TW201925556A - 聚胺酯彈性纖維及其捲紗體 - Google Patents

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佐藤均
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日商旭化成股份有限公司
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Abstract

本發明提供一種聚胺酯彈性纖維,其特徵在於:其係複絲紗者,且化合物A與化合物B縮合而成之酯或磷酸酯之含有率相對於該聚胺酯彈性纖維之重量為50 ppm以上且5%以下,上述化合物A為碳數4以上且30以下之單羧酸、碳數4以上且30以下之二羧酸、碳數4以上且30以下之三羧酸、或磷酸之任一種,上述化合物B為碳數1以上且30以下之單醇、分子量3000以下之二醇、或分子量3000以下之三醇之任一種。

Description

聚胺酯彈性纖維及其捲紗體
本發明係關於一種聚胺酯彈性纖維及其捲紗體。
聚胺酯彈性纖維具有優異之彈性特性,故而例如用於內衣、長統襪、壓縮衣、尿布等要求伸縮性或服貼性之各種製品中。製造該等製品時之聚胺酯彈性纖維之加工速度逐年高速化,強烈期待於加工時不斷頭之聚胺酯彈性纖維及其捲紗體。
又,聚胺酯彈性纖維係根據用途之不同而具有適當之纖度者,多數情況是製造為根據其纖度將複數條長絲捆紮而成之複絲紗。
然而,於對複絲紗之聚胺酯彈性纖維進行加工之情形時,於移行中單紗散開,或因張力變動而使紗纏繞於導紗器等係由於在加工為布帛時之染色步驟或熱固化步驟、於尿布製造時塗佈高溫之接著劑之步驟等施加熱之步驟中因熱而使單紗斷開,存在容易斷頭之問題。
為了解決該加工時之斷頭,提出大量改良技術,但難以製造兼具單紗難以散開、移行時之張力變動較小、單紗難以因熱斷開之聚胺酯彈性纖維,無法稱為斷頭之抑制效果充分。
例如,於以下之專利文獻1中記載之聚胺酯彈性纖維中,可藉由調節假撚之強度而使單紗彼此接合而使單紗難以散開,但移行時之張力變動變大,斷頭抑制效果不充分。
又,於以下之專利文獻2中記載之聚胺酯彈性纖維中,藉由使聚胺酯聚合物之一部分低分子量化而使單紗難以散開,但聚合物之熔點亦降低,故而存在耐熱性不良好,容易引起因加工時之熱導致之斷頭之問題。
[先前技術文獻]
[專利文獻]
[專利文獻1]日本專利特公昭47-50005號公報
[專利文獻2]日本專利特開2006-118102號公報
[發明所欲解決之問題]
鑒於上述先前技術之問題方面,本發明所欲解決之課題在於提供一種單紗難以散開、移行時之張力變動較小、可藉由使單紗難以因熱斷開而充分抑制加工時之斷頭的聚胺酯彈性纖維及其捲紗體。
[解決問題之技術手段]
本發明者等人為了解決上述課題而努力研究並反覆實驗,結果意外發現:藉由於聚胺酯彈性纖維中含有特定量之酯或磷酸酯,可解決上述課題,從而完成本發明。
即,本發明係如下所述。
[1]一種聚胺酯彈性纖維,其特徵在於:其係複絲紗者,且化合物A與化合物B縮合而成之酯或磷酸酯之含有率相對於該聚胺酯彈性纖維之重量為50 ppm以上且5%以下,上述化合物A為碳數4以上且30以下之單羧酸、碳數4以上且30以下之二羧酸、碳數4以上且30以下之三羧酸、或磷酸之任一種,上述化合物B為碳數1以上且30以下之單醇、分子量3000以下之二醇、或分子量3000以下之三醇之任一種。
[2]如上述[1]之聚胺酯彈性纖維,其中構成作為上述複絲紗之聚胺酯彈性纖維之單紗之直徑之最大值與最小值之比為1.1以上且2.0以下。
[3]如上述[1]或[2]之聚胺酯彈性纖維,其中聚胺酯彈性纖維之根據流量測試法之流出起始溫度為200℃以上。
[4]如上述[1]至[3]中任一項之聚胺酯彈性纖維,其中上述酯或磷酸酯之含有率相對於該聚胺酯彈性纖維之重量為50 ppm以上且1.5%以下。
[5]如上述[1]至[4]中任一項之聚胺酯彈性纖維,其中上述化合物A為碳數4以上且30以下之單羧酸、碳數4以上且30以下之二羧酸、或碳數4以上且30以下之三羧酸之任一種。
[6]如上述[1]至[5]中任一項之聚胺酯彈性纖維,其中上述化合物A為碳數4以上且30以下之二羧酸、或碳數4以上且30以下之三羧酸之任一種,或上述化合物B為分子量3000以下之二醇、或分子量3000以下之三醇之任一種。
[7]如上述[1]至[6]中任一項之聚胺酯彈性纖維,其中上述化合物A與化合物B縮合而成之酯或磷酸酯為具有芳香環者。
[8]如上述[1]至[7]中任一項之聚胺酯彈性纖維,其以0.01%以上且5%以下進而含有包含三級胺之胺酯或脲化合物。
[9]如上述[8]之聚胺酯彈性纖維,其中上述包含三級胺之胺酯化合物為具有以下之式(1):
[化1]

{式中,R1 為碳數5~30之二價烴基,R2 、及R3 相互獨立地為碳數1~10之二價烴基,並且,R4 為碳數1~10之一價烴基}所表示之重複單元之胺酯化合物。
[10]如上述[8]之聚胺酯彈性纖維,其中上述包含三級胺之胺酯化合物為具有以下之式(1):
[化2]

{式中,R1 為碳數5~30之二價烴基,R2 、及R3 分別獨立地為碳數1~10之二價烴基,並且,R4 為碳數1~10之一價烴基}所表示之重複單元、與以下之式(2):
[化3]

{式中,R5 為碳數5~30之二價烴基,並且,R6 為碳數1~10之二價烴基或聚氧伸烷基}所表示之重複單元的胺酯化合物。
[11]如上述[8]之聚胺酯彈性纖維,其中上述包含三級胺之脲化合物為以下之式(3):
[化4]

{式中,R7 、及R8 分別獨立地為碳數1~10之一價烴基,並且,R9 為碳數5~30之二價烴基}所表示之脲化合物。
[12]如上述[8]至[11]中任一項之聚胺酯彈性纖維,其中上述包含三級胺之胺酯或脲化合物之含量大於上述化合物A與化合物B縮合而成之酯或磷酸酯之含量。
[13]如上述[12]之聚胺酯彈性纖維,其中上述包含三級胺之胺酯或脲化合物之含量為上述化合物A與化合物B縮合而成之酯或磷酸酯之含量之20倍以上且150倍以下。
[14]一種捲紗體,其係如上述[1]至[13]中任一項之聚胺酯彈性纖維之捲紗體。
[15]如上述[14]之捲紗體,其中上述捲紗體中之聚胺酯彈性纖維之伸長率為5%以下。
[發明之效果]
本發明之聚胺酯彈性纖維係藉由於聚胺酯彈性纖維中含有特定量之特定之酯或磷酸酯,而使單紗難以散開,移行時之張力變動較小,可藉由使單紗難以因熱斷開而充分抑制加工時之斷頭。
以下,對用以實施本發明之形態(以下,稱為「本實施形態」)進行詳細說明。本發明並不限定於以下之本實施形態,可於其主旨之範圍內進行各種變化而實施。
本實施形態之聚胺酯彈性纖維之特徵在於:其係包含複數條單紗之複絲紗者,且化合物A與化合物B縮合而成之酯或磷酸酯之含有率相對於該聚胺酯彈性纖維之重量為50 ppm以上且5%以下,上述化合物A為碳數4以上且30以下之單羧酸、碳數4以上且30以下之二羧酸、碳數4以上且30以下之三羧酸、或磷酸之任一種,上述化合物B為碳數1以上且30以下之單醇、分子量3000以下之二醇、或分子量3000以下之三醇之任一種。
於本實施形態中,作為構成聚胺酯彈性纖維之聚胺酯,例如只要為具有由二異氰酸酯、聚合物多元醇、二醇、二胺等聚合而成之結構者,則並無特別限定。又,其聚合方法亦無特別限定。作為聚胺酯,例如可為由二異氰酸酯、聚合物多元醇、及作為擴鏈劑之低分子量二胺等聚合而成之聚胺酯(亦稱為「聚胺酯脲」),又,亦可為由二異氰酸酯、聚合物多元醇、及作為擴鏈劑之低分子量二醇等聚合而成之聚胺酯(亦稱為「聚胺酯胺酯」)。亦可於不妨礙所需效果之範圍內使用三官能性以上之二醇或異氰酸酯。
作為二異氰酸酯,例如可列舉:芳香族二異氰酸酯、脂環族二異氰酸酯、及脂肪族二異氰酸酯等。作為芳香族二異氰酸酯,並不限定於以下,例如可列舉:二苯基甲烷二異氰酸酯(以下,亦稱為「MDI」)、甲苯二異氰酸酯、1,4-二異氰酸酯苯、苯二甲基二異氰酸酯、2,6-萘二異氰酸酯等。作為脂環族二異氰酸酯、脂肪族二異氰酸酯,例如可列舉:亞甲基雙(異氰酸環己酯)(以下,亦稱為「H12MDI」)、異佛爾酮二異氰酸酯、甲基環己烷2,4-二異氰酸酯、甲基環己烷2,6-二異氰酸酯、環己烷1,4-二異氰酸酯、六氫苯二甲基二異氰酸酯、六氫甲苯二異氰酸酯、八氫1,5-萘二異氰酸酯等。該等二異氰酸酯可單獨使用,亦可併用兩種以上。尤其就彈性紗之伸縮恢復性之觀點而言,二異氰酸酯較佳為芳香族二異氰酸酯,更佳為MDI。
作為聚合物多元醇,並不限定於以下,可列舉:聚醚系二醇、聚酯系二醇、聚碳酸酯系二醇、聚丙烯酸系二醇、聚硫酯系二醇、聚烴系二醇等聚合物二醇。就耐水解性之觀點而言,作為聚合物多元醇,較佳為聚醚系多元醇,更佳為聚醚系二醇。
作為聚醚系多元醇,例如可列舉:聚環氧乙烷、聚乙二醇、聚乙二醇衍生物、聚丙二醇、聚四亞甲基醚二醇(以下,亦稱為「PTMG」)、作為四氫呋喃(THF)與新戊二醇之共聚物之改性PTMG(以下,亦稱為「PTXG」)、作為THF與3-甲基THF之共聚物之二醇。該等聚醚系多元醇可單獨使用,亦可併用兩種以上。又,聚合物二醇之數量平均分子量較佳為1000以上且8000以下者。藉由使用該範圍之聚合物二醇,可容易地獲得延展性、伸縮恢復性、耐熱性優異之彈性纖維。就UV(ultraviolet,紫外線)脆化性之觀點而言,作為聚醚系多元醇,較佳為PTMG、PTXG、將該等摻合而成之多元醇。
作為鏈伸長劑,較佳為選自由低分子量二胺、及低分子量二醇所組成之群中之至少一種。再者,作為鏈伸長劑,亦可為如乙醇胺般於分子中具有羥基及胺基之兩者的鏈伸長劑。
作為成為鏈伸長劑之低分子量二胺,並不限定於以下,例如可列舉:肼、乙二胺、1,2-丙二胺、1,3-丙二胺、2-甲基-1,5-戊二胺、1,2-二胺基丁烷、1,3-二胺基丁烷、1-胺基-3,3,5-三甲基-5-胺基甲基環己烷、2,2-二甲基-1,3-二胺基丙烷、1,3-二胺基-2,2-二甲基丁烷、2,4-二胺基-1-甲基環己烷、1,3-戊二胺、1,3-環己烷二胺、雙(4-胺基苯基)氧化膦、己二胺、1,3-環己基二胺、六氫間苯二胺、2-甲基戊二胺、及雙(4-胺基苯基)氧化膦等。該等低分子量二胺可單獨使用一種,亦可併用兩種以上。就彈性紗之伸縮恢復性之觀點而言,作為低分子量二胺,較佳為碳數2~5之二胺,更佳為乙二胺。
作為低分子量二醇,並不限定於以下,可列舉:乙二醇、1,3-丙二醇、1,4-丁二醇、雙羥基乙氧基苯、對苯二甲酸雙羥基乙二酯、1-甲基-1,2-乙二醇等。該等低分子量二醇可單獨使用一種,亦可併用兩種以上。
由如上所述之二異氰酸酯、聚合物多元醇、二醇、二胺等聚合而成之聚胺酯之聚合方法並無特別限定,亦可為熔融聚合法,亦可為溶液聚合法。於溶液聚合法之情形時,例如可藉由於DMAc、DMF、DMSO、NMP等溶劑中,使用二異氰酸酯、聚合物多元醇、二醇、及二胺等原料進行聚合而獲得聚胺酯溶液。又,關於使聚胺酯聚合時之反應方法,亦無特別限定,可列舉:將各原料投入溶劑中並以適當之溫度反應之單觸發法;或使二異氰酸酯與聚合物多元醇反應而製成預聚物後,利用二醇或二胺進行鏈伸長反應而合成聚胺酯之預聚物法等。
又,聚胺酯彈性纖維只要為無損所需之效果之程度,則亦可為含有用於聚胺酯彈性纖維之公知之有機或無機之化合物例如聚胺酯以外之聚合物、或抗氧化劑、熱穩定劑、抗靜電劑、耐光劑、紫外線吸收劑、防氣體變色劑、染料、活性劑、消光劑、著色劑、填充劑、抗黏著劑、潤滑劑等者。
聚胺酯彈性纖維之紡絲方法並無特別限定。作為紡絲方法,例如可列舉:使聚胺酯溶解於溶劑中並藉由濕式法或乾式法進行紡絲之方法;將聚胺酯進行加熱熔融並藉由熔融法進行紡絲之方法。
本實施形態之聚胺酯彈性纖維亦可於紡絲時利用先前公知之方法自外部附著聚胺酯彈性紡織用油劑。作為附著油劑之方法,例如可列舉:使用塗油輥之方法。此處所使用之油劑成分並不限定於以下,例如亦可將二甲基聚矽氧、聚醚改性聚矽氧、聚胺基改性聚矽氧等聚矽氧系油、礦物油系油、滑石、二氧化矽、膠體氧化鋁等礦物性微粒子、硬脂酸鎂、硬脂酸鈣等高級脂肪酸金屬鹽粉末、高級脂肪酸羧酸、高級脂肪族醇、石蠟聚乙烯等常溫下固體之蠟等各種者組合而使用。
於本實施形態中,可藉由於聚胺酯彈性纖維中含有相對於聚胺酯彈性纖維之重量50 ppm以上且5%以下之上述酯或磷酸酯,而發揮如下效果:使單紗難以散開,移行時之張力變動較小,單紗難以因熱斷開,而充分抑制加工時之斷頭。
如上所述,本實施形態之聚胺酯彈性纖維中所含之酯或磷酸酯係下述化合物A:
碳數4以上且30以下之單羧酸、碳數4以上且30以下之二羧酸、碳數4以上且30以下之三羧酸、或磷酸之任一種;與下述化合物B:
碳數1以上且30以下之單醇、分子量3000以下之二醇、或分子量3000以下之三醇之任一種縮合而成者。
只要於聚胺酯彈性纖維中含有特定量之該酯或磷酸酯即可,「含有」之形態並無特別限定,可添加至聚胺酯聚合物之內部,亦可與油劑等處理劑一同附著於纖維表面而含有。添加至聚胺酯聚合物之內部之方法並無特別限定,例如可採用藉由靜態混合器之方法、藉由攪拌之方法、藉由均質攪拌機之方法、使用雙軸擠出機之方法等各種方法。包含於油劑等處理劑中之方法亦無特別限定,例如可採用預先使該酯或磷酸酯含有於油劑中,使用塗油輥或噴嘴、噴霧器,連同油劑一起附著於聚胺酯彈性纖維之方法等各種方法。
關於可藉由將上述酯或磷酸酯添加至聚胺酯彈性纖維中而使單紗難以散開之理由,尚未明確,但發明者等人如下般推定。認為上述酯或磷酸酯與聚胺酯聚合物之相溶性較差,故而儘管為含有於聚胺酯彈性纖維中之方法,亦容易自彈性纖維中滲出,而容易存在於單紗之表面。認為如此於表面存在化之上述酯或磷酸酯係藉由使酯基彼此等類似結構彼此互相因分子間力而相連而使單紗難以散開。
於本實施形態中,作為上述酯或磷酸酯之縮合反應前原料之化合物A,只要為碳數4以上且30以下之單羧酸、碳數4以上且30以下之二羧酸、碳數4以上且30以下之三羧酸、或磷酸之任一種即可。藉由將化合物A製成碳數4以上且30以下之單羧酸、碳數4以上且30以下之二羧酸、碳數4以上且30以下之三羧酸、或磷酸,可抑制單紗之散開。又,並不受單羧酸、二羧酸、三羧酸之支鏈或取代基之有無等特別限制。所謂可具有取代基,意指只要化合物A為單羧酸、二羧酸、三羧酸結構,則亦可具有其他任意之鍵或取代基,例如亦可具有酯鍵、醯胺鍵、醚鍵、硫鍵、雙硫鍵、胺酯鍵等鍵、或環氧基、硝基、氰基、酮基、甲醯基、縮醛基、硫代縮醛基、磺醯基等基等。作為碳數4以上且30以下之單羧酸、碳數4以上且30以下之二羧酸、碳數4以上且30以下之三羧酸,例如可列舉:苯甲酸、鄰苯二甲酸、對苯二甲酸、偏苯三甲酸、己二酸、癸二酸、壬二酸、順丁烯二酸、檸檬酸、月桂酸、肉豆蔻酸、硬脂酸、油酸、環氧化植物油等。
於本實施形態中,作為成為上述酯或磷酸酯之縮合反應前原料之化合物B,只要為碳數1以上且30以下之單醇、分子量3000以下之二醇、或分子量3000以下之三醇之任一種即可。藉由將化合物B製成碳數30以下之單醇、分子量3000以下之二醇、或分子量3000以下之三醇,可抑制單紗之散開。又,並不受支鏈或取代基之有無等特別限制。所謂可具有取代基,意指只要化合物B為單醇、二醇、三醇結構,則亦可具有其他任意之鍵或取代基,例如亦可具有酯鍵、醯胺鍵、醚鍵、硫鍵、雙硫鍵、胺酯鍵等鍵、或環氧基、硝基、氰基、酮基、甲醯基、縮醛基、硫代縮醛基、磺醯基等基等。作為化合物B,例如可列舉:甲醇、乙醇、1-丙醇、2-丙醇、1-丁醇、2-丁醇、1-己醇、2-己醇、3-己醇、環己醇、2-乙基-1-己醇、1-壬醇、異癸醇、苯酚、苄醇等單醇、1,2-乙二醇、1,2-丙二醇、1,3-丙二醇、1,2-丁二醇、1,3-丁二醇、1,4-丁二醇、1,6-己二醇、乙二醇、丙二醇、二乙二醇、二丙二醇、聚乙二醇、聚丙二醇等二醇、甘油、1,2,4-丁烷三醇等三醇等。
於本實施形態中,就更有效地抑制單紗之散開之觀點而言,化合物B更佳為碳數15以下之單醇、分子量1500以下之二醇、或分子量1500以下之三醇,更佳為碳數15以下之單醇、分子量500以下之二醇、或分子量500以下之三醇,更佳為碳數15以下之單醇、或分子量500以下之二醇,最佳為分子量500以下之二醇。作為分子量500以下之二醇,可列舉:乙二醇、丙二醇、二乙二醇、二丙二醇等。認為包含如上所述之化合物B之酯或磷酸酯更容易自彈性纖維中滲出,容易存在於單紗之表面。
於本實施形態中,就更有效地抑制移行時之張力變動之觀點而言,化合物A較佳為碳數4以上且30以下之單羧酸、碳數4以上且30以下之二羧酸、碳數4以上且30以下之三羧酸之任一種。藉由化合物A為碳數4以上且30以下之單羧酸、碳數4以上且30以下之二羧酸、碳數4以上且30以下之三羧酸之任一種,可更有效地抑制移行時之張力變動之理由雖未明確,但發明者等人如下般推定。認為如上所述,藉由化合物A為碳數4以上且30以下之單羧酸、碳數4以上且30以下之二羧酸、碳數4以上且30以下之三羧酸之任一種,可使紗表面之黏性降低,可減小位於紗之移行路徑之導紗器或輥與紗之摩擦阻力之大小或變動,故而可減小移行時之紗之張力變動。
於本實施形態中,就更有效地抑制單紗之散開之觀點而言,上述化合物A較佳為碳數4以上且30以下之二羧酸、碳數4以上且30以下之三羧酸之任一種,或上述化合物B較佳為分子量3000以下之二醇、或分子量3000以下之三醇之任一種。藉由化合物A為碳數4以上且30以下之二羧酸、碳數4以上且30以下之三羧酸之任一種,或化合物B為分子量3000以下之二醇、或分子量3000以下之三醇之任一種,即藉由上述酯為多價,可更有效地使單紗難以散開之理由雖未明確,但發明者等人如下般推定。認為如上所述,藉由化合物A為碳數4以上且30以下之二羧酸、碳數4以上且30以下之三羧酸之任一種,或化合物B為分子量3000以下之二醇、或分子量3000以下之三醇之任一種,而化合物A與化合物B之縮合化合物容易自彈性纖維中滲出,容易存在於單紗之表面,故而單紗間之相連力變得更牢固,而使單紗難以散開。
於本實施形態中,就更有效地抑制單紗之散開之觀點而言,化合物A較佳為包含芳香環之碳數4以上且30以下之單羧酸、碳數4以上且30以下之二羧酸、碳數4以上且30以下之三羧酸,最佳為包含芳香環之碳數4以上且15以下之單羧酸、碳數4以上且15以下之二羧酸、碳數4以上且15以下之三羧酸,具體而言,可列舉:苯甲酸、鄰苯二甲酸、對苯二甲酸、偏苯三甲酸。藉由如此使化合物A具有芳香環,可更有效地使單紗難以散開之理由雖未明確,但發明者等人如下般推定。認為如上所述般,藉由使化合物A具有芳香環,而芳香環彼此之分子間力亦發揮作用,故而單紗間之相連力變得更牢固,而使單紗難以散開。
於本實施形態中,只要上述酯或磷酸酯相對於聚胺酯彈性纖維之重量之含有率為50 ppm以上且5%以下即可,更佳為50 ppm以上且2%以下,進而較佳為100 ppm以上且2%以下,更進而較佳為100 ppm以上且1.5%以下,最佳為100 ppm以上且1%以下。所謂本實施形態之含有率,係指相對於聚胺酯彈性纖維總重量之重量%。又,於利用複數種方法含有上述酯或磷酸酯之情形時,即便上述酯或磷酸酯含有於聚胺酯聚合物之內部、或含有於油劑等處理劑中等,所謂含有率,係指該等之合計值。又,亦可使複數種上述酯或磷酸酯同時含有於聚胺酯彈性纖維中。藉由將上述酯或磷酸酯之含有率設為5%以下,可抑制使上述酯或磷酸酯之聚合物塑化之效果,可減小移行時之張力變動。該張力變動之抑制效果係藉由將含有率設為2%以下而變得更有效,藉由設為1.5%以下而變得進一步有效,藉由設為1%以下而變得最有效。又,具有如下效果:藉由將上述酯或磷酸酯之含有率設為50 ppm以上,而抑制單紗之散開。該效果係藉由將含有率設為100 ppm以上而變得更有效。
於本實施形態中,聚胺酯彈性纖維中所含之上述酯或磷酸酯較佳為熔點為60℃以下。藉由將熔點設為60℃以下,可有效地抑制單紗之散開。認為藉由將上述酯或磷酸酯之熔點設為60℃以下,而使上述酯或磷酸酯容易自彈性纖維中滲出,而容易存在於單紗之表面。
於本實施形態中,聚胺酯彈性纖維中所含之上述酯或磷酸酯於氣壓1.013×105 Pa下之沸點較佳為100℃以上。藉由將上述酯或磷酸酯於氣壓1.013×105 Pa下之沸點設為100℃以上,而上述酯或磷酸酯難以揮發,而容易殘留於聚胺酯彈性纖維中,故而可更有效地抑制單紗之散開。
於本實施形態中,關於聚胺酯彈性纖維中所含之上述酯或磷酸酯,就有效地抑制單紗之散開之觀點而言,分子量較佳為5000以下,更佳為2000以下,進而較佳為1000以下。藉由減小上述酯或磷酸酯之分子量,而上述酯或磷酸酯之流動性提高,而容易自單紗中滲出。
於本實施形態中,聚胺酯彈性纖維中所含之上述酯或磷酸酯較佳為具有酯基以外之氧原子。藉由具有酯基以外之氧原子,可更有效地抑制單紗之散開。若於上述酯或磷酸酯中具有酯基以外之氧原子,則於上述酯或磷酸酯中酯基以外之氧原子彼此之分子間力發揮作用,故而單紗間之相連力變得更牢固,而單紗難以散開。
於本實施形態中,只要上述酯或磷酸酯為化合物A與化合物B之縮合物即可,但就更有效地抑制單紗之散開之觀點而言,上述酯或磷酸酯較佳為具有芳香環。作為不具有芳香環之上述酯或磷酸酯,例如可列舉:己二酸雙(2-環己基)酯、檸檬酸三甲酯、己二酸雙(2-乙基己基)酯、己二酸雙辛酯、癸二酸二丁酯、癸二酸二辛酯等。又,作為具有芳香環之上述酯或磷酸酯,例如有苯甲酸甲酯、苯甲酸乙酯、苯甲酸丙酯、苯甲酸丁酯、苯甲酸己酯、苯甲酸(2-乙基己基)酯、苯甲酸苯酯、苯甲酸苄酯、苯甲酸乙二醇酯、苯甲酸丙二醇酯、苯甲酸二乙二醇酯、苯甲酸二丙二醇酯、二苯甲酸乙二醇酯、二苯甲酸丙二醇酯、二苯甲酸二乙二醇酯、二苯甲酸二丙二醇酯、1,4-環己烷二甲醇二苯甲酸酯等苯甲酸酯,鄰苯二甲酸二甲酯、鄰苯二甲酸二乙酯、鄰苯二甲酸二丁酯、鄰苯二甲酸二異丁酯、鄰苯二甲酸二己酯、鄰苯二甲酸雙(2-乙基己基)酯、鄰苯二甲酸二異壬酯、鄰苯二甲酸二苄酯、鄰苯二甲酸二環己酯、鄰苯二甲酸雙丁基苄酯等鄰苯二甲酸酯,對苯二甲酸二甲酯、對苯二甲酸二乙酯、對苯二甲酸二丁酯、對苯二甲酸二異丁酯、對苯二甲酸二己酯、對苯二甲酸雙(2-乙基己基)酯、對苯二甲酸二異壬酯、對苯二甲酸二苄酯、對苯二甲酸二環己酯、對苯二甲酸丁酯苄酯等對苯二甲酸酯,偏苯三甲酸三甲酯、偏苯三甲酸三辛酯、偏苯三甲酸三(2-乙基己基)酯等偏苯三甲酸酯,磷酸三苯酯、磷酸三甲苯酯、磷酸三(二甲苯)酯、磷酸甲酚基二苯酯、磷酸二苯基(2-乙基己基)酯等芳香族磷酸酯等。就更有效地抑制單紗之散開之觀點而言,上述酯或磷酸酯更佳為苯甲酸甲酯、苯甲酸乙酯、苯甲酸丙酯、苯甲酸丁酯、苯甲酸己酯、苯甲酸(2-乙基己基)酯、苯甲酸苯酯、苯甲酸苄酯、苯甲酸乙二醇酯、苯甲酸丙二醇酯、苯甲酸二乙二醇酯、苯甲酸二丙二醇酯、二苯甲酸乙二醇酯、二苯甲酸丙二醇酯、二苯甲酸二乙二醇酯、二苯甲酸二丙二醇酯、1,4-環己烷二甲醇二苯甲酸酯等苯甲酸酯。就最有效地抑制單紗之散開之觀點而言,上述酯或磷酸酯較佳為具有複數個芳香環之苯甲酸酯,具體而言,最佳為二苯甲酸乙二醇酯、二苯甲酸丙二醇酯、二苯甲酸二乙二醇酯、二苯甲酸二丙二醇酯、1,4-環己烷二甲醇二苯甲酸酯。
於本實施形態中,聚胺酯彈性纖維之纖度較佳為100 dtex以上。藉由將纖度設為100 dtex以上,可更有效地抑制因熱導致之斷頭。
於本實施形態中,作為複絲紗之聚胺酯彈性纖維之長絲數較佳為20以上。藉由將長絲數設為20以上,而容易獲得具有較高之伸縮性之聚胺酯彈性纖維。
於本實施形態中,聚胺酯彈性纖維之單紗細度較佳為30 dtex以下。藉由將單紗細度設為30 dtex以下,而於利用乾式紡絲法製造之情形時,可有效地使溶劑蒸發。
於本實施形態中,只要相對於聚胺酯彈性纖維之重量以50 ppm以上且5%以下含有上述酯或磷酸酯,且構成複絲之單紗直徑之最大值與最小值之比為1.1以上且2.0以下,則單紗散開之效果進一步提高,故而較佳。上述單紗直徑之最大值與最小值之比更佳為1.2以上且2.0以下,進而較佳為1.2以上且1.9以下。藉由將單紗直徑之最大值與最小值之比設為2.0以下,而各單紗之張力之偏差減小,可抑制移行時之張力變動,故而可降低斷頭。該效果係藉由將單紗直徑之最大值與最小值之比設為1.9以下而變得更有效。又,藉由將單紗直徑之最大值與最小值之比設為1.1以上,而單紗難以散開,該效果係藉由將單紗直徑之最大值與最小值之比設為1.2以上而變得更有效。關於藉由如此將單紗直徑之比設為1.1以上,可使紗難以散開之理由,雖未明確,但發明者等人如下般推定。複絲之彈性纖維於製造中之假撚步驟或捲取步驟中單紗纏繞,單紗彼此複雜地相互纏繞之情況較多。認為藉由將單紗直徑之最大值與最小值之比設為1.1以上,而單紗彼此之相互纏繞變得更複雜,故而上述酯或磷酸酯之效果進一步增加,可使單紗難以散開。控制單紗直徑之最大值與最小值之比之方法並無特別限定,可較佳地使用將自孔數不同之兩個紡絲嘴所噴出之絲線拉齊而製造聚胺酯彈性纖維之方法。具體而言,存在如下之方法:自孔數不同之兩個紡絲嘴,以分別成為相同重量之方式擠出聚胺酯原液而使溶劑蒸發,以相同纖度形成長絲數不同之兩條絲線後,於假撚步驟中拉齊,而製造一條聚胺酯彈性纖維。更具體而言,例如以分別成為310 dtex之絲線之重量,自孔數為48與24之紡絲嘴擠出聚胺酯原液而形成兩條絲線,於在假撚步驟中拉齊之情形時,聚胺酯彈性纖維整體地以620 dtex使長絲數成為72,但源自孔數為24個之紡絲嘴之單紗與源自孔數48之單紗相比,單紗直徑成為約1.5倍,故而可將單紗直徑之最大值與最小值之比設為約1.5。又,作為控制單紗直徑之最大值與最小值之比之另一方法,亦可較佳地使用:於紡絲時調節紡絲筒內之溫度並適當地搖動紗之方法;或調整捲取時之導引輥之速度而控制紡絲筒內之彈性纖維之張力之方法。
於本實施形態中,聚胺酯彈性纖維之根據流量測試法之流出起始溫度較佳為200℃以上。藉由將流出起始溫度設為200℃以上,而即便存在於加工時對聚胺酯彈性纖維施加高溫之熱之步驟,亦可獲得不產生因熱導致之斷頭之充分之耐熱性。將流出起始溫度設為200℃以上之聚胺酯彈性纖維之製造方法並無特別限定,例如存在將聚胺酯聚合物之數量平均分子量設為一定以上之方法;提高聚合物中之硬鏈段含率之方法;添加公知之耐熱性改善劑之方法等。又,作為構成聚胺酯彈性纖維之鏈伸長劑,只要為選自由低分子量二胺、及低分子量二醇所組成之群即可,若使用低分子量二胺,則可構成包含脲基之硬鏈段,與使用低分子量二醇時之包含胺酯基之硬鏈段相比更強之氫鍵結力發揮作用,故而流出起始溫度提高,容易將流出起始溫度設為200℃以上。
於本實施形態中,就更有效地抑制單紗之散開,且更有效地提高移行時之制電性(即,難以產生靜電)之觀點而言,較佳為相對於聚胺酯彈性纖維之重量,含有0.01%以上且5%以下之包含三級胺之胺酯或脲化合物,更佳為含有0.01%以上且3%以下,進而較佳為含有0.03%以上且3%以下。包含三級胺之胺酯或脲化合物只要於分子內包含三級胺基、及胺酯或脲基即可,分子內之三級胺基、及胺酯或脲基之位置並不限定,可位於末端,亦可不為末端而位於分子內部。又,只要於分子內包含三級胺基、及胺酯或脲基即可,其數量並無限定,分子中之取代基之有無或分子量亦無特別限定。藉由含有0.01%以上且5%以下之包含三級胺之胺酯或脲化合物,可更有效地使單紗難以散開之理由雖未明確,但發明者等人如下般推定。認為藉由使包含三級胺之胺酯或脲化合物含有於聚胺酯彈性纖維中,可促進上述酯或磷酸酯自彈性纖維中滲出之效果,使上述酯或磷酸酯容易地存在於單紗之表面,故而單紗間之相連力變得更牢固,而單紗難以散開。若含有0.03%以上之包含三級胺之胺酯或脲化合物,則該效果變得更有效。又,就經濟之觀點而言,包含三級胺之胺酯或脲化合物之含有率較佳為5%以下。又,藉由含有0.01%以上且5%以下之包含三級胺之胺酯或脲化合物,可更有效地發揮移行時之制電性之理由雖未明確,但發明者等人如下般推定。認為其原因在於:藉由使包含三級胺之胺酯或脲化合物含有於聚胺酯彈性纖維中,而作為該胺酯或脲化合物與酯化合物之酯基之極性部分之氧原子與氮原子相互作用而實現電子之通道,而使聚胺酯難以帶電。若含有0.03%以上之包含三級胺之胺酯或脲化合物,則該效果變得更有效。
於本實施形態中,就更有效地抑制單紗之散開,且更有效地提高移行時之制電性之觀點而言,包含三級胺之胺酯化合物較佳為具有以下之式(1):
[化5]

{式中,R1 為碳數5~30之二價烴基,R2 、及R3 相互獨立地為碳數1~10之二價烴基,並且,R4 為碳數1~10之一價烴基}所表示之重複單元之胺酯化合物、或具有以下之式(1):
[化6]

{式中,R1 為碳數5~30之二價烴基,R2 、及R3 相互獨立地為碳數1~10之二價烴基,並且R4 為碳數1~10之一價烴基}所表示之重複單元、與式(2):
[化7]

{式中,R5 為碳數5~30之二價烴基,並且,R6 為碳數1~10之二價烴基或聚氧伸烷基}所表示之重複單元之胺酯化合物。又,包含三級胺之脲化合物更佳為以下之式(3):
[化8]

{式中,R7 、及R8 相互獨立地為碳數1~10之一價烴基,並且,R9 為碳數5~30之二價烴基}所表示之脲化合物。
R1 、及R5 更佳為相互獨立地為碳數5~15之二價烴基,進而較佳為具有脂環式烴結構,最佳為具有六員環之脂環式烴結構。
R2 、R3 進而較佳為碳數1~5之烴基。作為碳數1~5之烴基,並不限定於下述,例如存在亞甲基、伸乙基、伸丙基、三亞甲基、伸丁基、2-甲基伸丙基、伸戊基等。
R4 進而較佳為碳數1~5之烴基。作為碳數1~5之烴基,並不限定於下述,例如存在甲基、乙基、丙基、異丙基、丁基、異丁基、第三丁基、戊基、異戊基、第三戊基等。
R6 更佳為碳數2~4之二價烴基、氧乙烯基、氧丙烯基、氧四亞甲基、聚氧乙烯基、聚氧丙烯、聚氧四亞甲基。又,氧四亞甲基、聚氧乙烯基、聚氧丙烯基、聚氧四亞甲基之分子量並無特別限定。
包含三級胺之胺酯化合物中所含之式(1)所表示之重複單元之重複數、及式(2)所表示之重複單元之重複數並無特別限制,又,亦可於分子內之任一位置具有式(1)所表示之重複單元、及式(2)所表示之重複單元。
R7 、R8 更佳為碳數1~5之烴基。作為碳數1~5之烴基,並不限定於下述,例如存在甲基、乙基、丙基、異丙基、丁基、異丁基、第三丁基、戊基、異戊基、第三戊基等。
R9 更佳為碳數5~15之烴基,進而較佳為具有芳香環結構。作為具有芳香環結構之結構,並不限定於下述,例如存在苯結構或二苯基甲烷結構等。
作為具有式(1)所表示之重複單元之胺酯化合物之具體例,並無特別限定,可列舉:具有以下之式(4):
[化9]

所表示之重複單元,且使異佛爾酮二異氰酸酯與N-丁基二乙醇胺共聚而成之化合物4;具有以下之式(5):
[化10]

所表示之重複單元,且使二環己基甲烷4,4'-二異氰酸酯與1,1'-(N-甲基亞胺基)二-2-丙醇共聚而成之化合物5;或具有以下之式(6):
[化11]

所表示之重複單元,且使異佛爾酮二異氰酸酯與1,1'-{N-(第三丁基)亞胺基}二-2-丙醇共聚而成之化合物6。
又,作為具有式(1)所表示之重複單元與式(2)所表示之重複單元之胺酯化合物之具體例,並無特別限定,可列舉:使二環己基甲烷4,4'-二異氰酸酯與N-(第三丁基)二乙醇胺與1,4-丁二醇共聚而成之具有以下之式(7):
[化12]

所表示之重複單元、與以下之式(8):
[化13]

所表示之重複單元之化合物7。
又,作為式(3)所表示之化合物之具體例,並無特別限定,可列舉:以下之式(9):
[化14]

所表示之化合物8、以下之式(10):
[化15]

所表示之化合物9。
於本實施形態2,就更有效地抑制單紗之散開,更有效地提高移行時之制電性之觀點而言,較佳為包含三級胺之胺酯或脲化合物之含量大於上述酯或磷酸酯之含量,包含三級胺之胺酯或脲化合物之含量更佳為上述酯或磷酸酯之5倍以上且200倍以下,進而較佳為10倍以上且150倍以下,更進而較佳為20倍以上且150倍以下,最佳為30倍以上且150倍以下。
於本實施形態中,捲紗體上之聚胺酯彈性纖維之伸長率較佳為5%以下。通常,聚胺酯彈性纖維係以與鬆弛狀態相比伸長之狀態捲取於紙管而形成捲紗體。於該捲紗體之狀態下,將聚胺酯彈性纖維相對於鬆弛狀態伸長之比率稱為捲紗體上之伸長率。藉由將該伸長率設為5%以下,而減小將彈性纖維自捲紗體解舒時所需之應力變動,故而可更有效地抑制移行時之張力變動。將伸長率設為5%以下之方法並無特別限定,例如存在於將聚胺酯彈性纖維捲取時,調整導引輥與捲取繞線筒間之速度比之方法。
本實施形態之聚胺酯彈性纖維由於單紗難以散開,移行時之張力變動較小,移行時之制電性優異,故而可於與棉、絹、羊毛等天然纖維、尼龍6或尼龍66等聚醯胺纖維、聚對苯二甲酸乙二酯、聚對苯二甲酸丙二酯、聚對苯二甲酸四亞甲酯等聚酯纖維、陽離子可染聚酯纖維、銅氨再生嫘縈、黏液嫘縈、及乙酸酯嫘縈等進行交編織,或使用該等纖維並藉由被覆、交絡、合撚等而製成加工紗後,進行交編織而獲得布帛時難以斷頭,可獲得較高之生產性。
使用本實施形態之聚胺酯彈性纖維之布帛可較佳地用於泳衣、緊身褡、胸罩、伴侶商品、內衣等各種彈力內衣、緊身襪、連褲襪、腰帶、緊身西服、鞋罩、彈力運動服、彈力外套、醫療用服裝、彈力裡料等用途中。使用本實施形態之聚胺酯彈性纖維之布帛即便經由預設置、染色、最終設置等熱加工處理步驟,布帛中之聚胺酯彈性纖維之單紗亦難以因熱斷開,可抑制不良品之產生,故而可獲得較高之生產性。
本實施形態之聚胺酯彈性纖維由於單紗難以散開,移行時之張力變動較小,移行時之制電性優異,即便因熱而單紗亦難以斷開,故而可充分抑制斷頭,故而可以較高之生產性製造生理用品或紙尿布等衛生材料,進而構件中之斷頭、脫紗較少,可抑制該等製品之不良品之產生。
[實施例]
藉由以下之實施例、比較例而具體地說明本發明,但本發明之範圍並不受實施例限定。
首先,對於以下之實施例中所使用之評價方法進行說明。
<測定方法及評價方法>
<化合物A與化合物B縮合而成之酯或磷酸酯之含有率>
作為上述酯或磷酸酯之檢測方法,例如可列舉:將特定量之聚胺酯彈性纖維浸漬於溶劑中,萃取上述酯或磷酸酯後,應用公知之GC/MS(Gas Chromatography-Mass Spectrometer,氣相色譜-質譜聯用儀)、NMR(nuclear magnetic resonance,核磁共振)等分析方法之方法。更具體而言,例如,將聚胺酯彈性纖維1 g藉由氯仿120 mL進行8小時索氏萃取。將該萃取液藉由蒸發器於40℃下進行濃縮乾燥,進而於常溫下進行1小時真空乾燥而獲得乾燥試樣,藉由公知之GC/MS、NMR等方法對該乾燥試樣進行分析。關於該分析條件之詳細內容,例如可選擇以下之裝置或條件。
<NMR測定>
測量並取出特定量之乾燥試樣與內部標準之二甲基亞碸,利用下述條件測定NMR,進行上述酯或磷酸酯之結構之特定與含量之算出。上述酯或磷酸酯之含量之算出可藉由與作為內部標準之二甲基亞碸之氫訊號之積分值而算出。例如於算出苯甲酸二乙二醇酯之含量之情形時,可將苯甲酸二乙二醇酯之苯基之氫之積分值與二甲基亞碸之甲基之氫之積分值進行比較而算出。再者,於NMR測定中因峰之重複等而無法測定含量之情形時,藉由以下之GC/MS分析測定而測定含量。
測定裝置:JEOL公司製造之ECS400
測定核:1 H
共振頻率:400 MHz
累計次數:256次
測定溫度:室溫
溶劑:氘二甲基甲醯胺
測定濃度:1.5重量%
化學位移基準:二甲基甲醯胺(8.0233 ppm)
<GC/MS分析測定>
將乾燥試樣溶解於甲醇5 mL中進行分析。上述酯或磷酸酯之濃度可藉由另外製作使用GC並藉由NMR測定而鑑定出結構之上述酯或磷酸酯之校準曲線,與乾燥試樣中之上述酯或磷酸酯之面積進行比較而算出重量%。
GC裝置:Agilent Technologies 7890A
注入口溫度:320℃
管柱:DB-1MS(30 m×0.25 mmf)、液相厚0.25 μm
管柱溫度:40℃(保持時間5分鐘)、20℃/分鐘升溫、320℃(保持11分鐘)
MS裝置:Agilent Technologies 5975C MSD
離子源溫度:230℃
離子化方法:電子離子化法
<包含三級胺之胺酯或脲化合物之含有率>
作為上述胺酯或脲化合物之檢測方法,例如可列舉:使特定量之聚胺酯彈性纖維浸漬於溶劑中,萃取上述胺酯或脲化合物後,應用公知之GC/MS、NMR等分析方法之方法。更具體而言,例如,將聚胺酯彈性纖維1 g藉由氯仿120 mL進行8小時索氏萃取。將該萃取液藉由蒸發器於40℃下進行濃縮乾燥,進而於常溫下進行1小時真空乾燥而獲得乾燥試樣,將該乾燥試樣藉由公知之GC/MS、NMR等方法進行分析。關於該分析條件之詳細內容,例如可選擇以下之裝置或條件。
<NMR測定>
測量並取出特定量之乾燥試樣與內部標準之二甲基亞碸,利用下述條件測定NMR,進行上述胺酯或脲化合物之結構之特定與含量之算出。上述酯或磷酸酯之含量之算出可藉由與作為內部標準之二甲基亞碸之氫訊號之積分值而算出。上述胺酯或脲化合物之含量之算出可藉由與作為內部標準之二甲基亞碸之氫訊號之積分值而算出。再者,於NMR測定中因峰之重複等而無法測定含量之情形時,藉由以下之GC/MS分析測定而測定含量。
測定裝置:JEOL公司製造之ECS400
測定核:1 H
共振頻率:400 MHz
累計次數:256次
測定溫度:室溫
溶劑:氘二甲基甲醯胺
測定濃度:1.5重量%
化學位移基準:二甲基甲醯胺(8.0233 ppm)
<GC/MS分析測定>
將乾燥試樣溶解於甲醇5 mL中進行分析。上述胺酯或脲化合物之濃度可藉由另外製作使用GC並藉由NMR測定而鑑定出結構之上述胺酯或脲化合物之校準曲線,與乾燥試樣中之上述胺酯或脲化合物之面積進行比較而算出重量%。
GC裝置:Agilent Technologies 7890A
注入口溫度:320℃
管柱:DB-1MS(30 m×0.25 mmf)、液相厚0.25 μm
管柱溫度:40℃(保持時間5分鐘)、20℃/分鐘升溫、320℃(保持11分鐘)
MS裝置:Agilent Technologies 5975C MSD
離子源溫度:230℃
離子化方法:電子離子化法
<單紗直徑之最大值與最小值之比之測定>
採樣1 m之聚胺酯彈性纖維,於任意選擇之5處剖面測定所有單紗之直徑,將其最大值與最小值之比設為單紗直徑之最大值與最小值之比。各單紗之直徑係使用日本電子股份有限公司製造之電子顯微鏡JSM-6510,觀察聚胺酯彈性纖維之剖面而測定。再者,於單紗之剖面形狀不為圓形而為橢圓形或啞鈴形等異形截面之情形時,描繪完全包含剖面之最小徑之圓(以下,亦稱為「最小包含圓」),將最小包含圓之徑設為單紗直徑。
<聚胺酯彈性纖維之流出起始溫度測定>
聚胺酯彈性纖維之流出起始溫度係使用流量測試機CFT-500D型(島津製作所(股)製造)進行測定。聚胺酯彈性纖維係不進行去除油劑等處理劑等之預處理,於一次之測定中採樣1.5 g,測定流出起始溫度。模具(噴嘴)係使用直徑0.5 mm、厚度1.0 mm者,求出施加30 kg之擠出負荷,並以初期設定溫度120℃預熱240秒後,以3℃/分鐘之速度快速升溫至250℃等時之行程長度(mm)與溫度之曲線。伴隨溫度上升,將增色劑內之聚合物進行加熱,使聚合物開始自模具中流出。將此時之溫度設為流出起始溫度。
<捲紗體上之聚胺酯彈性纖維伸長率>
捲紗體上之聚胺酯彈性纖維之伸長率(%)係按照以下之順序進行測定及計算。
・自聚胺酯彈性纖維捲紗體將聚胺酯彈性纖維以鬆弛狀態之長度(以下,亦簡稱為「鬆弛長度」)解舒0.5 m而製成樣品,測定該樣品重量(g)。由以下之計算式,計算聚胺酯彈性紗之鬆弛狀態下之纖度(鬆弛纖度A(dtex))。測定係進行4次,取其平均值。再者,所謂「鬆弛狀態」,係指將紗自筒子紗解舒後,以無負荷狀態放置2小時以上之狀態。
鬆弛纖度A(dtex)=樣品重量(g)×10000/鬆弛長度(m)
・藉由送出輥,自聚胺酯彈性紗捲紗體將聚胺酯彈性紗以維持伸長率之狀態送出50 m進行解舒。測定所解舒之紗之重量(g)。由以下之計算式,計算聚胺酯彈性紗之伸長狀態下之纖度(印刷纖度B(dtex))。
印刷纖度B(dtex)=所解舒之紗之總重量(g)×10000/50(m)
由・以下之計算式:
伸長率(%)=(A/B-1)×100
,計算捲紗體上之聚胺酯彈性紗之伸長率(%)。
<單紗之散開>
使用拉伸試驗機(Orientec(股)製造之RTG-1210型拉力機),於20℃、相對濕度65%之條件下將試樣長度50 mm之試驗紗以500 mm/min之速度進行拉伸直至斷裂,觀察彈性纖維之斷裂部,觀察單紗是否散開。關於單紗之散開,於具有自斷裂部獨立出1 cm以上之單紗之情形時,判斷為單紗散開。針對一個試驗紗進行10次測定,記錄單紗散開之條數,基於以下之6個階段之評價基準進行評價:
6:10次中,散開之數為0條~1條。
5:10次中,散開之數為2條~3條。
4:10次中,散開之數為4條~5條。
3:10次中,散開之數為6條~7條。
2:10次中,散開之數為8條~9條。
1:10次中,散開之數為10條。
<移行時之張力變動>
如圖1所示,將使1000 m之聚胺酯彈性纖維捲取於紙管之捲紗體1安裝至裝置,將彈性纖維送出輥2以速度10 m/min、將捲取輥3以速度30 m/min之延伸倍率3倍進行移行,利用張力計4以0.1秒間隔測定3分鐘紗移行時之應力(mg)。將用所獲得之應力值之變動之標準偏差(mg)除以彈性纖維之纖度所得之值設為移行時之張力變動值(mg/dtex),基於以下之6個階段之評價基準進行評價:
6:移行時之張力變動值未達5(mg/dtex)。
5:移行時之張力變動值為5(mg/dtex)以上且未達7(mg/dtex)。
4:移行時之張力變動值為7(mg/dtex)以上且未達10(mg/dtex)。
3:移行時之張力變動值為10(mg/dtex)以上且未達12(mg/dtex)。
2:移行時之張力變動值為12(mg/dtex)以上且未達15(mg/dtex)。
1:移行時之張力變動值為15(mg/dtex)以上。
<移行時之制電性>
如圖2所示般,將使1000 m之聚胺酯彈性纖維捲取於紙管之捲紗體1安裝至裝置,將彈性纖維送出輥2以速度50 m/min、將捲取輥3以速度100 m/min之延伸倍率2倍進行移行,於開始移行後1小時後,利用數位低電位測定器(春日電氣股份有限公司製造)5測定於移行時之紗上2 mm所產生之靜電量。將所獲得之靜電量之平均值設為移行時之產生靜電(kV),基於以下之6個階段之評價基準進行評價:
6:移行時之產生靜電之絕對值未達4(kV)。
5:移行時之產生靜電之絕對值為4(kV)以上且未達4.5(kV)。
4:移行時之產生靜電之絕對值為4.5(kV)以上且未達5(kV)。
3:移行時之產生靜電之絕對值為5(kV)以上且未達5.5(kV)。
2:移行時之產生靜電之絕對值為5.5(kV)以上且未達6(kV)。
1:移行時之產生靜電之絕對值為6(kV)以上。
<單紗之耐熱性>
將初期長度7 cm之試驗紗伸長200%而製成21 cm,壓抵於表面溫度180℃之直徑6 cm之圓筒狀之熱體(接觸部分1 cm),測定至切斷為止之秒數,基於以下之6個階段之評價基準進行評價:
6:至切斷為止之秒數為60秒以上。
5:至切斷為止之秒數為45秒以上且未達60秒。
4:至切斷為止之秒數為30秒以上且未達45秒。
3:至切斷為止之秒數為10秒以上且未達30秒。
2:至切斷為止之秒數為5秒以上且未達10秒。
1:至切斷為止之秒數未達5秒。
<加工時之斷頭之耐性>
基於以下之6個階段之評價基準評價於加工步驟中使用聚胺酯彈性纖維時之斷頭之頻度。
6:單紗之散開、移行時之張力變動、單紗之耐熱性、移行時之制電性均為評價6,且於加工步驟中不引起斷頭。
5:於單紗之散開、移行時之張力變動、單紗之耐熱性、移行時之制電性之任一者中有評價5,但未見評價4、3、2、1。於加工步驟中不引起斷頭。
4:於單紗之散開、移行時之張力變動、單紗之耐熱性、移行時之制電性之任一者中具有評價4,但未見評價3、2、1。於加工步驟中幾乎不引起斷頭。
3:於單紗之散開、移行時之張力變動、單紗之耐熱性、移行時之制電性之任一者中具有評價3,但未見評價2、1。於加工步驟中幾乎不引起斷頭。
2:於單紗之散開、移行時之張力變動、單紗之耐熱性、移行時之制電性之任一者中具有評價2,但未見評價1。於加工步驟中很少引起斷頭。
1:於單紗之散開、移行時之張力變動、單紗之耐熱性、移行時之制電性之任一者中具有評價1,於加工步驟中頻繁發生斷頭。
於實施例及比較例中,只要並無特別說明,則藉由以下所示之製造方法而製造聚胺酯彈性纖維及其捲紗體。
將數量平均分子量2000之聚四亞甲基醚二醇2000 g、及4,4'-二苯基甲烷二異氰酸酯400 g於乾燥氮氣環境下,於60℃下於攪拌下反應3小時,獲得末端為異氰酸酯且經封端之聚胺酯預聚物。將其冷卻至室溫後,添加二甲基乙醯胺,進行溶解而製成聚胺酯預聚物溶液。另一方面,準備將乙二胺33.8 g及二乙基胺5.4 g溶解於乾燥二甲基乙醯胺中之溶液,將其於室溫下添加至上述預聚物溶液中,獲得聚胺酯固形物成分濃度30質量%、黏度450 Pa・s(30℃)之聚胺酯溶液PA1。針對該PA1,視需要添加酯或磷酸酯、或包含三級胺之胺酯或脲化合物進行混合,製成均勻之溶液後,於室溫、減壓下進行脫泡,將其製成紡絲原液。將該紡絲原液自根據所需之長絲數之微孔數之紡絲嘴中擠出,又,為了調整單紗直徑之最大值與最小值之比,適宜調節紡絲筒內之溫度並適當搖動紗而進行乾式紡絲,將複絲利用藉由0.20 MPa之壓縮空氣之假撚裝置進行集束後,視需要將包含酯或磷酸酯之油劑賦予至聚胺酯彈性纖維,捲取於紙製之紙管,而獲得聚胺酯彈性纖維之捲紗體。
[實施例1~8]
將二苯甲酸二乙二醇酯(東京化成工業公司製造:於化合物內有芳香環)以相對於聚胺酯彈性纖維總重量成為200 ppm之方式含有於油劑中或聚合物中,單紗直徑之最大值與最小值之比為1.47~1.53,流出起始溫度為200℃以上,不含包含三級胺之胺酯或脲化合物,伸長率為2%,使紗細度與長絲數如以下之表1所示般變化,製造實施例1~8之聚胺酯彈性紗捲紗體。將結果示於以下之表1。
[實施例9~15]
紗細度為620 dtex,長絲數為72,單紗直徑之最大值與最小值之比為1.48~1.56,伸長率為2%,使油劑中或聚合物中所含之二苯甲酸二乙二醇酯(東京化成工業公司製造:於化合物內有芳香環)相對於聚胺酯彈性纖維總重量之含有率、與流出起始溫度以如以下之表1所示般變化,不含包含三級胺之胺酯或脲化合物,製造實施例9~15之聚胺酯彈性紗捲紗體。
可知藉由使酯或磷酸酯含有於聚胺酯彈性纖維中,可抑制加工時之斷頭。將結果示於以下之表1。
[表1]
[實施例16~21]
紗細度為620 dtex,長絲數為72,使酯或磷酸酯以相對於聚胺酯彈性纖維總重量成為200 ppm之方式含有於油劑中,單紗直徑之最大值與最小值之比為1.46~1.53,流出起始溫度為200℃以上,不含包含三級胺之胺酯或脲化合物,伸長率為2%,使酯或磷酸酯如以下之表2所示般變化,製造實施例16~21之聚胺酯彈性紗捲紗體。作為酯或磷酸酯,使用苯甲酸甲酯(東京化成工業公司製造:於化合物內具有芳香環)、苯甲酸苄酯(東京化成工業公司製造:於化合物內具有芳香環)、偏苯三甲酸三甲酯(東京化成工業公司製造:於化合物內具有芳香環)、磷酸三甲苯酯(東京化成工業公司製造:於化合物內具有芳香環)、磷酸二苯基2-乙基己酯(東京化成工業公司製造:於化合物內具有芳香環)、鄰苯二甲酸二丁酯(東京化成工業公司製造:於化合物內具有芳香環)。
可知藉由使酯或磷酸酯含有於聚胺酯彈性纖維中,可抑制加工時之斷頭。將結果示於以下之表2。
[實施例22~33]
紗細度為620 dtex,長絲數為72,使二苯甲酸二乙二醇酯(東京化成工業公司製造:於化合物內具有芳香環)以相對於聚胺酯彈性纖維總重量成為200 ppm之方式含有於油劑中或聚合物中,伸長率為2%,流出起始溫度為200℃以上,不含包含三級胺之胺酯或脲化合物,使單紗直徑之最大值與最小值之比如以下之表2所示般變化,製造實施例22~33之聚胺酯彈性紗捲紗體。
可知藉由控制單紗直徑之最大值與最小值之比,可抑制加工時之斷頭。將結果示於以下之表2。
[表2]
[實施例34、35]
紗細度為620 dtex,長絲數為72,使二苯甲酸二乙二醇酯(東京化成工業公司製造:於化合物內具有芳香環)以相對於聚胺酯彈性纖維總重量成為200 ppm之方式含有於油劑中或聚合物中,單紗直徑之最大值與最小值之比為1.49~1.52,伸長率為2%,流出起始溫度未達200℃,不含包含三級胺之胺酯或脲化合物,製造實施例34、35之聚胺酯彈性紗捲紗體。再者,於本實施例之聚胺酯彈性纖維之製造中,為了將流出起始溫度設為未達200℃,針對PA1,將利用下述方法另外合成之聚胺酯溶液PU1以成為PA1:PU1=90:10~60:40之重量比之方式進行混合,其後,視需要添加酯或磷酸酯、或包含三級胺之胺酯或脲化合物進行混合,製成均勻之溶液後,於室溫、減壓下進行脫泡,將其製成紡絲原液。再者,PU1係將數量平均分子量2000之聚四亞甲基醚二醇2000 g、及甲苯二異氰酸酯400 g於乾燥氮氣環境下,於60℃下攪拌3小時進行反應,獲得末端由異氰酸酯封端之聚胺酯預聚物,將其冷卻至室溫後,添加二甲基乙醯胺,進行溶解而製成聚胺酯預聚物溶液,另外,準備將1,4-丁二醇110 g溶解於乾燥二甲基乙醯胺中之溶液,將其於室溫下添加至上述預聚物溶液中,於80℃下攪拌3小時進行反應而合成。可知藉由控制流出起始溫度,可抑制加工時之斷頭。將結果示於以下之表3。
[實施例36、37]
紗細度為620 dtex,長絲數為72,使酯或磷酸酯以相對於聚胺酯彈性纖維總重量成為200 ppm之方式含有於油劑中,單紗直徑之最大值與最小值之比為1.50~1.53,流出起始溫度為200℃以上,不含包含三級胺之胺酯或脲化合物,伸長率為2%、將酯如以下之表3所示般變化,製造實施例36、37之聚胺酯彈性紗捲紗體。作為酯,使用己二酸雙(2-乙基己基)酯(東京化成工業公司製造:於化合物內無芳香環)、檸檬酸三甲酯(東京化成工業公司製造:於化合物內無芳香環)。
可知藉由使酯含有於聚胺酯彈性纖維中,可抑制加工時之斷頭。將結果示於以下之表3。
[實施例38、39]
紗細度為620 dtex,長絲數為72,將二苯甲酸二乙二醇酯(東京化成工業公司製造:於化合物內具有芳香環)以相對於聚胺酯彈性纖維總重量成為200 ppm之方式含有於油劑中,單紗直徑之最大值與最小值之比為1.48~1.56,流出起始溫度為200℃以上,不含包含三級胺之胺酯或脲化合物,使伸長率如以下之表3所示般變化,製造實施例38、39之聚胺酯彈性紗捲紗體。
可知藉由控制伸長率,可抑制加工時之斷頭。將結果示於以下之表3。
[表3]
依據以下之製造例1~6,合成包含三級胺之胺酯或脲化合物。
[製造例1]
於具備攪拌機、溫度計之可分離式燒瓶中,加入N-丁基二乙醇胺100 mmol(東京化成工業公司製造)、異佛爾酮二異氰酸酯90 mmol(東京化成工業公司製造)、DMAc 100 mL(東京化成工業公司製造)、作為觸媒之二丁基二月桂酸錫0.1 mL,於60℃下進行2小時攪拌,合成化合物4。
[製造例2]
於具備攪拌機、溫度計之可分離式燒瓶中,加入1,1'-(N-甲基亞胺基)二-2-丙醇100 mmol(BASF公司製造)、二環己基甲烷4,4'-二異氰酸酯90 mmol(東京化成工業公司製造)、DMAc 100 mL(東京化成工業公司製造)、作為觸媒之二丁基二月桂酸錫0.1 mL,於60℃下進行2小時攪拌,合成化合物5。
[製造例3]
於具備攪拌機、溫度計之可分離式燒瓶中,加入1,1'-{N-(第三丁基)亞胺基}二-2-丙醇100 mmol、異佛爾酮二異氰酸酯90 mmol(東京化成工業公司製造)、DMAc 100 mL(東京化成工業公司製造)、作為觸媒之二丁基二月桂酸錫0.1 mL,於60℃下進行2小時攪拌,合成化合物6。
[製造例4]
於具備攪拌機、溫度計之可分離式燒瓶中,加入N-(第三丁基)二乙醇胺60 mmol(東京化成工業公司製造)、1,4-丁二醇40 mmol(東京化成工業公司製造)、二環己基甲烷4,4'-二異氰酸酯90 mmol(東京化成工業公司製造)、DMAc 100 mL(東京化成工業公司製造)、作為觸媒之二丁基二月桂酸錫0.1 mL,於60℃下進行2小時攪拌,合成化合物7。
[製造例5]
於具備攪拌機、溫度計之可分離式燒瓶中,加入N,N-二甲基肼100 mmol(東京化成工業公司製造)、二苯基甲烷二異氰酸酯50 mmol(東京化成工業公司製造)、DMAc 100 mL(東京化成工業公司製造),於60℃下進行2小時攪拌,合成化合物8。
[製造例6]
於具備攪拌機、溫度計之可分離式燒瓶中,加入N,N-二甲基肼100 mmol(東京化成工業公司製造)、六亞甲基二異氰酸酯50 mmol(東京化成工業公司製造)、DMAc 100 mL(東京化成工業公司製造),於60℃下進行2小時攪拌,合成化合物9。
[實施例40~45]
紗細度為620 dtex,長絲數為72,將二苯甲酸二乙二醇酯(東京化成工業公司製造:於化合物內具有芳香環)以相對於聚胺酯彈性纖維總重量成為200 ppm之方式含有於油劑中,單紗直徑之最大值與最小值之比為1.46~1.55,伸長率為2%,流出起始溫度為200℃以上,含有2%之包含三級胺之胺酯或脲化合物,以包含三級胺之胺酯或脲化合物之含有率成為酯或磷酸酯之含有率之100倍之方式含有,製造實施例40~45之聚胺酯彈性紗捲紗體。作為包含三級胺之胺酯或脲化合物,使用製造例1~6中所製作之化合物4~9。
可知藉由含有包含三級胺之胺酯或脲化合物,可抑制加工時之斷頭。將結果示於以下之表4。
[實施例46~51]
紗細度為620 dtex,長絲數為72,將二苯甲酸二乙二醇酯(東京化成工業公司製造:於化合物內具有芳香環)以相對於聚胺酯彈性纖維總重量成為200 ppm之方式含有於油劑中,單紗直徑之最大值與最小值之比為1.46~1.56,伸長率為2%,流出起始溫度為200℃以上,使製造例1中所製作之化4之含有率如以下之表4般變化,以包含三級胺之胺酯或脲化合物之含有率成為酯或磷酸酯之含有率之0.75倍~200倍之方式,製造實施例46~51之聚胺酯彈性紗捲紗體。
可知藉由控制包含三級胺之胺酯或脲化合物之含有率與酯之含有率之比,可抑制加工時之斷頭。將結果示於以下之表4。
[比較例1]
不使酯或磷酸酯含有於聚胺酯彈性纖維中,紗細度為620 dtex,長絲數為72,單紗直徑之最大值與最小值之比為1.47,流出起始溫度為212℃,不含包含三級胺之胺酯或脲化合物,製造伸長率為2%之比較例1之聚胺酯彈性紗捲紗體。
紗容易散開,於加工時頻繁發生斷頭。將結果示於以下之表4。
[比較例2~5]
紗細度為620 dtex,長絲數為72,單紗直徑之最大值與最小值之比為1.49~1.57,不含包含三級胺之胺酯或脲化合物,伸長率為2%,使油劑中或聚合物中所含之二苯甲酸二乙二醇酯(東京化成工業公司製造:於化合物內具有芳香環)相對於聚胺酯彈性纖維總重量之含有率、與流出起始溫度如以下之表4所示般變化,製造比較例2~5之聚胺酯彈性紗捲紗體。
於加工時頻繁發生斷頭。將結果示於以下之表4。
[表4]


[產業上之可利用性]
本發明之聚胺酯彈性纖維係藉由於聚胺酯彈性纖維中含有特定之酯或磷酸酯,而使單紗難以散開,移行時之張力變動較小,並由於單紗難以因熱斷開,可充分抑制加工時之斷頭。因此,本發明之聚胺酯彈性纖維可較佳地用於內衣、長統襪、壓縮衣、及尿布等之製造中。
1‧‧‧彈性纖維之捲紗體
2‧‧‧送出輥
3‧‧‧捲取輥
4‧‧‧張力計
5‧‧‧數位低電位測定器
圖1係測定聚胺酯彈性纖維之移行時之張力變動之裝置之概略圖。
圖2係測定聚胺酯彈性纖維之移行時之制電性之裝置之概略圖。

Claims (15)

  1. 一種聚胺酯彈性纖維,其特徵在於:其係複絲紗者,且化合物A與化合物B縮合而成之酯或磷酸酯之含有率相對於該聚胺酯彈性纖維之重量為50 ppm以上且5%以下,上述化合物A為碳數4以上且30以下之單羧酸、碳數4以上且30以下之二羧酸、碳數4以上且30以下之三羧酸、或磷酸之任一種,上述化合物B為碳數1以上且30以下之單醇、分子量3000以下之二醇、或分子量3000以下之三醇之任一種。
  2. 如請求項1之聚胺酯彈性纖維,其中構成作為上述複絲紗之聚胺酯彈性纖維之單紗之直徑之最大值與最小值之比為1.1以上且2.0以下。
  3. 如請求項1或2之聚胺酯彈性纖維,其中聚胺酯彈性纖維之根據流量測試法之流出起始溫度為200℃以上。
  4. 如請求項1至3中任一項之聚胺酯彈性纖維,其中上述酯或磷酸酯之含有率相對於該聚胺酯彈性纖維之重量為50 ppm以上且1.5%以下。
  5. 如請求項1至4中任一項之聚胺酯彈性纖維,其中上述化合物A為碳數4以上且30以下之單羧酸、碳數4以上且30以下之二羧酸、或碳數4以上且30以下之三羧酸之任一種。
  6. 如請求項1至5中任一項之聚胺酯彈性纖維,其中上述化合物A為碳數4以上且30以下之二羧酸、或碳數4以上且30以下之三羧酸之任一種,或上述化合物B為分子量3000以下之二醇、或分子量3000以下之三醇之任一種。
  7. 如請求項1至6中任一項之聚胺酯彈性纖維,其中上述化合物A與化合物B縮合而成之酯或磷酸酯為具有芳香環者。
  8. 如請求項1至7中任一項之聚胺酯彈性纖維,其以0.01%以上且5%以下進而含有包含三級胺之胺酯或脲化合物。
  9. 如請求項8之聚胺酯彈性纖維,其中上述包含三級胺之胺酯化合物為具有以下之式(1): [化1] {式中,R1 為碳數5~30之二價烴基,R2 、及R3 相互獨立地為碳數1~10之二價烴基,並且,R4 為碳數1~10之一價烴基}所表示之重複單元之胺酯化合物。
  10. 如請求項8之聚胺酯彈性纖維,其中上述包含三級胺之胺酯化合物為具有以下之式(1): [化2] {式中,R1 為碳數5~30之二價烴基,R2 、及R3 分別獨立地為碳數1~10之二價烴基,並且,R4 為碳數1~10之一價烴基}所表示之重複單元、與以下之式(2): [化3] {式中,R5 為碳數5~30之二價烴基,並且,R6 為碳數1~10之二價烴基或聚氧伸烷基}所表示之重複單元的胺酯化合物。
  11. 如請求項8之聚胺酯彈性纖維,其中上述包含三級胺之脲化合物為以下之式(3): [化4] {式中,R7 、及R8 分別獨立地為碳數1~10之一價烴基,並且,R9 為碳數5~30之二價烴基}所表示之脲化合物。
  12. 如請求項8至11中任一項之聚胺酯彈性纖維,其中上述包含三級胺之胺酯或脲化合物之含量大於上述化合物A與化合物B縮合而成之酯或磷酸酯之含量。
  13. 如請求項12之聚胺酯彈性纖維,其中上述包含三級胺之胺酯或脲化合物之含量為上述化合物A與化合物B縮合而成之酯或磷酸酯之含量之20倍以上且150倍以下。
  14. 一種捲紗體,其係如請求項1至13中任一項之聚胺酯彈性纖維之捲紗體。
  15. 如請求項14之捲紗體,其中上述捲紗體中之聚胺酯彈性纖維之伸長率為5%以下。
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