JP2019516877A - Non-circular solution spun spandex filaments and methods and apparatus for making the same - Google Patents
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Abstract
非円形のまたは成形された溶液紡糸スパンデックスフィラメントならびにこれらの非円形のまたは成形された溶液紡糸スパンデックスフィラメントの製造方法および装置が提供される。【選択図】なしMethods and apparatus for producing non-circular or shaped solution spun spandex filaments and these non-circular or shaped solution spun spandex filaments are provided. 【Selection chart】 None
Description
本開示は、非円形のまたは成形された溶液紡糸スパンデックスフィラメントならびにこれらの非円形のまたは成形された溶液紡糸スパンデックスフィラメントの製造方法および装置に関する。 The present disclosure relates to non-circular or shaped solution spun spandex filaments and methods and apparatus for making these non-circular or shaped solution spun spandex filaments.
エラスタンとも呼ばれるスパンデックスは、天然ゴムを超える異常な弾性ならびに強度および耐久性を有するセグメント化ポリウレタンの合成繊維である。 Spandex, also called elastane, is a synthetic fiber of segmented polyurethane with extraordinary elasticity and strength and durability over natural rubber.
スパンデックス繊維は、溶融押出、反応紡糸、溶液乾式紡糸、および溶液湿式紡糸を含む４つの異なる方法のいずれかによって製造されることができる。これらの全ての方法は、プレポリマーを製造するためにモノマーの反応の初期段階で始まる。一旦形成されると、プレポリマーは、様々な手段によってさらに反応され、引き出されて繊維を形成する。溶液乾式紡糸法は、世界のスパンデックス繊維の９０％以上を製造するために使用される。 Spandex fibers can be made by any of four different methods including melt extrusion, reactive spinning, solution dry spinning, and solution wet spinning. All these methods start in the early stages of the reaction of the monomers to produce the prepolymer. Once formed, the prepolymer is further reacted by various means and withdrawn to form fibers. Solution dry spinning is used to produce over 90% of the world's spandex fibers.
乾式紡糸法では、プレポリマーは、ジイソシアネートモノマーとマクログリコールを混合することによって製造される。２つの化合物は、典型的には１：２のグリコール対ジイソシアネートの比で反応容器中で混合されてプレポリマーを生成する。プレポリマーは、溶媒で希釈され、次いで紡糸溶液を形成するために鎖伸長反応として知られる反応においてジアミンの等量とさらに反応される。典型的には、鎖伸長反応中に追加の溶媒が添加される。繊維の製造、貯蔵、加工および使用における外観、性能および品質を改善するために、様々な添加剤がスパンデックスポリマー溶液に添加されることができる。 In the dry spinning process, prepolymers are made by mixing diisocyanate monomers and macroglycols. The two compounds are mixed in a reaction vessel, typically at a glycol to diisocyanate ratio of 1: 2, to form a prepolymer. The prepolymer is diluted with solvent and then further reacted with an equal amount of diamine in a reaction known as chain extension reaction to form a spinning solution. Typically, additional solvent is added during the chain extension reaction. Various additives can be added to the spandex polymer solution to improve the appearance, performance and quality in fiber manufacture, storage, processing and use.
乾式紡糸スパンデックスフィラメントのための装置は、米国特許第３，０９４，３７４号明細書に記載されている。一般に、乾式紡糸法は、複数の別個のフィラメントを形成するために紡糸セルに複数のオリフィスを有する紡糸口金を通してスパンデックスポリマーの溶媒を含む溶液を押し出すことを備える。大抵の場合、例えばシリコーン油または鉱物油とシリコーン油の混合油などの潤滑油がパッケージ上に巻き付く前に塗布され、粘着性を低減し、顧客処理におけるパッケージの配送を改善する。最後に、スパンデックス糸がスプール上に集められる。 An apparatus for dry spinning spandex filaments is described in US Pat. No. 3,094,374. In general, dry spinning involves extruding a solution containing a solvent of spandex polymer through a spinneret having a plurality of orifices in a spinning cell to form a plurality of discrete filaments. In most cases, a lubricating oil such as, for example, silicone oil or a mixture of mineral oil and silicone oil is applied prior to wrapping on the package to reduce tack and improve delivery of the package in customer processing. Finally, spandex yarn is collected on the spool.
紡糸口金の様々な構成が記載されている。低デシテックスの融合スパンデックスフィラメントを製造するために商業的に使用されるいくつかの紡糸口金は、グループ化された円形オリフィスの２つの同軸リングを有し、外側リングは、内側リングよりも多数のグループを有し、グループ化されたオリフィスの各グループは、通常、３、４、５または６である。例えば、米国特許第４，６７９，９９８号明細書を参照のこと。 Various configurations of spinnerets have been described. Some spinnerets that are used commercially to produce low-dtex fused spandex filaments have two coaxial rings of grouped circular orifices, and the outer ring has more groups than the inner ring. And each group of grouped orifices is typically three, four, five or six. See, for example, U.S. Pat. No. 4,679,998.
米国特許第５，００２，４７４号明細書は、グループ化された円形オリフィスの２つの同軸リングを有する紡糸口金を開示しており、内側リングと外側リングのオリフィスグループの数は等しい。この紡糸口金を用いた乾式紡糸スパンデックスフィラメントは、バンド欠陥の数を著しく減少させることが示唆されている。 U.S. Pat. No. 5,002,474 discloses a spinneret having two coaxial rings of grouped circular orifices, wherein the number of orifice groups in the inner ring and the outer ring is equal. It has been suggested that dry spun spandex filaments using this spinneret significantly reduce the number of band defects.
欧州特許第０１８２６１５号明細書は、外側リングの各グループのオリフィス間の距離が内側リングの各グループのオリフィス間の距離よりも小さいことを特徴とする、グループ化された円形オリフィスの外側リングおよび内側リングを有する紡糸口金を開示している。 EP 0 182 615 is a grouped circular orifice outer ring and an inner ring characterized in that the distance between the orifices of each group of outer rings is smaller than the distance between the orifices of each group of inner rings Disclosed is a spinneret having a ring.
英国特許第１，１１２，９３８号明細書は、非円形断面を有する乾式紡糸繊維を製造するための紡糸口金を開示しており、多数のオリフィスのグループは、各グループが０．０１から１ｍｍの直径を有する２から６個の円形オリフィスから構成され且つ互いに１から５ｍｍの距離離間された約４から約１２ｍｍの間隔で配置されている。各オリフィスグループの２つの隣接するオリフィス間の距離は、１ミリメートル未満であってはならないことが必須であると教示されている。 British Patent No. 1,112,938 discloses a spinneret for producing dry spun fibers with non-circular cross-sections, wherein a number of groups of orifices are each 0.01 to 1 mm in size. It consists of 2 to 6 circular orifices with a diameter and is spaced from about 4 to about 12 mm, spaced from each other by a distance of 1 to 5 mm. It is taught that it is essential that the distance between two adjacent orifices of each orifice group should not be less than one millimeter.
中国実用新案第２０１２３６２３０号明細書は、二重交差並列複合繊維を製造するための二重チャネル複合紡糸口金を開示している。紡糸口金は、十字形の微細孔と、２つの案内孔が非対称であり且つ傾斜した二重チャネルで形成された紡糸口金案内孔とを有する。 China Utility Model No. 201236230 discloses a dual channel composite spinneret for producing double crossed parallel composite fibers. The spinneret has cruciform fine holes and a spinneret guide hole in which two guide holes are asymmetric and formed by inclined double channels.
中国実用新案第２０１０５３０４３号明細書は、パラタクチックピーナッツ形状の弾性繊維を製造するための複合紡糸口金板を開示している。紡糸口金ミリポアは、斜め対称であり且つともに接続されていない紡糸口金リード孔の下方に接続される。 China Utility Model No. 201053043 discloses a composite spinneret plate for producing elastic fibers in paratactic peanut shape. The spinneret Millipore is connected below the spinneret lead holes which are diagonally symmetrical and not connected together.
中国実用新案第２０１７９３８２２号明細書は、入口溝および入口溝に接続された毛細管孔を備えた複数の加工孔を有する紡糸口金板を有するポリウレタン繊維を製造するための紡績ヘッドを開示している。この開示では、毛細管断面は矩形である。 Chinese Utility Model No. 201793822 discloses a spinning head for producing a polyurethane fiber having a spinneret plate having a plurality of processed holes with an inlet groove and capillary holes connected to the inlet groove. In this disclosure, the capillary cross section is rectangular.
中国特許出願公開第１０３９１１６７７号明細書は、ダンベル繊維を製造するための紡糸口金板を開示している。紡糸口金板本体は、ダンベル紡績糸微細孔を備え、多角形の紡糸口金微細孔と、矩形の中間部を備えた幾何学的画像とによって形成されている。 Chinese Patent Application Publication No. 10391677 discloses a spinneret plate for producing dumbbell fibers. The spinneret plate body comprises dumbbell spun yarn micropores and is formed by a polygonal spinneret micropore and a geometrical image with a rectangular middle part.
中国特許出願公開第１０３９１１６７７号明細書は、ＰＥＴ紡糸のためのバーベル形状の毛細管および紡糸口金の設計を開示している。 Chinese patent application no. 1039 16 1677 discloses barbell shaped capillary and spinneret designs for PET spinning.
中国実用新案第２０１９７１９３６号明細書は、乾燥を促進するためのスパンデックス製造のための三角形毛細管を記載している。 China Utility Model 201971936 describes triangular capillaries for spandex production to promote drying.
韓国特許出願公開第２０１３０６４６４１号明細書は、隣接して配置されたまたは狭いスロットを介して接続された２つの孔または毛細管を含むピーナッツ形状の繊維を製造するための紡糸口金板を開示している。接続された孔がそれらの中心から０．１３から０．２５ｍｍ離間して配置され、隣接する孔がそれらの中心から０．１１から０．４０ｍｍ離間して配置される実施形態が開示されている。 Korean Patent Application Publication No. 2013064641 discloses a spinneret plate for producing a peanut-shaped fiber including two holes or capillaries connected adjacently or connected via narrow slots. . Disclosed are embodiments in which the connected holes are spaced 0.13 to 0.25 mm from their centers and adjacent holes are spaced 0.11 to 0.40 mm from their centers .
欧州特許第１６７３４９５号明細書および国際公開第２００５０３５８４２号パンフレットは、周囲の成形チャネルを有する回転成形シリンダ上に糸を通すことによって得られる、好ましくはポリウレタンの湿式紡糸フラットマルチフィラメントエラストマ糸を開示している。 EP 1673495 and WO 2005035842 disclose wet-spun flat multifilament elastomeric yarns, preferably of polyurethane, obtained by passing the yarns over a roto-molding cylinder with a surrounding molding channel. There is.
ドッグボーンまたは葉形の非円形断面を有するスパンデックス繊維を製造するための別の方法は、欧州特許第２３３７８８４号明細書、日本国特開平７１９７３１８号公報、日本国特開昭５３１３９８４７号公報、日本国特開平１１１２４７２８号公報、独国特許第１２８８２３５号明細書、米国特許第６６３９０４１号明細書、米国特許第３８４０６３０号明細書および中国特許出願公開第１０４２９４４３９号明細書に開示されている。 Another method for producing spandex fibers having dogbone or leaf shaped non-circular cross-sections is described in EP-A-2337884, JP-A-7197318, JP-A-53139847, Japan Japanese Patent Application Laid-Open No. 11124728, German Patent No. 1288235, U.S. Patent No. 6,639,041, U.S. Patent No. 3,840,630 and Chinese Patent Application Publication No. 104294439 are disclosed.
本発明の態様は、非円形のまたは成形された溶液紡糸スパンデックスフィラメントに関する。 Aspects of the invention relate to non-circular or shaped solution spun spandex filaments.
本発明の別の態様は、非円形のまたは成形された溶液紡糸スパンデックスフィラメントを製造するための紡糸口金に関する。 Another aspect of the invention relates to a spinneret for producing non-circular or shaped solution spun spandex filaments.
本発明の別の態様は、非円形のまたは成形された溶液紡糸スパンデックスフィラメントを製造する方法に関する。 Another aspect of the present invention relates to a method of producing non-circular or shaped solution spun spandex filaments.
本発明者らは、ここで、限定されるものではないが、ドッグボーンまたはピーナッツ形状のフィラメントなどの非円形のまたは成形された溶液紡糸スパンデックスフィラメントが乾燥を促進することができるより多くの表面積およびより薄いフィルムを提供することを見出した。 We here now have more surface area and non-circular or shaped solution spun spandex filaments, such as but not limited to filaments of dogbone or peanut shape, can promote drying and It has been found to provide thinner films.
本開示によって、非円形のまたは成形された溶液紡糸スパンデックスフィラメントならびにその製造方法および装置が提供される。 The present disclosure provides non-circular or shaped solution spun spandex filaments and methods and apparatus for making the same.
本明細書で使用される場合、用語「スパンデックス」は、その通常の定義、すなわち少なくとも８５重量％のセグメント化ポリウレタンを含む長鎖合成ポリマーを有する。 As used herein, the term "spandex" has its normal definition, a long chain synthetic polymer comprising at least 85% by weight of segmented polyurethane.
本明細書で使用される場合、「非円形のまたは成形された溶液スパンスパンデックスフィラメント」とは、これらに限定されるものではないが、ドッグボーン、ピーナッツ型または双葉型フィラメントなどの多葉フィラメントならびに３、４、５または６またはそれ以上の葉を有するフィラメントを含むように意味する。葉は、用途に応じてサイズが類似していてもよいし、サイズが異なっていてもよい。 As used herein, "non-circular or shaped solution spanned spand filament" refers to, but is not limited to, multilobal filaments such as dogbone, peanut-type or bilobal-type filaments and It is meant to include filaments having three, four, five or six or more leaves. The leaves may be similar in size or different in size depending on the application.
図１Ａ、図２Ａ、図４Ａ、図５Ａおよび図６は、非円形のまたは成形された溶液紡糸スパンデックスフィラメントの製造に有用な紡糸口金の非限定的な実施形態を示している。そこに示されるように、紡糸口金は、本明細書では交換可能に毛細管とも呼ばれる２つ以上の孔を含むことができる。１つの非限定的な実施形態において、孔または毛細管は、直径が０．００９から０．０２５インチである。孔または毛細管は、狭い矩形スロットを介して図１Ａおよび図５Ａに示すように分離されていてもよくまたは図２Ａおよび図４Ａに示すように接続されていてもよい。１つの非限定的な実施形態では、狭い矩形スロットは、０．００２５から０．００６の幅である。１つの非限定的な実施形態では、狭い矩形スロットは、０．００５５インチの幅である。図１Ｂから図３Ｂの比較によって示すように、これらの孔または毛細管の間隔は、非円形のまたは成形された溶液紡糸スパンデックスフィラメントの所望の形成にとって重要であり得る。間隔は、分離されたとき、孔または毛細管の中心から測定して、好ましくは０．０５インチ未満、０．０４インチ未満、０．０３８インチ未満、ｌ０．０３５インチ未満、０．０３０インチ未満、または０．０２５インチ未満であり、および０．０１６インチよりも大きい、または０．０１８インチよりも大きい。間隔は、接続されたとき、孔または毛細管の中心から測定して、０．０５インチ未満、０．０４インチ未満、０．０３８インチ未満、０．０３５インチ未満、０．０３インチ未満、０．０２５インチ未満、または０．０２０インチ未満であり、および０．０１インチよりも大きく、または０．０１５インチ離れている。 FIGS. 1A, 2A, 4A, 5A and 6 show non-limiting embodiments of spinnerets useful for the production of non-circular or shaped solution spun spandex filaments. As shown therein, the spinneret can include two or more holes, also referred to herein interchangeably as capillaries. In one non-limiting embodiment, the holes or capillaries have a diameter of 0.009 to 0.025 inches. The holes or capillaries may be separated as shown in FIGS. 1A and 5A via narrow rectangular slots or may be connected as shown in FIGS. 2A and 4A. In one non-limiting embodiment, the narrow rectangular slot is 0.0025 to 0.006 wide. In one non-limiting embodiment, the narrow rectangular slot is 0.0055 inches wide. As shown by comparison of FIGS. 1B-3B, the spacing of these holes or capillaries may be important for the desired formation of non-circular or shaped solution spun spandex filaments. The spacing, when separated, is preferably less than 0.05 inches, less than 0.04 inches, less than 0.038 inches, less than 0.035 inches, less than 0.030 inches, as measured from the center of the hole or capillary. Or less than 0.025 inches, and greater than 0.016 inches, or greater than 0.018 inches. The spacing, when connected, is less than 0.05 inches, less than 0.04 inches, less than 0.038 inches, less than 0.035 inches, less than 0.03 inches, measured from the center of the hole or capillary. Less than 025 inches, or less than 0.020 inches, and greater than 0.01 inches, or separated by 0.015 inches.
図６は、３つの孔またはキャピラリーを含む板を有する紡糸口金を示している。この非限定的な実施形態では、孔は、直径が０．００９から０．０１５インチであり、正三角形の構成で配向されている。これらの孔は、並置されてクラスタを形成する。１つの非限定的な実施形態では、孔は、図４Ａに示すように、毛細管クラスタの中心から毛細管のそれぞれに放射する矩形スロットを介して接続されることができる。１つの非限定的な実施形態では、矩形スロットは、０．００３０インチの幅である。１つの非限定的な実施形態では、孔または毛細管は、毛細管クラスタの中心から、中心点から０．０３００インチ未満の孔毛細管のそれぞれに放射する矩形スロットを介して接続され、スロットは、０．０５５インチの幅である。これらの板は、本発明にしたがって、溶液乾式紡糸によって非円形または３葉形状の溶液紡糸スパンデックスフィラメントを形成するのに有用である。 FIG. 6 shows a spinneret with a plate containing three holes or capillaries. In this non-limiting embodiment, the holes are 0.009 to 0.015 inches in diameter and are oriented in an equilateral triangular configuration. These holes are juxtaposed to form clusters. In one non-limiting embodiment, the holes can be connected via rectangular slots that radiate from the center of the capillary cluster to each of the capillaries, as shown in FIG. 4A. In one non-limiting embodiment, the rectangular slot is 0.0030 inches wide. In one non-limiting embodiment, the holes or capillaries are connected via rectangular slots that radiate from the center of the capillary cluster to each of the hole capillaries less than 0.0300 inches from the center point, the slots being 0. It is 055 inches wide. These plates are useful in accordance with the present invention to form non-circular or trilobal solution spun spandex filaments by solution dry spinning.
したがって、本発明の態様は、２つ以上の密接に離間したグループ化された孔または毛細管を備える板を有する紡糸口金を使用して溶液乾式紡糸よって製造される非円形のまたは成形された溶液紡糸スパンデックスフィラメントに関する。 Thus, aspects of the present invention are non-circular or shaped solution spinning produced by solution dry spinning using a spinneret having a plate with two or more closely spaced grouped holes or capillaries. It relates to spandex filaments.
１つの非限定的な実施形態では、０．０５インチ未満および０．０１６インチよりも大きく、より好ましくは０．０１８インチよりも大きく離間した２つ以上の孔または毛細管を含む板を有する紡糸口金を使用して溶液乾式紡糸によって非円形のまたは成形された溶液紡糸スパンデックスフィラメントが製造される。１つの非限定的な実施形態では、０．０２５インチ未満および０．０１６インチよりも大きく、より好ましくは０．０１８インチよりも大きく離間した２つ以上の孔または毛細管を含む板を有する紡糸口金を使用して溶液乾式紡糸によって非円形のまたは成形された溶液紡糸スパンデックスフィラメントが製造される。１つの非限定的な実施形態では、０．０５インチ未満および０．０１インチよりも大きく離間した２つ以上の孔または毛細管を含む板を有する紡糸口金を使用して溶液乾式紡糸によって非円形のまたは成形された溶液紡糸スパンデックスフィラメントが製造され、孔または毛細管は、幅０．００３０インチの狭い矩形スロットを介して接続されている。１つの非限定的な実施形態では、孔または毛細管は、直径０．００９から約０．０２３０インチである。 In one non-limiting embodiment, a spinneret having a plate comprising two or more holes or capillaries spaced apart less than 0.05 inches and greater than 0.016 inches, more preferably more than 0.018 inches. Non-circular or shaped solution spun spandex filaments are produced by solution dry spinning using In one non-limiting embodiment, a spinneret having a plate comprising two or more holes or capillaries spaced apart less than 0.025 inches and greater than 0.016 inches, more preferably greater than 0.018 inches Non-circular or shaped solution spun spandex filaments are produced by solution dry spinning using In one non-limiting embodiment, non-circular by solution dry spinning using a spinneret having a plate comprising two or more holes or capillaries spaced apart less than 0.05 inches and greater than 0.01 inches. Alternatively, molded solution spun spandex filaments are manufactured, with the holes or capillaries connected via narrow rectangular slots 0.0030 inches wide. In one non-limiting embodiment, the holes or capillaries are 0.009 to about 0.0230 inches in diameter.
１つの非限定的な実施形態では、３つの孔または毛細管を含む板を有する紡糸口金を使用して溶液乾式紡糸形態によって非円形のまたは３葉形状の溶液紡糸スパンデックスフィラメントが製造される。この非限定的な実施形態では、孔は、直径が０．００９から０．０１５インチであり、正三角形の構成で配向されている。これらの孔は、並置されてクラスタを形成する。１つの非限定的な実施形態では、孔は、図４Ａに示すように、毛細管クラスタの中心から毛細管のそれぞれに放射する矩形スロットを介して接続されることができる。１つの非限定的な実施形態では、矩形スロットは、０．００３０インチの幅である。１つの非限定的な実施形態では、孔または毛細管は、毛細管クラスタの中心から、中心点から０．０３００インチ未満の孔毛細管のそれぞれに放射する矩形スロットを介して接続され、スロットは、０．０５５インチの幅である。 In one non-limiting embodiment, non-circular or trilobal solution spun spandex filaments are produced by solution dry spinning form using a spinneret having a plate containing three holes or capillaries. In this non-limiting embodiment, the holes are 0.009 to 0.015 inches in diameter and are oriented in an equilateral triangular configuration. These holes are juxtaposed to form clusters. In one non-limiting embodiment, the holes can be connected via rectangular slots that radiate from the center of the capillary cluster to each of the capillaries, as shown in FIG. 4A. In one non-limiting embodiment, the rectangular slot is 0.0030 inches wide. In one non-limiting embodiment, the holes or capillaries are connected via rectangular slots that radiate from the center of the capillary cluster to each of the hole capillaries less than 0.0300 inches from the center point, the slots being 0. It is 055 inches wide.
本発明の別の態様は、非円形のまたは成形された溶液紡糸スパンデックスフィラメントを製造するための紡糸口金に関する。 Another aspect of the invention relates to a spinneret for producing non-circular or shaped solution spun spandex filaments.
１つの非限定的な実施形態では、紡糸口金は、０．０５インチ未満および０．０１６インチよりも大きく、より好ましくは０．０１８インチよりも大きく密接に離間した２つ以上の孔または毛細管を有する板を備える。１つの非限定的な実施形態では、紡糸口金は、０．０２５インチ未満および０．０１６インチよりも大きく、より好ましくは０．０１８インチよりも大きく密接に離間した２つ以上の孔または毛細管を有する板を備える。 In one non-limiting embodiment, the spinneret comprises two or more holes or capillaries closely spaced apart less than 0.05 inches and greater than 0.016 inches, more preferably greater than 0.018 inches. It has the board which it has. In one non-limiting embodiment, the spinneret comprises two or more holes or capillaries closely spaced apart less than 0.025 inches and greater than 0.016 inches, more preferably greater than 0.018 inches. It has the board which it has.
１つの非限定的な実施形態では、紡糸口金は、０．０５インチ未満および０．０１インチよりも大きく密接に離間した２つ以上の孔または毛細血管を有する板を備え、孔または毛細管は、０．００３０インチ幅の狭い矩形スロットを介して接続されている。１つの非限定的な実施形態では、紡糸口金における２つ以上の孔または毛細管は、０．０２０インチ未満離間している。１つの非限定的な実施形態では、紡糸口金における２つの以上の孔または毛細管は、０．０１５インチ離間している。 In one non-limiting embodiment, the spinneret comprises a plate having two or more holes or capillaries closely spaced apart less than 0.05 inches and greater than 0.01 inches, the holes or capillaries being It is connected via a narrow rectangular slot 0.0030 inches wide. In one non-limiting embodiment, the two or more holes or capillaries in the spinneret are spaced apart by less than 0.020 inches. In one non-limiting embodiment, the two or more holes or capillaries in the spinneret are spaced 0.015 inches apart.
１つの非限定的な実施形態では、各毛細管または孔は、直径が０．００９から０．０２５インチである。 In one non-limiting embodiment, each capillary or hole has a diameter of 0.009 to 0.025 inches.
１つの非限定的な実施形態では、紡糸口金は、３つの孔または毛細管を含む板を備える。この非限定的な実施形態では、孔は、直径が０．００９から０．０１５インチであり、正三角形の構成で配向されている。これらの孔は、並置されてクラスタを形成する。１つの非限定的な実施形態では、孔は、図４Ａに示すように、毛細管クラスタの中心から毛細管のそれぞれに放射する矩形スロットを介して接続されることができる。１つの非限定的な実施形態では、矩形スロットは、０．００３０インチの幅である。１つの非限定的な実施形態では、孔または毛細管は、毛細管クラスタの中心から、中心点から０．０３００インチ未満の孔毛細管のそれぞれに放射する矩形スロットを介して接続され、スロットは、０．０５５インチの幅である。 In one non-limiting embodiment, the spinneret comprises a plate comprising three holes or capillaries. In this non-limiting embodiment, the holes are 0.009 to 0.015 inches in diameter and are oriented in an equilateral triangular configuration. These holes are juxtaposed to form clusters. In one non-limiting embodiment, the holes can be connected via rectangular slots that radiate from the center of the capillary cluster to each of the capillaries, as shown in FIG. 4A. In one non-limiting embodiment, the rectangular slot is 0.0030 inches wide. In one non-limiting embodiment, the holes or capillaries are connected via rectangular slots that radiate from the center of the capillary cluster to each of the hole capillaries less than 0.0300 inches from the center point, the slots being 0. It is 055 inches wide.
これらの実施形態では、紡糸口金は、１つ以上の非円形フィラメントを含む複数の糸条を製造するために、これらの密接に離間した孔または毛細管の複数のグループを備えることができる。 In these embodiments, the spinneret can be provided with multiple groups of these closely spaced holes or capillaries to produce multiple threads comprising one or more non-circular filaments.
紡糸口金は、スパンデックス紡糸口金の製造に適した様々な材料から製造することができる。非限定的な例は、３１７ステンレス鋼である。 Spinnerets can be made from a variety of materials suitable for the production of spandex spinnerets. A non-limiting example is 317 stainless steel.
本開示を読めば当業者には理解されるであろうように、紡糸口金の寸法および形状ならびに密接に離間した孔または毛細管の数は、紡糸セルの円形または矩形などの幾何学的形状、および所望のフィラメントの数に適合するように選択されることができる。 As will be understood by those skilled in the art upon reading the present disclosure, the size and shape of the spinneret and the number of closely spaced holes or capillaries may be geometrical shapes such as round or rectangular of the spin cell, and It can be chosen to suit the number of filaments desired.
本発明の別の態様は、非円形のまたは成形された溶液紡糸スパンデックスフィラメントを製造する方法に関する。溶液乾式紡糸法では、スパンデックスポリマーは、二段階プロセスによって製造される。第１の工程において、イソシアネート末端ウレタンプレポリマーは、高分子グリコールをジイソシアネートと反応させることによって形成される。典型的には、ジイソシアネートとグリコールとのモル比は、１．５０から２．５０の範囲に制御される。所望であれば、この予備重合工程における反応を助けるために触媒が使用されることができる。第２の工程において、ウレタンプレポリマーがＮ，Ｎ−ジメチルアセトアミド（ＤＭＡｃ）などの溶媒に溶解され、短鎖ジアミンまたはジアミンの混合物で鎖延長されてスパンデックス溶液を形成する。繊維の製造、貯蔵、加工および使用における外観、性能および品質を改善するために、様々な添加剤がスパンデックスポリマー溶液に添加されることができる。この方法では、ポリマー紡糸溶液は、紡糸セルに圧送され、２つ以上のより密接に離間した孔または毛細管を有する板を備える紡糸口金を通してポリマー溶液を押し込むことによって繊維に変換される。 Another aspect of the present invention relates to a method of producing non-circular or shaped solution spun spandex filaments. In solution dry spinning processes, spandex polymers are produced by a two-step process. In a first step, an isocyanate terminated urethane prepolymer is formed by reacting a polymeric glycol with a diisocyanate. Typically, the molar ratio of diisocyanate to glycol is controlled in the range of 1.50 to 2.50. If desired, a catalyst can be used to assist the reaction in this prepolymerization step. In the second step, the urethane prepolymer is dissolved in a solvent such as N, N-dimethylacetamide (DMAc) and chain extended with a short chain diamine or mixture of diamines to form a spandex solution. Various additives can be added to the spandex polymer solution to improve the appearance, performance and quality in fiber manufacture, storage, processing and use. In this method, a polymer spinning solution is pumped into a spinning cell and converted into fibers by forcing the polymer solution through a spinneret comprising a plate having two or more more closely spaced holes or capillaries.
１つの非限定的な実施形態では、紡糸口金は、０．０５インチ未満および０．０１６インチよりも大きく、より好ましくは０．０１８インチよりも大きく密接に離間した２つ以上の孔または毛細管を有する板を備える。１つの非限定的な実施形態では、紡糸口金は、０．０２５インチ未満および０．０１６インチよりも大きく、より好ましくは０．０１８インチよりも大きく密接に離間した２つ以上の孔または毛細管を有する板を備える。 In one non-limiting embodiment, the spinneret comprises two or more holes or capillaries closely spaced apart less than 0.05 inches and greater than 0.016 inches, more preferably greater than 0.018 inches. It has the board which it has. In one non-limiting embodiment, the spinneret comprises two or more holes or capillaries closely spaced apart less than 0.025 inches and greater than 0.016 inches, more preferably greater than 0.018 inches. It has the board which it has.
１つの非限定的な実施形態では、紡糸口金は、０．０５インチ未満および０．０１インチよりも大きく密接に離間した２つ以上の孔または毛細血管を有する板を備え、孔または毛細管は、０．００３０インチ幅の狭い矩形スロットを介して接続されている。１つの非限定的な実施形態では、紡糸口金における２つ以上の孔または毛細管は、０．０２０インチ未満離間している。１つの非限定的な実施形態では、紡糸口金における２つの以上の孔または毛細管は、０．０１５インチ離間している。 In one non-limiting embodiment, the spinneret comprises a plate having two or more holes or capillaries closely spaced apart less than 0.05 inches and greater than 0.01 inches, the holes or capillaries being It is connected via a narrow rectangular slot 0.0030 inches wide. In one non-limiting embodiment, the two or more holes or capillaries in the spinneret are spaced apart by less than 0.020 inches. In one non-limiting embodiment, the two or more holes or capillaries in the spinneret are spaced 0.015 inches apart.
１つの非限定的な実施形態では、紡糸口金は、３つの孔または毛細管を含む板を備える。この非限定的な実施形態では、孔は、直径が０．００９から０．０１５インチであり、正三角形の構成で配向されている。これらの孔は、並置されてクラスタを形成する。１つの非限定的な実施形態では、孔は、図４Ａに示すように、毛細管クラスタの中心から毛細管のそれぞれに放射する矩形スロットを介して接続されることができる。１つの非限定的な実施形態では、矩形スロットは、０．００３０インチの幅である。１つの非限定的な実施形態では、孔または毛細管は、毛細管クラスタの中心から、中心点から０．０３００インチ未満の孔毛細管のそれぞれに放射する矩形スロットを介して接続され、スロットは、０．０５５インチの幅である。 In one non-limiting embodiment, the spinneret comprises a plate comprising three holes or capillaries. In this non-limiting embodiment, the holes are 0.009 to 0.015 inches in diameter and are oriented in an equilateral triangular configuration. These holes are juxtaposed to form clusters. In one non-limiting embodiment, the holes can be connected via rectangular slots that radiate from the center of the capillary cluster to each of the capillaries, as shown in FIG. 4A. In one non-limiting embodiment, the rectangular slot is 0.0030 inches wide. In one non-limiting embodiment, the holes or capillaries are connected via rectangular slots that radiate from the center of the capillary cluster to each of the hole capillaries less than 0.0300 inches from the center point, the slots being 0. It is 055 inches wide.
これらの実施形態のいずれにおいても、紡糸口金は、１つ以上の非円形フィラメントを含む複数の糸条を生成するために、単一の紡糸セル内に密接に離間した孔または毛細管の複数のグループを含むことができる。 In any of these embodiments, the spinneret comprises a plurality of closely spaced holes or groups of capillaries in a single spinning cell to produce a plurality of yarns comprising one or more non-circular filaments. Can be included.
密接に離間するのにともない、隣接するフィラメントは、紡糸口金を出て、それらは、非円形の又は成形された溶液紡糸スパンデックスフィラメントを形成するために溶融する。フィラメントの溶融は、完全に溶融したフィラメントを形成するのに溶媒濃度が十分である領域で生じることが好ましい。いくつかの溶融フィラメントは、所望の厚さの最終生成物を提供するためにセル出口の下方に位置する擬似撚ジェットによってセルのさらに下方に合体されることができる。擬似ジェットの撚り作用は、フィラメントがいくらか乾燥している場所にセルを伝播するが、複数の非円形フィラメントからなる合体糸条を接着して形成するのに十分な粘着性を有する。紡糸セルを出た後、スパンデックス糸条は、糸条潤滑性を改善してパッケージの粘着性を減少させるために仕上げ処理されてもよい。 As closely spaced, adjacent filaments leave the spinneret and they melt to form non-circular or shaped solution spun spandex filaments. Melting of the filaments preferably occurs in the region where the solvent concentration is sufficient to form a completely molten filament. Several melt filaments can be coalesced further down the cell by pseudo twisting jets located below the cell outlet to provide the final product of the desired thickness. The twisting action of the pseudo-jet propagates the cell to where the filaments are somewhat dry, but has sufficient tack to bond and form coalesced yarns of non-circular filaments. After leaving the spinning cell, the spandex yarn may be finished to improve yarn lubricity and reduce package tack.
以下のセクションは、本発明の非円形のまたは成形された溶液紡糸スパンデックスフィラメントならびに紡糸口金およびその製造方法のさらなる例を提供する。これらの実施例は、例示的なものに過ぎず、決して本発明の範囲を限定するものではない。 The following sections provide further examples of the non-circular or shaped solution spun spandex filaments and spinnerets of the present invention and methods of making the same. These examples are merely illustrative and do not in any way limit the scope of the present invention.
実施例
実施例１：２２／１ ８６２Ｗ非円形または犬の骨型フィラメントの製造
図２Ａに示すような紡糸口金を使用して本発明にしたがって製造された２２ｄｔｅｘのモノフィラメントドッグボーンスパンデックスが評価された。
EXAMPLES Example 1: Preparation of 22/1 862 W non-circular or canine bone-shaped filaments A 22 dtex monofilament dogbone spandex made according to the present invention using a spinneret as shown in FIG. 2A was evaluated.
紡糸プロセスは、許容可能なブレークレベルで実行されることが見出された。得られたスパンデックス糸条の断面が図２Ｂに示される。スパンデックス糸条の強度および弾性特性は、ＡＳＴＭ Ｄ ２７３１−７２の一般的方法にしたがって測定された。３つのフィラメント、２インチ（５ｃｍ）ゲージ長および０−３００％伸長サイクルが各測定のために使用された。サンプルを５０センチメートル／分の一定の伸び率で５回循環させた。最初の伸長時のスパンデックスの負荷である負荷力は、最初のサイクルで２００％の伸びで測定され、糸条当たりのセンチニュートン（ｃＮ）として報告される。負荷解除力は、５回目の負荷解除サイクルの２００％の伸長時の応力であり、同様にセンチニュートン（ｃＮ）で報告される。６回目の伸張サイクルにおいて、破断点伸び率および強度が測定された。表１は、２２ｄｔｅｘモノフィラメントドッグボーンスパンデックスサンプルの物理的特性を示している。
実施例２：４４ｄｔｅｘの３フィラメントスパンデックスの製造
図５Ａに示すような紡糸口金を使用する従来のスパンデックス乾式紡糸プロセスによって、４４ｄｔｅｘの３フィラメントスパンデックスのサンプルが製造された。紡糸中の破断レベルは許容可能であった。得られた糸条の断面が図５Ｂに示される。スパンデックスの物理的特性が表２に示される。
実施例３：一連の２２ｄｔｅｘのモノフィラメントスパンデックス繊維の製造
同一の紡糸条件で、円形孔または毛細管を有する紡糸口金、図２Ａに示すような孔または毛細管を有する紡糸口金および図４Ａに示すような孔または毛細管を有する紡糸口金を使用して、一連の２２ｄｔｅｘのモノフィラメントスパンデックス繊維が一定の紡糸条件で製造された。各繊維は、残留溶媒について分析された。分析結果が表３に示されている。
Example 3 Preparation of a Series of 22 dtex Monofilament Spandex Fibers Under identical spinning conditions, a spinneret with circular holes or capillaries, a spinneret with holes or capillaries as shown in FIG. 2A and holes as shown in FIG. 4A A series of 22 dtex monofilament spandex fibers were produced under constant spinning conditions using a spinneret with capillaries. Each fiber was analyzed for residual solvent. The analysis results are shown in Table 3.
スパンデックス糸中のＤＭＡｃは、溶媒中での抽出により判定され、抽出物中のＤＭＡｃは、フレームイオン化検出器を用いたガスクロマトグラフィによって分析される。使用される溶媒は、メタノールまたは水などの極性有機溶媒とすることができる。 The DMAc in spandex yarn is determined by extraction in solvent and DMAc in the extract is analyzed by gas chromatography using a flame ionization detector. The solvent used can be a polar organic solvent such as methanol or water.
分析方法は以下の通りである：（１）２±０．２ｇのスパンデックス糸を密封可能なキャップを有するバイアルに入れ、溶媒５０ｍＬを添加する。（２）加熱ブロックまたはオーブンにサンプルバイアルを入れ、少なくとも１５分間、約６０℃に加熱する。（３）分析のために溶媒のアリコートをＧＣバイアルに入れる；（４）サンプル溶液をＧＣ−ＦＩＤで分析する；および（５）既知の標準または標準較正曲線に対する溶液中のＤＭＡｃ濃度を判定する。 The analytical method is as follows: (1) Place 2 ± 0.2 g of spandex thread into a vial with sealable cap and add 50 mL of solvent. (2) Place the sample vial in a heating block or oven and heat to about 60 ° C. for at least 15 minutes. (3) Place an aliquot of solvent into a GC vial for analysis; (4) analyze the sample solution with GC-FID; and (5) determine the concentration of DMAc in solution to a known standard or standard calibration curve.
以下の計算を使用して糸のＤＭＡｃ濃度が判定された：
スパンデックス糸中のＤＭＡｃ濃度、ｗｔ．％＝溶媒中のＤＭＡｃ濃度（μｇ／ｍＬ）＊５０ｍＬ溶媒＊希釈率＊抽出された糸の１００％重量（ｇ）＊１，０００，０００（μｇ／ｇ）
ここで、１：４の希釈の場合には希釈率＝４である、または希釈しない場合には１である。
DMAc concentration in spandex yarn, wt. % = DMAc concentration in solvent (μg / mL) * 50 mL solvent * dilution rate * 100% weight of extracted thread (g) * 1,000,000 (μg / g)
Here, the dilution ratio is 4 in the case of dilution of 1: 4, or 1 in the case of no dilution.
Claims (26)
26. A method for producing non-circular or shaped solution spun spandex filaments, comprising pushing the polymer spinning solution through the spinneret according to any one of the claims 13-25.
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