JPS59157362A - ポリウレタン弾性フイラメントよりなる不織布の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はポリウレタン弾性フィラメントからなる不織布
およびその製造方法に関する。

従来、各種の不織布が提案され、多くの分野で実用化さ
れているが、これらの不織布はその殆どが非弾性のポリ
エステル、ポリアミド、或いはポリオレフィンなどのゴ
ム状弾性を持たない繊維から構成された不織布であり、
ゴム或いはポリウレタンのような高い弾性を持つ繊維か
らなる不織布は実用化されていない。

有機高分子物質、例えばナイロンを溶融し気体流によっ
て延伸して不織布を製造することは、特公昭４１−７８
８３号に記載されているが、ポリウレタンについては有
機高分子物質の一例として示されているのみに過ぎない
。この方法によりポリウレタンを使用して不織布を製造
しようとすると、ポリウレタン弾性体の熔融粘度を下げ
るために溶融温度を高くする必要があり、このため促ポ
リウレタン弾性体の熱分解を生じ、紡糸操業を満足に実
施することは困難である。また紡糸温度を低くするため
に可塑剤を用いたり、低分子量の重合体を用いたりする
と、強度も伸度も劣る不満足な性能の不織布が得られる
に過ぎない。

ポリウレタン弾性体からなる不織布を製造する他の方法
としては、特開昭５２−８１１７７号にポリウレタン弾
性体を乾式紡糸して不織布とすることが提案されている
。

しかしながらこの方法は溶媒を使用するため溶媒の除去
回収を要し、経済的に極めて不利である。

このようにポリウレタン弾性体からなる不織布を工業的
有利に製造する方法は、未だ知られていないのが現状で
ある。

本発明者等は、このような現状においてポリウレタン弾
性体繊維からなる不織布の製造について鋭、意研究、検
討を進め、本発明を完成するに至ったのである。

ずなわら、本発明の目的はポリウレタン弾性フィラメン
トからなる不織布を提供することにあり、他の目的はこ
のような不織布を熔融紡糸法により工業的有利に製造す
る方法を提供することにある。

本発明方法は溶融した熱可塑性ポリウレタン弾性体にポ
リイソシアネート化合物を添加、混練した後、細孔から
紡出されたフィラメントを高速気流に随伴させて噴射し
、シート状に堆積、捕集することを特徴とする。

本発明に適用するボ・、リウレタン弾性体としては、公
知のセグメントポリウレタンが使用されるが、特に溶融
紡糸可能な熱可塑性ポリウレタンが適している。このよ
うなポリウレタン弾性体は分子量５００〜６０００の低
融点ポリオール、たとえばジヒド〔ｌキシポリエーテル
、ジヒドロギシポリエステル、ジヒドロキシポリカーボ
ネート　ジヒドロキシポリエステルアミド等と、分子量
５００以下の有機ジイソシアネ−１−，たとえばｐ、ｐ
’−ジフェニルメタンジイソシアネート、トリレンジイ
ソシアネート、イソボロンジイソシアネート、水素化ジ
フェニルメタンジイソシアネート、キシリレンジイソシ
アネート、２．６−ジイツソ゛ｒネートメチルカプロエ
ート、ヘキサメチレンジイソシアネート等と分子量５０
０以下の鎖伸長剤、たとえば、グリコール、アミノアル
コール、或いはトリオ−？しとの反応により得られるポ
リマーである。これらのポリマーのうち、特に良好なも
のは、ポリオールとしてポリテトラメチレングリコール
、またはポリε−カプロラフ１〜ン、或いはポリブチレ
ンアジペーｌ−を用いたポリウレタンである。ポリオー
ルとしてポリエチレングリコールを用いると親水性が向
上するため特殊の用途に用いられる。

また有機ジイソシアネートとしては、ｐ、ｐ’−ジフェ
ニルメタンジイソシアネートが好適である。

また鎖伸長剤としては、ｐ　、　ｐ’−ビスヒドロキシ
エ１−キシヘンゼンおよび１８４−ブタンジオールが好
適である。

本発明に使用するポリイソシアネート化合物は、少くと
も２個のイソシアネート基を有する化合物で平均分子量
４００以上のものが好適であり、たとえばポリウレタン
弾性体の合成に使用する分子量５００〜６０００のポリ
オールに２倍モル量の分子１５００に）、下の有機ジイ
ソシアネートを反応させて合成することができる。この
ときポリオールとして３個以上の水酸基を有する化合物
を使用してもよい。また有機ジイソシアネートニ量体も
用いられる。好適なポリイソシアネート化合物としては
、分子量５００〜２０００の両末端に水酸基を有するボ
リテ１−ラメチレングリコール、ポリカプロラクトン、
或いはポリブチレンアジベ−１−にｐ、ｐ′−ジフェニ
ルメタンジイソシアネ−１−を２倍モル付加させた化合
物を挙げることができる。

ポリイソシアネート化合物の添加量は５〜３０重量％が
好適で、特に１０〜２０重量％が好ましい。添加量は使
用するポリイソシアネート化合物の種類により異なるも
のであるが、添加量が少ない場合は目的とするポリウレ
タン不織布の物理的性能が不充分であり、紡糸操業性改
良の効果も少ない。また添加量が多ずぎると混合不均一
、糸質低下環を生じやすく、また紡糸操業が不安定とな
り好ましくない。

本発明に用いるポリイソシアネート化合物の分子量は通
常４００以−１二、好ましくは８００〜３０００である
。本発明に適用するポリイソシアネート化合物の分子量
はアミン滴定法によって測定したイソシアネート基量か
ら計算される見掛けの分子量である。

本発明のポリウレタン弾性フィラメントよりなる不織布
は、上記の熱可塑性ポリウレタンに製造工程におい一ζ
１后カロ、ｌ昆指東されたポリイソシアネート化合物が
、繊維、形成後、反応して架橋結合を生成するため原料
として用いる熱可塑性ポリウレタン弾性体とは全く性状
が異なり、再溶融は不能となり、またジメチルホルムア
ミド、或いはテトラハイドロフラン等の溶剤にも室温で
は不溶となる。

このため本発明の不織布は強度が大きく伸張回復性も優
れたものであり、従来は得られなかった性能を示すもの
である。本発明の方法におけるポリイソシアネート化合
物は得られる不織布の物性を向上するばかりでなく、更
に紡糸工程においてポリウレタン弾性体の熔融粘度を低
下させる効果があるため、紡糸温度を下げることが可能
となり、このためポリウレタン弾性体の熱分解を避ける
ことが容易となり、紡糸操業性が向上する。また不織布
として堆積されたポリウレタン弾性体繊維相互が互いに
粘着しやすくなるため、後述する如く、不織布をプレス
することにより接着剤を使用せずに強固に接合すること
が容易となる。

本発明の不織布の製造は、熱可塑性ポリウレタン弾性体
を熔融押出する部分、ポリイソシアネート化合物を添加
し、混合する部分および不織布用の紡糸へ、ドを備えた
紡糸装置により実施することが好適である。このような
紡糸装置としては、紡糸中に改質剤を添加するために用
いられる公知の装置を使用することができる。また不織
布用の紡糸ヘッドとしては、公知の形状のものが使用で
きるが特に熔融したポリマーを吐出するノズルとその両
側に加熱不活性ガスを噴出するスリットを備えた紡糸ヘ
ッドが好適である。このような紡糸ヘッドは、例えば特
公昭４１−７８８３号に記載されている。ポリイソシア
ネート化合物を溶融状態のポリウレタンに添加、混合す
る部分には、回転部を有する混練装置を使用することも
可能であるめ（、より好ましいのは静止系混練素子を有
する混合装置を用いることである。静止系混練素子を有
する混合装置としては、公知のものを用いることができ
る。静止系混練素子の形状およびエレメント数は使用す
る条件により異なるものであるが、ポリウレタン弾性体
とポリイソシアネート化合物とが紡糸口金から吐出され
る前に充分に混合が完了しているように選定することが
肝要である。

以下に本発明実施の態様の一例を説明する。

ホッパーから熱可塑性ポリウレタン弾性体のベレノ）−
を供給し押出機で加熱、熔融する。溶融温度は１９０〜
２３０℃の範囲が好適である。一方、ポリイソシアネー
ト化合物は、供給タンク内で、１００“Ｃ以下の温度で
溶融し、予め脱泡しておく。

溶融温度は高過ぎるとポリイソシアネート化合物の変質
を生じやすいため、溶融可能な範囲で低い方が望ましく
室温から１００　ｃの間の温度が通貨用いられる。熔融
したポリイソシアネート化合物を計量ポンプより計量し
、要すればフィル′ターにより濾過し、押出機先端に設
けられた会合部で熔融したポリウレタンに添加する。ポ
リイソシア不一１〜化合物とポリウレタンとは静止混練
素子を有する混練装置によって混練される。この混合物
は計算ポンプにより計量され、紡糸ヘッドに導入される
。紡糸ヘッドは通常の不織布紡糸用の装置を用い得るが
、できるだけ該混合物の滞留部の少ない形状に設計する
ことが好ましい。必要により紡糸ヘット内に設けられた
絶層で金網或いはガラスピーズ等の濾材により異物を除
去した後、該混合物は列状に配設した口金から吐出され
、スリンＩ・から噴出する加熱された高速気流により延
伸され移動するネットの上に堆積、捕集される。ネット
上に捕集されたウェブは、必要により直ちにローラーで
プレスし、不織布として引き取られる。

本発明の不織布は、通常繊維の直径が３０ミクロン以下
で、見掛は密度が０．３　ｇ　／　ｃＪ以下、切断伸度
２００％以上、１００％伸長時の回（９率が９０％以上
であり、通気性、伸長回復性、保温性に優れ極めて柔軟
であるため伸張性、保温性と通気性を要求されるスポー
ツウェア等の中綿、複合素材として、また各種衣類の芯
地、補強材、ストレソーチテープ、ヒモ等に有用である
。また各種形状へのフィツト性、クッション性を有する
ためパ・７キン類、充填物、成型機などの従来公知の不
織布の利用分野において従来は得られなかった優れた効
果を得ることができる。

以下実例により本発明を説明する。

実施例　■ 水酸基価１０２のポリテトラメチレングリコール５５５
０部と１．４−ビス（β−ヒドロキジェトキシ）ヘンゼ
ン５００部およびｐ　、　ｐ’−ジフェニルメタンジイ
ソシアネート１９６０部をニーダ−中で混合し、８５°
Ｃに加熱して粉末状のボリウレ。

タンを得た。これを押出機でペレット状に成形した。ジ
メチルホルムアミド中、２５°Ｃの濃度１ｇ／１００　
ｃｃの相対粘度は２．０１であった。

一方、水酸基価１１２のボリテ１ヘラメチレングリコー
ル１０００部とｐ　、　ｐ’−ジフェニルメタンジイソ
シアネート５００部を８０℃で３０分間反応させて粘稠
なポリイソシアネート化合物を得た。

ごのもののイソシアネート基含有量は５．６０％であっ
た。

このようにして得たポリウレタン弾性体のベレットとポ
リイソシアネート化合物を原料として、ポリイソシアネ
ート化合物供給装置および静止系混練素子からなる混練
部を備えた押出機と一列に並んだノズルの両側に加熱空
気噴射用スリットを有する紡糸ヘッドを用い不織布を作
った。

ノズル当りの吐出量を１．７５　ｇ／ｍ　ｔ　ｎ、　と
一定にして、ポリイソシアネート化合物の添加量を変更
した場合の適正な紡糸条体と、得られるウェブの特性は
第１表に示す如くであった。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 溶融した熱可塑性ポリウレタン弾性体に、ポリイソシア
   ネート化合物を添加混練した後、細孔から紡出されたフ
   ィラメンＩ・を高速気流に随伴させて噴射し、シート状
   に堆積、捕築することを特徴とするポリウレタン弾性フ
   ィラメントよりなる不織布の製造方法。