説明

ストレッチ繊維製品

【課題】ポリウレタン弾性繊維のストレッチ性に重要な強度・伸度を維持しつつ、消臭性の機能と外観品位に優れたストレッチ繊維製品を提供する。
【解決手段】ウレタン基濃度がポリウレタン1kgに対して0.2mol/kg以上3.5mol/kg以下であるポリウレタンの弾性短繊維を含有し、該弾性短繊維は、繊維長が1mm以上100mm以下の範囲内で、かつ、繊維表面に少なくとも1種以上のアニオン性ビニルモノマーが重合されてなる被膜重合体を有するストレッチ繊維製品とする。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明はストレッチ繊維製品に関する。さらに詳しくは、ポリウレタンを紡糸後に細断してポリウレタン弾性短繊維とするとともに、繊維表面をアニオン性ビニルモノマーで被膜することにより得られる、ストレッチ性、消臭性、外観品位の優れたストレッチ繊維製品に関する。
【背景技術】
【0002】
近年、日常生活の中で健康や衛生に対する意識が高まってきており、衣料品(衣服用織物・編物・繊維構造物など)や資材(自動車用資材、包装資材など)などについては良好な伸縮性や緩衝性に加え、生活臭に対する消臭性や抗菌性などの機能を付与した製品や技術も注目されている。
【0003】
一般に、生活臭には加齢臭や排泄臭などがあり、(社)繊維評価技術協議会公表の「消臭加工」の評価基準によれば、加齢臭の消臭には、アンモニア、酢酸、イソ吉草酸及びノネナールの全ての成分を除去する機能が必須とされており、排泄臭の消臭には、アンモニア、酢酸、メチルメルカプタン、硫化水素及びインドールの全ての成分を除去する機能が必須とされている。そのため、これらの各臭気に対する消臭効果とストレッチ性を同時に有し、かつ、製造時の工程安定化と製造コスト削減の面から、必要最低限の機能剤で性能を発現する繊維製品が求められている。
【0004】
繊維製品にストレッチ性と消臭性を付与するための試みとしては、改質セルロース系繊維、ポリエステル繊維およびポリウレタン弾性繊維を組み合わせたストレッチ布帛が加齢臭消臭性の優れたのものとして知られている(特許文献1)。しかしながら、該文献に記載される技術では、加齢臭消臭性を備えたストレッチ繊維製品を得るためには、ポリウレタン弾性繊維に特定の繊維を特定の割合で組み合わせることが必須である。
【0005】
また、排泄物消臭性、抗菌性を付与するために、繊維表面に無機微粒子を含有する重合体被膜を形成し、該被膜の表面または内部に抗菌剤および光触媒を含有せしめた繊維構造物が提案されている(特許文献2)。しかしながら、該文献に記載の手法は、ポリエステル系繊維などの単一の非弾性繊維を用いた布帛に、排泄物消臭性、抗菌性を付与する後加工技術に属する手法である。そのため、同様の構成をポリウレタン弾性繊維を含む繊維構造物に適用した場合、添加する無機粒子や抗菌剤の影響によりポリウレタン弾性繊維に依存するストレッチ性および外観品位が損なわれることが多い。
【0006】
また、商品包装に用いられるセルロース紙製品に、親水性処理剤を付着したポリウレタン短繊維を混合させて、ストレッチ性を付与する手法が提案されている(特許文献3)。しかしながら、該文献には消臭性や抗菌性の記載がなく、該文献に記載の親水性処理剤はポリウレタン短繊維の水分散性を向上するものであって、消臭効果や抗菌効果が期待できるものではない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0007】
【特許文献1】特開2009−191415号公報
【特許文献2】特開2008−156771号公報
【特許文献3】特開2004−19069号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0008】
本発明は、かかる従来技術の欠点を改良し、ポリウレタン弾性繊維のストレッチ性に重要な強度・伸度を維持しつつ、消臭性の機能と外観品位に優れたストレッチ繊維製品を提供することをその課題とする。
【課題を解決するための手段】
【0009】
本発明は、前記の課題を解決するため、以下のいずれかの手段を採用する。
(1) ウレタン基濃度がポリウレタン1kgに対して0.2mol/kg以上3.5mol/kg以下であるポリウレタンの弾性短繊維を含有し、該弾性短繊維は、繊維長が1mm以上100mm以下の範囲内で、かつ、繊維表面に少なくとも1種以上のアニオン性ビニルモノマーが重合されてなる被膜重合体を有することを特徴とするストレッチ繊維製品。
(2) 重量比換算から求めた前記弾性短繊維における前記被膜重合体の含有率が、0.1%重量以上40重量%以下であることを特徴とする、前記(1)に記載のストレッチ繊維製品。
(3)前記被膜重合体の厚みの平均が1ナノメートル以上5マイクロメートル以下であることを特徴とする、前記(1)または(2)に記載のストレッチ繊維製品。
(4) 前記ストレッチ繊維製品における前記弾性短繊維の含有率が1重量%以上50重量%以下であることを特徴とする、前記(1)〜(3)のいずれかに記載のストレッチ繊維製品。
(5) 前記被膜重合体がグラフト重合により前記ポリウレタンに直接結合していることを特徴とする、前記(1)〜(4)のいずれかに記載のストレッチ繊維製品。
(6) 前記被膜重合体が金属イオンと塩または錯体を形成していることを特徴とする、前記(1)〜(5)のいずれかに記載のストレッチ繊維製品。
【発明の効果】
【0010】
本発明のストレッチ繊維製品は、ストレッチ性や外観品位に優れているだけでなく、抗菌性および消臭性(特に加齢臭、排泄臭に対する消臭性)にも優れたものとなる。
【発明を実施するための形態】
【0011】
以下に本発明についての詳細を述べる。
【0012】
まず本発明で使用するポリウレタンの弾性短繊維について述べる。
【0013】
該弾性短繊維は、ポリウレタンを含有する弾性繊維を短繊維化したものである
そして、該弾性繊維を構成するポリウレタンは、ポリマージオールおよびジイソシアネートを出発物質とするものであれば任意のものでよく、特に限定されるものではない。また。その合成法も特に限定されるものではない。すなわち、例えば、ポリマージオールとジイソシアネートと低分子量ジアミンからとなるポリウレタンウレアであってもよく、また、ポリマージオールとジイソシアネートと低分子量ジオールとからなるポリウレタンウレタンであってもよい。さらに、鎖伸長剤として水酸基とアミノ基を分子内に有する化合物を使用したポリウレタンウレアであってもよい。本発明の効果を妨げない範囲で3官能性以上の多官能性のグライコールやイソシアネート等が使用されることも好ましい。
【0014】
ポリマージオールはポリエーテル系、ポリエステル系ジオール、ポリカーボネートジオール、ポリオレフィン系ジオール等が好ましい。そして、特に柔軟性、伸度を糸に付与する観点からポリエーテル系ジオールが使用されることが好ましい。
ポリエーテル系ジオールとしては、例えば、ポリエチレンオキシド、ポリエチレングリコール、ポリエチレングリコールの誘導体、ポリプロピレングリコール、ポリテトラメチレンエーテルグリコール(以下、PTMGと略す)、テトラヒドロフラン(THF)および3−メチルテトラヒドロフランの共重合体である変性PTMG(以下、3M−PTMGと略する)、THFおよび2,3−ジメチルTHFの共重合体である変性PTMG、特許第2615131号公報などに開示される側鎖を両側に有するポリオール、THFとエチレンオキサイドおよび/またはプロピレンオキサイドが不規則に配列したランダム共重合体等が好ましく使用される。これらポリエーテル系ジオールを1種または2種以上混合もしくは共重合して使用してもよい。
【0015】
また、耐摩耗性や耐光性を得る観点からは、ブチレンアジペート、ポリカプロラクトンジオール、特開昭61−26612号公報などに開示されている側鎖を有するポリエステルポリオールなどのポリエステル系ジオールや、特公平2−289516号公報などに開示されているポリカーボネートジオール等が好ましく使用される。
【0016】
また、こうしたポリマージオールは単独で使用してもよいし、2種以上混合もしくは共重合して使用してもよい。
【0017】
ポリマージオールの分子量は、糸にした際の伸度、強度、耐熱性などを得る観点から、数平均分子量が1000以上8000以下のものが好ましく、1800以上6000以下がより好ましい。この範囲の分子量のポリオールが使用されることにより、伸度、強度、弾性回復力、耐熱性に優れた弾性繊維を容易に得ることができる。
【0018】
次にジイソシアネートとしては、ジフェニルメタンジイソシアネート(以下、MDIと略す)、トリレンジイソシアネート、1,4−ジイソシアネートベンゼン、キシリレンジイソシアネート、2,6−ナフタレンジイソシアネートなどの芳香族ジイソシアネートが、特に耐熱性や強度の高いポリウレタンを合成するのに好適である。さらに脂環族ジイソシアネートとして、例えば、メチレンビス(シクロヘキシルイソシアネート)(以下、H12MDIと称する。)、イソホロンジイソシアネート、メチルシクロヘキサン2,4−ジイソシアネート、メチルシクロヘキサン2,6−ジイソシアネート、シクロヘキサン1,4−ジイソシアネート、ヘキサヒドロキシリレンジイソシアネート、ヘキサヒドロトリレンジイソシアネート、オクタヒドロ1,5−ナフタレンジイソシアネートなどが好ましい。脂肪族ジイソシアネートは、特にポリウレタン弾性繊維の黄変を抑制する際に有効に使用できる。そして、これらのジイソシアネートは単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。
【0019】
次に、上記したようなポリマージオールとジイソシアネートからポリウレタンを合成するにあたって用いられる鎖伸長剤としては、低分子量ジアミンおよび低分子量ジオールのうちの少なくとも1種を使用するのが好ましい。なお、エタノールアミンのような水酸基とアミノ基を分子中に有するものであってもよい。
【0020】
好ましい低分子量ジアミンとしては、例えば、エチレンジアミン、1,2−プロパンジアミン、1,3−プロパンジアミン、ヘキサメチレンジアミン、p−フェニレンジアミン、p−キシリレンジアミン、m−キシリレンジアミン、p,p’−メチレンジアニリン、1,3−シクロヘキシルジアミン、ヘキサヒドロメタフェニレンジアミン、2−メチルペンタメチレンジアミン、ビス(4−アミノフェニル)フォスフィンオキサイドなどが挙げられる。これらの中から1種または2種以上が使用されることが好ましい。特に好ましくはエチレンジアミンである。エチレンジアミンを用いることにより伸度および弾性回復性、さらに耐熱性に優れた糸を容易に得ることができる。これらの鎖伸長剤に架橋構造を形成することのできるトリアミン化合物、例えば、ジエチレントリアミン等を効果が失わない程度に加えてもよい。
【0021】
また、低分子量ジオールとしては、エチレングリコール、1,3プロパンジオール、1,4ブタンジオール、ビスヒドロキシエトキシベンゼン、ビスヒドロキシエチレンテレフタレート、1−メチル−1,2−エタンジオールなどが代表的なものである。これらの中から1種または2種以上が使用されることが好ましい。特に好ましくはエチレングリコール、1,3プロパンジオール、1,4ブタンジオールである。これらを用いると、ジオール伸長のポリウレタンとしては耐熱性がより高くなり、また、より強度の高い糸を得ることができるのである。
【0022】
また、本発明に用いられるポリウレタンの分子量は、耐久性や強度の高い繊維を得る観点から、数平均分子量として30000以上150000以下の範囲であることが好ましい。なお、分子量はGPCで測定し、ポリスチレンにより換算する。
【0023】
さらに、ポリウレタンには、末端封鎖剤が1種または2種以上混合使用されることも好ましい。末端封鎖剤としては、ジメチルアミン、ジイソプロピルアミン、エチルメチルアミン、ジエチルアミン、メチルプロピルアミン、イソプロピルメチルアミン、ジイソプロピルアミン、ブチルメチルアミン、イソブチルメチルアミン、イソペンチルメチルアミン、ジブチルアミン、ジアミルアミンなどのモノアミン、エタノール、プロパノール、ブタノール、イソプロパノール、アリルアルコール、シクロペンタノールなどのモノオール、フェニルイソシアネートなどのモノイソシアネートなどが好ましい。
【0024】
また、本発明における弾性短繊維を構成するポリウレタンのウレタン基濃度は、ポリウレタン1kgに対して0.2mol/kg以上3.5mol/kg以下である。ウレタン基濃度が0.2mol/kg未満だと、伸度の低下と強度の顕著な低下を引き起こすため好ましくない。一方、ウレタン基濃度が3.5mol/kgを越えると、強度の低下と伸度の顕著な低下を引き起こすため好ましくない。良好な伸度と強度をよりよく両立させるという観点からは0.4mol/kg以上1.0mol/kg以下であることが好ましい。
【0025】
本発明においては、以上のような基本構成を有するポリウレタンを含むポリウレタン弾性繊維を繊維長1mm以上100mm以下の範囲に短繊維化するとともに、繊維表面に、抗菌性および消臭性の機能を発現するアニオン性ビニルモノマーもしくは前記アニオン性ビニルモノマーからなるオリゴマーを重合、または前記アニオン性ビニルモノマーからなるポリマーを固着させてなる被膜重合体を設けることにより、繊維製品として優れたストレッチ性や外観品位を維持しながら優れた抗菌および消臭機能は発揮することが可能となる。すなわち、ウレタン基濃度が特定範囲のポリウレタンの繊維表面に前記被膜重合体を設けることで、ポリウレタンに基づくストレッチ性を維持しながら抗菌および消臭機能を発現することができる繊維とすることができ、同時にポリウレタン弾性繊維を上記のような短繊維にすることにより、繊維製品とした場合の質量あたりの表面積を増大させることができ、それによって繊維製品としても優れた抗菌性および消臭性を発揮させ、かつ、ストレッチ性、外観品位を良好に保つことができるのである。
【0026】
なお、繊維長が1mm未満のものは機械細断による製造が困難であり、さらにストレッチ繊維製品としたときにストレッチ性が低下する。繊維長が100mmを越えるものは、ストレッチ繊維製品としたときに、ポリウレタン弾性繊維が露出する傾向にあるため外観品位が悪くなる。ストレッチ性と外観品位のさらなる向上のためには、より好ましくは3〜70mmであり、さらに好ましくは5〜50mmである。
【0027】
また、本発明におけるアニオン性ビニルモノマーとは、水溶液中でアニオンを形成しながら解離する1つ又は複数の官能性アニオン活性基を有するビニルモノマーであり、水溶液中におけるpHが7未満のビニルモノマーである。
【0028】
本発明において、該被膜重合体を構成するアニオン性ビニルモノマーは任意のものでよく、特に限定されるものではない。1分子のアニオン性ビニルモノマーには、アニオン性基としてカルボキシル基、スルホ基、スルホニル基、リン酸基、亜リン酸基およびフェノール性水酸基の少なくとも1種以上を含有していることが好ましく、ポリウレタン弾性繊維に抗菌性、加齢臭消臭性および排泄臭消臭性を付与するにあたって特に好適に使用されるアニオン性ビニルモノマーとしては(メタ)アクリルアミドメチルプロパンスルホン酸、(メタ)アクリル酸、(メタ)アクリル酸ナトリウム、10−ウンデセン酸、1−フェニルエテニルホスホン酸、1−亜リン酸ビニル、4−ビニル安息香酸、アラキドン酸、アリルスルホン酸、イタコン酸、エレオステアリン酸、オレイン酸、クロトン酸、桂皮酸、ジアリル酢酸、スチレンスルホン酸ナトリウム、スチレンホスホン酸、ソルビン酸、パリナリン酸、ビス・メタクリロキシエチルフォスフェート、ビニルスルホン酸、ビニルホスホン酸アルキル、ピバル酸ビニル、フタル酸、フマル酸、マレイン酸、リノール酸、リノレン酸、リン酸ビニル、リン酸2−(メタクリロイルオキシ)エチルなどが挙げられる。
【0029】
以上のようなアニオン性ビニルモノマーを重合させて成る被膜重合体の厚みは、平均1ナノメートル以上5マイクロメートル以下であることが好ましい。該被膜重合体の厚みが平均1ナノメートル以上であれば、弾性短繊維の表面に機能剤がより十分な濃度で露出することになり、機能剤の効果を効率的に発現することができる。好ましくは平均5ナノメートル以上である。一方、該被膜重合体の厚みが平均5マイクロメートル以下であれば、ポリウレタンに依存する強度や伸度をより確実に維持し、ストレッチ性に優れ、繊維製品とした場合にも風合いに優れたものとなりやすい。好ましくは平均2マイクロメートル以下である。より良好な機能剤の効果と風合いおよびストレッチ性の維持を両立させるという観点からは平均5ナノメートル以上2マイクロメートル以下の範囲がより好ましい。
【0030】
なお、被膜重合体の厚み平均は、透過型電子顕微鏡(TEM)を100000倍の倍率として用いて観察することができる。観察方法としては、繊維構造物の単糸をOsO4染色超薄切片法により観察する。繊維表面に観察されるOsO4濃染の層の厚みを任意の4点以上において測定し、それらの平均値を本発明における被膜重合体の厚み平均とする。
【0031】
また、本発明においては、アニオン性ビニルモノマーを重合させて成る被膜重合体の、ポリウレタンの弾性短繊維における含有率が、0.1重量%以上40重量%以下の範囲であることが好ましい。該被膜重合体の含有率が0.1重量%以上であれば、弾性短繊維の表面に機能剤がより十分な濃度で露出することになり、機能剤の効果を効率的に発現することができる。好ましくは0.3重量%以上である。一方、該被膜重合体の含有率が40重量%以下であれば、ポリウレタンに依存する強度や伸度をより確実に維持し、ストレッチ性に優れ、繊維製品とした場合にも風合いに優れたものとなりやすい。好ましくは20重量%以下である。より良好な風合いとストレッチ性の維持を両立させるという観点からは0.3重量%以上20重量%以下の範囲が好ましい。
【0032】
なお、被膜重合体の含有率は、ポリウレタン弾性繊維全体と該ポリウレタン弾性繊維を加水分解して単離した被膜重合体とについて、GPC測定を行い、得られたそれぞれの分子量から求めることが出来る。
【0033】
また、ポリウレタンの弾性短繊維の帯電性を低減させるという観点から、被膜重合体が金属と塩または錯体を形成していることも好ましい。金属については塩または錯体を形成するものであれば任意のものでよく、特に限定されるものではない。例えば、アルカリ金属、アルカリ土類金属、鉄、コバルト、ニッケル、銅、亜鉛、マンガン、アルミニウム、銀、ジルコニウムなどが挙げられる。また、該被膜重合体との塩または錯体の合成法も特に限定されるものではない。例えば、弾性短繊維に金属含有化合物を含む水溶液を用いて金属塩または錯体を形成してもよい。
【0034】
本発明のストレッチ繊維製品は、上述したようなポリウレタンの弾性短繊維のみで構成してもよいが、以下のような他の繊維を混用することが好ましい。ストレッチ繊維製品中のポリウレタン弾性繊維の含有率の範囲は1重量%以上50重量%以下であることが好ましい。良好な抗菌性および消臭性と風合いをよりよく両立させるという観点からは5重量%以上20重量%の範囲がより好ましい。
【0035】
混用する他の繊維としては、任意の繊維を用いることができ、特に限定されるものではない。すなわち、合成繊維としてはポリエステル系繊維、ポリエチレン系繊維、ポリプロピレン系繊維、ポリアミド系繊維、ポリビニルアルコール系繊維、ポリ塩化ビニル系繊維、ポリ塩化ビニリデン系繊維、ポリアクリロニトリル系繊維、フッ素系繊維などが挙げられる。ポリエステル系繊維としては、芳香族成分を含むポリエステル繊維や脂肪族系ポリエステル繊維が挙げられる。芳香族成分を含むポリエステル繊維としては、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリプロピレンテレフタレートあるいはこれらと第三成分、例えば、イソフタル酸、イソフタル酸スルホネート、アジピン酸およびポリエチレングリコールなどが共重合またはブレンドしたものを例示することができる。また、脂肪族系ポリエステル繊維としては、ポリL乳酸、ポリD乳酸およびポリD、L乳酸からなるホモポリマー、またはポリ乳酸−グリコール酸共重合体なども含まれる。
【0036】
合成繊維以外の繊維としては、ビスコースレーヨン、銅アンモニア法レーヨンポリノジック等の再生セルロース繊維、テンセル等の精製セルロース繊維、アセテート、ジアセテート等の半合成繊維、木綿、麻、絹、羊毛などの天然繊維、キチン・キトサン繊維、コラーゲン繊維などの再生繊維等が挙げられる。
【0037】
これら他の繊維は、単独あるいは2種以上を混合して上述のポリウレタンの弾性短繊維と混用することができる。なお、他の繊維については、短繊維、長繊維またはこれらを混合してもよい。
【0038】
なお、本発明において、ポリウレタンの弾性繊維および混用される他の繊維の繊度、断面形状などは特に限定されるものではない。例えば、糸の断面形状は円形であってもよく、また扁平であってもよい。
【0039】
また、本発明において用いられるポリウレタンの弾性短繊維、およびそれに混用される任意の他の繊維には、必要に応じ、本発明の効果を損なわない範囲内で、各種安定剤や顔料などが含有されていてもよい。例えば、耐光剤、酸化防止剤などにBHTや住友化学工業株式会社製の“スミライザー”(登録商標)GA−80などのヒンダードフェノール系薬剤、各種のチバガイギー社製“チヌビン”(登録商標)などのベンゾトリアゾール系、ベンゾフェノン系薬剤、住友化学工業株式会社製の“スミライザー”(登録商標)P−16などのリン系薬剤、各種のヒンダードアミン系薬剤、酸化鉄、酸化チタンなどの各種顔料、ハイドロタルサイト類化合物、フンタイト、ハイドロマグネサイト、トルマリンなどの鉱物、酸化亜鉛、酸化セリウム、酸化マグネシウム、炭酸カルシウム、カーボンブラックなどの無機物、フッ素系またはシリコーン系樹脂粉体、ステアリン酸マグネシウムなどの金属石鹸、また、銀や亜鉛やこれらの化合物などを含む殺菌剤、消臭剤、またシリコーン、鉱物油などの滑剤、酸化セリウム、ベタインやリン酸系などの各種の帯電防止剤などが含まれることも好ましく、またこれらがポリマーと反応させられることも好ましい。そして、特に光や各種の酸化窒素などへの耐久性をさらに高めるには、例えば、日本ヒドラジン株式会社製のHN−150などの酸化窒素補足剤、住友化学工業株式会社製の“スミライザー”(登録商標)GA−80などの熱酸化安定剤、住友化学工業株式会社製の“スミソーブ”(登録商標)300♯622などの光安定剤が使用されることも好ましい。また、これら各種安定剤や顔料を配合する場合には、その糸中への分散性を向上させ、紡糸を安定化させる等の目的で、例えば、脂肪酸、脂肪酸エステル、ポリオール系有機物等の有機物、シラン系カップリング剤、チタネート系カップリング剤またはこれらの混合物で表面処理された無機薬品を用いることも好ましい。
【0040】
本発明でいうところのストレッチ繊維製品とは、織布、編物、不織布、フェルトなどの布帛、更には紙のことである。
【0041】
次に本発明のストレッチ繊維製品の製造方法について詳細に説明する。
【0042】
まず、本発明のストレッチ繊維製品に用いるポリウレタンの弾性短繊維を製造する。出発物質としてポリマージオールおよびジイソシアネートを用い、それらから得られるポリウレタンを含む紡糸原液を、口金から紡出して繊維とする。その後、該繊維を細断することで繊維長を1mm以上100mm以下の短繊維とするとともに、該繊維の表面に、アニオン性ビニルモノマーもしくは前記アニオン性ビニルモノマーからなるオリゴマーを重合するか、前記アニオン性ビニルモノマーからなるポリマーを固着させ、被膜重合体を形成させる。なお、固着するポリマーは、広義のポリマーを意味し、オリゴマーも含まれる。
【0043】
ポリウレタンを含む紡糸原液の製法、また、紡糸原液における溶質であるポリウレタンの製法は、溶融重合法でも溶液重合法のいずれであってもよく、他の方法であってもよい。しかし、より好ましいのは溶液重合法である。溶液重合法の場合には、ポリウレタンにゲルなどの異物の発生が少なく、紡糸しやすく、低繊度のポリウレタン弾性繊維を得やすい。また、当然のことであるが、溶液重合の場合、溶液にする操作が省けるという利点がある。
【0044】
そして本発明に特に好適なポリウレタンとしては、ポリマージオールとして分子量が1800以上6000以下のPTMG、ジイソシアネートとしてMDI、鎖伸長剤としてエチレンジアミン、1,2−プロパンジアミン、1,3−プロパンジアミン、ヘキサメチレンジアミンのうちの少なくとも1種を使用して合成されたものが挙げられる。
【0045】
ポリウレタンは、例えば、DMAc、DMF、DMSO、NMPなどやこれらを主成分とする溶剤の中で、上記の原料を用い合成することにより得られる。例えば、こうした溶剤中に、各原料を投入、溶解させ、適度な温度に加熱し反応させてポリウレタンとする、いわゆるワンショット法、また、ポリマージオールとジイソシアネートを、まず溶融反応させ、しかる後に、反応物を溶剤に溶解し、前述の鎖伸長剤と反応させてポリウレタンとする方法などが、特に好適な方法として採用され得る。
【0046】
鎖伸長剤にジオールを用いる場合、耐熱性に優れたものを得るという観点から、ポリウレタンの高温側の融点を200℃以上260℃以下の範囲に調節することが好ましい。代表的な方法は、ポリマージオール、MDI、ジオールの種類と比率をコントロールすることにより達成され得る。ポリマージオールの分子量が低い場合には、MDIの割合を相対的に多くすることにより、高温の融点が高いポリウレタンを得ることができ、同様にジオールの分子量が低いときはポリマージオールの割合を相対的に少なくすることにより、高温の融点が高いポリウレタンを得ることができる。
【0047】
ポリマージオールの分子量が1800以上の場合、高温側の融点を200℃以上にするには、(MDIのモル数)/(ポリマージオールのモル数)=1.5以上の割合で、重合を進めることが好ましい。
【0048】
なお、かかるポリウレタンの合成に際し、アミン系触媒や有機金属触媒等の触媒が1種もしくは2種以上混合して使用されることも好ましい。
【0049】
アミン系触媒としては、例えば、N,N−ジメチルシクロヘキシルアミン、N,N−ジメチルベンジルアミン、トリエチルアミン、N−メチルモルホリン、N−エチルモルホリン、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−1,3−プロパンジアミン、N,N,N’,N’−テトラメチルヘキサンジアミン、ビス−2−ジメチルアミノエチルエーテル、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、トリエチレンジアミン、N,N’−ジメチルピペラジン、N−メチル−N’−ジメチルアミノエチル−ピペラジン、N−(2−ジメチルアミノエチル)モルホリン、1−メチルイミダゾール、1,2−ジメチルイミダゾール、N,N−ジメチルアミノエタノール、N,N,N’−トリメチルアミノエチルエタノールアミン、N−メチル−N’−(2−ヒドロキシエチル)ピペラジン、2,4,6−トリス(ジメチルアミノメチル)フェノール、N,N−ジメチルアミノヘキサノール、トリエタノールアミン等が挙げられる。
【0050】
また、有機金属触媒としては、オクタン酸スズ、二ラウリン酸ジブチルスズ、オクタン酸鉛ジブチル等が挙げられる。
【0051】
こうして得られる紡糸原液におけるポリウレタンの濃度は、通常、30重量%以上80重量%以下の範囲が好ましい。
【0052】
なお、紡糸条件に応じ、紡糸原液を紡糸に適した粘度に制御する観点から、ジメチルアミン、ジイソプロピルアミン、エチルメチルアミン、ジエチルアミン、メチルプロピルアミン、イソプロピルメチルアミン、ジイソプロピルアミン、ブチルメチルアミン、イソブチルメチルアミン、イソペンチルメチルアミン、ジブチルアミン、ジアミルアミンなどのモノアミン、エタノール、プロパノール、ブタノール、イソプロパノール、アリルアルコール、シクロペンタノールなどのモノオール、フェニルイソシアネートなどのモノイソシアネートなどの末端封鎖剤が1種または2種以上混合して使用されることも好ましく行われる。
【0053】
以上のように構成した紡糸原液を、たとえば乾式紡糸、湿式紡糸、もしくは溶融紡糸し、巻き取ることで、本発明における基本的な繊維を得ることができる。中でも、細物から太物まであらゆる繊度において安定に紡糸できるという観点から、乾式紡糸が好ましい。
【0054】
そして、乾式紡糸方式についても特に限定されるものではなく、所望する特性や紡糸設備に見合った紡糸条件等を適宜選択して紡糸すればよい。
【0055】
たとえば、本発明のポリウレタン弾性繊維の永久歪率と応力緩和は、特にゴデローラーと巻取機の速度比の影響を受けやすいので、糸の使用目的に応じて適宜決定されるのが好ましい。すなわち、所望の永久歪率と応力緩和を有するポリウレタン弾性繊維を得る観点から、ゴデローラーと巻取機の速度比は1.10以上1.65以下の範囲として巻き取ることが好ましい。また、紡糸速度は、得られるポリウレタン弾性繊維の強度を向上させる観点から、250m/分以上であることが好ましい。
【0056】
本発明において、ポリウレタン弾性繊維を短繊維化して繊維長を1mm以上100mm以下の範囲とする方法としては、紡糸後の繊維を公知の方法により機械的に細断する方法が好ましい。細断方法は特に限定されないが、紡糸後に刃物または熱によって細断する一般的な方法を採用できる。
【0057】
本発明において、ポリウレタンの弾性短繊維の繊維表面に少なくとも一種以上のアニオン性ビニルモノマーを重合してなる被膜重合体を設けるにあたっては、以上のようにしてポリウレタン溶液を口金から紡出して繊維とした後に、細断することで繊維長1mm以上100mm以下の短繊維とし、該繊維の表面に、例えばアニオン性ビニルモノマーもしくは前記ビニルモノマーからなるオリゴマーを重合するか、または前記アニオン性ビニルモノマーからなるポリマーを固着させることで、被膜重合体を形成することが好ましい。なお、被膜重合体を形成する工程と、繊維を細断して短繊維化する工程の順序は反対であってもよい。
【0058】
繊維表面に重合により被膜重合体を設ける場合には、アニオン性ビニルモノマーまたはアニオン性ビニルモノマーからなるオリゴマーの繊維分子へのグラフト重合法等、任意の方法が採用できる。
【0059】
一方、繊維表面への樹脂固着法としては、アニオン性ビニルモノマーからなるポリマーの層をバインダー樹脂により繊維表面に固着する方法や、該アニオン性ビニルモノマーからなるポリマーを含む溶液に繊維を浸漬して繊維表面を該ポリマーで覆う方法などが挙げられる。バインダー樹脂については、特に制限がなくいずれでも適用可能であり、アクリル酸エステル樹脂、ウレタン樹脂、ポリエステル樹脂、シリコーン樹脂、メラミン樹脂、ポリプロピレン樹脂、若しくはそのプレポリマーなどの樹脂が適用できる。
【0060】
しかしながら、グラフト重合は、繊維を構成するポリウレタンに被膜重合体を直接結合させることができ、繊維の後加工などにおいて被膜重合体が繊維表面から脱落するのを抑制できるので、好ましい。
【0061】
アニオン性ビニルモノマーまたはアニオン性ビニルモノマーからなるオリゴマーの繊維分子へのグラフト重合法としては種々の方法が適用可能である。その一例を以下に説明する。
【0062】
被膜重合体を形成するアニオン性ビニルモノマーまたは前記アニオン性ビニルモノマーからなるオリゴマー、アゾ系開始剤としてAIBN、有機過酸化物系開始剤としてBPOなどで知られる一般公知のグラフト重合開始剤、および界面活性剤を含む水系混合液に被処理繊維を浸漬した後、ニップなどにより所望の付与液量を調整する。上記水系混合液の付与方法としては、ニップ法の他に、パッドバキューム法、スプレー法、遠心脱水法あるいはコーティング法等が利用できる。なお、被処理繊維は既に布帛を構成していてもよく、上記水系混合液の付与方法は、被処理繊維または布帛の形態や付与液量などにより適宜選択して使用することができる。
【0063】
次に、上記混合液を付与された被処理繊維を加熱することで、グラフト重合を行う。加熱手段は通常の加熱機構が適用可能であるが、グラフト重合効率等の面からは、マイクロ波あるいはマイクロ波スチーム併用による加熱が好ましい。処理温度はビニルモノマーまたはビニルモノマーからなるオリゴマーや開始剤の種類により多少異なるが、通常50〜200℃、より好ましくは80〜180℃の温度条件を採用することができる。
【0064】
加熱処理によりグラフト化が完了した被処理繊維は、残存物除去のためオープンリーバー等で湯洗した後、乾熱処理する。乾熱処理後の重量を測定し、重量増加率からグラフト率を求めることができる。
【0065】
また、上記したグラフト重合法の他に、重合開始剤を用いない方法として、放射線あるいはプラズマを用いたグラフト重合方法も利用できる。放射線にはアルファ線、ベータ線、ガンマ線、陽子線、中性子線、電子線、エックス線、紫外線などが挙げられるが、好ましくは電子線、ガンマ線、紫外線を採用することができる。
【0066】
電子線を照射することによりグラフト重合する方法として、例えば、予め被処理繊維に電子線を照射し、次いでアニオン性ビニルモノマーまたはアニオン性ビニルモノマーからなるオリゴマーを含有した溶液に浸漬させることによって、被膜重合体を形成させる前照射重合法、もしくは被処理繊維を、アニオン性ビニルモノマーまたはアニオン性ビニルモノマーからなるオリゴマーを含有した溶液に浸漬させた後に電子線を照射して被膜重合体を形成させる同時照射重合法が採用できる。
【0067】
本発明において、被膜重合体の厚み平均を1ナノメートル以上5マイクロメートル以下にするためには、例えば、ポリウレタンのウレタン基濃度がポリウレタン1kgに対して0.2mol/kg以上3.5mol/kgである繊維を、アニオン性ビニルモノマーまたは該アニオン性ビニルモノマーからなるオリゴマーの濃度が0.1重量%以上40重量%以下の溶液に接触させ、該アニオン性ビニルモノマーまたは該アニオン性ビニルモノマーからなるオリゴマーを繊維表面に重合させることが好ましい。こうすることで、被膜重合体の厚みの平均が1ナノメートル以上5マイクロメートル以下に制御されたポリウレタン弾性繊維を容易に得ることができる。なお、ウレタン基濃度とアニオン性ビニルモノマーまたは該アニオン性ビニルモノマーからなるオリゴマーの溶液濃度が上記範囲内であれば、被膜重合体の形成方法は上記したいずれの方法でもよく、好ましくは重合開始剤、電子線、ガンマ線、紫外線による方法が採用できる。
【0068】
重合は、重量比換算から求めた被膜重合体の含有率が0.1%以上40%以下となるように反応させることが好ましい。上記含有率の範囲に重合する方法としては、アニオン性ビニルモノマーまたは前記アニオン性ビニルモノマーからなるオリゴマーの濃度が0.1重量%以上40重量%以下の範囲の溶液濃度で重合することが好ましく、さらには80℃以上180℃以下の範囲の反応温度で重合することが好ましい。
【0069】
本発明のストレッチ繊維製品は、上記したポリウレタンの弾性短繊維とそれ以外の任意の他の繊維から常法に従って混紡または布帛を製造することにより得られ、織物、編物、不織布もしくはフェルトのいずれであってもよい。例えば、ポリウレタン弾性短繊維を撚り合わして得られる紡績糸に対しナイロン糸をカバーリングしてカバーリング弾性繊維として布帛を得てもよいし、ポリエステル糸にポリウレタン弾性短繊維を撚り合わして得られる紡績糸を裸糸(ベア)のまま織り・編みこんで交編織編地としてもよい。さらに、織物の場合、上記したポリウレタン弾性短繊維よりなる紡績糸とその他の繊維のみで製織されていてもよく、また、これら以外の繊維が交織されていてもよい。
【0070】
織物の組織は、平織、斜文織、朱子織等の三原組織、変化平織、変化斜文織、変化朱子織等の変化組織、蜂の巣織、模紗織、梨地織等の特別組織、たて二重織、よこ二重織等の片二重組織、風通織、袋織、二重ビロード等の二重織組織、ベルト織等の多層組織、たてビロード、タオル、シール、ベロア等のたてパイル織、別珍、よこビロード、ベルベット、コール天等のよこパイル織、絽、紗、紋紗等のからみ組織等が好ましい。
【0071】
製織は有杼織機(フライシャットル織機等)または無杼織機(レピア織機、グリッパー織機、ウォータージェット織機、エアージェット織機等)等によって行われるのが好ましい。
【0072】
また、編物の場合も、上記したポリウレタン弾性短繊維よりなる紡績糸とその他の繊維のみで製編されていてもよく、また、これら以外の繊維が交編されていてもよい。編物の種類は、よこ(緯)編物であってもよく、また、たて(経)編物等であってもよい。編物の組織は、よこ編は、平編、ゴム編、両面編、パール編、タック編、浮き編、片畦編、レース編、添毛等が好ましく、たて編は、シングルデンビー編、シングルアトラス編、ダブルコード編、ハーフトリコット編、裏毛編、ジャカード編等が好ましい。層数も単層でもよいし、2層以上の多層でもよい。
【0073】
製編は、丸編機、横編機、コットン式編機のような平型編機、トリコット編機、ラッシェル編機、ミラニーズ編機等によって行われるのが好ましい。
【0074】
さらに、本発明のストレッチ繊維製品は、タイツ、ストッキング、パンティストッキング、ソックス等の靴下類や下着類として特に好適である。
【実施例】
【0075】
本発明について実施例を用いてさらに詳細に説明する。
【0076】
[繊維の紡糸性]
紡糸を連続して24時間行い、その時の糸切れ回数にて判定した。回数の少ない方が紡糸性に優れていることを示す。
【0077】
[被膜重合体の膜厚]
ポリウレタン弾性繊維表面の被膜重合体の厚みを、透過型電子顕微鏡(TEM)を用いて100000倍の倍率で観察した。なお、繊維構造物の単糸をOsO4染色超薄切片法により観察し、膜厚を繊維表面に観察されるOsO4濃染の層の厚みとした。測定はn=4とし、それらn個のデータの平均値を得た。また、濃染層と淡染層の境界が見られず、均一な濃度の層であった場合は、膜厚「無」と判定した。
【0078】
[ポリウレタンにおけるウレタン基の濃度]
ポリウレタンにおけるウレタン基濃度は、下記式に基づいて求めた。なお、ポリウレタン弾性繊維に含有されるポリマージオールのモル数は、13C−NMR法によりポリマージオールのオキシメチレンピーク強度を求め、さらに既知のポリマージオール濃度含有ポリウレタン弾性繊維を用いた検量線により算出した。
【0079】
【数1】

【0080】
[消臭性]
消臭試験は、消臭加工繊維製品認証基準(制定者は社団法人繊維評価技術協議会 製品認証部が制定日は平成14年9月1日)に準拠し、機器試験(検知管法またはGC法)により臭気成分の消臭性評価を行なった。
【0081】
(試験方法)
1.サンプルを所定のサイズに調製した。
2.容器にサンプル、臭気成分および希釈ガスを入れ、2時間後の残存ガス濃度(ppm)を成分対応検知管(ガステック社製)またはガスクロマトグラフィーで測定した。尚ガス充填量は3L、希釈ガスは乾燥空気または窒素ガスとした。
3.サンプルを用いずに同様の評価を行い、空試験とした。
4.全ての評価は表1に従い、さらに検知管法では数2、GC法では数3に従って、残存ガス濃度の減少率を算出した。
【0082】
【表1】

【0083】
【数2】

【0084】
【数3】

【0085】
なお、測定はn=3とし、それらn個のデータの平均値を減少率とした。
5.上記機器試験において、社団法人繊維評価技術協議会では、各臭気成分について減少率が70%以上の時消臭効果有りと認めるレベルである。また、臭気成分であるアンモニア、酢酸、イソ吉草酸、ノネナールに対する減少率が、それぞれ70%以上、80%以上、85%以上、75%以上である場合を加齢臭消臭性があると定義されており、また、アンモニア、酢酸、インドール、メチルメルカプタン、硫化水素の減少率が、それぞれ70%以上、80%以上、70%以上、70%以上、70%以上である場合を排泄臭消臭性があると定義されている。加齢臭消臭性と排泄臭消臭性について、それぞれで定義されている臭気成分の減少率を全て満足する場合を合格(表示○)、一つでも臭気成分に対する消臭性を示さなかった場合を不合格(表示×)とした。
【0086】
[抗菌性]
繊維製品新機能評価評議会が制定した、繊維製品の定量的抗菌性試験方法マニュアルに準拠した。試験方法は以下の通りである。
1.減菌した1/20濃度のニュートリエントブロスに下記試験菌1±0.3×105個/mlを0.4gの試料に均一に接種し、37℃で18時間培養した。
2.培養終了後、試験菌を洗い出し、その液で混釈平板寒天培地を作製し、37℃で24〜48時間培養し生菌数を測定する。なお、未加工品(抗菌処理をしていない試料)に関しては接種直後にも試験菌を洗い出し、その液で混釈平板寒天培地を作製し、37℃で24〜48時間培養することによって、接種した生菌数を測定した。
3.抗菌性は下記式による静菌活性値で評価する。静菌活性値の高いものほど抗菌性に優れている。なお、試験菌として、黄色ブドウ球菌(Staphylococcus aureus:ATCC 6538P)を使用した。
【0087】
【数4】

【0088】
試料として洗濯10回実施後の布帛を用い、測定はいずれもn=3で行い、それらn個の数値の平均を表記した。なお、社団法人繊維評価技術協議会が定める抗菌防臭加工繊維製品認証基準によると、抗菌効果は静菌活性値が2.2以上の場合により認められることから、本発明における抗菌性の合否判定については、静菌活性値が2.2以上であった場合を合格(表示○)、それ以外を全て不合格(表示×)とした。
【0089】
[ポリウレタン弾性繊維の強度、伸度]
強度、伸度は、試料糸をインストロン4502型引張試験機にて、引張テストをすることにより測定した。測定回数はn=3で測定し、それらの平均値を採用した。これらは下記により定義される。
【0090】
すなわち、5cm(L1)の試料を50cm/分の引張速度で試料糸が切断するまで伸長した。この破断時の応力を(G1)、破断時の試料糸の長さを(L2)とした。以下、前記特性は下記式により与えられる。
【0091】
【数5】

【0092】
[生地伸長性]
温度23℃、湿度65RH%における生地の伸び率S1(%)と温度43℃、湿度65RH%における生地の伸び率S2(%)を、JIS L1096−1998 6.14.1に規定される伸縮織物の伸縮性のB法(定荷重法)により測定した。
【0093】
生地伸長性の判定は、S1およびS2が共に20%以上であった場合を合格(表示○)、S1とS2の少なくともどちらか一方が20%未満であった場合を不合格(表示×)とした。
【0094】
[外観品位]
生地布帛とした後、プレセットし、乾熱処理することによりストレッチ布帛を作成した。得られたストレッチ布帛(幅1.8mの長さ約20mの反物)について、生地の外観を目視により検反し、ポリウレタン組織を拡大観察し、次の基準で判定を行った。なお、判定は5人で行い、最頻値(最も多く現れた判定)を用いた。2人、2人、1人と判定が分かれた場合は、判定は「○」とした。
◎:波打ちやスジ状欠点が無く、組織も均質である。
○:部分的な波打ちやスジ状欠点があり、20mあたり1箇所以下。
×:波打ちやスジ状欠点があり、20mあたり1箇所以上。
【0095】
[その他の繊維原綿成分]
本発明に記載のその他の繊維原綿成分であるリヨセル原綿、PET原綿には以下を用いた。
【0096】
リヨセル原綿:レンチング社製リヨセル原綿(1.5デニール)
PET原綿:インビスタ社製ポリエステル繊維原綿(1.5デニール)
[実施例1]
分子量2900のPTMG、MDI、エチレンジアミンおよび末端封鎖剤としてジエチルアミンからなるポリウレタンウレア重合体(ウレタン基濃度=0.7mol/kg)のDMAc溶液(35重量%)を常法により調製し、ポリマー溶液A1とした。次に、酸化防止剤として、t−ブチルジエタノールアミンとメチレン−ビス−(4−シクロヘキシルイソシアネ−ト)の反応によって生成せしめたポリウレタン溶液(デュポン社製“メタクロール”(登録商標)2462)と、p−クレゾ−ルおよびジビニルベンゼンの縮合重合体(デュポン社製“メタクロール”(登録商標)2390)とを2対1(重量比)で混合し、酸化防止剤DMAc溶液(濃度35重量%)を調整し、これをその他添加剤溶液B1(35重量%)とした。
【0097】
A1、B1をそれぞれ98重量%、2重量%で均一に混合してポリウレタン紡糸溶液とし、これをゴデローラーと巻取機の速度比1.2として600m/分の紡糸速度で乾式紡糸して巻き取り、20dtex、2filのマルチフィラメントのポリウレタン弾性繊維C1(500g巻糸体)を得た。
【0098】
さらに、開始剤としてAIBN、アニオン性ビニルモノマーとしてメタクリル酸ナトリウムを水とイソプロパノールが5対1(重量比)の混合溶媒に溶解させて反応溶液R1(メタクリル酸ナトリウム0.5重量%)とした。
【0099】
C1とR1を用いてグラフト重合処理を80℃、2時間の条件で実施し、メタクリル酸ナトリウムからなる重合体成分(f1)が2.30重量%であるポリウレタン弾性繊維D1を得た。
【0100】
D1を細断して繊維長50mmのポリウレタン短繊維とし、これとリヨセル原綿(繊維長50mm)とをそれぞれ20重量%、80重量%を均一に混合し、豊田自動織機社製リング織精紡機を使用して、30番手英式綿番手の混紡糸を作成した。作成した混紡糸よりベア天竺丸編み生地(釜径38インチ、24ゲージ、114フィーダー)を作成し、120℃1分間のスチームセットを行い、ストレッチ布帛E1を得たのでこれを評価用の布帛とした。
【0101】
D1の組成および各種特性ならびに布帛E1における機能評価結果を表2、3に示す。
【0102】
[実施例2]
実施例1に記載のポリウレタン弾性繊維C1を調製した。
【0103】
さらに開始剤としてAIBN、アニオン性ビニルモノマーとしてスチレンスルホン酸ナトリウムを水とイソプロパノールが5対1(重量比)の混合溶媒に溶解させて反応溶液R2(スチレンスルホン酸ナトリウム13.0重量%)とした。
【0104】
C1とR2を用いてグラフト重合処理を80℃、2時間の条件で実施し、スチレンスルホン酸ナトリウムからなる重合体成分(f2)が30.5重量%であるポリウレタン弾性繊維D2を得た。
【0105】
D2を細断して繊維長50mmのポリウレタン短繊維とし、これとリヨセル原綿(繊維長50mm)とをそれぞれ20重量%、80重量%を均一に混合し、豊田自動織機社製リング織精紡機を使用して、30番手英式綿番手の混紡糸を作成した。作成した混紡糸よりベア天竺丸編み生地(釜径38インチ、24ゲージ、114フィーダー)を作成し、120℃1分間のスチームセットを行い、ストレッチ布帛E2を得たのでこれを評価用の布帛とした。
【0106】
D2の組成および各種特性ならびに布帛E2における機能評価結果を表2、3に示す。
【0107】
[実施例3]
実施例1に記載のポリウレタン弾性繊維D1を調製した。
【0108】
D1を裁断して繊維長3mmのポリウレタン短繊維とし、これとリヨセル原綿(繊維長50mm)をそれぞれ20重量%、80重量%を均一に混合し、豊田自動織機社製リング織精紡機を使用して、30番手英式綿番手の混紡糸を作成した。作成した混紡糸よりベア天竺丸編み生地(釜径38インチ、24ゲージ、114フィーダー)を作成し、120℃1分間のスチームセットを行い、ストレッチ布帛E3を得たのでこれを評価用の布帛とした。
【0109】
D1の組成および各種特性ならびに布帛E3における機能評価結果を表2、3に示す。
【0110】
[実施例4]
実施例1に記載のポリウレタン弾性繊維D1を調製した。
【0111】
D4を裁断して繊維長90mmのポリウレタン短繊維とし、これとリヨセル原綿(繊維長50mm)をそれぞれ20重量%、80重量%を均一に混合し、豊田自動織機社製リング織精紡機を使用して、30番手英式綿番手の混紡糸を作成した。作成した混紡糸よりベア天竺丸編み生地(釜径38インチ、24ゲージ、114フィーダー)を作成し、120℃1分間のスチームセットを行い、ストレッチ布帛E4を得たのでこれを評価用の布帛とした。
【0112】
D1の組成および各種特性ならびに布帛E4における機能評価結果を表2、3に示す。
【0113】
[実施例5]
分子量2900のPTMG、MDI、エチレンジアミンおよび末端封鎖剤としてジエチルアミンからなるポリウレタンウレア重合体(ウレタン基濃度=2.4mol/kg)のDMAc溶液(35重量%)を常法により調製し、ポリマー溶液A2とした。
【0114】
A2と実施例1に記載のB1をそれぞれ98重量%、2重量%で均一に混合してポリウレタン紡糸溶液とし、これをゴデローラーと巻取機の速度比1.4として500m/分の紡糸速度で乾式紡糸して巻き取り、20dtex、2filのマルチフィラメントのポリウレタン弾性繊維C2(350g巻糸体)を得た。
【0115】
C2と実施例1に記載のR1を用いてグラフト重合処理を80℃、2時間の条件で実施し、f1が2.30重量%であるポリウレタン弾性繊維D3を得た。
【0116】
D3を細断して繊維長50mmのポリウレタン短繊維とし、これとリヨセル原綿(繊維長50mm)とをそれぞれ20重量%、80重量%を均一に混合し、豊田自動織機社製リング織精紡機を使用して、30番手英式綿番手の混紡糸を作成した。作成した混紡糸よりベア天竺丸編み生地(釜径38インチ、24ゲージ、114フィーダー)を作成し、120℃1分間のスチームセットを行い、ストレッチ布帛E5を得たのでこれを評価用の布帛とした。
【0117】
D3の組成および各種特性ならびに布帛E5における機能評価結果を表2、3に示す。
【0118】
[実施例6]
実施例1に記載のポリウレタン弾性繊維C1を調製した。
【0119】
さらに、開始剤としてAIBN、アニオン性ビニルモノマーとしてメタクリル酸ナトリウムを水とイソプロパノールが5対1(重量比)の混合溶媒に溶解させて反応溶液R3(メタクリル酸ナトリウム15.0重量%)とした。
【0120】
C1とR3を用いてグラフト重合反応を常法により実施し、f1が31.1重量%であるポリウレタン弾性繊維D4を得た。
【0121】
D4を細断して繊維長50mmのポリウレタン短繊維とし、これとリヨセル原綿(繊維長50mm)とをそれぞれ20重量%、80重量%を均一に混合し、豊田自動織機社製リング織精紡機を使用して、30番手英式綿番手の混紡糸を作成した。作成した混紡糸よりベア天竺丸編み生地(釜径38インチ、24ゲージ、114フィーダー)を作成し、120℃1分間のスチームセットを行い、ストレッチ布帛E6を得たのでこれを評価用の布帛とした。
【0122】
D4の組成および各種特性ならびに布帛E6における機能評価結果を表2、3に示す。
【0123】
[実施例7]
実施例1に記載のポリウレタン弾性繊維C1を調製した。
【0124】
さらに、開始剤としてAIBN、アニオン性ビニルモノマーとしてメタクリル酸ナトリウムを水とイソプロパノールが5対1(重量比)の混合溶媒に溶解させて反応溶液R4(メタクリル酸ナトリウム0.1重量%)とした。
【0125】
C1とR4を用いてグラフト重合反応を常法により実施し、f1が0.05重量%であるポリウレタン弾性繊維D5を得た。
【0126】
D5を細断して繊維長50mmのポリウレタン短繊維とし、これとリヨセル原綿(繊維長50mm)とをそれぞれ20重量%、80重量%を均一に混合し、豊田自動織機社製リング織精紡機を使用して、30番手英式綿番手の混紡糸を作成した。作成した混紡糸よりベア天竺丸編み生地(釜径38インチ、24ゲージ、114フィーダー)を作成し、120℃1分間のスチームセットを行い、ストレッチ布帛E7を得たのでこれを評価用の布帛とした。
【0127】
D5の組成および各種特性ならびに布帛E7における機能評価結果を表2、3に示す。
【0128】
[実施例8]
実施例1に記載のポリウレタン弾性繊維C1を調製した。
【0129】
さらに、開始剤としてAIBN、アニオン性ビニルモノマーとしてメタクリル酸ナトリウムを水とイソプロパノールが5対1(重量比)の混合溶媒に溶解させて反応溶液R5(メタクリル酸ナトリウム25.5重量%)とした。
【0130】
C1とR5を用いてグラフト重合反応を常法により実施し、f1が35.5重量%であるポリウレタン弾性繊維D6を得た。
【0131】
D6を細断して繊維長50mmのポリウレタン短繊維とし、これとリヨセル原綿(繊維長50mm)とをそれぞれ20重量%、80重量%を均一に混合し、豊田自動織機社製リング織精紡機を使用して、30番手英式綿番手の混紡糸を作成した。作成した混紡糸よりベア天竺丸編み生地(釜径38インチ、24ゲージ、114フィーダー)を作成し、120℃1分間のスチームセットを行い、ストレッチ布帛E8を得たのでこれを評価用の布帛とした。
【0132】
D6の組成および各種特性ならびに布帛E8における機能評価結果を表2、3に示す。
【0133】
[実施例9]
実施例1に記載のポリウレタン弾性繊維C1を調製した。
【0134】
さらに、開始剤としてAIBN、アニオン性ビニルモノマーとしてメタクリル酸ナトリウムを水とイソプロパノールが5対1(重量比)の混合溶媒に溶解させて反応溶液R6(メタクリル酸ナトリウム0.25重量%)とした。
【0135】
C1とR6を用いてグラフト重合反応を常法により実施し、f1が0.5重量%であるポリウレタン弾性繊維D7を得た。
【0136】
D7を細断して繊維長50mmのポリウレタン短繊維とし、これとリヨセル原綿(繊維長50mm)とをそれぞれ20重量%、80重量%を均一に混合し、豊田自動織機社製リング織精紡機を使用して、30番手英式綿番手の混紡糸を作成した。作成した混紡糸よりベア天竺丸編み生地(釜径38インチ、24ゲージ、114フィーダー)を作成し、120℃1分間のスチームセットを行い、ストレッチ布帛E9を得たのでこれを評価用の布帛とした。
【0137】
D7の組成および各種特性ならびに布帛E9における機能評価結果を表2、3に示す。
【0138】
[実施例10]
実施例1に記載のポリウレタン弾性繊維C1を調製した。
【0139】
さらに、開始剤としてAIBN、アニオン性ビニルモノマーとしてメタクリル酸ナトリウムを水とイソプロパノールが5対1(重量比)の混合溶媒に溶解させて反応溶液R7(メタクリル酸ナトリウム31.0重量%)とした。
【0140】
C1とR7を用いてグラフト重合反応を常法により実施し、f1が45.1重量%であるポリウレタン弾性繊維D8を得た。
【0141】
D8を細断して繊維長50mmのポリウレタン短繊維とし、これとリヨセル原綿(繊維長50mm)とをそれぞれ20重量%、80重量%を均一に混合し、豊田自動織機社製リング織精紡機を使用して、30番手英式綿番手の混紡糸を作成した。作成した混紡糸よりベア天竺丸編み生地(釜径38インチ、24ゲージ、114フィーダー)を作成し、120℃1分間のスチームセットを行い、ストレッチ布帛E10を得たのでこれを評価用の布帛とした。
【0142】
D8の組成および各種特性ならびに布帛E10における機能評価結果を表2、3に示す。
【0143】
[実施例11]
実施例1に記載のポリウレタン弾性繊維D1を調製した。
【0144】
D1を裁断して繊維長50mmのポリウレタン短繊維とし、これとリヨセル原綿(繊維長50mm)をそれぞれ0.3重量%、99.7重量%を均一に混合し、豊田自動織機社製リング織精紡機を使用して、30番手英式綿番手の混紡糸を作成した。作成した混紡糸よりベア天竺丸編み生地(釜径38インチ、24ゲージ、114フィーダー)を作成し、120℃1分間のスチームセットを行い、ストレッチ布帛E11を得たのでこれを評価用の布帛とした。
【0145】
D1の組成および各種特性ならびに布帛E11における機能評価結果を表2、3に示す。
【0146】
[実施例12]
実施例1に記載のポリウレタン弾性繊維D1を調製した。
【0147】
D1を裁断して繊維長50mmのポリウレタン短繊維とし、これとリヨセル原綿(繊維長50mm)をそれぞれ60重量%、40重量%を均一に混合し、豊田自動織機社製リング織精紡機を使用して、30番手英式綿番手の混紡糸を作成した。作成した混紡糸よりベア天竺丸編み生地(釜径38インチ、24ゲージ、114フィーダー)を作成し、120℃1分間のスチームセットを行い、ストレッチ布帛E12を得たのでこれを評価用の布帛とした。
【0148】
D1の組成および各種特性ならびに布帛E12における機能評価結果を表2、3に示す。
【0149】
[実施例13]
分子量1800のPTMG、MDI、エチレングリコールからなるポリウレタンウレタン重合体(ウレタン基濃度=2.4mol/kg)のDMAc溶液(35重量%)を常法により調製し、ポリマー溶液A3とした。
【0150】
A3と実施例1に記載のB1をそれぞれ98重量%、2重量%で均一に混合してポリウレタン紡糸溶液とし、これをゴデローラーと巻取機の速度比1.4として500m/分の紡糸速度で乾式紡糸して巻き取り、20dtex、モノフィラメントのポリウレタン弾性繊維C3(350g巻糸体)を得た。
【0151】
C3と実施例1に記載のR1を用いてグラフト重合処理を80℃、2時間の条件で実施し、f1が2.30重量%であるポリウレタン弾性繊維D9を得た。
【0152】
D9を細断して繊維長50mmのポリウレタン短繊維とし、これとリヨセル原綿(繊維長50mm)とをそれぞれ20重量%、80重量%を均一に混合し、豊田自動織機社製リング織精紡機を使用して、30番手英式綿番手の混紡糸を作成した。作成した混紡糸よりベア天竺丸編み生地(釜径38インチ、24ゲージ、114フィーダー)を作成し、120℃1分間のスチームセットを行い、ストレッチ布帛E13を得たのでこれを評価用の布帛とした。
【0153】
D9の組成および各種特性ならびに布帛E13における機能評価結果を表2、3に示す。
[実施例14]
実施例1に記載のポリウレタン弾性繊維C1を調製した。
【0154】
さらに、実施例10に記載のR7を用いて溶液重合反応を常法により実施し、得られた重合体をヘキサンで抽出した後、乾燥させることによってメタクリル酸ナトリウムからなる重合体成分(f1)であるポリメタクリル酸ナトリウムを得た。これを水とイソプロパノールが5対1(重量比)の混合溶媒に溶解させ、そこへAIBNを加え反応溶液R8(ポリメタクリル酸ナトリウム1.5重量%)とした。
【0155】
R8にC1を含浸し、80℃、2時間の条件でC1表面にポリメタクリル酸を固着させ、f1が2.6重量%固着したポリウレタン弾性繊維D10を得た。
【0156】
D10を細断して繊維長50mmのポリウレタン短繊維とし、これとリヨセル原綿(繊維長50mm)とをそれぞれ20重量%、80重量%を均一に混合し、豊田自動織機社製リング織精紡機を使用して、30番手英式綿番手の混紡糸を作成した。作成した混紡糸よりベア天竺丸編み生地(釜径38インチ、24ゲージ、114フィーダー)を作成し、120℃1分間のスチームセットを行い、ストレッチ布帛E14を得たのでこれを評価用の布帛とした。
【0157】
D10の組成および各種特性ならびに布帛E14における機能評価結果を表2、3に示す。
【0158】
[実施例15]
実施例1に記載のポリウレタン弾性繊維C1を調製した。
【0159】
さらに、開始剤としてAIBN、アニオン性ビニルモノマーとしてメタクリル酸を水とイソプロパノールが5対1(重量比)の混合溶媒に溶解させて反応溶液R9(メタクリル酸0.5重量%)とした。
【0160】
C1とR9を用いてグラフト重合処理を80℃、2時間の条件で実施し、メタクリル酸からなる重合体成分(f3)が2.30重量%であるポリウレタン弾性繊維D11を得た。
【0161】
D11を細断して繊維長50mmのポリウレタン短繊維とし、これとリヨセル原綿(繊維長50mm)とをそれぞれ20重量%、80重量%を均一に混合し、豊田自動織機社製リング織精紡機を使用して、30番手英式綿番手の混紡糸を作成した。作成した混紡糸よりベア天竺丸編み生地(釜径38インチ、24ゲージ、114フィーダー)を作成し、120℃1分間のスチームセットを行い、ストレッチ布帛E15を得たのでこれを評価用の布帛とした。
【0162】
D11の組成および各種特性ならびに布帛E15における機能評価結果を表2、3に示す。
【0163】
[実施例16]
実施例1に記載のポリウレタン弾性繊維D1を調製した。
【0164】
D1を裁断して繊維長50mmのポリウレタン短繊維とし、これとリヨセル原綿(繊維長50mm)をそれぞれ5重量%、95重量%を均一に混合し、豊田自動織機社製リング織精紡機を使用して、30番手英式綿番手の混紡糸を作成した。作成した混紡糸よりベア天竺丸編み生地(釜径38インチ、24ゲージ、114フィーダー)を作成し、120℃1分間のスチームセットを行い、ストレッチ布帛E16を得たのでこれを評価用の布帛とした。
【0165】
D1の組成および各種特性ならびに布帛E16における機能評価結果を表2、3に示す。
【0166】
[実施例17]
実施例1に記載のポリウレタン弾性繊維D1を調製した。
【0167】
D1を裁断して繊維長50mmのポリウレタン短繊維とし、これとリヨセル原綿(繊維長50mm)をそれぞれ45重量%、55重量%を均一に混合し、豊田自動織機社製リング織精紡機を使用して、30番手英式綿番手の混紡糸を作成した。作成した混紡糸よりベア天竺丸編み生地(釜径38インチ、24ゲージ、114フィーダー)を作成し、120℃1分間のスチームセットを行い、ストレッチ布帛E17を得たのでこれを評価用の布帛とした。
【0168】
D1の組成および各種特性ならびに布帛E17における機能評価結果を表2、3に示す。
【0169】
[実施例18]
実施例1に記載のポリウレタン弾性繊維D1を調製した。
【0170】
D1を裁断して繊維長50mmのポリウレタン短繊維とし、これとPET原綿(繊維長50mm)をそれぞれ20重量%、80重量%を均一に混合し、豊田自動織機社製リング織精紡機を使用して、30番手英式綿番手の混紡糸を作成した。作成した混紡糸よりベア天竺丸編み生地(釜径38インチ、24ゲージ、114フィーダー)を作成し、120℃1分間のスチームセットを行い、ストレッチ布帛E18を得たのでこれを評価用の布帛とした。
【0171】
D1の組成および各種特性ならびに布帛E18における機能評価結果を表2、3に示す。
【0172】
[比較例1]
分子量2900のPTMG、MDI、エチレンジアミンおよび末端封鎖剤としてジエチルアミンからなるポリウレタンウレア重合体(ウレタン基濃度=0.1mol/kg)のDMAc溶液(35重量%)を常法により調製し、ポリマー溶液A4とした。
【0173】
A4と実施例1に記載のB1をそれぞれ98重量%、2重量%で均一に混合してポリウレタン紡糸溶液とし、これをゴデローラーと巻取機の速度比1.4として500m/分の紡糸速度で乾式紡糸して巻き取り、20dtex、2filのマルチフィラメントのポリウレタン弾性繊維C4(100g巻糸体)を得た。
【0174】
C4と実施例1に記載のR1を用いてグラフト重合処理を80℃、2時間の条件で実施し、f1が2.40重量%であるポリウレタン弾性繊維D12を得た。
【0175】
D12を細断して繊維長50mmのポリウレタン短繊維とし、これとリヨセル原綿(繊維長50mm)とをそれぞれ20重量%、80重量%を均一に混合し、豊田自動織機社製リング織精紡機を使用して、30番手英式綿番手の混紡糸を作成した。作成した混紡糸よりベア天竺丸編み生地(釜径38インチ、24ゲージ、114フィーダー)を作成し、120℃1分間のスチームセットを行い、ストレッチ布帛H1を得たのでこれを評価用の布帛とした。
【0176】
D12の組成および各種特性ならびに布帛H1における機能評価結果を表2、3に示す。
【0177】
[比較例2]
分子量2900のPTMG、MDI、エチレンジアミンおよび末端封鎖剤としてジエチルアミンからなるポリウレタンウレア重合体(ウレタン基濃度=3.8mol/kg)のDMAc溶液(35重量%)を常法により調製し、ポリマー溶液A5とした。
【0178】
A5と実施例1に記載のB1をそれぞれ98重量%、2重量%で均一に混合してポリウレタン紡糸溶液とし、これをゴデローラーと巻取機の速度比1.4として500m/分の紡糸速度で乾式紡糸して巻き取り、20dtex、2filのマルチフィラメントのポリウレタン弾性繊維C5(110g巻糸体)を得た。
【0179】
C5と実施例1に記載のR1を用いてグラフト重合処理を80℃、2時間の条件で実施し、f1が2.60重量%であるポリウレタン弾性繊維D13を得た。
【0180】
D13を細断して繊維長50mmのポリウレタン短繊維とし、これとリヨセル原綿(繊維長50mm)とをそれぞれ20重量%、80重量%を均一に混合し、豊田自動織機社製リング織精紡機を使用して、30番手英式綿番手の混紡糸を作成した。作成した混紡糸よりベア天竺丸編み生地(釜径38インチ、24ゲージ、114フィーダー)を作成し、120℃1分間のスチームセットを行い、ストレッチ布帛H2を得たのでこれを評価用の布帛とした。
【0181】
D13の組成および各種特性ならびに布帛H2における機能評価結果を表2、3に示す。
【0182】
[比較例3]
実施例1に記載のポリウレタン弾性繊維C1を調製した。
【0183】
C1を裁断して繊維長50mmのポリウレタン短繊維とし、これとリヨセル原綿(繊維長50mm)をそれぞれ20重量%、80重量%を均一に混合し、豊田自動織機社製リング織精紡機を使用して、30番手英式綿番手の混紡糸を作成した。作成した混紡糸よりベア天竺丸編み生地(釜径38インチ、24ゲージ、114フィーダー)を作成し、120℃1分間のスチームセットを行い、ストレッチ布帛H3を得たのでこれを評価用の布帛とした。
【0184】
C1の組成および各種特性ならびに布帛H3における機能評価結果を表2、3に示す。
【0185】
[比較例4]
実施例1に記載のポリウレタン弾性繊維D1を調製した。
【0186】
D1を裁断して繊維長140mmのポリウレタン短繊維とし、これとリヨセル原綿(繊維長50mm)をそれぞれ20重量%、80重量%を均一に混合し、豊田自動織機社製リング織精紡機を使用して、30番手英式綿番手の混紡糸を作成した。作成した混紡糸よりベア天竺丸編み生地(釜径38インチ、24ゲージ、114フィーダー)を作成し、120℃1分間のスチームセットを行い、ストレッチ布帛H4を得たのでこれを評価用の布帛とした。
【0187】
D1の組成および各種特性ならびに布帛H4における機能評価結果を表2、3に示す。
【0188】
[比較例5]
比較例3に記載のストレッチ布帛H3を調製した。さらに、被膜重合体成分である重合性単量体/無機微粒子の重量比が1/0.4に調整された下記処理液にH3を浸漬し、絞り率80%になるようにマングルで絞り、106℃の飽和水蒸気雰囲気中にて3分間処理を行い、非イオン系界面活性剤1g/Lと炭酸ナトリウム1g/Lを含む水溶液中で60℃、1分洗浄し、湯水洗後、130℃で乾燥させた。
重合性単量体(被膜重合体成分):ポリエチレングリコールジメタクリレート 20g/L
(ポリアルキレンオキサイドセグメントの分子量1000)
無機微粒子:酸化ケイ素(スノーテックス:粒径40〜50nm、日産化学社製) 8g/L
過硫酸アンモニウム 2g/L
次に下記の成分からなる処理液に浸漬し、絞り率80%になるようにマングルで絞り、130℃、2分で乾燥後、ピンテンターで170℃、1分間仕上げセットを行い、ストレッチ布帛H5を得たのでこれを評価用の布帛とした。
光触媒:酸化チタン(STS−21:粒径20nm、石原産業社製) 10g/L
脂肪族ポリカルボン酸塩(SZ−2B−ZC、ナガセケムテックス社製) 20g/L
多孔性物質(サイリシア#550:比表面積500m/g、粒径2.7μm、富士シリシア社製) 10g/L
硫酸銅 4g/L
抗菌剤:2−ピリジルチオール−1−オキシド亜鉛 5g/L
アクリル系樹脂(T−23M、共栄社製) 15g/L
C1の組成および各種特性ならびに布帛H5における機能評価結果を表2、3に示す。
【0189】
[比較例6]
分子量1800のPTMG、MDI、エチレンジアミンおよび末端封鎖剤としてジエチルアミンからなるポリウレタンウレア重合体(ウレタン基濃度=0.887mol/kg)のDMAc溶液(35重量%)を常法により調製し、ポリマー溶液A6とした。
【0190】
A6と実施例1に記載のB1をそれぞれ98重量%、2重量%で均一に混合してポリウレタン紡糸溶液とし、これをゴデローラーと巻取機の速度比1.4として500m/分の紡糸速度で乾式紡糸して巻き取り、20dtex、2filのマルチフィラメントのポリウレタン弾性繊維C6(350g巻糸体)を得た。
【0191】
C6に被膜重合体成分として分子量400のポリプロピレングリコールを2.30重量%付与し、ポリウレタン弾性繊維D14を得た。
【0192】
D14を裁断して繊維長50mmのポリウレタン短繊維とし、これとリヨセル原綿(繊維長50mm)をそれぞれ20重量%、80重量%を均一に混合し、豊田自動織機社製リング織精紡機を使用して、30番手英式綿番手の混紡糸を作成した。作成した混紡糸よりベア天竺丸編み生地(釜径38インチ、24ゲージ、114フィーダー)を作成し、120℃1分間のスチームセットを行い、ストレッチ布帛H6を得たのでこれを評価用の布帛とした。
【0193】
D14の組成および各種特性ならびに布帛H6における機能評価結果を表2、3に示す。
【0194】
【表2】

【0195】
【表3】

【産業上の利用可能性】
【0196】
本発明のストレッチ繊維製品は、ストレッチ性や外観品位に優れ、かつ、抗菌性および消臭性(特に加齢臭、排泄臭に対する消臭性)にも優れたものである。そのため、ソックス、ストッキング、丸編、トリコット、水着、スキーズボン、作業服、煙火服、ゴルフズボン、ウエットスーツ、ブラジャー、ガードル、手袋等の各種繊維製品、締め付け材料、さらには、紙おしめなどサニタリー品の漏れ防止用締め付け材料、防水資材の締め付け材料、似せ餌、造花、電気絶縁材、ワイピングクロス、包装資材、コピークリーナー、ガスケットなどに好適に用いることができる。

【特許請求の範囲】
【請求項1】
ウレタン基濃度がポリウレタン1kgに対して0.2mol/kg以上3.5mol/kg以下であるポリウレタンの弾性短繊維を含有し、該弾性短繊維は、繊維長が1mm以上100mm以下の範囲内で、かつ、繊維表面に少なくとも1種以上のアニオン性ビニルモノマーが重合されてなる被膜重合体を有することを特徴とするストレッチ繊維製品。
【請求項2】
重量比換算から求めた前記弾性短繊維における前記被膜重合体の含有率が、0.1%重量以上40重量%以下であることを特徴とする請求項1に記載のストレッチ繊維製品。
【請求項3】
前記被膜重合体の厚みの平均が1ナノメートル以上5マイクロメートル以下であることを特徴とする請求項1または2に記載のストレッチ繊維製品。
【請求項4】
前記ストレッチ繊維製品における前記弾性短繊維の含有率が1重量%以上50重量%以下であることを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載のストレッチ繊維製品。
【請求項5】
前記被膜重合体がグラフト重合により前記ポリウレタンに直接結合していることを特徴とする請求項1〜4のいずれかに記載のストレッチ繊維製品。
【請求項6】
前記被膜重合体が金属イオンと塩または錯体を形成していることを特徴とする請求項1〜5のいずれかに記載のストレッチ繊維製品。

【公開番号】特開2012−127025(P2012−127025A)
【公開日】平成24年7月5日(2012.7.5)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2010−280349(P2010−280349)
【出願日】平成22年12月16日(2010.12.16)
【出願人】(502179282)東レ・オペロンテックス株式会社 (100)
【Fターム(参考)】