JP3785604B2 - Method for producing multifilament elastic yarn - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ポリウレタンマルチフィラメント弾性糸の製造方法に関し、特に任意の形状に安定して異形化された断面形状をもつポリウレタン弾性糸を製造する方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来、熱可塑性ポリウレタンマルチフィラメントを複数本繊維長さ方向に融着して一体化してモノフィラメント状にする溶融紡糸方法が特開昭53−139847号公報で提案されており、また、ポリウレタンウレアの乾式紡糸において、紡糸口金の形状を異形にして紡糸して異形断面繊維を製造する方法が特開平7−197318号公報にて提案されている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、これらの従来法では、マルチフィラメント全体を融着し、かつ、弾性糸の断面を異形化することは全く意図も示唆もするものではなかった。
【0004】
本発明は、ポリウレタンマルチフィラメント弾性糸を一体化してモノフィラメント状にし、かつ、糸条断面形状を異形化したマルチフィラメント弾性糸を安定して製造する方法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、かかる課題を達成するために、次のような手段を採用する。
すなわち、本発明のマルチフィラメント弾性糸の製造方法は、ポリウレタンマルチフィラメント弾性糸を、ローラ面を周回する溝が設けられ、ポリウレタンの軟化点以上融点以下の温度に加熱されたニップ式加熱ローラの溝内を通過走行させつつ加熱押圧することにより、マルチフィラメント弾性糸の糸条断面形状を異形化し、かつ単糸どうしを圧着させて異形モノフィラメント状にすることを特徴とするものである。
【0006】
【発明の実施の形態】
本発明は、異形断面形状を有するマルチフィラメント弾性糸を効率よく、かつ、安定して製造できないものか鋭意検討したところ、ポリウレタンマルチフィラメントを引揃えて、これを適宜の加熱加圧部材で押圧することにより、上述課題を一挙に解決することを究明したものである。
【0007】
本発明におけるマルチフィラメント弾性糸はポリウレタンから構成される。かかる弾性糸は、通常、丸断面のマルチフィラメントを収束して使用されていたものである。本発明者らは、かかる弾性糸を加熱押圧して偏平等の異形断面形状にしたところ、実に柔軟で感触のよい高品質のファッショナブルな紐状物を提供することができることを究明したものである。
【0008】
以下、本発明をポリウレタンマルチフィラメント弾性糸について説明する。本発明でいうポリウレタンとは、熱可塑性もしくは熱可塑性以外のものであってもよい。
【0009】
本発明に用いるポリウレタンとは、ポリオール、ジイソシアネートの共重合体に多官能性を持つ有機アミンまたは有機ジオールを鎖伸張剤、末端封鎖剤として、1官能性アミン、オールを反応させたポリウレタンである。
【0010】
また、かかるジイソシアネートの中で特に好ましいものとしては、ジフェニルメタンジイソシアネート(以下MDIと称す)、水添MDI(以下HMDIと称す)である。MDIからなるポリウレタン繊維は強度も高く、耐熱性も高く、さらに耐溶剤性なども良好なものとなる。一方、HMDIからなるポリウレタン繊維は、ポリオール、また伸長剤を適切に選定すると、耐光性が高くなる大きい利点がある。
【0011】
本発明のポリウレタン繊維のジイソシアネートは必ずしも1種に限定されるものではなく複数種のジイソシアネートが併用されてもよいことは言うまでもないことである。
【0012】
次にポリオールについて述べる。ポリオールとしては特に限定されるものでなく、ポリテトラメチレンエーテルグライコール(以下PTMGと称す)および/またはその共重合、ポリプロピレングライコールおよび/またはその共重合を初めとするエーテル系ポリオール、さらには、ポリブチレンアジペートグライコールおよび/またはその共重合、さらに、特開平4−41714号公報などに開示されているポリエステル系ポリオール、また、ポリエステルポリオールを初めとするポリカーボネート系ポリオール、ポリシロキサン系ポリオールを初めとする公知のポリオールが代表的なものである。
【0013】
そして、かかる中でエーテル系ポリオールとして好ましいものとしては、PTMGおよび/またはその共重合が挙げられる。PTMGの共重合物としては、エチレンオキシドをPTMGの末端に付加したもの、また、テトラヒドロフラン(以下THFと称す)と3−メチルTHFの共重合PTMGなどが代表的なものとして挙げられる。
【0014】
かかるポリオールからなるポリウレタン繊維は、低温特性に優れ、耐カビ性が高く、回復性が優れ、加水分解性も高いのである。
【0015】
また、好ましい他のポリオールとして、メチル基などの側鎖が付いたポリエステル系のポリオールが挙げられる。
【0016】
かかるポリオールとしては、特開平4−41714号公報などに開示されたポリエステルポリオールなどを初め、またネオペンチルグライコールを初めとするネオペンチルグライコールと各種の脂肪族カルボン酸との共重合グライコール、またネオペンチルグライコールを共重合したポリカプロラクトンジオールなどが代表的なものとして挙げられる。
【0017】
かかるエステル系ポリオールは、耐カビ性も高く、また耐塩素性、さらに耐光性に優れ、耐加水分解性も高く特に好ましいもの一つである。
【0018】
かかるポリオールの分子量としては、好ましくは2000〜6000のものが繊維の強度や回復性などの点から使用され、また、側鎖の無いポリオールにおいては、3000〜5000の分子量を有するものが特に好ましく使用される。
【0019】
次に、本発明のポリウレタン繊維のポリオールは分子内で1種類に限定されるものでなく、エーテル系ポリオールとエステル系ポリオールのいずれを用いてもよく、また用途に応じては、エーテル系ポリオールとエステル系ポリオールが併用されているほうがよい場合もある。
【0020】
かかるポリウレタンを製造する際に使用される鎖伸張剤としては、有機ジアミンは公知の脂肪族、脂環族及び芳香族ジアミンを用いることができる。代表的なものとして、エチレンジアミン(以下EDAと称す)、プロピレンジアミン(以下PDAと称す)たとえば1,2−ジアミノ−1−プロピレン、1,2−ジアミノ−2−プロピレン、ブチレンジアミン(BDAと称す)たとえば1,4−ジアミノ−1−ブテン、1,4−ジアミノ−2−ブテン、2,3−ジアミノ−2−ブテン、1,3−ジアミノ−1−ブテン、1,3−ジアミノ−2−ブテン、ジエチレントリアミン、へキサメチレンジアミン、シクロヘキサンジアミン、フェニレンジアミン、トリレンジアミン、キシレンジアミン、3,3’−ジクロル−4,4−ビフェニルアミン、2,6−ジアミノピリジン、4,4’−ジアミノジフェニルメタン等が挙げられる。かかるジアミン伸張剤の中で最も好ましいのが、EDA、PDA、BDAを使用することができる。
【0021】
また有機ジオールもまた公知の脂肪族、脂環族及び芳香族ジオールを用いることができる。代表的なものとしては、エチレングライコール(以下EGと称す)、1,3−プロパンジオール(以下PDOと称す)、1,4−ブタンジオール(以下BDOと称す)、ネオペンチルジオール、1,2−プロピレンジオール、1,4−シクロヘキサンジオール、1,4−シクロヘキサンジメタノール、1,4−ビス(β−ヒドロキシエトキシ)ベンゼン(以下BHEBと称す)、ビス(β−ヒドロキシエチル)テレフタレート、パラキシレンジオール等を鎖伸長剤とするものである。かかるジオール伸長剤の中で好ましいものとしてはEG、PDO、BDOとBHEBを使用することができる。
【0022】
なお、本発明のポリウレタン繊維の伸長剤は必ずしも1種に限定されるものでなく複数種のジアミンまたはジオールからなる伸長剤が併用されてもよいことはいうまでもないことである。
【0023】
次に末端封鎖剤に述べる。これも公知の脂肪族、脂環族、芳香族アミン、アルコールを用いることができる。代表的なものとしては、ジメチルアミン、ジメチルアミン、エタノール、プロパノール(1−プロパノール、2−プロパノール)、プロピルアルコール等である。
【0024】
そして、本発明のマルチフィラメント弾性糸であるポリウレタンの数平均分子量は、好ましくは1万〜10万、特に好ましくは3万〜8万のものが、強度はもとより、実用においても耐久性が著しく向上するのでよい。
【0025】
かかるポリウレタンのマルチフィラメント弾性糸を収束(引揃え)して、所定のニップ式加熱ローラで加熱押圧して、該マルチフィラメント弾性糸の単糸どうしを融着または圧着して、該マルチフィラメント弾性糸の糸条断面形状を、適宜の形状に変形させ接着させて異形化するものである。この加熱押圧を、任意の形状の溝を有する押圧部材、即ちニップ式加熱ローラでもって行なうことにより、所望の形状に賦型を付すことができる。該ニップ式加熱ローラとして、任意の形状の溝を有するものを使用し、該溝内に該マルチフィラメント弾性糸を収納して押圧することにより、該溝の形状に合せて該マルチフィラメント弾性糸の糸条断面形状を任意の形に異形化することができる。ここで異形とは、偏平形、多角形、星形、馬蹄形、楕円形および半円形から選ばれた少なくとも1種であればよく、すなわち、不定形をも含む形状を意味するものである。
【0026】
本発明によれば、該加熱押圧を、連続的にしたり、また、断続的に実施することにより、変り糸を提供することもできる。また、かかる押圧部材の押圧表面をエンボスのように適宜の形態を有するものを使用すると、その形態が刻印された弾性糸を提供することができる。たとえばギザギザ表面を有する押圧部材で異形化するとギザギザ表面にたとえば偏平弾性糸を提供することができる。つまり、押圧部材の溝の形状はそれぞれ所望の任意の形状を採用することができる。
この加熱押圧の際に付与される加熱は、該ポリウレタンの軟化点以上融点以下の温度である。具体的には、該マルチフィラメントはそれぞれの単糸が軽度に接着して見かけ上1本の糸のようになっているものであるが、この接着が解ける程度の温度から溶融するまでの温度である。たとえば、ポリマによって相違するが、ポリウレタンウレアでは好ましくは170〜250℃、さらに好ましくは200〜230℃程度の温度がよい。かかる加熱方法としては、ニクロム線ヒータや遠赤外線ヒータを用いて弾性糸に非接触で加熱するもの、ホットロールのように直接弾性糸にその表面を接触させて加熱するものなどのいずれでもよい。
【0027】
かかる押圧部材は、その材質は特に限定されないが、軟化、溶融した弾性糸がくっつきにくいシリコンのような材質であることが好ましい。また、押圧部材は、弾性糸の長手方向に対して上下、左右もしくはそれらの組み合せの向きに加圧することができる。
【0028】
たとえば、かかる加熱押圧工程を、該弾性ポリマのマルチフィラメント紡糸工程の紡糸筒下部から巻取装置までの任意の箇所に設定することもできるし、また、既に紡糸されて巻糸体となっているものでも、該巻糸体から繰り出して、再度巻き取るまでの任意の箇所に該加熱押圧工程を設定することもできる。
【0029】
本発明のマルチフィラメント紡糸工程とは、特定の方式に限定されるものではない。乾式紡糸について述べると、紡糸溶液の温度も限定されるものでなく、任意の温度を採用することができる。紡糸溶質の融点や軟化点より高温にすることも特に問題ない。また吐出速度も特に限定されるものでない。さらに口金形状も任意のものが適用される。マルチフィラメントの単糸本数は、口金の穴数を変えることにより、任意の本数にすることが出来る。
【0030】
紡糸溶液はこうした口金から吐出され糸状になり、次に加熱される。加熱は筒からの加熱であっても、加熱ガスによりされてもよい。またこれらの併用であってもよい。熱効率という面から特に好ましいのが加熱ガスと筒を加熱することである。加熱ガスを使用する場合、その供給方式も特に限定されるものでない。
【0031】
なお、筒の形状は特に問われず、円形でも、矩形でも、多角形であってもよく、特に限定されるものでない。
【0032】
加熱ガスは紡糸揮発分の種類により、適宜選択することが好ましい。紡糸揮発分が、揮発性の有機溶剤の時には不活性ガスが主体であることが好ましい。
【0033】
本発明のマルチフィラメント弾性糸は、こうして加熱された繊維が、紡糸筒通過後から巻取装置すなわち巻糸体になる直前の間に、本発明の製造方法を施すことにより、得られるのである。
【0034】
図1は本発明のポリウレタンマルチフィラメント弾性糸を製造するための一実施例を示す概略図である。
【0035】
この例では、マルチフィラメントの異形断面化装置は、巻取体から弾性糸を所定の速度で送出する繰出部1と、繰出された弾性糸を加熱、押圧するための2本ホットプレスロールを有する異形化部2と、異形化した弾性糸を巻き取る巻取部3とにより構成されている。
【0036】
そして、繰出部1は架台に軸受によって取り付けられた第1ローラ4、5と、第1ローラ4、5を回転させる駆動装置6と、架台にブラケットを介して軸受により取り付けられた回転自在のガイドロール7、9と、マルチフィラメントの張力を検出するためのポテンショメータに取り付けられたダンサーロール8により構成されており、第1ローラ4、5上に載置されたマルチフィラメントの巻取物10を回転させて糸を所定の速度で送出する。
【0037】
上述の駆動装置6はプーリとベルト等の回転伝達部材によって、速度制御された電動機の回転を第1ローラ4、5に伝達されるようになっている。
【0038】
そして、異形断面化部2は架台に軸受によって回転自在に取り付けられたガイドロール11、12と、架台上に取り付けられたブラケットと、ブラケットに軸受によって取り付けられたホットプレスロール13と、ホットプレスロール13に平行になるようにブラケットに取り付けられた2本エアーシリンダー15、16に軸受によって取り付けられたホットプレスロール14と、ホットプレスロール13を回転させるための駆動装置17とにより構成されている。
【0039】
上述の駆動装置17はプーリーとベルト等の回転伝達部材によって、回転制御された電動機の回転をホットプレスロール13に伝達される。
【0040】
巻取部3は、本体フレームに軸受によって取り付けられた回転自在のガイドロール18と、ポテンショメータによりマルチフィラメントの張力を検出するためのダンサーロール19と、溝カム方式(図示せず)のトラバースロール20と、ドライブロール21と、糸状物の巻取半径の増加により半円上に移動する本体フレームに軸受によって取り付けられた巻取ロール22とにより構成されている。上述のガイドロール18、ダンサーロール19とトラバースロール20は溝カムにより移動するブラケット上に取り付けてある。また駆動装置23は溝カムとドライブロールにプーリーとベルト等回転部材伝達部材により速度制御された電動機の回転を伝達する。
【0041】
この状態で、繰出部1の第1ローラ4、5上にマルチフィラメントの巻取体10を載置し、巻取体から引き出したマルチフィラメント24をガイドロール7、ダンサーロール8、ガイドロール9、11、12、ホットプレスロール13と14の間、ガイドロール18、ダンサーロール19、トラバースロール20、ドライブロール21を通して巻取ロール22に結びつける。
【0042】
これらの準備ができると第1ローラ4、5を始動させて弾性糸を予め設定された速度で繰出して加熱押圧加工する。
【0043】
上述の弾性糸の繰出しが行われると、ダンサーロール8、19の変位角度をポテンショメーターが検出し、駆動装置6、17、23の制御装置に信号を送り所定の速度で回転する。そして弾性糸24は、異形断面化部2のエアーシリンダー15、16により下降させたホットプレスロール14とホットプレスロール13の間で加熱押圧されて、たとえば偏平に異形化された弾性糸25となり、巻取部3でトラバースロール20、ドライブロール21を介して巻取ロール22に巻き取られる。
【0044】
図2は上述異形断面化装置を紡糸筒下部と巻取部との間に設置し、直接異形断面糸を製造するための一実施例を示す概略図である。
【0045】
この例では、弾性糸37を送り出す既設の紡糸筒26と、それを巻き取る巻取部、それらの間に設置した2本のホットプレスロールを有する異形断面化部27から構成されている。
【0046】
異形断面化部27は図1と同様に、ガイドロール30、31、2本のホットプレスロール33、34、2本のエアーシリンダー35、36、ホットプレスロール32用の駆動装置29と巻取速度の増加に伴い弾性糸に余熱を与えるための遠赤外線を利用したプレヒーター32から構成されている。
【0047】
巻取部28は本体フレームに取り付けられた、それぞれ駆動装置(図示せず)により回転するフィードロール39、40と、溝カム方式(図示せず)のトラバースガイド41と、ドライブロール42と、糸状物の巻取半径のり半円上に移動する本体フレームに軸受けによって取り付けられた巻取ロール43とにより構成されている。
【0048】
上述のトラバースガイド41とドライブロール42はプーリートベルト等伝達部材により速度制御された電動機の回転を伝達される。
【0049】
この状態で、紡糸筒下部26から送り出された弾性糸37をサッカガン等で吸引させながら、ガイドロール30、プレヒーター32、ガイドロール31、ホットプレスロール33と34の間、フィードロール39、40、トラバースガイド41、ドライブロール42を通して巻取ロール43に巻き付ける。
【0050】
これらの準備ができると巻取部28のトラバースガイド41とドライブロール42を駆動させると同時に、異形断面化部27のエアーシリンダー35、36を下降させる。そして弾性糸37は、プレヒーター32で予加熱されホットプレスロール33と34により加熱押圧されて、たとえば偏平に異形化された異形断面糸38となり、巻取部28でトラバースガイド41、ドライブロール42を介して巻取ロール43に巻き取られる。
【0051】
図3は、かかる方法により製造される異形化された各種弾性糸の断面形状を示す模式図の一例(A〜G)であるが、もちろん表面形状もエンボスなどのような刻印模様を有する金型を使用することによって容易に形成することができる。この例からわかるように、偏平状、多角形、星形、馬蹄形、楕円形および半円形から選ばれた少なくとも1種である形状、つまり、これらの複合された形状や該弾性糸の長さ方向に変更される断面形状を有するものや、さらに、組合せによって不定形の形状のものも容易に形成することができるものであって、ここに例示した形状のものに限定されるものではない。また、この例では、単糸の形状は便宜上丸形で表示しているが、もちろん、押圧によって変形している部分を含むものであり、押圧力の大きさによって、その変形度は大きいものであることはいうまでもないことである。
【0052】
図4は、図1のホットプレスロール13に加工した溝の形状の例を示すものである。また、溝の形状はここに例示した形状に限定されるものではなく、図3等の弾性糸の断面形状を得るために適宜形状を選ぶことができる。
【0053】
【実施例】
以下、実施例をあげて、本発明を更に、具体的に説明するが、本発明は下記の実施例に限定されない。
【0054】
付加比率が1.60になるように、分子量2000ポリテトラメチレンエーテルグライコール2000gとジフェニルメタンジイソシアネート400gを窒素シールされた撹拌容器中に投入し、90℃で反応させ、プレポリマーを得た。次に、このプレポリマー699gをジメチルアセトアミド1288gに溶解し、さらに、プレポリマーに対するモル比が1.05になるように鎖伸張剤としてエチレンジアミン11gと末端封鎖剤としてジエチルアミン1.6gを添加し、80℃で撹拌し、反応させ、ポリウレタン溶液を得た。
【0055】
上記ポリウレタン溶液に、酸化チタン等の改質剤を重量比で6%になるように調整した安定剤を、添加し撹拌した。
【0056】
得られたポリウレタン溶液に含まれるポリウレタンの数平均分子量をGPC法で測定したところ、ポリスチレン換算で約3.8万であった。また、TMA法により、測定したポリウレタンの熱軟化点は170℃であった。
【0057】
上記、ポリウレタン溶液を、50℃に加熱し、孔経(D)=0.20mm、孔長(L)=0.55mm、L/D=2.75の吐出孔を200持つ口金を用いて、単位時間当たり、22.5KG溶液で紡糸筒内に吐出した。
【0058】
紡糸筒内の温度は、加熱温度即ち、紡糸筒の壁面温度は300℃とし、この時の乾燥風は400℃で毎時60KGの窒素ガスを紡糸筒上部から噴出した。
【0059】
得られたポリウレタン糸を、50本毎に紡糸筒下部の収束ガイドに4本の糸束に分糸し、加圧空気により紡糸筒内で収束させた。
【0060】
その際、引取速度は1000m/分、巻取速度は1150m/分、速度比率(巻取速度/引取速度)は1.15で巻き取り840dのポリウレタン糸を得た。
【0061】
得られたポリウレタン糸を本発明の装置(図1〜図2)を用いて、巻取り速度を3m/分、ホットロールの表面温度を220℃で異形断面化した。
この際のホットロールの断面形状は通常の円形であり、連続的に加圧するタイプで、加えた圧力はエアーシリンダーにより20kg/cm3とした。その結果得られた弾性糸は偏平形態を有するものであった(参考例)。
【0062】
上述と同じ装置のホットプレスロール13のみを図4のものに取り替え、同条件で加工した結果、図3−Bの形態を有する弾性糸を得た。
【0063】
また紡糸筒下部から本発明の装置を用いて、上述の紡糸条件で、プレヒーターの温度を490℃、ホットロールの表面温度を230℃で異形断面化した。ホットロールの表面形状は通常の円形であり、連続的に加圧するタイプで、加えた圧力はエアーシリンダーにより20kg/cm3とした。その結果得られた弾性糸は図3のような形態を有するものであった。
【0064】
【発明の効果】
本発明によれば、柔軟で感触のよい高品質の、実にファッショナブルな弾性糸からなる紐状物を効率的、かつ、安定して、提供することができ、しかも、該紐状物の太さ、変形量、表面形状および断面形状を含め自由に加工することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】この図は、本発明のマルチフィラメント弾性糸の製造方法の一例を示す概略図である。
【図2】この図は、本発明のマルチフィラメント弾性糸の製造方法を用いて、紡糸筒下部から巻取装置までの間に該加熱押圧工程を設置した一例を示す概略図である。
【図3】この図は、本発明のマルチフィラメント弾性糸の製造方法を用いて製造される各種異形断面糸の断面形状を示す模式図の一例である。
【図4】この図は、任意の断面形状を持つマルチフィラメント弾性糸を得るために、本発明の製造方法の一例を示す図1のホットプレスロール13の表面に溝加工した一例である。
【符号の説明】
1:繰出部
2:異形断面化部
3:巻取部
4、5:第1ローラ
8、19:ダンサーロール
7、9、11、12、18:ガイドロール
10:巻取体
6、17、23:駆動装置
13、14:ホットプレスロール
15、16:エアーシリンダー
20:トラバースロール
21:ドライブロール
22:巻取ロール
24:弾性糸
25:異形断面糸
26:紡糸筒下部
27:異形断面化部
28:巻取部
29:駆動部
30、31:ガイドロール
32:プレヒーター
33、34:ホットプレスロール
35、36:エアーシンリンダー
37:弾性糸
38:異形断面糸
39、40:フィードロール
41:トラバースガイド
42:ドライブロール
43:巻取ロール[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a method for producing a polyurethane multifilament elastic yarn, a method for producing a polyurethane elastic yarn having stable profiled cross-section shape to the shape of the arbitrary especially.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, a melt spinning method in which a plurality of thermoplastic polyurethane multifilaments are fused in the fiber length direction to be integrated into a monofilament is proposed in Japanese Patent Laid-Open No. 53-139847. In spinning, a method for producing a modified cross-section fiber by spinning the spinneret in a different shape has been proposed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 7-197318.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
However, in these conventional methods, the fusion of the entire multifilament and the modification of the cross section of the elastic yarn were not intended or suggested at all.
[0004]
The present invention, by integrating the polyurethane multifilament elastic yarn to monofilament, and is intended to St. provide a method for stably producing a multifilament elastic yarn was profiled yarns sectional shape.
[0005]
[Means for Solving the Problems]
The present invention employs the following means in order to achieve such a problem.
That is, the manufacturing method of the multi-filament elastic yarn of the present invention, a polyurethane multi filament elastic yarn, a groove is provided for circulating the rollers surface was heated to a temperature below the melting point or the softening point of the polyurethane of the nip heating roller by hot-pressing while passing cars in the groove, it is characterized in that by profiled yarns sectional shape of the multi filament elastic yarn, and to irregular monofilament by crimping the single yarns to each other.
[0006]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
The present invention has intensively studied whether a multifilament elastic yarn having an irregular cross-sectional shape can be produced efficiently and stably. As a result , polyurethane multifilaments are aligned and pressed with an appropriate heating and pressing member. Thus, it has been clarified that the above-mentioned problems can be solved at once.
[0007]
Multifilament elastic yarn in the present invention is comprised of port Riureta down. Cal elastic yarn or are those generally been used to converge the multifilament round cross-section. The inventors of the present invention have found that when the elastic yarn is heated and pressed to have a deformed cross-sectional shape such as flattened, it is possible to provide a high-quality fashionable string-like material that is really flexible and feels good. is there.
[0008]
Hereinafter, the present onset Akira to describes polyurethane multi-filament elastic yarn. The polyurethane referred to in the present invention may be thermoplastic or other than thermoplastic.
[0009]
The polyurethane used in the present invention is a polyurethane obtained by reacting a monofunctional amine and all with a polyfunctional organic amine or organic diol as a chain extender and a terminal blocker as a copolymer of polyol and diisocyanate.
[0010]
Of these diisocyanates, diphenylmethane diisocyanate (hereinafter referred to as MDI) and hydrogenated MDI (hereinafter referred to as HMDI) are particularly preferable. Polyurethane fibers made of MDI have high strength, high heat resistance, and good solvent resistance. On the other hand, the polyurethane fiber made of HMDI has a great advantage that the light resistance becomes high when a polyol and an extender are appropriately selected.
[0011]
Needless to say, the diisocyanate of the polyurethane fiber of the present invention is not necessarily limited to one type, and a plurality of types of diisocyanates may be used in combination.
[0012]
Next, the polyol will be described. The polyol is not particularly limited, and polytetramethylene ether glycol (hereinafter referred to as PTMG) and / or copolymer thereof, polypropylene glycol and / or ether polyol including the copolymer thereof, Polybutylene adipate glycol and / or copolymerization thereof, polyester polyols disclosed in JP-A-4-41714, etc., polycarbonate polyols including polyester polyols, polysiloxane polyols and the like Such known polyols are representative.
[0013]
And among these, as a thing preferable as an ether type polyol, PTMG and / or its copolymerization are mentioned. Typical PTMG copolymers include those obtained by adding ethylene oxide to the end of PTMG, and PTMG copolymerized with tetrahydrofuran (hereinafter referred to as THF) and 3-methyl THF.
[0014]
Polyurethane fibers made from such polyols have excellent low-temperature characteristics, high mold resistance, excellent recoverability, and high hydrolyzability.
[0015]
Other preferred polyols include polyester-based polyols having side chains such as methyl groups.
[0016]
Examples of such polyols include polyester polyols disclosed in JP-A-4-41714 and the like, and copolymerized glycols of neopentyl glycol and various aliphatic carboxylic acids including neopentyl glycol. A typical example is polycaprolactone diol copolymerized with neopentylglycol.
[0017]
Such ester-based polyols are particularly preferable because they have high mold resistance, excellent chlorine resistance, light resistance, and high hydrolysis resistance.
[0018]
As the molecular weight of such a polyol, those having a molecular weight of 2000 to 6000 are preferably used from the viewpoint of fiber strength and recoverability, and those having a molecular weight of 3000 to 5000 are particularly preferably used for polyols having no side chain. Is done.
[0019]
Next, the polyol of the polyurethane fiber of the present invention is not limited to one kind in the molecule, and any of ether-based polyols and ester-based polyols may be used. In some cases, it is better to use an ester polyol in combination.
[0020]
As the chain extender used for producing such polyurethane, known aliphatic, alicyclic and aromatic diamines can be used as the organic diamine. Typical examples include ethylenediamine (hereinafter referred to as EDA), propylenediamine (hereinafter referred to as PDA) such as 1,2-diamino-1-propylene, 1,2-diamino-2-propylene, butylenediamine (referred to as BDA). For example, 1,4-diamino-1-butene, 1,4-diamino-2-butene, 2,3-diamino-2-butene, 1,3-diamino-1-butene, 1,3-diamino-2-butene , Diethylenetriamine, hexamethylenediamine, cyclohexanediamine, phenylenediamine, tolylenediamine, xylenediamine, 3,3′-dichloro-4,4-biphenylamine, 2,6-diaminopyridine, 4,4′-diaminodiphenylmethane, etc. Is mentioned. Most preferred among such diamine extenders are EDA, PDA and BDA.
[0021]
As the organic diol, known aliphatic, alicyclic and aromatic diols can also be used. Typical examples include ethylene glycol (hereinafter referred to as EG), 1,3-propanediol (hereinafter referred to as PDO), 1,4-butanediol (hereinafter referred to as BDO), neopentyldiol, 1,2 -Propylenediol, 1,4-cyclohexanediol, 1,4-cyclohexanedimethanol, 1,4-bis (β-hydroxyethoxy) benzene (hereinafter referred to as BHEB), bis (β-hydroxyethyl) terephthalate, paraxylenediol Etc. are chain extenders. Among these diol extenders, EG, PDO, BDO and BHEB can be preferably used.
[0022]
In addition, the extending | stretching agent of the polyurethane fiber of this invention is not necessarily limited to 1 type, It cannot be overemphasized that the extending | stretching agent which consists of multiple types of diamine or diol may be used together.
[0023]
Next, the end-capping agent is described. Also known aliphatic, alicyclic, aromatic amine and alcohol can be used. Typical examples are dimethylamine, dimethylamine, ethanol, propanol (1-propanol, 2-propanol), propyl alcohol, and the like.
[0024]
The number average molecular weight of the polyurethane, which is the multifilament elastic yarn of the present invention, is preferably 10,000 to 100,000, particularly preferably 30,000 to 80,000, and the durability is remarkably improved not only in strength but also in practical use. It is good to do.
[0025]
The polyurethane multifilament elastic yarns are converged (aligned) , heated and pressed by a predetermined nip type heating roller , and the single filaments of the multifilament elastic yarns are fused or pressure-bonded to form the multifilament elastic yarns. The yarn cross-sectional shape is deformed into an appropriate shape and bonded to be deformed. The heating pressing, pressing member having a groove of any shape, i.e. by performing with the nip heating roller, it can be subjected to shaping into a desired shape. As the nip heating roller, using those having a groove of any shape by pressing by housing the multifilament elastic yarn in the groove, the multifilament elastic yarn according to the shape of the groove the Itojodan-sectional shape can be deformed into any shape. Here, the irregular shape may be at least one selected from a flat shape, a polygonal shape, a star shape, a horseshoe shape, an elliptical shape, and a semicircular shape, that is, a shape including an indefinite shape.
[0026]
According to the present invention, it is possible to provide a variable yarn by continuously or intermittently performing the heating and pressing. In addition, when a pressing surface of the pressing member having an appropriate form such as embossing is used, an elastic yarn in which the form is engraved can be provided. For example, if the pressing member having a jagged surface is deformed, for example, a flat elastic yarn can be provided on the jagged surface. That is, a desired arbitrary shape can be adopted for each of the grooves of the pressing member.
The heating applied during the heating and pressing is a temperature not lower than the softening point and not higher than the melting point of the polyurethane . Specifically, in the multifilament, each single yarn is slightly bonded to make it look like a single yarn, but the temperature from the temperature at which this bonding is released to the melting temperature. is there. For example, although it varies depending on the polymer, the temperature is preferably about 170 to 250 ° C., more preferably about 200 to 230 ° C. for polyurethane urea. As such a heating method, any one of heating using a nichrome wire heater or far-infrared heater without contact with the elastic yarn, or heating by directly contacting the surface of the elastic yarn, such as a hot roll, may be used.
[0027]
The material of the pressing member is not particularly limited, but it is preferable that the pressing member is made of a material such as silicon that is difficult to stick to a softened and melted elastic yarn. Further, the pressing member can apply pressure in the vertical direction, right and left direction, or a combination direction thereof with respect to the longitudinal direction of the elastic yarn.
[0028]
For example, the heating and pressing step can be set at an arbitrary position from the lower part of the spinning tube of the multifilament spinning step of the elastic polymer to the winding device, or has already been spun into a wound body. Even a thing, this heating press process can also be set to the arbitrary places until it unwinds from this wound thread body and winds up again.
[0029]
The multifilament spinning process of the present invention is not limited to a specific method. Regarding dry spinning, the temperature of the spinning solution is not limited, and any temperature can be employed. There is no particular problem even when the temperature is higher than the melting point or softening point of the spinning solute. Also, the discharge speed is not particularly limited. Furthermore, an arbitrary shape of the base is applied. The number of single filaments of the multifilament can be set to an arbitrary number by changing the number of holes in the die.
[0030]
The spinning solution is discharged from such a die to form a yarn and then heated. The heating may be from a cylinder or by a heated gas. Moreover, these combined use may be sufficient. Particularly preferable from the viewpoint of thermal efficiency is heating the heated gas and the cylinder. When using heated gas, the supply system is not particularly limited.
[0031]
The shape of the cylinder is not particularly limited, and may be circular, rectangular, or polygonal, and is not particularly limited.
[0032]
The heating gas is preferably selected appropriately depending on the type of spinning volatile matter. When the spinning volatile matter is a volatile organic solvent, it is preferable that the main component is an inert gas.
[0033]
The multifilament elastic yarn of the present invention is obtained by applying the production method of the present invention immediately after the heated fiber passes through the spinning tube and immediately before it becomes a winding device, that is, a wound body.
[0034]
FIG. 1 is a schematic view showing an embodiment for producing the polyurethane multifilament elastic yarn of the present invention.
[0035]
In this example, the multi-filament modified cross-section device has a
[0036]
The
[0037]
The
[0038]
The modified
[0039]
The above-described
[0040]
The winding
[0041]
In this state, the multifilament winding
[0042]
When these preparations are completed, the
[0043]
When the above-described elastic yarn is fed, the potentiometer detects the displacement angle of the dancer rolls 8 and 19 and sends a signal to the control devices of the
[0044]
FIG. 2 is a schematic view showing an embodiment for directly producing a modified cross-section yarn by installing the above-mentioned modified cross-section device between the lower part of the spinning cylinder and the winding section.
[0045]
In this example, it is composed of an existing spinning cylinder 26 for sending out an
[0046]
As in FIG. 1, the modified cross section 27 has a guide roll 30, 31, two hot press rolls 33, 34, two
[0047]
The winding
[0048]
The traverse guide 41 and the drive roll 42 described above are transmitted with the rotation of the motor whose speed is controlled by a transmission member such as a pulley belt.
[0049]
In this state, the
[0050]
When these preparations are completed, the traverse guide 41 and the drive roll 42 of the winding
[0051]
FIG. 3 is an example (A to G) of schematic views showing cross-sectional shapes of various deformed elastic yarns manufactured by such a method, but of course the mold has a stamped pattern such as an embossed surface. Can be easily formed. As can be seen from this example, the shape is at least one selected from flat, polygonal, star-shaped, horseshoe-shaped, elliptical, and semi-circular, that is, the combined shape and the length direction of the elastic yarn. Those having a cross-sectional shape changed to the above, and those having an indefinite shape can be easily formed by a combination, and are not limited to the shapes exemplified here. Further, in this example, the shape of the single yarn is indicated by a round shape for convenience, but of course includes a portion deformed by pressing, and the degree of deformation is large depending on the magnitude of the pressing force. It goes without saying that there are.
[0052]
FIG. 4 shows an example of the shape of the groove processed into the
[0053]
【Example】
Hereinafter, the present invention will be described more specifically with reference to examples. However, the present invention is not limited to the following examples.
[0054]
A molecular weight of 2000 polytetramethylene ether glycol and 2000 g of diphenylmethane diisocyanate and 400 g of diphenylmethane diisocyanate were charged into a stirred vessel sealed with nitrogen so that the addition ratio was 1.60, and reacted at 90 ° C. to obtain a prepolymer. Next, 699 g of this prepolymer was dissolved in 1288 g of dimethylacetamide, and 11 g of ethylenediamine as a chain extender and 1.6 g of diethylamine as a terminal blocking agent were added so that the molar ratio to the prepolymer was 1.05. The mixture was stirred and reacted at 0 ° C. to obtain a polyurethane solution.
[0055]
To the polyurethane solution, a stabilizer prepared by adjusting a weight ratio of a modifier such as titanium oxide to 6% was added and stirred.
[0056]
When the number average molecular weight of the polyurethane contained in the obtained polyurethane solution was measured by the GPC method, it was about 38,000 in terms of polystyrene. Moreover, the heat softening point of the polyurethane measured by the TMA method was 170 ° C.
[0057]
The polyurethane solution is heated to 50 ° C., and a die having 200 discharge holes with a hole diameter (D) = 0.20 mm, a hole length (L) = 0.55 mm, and L / D = 2.75 is used. The solution was discharged into the spinning cylinder with a 22.5 KG solution per unit time.
[0058]
The temperature inside the spinning cylinder was the heating temperature, that is, the wall surface temperature of the spinning cylinder was 300 ° C. The drying air at this time was 400 ° C., and nitrogen gas of 60 KG per hour was blown out from the top of the spinning cylinder.
[0059]
The obtained polyurethane yarns were divided into four yarn bundles at the convergence guide at the bottom of the spinning cylinder every 50, and converged in the spinning cylinder with pressurized air.
[0060]
At that time, a polyurethane yarn having a take-up speed of 1000 m / min, a take-up speed of 1150 m / min, a speed ratio (winding speed / take-up speed) of 1.15 and a winding speed of 840d was obtained.
[0061]
Using the apparatus of the present invention (FIGS. 1 to 2) , the obtained polyurethane yarn was formed into a modified cross section at a winding speed of 3 m / min and a hot roll surface temperature of 220 ° C.
At this time, the hot roll had a normal circular cross-sectional shape and was continuously pressurized, and the applied pressure was 20 kg / cm 3 by an air cylinder. The resulting elastic yarn had a flat shape (Reference Example) .
[0062]
Only the
[0063]
In addition, using the apparatus of the present invention from the bottom of the spinning cylinder, the pre-heater temperature was 490 ° C. and the hot roll surface temperature was 230 ° C. under the above spinning conditions. The surface shape of the hot roll is a normal circle, and is a type that continuously pressurizes, and the applied pressure is 20 kg / cm 3 by an air cylinder. The elastic yarn obtained as a result had a form as shown in FIG.
[0064]
【The invention's effect】
According to the present invention, it is possible to efficiently and stably provide a string-like article made of a highly fashionable elastic yarn that is flexible and has a good feel, and that the string-like article is thick. In addition, it can be processed freely including the deformation amount, the surface shape and the cross-sectional shape.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic view showing an example of a method for producing a multifilament elastic yarn of the present invention.
FIG. 2 is a schematic view showing an example in which the heating and pressing step is installed between the lower part of the spinning cylinder and the winding device using the method for producing a multifilament elastic yarn of the present invention.
FIG. 3 is an example of a schematic diagram showing cross-sectional shapes of various deformed cross-sectional yarns manufactured using the method for manufacturing a multifilament elastic yarn of the present invention.
FIG. 4 is an example in which a groove is formed on the surface of the
[Explanation of symbols]
1: Feeding section 2: Deformed section section 3:
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