JP2795721B2 - Polyurethane multicomponent fiber - Google Patents
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Description
本発明は、皮革様シート状物の構成繊維として適し
た、繊維相の安定したポリウレタン系の多成分繊維に関
するものである。TECHNICAL FIELD The present invention relates to a polyurethane-based multicomponent fiber having a stable fibrous phase, which is suitable as a constituent fiber of a leather-like sheet.
従来、熱可塑性ポリウレタンと非弾性ポリマーとから
なるポリウレタン系多成分繊維、あるいはその多成分繊
維から皮革様シート状物を製造することに関しては、例
えば、11−ナイロンなどのポリアミドとポリウレタンを
溶融混合紡糸して得た混合繊維を不織布にし、加工して
皮革様シート状物とすることを特公昭40−2792号公報
に、ポリウレタンとポリプロピレンの混合繊維を不織布
とし、加工して、ポリプロピレン極細繊維不織布とポリ
ウレタンからなる柔軟なシート状物とすることを特開昭
52−57303号公報に、ポリウレタンとポリエチレンある
いはポリスチレンとを溶融紡糸して混合繊維とし、その
混合繊維と他の極細繊維発生型繊維とを混繊して繊維絡
合不織布とし、加工して繊維質シートとすることを特開
昭59−211664号公報、特開昭59−211666号公報、特開昭
63−12744号公報、特開平２−14056号公報に、特定のメ
ルトフローレートの熱可塑性ポリウレタンとポリオレフ
インあるいはポリスチレンを主体としたポリマーを組み
合わせた多成分系繊維を特開昭60−45611号公報、特開
昭60−126322号公報、特開昭64−52820号公報に、末端
アミノ基濃度が３×10-5eq/g以下に封鎖したポリアミド
と熱可塑性ポリウレタンの混合繊維の不織布を加工して
繊維シートとすることを特開昭60−126359号公報に、芯
成分がポリウレタン、鞘成分が非弾性ポリマーの島相と
可溶性ポリマーの海相とからなる海島相である芯鞘型複
合繊維であつて、可溶性ポリマーを溶解除去することに
よりポリウレタン細繊維の周囲に多数の非弾性ポリマー
の極細繊維が存在する繊維を特開昭61−194247号公報
に、特定の成分のポリエステル系ウレタンを使用したポ
リウレタン系多成分繊維を特開昭62−21820号公報に、
ポリエチレン、ポリプロピレンなどに熱可塑性ポリウレ
タンを溶融混練して紡糸し、フイブリルを形成する多成
分系フイラメントを特開昭48−73514号公報などに既に
提案して来た。 また、ポリウレタンと非弾性重合体とを多相に接合し
た分割型多相構造繊維が特公昭48−28002号公報、特開
昭52−85575号公報に、非弾性ポリマーからなる極細繊
維および弾性ポリマーからなる極細繊維を発生させる海
島型複合繊維を用いて繊維シートを形成することが特開
昭61−201086号公報に提案されている。Conventionally, with respect to producing a polyurethane-based multicomponent fiber comprising a thermoplastic polyurethane and an inelastic polymer, or a leather-like sheet from the multicomponent fiber, for example, melt-mix spinning of polyamide such as 11-nylon and polyurethane. Japanese Patent Publication No. 40-2792 discloses that the mixed fiber obtained as a non-woven fabric is processed into a leather-like sheet, and a mixed fiber of polyurethane and polypropylene is formed into a non-woven fabric. Japanese Unexamined Patent Publication (Kokai) No.
JP-A-52-57303 discloses that a mixed fiber is prepared by melt-spinning polyurethane and polyethylene or polystyrene, and the mixed fiber and other ultrafine fiber-generating fibers are mixed to obtain a fiber-entangled nonwoven fabric, which is processed to obtain a fibrous material. JP-A-59-211664, JP-A-59-211666, and JP-A-
JP-A-60-45611 discloses a multicomponent fiber obtained by combining a thermoplastic polyurethane having a specific melt flow rate and a polymer mainly composed of polyolefin or polystyrene. JP-A-60-126322 and JP-A-64-52820 disclose a nonwoven fabric of a mixed fiber of a polyamide and a thermoplastic polyurethane whose terminal amino group concentration is 3 × 10 −5 eq / g or less. Japanese Unexamined Patent Publication (Kokai) No. 60-126359 discloses that a fiber-sheet is a core-sheath type composite fiber in which the core component is polyurethane, and the sheath component is a sea-island phase composed of an inelastic polymer island phase and a soluble polymer sea phase. Japanese Patent Application Laid-Open No. 61-194247 discloses a fiber in which a large number of inelastic polymer ultrafine fibers are present around a polyurethane fine fiber by dissolving and removing a soluble polymer. The polyurethane multi-component fibers used in JP-A-62-21820,
Japanese Patent Application Laid-Open No. 48-73514 and the like have already proposed a multi-component filament which forms a fibril by melting and kneading a thermoplastic polyurethane into polyethylene, polypropylene or the like and spinning. Further, a split-type multiphase structure fiber in which polyurethane and an inelastic polymer are joined in multiple phases is disclosed in JP-B-48-28002 and JP-A-52-85575, ultrafine fibers made of an inelastic polymer and an elastic polymer. JP-A-61-201086 proposes to form a fiber sheet using sea-island composite fibers which generate ultrafine fibers consisting of
従来のポリウレタンを一成分としたポリウレタン系多
成分繊維のうち積層型繊維の製造法は、熱可塑性ポリウ
レタンと非弾性ポリマーを、それぞれ異なる溶解系で溶
融し、両溶融物をノズルまたは紡糸頭で規制してそれぞ
れの溶融物を薄い層状にして積層型に統合し、複合紡糸
する方法で行われている。 このような溶融紡糸法において、熱可塑性ポリウレタ
ンと特定の非弾性ポリマーの組み合わせ以外、繊維相を
安定させ、ビスの発生や断糸が少なく安定に長時間連続
して紡糸することは難しい。とりわけ、ポリウレタンと
組み合わせる非弾性ポリマーがポリウレタンと親和性を
有していたり、紡糸条件下で交換反応を生起するポリマ
ー、例えば、ポリアミド、ポリエステルなどのポリマー
あるいは吸水性・吸湿性ポリマーであるときは良好な繊
維相の形成はもとより紡糸性が損なわれ、長時間安定に
紡糸することは出来なかった。 本発明はポリウレタンと非弾性ポリマーとの積層型の
ポリウレタン系の多成分繊維であつて、繊維相の整った
横断面形状の多成分繊維を提供するにある。In conventional multi-component fibers of polyurethane-based multi-component fiber using polyurethane as one component, thermoplastic polyurethane and inelastic polymer are melted in different melting systems, and both melts are regulated by nozzles or spinning heads. Then, each of the melts is formed into a thin layer and integrated into a lamination type, followed by a composite spinning method. In such a melt spinning method, it is difficult to stabilize the fibrous phase other than the combination of the thermoplastic polyurethane and the specific inelastic polymer, and to stably and continuously spin for a long time with little generation of screws and thread breakage. Particularly good when the inelastic polymer combined with the polyurethane has an affinity for the polyurethane or a polymer that causes an exchange reaction under spinning conditions, for example, a polymer such as polyamide or polyester, or a water-absorbing / hygroscopic polymer. The spinnability was impaired as well as the formation of a fine fiber phase, and it was impossible to spin stably for a long time. An object of the present invention is to provide a multi-component polyurethane-based multicomponent fiber of a polyurethane and an inelastic polymer, which has a cross-sectional shape with a uniform fiber phase.
本発明は、熱可塑性ポリウレタンと該ポリウレタンと
は非相溶性の熱可塑性ポリマーとの積層型多成分繊維に
おいて、ポリウレタン成分中にポリウレタン成分の１〜
15重量％の平均直径1.0μｍ以下、アスペクト比500以上
の超極細ポリオレフイン繊維または超極細ポリスチレン
繊維が、長さ方向が繊維軸方向にほぼ平行に分散してい
ることを特徴とするポリウレタン系の多成分繊維であ
る。 また、本発明は、熱可塑性ポリウレタンと該ポリウレ
タンとは非相溶性の熱可塑性ポリマーとの積層型多成分
繊維を製造するに際し、紡糸温度において測定したポリ
マーのメルトフローレート（以下MFRとする）が、熱可
塑性ポリウレタンのMFR値をMFR（Ａ）、ポリオレフイン
またはポリスチレンのMFR値をMFR（Ｂ）とし、その比MF
R（Ｂ）/MFR（Ａ）が0.5〜2.0であるポリオレフインま
たはポリスチレンを１〜15重量％熱可塑性ポリウレタン
に混合し、該ポリウレタン混合物と非弾性ポリマーとを
それぞれ異なる溶解系で溶融し、両溶融物をノズルまた
は紡糸頭で規制してそれぞれの溶融物を薄い層状にして
積層型に統合し、かつポリウレタン中のポリオレフイン
またはポリスチレンが平均直径1.0μｍ以下、アスペク
ト比500以上の超極細繊維として長さ方向が繊維軸方向
にほぼ平行になるよう分散される紡糸条件で紡糸するこ
とを特徴とするポリウレタン系の多成分繊維の製造法で
ある。 すなわち、本発明の多成分繊維を構成する熱可塑性ポ
リウレタンは、ソフトセグメントが平均分子量500〜3,0
00のポリマージオール、ハードセクメントが有機ジイソ
シアネートおよび活性水素原子を２個有する低分子化合
物の三成分を主体とした原料を反応して得た熱可塑性ポ
リウレタンである。そして積層型多成分繊維中で安定な
繊維相を形成する好ましいポリウレタンは、N,N′−ジ
メチルホルムアミド溶媒に溶解したポリウレタン溶液
を、30℃で測定した極限粘度〔η〕が0.7〜1.8の範囲に
あるポリウレタンであつて、ポリウレタン中に占めるハ
ードセグメント量が、ジオール化合物あるいはヒドロキ
シアミン化合物を鎖伸張剤とした場合には30〜60重量
％、より好ましくは35〜50重量％、アミン系化合物を鎖
伸張剤とした場合には20〜40重量％の範囲のものであ
る。これらの範囲外の熱可塑性ポリウレタンでは所望す
る繊維相を形成する溶融粘度でなく、積層状態が乱れた
り、紡糸性が損なわれる。この熱可塑性ポリウレタンの
ソフトセグメントを構成するポリマージオールは、例え
ば、ポリエチレンアジペート、ポリエチレンプロピレン
アジペート、ポリブチレンアジペート、ポリヘキサメチ
レンアジペート、ポリ３−メチルペンタン−1,5−アジ
ペート、ポリノナンアジペートなどの如く、低分子ジオ
ールとジカルボン酸とを反応して得たポリエステルのジ
オール、ポリカプロラクトンジオールなどのポリラクト
ンジオール、ポリヘキサメチレンカーボネートジオール
などのポリカーボネートジオール、ポリエチレンエーテ
ルグリコール、ポリプロピレンエーテルグリコール、ポ
リテトラメチレンエーテルグリコール、ポリヘキサメチ
レンエーテルグリコールなどのポリエーテルグリコー
ル、あるいはポリエーテルポリエステルブロツクコポリ
マージオール、などから選ばれた少なくとも１種類のポ
リマージオールである。好ましいポリマージオールは炭
素数６以上のジオールと炭素数６以上の脂肪族ジカルボ
ン酸とから得られるポリエステルジオール、ポリラクト
ンジオール、ポリカーボネートジオールから選ばれたポ
リマージオールである。また、ハードセグメントを構成
する有機ジイソシアネートは、トリレンジイソシアネー
ト、キシレンジイソシアネート、4,4′−ジフエニルメ
タンジイソシアネートなどの芳香族ジイソシアネート、
4,4′−ジシクロヘキシルメタンジイソシアネート、イ
ソホロンジイソシアネートなどの脂環族ジイソシアネー
ト、ヘキサメチレンジイソシアネート、ノナンジイソシ
アネートなどの脂肪族ジイソシアネート、ナフタレンジ
イソシアネートなどから選ばれた少なくとも１種類の有
機ジイソシアネートである。そして、鎖伸張剤として
は、エチレングリコール、ブチレングリコール、ヘキサ
メチレングリコール、３−メチル−1,5−ペンタンジオ
ールなどのジオール、エチレンジアミン、ヘキサメチレ
ンジアミン、4,4′−ジシクロヘキシルメタンジアミ
ン、イソホロンジアミンなどのジアミンなどから選ばれ
た少なくとも１種類の化合物である。 また、熱可塑性ポリウレタンに添加するポリオレフイ
ンまたはポリスチレンはMFR値MFR（Ｂ）が紡糸温度で測
定して5g/10分以上、好ましくは10〜60g/10分の高流動
性ポリマーであり、かつ、同温度で測定した熱可塑性ポ
リウレタンのMFR値MFR（Ａ）との比がMFR（Ｂ）/MFR
（Ａ）＝0.5〜2.0の範囲の溶融粘度比になるポリマーで
ある。この溶融粘度比になるポリマーの組み合わせと紡
糸条件により、ポリオレフインまたはポリスチレンは平
均直径1.0μｍ以下、アスペクト比（繊維の長さＬと直
径Ｄの比）が500以上、好ましくは1000以上で長さ方向
で繊維軸方向にほぼ平行に分散した超極細繊維となり、
安定した繊維相を形成し、良好な紡糸性が得られる。な
お、本発明で用いるポリオレフインは、ポリエチレン、
エチレンプロピレン共重合体、エチレンブチレン共重合
体、エチレンオクテン共重合体、その他のエチレン共重
合体、ポリプロピレン、ポリブチレン、あるいはそれら
の共重合体、またポリスチレンはポリスチレン、スチレ
ン共重合体から選ばれた少なくとも１種類の繊維形成能
を有するポリマーである。これら重合体の添加量は熱可
塑性ポリウレタンに対して１〜15重量％の範囲で、この
範囲外では紡糸の安定性はもとより、良好な曳糸性、延
伸性であつて割れの発生しない良好な多成分繊維を得る
ことができない。 一方、非弾性ポリマーは、例えば、ポリアミド、ポリ
エステル、ポリエステルアミドなどから選ばれた溶融温
度160〜250℃の熱可塑性ポリマーである。このポリアミ
ドとしては、例えば、６−ナイロン、610−ナイロン、1
09−ナイロン、1010−ナイロン、11−ナイロン、12−ナ
イロン、6,66−ナイロン、6,12−ナイロンなどから選ば
れたポリアミドが挙げられ、好ましくは末端アミノ基濃
度３×10-5eq/g以下、より好ましくは1.5×10-5eq/g以
下のポリアミドを使用することで安定な紡糸をすること
ができる。また、ポリエステルとしては、例えば、ポリ
ブチレンテレフタレート、ポリヘキサメチレンテレフタ
レート、エチレンテレフタレート共重合体、ポリエステ
ル・ポリアミドブロツク共重合体などから選ばれたポリ
エステルである。 次いで、ポリウレタン系の多成分繊維の製造方法は、
従来公知の溶融紡糸方法に準じて紡糸することができ
る。すなわち、一方の溶融系でポリオレフインまたはポ
リスチレンを添加した熱可塑性ポリウレタン組成物ある
いは熱可塑性ポリウレタンとポリオレフインまたはポリ
スチレンの混合物を溶融し、他方の溶融系で非弾性ポリ
マーを溶融し、それぞれの溶融物をノズルで薄層に規定
して積層型に統合し、複合紡糸する方法で行う。紡糸温
度は使用する熱可塑性ポリウレタンの溶融流動温度、熱
解離温度などの熱的挙動と非弾性ポリマーの溶融流動温
度によつて異なるが、好ましくは260〜220℃の範囲であ
る。この範囲外の紡糸温度ではポリウレタンに好ましく
ない状態が生じたり、ポリウレタン中に分散しているポ
リオレフイン繊維またはポリスチレン繊維のアスペクト
比が500以上の超極細繊維成分にはならず、安定な繊維
相の形成が得られないため安定な紡糸ができない。ま
た、ポリオレフインまたはポリスチレンを添加したポリ
ウレタン成分と非弾性ポリマーとの組成比は、繊維の用
途指向から決められるが、繊維相の安定性の点からポリ
ウレタン成分が30〜60重量％の範囲である。 本発明の紡糸で得たポリウレタン系の多成分繊維の繊
維断面形状は、ほぼ円形または楕円形で、ポリウレタン
と非弾性ポリマーとが薄い層状となつて積み重なつた状
態となった積層型繊維であり、ポリウレタン層には多数
の超極細ポリオレフイン繊維または超極細ポリスチレン
繊維が分散したポリウレタンの分散媒相を形成した繊維
相の多成分である。この多成分繊維は湿熱延伸あるいは
乾熱延伸により1.5〜10倍に延伸し、必要に応じて熱固
定および機械捲縮をかけて使用繊維とする。 以下、本発明のポリウレタン系の多成分繊維を図面で
説明する。 第１図は本発明のポリウレタン系の多成分繊維の断面
構造の模式図であり、１は非弾性ポリマーからなる層、
２はポリウレタンからなる層、３はポリウレタン中に分
散している超極細繊維成分である。 本発明のポリウレタン系の多成分繊維はビスの発生、
口金汚れが少ないことと、繊維相が安定化したことによ
り断糸が少なく、長時間安定に連続紡糸ができ、更に、
得られた多成分繊維の膠着が少なく、捲縮安定性の良い
繊維となる。また、多成分繊維からポリウレタンを溶剤
で溶出させることができるとともに、溶出ポリウレタン
を再凝固させて使用することができる。The present invention relates to a laminated multicomponent fiber of a thermoplastic polyurethane and a thermoplastic polymer incompatible with the polyurethane, wherein the polyurethane component contains 1 to 3 polyurethane components.
15% by weight of ultrafine polyolefin fibers or ultrafine polystyrene fibers having an average diameter of 1.0 μm or less and an aspect ratio of 500 or more are dispersed in a length direction substantially parallel to a fiber axis direction. It is a component fiber. Further, in the present invention, when producing a laminated multicomponent fiber of a thermoplastic polyurethane and a thermoplastic polymer incompatible with the polyurethane, the melt flow rate (hereinafter referred to as MFR) of the polymer measured at the spinning temperature. The MFR value of thermoplastic polyurethane is MFR (A) and the MFR value of polyolefin or polystyrene is MFR (B).
Polyolefin or polystyrene having an R (B) / MFR (A) of 0.5 to 2.0 is mixed with 1 to 15% by weight of a thermoplastic polyurethane, and the polyurethane mixture and the inelastic polymer are melted in different melting systems, respectively. The melt is regulated by a nozzle or a spinning head, and the respective melts are integrated into a laminated form in a thin layer.Polyolefin or polystyrene in polyurethane has an average diameter of 1.0 μm or less and an ultrafine fiber with an aspect ratio of 500 or more. A process for producing a polyurethane-based multi-component fiber, comprising spinning under spinning conditions in which the direction is substantially parallel to the fiber axis direction. That is, the thermoplastic polyurethane constituting the multicomponent fiber of the present invention has a soft segment having an average molecular weight of 500 to 3,0.
This is a thermoplastic polyurethane obtained by reacting a polymer diol, a raw material mainly composed of three components of an organic diisocyanate and a low-molecular compound having two active hydrogen atoms in the hard section. A preferred polyurethane that forms a stable fiber phase in the laminated multicomponent fiber is a polyurethane solution dissolved in N, N'-dimethylformamide solvent, and the intrinsic viscosity [η] measured at 30 ° C. is in the range of 0.7 to 1.8. Wherein the amount of hard segments in the polyurethane is 30 to 60% by weight, more preferably 35 to 50% by weight when a diol compound or a hydroxyamine compound is used as a chain extender, When used as a chain extender, it is in the range of 20 to 40% by weight. If the thermoplastic polyurethane is out of these ranges, the melt viscosity does not form a desired fiber phase, but the lamination state is disturbed and the spinnability is impaired. The polymer diol constituting the soft segment of the thermoplastic polyurethane includes, for example, polyethylene adipate, polyethylene propylene adipate, polybutylene adipate, polyhexamethylene adipate, poly-3-methylpentane-1,5-adipate, polynonane adipate, and the like. , Polyester diols obtained by reacting low molecular weight diols with dicarboxylic acids, polylactone diols such as polycaprolactone diol, polycarbonate diols such as polyhexamethylene carbonate diol, polyethylene ether glycol, polypropylene ether glycol, polytetramethylene ether glycol Polyether glycol such as polyhexamethylene ether glycol, or polyether polyester block Polymer diol is at least one polymer diol selected from such. Preferred polymer diols are polymer diols selected from polyester diols, polylactone diols and polycarbonate diols obtained from diols having 6 or more carbon atoms and aliphatic dicarboxylic acids having 6 or more carbon atoms. Further, the organic diisocyanate constituting the hard segment is an aromatic diisocyanate such as tolylene diisocyanate, xylene diisocyanate, 4,4′-diphenylmethane diisocyanate,
It is at least one organic diisocyanate selected from alicyclic diisocyanates such as 4,4'-dicyclohexylmethane diisocyanate and isophorone diisocyanate, aliphatic diisocyanates such as hexamethylene diisocyanate and nonane diisocyanate, naphthalenediisocyanate and the like. Examples of the chain extender include diols such as ethylene glycol, butylene glycol, hexamethylene glycol, and 3-methyl-1,5-pentanediol, ethylenediamine, hexamethylenediamine, 4,4'-dicyclohexylmethanediamine, and isophoronediamine. At least one compound selected from diamines and the like. The polyolefin or polystyrene to be added to the thermoplastic polyurethane is a highly fluid polymer having an MFR (MFR) of 5 g / 10 min or more, preferably 10 to 60 g / 10 min, measured at the spinning temperature. MFR value of thermoplastic polyurethane measured at temperature Ratio of MFR (A) to MFR (B) / MFR
(A) = a polymer having a melt viscosity ratio in the range of 0.5 to 2.0. Depending on the combination of the polymer and the spinning conditions, the melt viscosity ratio is such that the polyolefin or polystyrene has an average diameter of 1.0 μm or less, an aspect ratio (ratio of length L to diameter D of the fiber) of 500 or more, preferably 1000 or more, and a length direction of 1000 or more. It becomes ultra-fine fibers dispersed almost parallel to the fiber axis direction,
A stable fiber phase is formed, and good spinnability is obtained. The polyolefin used in the present invention is polyethylene,
Ethylene propylene copolymer, ethylene butylene copolymer, ethylene octene copolymer, other ethylene copolymer, polypropylene, polybutylene, or their copolymer, and polystyrene is at least selected from polystyrene and styrene copolymer It is a polymer having one type of fiber forming ability. The addition amount of these polymers is in the range of 1 to 15% by weight with respect to the thermoplastic polyurethane. Outside this range, not only the stability of spinning but also good spinnability and stretchability and no cracks are generated. Multicomponent fibers cannot be obtained. On the other hand, the inelastic polymer is a thermoplastic polymer having a melting temperature of 160 to 250 ° C. selected from, for example, polyamide, polyester, and polyesteramide. As this polyamide, for example, 6-nylon, 610-nylon, 1
Polyamides selected from 09-nylon, 1010-nylon, 11-nylon, 12-nylon, 6,66-nylon, 6,12-nylon and the like, preferably a terminal amino group concentration of 3 × 10 −5 eq / Stable spinning can be achieved by using a polyamide of not more than g, more preferably not more than 1.5 × 10 −5 eq / g. The polyester is, for example, a polyester selected from polybutylene terephthalate, polyhexamethylene terephthalate, an ethylene terephthalate copolymer, a polyester / polyamide block copolymer, and the like. Next, a method for producing a polyurethane-based multicomponent fiber is as follows:
Spinning can be performed according to a conventionally known melt spinning method. That is, in one melt system, a thermoplastic polyurethane composition or a mixture of thermoplastic polyurethane and polyolefin or polystyrene to which polyolefin or polystyrene is added is melted, and in the other melt system, an inelastic polymer is melted. The method is performed in such a manner that the layer is defined as a thin layer, integrated into a laminated type, and subjected to composite spinning. The spinning temperature varies depending on the thermal behavior such as the melt flow temperature and thermal dissociation temperature of the thermoplastic polyurethane used and the melt flow temperature of the inelastic polymer, but is preferably in the range of 260 to 220 ° C. At a spinning temperature outside this range, an unfavorable state occurs in the polyurethane, and a polyolefin fiber or a polystyrene fiber dispersed in the polyurethane does not become an ultrafine fiber component having an aspect ratio of 500 or more, and a stable fiber phase is formed. Cannot be obtained, so that stable spinning cannot be performed. The composition ratio of the polyurethane component to which polyolefin or polystyrene is added and the inelastic polymer is determined in accordance with the intended use of the fiber, but the polyurethane component is in the range of 30 to 60% by weight from the viewpoint of the stability of the fiber phase. The fiber cross-sectional shape of the polyurethane-based multicomponent fiber obtained by the spinning of the present invention is a laminated fiber in which the polyurethane and the inelastic polymer are stacked in a thin layer form in a substantially circular or elliptical shape. The polyurethane layer is composed of a multi-component fiber phase forming a dispersion medium phase of polyurethane in which a large number of ultrafine polyolefin fibers or ultrafine polystyrene fibers are dispersed. This multicomponent fiber is stretched 1.5 to 10 times by wet heat stretching or dry heat stretching, and if necessary, heat fixed and mechanically crimped to be used fibers. Hereinafter, the polyurethane-based multicomponent fiber of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a schematic view of a cross-sectional structure of a polyurethane-based multicomponent fiber of the present invention, where 1 is a layer made of an inelastic polymer,
Reference numeral 2 denotes a layer made of polyurethane, and reference numeral 3 denotes an ultrafine fiber component dispersed in the polyurethane. The polyurethane-based multicomponent fiber of the present invention generates screws,
Less thread breakage due to less die contamination and stable fiber phase, continuous spinning can be performed stably for a long time.
The resulting multi-component fiber is a fiber with less sticking and excellent crimp stability. In addition, the polyurethane can be eluted from the multicomponent fiber with a solvent, and the eluted polyurethane can be re-coagulated for use.
【作用】 本発明はポリウレタン系の多成分繊維の製造におい
て、熱可塑性ポリウレタン中に超極細繊維形成性のポリ
オレフインまたはポリスチレンを添加して、これら添加
したポリオレフインまたはポリスチレンがポリウレタン
中にアスペクト比が500以上の超極細繊維となる条件下
で紡糸することにより、安定した繊維相を形成したポリ
ウレタン系多成分繊維を長時間連続して、安定に溶融紡
糸をすることができる。According to the present invention, in the production of a polyurethane-based multicomponent fiber, an ultrafine fiber-forming polyolefin or polystyrene is added to a thermoplastic polyurethane, and the added polyolefin or polystyrene has an aspect ratio of 500 or more in the polyurethane. By spinning under the conditions for forming ultra-fine fibers, it is possible to continuously and stably melt-spin the polyurethane-based multicomponent fiber having formed a stable fiber phase for a long time.
次に、本発明の実施態様を具体的な実施例で説明す
る。なお、実施例中の部および％はことわりのない限
り、重量に関するものである。 実施例において使用する略語とポリマー組成を次に示
した。 〔Ｉ〕ポリウレタン Ｉ、ポリエステル系ポリウレタン PBA:平均分子量2000のポリブチレンアジペートジオール
/4,4′−ジフエニルメタンジイソシアネート（以下MDI
とする）1,4−ブタンジオール（以下BDとする）よりな
るポリウレタン。 PMPA:平均分子量2000のポリ−３−メチル−1,5−ペンタ
ンアジペートジオール/MDI/BDよりなるポリウレタン。 PNOA:平均分子量2000のポリ−1,9−ノナン−３−メチル
−1,8−オクタンアジペートジオール/MDI/BDよりなるポ
リウレタン。 PCL:平均分子量1500のポリカプロラクトンジオール/MDI
/BDよりなるポリウレタン。 II、ポリエーテル系ポリウレタン PTMG:平均分子量1500のポリテトラメチレンエーテルジ
オール/MDI/エチレングリコールよりなるポリウレタ
ン。 〔II〕ポリマー PPr:ポリプロピレン。 PSt:ポリスチレン。 Ny:ナイロン。 実施例１〜３ ２基のエクストルーダー溶融系で溶融したポリマー流
は紡糸頭部で合流させ、分割−統合を繰り返し、同心円
の11層積層流を形成し、溶融紡糸する多成分繊維の製造
装置を用い、乾燥窒素ガス雰囲気で、一方の溶融系にポ
リプロピレンを所定量添加したポリウレタンを仕込み、
溶融帯温度240℃で溶融し、他方の溶融系に末端アミノ
基濃度が1.5×10-5eq/gの６−ナイロンを仕込み、紡糸
温度240℃で溶融し、それぞれの溶融流を計量ポンプで
計量し、ポリウレタン流を30、６−ナイロン流を70の割
合で紡糸頭で合流させ、紡糸温度240℃、巻取速度900m/
minで紡糸した。得られた原糸は第１図に模式図で示し
た断面形状の繊維で、６−ナイロンが５層、ポリプロピ
レンを含むポリウレタンが６層で、更にポリウレタン中
にはポリプロピレンが超極細繊維として分散した多成分
繊維であつた。この繊維の紡糸性および繊維相の状態な
どを表１に示した。 MFR値は紡糸温度、荷重325gにおける値。 アスペクト比は、ポリウレタン系多成分繊維のポリ
ウレタンをN,N′−ジメチルホルムアミドで、６−ナイ
ロンを塩化カルシウム・メタノール溶液でそれぞれ溶解
除去し、残ったPPr超極細繊維成分を走査型電子顕微鏡
写真で観察し、極細繊維の直径および長さを測定して求
めた値から算出した平均値（以下の実施例も同様にして
求めた）。 すなわち、実施例ではほぼ安定な紡糸ができ、繊維の
分散相は良好で比較的強度の高い繊維が得られた。それ
に対して、比較例ではビスの発生および断糸が多く、安
定に紡糸することができなかつた。 また、紡糸パツクを分解すると紡糸パツク内には茶褐
色をした多くのスケールが発生していた。 実施例４〜６ 実施例１の紡糸装置で同様にして、溶融粘度の異なる
ポリウレタンを用い、添加ポリマーとポリウレタンとの
溶融粘度比を変えたポリマーの組み合わせで溶融紡糸し
た。その紡糸性および繊維相の状態などを表２に示し
た。 その結果、ポリウレタンと添加ポリプロピレンの溶融
粘度比MFR（Ｂ）/MFR（Ａ）＝0.5〜2.0の範囲外では良
好な曳糸性が得られず安定な紡糸ができない。Next, embodiments of the present invention will be described with reference to specific examples. The parts and percentages in the examples relate to weight unless otherwise specified. Abbreviations and polymer compositions used in the examples are shown below. [I] Polyurethane I, polyester-based polyurethane PBA: polybutylene adipate diol having an average molecular weight of 2,000
/ 4,4'-diphenylmethane diisocyanate (hereinafter MDI
A polyurethane comprising 1,4-butanediol (hereinafter referred to as BD). PMPA: Polyurethane composed of poly-3-methyl-1,5-pentaneadipatediol / MDI / BD having an average molecular weight of 2000. PNOA: Polyurethane consisting of poly-1,9-nonane-3-methyl-1,8-octaneadipatediol / MDI / BD having an average molecular weight of 2000. PCL: polycaprolactone diol with average molecular weight of 1500 / MDI
Polyurethane consisting of / BD. II, Polyether Polyurethane PTMG: Polyurethane composed of polytetramethylene ether diol / MDI / ethylene glycol having an average molecular weight of 1500. [II] Polymer PPr: polypropylene. PSt: polystyrene. Ny: Nylon. Examples 1 to 3 Multi-component fiber production apparatus for polymer streams melted by two extruder melting systems to be joined at the spinning head, divided and integrated repeatedly to form a concentric 11-layer laminated stream and melt-spinning Using, in a dry nitrogen gas atmosphere, charged polyurethane with a predetermined amount of polypropylene added to one of the molten systems,
Melt at a melting zone temperature of 240 ° C, charge 6-nylon with a terminal amino group concentration of 1.5 × 10 -5 eq / g into the other melting system, melt at a spinning temperature of 240 ° C, and measure each melt stream with a metering pump. Weigh and mix the polyurethane stream at 30, the 6-nylon stream at 70 at the spinning head, spinning temperature 240 ° C, winding speed 900m /
Spun at min. The obtained raw yarn was a fiber having a cross-sectional shape shown in the schematic diagram of FIG. 1, in which 5 layers of 6-nylon and 6 layers of polyurethane containing polypropylene were further dispersed in the polyurethane as ultra-fine fibers. Made of multicomponent fibers. Table 1 shows the spinnability and the state of the fiber phase of the fiber. MFR value is the value at spinning temperature and load of 325g. The aspect ratio was determined by dissolving and removing polyurethane of the polyurethane-based multicomponent fiber with N, N'-dimethylformamide and 6-nylon with a calcium chloride / methanol solution, and scanning the remaining PPr ultrafine fiber component with a scanning electron micrograph. The average value calculated from the values obtained by observing and measuring the diameter and length of the ultrafine fibers (also obtained in the following examples in the same manner). That is, in the example, almost stable spinning was performed, and a fiber having a good dispersed phase and relatively high strength was obtained. On the other hand, in the comparative example, screw generation and thread breakage were large, and stable spinning was not possible. Further, when the spun pack was decomposed, many brownish scales were generated in the spun pack. Examples 4 to 6 Similarly to the spinning apparatus of Example 1, melt-spinning was performed using a combination of polymers having different melt viscosities, using polyurethanes having different melt viscosities and having different melt viscosity ratios between the added polymer and the polyurethane. Table 2 shows the spinnability and the state of the fiber phase. As a result, if the melt viscosity ratio of the polyurethane and the added polypropylene is out of the range of MFR (B) / MFR (A) = 0.5 to 2.0, good spinnability cannot be obtained and stable spinning cannot be performed.
本発明のポリウレタン系の多成分繊維はビスの発生、
口金汚れが少ないことと、繊維相が安定化したことによ
り断糸が少なく、長時間安定に連続紡糸ができ、更に、
得られた多成分繊維の膠着が少なく、捲縮安定性の良い
繊維となる。また、多成分繊維からポリウレタンを溶剤
で溶出させることができるとともに、溶出ポリウレタン
を再凝固させて使用することができる。The polyurethane-based multicomponent fiber of the present invention generates screws,
Less thread breakage due to less die contamination and stable fiber phase, continuous spinning can be performed stably for a long time.
The resulting multi-component fiber is a fiber with less sticking and excellent crimp stability. In addition, the polyurethane can be eluted from the multicomponent fiber with a solvent, and the eluted polyurethane can be re-coagulated for use.
第１図は本発明のポリウレタン系の多成分繊維の断面構
造の模式図である。 1:非弾性ポリマーからなる層、 2:ポリウレタンからなる層、 3:ポリウレタン中の超極細繊維成分。FIG. 1 is a schematic view of a cross-sectional structure of a polyurethane-based multicomponent fiber of the present invention. 1: Layer made of inelastic polymer, 2: Layer made of polyurethane, 3: Ultrafine fiber component in polyurethane.
Claims (1)
は非相溶性の熱可塑性ポリマーとの積層型多成分繊維に
おいて、ポリウレタン成分中にポリウレタン成分の１〜
15重量％の平均直径1.0μｍ以下、アスペクト比500以上
の超極細ポリオレフイン繊維または超極細ポリスチレン
繊維が、長さ方向が繊維軸方向にほぼ平行に分散してい
ることを特徴とするポリウレタン系の多成分繊維。1. A laminated multi-component fiber of a thermoplastic polyurethane and a thermoplastic polymer incompatible with the polyurethane, wherein the polyurethane component contains one or more polyurethane components.
15% by weight of ultrafine polyolefin fibers or ultrafine polystyrene fibers having an average diameter of 1.0 μm or less and an aspect ratio of 500 or more are dispersed in a length direction substantially parallel to a fiber axis direction. Component fiber.
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