactam, N-vinylvalerolactam, N-butenyl-2,4-di (1-butenyl) -2-pyrrolidone vinylacetate, dimethyl Polyvinylpyrrolidone copolymer, polyurethane polymer, polyacrylonitrile polymer, ABS resin synthesized from aminoethyl methacrylate, ethylene, styrene, acrylic acid, methacrylic ester, dimethylaminoethyl acrylate, dimethylaminoethyl methacrylate, etc. , SAN resin, vinyl chloride resin , Vinyl chloride vinyl acetate copolymer, polypropylene, polyethylene, polystyrene, polyacetal, polyamide, polyester, polyester ether, polycarbonate, epoxy resin, amino resin, phenol resin, silicone resin, fluorine resin, hydrophilic acrylic resin, polyacrylamide, hydrophilic And cellulose resin.
これらの中でも特に、溶媒に対する溶解性、ポリウレタン重合体への相溶性の点からポリアクリル酸エステル、ポリビニルピロリドン共重合体、ポリウレタン重合体、ポリエステル、ポリエステルエーテル、エポキシ樹脂などが好ましい。更に、上述したように、ポリウレタン弾性繊維の良好な伸縮特性を得るために、300%伸長直後の残留歪みは40%以下が好ましいが、このように残留歪みを低くするには、伸長回復性が高く、かつポリウレタン重合体との相溶性が高い低融点化合物の添加が有利であり、ポリウレタン重合体の添加が一層好ましい。 Among these, polyacrylic acid ester, polyvinylpyrrolidone copolymer, polyurethane polymer, polyester, polyester ether, epoxy resin and the like are preferable from the viewpoint of solubility in a solvent and compatibility with a polyurethane polymer. Furthermore, as described above, in order to obtain a good elastic property of the polyurethane elastic fiber, the residual strain immediately after 300% elongation is preferably 40% or less. The addition of a low melting point compound that is high and highly compatible with the polyurethane polymer is advantageous, and the addition of the polyurethane polymer is more preferred.
低融点化合物の融点は、ポリウレタン弾性繊維の融点測定方法と同様の方法で初期設定温度を30℃として測定することができる。 The melting point of the low melting point compound can be measured by setting the initial set temperature at 30 ° C. in the same manner as the method for measuring the melting point of polyurethane elastic fiber.
ポリウレタン重合体に対する低融点化合物の混合割合は、質量比(固形分)で、ポリウレタン重合体/低融点化合物=80/20〜40/60であり、好ましくは70/30〜50/50である。低融点化合物の混合量が少なすぎると熱融着強度が不足する場合があり、多すぎると耐熱性が低下し、染色、熱セットなどの加工時に編地中のポリウレタン弾性繊維が断糸する等のおそれがある。また、300%伸長直後の残留歪みも大きくなるおそれがある。 The mixing ratio of the low melting point compound to the polyurethane polymer is, by mass ratio (solid content), polyurethane polymer / low melting point compound = 80/20 to 40/60, preferably 70/30 to 50/50. If the amount of the low melting point compound is too small, the heat-sealing strength may be insufficient. If it is too large, the heat resistance will be reduced, and the polyurethane elastic fibers in the knitted fabric will be broken during processing such as dyeing and heat setting. There is a risk. In addition, the residual strain immediately after 300% elongation may increase.
ポリウレタン重合体と低融点化合物の混合は、両者が十分に混合されれば特に限定されるものではなく、ポリウレタン重合体に低融点化合物を混合しても、低融点化合物にポリウレタン重合体を混合しても良い。前者の場合、ポリウレタン重合体の反応が進行してイソシアネート基が実質的に認められなくなった後に、低融点化合物を混合することが好ましく、低融点化合物は、塊状物を粉砕したもの、或いは粉砕後更に再溶融してペレット化したものを、ポリウレタン重合体の溶液に直接添加してもよい。また、低融点化合物をポリウレタン重合体の合成に使用する溶剤と同じ溶剤に溶解させて混合してもよい。 The mixing of the polyurethane polymer and the low melting point compound is not particularly limited as long as both are sufficiently mixed. Even if the low melting point compound is mixed with the polyurethane polymer, the polyurethane polymer is mixed with the low melting point compound. May be. In the former case, it is preferable to mix the low melting point compound after the reaction of the polyurethane polymer proceeds and the isocyanate group is substantially not observed. The low melting point compound is obtained by pulverizing a lump or after pulverization. Furthermore, what is remelted and pelletized may be added directly to the polyurethane polymer solution. Further, the low melting point compound may be dissolved and mixed in the same solvent as the solvent used for the synthesis of the polyurethane polymer.
ポリウレタン重合体と低融点化合物を含む溶液が、ポリウレタン重合体のみを紡糸して得られる従来のポリウレタン繊維よりも熱融着性に優れる理由は、繊維中の低融点化合物がポリウレタン重合体より、低い温度で融解をはじめ、繊維の強度を保持した状態で周囲のポリマーと接着するためと思われるが詳細は不明である。 The reason why the solution containing the polyurethane polymer and the low melting point compound is superior to the conventional polyurethane fiber obtained by spinning only the polyurethane polymer is that the low melting point compound in the fiber is lower than the polyurethane polymer. It seems to start melting at temperature and adhere to the surrounding polymer while maintaining the strength of the fiber, but details are unknown.
低融点化合物を溶剤に溶解させて用いる場合、溶液濃度は特に制限されず、紡糸用溶液の粘度上昇や、紡糸した糸の物性が変化する等の点から、10〜60質量%程度とすることが好ましく、より好ましくは20〜40質量%程度である。 In the case of using a low melting point compound dissolved in a solvent, the concentration of the solution is not particularly limited, and should be about 10 to 60% by mass from the viewpoint of increasing the viscosity of the spinning solution and changing the physical properties of the spun yarn. Is more preferable, and about 20 to 40% by mass is more preferable.
ポリウレタン重合体溶液に対して低融点化合物を添加・混合する方法は、特に制限されないが、窒素、アルゴン等の不活性ガス雰囲気下で、混合温度、時間等の条件を適宜選定して均一に混合することが好ましい。混合する温度は、10〜120℃が好ましく、特に40〜80℃で混合することが好ましい。10℃より低いと混合時の副反応は何等問題ないが、溶解に時間を要したり、冷却コストが高くなるので経済的ではない。120℃より高温で処理すると、液の粘度が低下するので混合速度は早くなるが、ポリウレタン分子の切断が生じ、品質問題が生じるおそれがあるので好ましくない。なお、均一に混合するために少なくとも30分以上撹拌することが好ましい。 The method for adding and mixing the low melting point compound to the polyurethane polymer solution is not particularly limited. However, under a inert gas atmosphere such as nitrogen or argon, the conditions such as the mixing temperature and time are appropriately selected and mixed uniformly. It is preferable to do. The mixing temperature is preferably 10 to 120 ° C, and particularly preferably 40 to 80 ° C. If the temperature is lower than 10 ° C., there is no problem in the side reaction at the time of mixing, but it is not economical because it takes time for dissolution and the cooling cost increases. When the treatment is performed at a temperature higher than 120 ° C., the viscosity of the liquid is lowered, so that the mixing speed is increased. However, the polyurethane molecules are cleaved, which may cause a quality problem. In addition, in order to mix uniformly, it is preferable to stir at least 30 minutes or more.
なお、乾式紡糸法においても、溶融紡糸法で使用される活性水素化合物、紫外線吸収剤等の任意成分と同様のものを用いることができ、これらは紡糸工程の前までの任意の段階で添加して使用することができる。 In the dry spinning method, the same active components as active hydrogen compounds and ultraviolet absorbers used in the melt spinning method can be used, and these can be added at any stage before the spinning step. Can be used.
ポリウレタン重合体及び低融点化合物を含む溶液(紡糸用溶液)を、乾式紡糸する際に使用する紡糸装置や紡糸条件は、特に限定されるものではなく、ポリウレタンの組成、目的とする繊維の太さ、糸物性等によって、公知の任意の方法を選択して紡糸することができる。紡糸温度は、好ましくは170℃以上、より好ましくは180℃以上、更に好ましくは190℃以上であり、好ましくは230℃以下、より好ましくは220℃以下で紡糸し、フィラメントを集束し、合着させて繊維を得ることができ、これによって繊度が細い糸や均整度の高い糸が得られ、紡速を上げることができ、高い生産性を得ることができる等の利点が得られる。 The spinning apparatus and spinning conditions used when dry spinning a solution containing a polyurethane polymer and a low melting point compound (spinning solution) are not particularly limited, and the composition of the polyurethane and the desired fiber thickness Depending on the properties of the yarn, etc., any known method can be selected for spinning. The spinning temperature is preferably 170 ° C. or higher, more preferably 180 ° C. or higher, further preferably 190 ° C. or higher, preferably 230 ° C. or lower, more preferably 220 ° C. or lower, and the filaments are bundled and bonded. As a result, it is possible to obtain a fiber having a fineness and a high degree of uniformity, thereby increasing the spinning speed and obtaining a high productivity.
乾式紡糸法により紡糸されたポリウレタン弾性繊維は、溶融紡糸法の場合と同様に巻き取り機で巻き取り、巻糸体を得ることができる。そして、溶融紡糸法の場合と同様に、油剤は、ポリウレタン弾性繊維中に油剤が1〜10質量%、特に2〜8質量%含まれるように付与することが好ましい。紡糸後、溶剤を完全に除去する目的で、巻糸体を一日室温下で静置保存することが望ましい。また通常、イソシアネート基は全て活性水素と反応しており、その場合は固相重合を行う必要はない。 The polyurethane elastic fiber spun by the dry spinning method can be wound up by a winder similarly to the melt spinning method to obtain a wound body. And like the case of a melt spinning method, it is preferable to provide an oil agent so that 1-10 mass%, especially 2-8 mass% of an oil agent may be contained in a polyurethane elastic fiber. After spinning, it is desirable to store the wound body at room temperature for one day for the purpose of completely removing the solvent. In general, all isocyanate groups are reacted with active hydrogen, and in this case, it is not necessary to perform solid phase polymerization.
乾式紡糸法によって得られる本発明のポリウレタン弾性繊維は、ポリウレタンを構成する全ポリオール成分中の70モル%以上、特に85モル%以上が数平均分子量600〜3500のポリエーテルジオールであることが耐薬品性の向上や耐熱性を保持しつつ熱融着性を発現するなどの点から好ましく、上限は特に制限されず、ポリエーテルジオールが100%であっても都合よく使用できる。上記範囲の分子量のポリエーテルジオールが少なすぎると、耐薬品性や耐熱性が低下する場合がある。 The polyurethane elastic fiber of the present invention obtained by the dry spinning method has a chemical resistance of 70 mol% or more, particularly 85 mol% or more of the total polyol component constituting the polyurethane is a polyether diol having a number average molecular weight of 600 to 3500. It is preferable from the standpoints of improving heat resistance and exhibiting heat fusion properties while maintaining heat resistance. The upper limit is not particularly limited, and even if the polyether diol is 100%, it can be conveniently used. When there is too little polyether diol of the molecular weight of the said range, chemical resistance and heat resistance may fall.
また、ポリウレタン弾性繊維を構成するウレタン結合とウレア結合の全体に占めるウレタン結合の割合は60〜95モル%、特に65〜90モル%であることが好ましい。ウレタン結合の割合が60%より少ないと、耐熱性はあるが融点が高くなり、熱流動性も低下し、熱融着性が乏しくなる場合がある。95モル%を超えると、融点は低下し、熱流動性も高くなるが、ポリウレタン弾性繊維として耐熱性や伸長回復性が乏しくなる場合があり好ましくない。 Moreover, it is preferable that the ratio of the urethane bond which occupies for the whole urethane bond and urea bond which comprises a polyurethane elastic fiber is 60-95 mol%, especially 65-90 mol%. If the ratio of the urethane bond is less than 60%, the heat resistance is high but the melting point is high, the thermal fluidity is also lowered, and the heat fusion property may be poor. If it exceeds 95 mol%, the melting point decreases and the thermal fluidity increases, but the polyurethane elastic fiber may be poor in heat resistance and elongation recovery property, which is not preferable.
上記範囲とすることで、ポリウレタン弾性繊維として必要な耐熱性や耐薬品性を保ちつつ、良好な熱融着性の効果を得ることができる。 By setting it as the said range, the effect of favorable heat-fusion property can be acquired, maintaining heat resistance and chemical resistance required as a polyurethane elastic fiber.
本発明の乾式紡糸によって得られるポリウレタン弾性繊維のもつ耐熱性は、ウレア基によるハードセグメントの性質、生成量が影響しており、上記記載の低融点化合物を配合することによりハードセグメントの凝集性を抑えることができるため融点及び耐熱性をコントロールしたものができると考えられる。 The heat resistance of the polyurethane elastic fiber obtained by the dry spinning of the present invention is affected by the properties and the amount of hard segments due to urea groups. By adding the low melting point compound described above, the hard segments can be aggregated. Since it can be suppressed, it can be considered that the melting point and heat resistance are controlled.
上記製法によって得られるポリウレタン弾性繊維は、フロー温度法により測定した融点が165〜200℃であり、巻糸体の全領域にわたって断糸せず、プレーティング編地法において上記温度範囲で熱処理したときの熱融着力が0.15cN/dtex以上であるため、これを織編物に用いることで、ほつれ、デンセン、カール等の発生を抑えた織編物を得ることができる。 The polyurethane elastic fiber obtained by the above production method has a melting point of 165 to 200 ° C. measured by the flow temperature method, and does not break over the entire region of the wound body, and is heat-treated in the above temperature range in the plating knitted fabric method. Therefore, by using this for a woven or knitted fabric, it is possible to obtain a woven or knitted fabric that suppresses the occurrence of fraying, densen, curl, and the like.
ポリウレタン弾性繊維混用織編物
次に、本発明のポリウレタン弾性繊維混用織編物は、上記熱融着性ポリウレタン弾性繊維及び非弾性糸を用い、更に、例えば200℃以上の融点を有する高融点ポリウレタン弾性繊維も混用した以下の構造を有するものとすることができる。
Polyurethane elastic fiber mixed woven / knitted fabric Next, the polyurethane elastic fiber mixed woven / knitted fabric of the present invention uses the above heat-fusible polyurethane elastic fiber and non-elastic yarn, and further has a high melting point polyurethane elastic fiber having a melting point of, for example, 200 ° C. or higher. Also, the following structure can be used.
(1)熱融着性ポリウレタン弾性繊維と少なくとも1種類の非弾性糸とを含む複合糸を経糸及び/又は緯糸に使用した織物。組織は平織、綾織、朱子織等のいずれでもよく、織機についてもシャトル式織機、レピア式織機、エアージェット式織機等を使用することができる。更に、経糸及び緯糸は全部該複合糸であっても良いし、複合糸と非弾性糸とを1:1、1:2又は1:3等の打ち込み比率で混合使用しても良い。 (1) A fabric using a composite yarn containing a heat-fusible polyurethane elastic fiber and at least one inelastic yarn as a warp and / or a weft. The texture may be any of plain weave, twill weave, satin weaving, and the like, and shuttle looms, rapier looms, air jet looms and the like can be used as the loom. Furthermore, the warp and the weft may be the composite yarn, or the composite yarn and the inelastic yarn may be mixed and used at a driving ratio of 1: 1, 1: 2, or 1: 3.
(2)編機の同じコースに熱融着性ポリウレタン弾性繊維及び少なくとも1種類以上の非弾性糸を混用した緯編地。熱融着性ポリウレタン弾性繊維及び非弾性糸を編み込んだ緯編地の編組織は平編、ゴム編、パール編、両面編、及びこれらを組み合わせたり、変化させたりした組織等のいずれの組織でも編成することができ、編機についても丸編機、横編機、フルファッション編機、靴下編機等の全ての編機を使用することができる。熱融着性ポリウレタン弾性繊維は挿入又は編み込みのどちらでも良い。また、熱融着性ポリウレタン弾性繊維と非弾性糸のプレーティング編でも良いし、熱融着性ポリウレタン弾性繊維と非弾性糸の複合糸を使用しても良い。(1)と同様に全コースに熱融着性ポリウレタン弾性繊維を編み込んでも良いし、1コース以上おきに編み込んでも良い。熱融着性ポリウレタン弾性繊維と非弾性糸を交互、又は適当な間隔おきに編み込んでも良い。更に熱融着性ポリウレタン弾性繊維を混用してもよい。以下に例を示すがこれに限定されるものではない。 (2) A weft knitted fabric in which a heat-fusible polyurethane elastic fiber and at least one kind of inelastic yarn are mixed in the same course of a knitting machine. The knitting structure of the weft knitted fabric knitted with the heat-fusible polyurethane elastic fiber and the non-elastic yarn may be any structure such as a flat knitting, a rubber knitting, a pearl knitting, a double-sided knitting, and a structure obtained by combining or changing these. All knitting machines such as a circular knitting machine, a flat knitting machine, a full fashion knitting machine, and a sock knitting machine can be used for the knitting machine. The heat-sealable polyurethane elastic fiber may be either inserted or knitted. Further, a plating knitting of heat-fusible polyurethane elastic fiber and inelastic yarn may be used, or a composite yarn of heat-fusible polyurethane elastic fiber and inelastic yarn may be used. Similarly to (1), the heat-sealable polyurethane elastic fiber may be knitted in all courses, or may be knitted every other course. The heat-sealable polyurethane elastic fiber and inelastic yarn may be knitted alternately or at appropriate intervals. Further, heat-sealable polyurethane elastic fibers may be mixed. Examples are shown below, but are not limited thereto.
(2)−1 全コースの例:
1口目 熱融着性糸及び非弾性糸、又は複合糸
2口目 熱融着性糸及び非弾性糸、又は複合糸
3口目 熱融着性糸及び非弾性糸、又は複合糸
4口目 熱融着性糸及び非弾性糸、又は複合糸
(2)−2 1コースおきの例:
1口目 熱融着性糸及び非弾性糸、又は複合糸
2口目 非弾性糸
3口目 熱融着性糸及び非弾性糸、又は複合糸
4口目 非弾性糸
(2)−3 熱融着性糸と高融点糸を1コースおきに使用した例:
1口目 熱融着性糸及び非弾性糸、又は複合糸
2口目 高融点糸及び非弾性糸、又は複合糸
3口目 熱融着性糸及び非弾性糸、又は複合糸
4口目 高融点糸及び非弾性糸、又は複合糸
(2)−4 交互の例:
1口目 熱融着性糸
2口目 非弾性糸、又は熱融着性糸及び非弾性糸
3口目 熱融着性糸
4口目 非弾性糸、又は熱融着性糸及び非弾性糸
(2) -1 Examples of all courses:
1st heat-fusible yarn and inelastic yarn, or composite yarn 2nd mouth Heat-fusible yarn and inelastic yarn, or composite yarn 3rd mouth Heat-fusible yarn and inelastic yarn, or composite yarn 4 ports Eye Heat-fusible yarn and inelastic yarn, or composite yarn (2) -2 Example of every other course:
1st neck heat-sealing yarn and inelastic yarn, or composite yarn 2nd mouth non-elastic yarn 3rd neck Heat-sealing yarn and inelastic yarn, or composite yarn 4th mouth non-elastic yarn (2) -3 Heat Example of using fusible yarn and high melting yarn every other course:
1st heat-sealing yarn and inelastic yarn, or composite yarn 2nd mouth High-melting yarn and inelastic yarn, or composite yarn 3rd mouth Heat-sealing yarn and inelastic yarn, or composite yarn 4th mouth high Melting point yarn and inelastic yarn, or composite yarn (2) -4 Alternating examples:
1st neck heat-sealing yarn 2nd neck non-elastic yarn, or heat-fusible yarn and non-elastic yarn 3rd neck heat-sealing yarn 4th port Non-elastic yarn, heat-sealing yarn and non-elastic yarn
(3)熱融着性ポリウレタン弾性繊維及び少なくとも1種類以上の非弾性糸を混用した経編地。熱融着性ポリウレタン弾性繊維及び非弾性糸を編み込んだ経編地の編組織はクサリ編、デンビ編、コード編、アトラス編、及びこれらを組み合わせたり、変化させたりした組織等のいずれの組織でも編成することができ、編機についてもトリコット編機、ラッシェル編機、ミラニーズ編機等の全ての編機を使用することができる。(1)と同様に全面に熱融着性ポリウレタン弾性繊維を編み込んでも良いし、適当な間隔おきに編み込んでも良い。また、熱融着性ポリウレタン弾性繊維は挿入又は編込みのどちらでもよい。更に、高融点ポリウレタン弾性繊維を混用してもよい。以下に例を示すがこれに限定されるものではない。 (3) A warp knitted fabric in which heat-fusible polyurethane elastic fibers and at least one kind of inelastic yarn are mixed. The knitting structure of warp knitted fabric knitted with heat-fusible polyurethane elastic fibers and non-elastic yarns is any structure such as combed knitting, denvi knitting, cord knitting, atlas knitting, or a combination or change of these. All the knitting machines such as a tricot knitting machine, a Raschel knitting machine, and a Milanese knitting machine can be used. As in (1), heat-sealable polyurethane elastic fibers may be knitted on the entire surface, or may be knitted at appropriate intervals. The heat-sealable polyurethane elastic fiber may be either inserted or knitted. Furthermore, a high melting point polyurethane elastic fiber may be mixed. Examples are shown below, but are not limited thereto.
(3)−1 クサリ組織の編地
図1及び図2はレース地等に多く用いられるクサリ組織を示す。このクサリ組織は切り口縫製後にラン、ほどけ等の欠点がおきやすい。対策としてラン止め組織が提案されているが、ラン止め組織の跡が生地に汚く残り、高級感を阻害する問題が残る。そこで、図1及び図2において、aを非弾性糸として、bを本発明の熱融着性ポリウレタン弾性繊維、又は熱融着性ポリウレタン弾性繊維と高融点ポリウレタン弾性繊維の引き揃えとして編み込み熱セットすると、図1に示すX部において、熱融着性ポリウレタン弾性繊維と非弾性糸、及び熱融着性ポリウレタン弾性繊維と高融点ポリウレタン弾性繊維とが接触して熱融着し、伸長回復性が良く、且つラン・ほどけ等の欠点を防止し、また審美性も何等損なうことのない編地を得ることが可能となる。
(3) -1 Knitted fabric of chain structure FIGS. 1 and 2 show a chain structure frequently used for lace fabrics. This comb structure is prone to defects such as run and unravel after cutting. A run stop structure has been proposed as a countermeasure, but the trace of the run stop structure remains dirty in the fabric, and there remains a problem that impairs the sense of quality. Therefore, in FIGS. 1 and 2, a is a non-elastic yarn, and b is a heat-set polyurethane elastic fiber of the present invention, or a braided heat set as an alignment of a heat-fusible polyurethane elastic fiber and a high-melting-point polyurethane elastic fiber. Then, in the part X shown in FIG. 1, the heat-sealable polyurethane elastic fiber and the non-elastic yarn, and the heat-sealable polyurethane elastic fiber and the high-melting-point polyurethane elastic fiber are in contact with each other and heat-sealed. It is possible to obtain a knitted fabric which is good and prevents defects such as run and unraveling and which does not impair any aesthetics.
(3)−2 クサリ組織以外の編地
クサリ組織以外で一般に使用されている組織でも、本発明の熱融着性ポリウレタン弾性繊維を挿入又は編み込み使用すると、非弾性糸との融着、更にはポリウレタン弾性繊維相互の融着により、わらい(弾性繊維のずれ、抜け、飛び出し)等が起こり難くなり、実質的に生地の耐久性を格段に向上することができる。また、生地がより安定し、カールが起き難くなり、縫製時のコストダウンも見込むことができる。
(3) -2 Knitted fabric other than comb structure Even in a structure generally used other than the comb structure, when the heat-fusible polyurethane elastic fiber of the present invention is inserted or used, it is fused with an inelastic yarn, Due to the fusion of polyurethane elastic fibers, softness (displacement, slipping out, jumping out, etc.) of the elastic fibers hardly occurs, and the durability of the fabric can be substantially improved. In addition, the fabric is more stable, curling is less likely to occur, and cost reduction during sewing can be expected.
例えば、図3〜8に示した組織図において、熱融着性ポリウレタン弾性繊維を適宜使用することによって、目ずれ、わらい、ほつれ、ラン、デンセン、カールやスリップインが生じにくい編地を得ることが可能となる。 For example, in the organization charts shown in FIGS. 3 to 8, by using heat-sealable polyurethane elastic fibers as appropriate, it is possible to obtain a knitted fabric that is less likely to cause misalignment, softness, fraying, run, densen, curl and slip-in. Is possible.
図3において、L1及びL2は全面挿入(All−in)、図4中のL1とL2、L3とL4は1本おきに挿入(1in−1out)、図5〜8中のL1、L2、L3は全面挿入(All−in)である。また、図3〜8のaは非弾性糸、bは本発明の熱融着性ポリウレタン弾性繊維を単独で又は高融点ポリウレタン弾性繊維との引き揃えで使用し、図5及び図6のcは本発明の熱融着性ポリウレタン弾性繊維を2本使用するか、本発明の熱融着性ポリウレタン弾性繊維と高融点ポリウレタン弾性繊維とを各1本ずつ使用することができる。 3, L1 and L2 are fully inserted (All-in), L1 and L2 in FIG. 4, L3 and L4 are inserted every other line (1in-1out), and L1, L2, and L3 in FIGS. Is full insertion (All-in). Further, a in FIGS. 3 to 8 is a non-elastic yarn, b is a heat-sealable polyurethane elastic fiber of the present invention used alone or in alignment with a high melting point polyurethane elastic fiber, and c in FIGS. Two heat-fusible polyurethane elastic fibers of the present invention can be used, or one heat-fusible polyurethane elastic fiber and one high-melting-point polyurethane elastic fiber of the present invention can be used.
更に、使用用途によって、断ち切り口を無縫製でそのまま使用する場合、従来は洗濯や着用時等のすれにより、ほつれ等の耐久性に問題があったが、これも大きく改善することができる。 Furthermore, depending on the intended use, when the cut edge is used as it is without sewing, there has been a problem in the durability such as fraying due to rubbing during washing or wearing, but this can also be greatly improved.
ここで、本発明の熱融着性ポリウレタン弾性繊維(フィラメント糸)の形態は、原糸(未加工糸)、仮撚加工糸、先染糸等のいずれであってもよく、また、これらの複合糸であってもよい。これらは、いずれも撚糸加工のしやすい、安定した糸状が好ましい。 Here, the form of the heat-fusible polyurethane elastic fiber (filament yarn) of the present invention may be any of raw yarn (unprocessed yarn), false twisted yarn, pre-dyed yarn, etc. A composite yarn may be used. These are preferably stable yarns that are easy to twist.
一方、熱融着性ポリウレタン弾性繊維と混用される非弾性糸としては、特に制限は無く、例えば木綿、麻、羊毛、絹等の天然繊維、レーヨン、キュプラ、ポリノジック等の再生繊維、アセテート等の半再生繊維、ナイロン、ポリエステル、アクリル、ポリプロピレン、塩化ビニル等の化学合成繊維等の繊維を使用することができるが、ポリウレタン弾性繊維の混用割合は、1〜60質量%程度、特に2〜50質量%程度が好ましい。 On the other hand, the inelastic yarn to be mixed with the heat-fusible polyurethane elastic fiber is not particularly limited. For example, natural fibers such as cotton, hemp, wool, and silk, regenerated fibers such as rayon, cupra, and polynosic, acetate, etc. Semi-regenerated fibers, fibers such as nylon, polyester, acrylic, polypropylene, vinyl chloride and the like can be used, but the mixture ratio of polyurethane elastic fibers is about 1-60 mass%, especially 2-50 masses. % Is preferred.
また、本発明のポリウレタン弾性繊維混用織編物においては、ジアミンで鎖延長反応を行った乾式紡糸法による耐熱性、弾性回復性に優れた200℃以上、好ましくは210℃以上の融点を有する高融点ポリウレタン弾性繊維を混合使用することにより、融着性を保ちながら良好な弾性性能を有する織編物を得ることも可能である。この場合、この高融点ポリウレタン弾性繊維の使用量は、熱融着性ポリウレタン繊維に対して10〜90質量%の割合であることが好ましい。 In the woven or knitted fabric mixed with polyurethane elastic fiber of the present invention, a high melting point having a melting point of 200 ° C. or higher, preferably 210 ° C. or higher, excellent in heat resistance and elastic recovery by a dry spinning method in which chain extension reaction is performed with diamine. By mixing and using polyurethane elastic fibers, it is also possible to obtain a woven or knitted fabric having good elastic performance while maintaining the fusion property. In this case, the amount of the high-melting polyurethane elastic fiber used is preferably 10 to 90% by mass with respect to the heat-fusible polyurethane fiber.
なお、高融点ポリウレタン弾性繊維の融点の測定方法は、上述したフロー温度法と同様である。 In addition, the measuring method of melting | fusing point of a high melting point polyurethane elastic fiber is the same as that of the flow temperature method mentioned above.
本発明の熱融着性ポリウレタン弾性繊維混用織編物の製造方法は、上記構造を有する織物又は編物を常法により製織又は製編した後、乾熱又は湿熱セットすることにより得ることができる。 The method for producing a woven or knitted fabric mixed with a heat-fusible polyurethane elastic fiber of the present invention can be obtained by weaving or knitting a woven fabric or knitted fabric having the above-described structure by a conventional method and then setting it with dry heat or wet heat.
乾熱セットの方法は、ピンテンターのようなセット機を使い、熱風による熱固定することにより行うことができる。この場合、セット温度は130〜210、特に160〜200℃であり、セット時間は10〜180秒、特に15〜120秒とすることができる。 The dry heat setting method can be performed by using a setting machine such as a pin tenter and heat fixing with hot air. In this case, the set temperature is 130 to 210, particularly 160 to 200 ° C., and the set time can be 10 to 180 seconds, particularly 15 to 120 seconds.
一方、湿熱セットの方法は、織編地を型板に入れた状態で所定圧力の飽和蒸気により熱固定することにより行うことができる。この場合、セット温度は80〜140℃、特に90〜135℃であり、セット時間は10〜180秒、特に15〜120秒とすることができる。 On the other hand, the wet heat setting method can be performed by heat setting with saturated steam at a predetermined pressure in a state where the knitted fabric is placed in a template. In this case, the set temperature is 80 to 140 ° C., particularly 90 to 135 ° C., and the set time can be 10 to 180 seconds, particularly 15 to 120 seconds.
熱セット温度が低すぎる場合はセット効果が不足したり、編地の寸法安定性、収縮特性が劣るため好ましくなく、高すぎる場合は、非弾性糸の強力低下や熱変色、風合いが硬くなるなどの弊害が生じてくるので好ましくない。 If the heat setting temperature is too low, the setting effect is insufficient or the dimensional stability and shrinkage characteristics of the knitted fabric are inferior, which is undesirable. If it is too high, the strength of the inelastic yarn is reduced, thermal discoloration, the texture becomes hard, etc. This is not preferable because of the negative effects.
乾熱160〜200℃程度の高温緊張下での熱セットは、製織編されてなる布帛製品を定長、定幅の所定寸法に仕上げるために好ましく採用される。これに対し、無緊張セットでは、熱セット時の自由収縮のために熱セット後の製品の寸法を制御することができず、工業的実施には不適当である。 A heat set under high-temperature tension of about 160 to 200 ° C. in dry heat is preferably employed to finish a fabric product formed by weaving and knitting to a predetermined length of constant length and constant width. On the other hand, in the non-tension set, the size of the product after heat setting cannot be controlled due to free shrinkage at the time of heat setting, which is unsuitable for industrial implementation.
その際の緊張条件は、布帛の幅の仕上げ目標値により任意に設定すればよいが、熱処理装置への送り込み速度と横方向の引張りとによって制御すればよい。 The tension condition at that time may be arbitrarily set according to the finish target value of the width of the fabric, but may be controlled by the feeding speed to the heat treatment apparatus and the lateral tension.
このような熱融着性ポリウレタン弾性繊維を使用した混用織編物は、主としてブリーフ、パンティ、ショーツ、アンダーシャツ、キャミソール、ガードル、ブラジャー、スパッツ、ボディスーツ、生理用ショーツ等の下着類、水着、レオタード、リゾートウエア、ホームウエア、アンダーウエア、スポーツ用タイツ、シャツ、上着材、手袋、靴下、腕カバー、医療用衣料、手術衣、半導体工場でのクリーンルーム作業用衣料、防塵衣料、サポーター、アイマスク等の衣料製品、使い捨ておむつ、失禁パット、ガーゼ、包帯、貼布材、包装材、マスク、シーツ、タオル、ハンカチ等の衛生用品、衣料芯地、精密濾過用フィルター、工業用ワイパー、保護カバー等の産業用資材のように高度の伸長性と伸長回復性とを必要とする分野への適用が好適である。 Mixed knitted and knitted fabrics using such heat-fusible polyurethane elastic fibers are mainly briefs, panties, shorts, undershirts, camisoles, girdles, bras, spats, body suits, sanitary shorts, swimwear, leotards, etc. , Resort wear, home wear, underwear, sports tights, shirts, outerwear, gloves, socks, arm covers, medical clothing, surgical clothing, clothing for cleanroom work in semiconductor factories, dustproof clothing, supporters, eye masks Clothing products such as disposable diapers, incontinence pads, gauze, bandages, patch materials, packaging materials, masks, sheets, towels, handkerchiefs and other sanitary products, clothing interlining, filters for precision filtration, industrial wipers, protective covers, etc. It is preferred to be applied to fields that require high stretchability and stretch recovery, such as industrial materials It is.
本発明によれば、熱セット時の耐熱性に優れ、断糸や劣化が起こりにくい熱融着性ポリウレタン弾性繊維及び目ずれ、わらい、ほつれ、ラン、デンセン、カール、スリップインや目ずれが生じにくいポリウレタン弾性繊維混用織編物を得ることができる。 According to the present invention, heat-sealable polyurethane elastic fibers that have excellent heat resistance during heat setting and are less likely to break or deteriorate, and misalignment, soft, fraying, run, densen, curl, slip-in and misalignment occur. It is possible to obtain a woven or knitted fabric mixed with polyurethane elastic fiber which is difficult to mix.
以下、実施例及び比較例を示し、本発明をより具体的に説明するが、本発明は下記の実施例に制限されるものではない。なお、下記例において、部は質量部を示す。また、融点及び熱流動性の測定はフロー温度法により、有効架橋量は電位差滴定法により、残留イソシアネート基濃度(残留NCO%)は塩酸による滴定法により、油剤の付与量は石油エーテル抽出法により測定した値である。数平均分子量の測定方法は、JIS K1557に準拠して行い、重量平均分子量の測定方法は、GPCによるポリスチレン換算の値である。 EXAMPLES Hereinafter, although an Example and a comparative example are shown and this invention is demonstrated more concretely, this invention is not restrict | limited to the following Example. In addition, in the following example, a part shows a mass part. The melting point and thermal fluidity are measured by the flow temperature method, the effective crosslinking amount is determined by potentiometric titration, the residual isocyanate group concentration (residual NCO%) is determined by titration with hydrochloric acid, and the amount of oil applied is determined by the petroleum ether extraction method. It is a measured value. The number average molecular weight is measured in accordance with JIS K1557, and the weight average molecular weight is measured in terms of polystyrene by GPC.
[実施例1]溶融紡糸法によるポリウレタン弾性繊維の製造
両末端水酸基プレポリマーの合成
ジイソシアネートとして4,4’−ジフェニルメタンジイソシアネート(MDI)を22.7部、窒素ガスでシールされた80℃の温水ジャケット付き反応釜に仕込み、ここにポリマージオールとして数平均分子量1,000のポリテトラメチレンエーテルグリコール(PTMG)46.5部を撹拌しながら注入した。1時間反応後、低分子量ジオールとして1,4−ブタンジオール25.0部を更に注入し、ビス(4−ヒドロキシフェニル)スルフォン(BHPS)4.1部を添加して15分撹拌して両末端水酸基プレポリマーを合成した。
[Example 1] Production of polyurethane elastic fiber by melt spinning method
Synthetic diisocyanate of both terminal hydroxyl group prepolymers 4,4'-diphenylmethane diisocyanate (MDI) was charged into a reaction kettle with a warm water jacket at 80 ° C. sealed with nitrogen gas, and the number average molecular weight was used as a polymer diol. 46.5 parts of 1,000 polytetramethylene ether glycol (PTMG) was injected with stirring. After reaction for 1 hour, 25.0 parts of 1,4-butanediol as a low molecular weight diol was further injected, 4.1 parts of bis (4-hydroxyphenyl) sulfone (BHPS) was added, and the mixture was stirred for 15 minutes. A hydroxyl prepolymer was synthesized.
両末端イソシアネート基プレポリマーの合成
これと並行して、窒素ガスでシールした80℃の反応釜にジイソシアネートとしてMDIを29.1部仕込み、紫外線吸収剤(2−[2−ヒドロキシ−3,5−ビス(α,α−ジメチルベンジル)フェニル]−2Hベンゾトリアゾール(TIN234):20%)、酸化防止剤(3,9−ビス(2−(3−(3−t−ブチル−4−ヒドロキシ−5−メチルフェニル)−プロピオニルオキシ)−1,1−ジメチルエチル)−2,4,8,10−テトラオキサスピロ(5.5)ウンデカン:50%)、光安定剤(ビス(2,2,6,6−テトラメチル−4−ピペリジル)セバケート:30%)の混合物1.2部を添加し、撹拌しながら数平均分子量2,000のPTMGを68部注入し、40分間撹拌を継続して、両末端イソシアネート基プレポリマーを得た。
In parallel with this, 29.1 parts of MDI as diisocyanate was charged into an 80 ° C. reaction kettle sealed with nitrogen gas, and an ultraviolet absorber (2- [2-hydroxy-3,5- Bis (α, α-dimethylbenzyl) phenyl] -2H benzotriazole (TIN234): 20%), antioxidant (3,9-bis (2- (3- (3-t-butyl-4-hydroxy-5) -Methylphenyl) -propionyloxy) -1,1-dimethylethyl) -2,4,8,10-tetraoxaspiro (5.5) undecane: 50%), light stabilizer (bis (2,2,6) , 6-Tetramethyl-4-piperidyl) sebacate: 30 parts), add 68 parts of PTMG having a number average molecular weight of 2,000 while stirring, and stir for 40 minutes. Continuously, a both-end isocyanate group prepolymer was obtained.
ポリウレタン弾性繊維の溶融紡糸
得られた両末端イソシアネート基プレポリマーと両末端水酸基プレポリマーを1:0.302の質量比で撹拌翼を有する容量2,200mLのポリウレタン弾性繊維用円筒形反応機に連続的に供給した。供給速度は、両末端イソシアネート基プレポリマー32.8g/分、両末端水酸基プレポリマー9.9g/分であった。反応機内での平均滞留時間は約1時間、反応温度は約210℃であった。
Polyurethane elastic fiber melt spinning The obtained both-end isocyanate group prepolymer and both-end hydroxyl group prepolymer are continuously connected to a cylindrical reactor for polyurethane elastic fibers having a mass ratio of 1: 0.302 and a stirring blade of 2,200 mL. Supplied. The feed rates were 32.8 g / min for both-end isocyanate group prepolymer and 9.9 g / min for both-end hydroxyl group prepolymer. The average residence time in the reactor was about 1 hour, and the reaction temperature was about 210 ° C.
得られた紡糸用ポリマーを固化することなく、208℃の温度に保った8ノズルの紡糸ヘッド2台に導入した。紡糸用ポリマーをヘッドに設置したギアポンプにより計量、加圧し、フィルターでろ過後、径0.7mm、1ホールのノズルから2.67g/分の速度で、長さ6mの紡糸筒内に吐出させ(ノズルからの吐出総量:42.67g/分)、表1に記載の成分を含む油剤を付与しながら600m/分の速度で紙管幅57.5mmの紙管に巻き取り、44dtexのポリウレタン弾性繊維を得た。ポリウレタン弾性繊維に対する油剤の付与率は5質量%であった。 The obtained spinning polymer was introduced into two 8-nozzle spinning heads maintained at a temperature of 208 ° C. without solidifying. The spinning polymer was measured and pressurized by a gear pump installed on the head, filtered through a filter, and then discharged from a nozzle with a diameter of 0.7 mm and a hole of 1 hole into a 6 m long spinning tube at a speed of 2.67 g / min ( The total amount discharged from the nozzle: 42.67 g / min), rolled up on a paper tube having a paper tube width of 57.5 mm at a speed of 600 m / min while applying an oil containing the components shown in Table 1, and having a polyurethane elastic fiber of 44 dtex Got. The application rate of the oil agent to the polyurethane elastic fiber was 5% by mass.
油剤中に含まれるn−ブチルアミンによりポリウレタン弾性繊維中に残留するイソシアネート基のうちの9.4eq%を消費させた。なお、ポリウレタン弾性繊維を巻き取った巻糸体の全質量は450gであり、吐出直後のポリウレタン弾性繊維の残留イソシアネート基濃度は0.42質量%であった。 9.4 eq% of the isocyanate groups remaining in the polyurethane elastic fiber was consumed by n-butylamine contained in the oil. The total mass of the wound body wound with the polyurethane elastic fiber was 450 g, and the residual isocyanate group concentration of the polyurethane elastic fiber immediately after discharge was 0.42% by mass.
得られた巻糸体を直ちに温度40℃で相対湿度80%の部屋の中で5日間固相反応させた。 The obtained wound body was immediately subjected to a solid phase reaction in a room at a temperature of 40 ° C. and a relative humidity of 80% for 5 days.
完成した糸を巻糸体の表層及び内層からそれぞれ任意に取り出し、有効架橋量を測定したところ、巻糸体の表層で1.00×10-5mol/g、巻糸体の内層で0.90×10-5mol/gであった。次いで、完成した糸を巻糸体の表層及び内層からそれぞれ任意に取り出し、融点を測定したところ、表層、内層でともに191℃であった。また、165℃一定温度下における巻糸体の内層部の糸の熱流動性を求めたところ20分であり、熱流動性は良好であった。この結果からも熱融着性が優れていることが確認できた。 The finished yarn was arbitrarily taken out from the surface layer and the inner layer of the wound body, and the effective crosslinking amount was measured. As a result, the surface layer of the wound body was 1.00 × 10 −5 mol / g, and the inner layer of the wound body was 0.00. It was 90 × 10 −5 mol / g. Next, the completed yarn was arbitrarily taken out from the surface layer and the inner layer of the wound body, and the melting point was measured. As a result, both the surface layer and the inner layer were 191 ° C. Further, the heat fluidity of the inner layer portion of the wound yarn body at a constant temperature of 165 ° C. was determined to be 20 minutes, and the heat fluidity was good. From this result, it was confirmed that the heat fusion property was excellent.
また、1ホールのノズルの吐出速度を2.33g/分(ノズル全体の総吐出速度は37.33g/分)とし、44dtexの繊維と同様の特性を有する156dtex,4フィラメントのポリウレタン弾性繊維を得た。 Moreover, the discharge speed of the nozzle of 1 hole was 2.33 g / min (the total discharge speed of the whole nozzle was 37.33 g / min), and a 156 dtex, 4-filament polyurethane elastic fiber having the same characteristics as 44 dtex fiber was obtained. It was.
[実施例2]
実施例1で合成した両末端イソシアネート基プレポリマーと両末端水酸基プレポリマーを1:0.279の質量比で撹拌翼を有する容量2200mLのポリウレタン弾性繊維用円筒形反応機に連続的に供給する以外は、実施例1と同様な方法で44dtexのポリウレタン弾性繊維を製造した。ポリウレタン弾性繊維に対する油剤の付与率は7質量%であった。
[Example 2]
Except for continuously supplying the both-end isocyanate group prepolymer and both-end hydroxyl group prepolymer synthesized in Example 1 to a cylindrical reactor for polyurethane elastic fibers having a mass of 1: 0.279 and a stirring blade having a capacity of 2200 mL. Produced 44 dtex polyurethane elastic fiber in the same manner as in Example 1. The application rate of the oil agent to the polyurethane elastic fiber was 7% by mass.
油剤中に含まれるn−ブチルアミンにより残留するイソシアネート基のうちの4.9eq%を消費させた。なお、巻糸体の全質量は450gであり、吐出直後のポリウレタン弾性繊維の残留イソシアネート基濃度(残留NCO%)は0.95%であった。 4.9 eq% of the remaining isocyanate groups were consumed by n-butylamine contained in the oil. The total mass of the wound body was 450 g, and the residual isocyanate group concentration (residual NCO%) of the polyurethane elastic fiber immediately after discharge was 0.95%.
得られた巻糸体を直ちに温度50℃で相対湿度80%の部屋の中で5日間固相反応させた。 The obtained wound body was immediately subjected to a solid phase reaction in a room at a temperature of 50 ° C. and a relative humidity of 80% for 5 days.
完成した糸の有効架橋量を測定したところ、巻糸体の表層で3.3×10-5mol/g、内層で3.2×10-5mol/gであった。次いで、完成した糸を巻糸体の表層及び内層からそれぞれ任意に取り出し、融点を測定したところ、巻糸体の表層、内層でともに195℃であった。また、165℃一定温度下における巻糸体の内層部の糸の熱流動性を求めたところ33分であり、熱流動性は良好であった。この結果からも熱融着性が優れていることが確認できた。 When the amount of effective crosslinking of the finished yarn was measured, it was 3.3 × 10 −5 mol / g in the surface layer of the wound yarn body and 3.2 × 10 −5 mol / g in the inner layer. Next, the completed yarn was arbitrarily taken out from the surface layer and the inner layer of the wound yarn body, and the melting point was measured. As a result, both the surface layer and the inner layer of the wound yarn body were 195 ° C. Further, the thermal fluidity of the yarn in the inner layer portion of the wound yarn body at a constant temperature of 165 ° C. was 33 minutes, and the thermal fluidity was good. From this result, it was confirmed that the heat fusion property was excellent.
[実施例3]
実施例1で合成した両末端イソシアネート基プレポリマーと両末端水酸基プレポリマーを1:0.3268の質量比で撹拌翼を有する容量2,200mLのポリウレタン弾性繊維用円筒形反応機に連続的に供給する以外は、実施例1と同様な方法で44dtexのポリウレタン弾性繊維を製造した。ポリウレタン弾性繊維に対する油剤の付与率は3.5質量%であった。
[Example 3]
The both-end isocyanate group prepolymer and the both-end hydroxyl group prepolymer synthesized in Example 1 were continuously fed to a cylindrical reactor for polyurethane elastic fibers having a capacity of 2,200 mL having a stirring blade at a mass ratio of 1: 0.3268. A 44 dtex polyurethane elastic fiber was produced in the same manner as in Example 1 except that. The application rate of the oil agent to the polyurethane elastic fiber was 3.5% by mass.
油剤中に含まれるn−ブチルアミンにより残留するイソシアネート基のうちの0.9eq%を消費させた。なお、巻糸体の全質量は450gであり、吐出直後のポリウレタン弾性繊維の残留イソシアネート基濃度は0.27%であった。得られた巻糸体を直ちに実施例1の条件で固相反応させた。 0.9 eq% of the remaining isocyanate groups was consumed by n-butylamine contained in the oil. The total mass of the wound body was 450 g, and the residual isocyanate group concentration of the polyurethane elastic fiber immediately after discharge was 0.27%. The obtained wound body was immediately subjected to a solid phase reaction under the conditions of Example 1.
完成した糸の有効架橋量を測定したところ、巻糸体の表層で0.08×10-5mol/g、内層で0.07×10-5mol/gであった。次いで、完成した糸を巻糸体の表層及び内層からそれぞれ任意に取り出し、融点を測定したところ、巻糸体の表層、内層でともに177℃であった。また、165℃一定温度下における巻糸体の内層部の糸の熱流動性を求めたところ1.2分であり、熱流動性は良好であった。この結果からも熱融着性が優れていることが確認できた。 When the amount of effective crosslinking of the finished yarn was measured, it was 0.08 × 10 −5 mol / g in the surface layer of the wound yarn and 0.07 × 10 −5 mol / g in the inner layer. Next, the completed yarn was arbitrarily taken out from the surface layer and the inner layer of the wound yarn body, and the melting point was measured. As a result, both the surface layer and the inner layer of the wound yarn body were 177 ° C. Further, the heat fluidity of the yarn in the inner layer portion of the wound yarn body at a constant temperature of 165 ° C. was 1.2 minutes, and the heat fluidity was good. From this result, it was confirmed that the heat fusion property was excellent.
[実施例4]
実施例1と同様の方法で44dtexのポリウレタン弾性繊維を得た。ポリウレタン弾性繊維に対する油剤の付与率は6.5質量%であった。
[Example 4]
A 44 dtex polyurethane elastic fiber was obtained in the same manner as in Example 1. The application rate of the oil agent to the polyurethane elastic fiber was 6.5% by mass.
油剤中に含まれるn−ブチルアミンにより残留するイソシアネート基のうちの12eq%を消費させた。なお、巻糸体の全質量は450gであり、吐出直後のポリウレタン弾性繊維の残留イソシアネート基濃度は0.42質量%であった。得られた巻糸体を直ちに実施例1の条件で固相反応させた。 12 eq% of the remaining isocyanate groups was consumed by n-butylamine contained in the oil. The total mass of the wound body was 450 g, and the residual isocyanate group concentration of the polyurethane elastic fiber immediately after discharge was 0.42% by mass. The obtained wound body was immediately subjected to a solid phase reaction under the conditions of Example 1.
完成した糸の有効架橋量を測定したところ、巻糸体の表層で1.00×10-5mol/g、内層で0.90×10-5mol/gであった。次いで、完成した糸を巻糸体の表層及び内層からそれぞれ任意に取り出し、測定したところ、巻糸体の表層、内層でともに183℃であった。また、165℃一定温度下における巻糸体の内層部の熱流動性を求めたところ15分であり、熱流動性は良好であった。この結果からも熱融着性が優れていることが確認できた。 When the amount of effective crosslinking of the finished yarn was measured, it was 1.00 × 10 −5 mol / g in the surface layer of the wound yarn body and 0.90 × 10 −5 mol / g in the inner layer. Next, the finished yarn was arbitrarily taken out from the surface layer and the inner layer of the wound body and measured, and both were 183 ° C. at the surface layer and the inner layer of the wound body. Further, when the heat fluidity of the inner layer portion of the wound body at a constant temperature of 165 ° C. was determined, it was 15 minutes, and the heat fluidity was good. From this result, it was confirmed that the heat fusion property was excellent.
[実施例5]乾式紡糸法によるポリウレタン弾性繊維の製造
(1)ポリウレタン重合体の合成
数平均分子量2,000のポリテトラメチレンエーテルグリコール(PTMG)19.91部と4,4’−ジフェニルメタンジイソシアネート(MDI)4.55部を窒素ガス雰囲気下で65℃にて100分間撹拌しつつ反応させて、両末端イソシアネート基プレポリマーを合成した。得られた両末端イソシアネート基プレポリマーにジメチルアセトアミド(DMAC)57.07部を加えて溶解し、プレポリマー溶液を調製した。
[Example 5] Production of polyurethane elastic fiber by dry spinning method
(1) Synthesis of polyurethane polymer 19.91 parts of polytetramethylene ether glycol (PTMG) having a number average molecular weight of 2,000 and 4.55 parts of 4,4′-diphenylmethane diisocyanate (MDI) at 65 ° C. in a nitrogen gas atmosphere The reaction was conducted with stirring for 100 minutes to synthesize both-end isocyanate group prepolymers. 57.07 parts of dimethylacetamide (DMAC) was added to and dissolved in the resulting both-end isocyanate group prepolymer to prepare a prepolymer solution.
次に、鎖延長剤としてエチレンジアミン(EDA)0.49部と末端封鎖剤としてジ−n−ブチルアミン0.05部をDMAC17.93部に溶解したアミン混合溶液を、前記プレポリマー溶液に滴下しながら加え、撹拌して重量平均分子量300,000、窒素含有率2.99%のポリウレタン重合体を含む溶液(紡糸原液;濃度25質量%)を得た。 Next, an amine mixed solution in which 0.49 part of ethylenediamine (EDA) as a chain extender and 0.05 part of di-n-butylamine as a terminal blocking agent were dissolved in 17.93 parts of DMAC was added dropwise to the prepolymer solution. In addition, the mixture was stirred to obtain a solution containing a polyurethane polymer having a weight average molecular weight of 300,000 and a nitrogen content of 2.99% (spinning stock solution; concentration 25% by mass).
(2)低融点化合物(ポリウレタン化合物)の合成
数平均分子量2,000のPTMG70.81部とMDI24.11部を窒素ガス雰囲気下で130℃にて60分撹拌しつつ反応させ、両末端イソシアネート基プレポリマーを合成した。その後、鎖延長剤として1,4−ブタンジオール5.08部を加え、撹拌して重量平均分子量350,000、窒素含有率2.7%のポリウレタン化合物を得た。
(2) Synthesis of Low Melting Point Compound (Polyurethane Compound) 70.81 parts of PTMG having a number average molecular weight of 2,000 and 24.11 parts of MDI were reacted with stirring at 130 ° C. for 60 minutes in a nitrogen gas atmosphere, and both end isocyanate groups A prepolymer was synthesized. Thereafter, 5.08 parts of 1,4-butanediol was added as a chain extender and stirred to obtain a polyurethane compound having a weight average molecular weight of 350,000 and a nitrogen content of 2.7%.
得られたポリウレタン化合物を100℃で24時間熱処理した後、粉砕し、210℃で再溶融していすず化工機械(株)SV−65−32によりペレット化した。このポリウレタン化合物のペレットをDMACに溶解して濃度25質量%の溶液を調製した。このポリウレタン化合物の融点は、165℃であった。 The obtained polyurethane compound was heat-treated at 100 ° C. for 24 hours, then pulverized and remelted at 210 ° C., and pelletized with Tin Chemical Machine Co., Ltd. SV-65-32. The polyurethane compound pellets were dissolved in DMAC to prepare a solution having a concentration of 25% by mass. The melting point of this polyurethane compound was 165 ° C.
紡糸用溶液の調整
(1)で得られたポリウレタン重合体溶液24kg(固形分換算で6kg)と、(2)で得られたポリウレタン化合物の溶液16kg(固形分換算で4kg)を窒素ガス雰囲気下で60℃にて2時間かけて充分に混合し、混合溶液を得た。
更に、1,1,1’,1’−テトラメチル−4,4’−(メチレンジ−1,4−フェニレン)ジセミカルバジド、1,3,5−トリス(4−t−ブチル−3−ヒドロキシ−2,6−ジメチルベンジルイソシアヌール酸、ビス(2,2,6,6−テトラメチル−4−ピペリジル)セバケート、2−(2’−ヒドロキシ−3−t−ブチル−5’−メチルフェニル)−5−クロロベンゾトリアゾールを上記混合溶液の固形分に対して、それぞれ0.27質量%、0.13質量%、0.13質量%、0.08質量%となるように添加して紡糸用溶液を得た。
Preparation of spinning solution 24 kg of the polyurethane polymer solution obtained by (1) (6 kg in terms of solid content) and 16 kg of the polyurethane compound solution obtained in (2) (4 kg in terms of solid content) in a nitrogen gas atmosphere Was sufficiently mixed at 60 ° C. for 2 hours to obtain a mixed solution.
Furthermore, 1,1,1 ′, 1′-tetramethyl-4,4 ′-(methylenedi-1,4-phenylene) disemicarbazide, 1,3,5-tris (4-tert-butyl-3-hydroxy-) 2,6-dimethylbenzyl isocyanuric acid, bis (2,2,6,6-tetramethyl-4-piperidyl) sebacate, 2- (2'-hydroxy-3-tert-butyl-5'-methylphenyl)- A solution for spinning by adding 5-chlorobenzotriazole so as to be 0.27% by mass, 0.13% by mass, 0.13% by mass, and 0.08% by mass, respectively, with respect to the solid content of the mixed solution. Got.
ポリウレタン弾性繊維の乾式紡糸
紡糸用溶液を紡糸ヘッドに設置したギアポンプにより計量、加圧し、フィルターでろ過後、4ホール又は14ホールのノズルを通じて200℃の不活性ガス中に吐出して、脱溶剤、合着後、油剤を付与しながら500m/分の速度で紙管幅55.0mmの紙管に巻取り、44dtex(4f)と156dtex(14f)の各ポリウレタン弾性繊維を得た。ポリウレタン弾性繊維に対する油剤の付与率は6質量%であった。なお、巻糸体の全質量は450gであった。
A solution for spinning and spinning polyurethane elastic fiber is measured and pressurized by a gear pump installed on a spinning head, filtered through a filter, and then discharged into an inert gas at 200 ° C. through a 4-hole or 14-hole nozzle to remove the solvent. After the coalescence, it was wound around a paper tube having a paper tube width of 55.0 mm at a speed of 500 m / min while applying an oil agent to obtain polyurethane elastic fibers of 44 dtex (4f) and 156 dtex (14f). The application rate of the oil agent to the polyurethane elastic fiber was 6% by mass. The total mass of the wound body was 450 g.
得られたポリウレタン弾性繊維は残留イソシアネート基をもたないが、溶剤を完全に除去する目的で巻糸体を一日室温下で静置保存した。糸の有効架橋量は、いずれも巻糸体の全領域でゼロであった。 The obtained polyurethane elastic fiber had no residual isocyanate group, but the wound body was stored at room temperature for one day for the purpose of completely removing the solvent. The effective cross-linking amount of the yarn was zero in the entire region of the wound body.
44dtex及び156dtexのポリウレタン弾性繊維の融点を測定したところ、巻糸体の表層、内層でともに196℃であった。また、165℃一定温度下における巻糸体の内層部の熱流動性を求めたところ50分であり、熱流動性は良好であった。この結果からも熱融着性が優れていることが確認できた。 When the melting points of the 44 dtex and 156 dtex polyurethane elastic fibers were measured, both the surface layer and the inner layer of the wound yarn body were 196 ° C. Further, the heat fluidity of the inner layer portion of the wound body at a constant temperature of 165 ° C. was 50 minutes, and the heat fluidity was good. From this result, it was confirmed that the heat fusion property was excellent.
[実施例6]
油剤中に含まれるモノアミンをラウリルアミンとして、該ラウリルアミンにより残留するイソシアネート基のうちの8.9eq%を消費させた以外は実施例1と同様の方法で、44dtexのポリウレタン弾性繊維を得た。ポリウレタン弾性繊維に対する油剤の付与率は6.5質量%であった。
[Example 6]
A 44-dtex polyurethane elastic fiber was obtained in the same manner as in Example 1, except that laurylamine was used as the monoamine contained in the oil, and 8.9 eq% of the remaining isocyanate groups were consumed by the laurylamine. The application rate of the oil agent to the polyurethane elastic fiber was 6.5% by mass.
完成した糸を巻糸体の表層及び内層からそれぞれ任意に取り出し、有効架橋量を測定したところ、巻糸体の表層で1.00×10-5mol/g、巻糸体の内層で0.90×10-5mol/gであった。次いで、完成した糸を巻糸体の表層及び内層からそれぞれ任意に取り出し、融点を測定したところ、表層、内層でともに189℃であった。また、165℃一定温度下における巻糸体の内層部の糸の熱流動性を求めたところ20分であり、熱流動性は良好であった。この結果からも熱融着性が優れていることが確認できた。 The finished yarn was arbitrarily taken out from the surface layer and the inner layer of the wound body, and the effective crosslinking amount was measured. As a result, the surface layer of the wound body was 1.00 × 10 −5 mol / g, and the inner layer of the wound body was 0.00. It was 90 × 10 −5 mol / g. Next, the completed yarn was arbitrarily taken out from the surface layer and the inner layer of the wound body, and the melting point was measured. As a result, both the surface layer and the inner layer were 189 ° C. Further, the heat fluidity of the inner layer portion of the wound yarn body at a constant temperature of 165 ° C. was determined to be 20 minutes, and the heat fluidity was good. From this result, it was confirmed that the heat fusion property was excellent.
[実施例7]
実施例1で合成した両末端イソシアネート基プレポリマーと両末端水酸基プレポリマーを1:0.250の質量比で撹拌翼を有する容量2,200mLのポリウレタン弾性繊維用円筒形反応機に連続的に供給し、油剤中に含まれるモノアミンをラウリルアミンとして、該ラウリルアミンにより残留するイソシアネート基のうちの12eq%を消費させ、吐出直後のポリウレタン弾性繊維の残留イソシアネート基濃度が1.3%であった以外は実施例1と同様の方法で、44dtexのポリウレタン弾性繊維を得た。ポリウレタン弾性繊維に対する油剤の付与率は6.5質量%であった。
[Example 7]
The both-end isocyanate group prepolymer and both-end hydroxyl group prepolymer synthesized in Example 1 were continuously fed to a cylindrical reactor for polyurethane elastic fibers having a capacity of 2,200 mL having a stirring blade at a mass ratio of 1: 0.250. In addition, the monoamine contained in the oil agent is laurylamine, 12 eq% of the isocyanate groups remaining by the laurylamine is consumed, and the residual isocyanate group concentration of the polyurethane elastic fiber immediately after discharge is 1.3%. Produced polyurethane elastic fibers of 44 dtex in the same manner as in Example 1. The application rate of the oil agent to the polyurethane elastic fiber was 6.5% by mass.
完成した糸を巻糸体の表層及び内層からそれぞれ任意に取り出し、有効架橋量を測定したところ、巻糸体の表層で9.30×10-5mol/g、巻糸体の内層で9.20×10-5mol/gであった。次いで、完成した糸を巻糸体の表層及び内層からそれぞれ任意に取り出し、融点を測定したところ、表層、内層でともに193℃であった。また、165℃一定温度下における巻糸体の内層部の糸の熱流動性を求めたところ32分であり、熱流動性は良好であった。この結果からも熱融着性が優れていることが確認できた。 The finished yarn was arbitrarily taken out from the surface layer and the inner layer of the wound body, and the effective crosslinking amount was measured. As a result, the surface layer of the wound body was 9.30 × 10 −5 mol / g, and the inner layer of the wound body was 9. It was 20 × 10 −5 mol / g. Next, the completed yarn was arbitrarily taken out from the surface layer and the inner layer of the wound yarn, and the melting point was measured. As a result, both the surface layer and the inner layer were 193 ° C. Further, the heat fluidity of the yarn in the inner layer portion of the wound yarn body at a constant temperature of 165 ° C. was 32 minutes, and the heat fluidity was good. From this result, it was confirmed that the heat fusion property was excellent.
但し、紡糸中にノズルが昇圧しやすく、ノズル交換周期が早くなる結果、生産効率は他の実施例に比べ低下する結果であった。 However, as a result of the nozzle pressure being increased easily during spinning and the nozzle replacement cycle being accelerated, the production efficiency was lower than in the other examples.
[比較例1]
実施例1で合成した両末端イソシアネート基プレポリマーと両末端水酸基プレポリマーを1:0.3463の質量比で撹拌翼を有する容量2,200mLのポリウレタン弾性繊維用円筒形反応機に連続的に供給する以外は、実施例1と同様な方法で表2に記載の成分を含む油剤を使用して44dtex(1f)、156dtex(4f)のポリウレタン弾性繊維を製造した。ポリウレタン弾性繊維に対する油剤の付与率はいずれも6質量%であった。
[Comparative Example 1]
The both-end isocyanate group prepolymer and both-end hydroxyl group prepolymer synthesized in Example 1 were continuously fed to a cylindrical reactor for polyurethane elastic fibers having a capacity of 2,200 mL having a stirring blade at a mass ratio of 1: 0.3463. A polyurethane elastic fiber of 44 dtex (1f) and 156 dtex (4f) was produced in the same manner as in Example 1 except that the oil agent containing the components shown in Table 2 was used. The application rate of the oil agent to the polyurethane elastic fiber was 6% by mass.
油剤中に含まれるn−ブチルアミンにより残留するイソシアネート基のうちの17.0eq%を消費させた。なお、巻糸体の質量は450gであり、吐出直後のポリウレタン弾性繊維の残留イソシアネート基濃度は0.10質量%であった。得られた巻糸体を直ちに実施例1の条件で固相反応させた。 17.0 eq% of the remaining isocyanate groups were consumed by n-butylamine contained in the oil. In addition, the mass of the wound body was 450 g, and the residual isocyanate group concentration of the polyurethane elastic fiber immediately after discharge was 0.10% by mass. The obtained wound body was immediately subjected to a solid phase reaction under the conditions of Example 1.
完成した糸を巻糸体の表層及び内層からそれぞれ任意に取り出し、有効架橋量を測定したところ、巻糸体の表層と内層でともに0mol/gであった。次いで、完成した糸を巻糸体の表層及び内層からそれぞれ任意に取り出し、融点を測定したところ、巻糸体の表層、内層でともに160℃であった。また、165℃一定温度下における巻糸体の内層部の熱流動性を求めたところ、測定直後から流動が始まるので、計測できないが数秒以内であった。この結果からも耐熱性が低く、熱融着力試験の測定温度に耐えられないことが確認できた。 The completed yarn was arbitrarily taken out from the surface layer and the inner layer of the wound body, and the effective crosslinking amount was measured. As a result, the surface layer and the inner layer of the wound body were both 0 mol / g. Next, the completed yarn was arbitrarily taken out from the surface layer and the inner layer of the wound yarn body, and the melting point was measured. As a result, both the surface layer and the inner layer of the wound yarn body were 160 ° C. Further, when the heat fluidity of the inner layer portion of the wound body at a constant temperature of 165 ° C. was determined, the flow started immediately after the measurement, and thus it could not be measured but was within a few seconds. Also from this result, it was confirmed that the heat resistance was low and it could not withstand the measurement temperature of the heat fusion test.
[比較例2]
ジイソシアネートとして4,4’−ジフェニルメタンジイソシアネート(MDI)25部を窒素ガスでシールされた80℃の温水ジャケット付き反応釜に仕込み、ここにポリマージオールとして数平均分子量2,000のポリテトラメチレンエーテルグリコール(PTMG)100部を撹拌しながら注入した。1時間反応後、低分子量ジオールとして1,4−ブタンジオール27.6部を更に注入し、15分撹拌して両末端水酸基プレポリマーを合成した。
[Comparative Example 2]
As a diisocyanate, 25 parts of 4,4′-diphenylmethane diisocyanate (MDI) was charged into a 80 ° C. warm water jacketed reaction vessel sealed with nitrogen gas, and a polytetramethylene ether glycol (2,000) having a number average molecular weight of 2,000 as a polymer diol. 100 parts of PTMG) were injected with stirring. After the reaction for 1 hour, 27.6 parts of 1,4-butanediol was further injected as a low molecular weight diol and stirred for 15 minutes to synthesize a hydroxyl group prepolymer at both terminals.
これと並行して、窒素ガスでシールした80℃の反応釜にジイソシアネートとしてMDIを47.4部仕込み、紫外線吸収剤(2−(3,5−ジ−t−アミル−2−ヒドロキシフェニル)ベンゾトリアゾール:20%)、酸化防止剤(3,9−ビス(2−(3−(3−t−ブチル−4−ヒドロキシ−5−メチルフェニル)−プロピオニルオキシ)−1,1−ジメチルエチル)−2,4,8,10−テトラオキサスピロ(5.5)ウンデカン:50%)、光安定剤(ビス(2,2,6,6−テトラメチル−4−ピペリジル)セバケート:30%)の混合物2.2部を添加し、撹拌しながら数平均分子量2,000のPTMG100部を注入し、1時間撹拌を継続して、両末端イソシアネート基プレポリマーを得た。 In parallel with this, 47.4 parts of MDI as a diisocyanate was charged into an 80 ° C. reaction kettle sealed with nitrogen gas, and an ultraviolet absorber (2- (3,5-di-t-amyl-2-hydroxyphenyl) benzoate was added. Triazole: 20%), antioxidant (3,9-bis (2- (3- (3-tert-butyl-4-hydroxy-5-methylphenyl) -propionyloxy) -1,1-dimethylethyl)- 2,4,8,10-tetraoxaspiro (5.5) undecane: 50%), light stabilizer (bis (2,2,6,6-tetramethyl-4-piperidyl) sebacate: 30%) 2.2 parts were added, 100 parts of PTMG having a number average molecular weight of 2,000 was injected while stirring, and stirring was continued for 1 hour to obtain a both-end isocyanate group prepolymer.
得られた両末端イソシアネート基プレポリマーと両末端水酸基プレポリマーを1:0.475の質量比で撹拌翼を有する容量2,200mLのポリウレタン弾性繊維用円筒形反応機に連続的に供給した。供給速度は、両末端イソシアネート基プレポリマー28.93g/分、両末端水酸基プレポリマー13.74g/分であった。反応機内での平均滞留時間は約1時間、反応温度は約190℃であった。 The obtained both-end isocyanate group prepolymer and both-end hydroxyl group prepolymer were continuously fed to a cylindrical reactor for polyurethane elastic fiber having a capacity of 2,200 mL having a stirring blade at a mass ratio of 1: 0.475. The feed rates were 28.93 g / min for both-end isocyanate group prepolymer and 13.74 g / min for both-end hydroxyl group prepolymer. The average residence time in the reactor was about 1 hour, and the reaction temperature was about 190 ° C.
得られたポリマーを固化することなく、192℃の温度に保った8ノズルの紡糸ヘッド2台に導入した。紡糸用ポリマーをヘッドに設置したギアポンプにより計量、加圧し、フィルターでろ過後、径0.6mm、1ホールのノズルから2.67g/分の速度で、長さ6mの紡糸筒内に吐出させ(ノズルからの吐出総量:42.67g/分)、鉱物油100%の油剤を付与しながら600m/分の速度で紙管に巻き取り、44dtexのポリウレタン弾性繊維を得た。ポリウレタン弾性繊維に対する鉱物油の付与率は7質量%であった。 The obtained polymer was introduced into two 8-nozzle spinning heads maintained at a temperature of 192 ° C. without solidifying. The spinning polymer is weighed and pressurized by a gear pump installed on the head, filtered through a filter, and discharged from a nozzle with a diameter of 0.6 mm into a 6 m long spinning tube at a speed of 2.67 g / min ( The total amount discharged from the nozzle: 42.67 g / min) was wound around a paper tube at a speed of 600 m / min while applying an oil agent of 100% mineral oil to obtain a 44 dtex polyurethane elastic fiber. The application rate of mineral oil to the polyurethane elastic fiber was 7% by mass.
油剤中に含まれるn−ブチルアミンにより残留するイソシアネート基のうちの17.0eq%を消費させた。なお、巻糸体の全質量は450gであり、吐出直後のポリウレタン弾性繊維の残留イソシアネート基濃度は0.42質量%であった。 17.0 eq% of the remaining isocyanate groups were consumed by n-butylamine contained in the oil. The total mass of the wound body was 450 g, and the residual isocyanate group concentration of the polyurethane elastic fiber immediately after discharge was 0.42% by mass.
得られた巻糸体を直ちに、温度40℃で相対湿度80%の部屋の中で5日間固相反応させた。完成した糸を巻糸体の表層及び内層からそれぞれ任意に取り出し、有効架橋量を測定したところ、巻糸体の表層で1.1×10-5mol/g、巻糸体の内層で0.03×10-5mol/gであった。次いで、完成した糸を巻糸体の表層及び内層からそれぞれ任意に取り出して融点を測定したところ、巻糸体の表層で186℃、内層で164℃であった。また、165℃一定温度下における巻糸体の内層部の熱流動性を求めたところ、測定直後から流動が始まるので、計測できないが数秒以内であった。この結果からも耐熱性が低く、熱融着力試験の測定温度に耐えられないことが確認できた。 The obtained wound body was immediately subjected to a solid phase reaction in a room at a temperature of 40 ° C. and a relative humidity of 80% for 5 days. The completed yarn was arbitrarily taken out from the surface layer and the inner layer of the wound body, and the effective crosslinking amount was measured. As a result, 1.1 × 10 −5 mol / g was obtained for the surface layer of the wound body, and 0. It was 03 × 10 −5 mol / g. Next, the finished yarn was arbitrarily taken out from the surface layer and the inner layer of the wound body, and the melting point was measured. As a result, the surface temperature of the wound body was 186 ° C. and the inner layer was 164 ° C. Further, when the heat fluidity of the inner layer portion of the wound body at a constant temperature of 165 ° C. was determined, the flow started immediately after the measurement, and thus it could not be measured but was within a few seconds. Also from this result, it was confirmed that the heat resistance was low and it could not withstand the measurement temperature of the heat fusion test.
[比較例3]
実施例1で合成した両末端イソシアネート基プレポリマーと両末端水酸基プレポリマーを1:0.3433の質量比で撹拌翼を有する容量2,200mLのポリウレタン弾性繊維用円筒形反応機に連続的に供給する以外は、実施例1と同様な方法で44dtexのポリウレタン弾性繊維を製造した。ポリウレタン弾性繊維に対する油剤の付与率は3.5質量%であった。
[Comparative Example 3]
The both-end isocyanate group prepolymer and both-end hydroxyl group prepolymer synthesized in Example 1 were continuously fed to a cylindrical reactor for polyurethane elastic fibers having a capacity of 2,200 mL having a stirring blade at a mass ratio of 1: 0.3433. A 44 dtex polyurethane elastic fiber was produced in the same manner as in Example 1 except that. The application rate of the oil agent to the polyurethane elastic fiber was 3.5% by mass.
油剤中に含まれるn−ブチルアミンにより残留するイソシアネート基のうちの0.9eq%を消費させた。なお、巻糸体の全質量は450gであり、吐出直後のポリウレタン弾性繊維の残留イソシアネート基濃度は0.15%であった。得られた巻糸体を直ちに、実施例1の条件で固相反応させた。 0.9 eq% of the remaining isocyanate groups was consumed by n-butylamine contained in the oil. The total mass of the wound body was 450 g, and the residual isocyanate group concentration of the polyurethane elastic fiber immediately after discharge was 0.15%. The obtained wound body was immediately subjected to a solid phase reaction under the conditions of Example 1.
完成した糸を巻糸体の表層及び内層からそれぞれ任意に取り出し、有効架橋量を測定したところ、巻糸体の表層で0.02×10-5mol/g、内層で0.01×10-5mol/gであった。次いで、完成した糸を巻糸体の表層及び内層からそれぞれ任意に取り出し、融点を測定したところ、巻糸体の表層で162℃、内層で160℃であった。また、165℃一定温度下における巻糸体の内層部の熱流動性を求めたところ、測定直後から流動が始まるので、計測できないが数秒以内であった。この結果からも耐熱性が低く、熱融着力試験の測定温度に耐えられないことが確認できた。 The finished yarn was arbitrarily taken out from the surface layer and the inner layer of the wound body, and the effective crosslinking amount was measured. As a result, the surface layer of the wound body was 0.02 × 10 −5 mol / g, and the inner layer was 0.01 × 10 − It was 5 mol / g. Next, the finished yarn was arbitrarily taken out from the surface layer and the inner layer of the wound yarn body, and the melting point was measured. As a result, the surface layer of the wound yarn body was 162 ° C. and the inner layer was 160 ° C. Further, when the heat fluidity of the inner layer portion of the wound body at a constant temperature of 165 ° C. was determined, the flow started immediately after the measurement, and thus it could not be measured but was within a few seconds. Also from this result, it was confirmed that the heat resistance was low and it could not withstand the measurement temperature of the heat fusion test.
[比較例4]
実施例1と同様な方法で44dtexのポリウレタン弾性繊維を製造した。ポリウレタン弾性繊維に対する油剤の付与率は6質量%であった。油剤中に含まれるn−ブチルアミンにより残留NCO%を15eq%消費させた。巻糸体の全質量は450gであり、吐出直後のポリウレタン弾性繊維の残留イソシアネート基濃度は、0.42%であった。得られた巻糸体を直ちに、常圧105℃の条件下で5日間固相反応させた。
[Comparative Example 4]
A 44 dtex polyurethane elastic fiber was produced in the same manner as in Example 1. The application rate of the oil agent to the polyurethane elastic fiber was 6% by mass. Residual NCO% was consumed by 15 eq% with n-butylamine contained in the oil. The total mass of the wound body was 450 g, and the residual isocyanate group concentration of the polyurethane elastic fiber immediately after discharge was 0.42%. The obtained wound body was immediately subjected to a solid phase reaction under a normal pressure of 105 ° C. for 5 days.
完成した糸を巻糸体の表層及び内層からそれぞれ任意に取り出し、有効架橋量を測定したところ、巻糸体の表層で0.80×10-5mol/g、内層で0.04×10-5mol/gであった。次いで、完成した糸を巻糸体の表層及び内層からそれぞれ任意に取り出し融点を測定したところ、巻糸体の表層で181℃、内層で161℃であった。また、165℃一定温度下における巻糸体の内層部の熱流動性を求めたところ、測定直後から流動が始まるので、計測できないが数秒以内であった。この結果からも耐熱性が低く、熱融着力試験の測定温度に耐えられないことが確認できた。 The finished yarn was arbitrarily taken out from the surface layer and the inner layer of the wound body, and the amount of effective crosslinking was measured. As a result, the surface layer of the wound body was 0.80 × 10 −5 mol / g, and the inner layer was 0.04 × 10 − It was 5 mol / g. Next, the finished yarn was arbitrarily taken out from the surface layer and the inner layer of the wound body, and the melting point was measured. The melting point was 181 ° C. for the surface layer and 161 ° C. for the inner layer. Further, when the heat fluidity of the inner layer portion of the wound body at a constant temperature of 165 ° C. was determined, the flow started immediately after the measurement, and thus it could not be measured but was within a few seconds. Also from this result, it was confirmed that the heat resistance was low and it could not withstand the measurement temperature of the heat fusion test.
[比較例5]
実施例5のポリウレタン重合体の合成液の固形分に対して、1,1,1’,1’−テトラメチル−4,4’−(メチレンジ−1,4−フェニレン)ジセミカルバジド、1,3,5−トリス(4−t−ブチル−3−ヒドロキシ−2,6−ジメチルベンジルイソシアヌール酸、ビス(2,2,6,6−テトラメチル−4−ピペリジル)セバケート、2−(2’−ヒドロキシ−3−t−ブチル−5’−メチルフェニル)−5−クロロベンゾトリアゾールをそれぞれ0.27質量%、0.13質量%、0.13質量%、0.08質量%となるように添加して紡糸用溶液を得た。得られた紡糸用溶液を実施例5と同様に紡糸して、44dtex(4f)、156dtex(14f)の各ポリウレタン弾性繊維を得た。ポリウレタン弾性繊維に対する油剤の付与率は6質量%であった。
[Comparative Example 5]
1,1,1 ′, 1′-Tetramethyl-4,4 ′-(methylenedi-1,4-phenylene) disemicarbazide, 1,3 with respect to the solid content of the polyurethane polymer synthesis solution of Example 5 , 5-tris (4-t-butyl-3-hydroxy-2,6-dimethylbenzylisocyanuric acid, bis (2,2,6,6-tetramethyl-4-piperidyl) sebacate, 2- (2′- Hydroxy-3-t-butyl-5′-methylphenyl) -5-chlorobenzotriazole was added so as to be 0.27% by mass, 0.13% by mass, 0.13% by mass and 0.08% by mass, respectively. The spinning solution thus obtained was spun in the same manner as in Example 5 to obtain 44 dtex (4f) and 156 dtex (14f) polyurethane elastic fibers. Grant It was 6% by mass.
このポリウレタン弾性繊維は残留イソシアネート基をもたないが、溶剤を完全に除去する目的で巻糸体を一日室温下で静置保存した。糸の有効架橋量は巻糸体の全領域でゼロであった。糸の融点を測定したところ、巻糸体の表層、内層でともに215℃であった。また、165℃一定温度下における巻糸体の内層部の熱流動性を求めたところ200分であり、熱流動性は悪く熱融着性は劣ることが確認できた。 Although this polyurethane elastic fiber has no residual isocyanate group, the wound yarn was stored at room temperature for one day for the purpose of completely removing the solvent. The effective cross-linking amount of the yarn was zero in the whole area of the wound body. When the melting point of the yarn was measured, it was 215 ° C. for both the surface layer and the inner layer of the wound yarn body. Further, when the heat fluidity of the inner layer portion of the wound body at a constant temperature of 165 ° C. was determined, it was 200 minutes, and it was confirmed that the heat fluidity was poor and the heat fusion property was inferior.
実施例1〜7で得られた44dtexポリウレタン弾性繊維の物性を表1,2に、比較例1〜5の44dtexポリウレタン弾性繊維の物性を表3にまとめた。 The physical properties of 44 dtex polyurethane elastic fibers obtained in Examples 1 to 7 are summarized in Tables 1 and 2, and the physical properties of 44 dtex polyurethane elastic fibers of Comparative Examples 1 to 5 are summarized in Table 3.
比較例1,3は、有効架橋量が少なく、融点近傍での耐熱性が乏しく断糸した。比較例5は他と比べると熱融着性に乏しかった。比較例2,4は、表層では断糸も無く良好であったが、内層にて断糸が認められた。
実施例1〜7の繊維は、巻糸体の全領域で熱融着に優れており、断糸もなく良好であった。
In Comparative Examples 1 and 3, the effective crosslinking amount was small, and the heat resistance near the melting point was poor, and the yarn was cut. Comparative Example 5 was poor in heat-fusibility as compared with others. In Comparative Examples 2 and 4, the surface layer was satisfactory with no yarn breakage, but the yarn breakage was observed in the inner layer.
The fibers of Examples 1 to 7 were excellent in heat fusion in the whole region of the wound body, and were good without breakage.
なお、原糸交差法試験において、実施例1〜4の糸を用いて、それぞれ160、165、150、153℃で処理したところ、順に0.23、0.19、0.17、0.16cN/dtexとなり、プレーティング法試験と同様、温度を下げても優れた熱融着性を示すことがわかった。
また、特開2002−339189号公報記載の方法に従ったポリウレタン弾性繊維(PU)100%編地を用いた試験結果でも、プレーティング法試験や原糸交差法試験と同等の結果を得ており、実施例1〜7は優れた熱融着性を示すものであった。
In the raw yarn crossing test, the yarns of Examples 1 to 4 were treated at 160, 165, 150, and 153 ° C., respectively, and 0.23, 0.19, 0.17, and 0.16 cN in this order. As in the plating method test, it was found that even if the temperature was lowered, excellent heat-sealing property was exhibited.
Moreover, even in the test results using a polyurethane elastic fiber (PU) 100% knitted fabric according to the method described in JP-A-2002-339189, results equivalent to the plating method test and the yarn crossing method test are obtained. Examples 1 to 7 exhibited excellent heat-fusibility.
表1中の鉱物油は、粘度6.5×10-6m2/s(25℃)の流動パラフィン系鉱物油を使用し、DMPS(ジメチルポリシロキサン)は、粘度7.5×10-6m2/s(25℃)を使用した。また、モノアミンの添加量は、鉱物油とDMPSとからなる油分に対する割合である。
プレーティング法試験、原糸交差法試験、PU100%使用編地試験は、全て前述の方法で実施した。
なお、プレーティング法試験結果について、(1)、(2)は内層、(3)、(4)は表層の2箇所を測定した結果である。
The mineral oil in Table 1 uses a liquid paraffinic mineral oil with a viscosity of 6.5 × 10 −6 m 2 / s (25 ° C.), and DMPS (dimethylpolysiloxane) has a viscosity of 7.5 × 10 −6. m 2 / s (25 ° C.) was used. Moreover, the addition amount of monoamine is the ratio with respect to the oil component which consists of mineral oil and DMPS.
The plating method test, the raw yarn crossing method test, and the PU 100% knitted fabric test were all carried out by the methods described above.
As for the plating method test results, (1) and (2) are the results of measuring the inner layer, and (3) and (4) are the results of measuring two locations on the surface layer.
表3中の鉱物油は、粘度6.5×10-6m2/s(25℃)の流動パラフィン系鉱物油を使用し、DMPS(ジメチルポリシロキサン)は、粘度7.5×10-6m2/s(25℃)を使用した。
The mineral oil in Table 3 uses a liquid paraffinic mineral oil having a viscosity of 6.5 × 10 −6 m 2 / s (25 ° C.), and DMPS (dimethylpolysiloxane) has a viscosity of 7.5 × 10 −6. m 2 / s (25 ° C.) was used.
[実施例8〜12,比較例6〜10]
丸編地の作製
丸編機(釜径:38インチ、ゲージ:28、給糸口:100口)を用いて、綿100%の紡績糸60番手とポリウレタン弾性繊維をプレーティング編にて編み込み、シリンダー針で全針ニット編を行い、ベア天竺編地を得た。ポリウレタン弾性繊維としては、実施例1〜7及び比較例1〜5で得られた巻糸体の表層、内層の繊維を使用した。
[Examples 8 to 12, Comparative Examples 6 to 10]
Fabrication of circular knitted fabric Using a circular knitting machine (bottle diameter: 38 inches, gauge: 28, yarn feeder: 100), 100% cotton spun yarn 60 and polyurethane elastic fiber are knitted with a plating knitting cylinder All needle knit knitting was performed with a needle to obtain a bare tengu knitted fabric. As the polyurethane elastic fiber, the surface layer and inner layer fibers of the wound body obtained in Examples 1 to 7 and Comparative Examples 1 to 5 were used.
綿糸の編込糸長は25.6cm、ポリウレタン弾性繊維の編込糸長は14.3cmに設定した。次いで、得られた編地を下記条件にて染色加工した。
1)プレセット工程として、乾熱で50秒間処理した。処理温度としては、使用したポリウレタン弾性繊維の融点(表3に記載の編地プレセット温度)で処理した。
2)精練工程として、精練剤を2mL/L、苛性ソーダを2.2g/L使用して90℃で20分間処理した。
3)漂白工程として、30%過酸化水素を15mL/L、珪酸ナトリウムを5mL/L、苛性ソーダを1.1g/L使用して90℃で30分間処理した。
4)染色工程として、反応染料を30owf%、無水芒哨を90g/L、ソーダ灰を16g/L使用して90℃で30分間処理した。
5)フィックス工程として、フィックス剤を3.0owf%使用して50℃で20分間処理した。
6)ソーピング工程として、ソーピング剤1mL/L使用して90℃で10分間処理を実施した。
7)ファイナルセット工程として、乾熱150℃で30秒間処理した。
なお、上記工程で使用した薬剤は以下の通りである。
精練剤:商品名 SSK−15A(松本油脂社製)
反応染料:商品名 KPZOL BLACK KMN(紀和化学社製)
フィックス剤:商品名 ダンフィックスRE(日東紡社製)
ソーピング剤:商品名 スコアロールTS840(旭電化社製)
The knitting yarn length of the cotton yarn was set to 25.6 cm, and the knitting yarn length of the polyurethane elastic fiber was set to 14.3 cm. Next, the obtained knitted fabric was dyed and processed under the following conditions.
1) As a presetting process, it was treated with dry heat for 50 seconds. The treatment temperature was the melting point of the polyurethane elastic fiber used (knitted fabric preset temperature shown in Table 3).
2) As a scouring step, the scouring agent was treated at 90 ° C. for 20 minutes using 2 mL / L and caustic soda 2.2 g / L.
3) As a bleaching step, treatment was performed at 90 ° C. for 30 minutes using 15% / L of 30% hydrogen peroxide, 5 mL / L of sodium silicate, and 1.1 g / L of sodium hydroxide.
4) As a dyeing process, 30 owf% of reactive dye, 90 g / L of anhydrous soot, and 16 g / L of soda ash were used and treated at 90 ° C. for 30 minutes.
5) As a fixing step, a fixing agent was treated at 50 ° C. for 20 minutes using 3.0 owf%.
6) As a soaping process, treatment was performed at 90 ° C. for 10 minutes using 1 mL / L of a soaping agent.
7) As a final setting step, the film was treated at a dry heat of 150 ° C. for 30 seconds.
In addition, the chemical | medical agent used at the said process is as follows.
Scouring agent: Brand name SSK-15A (Matsumoto Yushi Co., Ltd.)
Reactive dye: Product name KPZOL BLACK KMN (manufactured by Kiwa Chemical Co., Ltd.)
Fixing agent: Product name Dunfix RE (manufactured by Nittobo)
Soaping agent: Product name Scoreroll TS840 (Asahi Denka Co., Ltd.)
加工上がりの編地について、ポリウレタン弾性繊維糸切れ状況の評価、熱融着度の評価、洗濯試験傷み評価を、下記の通り実施し、結果を表4に示す。 For the finished knitted fabric, the evaluation of the polyurethane elastic fiber yarn breakage, the evaluation of the degree of thermal fusion, and the evaluation of damage to the washing test were carried out as follows, and the results are shown in Table 4.
ポリウレタン弾性繊維糸切れ状況
タテ17cm,ヨコ30cmの編地を、照明拡大鏡ENV−CL[(株)オーツカ光学製]に置いて下から光を当て、断糸の有無を調査する。断糸している懸念の部位はマジック等で印をつけ、実体顕微鏡SZ61[オリンパス(株)]を用いて倍率20倍で観察し、ポリウレタン断糸の有無を目視評価する。
熱融着度の評価
編地をコース方向にカットし、カット部のポリウレタン弾性繊維が解編できるかどうか手作業で調べ、解編が困難な編地は熱融着良好として、解編が可能な編地については、プレーティング編地法と同じ方法で解編張力を測定し、その値の大きさで熱融着の程度差を定量判定した。
Polyurethane elastic fiber yarn breakage A knitted fabric with a length of 17 cm and a width of 30 cm is placed on an illumination magnifier ENV-CL [manufactured by Otsuka Optical Co., Ltd.], and light is applied from below to investigate the presence or absence of yarn breakage. The broken parts are marked with a magic or the like and observed with a stereomicroscope SZ61 [Olympus Co., Ltd.] at a magnification of 20 times to visually evaluate the presence or absence of polyurethane breakage.
Evaluate the degree of thermal fusion Cut the knitted fabric in the course direction and manually check whether the polyurethane elastic fiber in the cut part can be knitted. For the knitted fabric, the knitting tension was measured by the same method as the plating knitted fabric method, and the difference in the degree of thermal fusion was quantitatively determined by the magnitude of the value.
洗濯試験傷み評価
タテ5cm×ヨコ40cmの編地サンプルを取り、筒状に縫製した後、家庭用2槽式洗濯機(TOSHIBA(株)製 商品名:GINGA4.5)を使用して下記条件にて洗濯を行った。
洗濯(300分)→遠心脱水(5分)→注水すすぎ(10分)
→遠心脱水(5分)
液温:常温(25℃),水流:強水流
洗剤:ライオン(株)製、商品名:トップ,水量:30リットル
洗濯水1リットルに対して洗剤1.3g使用
負荷布:綿とポリウレタン弾性繊維混用ベア天竺編地1.0kg分
Laundry test Damage evaluation After taking a knitted fabric sample of 5cm x 40cm in width and sewing it into a cylindrical shape, using a household 2-tank washing machine (trade name: GINGA4.5 manufactured by TOSHIBA Co., Ltd.) under the following conditions I did laundry.
Laundry (300 minutes) → Centrifugal dehydration (5 minutes) → Rinse water (10 minutes)
→ Centrifugal dehydration (5 minutes)
Liquid temperature: normal temperature (25 ° C), water flow: strong water flow Detergent: manufactured by Lion Co., Ltd., trade name: top, water volume: 30 liters 1.3 g of detergent used for 1 liter of washing water Load cloth: cotton and polyurethane elastic fiber For 1.0 kg of mixed bear tengu knitted fabric
次に、編地のコース方向カット部の編地端のほつれ程度を観察し、下記の4段階で評価した。なお、△と×は衣料として着用をためらう程度の傷みであり、◎又は○が洗濯耐久性の点で好ましい。
〈評価基準〉
◎:傷みが認められない
○:やや傷みが認められる
△:傷みが認められる
×:傷みが激しい
Next, the degree of fraying at the edge of the knitted fabric in the course direction cut portion of the knitted fabric was observed and evaluated in the following four stages. In addition, (triangle | delta) and * are the bruises of the grade which hesitates to wear as clothing, and (double-circle) or (circle) is preferable at the point of washing durability.
<Evaluation criteria>
◎: No damage is observed ○: Slight damage is observed △: Damage is observed ×: Severe damage
実施例8〜12で使用したポリウレタン弾性繊維は、巻糸体の全領域で編地の解編ができないほど強く熱融着しており、該カット部のカール抑制効果、ほつれ抑制効果、スリップイン防止、目ずれ抑制効果が認められた。一方、比較例6,8は、有効架橋量が少なく、融点近傍での耐熱性が乏しく、断糸しており、編地端のほつれ抑制効果も認められなかった。比較例10は、他と比べると殆ど熱融着しておらず、カット部のポリウレタンは容易に解編できた。洗濯によるカット部の傷みも激しく、カット部のカールも強いものであった。比較例7,9は、表層では断糸も無く良好であったが、内層にて断糸が発生し、編地端のほつれ抑制効果も認められなかった。 The polyurethane elastic fibers used in Examples 8 to 12 were heat-sealed so strongly that the knitted fabric could not be disassembled in the whole area of the wound body, and the curling suppression effect, fraying suppression effect, slip-in of the cut portion Prevention and misalignment suppression effects were observed. On the other hand, Comparative Examples 6 and 8 had a small effective cross-linking amount, poor heat resistance near the melting point, were broken, and no fraying suppression effect at the end of the knitted fabric was observed. Comparative Example 10 was hardly heat-sealed compared to the others, and the polyurethane at the cut part could be easily knitted. The cut part was severely damaged by washing, and the curl of the cut part was strong. In Comparative Examples 7 and 9, the surface layer was satisfactory without any yarn breakage, but the yarn breakage occurred in the inner layer, and the fraying suppression effect at the end of the knitted fabric was not recognized.
[実施例13,14、比較例11,12]
編地の作成
ラッシェル編機(カールマイヤ社製、28ゲージ)を使用し、図9のL1のa及びL3のcに6−ナイロンフィラメント糸56デシテックス17フィラメントを、L2のbにポリウレタン弾性繊維を使用し、経編地を作成した。
ポリウレタン弾性繊維は、実施例1、実施例5、比較例1、比較例5の繊度156dtexのものを用い、巻糸体の表層、内層のものを使用した。次いで、得られた編地を下記条件にて染色加工した。
[Examples 13 and 14, Comparative Examples 11 and 12]
Creation of knitted fabric Using a Raschel knitting machine (Carl Meyer, 28 gauge), using 6 nylon nylon yarn 56 dtex 17 filament for L1 a and L3 c in FIG. 9 and polyurethane elastic fiber for L2 b And created a warp knitted fabric.
As the polyurethane elastic fibers, those having a fineness of 156 dtex of Example 1, Example 5, Comparative Example 1, and Comparative Example 5 were used, and those of the surface layer and the inner layer of the wound body were used. Next, the obtained knitted fabric was dyed and processed under the following conditions.
染色加工
まず、アニオン系界面活性剤2g/Lの浴中で60℃×5分の処理条件で精練・リラックスを実施した後に、ピンテンターを用い乾熱で50秒、表5に記載の温度でプレセットを実施した。
次に、液流染色機(CircularNX)にて、Kayanol Milling Red BW 2%owf(酸性染料:日本化薬社製)、Newbon TS400 1%owf(均染剤:日本化薬社製)、酢酸0.5g/L、酢酸アンモニウム 0.15g/Lを用い、浴比=1:30の染色条件にて40℃から95℃まで30分で昇温、95℃で40分間染色した。
その後、50℃×10分で2回湯水洗、サンライフTN−8 3g/L(合成フィックス剤:日華化学社製)、シュウ酸 1g/L、70℃×20分にてフィックスを行い、ピンテンターを用いて170℃×40〜50秒でファイナルセットを実施した。
Dyeing process First, after scouring and relaxing in a bath of 2 g / L of an anionic surfactant under the treatment conditions of 60 ° C. for 5 minutes, using a pin tenter, dry heat for 50 seconds at a temperature shown in Table 5. The set was carried out.
Next, in a liquid dyeing machine (Circular NX), Kayanol Milling Red BW 2% owf (acid dye: manufactured by Nippon Kayaku Co., Ltd.), Newbon TS400 1% owf (level dye: manufactured by Nippon Kayaku Co., Ltd.), acetic acid 0 0.5 g / L, ammonium acetate 0.15 g / L was used, and the temperature was increased from 40 ° C. to 95 ° C. in 30 minutes and dyed at 95 ° C. for 40 minutes under the dyeing condition of bath ratio = 1: 30.
Then, it was washed with hot water twice at 50 ° C. × 10 minutes, Sunlife TN-8 3 g / L (synthetic fixing agent: manufactured by Nikka Chemical Co., Ltd.), oxalic acid 1 g / L, and fixed at 70 ° C. × 20 minutes, Final setting was performed at 170 ° C. for 40 to 50 seconds using a pin tenter.
染色加工上がりの編地について、ポリウレタン弾性繊維糸切れ状況の評価、熱融着程度の評価を下記の通り実施し、結果を表5に示す。なお、以下に記載するポリウレタン弾性繊維糸切れ状況、及び熱融着程度の評価は、実施例15、比較例13以降の評価についても、適用した。 For the knitted fabric after dyeing processing, the evaluation of the polyurethane elastic fiber yarn breakage and the evaluation of the degree of thermal fusion were performed as follows, and the results are shown in Table 5. In addition, the polyurethane elastic fiber yarn breakage described below and the evaluation of the degree of thermal fusion were also applied to the evaluation of Example 15 and Comparative Example 13 and later.
ポリウレタン弾性繊維糸切れ状況の評価
プレーティング編地法と同様に、タテ17cmでヨコ30cmの編地を20%塩酸水溶液200mLに浸漬処理してナイロンを除去した後、残ったポリウレタン弾性繊維の試料を目視観察し、該編地にポリウレタン弾性繊維の断糸が認められない場合は、「断糸認めず」で、断糸が認められる場合は、その状況を記録する。
熱融着程度の評価
引き抜き抵抗値を測定することで、熱融着程度の評価とした。
具体的には、上記編地から、図10に示した通り緯方向(幅)25mm×経方向(長さ)100mmの試験片を採取した。この時、ポリウレタン弾性繊維の引き抜き方向が編み始め及び編み終わり方向となるように、試験片は各5枚ずつ合計10枚採取した。
続いて、試験片下端(D−D’)より40mmの位置(B−B’)で、経方向に挿入したポリウレタン弾性繊維1を1本残した状態で試験片を切り取った。次いで、残した当該ポリウレタン弾性繊維を、上部つかみ2の方向に向かって5mm分(E−F)試験片から取り出した。更に、当該ポリウレタン弾性繊維の延長線上で、且つ試験片上端より30mmの位置で緯方向に幅3mmの切り込み3を入れた。
引き抜き抵抗値を引張試験機で測定する場合、引張試験機のつかみ間隔を40mmに調整し、次いで、試験片の2の上部つかみ代25mm(A−A’より上部)で試験片上部を把握し、ポリウレタン弾性繊維に0.1cN初荷重をかけ、4の下部つかみ代35mm(C−C’より下部)でポリウレタン弾性繊維を把握し、引張速度100mm/minで引張り、ポリウレタン弾性繊維が引き抜かれるまでの最大引き抜き荷重を測定した。これを編み始め及び編み終わり方向とも各5回、合計10回実施して、その平均値を計算し引き抜き抵抗値を求めた。
Evaluation of Polyurethane Elastic Fiber Thread Breakage Similar to the plating knitted fabric method, after removing nylon by immersing a knitted fabric of 17 cm in length and 30 cm in width into 200 mL of 20% aqueous hydrochloric acid, a sample of the remaining polyurethane elastic fiber is used. By visual observation, if no yarn breakage of the polyurethane elastic fiber is observed on the knitted fabric, “No yarn breakage” is indicated. If yarn breakage is found, the situation is recorded.
Evaluation of degree of thermal fusion The resistance of the degree of thermal fusion was evaluated by measuring the pulling resistance value.
Specifically, a test piece having a weft direction (width) of 25 mm and a warp direction (length) of 100 mm was taken from the knitted fabric as shown in FIG. At this time, a total of 10 test pieces were sampled in each of 5 pieces so that the drawing direction of the polyurethane elastic fiber was the knitting start and knitting end direction.
Subsequently, the test piece was cut off at a position 40 mm (BB ′) from the lower end (DD ′) of the test piece, leaving one polyurethane elastic fiber 1 inserted in the warp direction. Next, the remaining polyurethane elastic fiber was taken out from the test piece for 5 mm (EF) toward the upper grip 2. Further, a cut 3 having a width of 3 mm was made in the weft direction on the extension line of the polyurethane elastic fiber and at a position 30 mm from the upper end of the test piece.
When measuring the pull-out resistance value with a tensile tester, adjust the gripping interval of the tensile tester to 40 mm, and then grasp the upper part of the test piece with the upper gripping margin of 25 mm (above AA ′) of the test piece. Apply an initial load of 0.1 cN to the polyurethane elastic fiber, grasp the polyurethane elastic fiber at a lower grip margin of 35 mm (below CC ′), pull it at a pulling speed of 100 mm / min, until the polyurethane elastic fiber is pulled out The maximum pull-out load was measured. This was carried out 5 times each in the knitting start and knitting end directions, a total of 10 times, and the average value was calculated to obtain the pulling resistance value.
実施例13の結果から、実施例1の糸を使用すると熱融着により引き抜き困難であり、実施例14の結果から、実施例5の糸を使用すると、熱融着により、比較例5の糸に比べ、引き抜き抵抗値が格段に向上したことがわかる。比較例11に示されるように、比較例1の糸は熱融着性によらず、編地中で断糸しているので実質的に使用不可能な編地であった。比較例11,12を除くと、カール、目ずれ、わらいの生じにくい編地であった。 From the results of Example 13, when the yarn of Example 1 is used, it is difficult to draw by heat fusion. From the results of Example 14, when the yarn of Example 5 is used, the yarn of Comparative Example 5 is obtained by heat fusion. It can be seen that the pull-out resistance value is remarkably improved as compared with FIG. As shown in Comparative Example 11, the yarn of Comparative Example 1 was a knitted fabric that was substantially unusable because it was broken in the knitted fabric regardless of the heat-fusibility. Excluding Comparative Examples 11 and 12, the knitted fabric was less prone to curl, misalignment, and softness.
[実施例15]
テストA
実施例13と同様の編機を使用し、図3のL1のaに6−ナイロンフィラメント糸56デシテックス17フィラメントを、L2のbに実施例1及び5で得られた156dtexポリウレタン弾性繊維をそれぞれ使用して経編地を作成し、実施例13と同様の試験を行った。結果を表6に示す。
なお、156dtexポリウレタン弾性繊維は、実施例1及び5の44dtexポリウレタン弾性繊維と同等の有効架橋度、融点、耐熱性、熱融着力を有していた。
[Example 15]
Test A
The same knitting machine as in Example 13 is used, 6-nylon filament yarn 56 dtex 17 filament is used for L1 a in FIG. 3, and 156 dtex polyurethane elastic fiber obtained in Examples 1 and 5 is used for L2 b. Thus, a warp knitted fabric was prepared, and the same test as in Example 13 was performed. The results are shown in Table 6.
The 156 dtex polyurethane elastic fiber had the same effective cross-linking degree, melting point, heat resistance, and heat fusion strength as the 44 dtex polyurethane elastic fiber of Examples 1 and 5.
テストB
実施例13と同様の編機を使用し、図3のL1のaに56デシテックス72フィラメントのポリエステル糸を、L2のbに実施例5の156dtexポリウレタン弾性繊維を使用し、経編地を作成した。編地の伸びを大きくするために、ポリエステル糸の糸量を多くして編地を粗にした。次いで、195℃で90秒間熱セットした後に実施例13と同様に染色を実施した。加工上がりのポリエステル糸の糸長は表7に示す通りであった。また、下記方法により、定荷重経伸度及び伸縮疲労性等について評価した。結果を併せて表7に示す。
Test B
A warp knitted fabric was prepared using the same knitting machine as in Example 13, using 56 dtex 72 filament polyester yarn for L1a in FIG. 3 and 156 dtex polyurethane elastic fiber of Example 5 for L2b. . In order to increase the elongation of the knitted fabric, the amount of polyester yarn was increased to roughen the knitted fabric. Subsequently, after heat setting at 195 ° C. for 90 seconds, dyeing was carried out in the same manner as in Example 13. Table 7 shows the yarn length of the finished polyester yarn. Further, the constant load elongation and stretch fatigue properties were evaluated by the following methods. The results are also shown in Table 7.
〈22N定荷重経伸度〉
ポリウレタン弾性繊維の入った方向が16.0cm、その直角方向が2.5cmの長方形の試験片を採取した。次いで、上部つかみ2.5cm、下部つかみ3.5cm、把握長10.0cmとして引張試験機に取り付け、300mm/分の速度で伸長し、荷重9.8N、14.7N、22Nの伸度を測定する。試料2回の平均値をデータとして採用する。
〈伸縮疲労性試験〉
ポリウレタン弾性繊維の入った方向が17.0cm、その直角方向が9.0cmの長方形の試験片を採取した。試験伸度については、22N定荷重経伸度試験における結果をもとに決定した。14.7N伸度が100%未満のときは14.7Nのときの伸度で実施した。14.7N伸度が100%以上のときは、9.8N伸度と14.7N伸度を足した値を2で割った値を試験伸度とした。但し、150%を上限とする。
伸縮疲労性としては、伸縮疲労性試験機の引張間隔(把握長)7.0cmとして、試験片をつかみ具にセットした。上記設定伸度で、200回/分の回転速度で往復7500回水平運動させ伸縮を繰り返した。
判定は、ポリウレタン弾性繊維の糸切れの有無で行った。
<22N constant load elongation>
A rectangular test piece having a polyurethane elastic fiber in a direction of 16.0 cm and a perpendicular direction of 2.5 cm was collected. Next, it is attached to a tensile tester with an upper grip of 2.5 cm, a lower grip of 3.5 cm, and a grasping length of 10.0 cm, stretched at a speed of 300 mm / min, and measured for elongations of loads 9.8N, 14.7N, and 22N. To do. The average value of two samples is adopted as data.
<Elastic fatigue test>
A rectangular test piece having a polyurethane elastic fiber in the direction of 17.0 cm and a perpendicular direction of 9.0 cm was collected. The test elongation was determined based on the results in the 22N constant load elongation test. When the elongation of 14.7N was less than 100%, the elongation was 14.7N. When the 14.7N elongation was 100% or more, a value obtained by dividing the value obtained by adding the 9.8N elongation and the 14.7N elongation by 2 was defined as the test elongation. However, 150% is the upper limit.
As the stretch fatigue property, the test piece was set on the gripper with a tensile interval (holding length) of 7.0 cm of a stretch fatigue tester. With the set elongation, horizontal movement was reciprocated 7500 times at a rotation speed of 200 times / min, and the expansion and contraction was repeated.
The determination was made based on whether or not the polyurethane elastic fiber was broken.
[比較例13]
テストA
比較例1及び5で得られた156dtexポリウレタン弾性繊維を使用した以外は実施例15と同様の試験を行った。結果を表6に示す。
なお、156dtexポリウレタン弾性繊維は、比較例1及び5の44dtexポリウレタン弾性繊維と同等の有効架橋度、融点、耐熱性、熱融着力を有していた。
[Comparative Example 13]
Test A
The same test as in Example 15 was performed except that the 156 dtex polyurethane elastic fiber obtained in Comparative Examples 1 and 5 was used. The results are shown in Table 6.
The 156 dtex polyurethane elastic fiber had an effective cross-linking degree, a melting point, heat resistance, and heat fusion strength equivalent to the 44 dtex polyurethane elastic fiber of Comparative Examples 1 and 5.
テストB
実施例5のポリウレタン弾性繊維の代わりに比較例5で得られた通常の乾式ポリウレタン弾性繊維を使用した以外は実施例15と同様の試験を行った。結果を表7に示す。
加工上がりのポリエステル糸の糸長が25.6cm/50コースであった以外は比較例5と同様の加工上がりの経編地を得た。結果を表7に示す。
Test B
A test similar to that of Example 15 was performed except that the normal dry polyurethane elastic fiber obtained in Comparative Example 5 was used instead of the polyurethane elastic fiber of Example 5. The results are shown in Table 7.
A processed warp knitted fabric similar to Comparative Example 5 was obtained except that the finished polyester yarn had a yarn length of 25.6 cm / 50 course. The results are shown in Table 7.
[実施例16]
実施例13と同様の編機を使用し、図4のL1及びL2のaに6−ナイロンフィラメント糸56デシテックス17フィラメントを、L3及びL4のbに実施例15のポリウレタン弾性繊維を使用して経編地を作成し、実施例15テストAと同様の試験を行った。結果を表8に示す。
[Example 16]
Using a knitting machine similar to that of Example 13, using 6-nylon filament yarn 56 dtex 17 filaments for L1 and L2 in FIG. 4 and polyurethane elastic fiber of Example 15 for b of L3 and L4 A knitted fabric was prepared, and the same test as in Example 15 Test A was performed. The results are shown in Table 8.
[比較例14]
比較例13の弾性繊維を図4のL3及びL4のbに使用した以外は実施例16と同様に経編地を作成し、同様の試験を行った。結果を表8に示す。
[Comparative Example 14]
A warp knitted fabric was prepared in the same manner as in Example 16 except that the elastic fiber of Comparative Example 13 was used for L3 and L4 in FIG. The results are shown in Table 8.
実施例16の結果に示されるように、実施例1の糸を使用すると熱融着により引き抜き困難であり、実施例5の糸を使用すると熱融着により、比較例5の糸に比べ引き抜き抵抗値が格段に向上した。実施例1及び5の糸を使用した編地は、熱融着により、カール、目ずれ、わらいの生じにくい編地であった。 As shown in the results of Example 16, when the yarn of Example 1 is used, it is difficult to pull out by thermal fusion, and when the yarn of Example 5 is used, it is more resistant to drawing than the yarn of Comparative Example 5 by thermal fusion. The value has improved dramatically. The knitted fabrics using the yarns of Examples 1 and 5 were knitted fabrics that hardly cause curling, misalignment, and softness due to heat fusion.
[実施例17]
下記の方法にて編地を作成し、熱セット及び染色加工後、編地の解編張力の測定とポリウレタン弾性繊維相互の融着状況の確認、並びに洗濯試験により編地の傷み(洗濯耐久性)を目視評価した。結果を表9に示す。
[Example 17]
Create the knitted fabric by the following method, and after heat setting and dyeing process, measure the knitting tension of the knitted fabric, confirm the fusion of polyurethane elastic fibers, and check the knitted fabric by washing test (washing durability) ) Was visually evaluated. The results are shown in Table 9.
編地の作成
ラッシェル編機(カールマイヤ社製、28ゲージ)を使用し、図5に示した組織図の編地を作成した。図5において、L1のaに6−ナイロンフィラメント糸56デシテックス17フィラメントを、L2のcに実施例1又は5の弾性繊維を、L3のcに実施例1又は5のポリウレタン弾性繊維を使用して経編地を編成し主編地とした。更に、主編地の間に抜き糸として、ナイロンフィラメント糸110デシテックス24フィラメントを使用して経編地を作成した。
Creation of knitted fabric A raschel knitting machine (28 gauge, manufactured by Karl Mayer) was used to create a knitted fabric having the organization chart shown in FIG. In FIG. 5, 6-nylon filament yarn 56 dtex 17 filament is used for L1a, elastic fiber of Example 1 or 5 is used for c of L2, and polyurethane elastic fiber of Example 1 or 5 is used for C of L3. A warp knitted fabric was knitted to make the main knitted fabric. Further, a warp knitted fabric was prepared using nylon filament yarn 110 dtex 24 filaments as a cut yarn between the main knitted fabrics.
熱セット及び染色加工
熱セットの処理温度としては、実施例1のポリウレタン弾性繊維の融点と同じ温度で50秒間処理した。その他は実施例13と同様に処理した。
解編張力の測定
抜き糸のナイロン糸の解編張力を測定した。解編速度は100mm/分とし、1分間の解編張力を測定し、ピーク点5箇所の平均値を計算した。
融着状況の確認
主編地のナイロン糸を20%希塩酸にて溶解し、ポリウレタン弾性繊維相互の接触部の融着状況を観察した。
編地の傷み評価における試料の作成
熱セットした編地の編方向に対してタテ3.3cm、ヨコ24.0cmの短冊状試料を切り取り、ヨコ方向の裁断面より編方向に対して40度の角度に切れ目を入れ、「編み始め側」と「編み終わり側」に分け、タテ方向の裁断部を合わせてオーバーロックミシンで縫製し環状の試料を作成した。
As the processing temperature of the heat setting and dyeing processing heat setting, the processing was performed for 50 seconds at the same temperature as the melting point of the polyurethane elastic fiber of Example 1. Others were processed in the same manner as in Example 13.
Measurement of knitting tension The knitting tension of the nylon thread was measured. The knitting speed was 100 mm / min, the knitting tension for 1 minute was measured, and the average value at five peak points was calculated.
Confirmation of Fusion Situation The nylon yarn of the main knitted fabric was dissolved in 20% dilute hydrochloric acid, and the fusion situation of the contact portion between the polyurethane elastic fibers was observed.
Preparation of a sample for evaluation of damage to a knitted fabric A strip-shaped sample having a length of 3.3 cm and a width of 24.0 cm is cut out with respect to the knitting direction of the heat-set knitted fabric, and 40 degrees in the knitting direction is cut from the cut surface in the horizontal direction. A cut was made at an angle, divided into a “knitting start side” and a “knitting end side”, and the cut portions in the vertical direction were combined and sewn with an overlock sewing machine to create an annular sample.
[比較例15]
比較例1又は5の弾性繊維を図5のL2、L3のcに使用し、熱セットの処理温度は、ポリウレタン弾性繊維の融点と同じ温度で50秒間処理した。その他は実施例17と同様の試験を行った。結果を表9に示す。
[Comparative Example 15]
The elastic fiber of Comparative Example 1 or 5 was used for c of L2 and L3 in FIG. 5, and the treatment temperature of the heat set was treated for 50 seconds at the same temperature as the melting point of the polyurethane elastic fiber. The other tests were the same as in Example 17. The results are shown in Table 9.
図5の組織ではポリウレタン弾性繊維は、解編による熱融着力を測定することはできないが、実施例17において、実施例1,5のポリウレタン弾性繊維を使用した編地中では、ポリウレタン弾性繊維相互は剥離できない程度に強く熱融着しており、洗濯による編地の傷み具合についても良好であった。一方、比較例15の結果に示されるように、比較例1のポリウレタン弾性繊維を使用すると、編地中でポリウレタン弾性繊維がいたるところで断糸が発生していた。比較例5の糸を使用した場合は断糸はないが、ポリウレタン弾性繊維相互の接触箇所は容易に剥離でき、洗濯による編地の傷みは激しいものであった。 In the structure of FIG. 5, it is not possible to measure the heat-bonding force of the polyurethane elastic fiber by deknitting, but in Example 17, in the knitted fabric using the polyurethane elastic fiber of Examples 1 and 5, the polyurethane elastic fiber mutual Was heat-sealed so strongly that it could not be peeled off, and the degree of damage to the knitted fabric by washing was also good. On the other hand, as shown in the results of Comparative Example 15, when the polyurethane elastic fiber of Comparative Example 1 was used, yarn breakage occurred everywhere in the knitted fabric. When the yarn of Comparative Example 5 was used, there was no yarn breakage, but the contact portions between the polyurethane elastic fibers could be easily peeled off, and the knitted fabric was severely damaged by washing.
[実施例18]
実施例17と同様の編機を使用し、図6のL1のaに6−ナイロンフィラメント糸56デシテックス17フィラメントを、L2のcに実施例1又は5のポリウレタン弾性繊維を、L3のcに実施例1又は5のポリウレタン弾性繊維を使用して経編地を作成し、実施例17と同様の試験を行った。結果を表10に示す。
[Example 18]
The same knitting machine as in Example 17 was used, and 6-nylon filament yarn 56 dtex 17 filament was applied to L1a in FIG. 6, polyurethane elastic fiber of Example 1 or 5 was applied to L2c, and L3c was applied to L3c. A warp knitted fabric was prepared using the polyurethane elastic fiber of Example 1 or 5, and the same test as in Example 17 was performed. The results are shown in Table 10.
[比較例16]
比較例1又は5の弾性繊維を図6のL2,L3のcに使用した以外は実施例18と同様に経編地を作成し、比較例15と同様の試験を行った。結果を表10に示す。
[Comparative Example 16]
A warp knitted fabric was prepared in the same manner as in Example 18 except that the elastic fiber of Comparative Example 1 or 5 was used for c of L2 and L3 in FIG. 6, and the same test as in Comparative Example 15 was performed. The results are shown in Table 10.
図6の組織ではポリウレタン弾性繊維は、解編による熱融着力を測定することはできないが、実施例1,5のポリウレタン弾性繊維を使用した編地中(実施例18)では、ポリウレタン弾性繊維相互は剥離できない程度に強く熱融着しており、洗濯による編地の傷み具合についても良好であった。一方、比較例1のポリウレタン弾性繊維を使用すると、編地中のポリウレタン弾性繊維がいたるところで断糸が発生していた。比較例5の糸は断糸はないが、ポリウレタン弾性繊維相互の接触箇所は容易に剥離でき、洗濯による編地の傷みは激しいものであった(比較例16)。 In the structure of FIG. 6, the polyurethane elastic fiber cannot measure the heat-bonding force due to the deknitting, but in the knitted fabric using the polyurethane elastic fiber of Examples 1 and 5 (Example 18), Was heat-sealed so strongly that it could not be peeled off, and the degree of damage to the knitted fabric by washing was also good. On the other hand, when the polyurethane elastic fiber of Comparative Example 1 was used, yarn breakage occurred throughout the polyurethane elastic fiber in the knitted fabric. The yarn of Comparative Example 5 was not broken, but the contact portions between the polyurethane elastic fibers could be easily peeled off, and the knitted fabric was severely damaged by washing (Comparative Example 16).
[実施例19]
実施例17と同様の編機を使用し、図7のL1のaに6−ナイロンフィラメント糸56デシテックス17フィラメントを、L2のbに実施例2のポリウレタン弾性繊維を使用し、実施例17と同様の方法で抜き糸は使用せず経編地を作成し、実施例17と同様の試験を行った。結果を表11に示す。
[Example 19]
The same knitting machine as in Example 17 was used, and 6-nylon filament yarn 56 dtex 17 filament was used for L1a in FIG. 7, and polyurethane elastic fiber of Example 2 was used for L2b. A warp knitted fabric was prepared by using the above method without using a thread, and the same test as in Example 17 was performed. The results are shown in Table 11.
[比較例17]
比較例2の弾性繊維を図7のL2のbに使用した以外は実施例19と同様に経編地を作成し、比較例15と同様の試験を行った。結果を表11に示す。
[Comparative Example 17]
A warp knitted fabric was prepared in the same manner as in Example 19 except that the elastic fiber of Comparative Example 2 was used for b of L2 in FIG. 7, and the same test as in Comparative Example 15 was performed. The results are shown in Table 11.
図7の組織ではポリウレタン弾性繊維は閉じ目を形成しており、解編による熱融着力を測定することはできないが、実施例2のポリウレタン弾性繊維を使用した編地中では、ポリウレタン弾性繊維相互は剥離できない程度に強く熱融着しており、洗濯による編地の傷み具合についても良好であった(実施例19)。一方、比較例2のポリウレタン弾性繊維を使用した編地中では、巻糸体の表層を使用したものは、実施例2のポリウレタン弾性繊維の結果と同等であったが、内層部では、編地中でポリウレタン弾性繊維がいたるところで断糸が発生していた(比較例17)。 In the structure of FIG. 7, the polyurethane elastic fiber forms a closing line, and the heat-bonding force due to the knitting cannot be measured. However, in the knitted fabric using the polyurethane elastic fiber of Example 2, polyurethane elastic fibers Was heat-sealed so strongly that it could not be peeled off, and the knitted fabric was damaged well by washing (Example 19). On the other hand, in the knitted fabric using the polyurethane elastic fiber of Comparative Example 2, the result using the surface layer of the wound body was equivalent to the result of the polyurethane elastic fiber of Example 2, but in the inner layer part, Among them, yarn breakage occurred everywhere in the polyurethane elastic fiber (Comparative Example 17).
[実施例20]
実施例17と同様の編機を使用し、図8のL1のaに6−ナイロンフィラメント糸56デシテックス17フィラメントを、L2のbに実施例3のポリウレタン弾性繊維を使用し、実施例17と同様の方法で抜き糸は使用せず経編地を作成し、実施例17と同様の試験を行った。結果を表12に示す。
[Example 20]
The same knitting machine as in Example 17 was used, 6-nylon filament yarn 56 dtex 17 filament was used for L1a in FIG. 8, and polyurethane elastic fiber of Example 3 was used for L2b. A warp knitted fabric was prepared by using the above method without using a thread, and the same test as in Example 17 was performed. The results are shown in Table 12.
[比較例18]
比較例3の弾性繊維を図8のL2のbに使用した以外は実施例20と同様に経編地を作成し、比較例15と同様の試験を行った。結果を表12に示す。
[Comparative Example 18]
A warp knitted fabric was prepared in the same manner as in Example 20 except that the elastic fiber of Comparative Example 3 was used for L2b in FIG. 8, and the same test as in Comparative Example 15 was performed. The results are shown in Table 12.
図8の組織ではポリウレタン弾性繊維は閉じ目を形成しており、解編による熱融着力を測定することはできないが、実施例3のポリウレタン弾性繊維を使用した編地中(実施例20)では、ポリウレタン弾性繊維相互は剥離できない程度に強く熱融着しており、洗濯による編地の傷み具合についても良好であった。一方、比較例3のポリウレタン弾性繊維を使用した編地中(比較例18)では、ポリウレタン弾性繊維相互が接触している箇所の剥離は容易であり、洗濯による傷みも激しいものであった。 In the structure of FIG. 8, the polyurethane elastic fiber forms a closed line, and it is not possible to measure the heat-sealing force by deknitting, but in the knitted fabric using the polyurethane elastic fiber of Example 3 (Example 20) The polyurethane elastic fibers were strongly heat-sealed to such an extent that they could not be peeled from each other, and the knitted fabric was damaged well by washing. On the other hand, in the knitted fabric using the polyurethane elastic fiber of Comparative Example 3 (Comparative Example 18), the portion where the polyurethane elastic fibers were in contact with each other was easily peeled off, and the damage caused by washing was severe.
1 ポリウレタン弾性繊維
2 上部つかみ
3 切り込み
4 下部つかみ
11 ポリウレタン原糸
12 ポリウレタン原糸
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Polyurethane elastic fiber 2 Upper part grip 3 Notch 4 Lower part grip 11 Polyurethane yarn 12 Polyurethane yarn
Claims (16)
上記熱融着性ポリウレタン弾性繊維が、ポリオール、ジイソシアネート及び低分子量ジオールから得られるポリマーを溶融紡糸してなり、鉱物油及びシリコーンオイルからなる油分と、n−プロピルアミン、n−ブチルアミン、ジ−n−ブチルアミン、iso−ブチルアミン、ジ−iso−ブチルアミン、2−エチルヘキシルアミン、モノベンジルアミン、ジステアリルアミン及びラウリルアミンから選ばれるモノアミンとを含むベース油剤を付着又は含有させてなることを特徴とする熱融着性ポリウレタン弾性繊維。 This is a heat-fusible polyurethane elastic fiber having a melting point of 165 to 200 ° C. measured by the flow temperature method and a thermal fusing force of 0.15 cN / dtex or more when heat-treated in the above temperature range in the plating knitted fabric method. And
The heat-fusible polyurethane elastic fiber is obtained by melt-spinning a polymer obtained from polyol, diisocyanate and low molecular weight diol, and comprises an oil component comprising mineral oil and silicone oil, n-propylamine, n-butylamine, di-n A heat characterized by adhering or containing a base oil containing a monoamine selected from butylamine, iso-butylamine, di-iso-butylamine, 2-ethylhexylamine, monobenzylamine, distearylamine and laurylamine Fusing polyurethane elastic fiber.
上記熱融着性ポリウレタン弾性繊維が、ポリオールと、ジイソシアネートと、低分子量ジアミン及び/又は低分子量ジオールと、ポリアクリル酸エステル、ポリビニルピロリドン共重合体、ポリウレタン重合体、ポリエステル、ポリエステルエーテル及びエポキシ樹脂から選ばれる化合物とを含む紡糸用溶液を乾式紡糸してなることを特徴とする熱融着性ポリウレタン弾性繊維。 This is a heat-fusible polyurethane elastic fiber having a melting point of 165 to 200 ° C. measured by the flow temperature method and a thermal fusing force of 0.15 cN / dtex or more when heat-treated in the above temperature range in the plating knitted fabric method. And
The heat-fusible polyurethane elastic fiber comprises a polyol, a diisocyanate, a low molecular weight diamine and / or a low molecular weight diol, a polyacrylate ester, a polyvinylpyrrolidone copolymer, a polyurethane polymer, a polyester, a polyester ether, and an epoxy resin. A heat-sealable polyurethane elastic fiber obtained by dry spinning a spinning solution containing a selected compound.
(2)ポリオールとジイソシアネートと低分子量ジオールとを反応させて両末端水酸基プレポリマーを合成する工程、
(3)両末端イソシアネート基プレポリマーと両末端水酸基プレポリマーとを反応させて紡糸用ポリマーを合成する工程、
(4)紡糸用ポリマーを溶融紡糸する工程、及び
(5)紡糸したポリウレタン弾性繊維に、鉱物油25〜75質量%及びシリコーンオイル75〜25質量%からなる油分と、n−プロピルアミン、n−ブチルアミン、ジ−n−ブチルアミン、iso−ブチルアミン、ジ−iso−ブチルアミン、2−エチルヘキシルアミン、モノベンジルアミン、ジステアリルアミン及びラウリルアミンから選ばれるモノアミンとを含むベース油剤を付与する工程
を含むことを特徴とする熱融着性ポリウレタン弾性繊維の製造方法。 (1) A step of reacting a polyol and a diisocyanate to synthesize both terminal isocyanate group prepolymers,
(2) a step of synthesizing a hydroxyl-terminated prepolymer at both ends by reacting a polyol, diisocyanate and a low molecular weight diol;
(3) a step of synthesizing a spinning polymer by reacting both terminal isocyanate group prepolymers and both terminal hydroxyl group prepolymers;
(4) a step of melt-spinning a spinning polymer, and (5) an oil component comprising 25 to 75% by mass of mineral oil and 75 to 25% by mass of silicone oil, and n-propylamine, n- Including a step of providing a base oil agent comprising a monoamine selected from butylamine, di-n-butylamine, iso-butylamine, di-iso-butylamine, 2-ethylhexylamine, monobenzylamine, distearylamine and laurylamine. A method for producing a heat-fusible polyurethane elastic fiber.
(2)上記中間重合体と低分子量ジアミン及び/又は低分子量ジオールとを有機溶剤中で反応させてポリウレタン重合体溶液を得る工程、
(3)上記ポリウレタン重合体溶液とポリアクリル酸エステル、ポリビニルピロリドン共重合体、ポリウレタン重合体、ポリエステル、ポリエステルエーテル及びエポキシ樹脂から選ばれる化合物とをポリウレタン重合体と上記化合物との質量比が40:60〜80:20となるように混合する工程、
(4)ポリウレタン重合体と上記化合物を含む溶液を乾式紡糸する工程、及び
(5)紡糸したポリウレタン弾性繊維に、鉱物油25〜75質量%及びシリコーンオイル75〜25質量%からなる油分を含むベース油剤を付与する工程
を含むことを特徴とする熱融着性ポリウレタン弾性繊維の製造方法。 (1) a step of reacting a polyol having a number average molecular weight of 600 to 3500 with a diisocyanate to synthesize an isocyanate-terminated intermediate polymer at both ends,
(2) a step of obtaining a polyurethane polymer solution by reacting the intermediate polymer with a low molecular weight diamine and / or a low molecular weight diol in an organic solvent;
(3) The polyurethane polymer solution and a compound selected from polyacrylic acid ester, polyvinyl pyrrolidone copolymer, polyurethane polymer, polyester, polyester ether and epoxy resin having a mass ratio of the polyurethane polymer and the compound of 40: Mixing to be 60 to 80:20,
(4) a step of dry-spinning a solution containing a polyurethane polymer and the above compound, and (5) a base containing an oil component of 25 to 75% by mass of mineral oil and 75 to 25% by mass of silicone oil in the spun polyurethane elastic fiber. The manufacturing method of the heat-fusible polyurethane elastic fiber characterized by including the process of providing an oil agent.
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