JP2000282328A - ポリウレタン系弾性繊維 - Google Patents

ポリウレタン系弾性繊維

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JP2000282328A
JP2000282328A JP32790199A JP32790199A JP2000282328A JP 2000282328 A JP2000282328 A JP 2000282328A JP 32790199 A JP32790199 A JP 32790199A JP 32790199 A JP32790199 A JP 32790199A JP 2000282328 A JP2000282328 A JP 2000282328A
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Yuji Uemura
裕司 植村
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Du Pont Toray Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】本発明は、光、NOx等のガス、塩素漂白剤等
に対する耐黄化性に優れ、かつ塩素漂白剤もしくは次亜
塩素酸塩等に対する耐久性を低下させることのない水着
用途に好適に使用され得るポリウレタン系弾性繊維を提
供せんとするものである。 【解決手段】本発明のポリウレタン系弾性繊維は、ヒン
ダードアミン系安定剤および無機系添加剤を含有するポ
リウレタン系弾性繊維であって、該ヒンダードアミン系
安定剤が下記式(I)式で示される反復単位を有するポ
リ(N・N−ジエチル−β−アミノエチルメタクリレー
ト)であることを特徴とするものである。 【化1】

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、ポリウレタン系弾
性繊維に関する。さらに詳細には、塩素処理水による糸
物性の劣化に対し優れた耐性を備えると共に、光、NO
xガス、塩素などによる黄色化に対し優れた耐性を具備
する、スイミングプールなどで使用される水着に好適な
ポリウレタン系弾性繊維に関する。
【0002】
【従来の技術】一般にポリウレタン系弾性繊維はその化
学構造から、大気条件に曝したときにしばしば黄色に変
色するという問題があった。
【0003】特公昭36−19491号公報(米国特許
第2999839号)には、280以上の分子量を有す
る第3級脂肪族アミンを用いることによりポリウレタン
系弾性繊維の変色を防止するという技術が開示されてい
る。しかしながら、プール水などに含有されている塩素
漂白剤に曝した際にポリウレタン系弾性繊維が変色し、
かつ糸物性が劣化するという問題があった。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、かかる従来
技術の問題点に鑑み、光、NOx等のガス、塩素漂白剤
によって糸が黄色に変色することがなく、かつ塩素漂白
剤もしくは次亜塩素酸塩などによって糸の物理的性質が
劣化することがない、水着用途に好適に使用されるポリ
ウレタン系弾性繊維を提供せんとするものである。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明は、かかる課題を
解決するために、次のような手段を採用するものであ
る。すなわち本発明のポリウレタン系弾性繊維は、ヒン
ダードアミン系安定剤および無機系添加剤を含有するポ
リウレタン系弾性繊維であって、該ヒンダードアミン系
安定剤が下記式(I)式で示される反復単位を有するポ
リ(N・N−ジエチル−β−アミノエチルメタクリレー
ト)であることを特徴とするものである。
【0006】
【化2】
【0007】
【発明の実施の形態】本発明にかかるポリウレタン系弾
性繊維とは、少なくとも85重量%のセグメント化した
ポリウレタンを含む長鎖のポリウレタン重合体から形成
されてなるものをいう。
【0008】本発明で用いるポリウレタン重合体のポリ
ウレタンセグメントは、いずれも長鎖のポリエーテルセ
グメント、ポリエステルセグメントまたはポリエーテル
エステルセグメント等のソフトセグメント(a)とイソ
シアネートと鎖伸長剤であるジアミンまたはジオールと
の反応により得られる比較的短鎖のセグメントであるハ
ードセグメント(b)とから構成される。
【0009】かかるポリウレタン重合体のソフトセグメ
ント(a)としては、1)テトラメチレングリコール、
3−メチル−1、5−ペンタンジオール、テトラヒドロ
フラン、3−メチルテトラヒドロフラン等から得られる
重合体または共重合体であるポリエーテルセグメント、
2)エチレングリコール、テトラメチレングリコール、
2、2−ジメチル−1、3−プロパンジオール等のジオ
ールとアジピン酸、コハク酸等との二塩基酸とから得ら
れるポリエステルセグメント、3)ポリ-(ペンタン−
1、5−カーボネート)ジオール、ポリ−(ヘキサン−
1、6−カーボネート)ジオール等から得られるポリエ
ーテルエステルセグメントを用いることができるが、中
でもテトラメチレングリコールから得られるポリエーテ
ルセグメントが好ましい。
【0010】本発明においてポリウレタン重合体は、ヒ
ドロキシル末端ソフトセグメント前駆体を有機ジイソシ
アネートで重付加反応させること(キャッピング反応)
によって得られたプレポリマ生成物をアミン鎖伸長剤ま
たはジオール鎖伸長剤で鎖伸長させて得ることができ
る。
【0011】本発明においてポリウレタン重合体に供す
る有機ジイソシアネートとしては、ビス−(p−イソシ
アナートフェニル)−メタン(以下、MDIと略す
る)、トリレンジイソシアネート(以下、TDIと略す
る)、ビス−(4−イソシアナートシクロヘキシル)−
メタン(以下、PICMと略する)、ヘキサメチレンジ
イソシアネート、3、3、5−トリメチル−5−メチレ
ンシクロヘキシルジイソシアネート等を用いることがで
きるが、中でもMDIが好ましい。
【0012】種々のジアミン、たとえばエチレンジアミ
ン、1,3−シクロヘキサンジアミン、1,4−シクロ
ヘキサンジアミン等がポリウレタンウレアを形成させる
ためのアミン鎖伸長剤として好ましく使用される。
【0013】アミン鎖伸長剤は、1種のみのジアミンに
限定されるわけでなく、複数種のアミンからなるもので
あってもよい。鎖停止剤は、ポリウレタンウレアの最終
的な分子量の調節を助けるために反応混合物に包有させ
ることができる。通常、鎖停止剤として活性水素を有す
る一官能性化合物、たとえばジエチルアミン等を使用す
ることができる。
【0014】また、鎖伸長剤としては、ジオールを用い
ることも好ましい。例えば、エチレングリコール、1,
3−プロパンジオール、4−ブタンジオール、ネオペン
チルグリコール、1,2−プロピレングリコール、1,
4−シクロヘキサンジメタノール、1,4−シクロヘキ
サンジオール、1,4−ビス(β−ヒドロキシエトキ
シ)ベンゼン、ビス(β−ヒドロキシエチル)テレフタ
レートおよびパラキシリレンジオール等を用いることが
できる。ジオール鎖伸長剤は、1種のみのジオールに限
定されるわけでなく、複数種のジオールからなるもので
あってもよい。また、イソシアネート基と反応する1個
の水酸基を含む化合物と併用していてもよい。この場
合、このようなポリウレタンを得る方法については溶融
重合法、溶液重合法など各種方法を採用することがで
き、限定されるものではない。重合の処方についても、
特に限定されずに、たとえば、ポリオールとジイソシア
ネートと、ジオールからなる鎖伸長剤とを同時に反応さ
せることにより、ポリウレタンを合成する方法等を採用
することができ、いずれの方法によるものでもよい。さ
らに本発明の効果を損なわない範囲で他の安定剤を配合
することも好ましい。
【0015】ポリウレタン重合体を溶液とする場合に用
いる溶媒としては、N,N−ジメチルアセトアミド(以
下、DMAcと略する)、ジメチルホルムアミド、ジメ
チルスルホキシド、N−メチルピロリドン等を使用する
ことができるが、DMAcが最も一般的に使用される溶
媒である。
【0016】ポリウレタン重合体の溶液濃度としては、
通常30〜40%(溶液の全重量を基準にして)、特に
35〜38%のポリウレタン重合体の溶液濃度がポリウ
レタン系弾性繊維のフィラメント糸を得る乾式紡糸法に
好ましい。
【0017】本発明においては、ポリウレタン重合体か
らポリウレタン系弾性繊維を紡糸する方法は特に限定さ
れるものではないが、例えば、1)ジオールを鎖伸長剤
として用いたポリウレタン系弾性繊維の紡糸法として、
溶融紡糸法、乾式紡糸法または湿式紡糸法等を採用する
ことができる。また2)アミンを鎖伸長剤として用いた
ポリウレタン系弾性繊維の紡糸法として、通常乾式紡糸
法を採用することができる。
【0018】本発明のポリウレタン系弾性繊維には、ヒ
ンダードアミン系安定剤が含有されてなるものである。
【0019】本発明においては、下記(I)式で示され
る反復単位を有するポリ(N・N−ジエチル−β−アミ
ノエチルメタクリレート)を用いるのが好ましい。
【0020】
【化3】
【0021】かかるヒンダードアミン系安定剤が含有さ
れないと、NOx等のガスや光に対する耐久性に劣った
ものになるという問題がある。
【0022】ヒンダードアミン系安定剤はポリマ固体に
対して0.5重量%以上5重量%以下含有するのが好ま
しい。
【0023】ヒンダードアミン系安定剤は、他の添加剤
を含んだスラリーの中に入れ、他の添加剤と均一に溶媒
中に分散するように攪拌するのが好ましい。または、他
の添加剤を含むスラリーとヒンダードアミン系安定剤と
を含むスラリーを別々に調製し、別々にポリマに添加し
ても、ポリマ中の分散性を損なわない限りいずれの方法
で調製してもよい。
【0024】また、本発明のポリウレタン系弾性繊維
は、無機系添加剤が含有されてなるものである。
【0025】本発明における無機系添加剤としては、酸
化亜鉛、フンタイト及びヒドロマグネサイトの鉱物混合
物等を用いることが好ましい。
【0026】フンタイトは、一般式Mg3Ca(CO3
4で示されるものをいい、ヒドロマグネサイトは一般式
Mg4(CO34・Mg(OH)2・4H2Oで示される
ものをいう。
【0027】酸化亜鉛、フンタイト及びヒドロマグネサ
イトの鉱物混合物等の無機系添加剤はポリマ固体に対し
て1.5重量%以上5重量%以下含有するのが好まし
い。
【0028】本発明においては酸化亜鉛、フンタイト及
びヒドロマグネサイトの鉱物混合物等は、工程安定性の
観点から微細粉末であることが好ましく、平均粒子径が
0.1〜1μmの範囲のものを用いるのが好ましい。
【0029】本発明においては酸化亜鉛、フンタイト及
びヒドロマグネサイトの鉱物混合物等を微粉末化するに
際し、工程安定性の観点から、酸化亜鉛、フンタイト及
びヒドロマグネサイトの鉱物混合物等をポリマに添加す
るまでに、溶媒と他の添加剤、例えば増粘剤等と混合
し、スラリーを調製し、縦形または横型ミル等によって
粉砕することが好ましい。
【0030】無機系添加剤は、前記ヒンダードアミン系
安定剤を含んだスラリーの中に入れ、ヒンダードアミン
系添加剤や他の添加剤と均一に溶媒中に分散するように
攪拌することが好ましく行われる。
【0031】また、ヒンダードアミンを含有するスラリ
ーと無機系添加剤を含有するスラリーを別々に調整し、
別々にポリマに添加することも、ポリマ中の分散性が損
なわれないかぎり行われる。
【0032】
【実施例】以下、本発明のポリウレタン系弾性繊維を実
施例を用いて詳細に説明する。
【0033】なお、本発明における評価方法を説明す
る。 [塩素耐黄化性]ポリウレタン系弾性繊維をテフロン板
に10g巻き取った試料カードを作製し、これを40±
2℃に恒温された塩素濃度が600ppmである塩素溶
液中に30分間浸積し、10分間純水で水洗した後、自
然乾燥させ、カラーマスター(D25 DP−9000
型 シグナルプロセッサー)を使用して“b”カラーを
測定し、処理前後の差Δbによって黄変程度を評価し
た。 [サンシャイン耐黄化性]ポリウレタン系弾性繊維をス
テンレス板に10g巻き取った試料カードを作製し、こ
れをサンシャイン ウェザーメータ(WEL−SUN−
HCH B型 スガ試験機株式会社製)内に40時間暴
露し、カラーマスター(D25 DP−9000型 シ
グナルプロセッサー)を使用して“b”カラーを測定
し、処理前後の差Δbによって黄変程度を評価した。 [NO2ガス耐黄化性]ポリウレタン系弾性繊維をステ
ンレス板に10g巻き取った試料カードを作製し、これ
をスコットテスターを使用して、NO2ガスを規定の濃
度(7ppm)として混合したガス単独に40時間暴露
し、カラーマスター(D25 DP−9000型 シグ
ナルプロセッサー)を使用して“b”カラーを測定し、
処理前後の差Δbによって黄変程度を評価した。 [塩素耐久性]水温25℃、pH7.5、塩素濃度1p
pmに調整された恒温槽に25%伸長したポリウレタン
系弾性繊維を96時間浸漬し、その塩素処理前後で市販
の万能引張り試験機を用いて200%伸長時の強度、お
よび糸切断時の強度の保持率を測定した。
【0034】万能引張り試験機(INSTRON 11
22型,4500型)は、伸長率300%の引張りと回
復を4回繰り返し、5回目の加重時に伸度200%に達
した点の強力をT+200とし、6回目に試験糸が切断
するまで引張り、切断時の強力をTBとした。 [実施例1]ビス−(p−イソシアナートフェニル)−
メタン/テトラメチレンエーテルグライコール(数平均
分子量1800)=1.58/1(モル比)の混合物を
常法により90℃で約3時間反応してイソシアナート部
分2.22%を含有するキャップドグライコールを調製
した。このキャップドグライコールをN,N−ジメチル
アセトアミド(DMAc)で希釈した。次にエチレンジ
アミンおよびジエチレンアミンを含むDMAc溶液をキ
ャップドグライコールのDMAc溶液に添加して室温で
市販の高速攪拌装置を用いて混合し、鎖伸長させ、ポリ
マ中の固体分が35重量%であるDMAc溶液を得た。
【0035】また、別にポリマ固体に対し、含有量が3
wt%となるように酸化亜鉛(カドックス−15、ニュ
ージャージー・ジンク カンパニー製)を、1.5wt
%となるようにフェノール系安定剤(パラクレゾール/
ジビニルベンゼンのコポリマー)を、0.5wt%とな
るようにヒンダードアミン系安定剤(N・N−ジエチル
−β−アミノエチルメタクリレート(FHM、三洋化成
工業(株)製))を用いてスラリーを調製した。
【0036】横形ミルにガラスビーズを充填し、前記酸
化亜鉛含有スラリーを酸化亜鉛の平均粒子径が0.1〜
1μmとなるようにミリングした。このスラリーをポリ
マ固体分に対し前記各添加剤が規定液量になるように添
加して、ポリウレタン重合体溶液を得た。
【0037】このポリウレタン重合体溶液を通常の乾式
紡糸方法によって、ポリウレタン系弾性繊維(40D、
4フィラメント)を巻き取った。
【0038】得られたポリウレタン系弾性繊維は、塩素
水に対し、優れた耐黄化性を有し、かつ、光やNO2
スに対しても優れた耐黄化性を有するものであった。
【0039】さらに、強度面からも塩素に対して極めて
優れた耐久性を有するものであった。
【0040】結果を表1に示す。 [実施例2]耐塩素水性を向上させる添加剤として含有
量が4wt%となるようにフンタイト及びヒドロマグネ
サイトの鉱物混合物(Ultracarb U3、De
rby、EnglandのMicrofine Min
erals Ltd製))を用いる以外は実施例1と同
一の条件でポリウレタン系弾性繊維を得た。
【0041】得られたポリウレタン系弾性繊維は、塩素
水に対し、優れた耐黄化性を有し、かつ、光やNO2
スに対しても優れた耐黄化性を有するものであった。
【0042】さらに、強度面からも塩素に対して極めて
優れた耐久性を有するものであった。
【0043】結果を併せて表1に示す。 [比較例1]ヒンダードアミン系安定剤を使用しない以
外は実施例1と同一の条件でポリウレタン系弾性繊維を
得た。
【0044】得られたポリウレタン系弾性繊維は、塩素
水、光、NO2ガスに対する耐黄化性が劣っていた。
【0045】結果を併せて表1に示す。 [比較例2]酸化亜鉛を使用しない以外は実施例1と同
一条件でポリウレタン系弾性繊維を得た。
【0046】得られたポリウレタン系弾性繊維は、塩素
水に対する耐黄化性、及び強度面から処理時間内に糸切
れは強度測定不能となるなど塩素に対する耐久性が非常
に劣っていた。
【0047】結果を併せて表1に示す。 [比較例3]ヒンダードアミン系安定剤を使用しない以
外は実施例2と同一の条件でポリウレタン系弾性繊維を
得た。
【0048】得られたポリウレタン系弾性繊維は、NO
2ガス、塩素水に対する耐黄化性が劣っていた。 [比較例4]ヒンダードアミン系安定剤および無機系添
加剤を使用しない以外は実施例1と同一の条件でポリウ
レタン系弾性繊維を得た。
【0049】得られたポリウレタン系弾性繊維は、NO
2ガス、塩素水に対する耐黄化性、及び強度面からも処
理時間内に糸切れが発生して、強度測定が不能となるほ
ど塩素水に対する耐久性が非常に劣っていた。
【0050】
【表1】
【0051】(−は、処理中又は測定中に糸切れにより
測定不能となったことを示す。)
【0052】
【発明の効果】本発明によれば、光、NOx等のガス、
塩素漂白剤等に対する耐黄化性に優れ、かつ塩素漂白剤
もしくは次亜塩素酸塩等に対する耐久性を低下させるこ
とのない水着用途に好適に使用され得るポリウレタン系
弾性繊維を提供することができる。

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】ヒンダードアミン系安定剤および無機系添
    加剤を含有するポリウレタン系弾性繊維であって、該ヒ
    ンダードアミン系安定剤が下記式(I)式で示される反
    復単位を有するポリ(N・N−ジエチル−β−アミノエ
    チルメタクリレート)であることを特徴とするポリウレ
    タン系弾性繊維。 【化1】
  2. 【請求項2】該無機系添加剤が、酸化亜鉛であることを
    特徴とする請求項1に記載のポリウレタン系弾性繊維。
  3. 【請求項3】該無機系添加剤が、フンタイト及びヒドロ
    マグネサイトの鉱物混合物であることを特徴とする請求
    項1に記載のポリウレタン系弾性繊維。
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6406788B1 (en) 1998-08-10 2002-06-18 Asahi Kasei Kabushiki Kaisha Elastic polyurethane fiber
KR100397705B1 (ko) * 2001-03-30 2003-09-17 주식회사 효성 내변색성 및 내염소성이 향상된 스판덱스 섬유
JP2006342448A (ja) * 2005-06-08 2006-12-21 Opelontex Co Ltd ポリウレタン系弾性繊維及びその製造方法
WO2012091468A3 (ko) * 2010-12-30 2012-11-08 주식회사 효성 내염소성과 내변색성이 향상된 스판덱스 섬유 및 이의 제조방법

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