聚氨酯弹性纤维、其绕纱体、及包含其的制品的制作方法

本发明涉及聚氨酯弹性纤维、其绕纱体、及包含其的制品。

背景技术：

聚氨酯弹性纤维具有高伸长率和优异的弹性特性。然而，聚氨酯聚合物为柔软且具有粘合性的原材料，因此在使用纱的制品的制造工序中，从绕纱体松解时的摩擦阻力、或导纱器、辊处的摩擦阻力所导致的断头、生产偏差等问题容易发生，特别是在长期保管后的使用中这些问题非常明显。

为了解决这些问题，已知对纱赋予硅油等处理剂的方法。

以下的专利文献1中报告了：为了解决松解性一天天地恶化，对聚氨酯弹性纤维赋予包含特定的平滑剂和松解性改良剂的处理剂的方法。另外，以下的专利文献2中提出了：为了改善高温保管后的松解性，使用以特定量混合有二烷基磺基琥珀酸盐那样的特定成分的弹性纤维用处理剂。

然而，对聚氨酯弹性纤维的表面赋予特定的表面处理剂的这些方法中，虽然能够暂时改善纤维表面的摩擦性，但是存在如下问题：在保管中纱表面的处理剂移动，从而会引起包装材料的污染、经时保管中的摩擦性的变动。另外，将通过专利文献1或2中记载的方法制造的聚氨酯弹性纤维夹在无纺布中而制造收集构件时，由于聚氨酯弹性纤维的表面的处理剂的附着量不稳定，因此还存在无法得到充分的粘接性，在制品中纱会发生滑移(slipin)的问题。

以下的专利文献3中提出了通过湿式纺纱而制成扁平的氨纶(spandex)，从而制造粘接性高的尿布用的收集构件。然而，除了其为生产率低的湿式纺纱这一既有问题之外，虽然通过使复丝的截面形成为扁平来提高粘接面积，但是与专利文献1或2中记载的技术同样地，表面的处理剂的附着状态不稳定，未能得到可以说滑移发生充分少的收集构件。

如以上所述，为了得到改善了平滑性和摩擦性的聚氨酯弹性纤维和滑移发生少的收集构件，迄今研究了向纤维表面赋予各种各样的表面处理剂的方法、使纤维截面形成为扁平的方法，但仅靠这些方法未能充分解决制品在仓库中保管之类的长期保管时由表面处理剂所导致的包装材料的污染、摩擦性的变动等问题、收集构件中的聚氨酯弹性纤维滑移的问题。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2016-211131号公报

专利文献2：国际公开第2015/125753号

专利文献3：日本特表2002-519528号公报

技术实现要素：

发明要解决的问题

鉴于前述现有技术的问题，本发明要解决的问题在于，提供在长期保管后也不发生表面处理剂的渗出、能防止包装材料的污染、进而不受保管期间影响而具有稳定的摩擦性能、滑移发生少且稳定的适合于收集构件的聚氨酯弹性纤维、及聚氨酯弹性纤维的滑移发生少的收集构件。

用于解决问题的方案

为了解决前述问题，进行了深入研究和反复实验，结果本申请发明人发现，通过使构成聚氨酯弹性纤维的复丝的截面空隙面积率为特定的值以上，从而能够解决上述问题，由此完成了本发明。

即，本发明如以下所述。

[1]一种聚氨酯弹性纤维，其为包含复丝的聚氨酯弹性纤维，在该复丝的截面中，具有通过构成该复丝的单丝相互接触而划界的空隙部，在将该空隙部的面积与构成该复丝的全部单丝的截面积合计所得的面积设为总截面积时，由下述式求出的截面空隙面积率为15％以上且60％以下。

截面空隙面积率(％)＝空隙部的面积/总截面积×100

[2]根据前述[1]所述的聚氨酯弹性纤维，其中，前述复丝的纤度为150dt以上且1300dt以下。

[3]根据前述[1]或[2]所述的聚氨酯弹性纤维，其中，前述复丝的纤度为150dt以上且900dt以下。

[4]根据前述[1]～[3]中任一项所述的聚氨酯弹性纤维，其中，构成前述复丝的单丝数为14条以上且140条以下。

[5]根据前述[1]～[4]中任一项所述的聚氨酯弹性纤维，其中，在前述复丝截面中，与以平均单丝直径作为直径的单丝的大小相比更大的前述空隙部存在至少1个，所述平均单丝直径是由构成该复丝的全部单丝计算的。

[6]根据前述[1]～[5]中任一项所述的聚氨酯弹性纤维，其中，用德墨西亚试验机以200rpm的速度反复进行5000次将长度40mm的复丝拉伸至成为240mm的长度为止并再次恢复至40mm的操作时的单丝松动发生率为20％以下。

[7]根据前述[1]～[6]中任一项所述的聚氨酯弹性纤维，其中，前述单丝松动发生率为13％以下。

[8]根据前述[1]～[7]中任一项所述的聚氨酯弹性纤维，其中，相对于聚氨酯弹性纤维的重量，碳数10～20的长链脂肪酸金属盐的含有率为0～0.2质量％。

[9]一种绕纱体，其包含前述[1]～[8]中任一项所述的聚氨酯弹性纤维。

[10]根据前述[9]所述的绕纱体，其在牵伸3.0下的行进应力为0.075g/dt以上且0.130g/dt以下。

[11]一种布帛，其包含前述[1]～[8]中任一项所述的聚氨酯弹性纤维。

[12]一种收集构件，其是将前述[1]～[8]中任一项所述的聚氨酯弹性纤维夹在无纺布中而成的。

[13]一种收集构件，其为包含聚氨酯弹性纤维的收集构件，在该收集构件中所含的包含复丝的聚氨酯弹性纤维的截面中，具有通过构成该复丝的单丝相互接触而划界的空隙部，在将该空隙部的面积与构成该复丝的全部单丝的截面积合计所得的面积设为总截面积时，由下述式求出的、收集构件中所含的聚氨酯弹性纤维的截面空隙面积率为15％以上且60％以下。

截面空隙面积率(％)＝空隙部的面积/总截面积×100

发明的效果

若使用本发明的聚氨酯弹性纤维，则即使在赋予了表面处理剂的情况下，在长期保管时也不易发生表面处理剂的移动，能够抑制包装材料的污染、经时的摩擦性的变动，因此即使在针织等高速使用时，也能够减少断头等故障的频率，能够提高生产率。另外，在收集构件中聚氨酯弹性纤维表面的表面处理剂的附着量也稳定，因此能够提供表面处理剂的附着不均或渗出所导致的聚氨酯弹性纤维的滑移发生少的收集构件。

附图说明

图1为用于说明截面空隙面积率算出时的截面部分和空隙部分的复丝截面的示意图。

图2为用于说明l＞2d时视作空隙部分的部分的复丝截面的示意图。

图3为用于说明l≤2d时视作空隙部分的部分的复丝截面的示意图。

图4为示出单丝松动状态的照片。

图5为行进应力测定中使用的装置的示意图。

图6为老化后的内层纱摇摆评价中使用的装置的示意图。

图7为本发明的聚氨酯弹性纤维的代表性的截面sem照片。

具体实施方式

以下，详细说明用于实施本发明的方式(以下称为“本实施方式”)。需要说明的是，本发明不限定于以下的实施方式，可以在其要旨的范围内进行各种变形来实施。

本实施方式为一种聚氨酯弹性纤维，其特征在于，其为包含复丝的聚氨酯弹性纤维，在该复丝的截面中，具有通过构成该复丝的单丝相互接触而划界的空隙部，在将该空隙部的面积与构成该复丝的全部单丝的截面积合计所得的面积设为总截面积时，下述式所示的截面空隙面积率为15％以上且60％以下。

截面空隙面积率(％)＝该空隙部的面积/该总截面积×100

截面空隙面积率优选为18％以上、更优选为20％以上。截面空隙面积率越高越好，但超过60％时复丝变得容易松动，有发生断头的可能性，因此优选为60％以下、更优选为50％以下。

本实施方式的聚氨酯弹性纤维为通过将聚氨酯聚合物进行纺纱而得到的纤维。

关于制造本实施方式的聚氨酯弹性纤维的原料聚合物的方法，可以使用公知的聚氨酯化反应的技术。使高分子多元醇、例如聚亚烷基醚二醇与二异氰酸酯在二异氰酸酯过量的条件下反应，合成末端具有异氰酸酯基的氨基甲酸酯预聚物，接着，用2官能性胺等含活性氢化合物对该氨基甲酸酯预聚物进行链伸长反应，能够得到聚氨酯聚合物。

作为本实施方式的聚氨酯弹性纤维的优选的聚合物基质，为如下得到的聚氨酯脲聚合物：使数均分子量500～5000的聚亚烷基醚二醇与过量等量的二异氰酸酯反应，合成末端具有异氰酸酯基的预聚物，接着，使预聚物与2官能性胺和1官能性胺反应，从而得到聚氨酯脲聚合物。

作为高分子多元醇，可列举出由实质上线状的均聚物或共聚物形成的各种二元醇、例如聚酯二元醇、聚醚二元醇、聚酯酰胺二元醇、聚丙烯酸类二元醇、聚硫酯二元醇、聚硫醚二元醇、聚碳酸酯二元醇、它们的混合物、及它们的共聚物等，优选为聚亚烷基醚二醇、例如聚氧亚乙基二醇、聚氧亚丙基二醇、聚四亚甲基醚二醇、聚氧亚戊基二醇、包含四亚甲基和2,2-二甲基亚丙基的共聚聚醚二醇、包含四亚甲基和3-甲基四亚甲基的共聚聚醚二醇、及它们的混合物等。它们之中，从表现出优异的弹性功能的观点出发，作为高分子多元醇，更适宜为聚四亚甲基醚二醇、包含四亚甲基和2,2-二甲基亚丙基的共聚聚醚二醇。

作为二异氰酸酯，可列举出脂肪族、脂环族、芳香族的二异氰酸酯等。例如，可列举出4,4’-二苯甲烷二异氰酸酯、2,4’-二苯甲烷二异氰酸酯、2,4-甲苯二异氰酸酯或2,6-甲苯二异氰酸酯、间苯二亚甲基二异氰酸酯或对苯二亚甲基二异氰酸酯、α,α,α’,α’-四甲基-苯二亚甲基二异氰酸酯、4,4’-二苯醚二异氰酸酯、4,4’-二环己基二异氰酸酯、1,3-亚环己基二异氰酸酯或1,4-亚环己基二异氰酸酯、3-(α-异氰酸根合乙基)苯基异氰酸酯、1,6-六亚甲基二异氰酸酯、三亚甲基二异氰酸酯、四亚甲基二异氰酸酯、异佛尔酮二异氰酸酯、它们的混合物、及它们的共聚物等，它们之中更优选为4,4’-二苯甲烷二异氰酸酯。

作为含活性氢化合物、即具有多官能性活性氢原子的扩链剂，例如可列举出肼、多肼、乙二醇、1,2-丙二醇、1,3-丙二醇、1,3-丁二醇、1,4-丁二醇、1,5-戊二醇、1,6-己二醇、2,2-二甲基-1,3-丙二醇、二乙二醇、二丙二醇、1,4-环己烷二甲醇、苯基二乙醇胺等低分子二元醇、乙二胺、1,2-丙二胺、1,3-丙二胺、2-甲基-1,5-戊二胺、三乙烯二胺、间苯二甲胺、哌嗪、邻苯二胺、间苯二胺或对苯二胺、1,3-二氨基环己烷、1,4-二氨基环己烷、1,6-六亚甲基二胺、n,n’-(亚甲基二-4,1-亚苯基)双[2-(乙基氨基)-脲]等2官能性胺。

它们可以单独使用或混合使用。与低分子二元醇相比更优选2官能性胺，可列举出单独的乙二胺、包含5～40摩尔％的选自1,2-丙二胺、1,3-二氨基环己烷及2-甲基-1,5-戊二胺的组中的至少1种的乙二胺混合物作为优选的2官能性胺，更优选为单独的乙二胺。

作为具有单官能性活性氢原子的末端终止剂，例如可列举出甲醇、乙醇、2-丙醇、2-甲基-2-丙醇、1-丁醇、2-乙基-1-己醇、3-甲基-1-丁醇等一元醇、异丙胺、正丁胺、叔丁胺、2-乙基己胺等单烷基胺、二乙基胺、二甲基胺、二正丁基胺、二叔丁基胺、二异丁基胺、二-2-乙基己基胺、及二异丙基胺等二烷基胺。它们可以单独使用或混合使用。与一元醇相比，更优选作为1官能性胺的单烷基胺或二烷基胺。

关于聚氨酯化反应的操作，在氨基甲酸酯预聚物合成时、氨基甲酸酯预聚物与含活性氢化合物的反应时，可以使用二甲基甲酰胺、二甲基亚砜、及二甲基乙酰胺等酰胺系极性溶剂，优选为二甲基乙酰胺。

聚氨酯聚合物组合物中，除了二氧化钛之外，也可以含有各种稳定剂、颜料等。例如，可以组合使用耐光剂、受阻酚系药剂、苯并三唑系、二苯甲酮系、磷系及各种受阻胺系的抗氧化剂、及以硬脂酸镁为代表的金属皂(长链脂肪酸金属盐)、铁氧化物、锌氧化物、铈氧化物、及镁氧化物等无机物、炭黑及各种颜料、包含银、锌、它们的化合物等的抗菌剂和/或除臭剂、抗静电剂、氮氧化物捕获剂、热氧化稳定剂、及光稳定剂等来进行添加。

如此得到的聚氨酯聚合物通过公知的干式纺纱、熔融纺纱或湿式纺纱法等成形为纤维状，能够得到聚氨酯弹性纤维。另外，也可以将使用不同的原料聚合而成的聚氨酯聚合物在纺纱的前一阶段混合并进行纺纱。

关于本实施方式的聚氨酯弹性纤维，为了减少松解时的阻力、使用时的摩擦性，可以使其含有表面处理剂来使用。表面处理剂可以预先混炼到纺纱原液中，也可以在纺纱时在卷取到纸管上之前通过辊加油、导纱器加油、及喷雾加油等公知的方法来赋予。或者，也可以不赋予表面处理剂地进行卷取，然后在退卷并制作另外的绕纱体的工序中赋予表面处理剂。

作为表面处理剂的构成，没有特别限定，可以组合使用聚二甲基硅氧烷、聚酯改性有机硅、聚醚改性有机硅、氨基改性有机硅、矿物油、矿物性微粒、例如二氧化硅、胶体氧化铝、滑石粉等、高级脂肪酸金属盐粉末、例如硬脂酸镁、硬脂酸钙等、高级脂肪族羧酸、高级脂肪族醇、石蜡、及聚乙烯等常温下固体状蜡等公知的表面处理剂。

从制品的使用时的摩擦性的观点出发，优选使用包含20％以上的聚二甲基硅氧烷的表面处理剂，但从防止经时的处理剂的渗出和移动的观点出发，处理剂中的聚二甲基硅氧烷的含有率优选不足90％、更优选不足80％。

作为本实施方式的相对于聚氨酯弹性纤维的重量的表面处理剂的赋予量，优选为0.2％以上且不足5.0％。赋予量不足0.2％时，聚氨酯弹性纤维的摩擦阻力大，纱的使用时容易发生断头等问题。另一方面，赋予量超过5％时，长期保管时容易发生因表面处理剂从聚氨酯弹性纤维渗出而导致的包装材料的污染、摩擦性的变动。从摩擦性、表面处理剂的渗出的观点出发，更优选的表面处理剂的赋予量为0.5％以上且4％以下。

本发明的聚氨酯弹性纤维的纺纱方法没有特别限定，优选将使聚氨酯聚合物溶解于酰胺系极性溶剂而得到的聚氨酯纺纱原液进行干式纺纱来制造。干式纺纱与熔融纺纱、湿式纺纱相比，能够最牢固地形成由硬链段间的氢键带来的物理交联。另外，从得到截面空隙面积率高、单丝不易松动的聚氨酯弹性纤维的观点出发也优选干式纺纱。熔融纺纱中，难以制造使单丝充分集束、不易松动的复丝的聚氨酯弹性纤维，另外，湿式纺纱中，不仅生产率低，而且难以制造截面空隙面积率高的复丝。

作为本实施方式的聚氨酯弹性纤维的截面空隙面积率高的复丝可以通过复合地使用如下方法而得到：将在纺纱时喷出纺纱原液的喷嘴的孔间的距离(孔间距)扩大的方法、调整纺纱时的空气假捻机的气压的方法、及调整纺纱卷取时的导丝辊与卷取机的速度比的方法等。此外，也可以通过向纺纱原液中添加特定的添加剂来调整，若为干式纺纱，则可以通过纺纱时的供气的供给方法(风向、温度)等来调整。另外，不具备在纺纱时在纱道上经过将复丝压扁的压辊的工序时，容易得到截面空隙面积率高的复丝。其中，只要是15％以上且60％以下的截面空隙面积率的聚氨酯弹性纤维即可，不限制于这种制造方法。

作为用于获得本实施方式的截面空隙面积率高的聚氨酯弹性纤维的优选的制造方法，从得到截面空隙面积率高且不易松动的纱的观点出发，优选干式纺纱。另外，喷丝头的孔间距优选较宽，优选为12mm以上且不足30mm。孔间距不足12mm时，存在难以得到截面空隙面积率高的纱的倾向，超过30mm时，存在难以使复丝集束的倾向，容易成为易松动的纱。作为喷丝头上的喷嘴的排列，从得到均匀的纱物性的观点出发，优选环状排列。另外，纺纱时的假捻优选适度地弱，在使用空气假捻机的情况下，使工作压力为0.1mpa以上且不足0.30mpa时，容易得到截面空隙面积率高且不易松动的纱。不足0.1mpa时，存在复丝的集束不充分而成为容易松动的纱的倾向，另一方面，为0.30mpa以上时，存在难以得到截面空隙面积率高的纱的倾向。作为更优选的范围，为0.1mpa以上且不足0.25mpa。另外，导丝辊与卷取机的速度比尽量低为宜，优选为1.03以上且不足1.17。不足1.03时，在纺纱中纱松弛，断头频发，存在纱的生产变得困难的倾向，另一方面，为1.17以上时，存在难以得到空隙面积高的复丝的倾向。作为更优选的导丝辊与卷取机的速度比，为1.03以上且不足1.15，作为进一步优选的范围，为1.05以上且不足1.13。另外，为了获得在具有高截面空隙面积率的状态下单丝不易松动的复丝，优选碳数10～20的长链脂肪酸金属盐(例如，硬脂酸镁等的脂肪酸金属)的含有率为0.2wt％以下。长链脂肪酸金属盐的含有方法可以为直接混合在纺纱原液中的方法、混入表面处理剂中并在纺纱时赋予到纱表面的方法中的任一种。若硬脂酸镁等长链脂肪酸金属盐的量为0.2wt％以下，则长链脂肪酸金属盐的润滑剂效果适当，因此单丝彼此的接点的表面结合力充分发挥作用，不会发生单丝的松动。更优选的脂肪酸金属盐的含有率为0.1wt％以下。

作为碳数10～20的长链脂肪酸金属盐，可列举出由硬脂酸、12-羟基硬脂酸、棕榈酸、油酸、月桂酸形成的长链脂肪酸的镁盐或钙盐等，优选镁盐。作为特别优选的长链脂肪酸金属盐，为硬脂酸镁，若为碳数10～20的长链脂肪酸的镁盐，则可以单独使用或混合使用。

关于本实施方式的聚氨酯弹性纤维，纺纱而得到的聚氨酯弹性纤维的纤度优选为150dt以上且1300dt以下。纤度过低时，制造工序中容易发生断头，存在难以得到本发明的截面空隙面积率高的聚氨酯弹性纤维的倾向。另外，纤度过高时，也难以使复丝的单丝集束而容易发生松动等问题。作为更优选的纤度，为150dt以上且900dt以下、进一步优选为300dt以上且900dt以下，更进一步优选为300dt以上且800dt以下。

构成本实施方式的聚氨酯弹性纤维的复丝优选单丝数为14条以上且140条以下。单丝数过少时，纺纱时的张力低，容易发生断头，另外，存在难以得到截面空隙面积率高的纱的倾向。从容易得到截面空隙面积率高的复丝的观点出发，更优选的单丝数为20条以上、进一步优选为25条以上。另外，单丝数过多时，难以使复丝的单丝集束，存在容易发生松动等问题的倾向。从单丝不易松动的观点出发，更优选的单丝数为120条以下、进一步优选为100条以下、更进一步优选为90条以下、最优选为80条以下。

从纺纱性和制品的物性的观点出发，构成本实施方式的聚氨酯弹性纤维的复丝的单丝的纤度优选为8～14dt(分特、dtex)、更优选为8～11dt。单丝纤度不足8dt时，纺纱时容易发生断头，另一方面，大于14dt时，存在难以得到具有充分应力的纱的倾向。

单丝的截面形状可以为正圆也可以为椭圆等不规则形状截面，从制品的使用上的单丝松动的观点出发，优选接近于正圆。

本实施方式的聚氨酯弹性纤维的复丝的截面中，优选比与由构成该复丝的全部单丝计算的平均单丝直径具有相同直径的单丝的粗细更大的空间部分存在至少1个，更优选具有2个以上、进一步优选具有3个以上。本实施方式的聚氨酯弹性纤维通过具有这种空间部分，从而能够防止表面处理剂的渗出，故而特别优选。对于该空间部分的个数的具体求出方法，在后文中说明。

本实施方式的聚氨酯弹性纤维优选通过后述方法求出的单丝松动发生率为20％以下、更优选为13％以下。单丝松动发生率为20％以下时，抑制表面处理剂的渗出的效果变得更强。作为其原理，尚不确定，但推测如下：使松动发生率为20％以下的水平的单丝彼此的接点的结合力所划界的截面空隙部与松动发生率超过20％的复丝的截面空隙部相比，表面处理剂的保持能力高，因此松动发生率低的复丝的渗出抑制效果更高。

本实施方式的聚氨酯弹性纤维可以卷取于任意的纸管、塑料管等而制成绕纱体。纸管、塑料管可以用羊皮纸、pe等树脂覆盖其表面，或者在纸管或塑料管上雕刻有尾纱用的槽。

本实施方式的绕纱体优选通过后述方法在牵伸3.0下测定的行进应力为0.075g/dt以上且0.130g/dt以下。通过以行进应力为该范围的方式卷取，从而容易得到截面空隙面积率高的纱，另外，在卷取于纸管后长期保管时的截面空隙面积率的变动小，能够得到截面空隙面积率非常稳定的制品。作为更优选的下限，为0.080g/dt以上，作为更优选的上限，为0.125g/dt以下。

本实施方式的聚氨酯弹性纤维或从绕纱体供给的聚氨酯弹性纤维夹在任意的无纺布、薄膜中，从而能够制成尿布、生理用品等中使用的卫生材料用的具有伸缩性的收集构件。若为本实施方式的聚氨酯弹性纤维或从绕纱体供给的聚氨酯弹性纤维，则抑制了处理剂的渗出，因此纱表面的处理剂量稳定，因此与无纺布、薄膜、粘接剂等的粘接性稳定，能够得到滑移发生少的稳定的制品。用于制作收集构件的无纺布可以使用利用聚丙烯、聚乙烯、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚乳酸等公知的原材料通过公知的制造方法而制造的无纺布。无纺布可以由多个层形成，或者进行了压纹加工。

作为将薄膜、无纺布与聚氨酯弹性纤维粘接的方法，可以使用利用热熔粘接剂的方法、热压接辊、超声波粘接等公知的方法，若为本实施方式的聚氨酯弹性纤维，则由于纱表面的处理剂量稳定，因此任一粘接方法均可获得高的粘接性。

通过后述方法从本实施方式的收集构件取出的聚氨酯弹性纤维的截面空隙面积率优选为15％以上且60％以下。从收集构件取出的聚氨酯弹性纤维的截面空隙面积率为该范围时，在收集构件中也通过由截面空隙部带来的渗出抑制效果而使纱的表面的表面处理剂的附着量稳定，因此聚氨酯弹性纤维与除其以外的原材料的粘接力变得牢固，不易发生滑移。

本实施方式的聚氨酯弹性纤维与棉、丝、羊毛等天然纤维、尼龙6、尼龙66等聚酰胺纤维、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚对苯二甲酸1,3-丙二醇酯、聚对苯二甲酸1,4-丁二醇酯等聚酯纤维、阳离子可染聚酯纤维、铜氨再生人造丝、粘胶人造丝、及醋酸人造丝等交织；或者使用这些纤维通过被覆、缠结、并捻等制成加工纱后进行交织，从而能够得到无不均的高品质布帛。特别是使用了聚氨酯弹性纤维的布帛中，由于生产量多、以裸纱供给，因此适合于原纱品质的影响大的经编物。经编布料中，有弹力网眼布、滑面拉架、拉舍尔花边、双面特里科等，通过使用本实施方式的聚氨酯弹性纤维，能够得到经向的条纹少的高品质布帛。

使用了本实施方式的聚氨酯弹性纤维的布帛可用于泳衣、束腰、胸罩、亲密商品、内衣等各种弹力内衣、紧身裤、连裤袜、腰带、紧身衣裤、鞋罩、弹力运动服、弹力外衣、医疗用服装、弹力衬里等用途。

本实施方式的聚氨酯弹性纤维、其绕纱体、及包含其的收集构件也能适宜用于生理用品、纸尿布等卫生材料，由于平滑性良好、摩擦性的变动小，因此能够得到高的生产率和制品的稳定性，另外，收集构件中的聚氨酯弹性纤维表面的处理剂量稳定，从而与其他原材料的粘接力牢固，因此能够得到聚氨酯弹性纤维的滑移发生少的收集构件、或包含其的尿布、生理用品。

实施例

以下举出实施例具体说明本发明，但本发明不受这些例子的任何限定。需要说明的是，以下的实施例、比较例中使用的测定法、评价法等如下所述。

(1)截面空隙面积率的测定

通过sem拍摄1条复丝的截面，由该截面照片求出sem照片中的构成该复丝的全部单丝的截面部分的面积(a)与通过构成该复丝的单丝相互接触而划界的空隙部分的面积(b)，通过下述式算出。

截面空隙面积率(％)＝空隙部的面积/总截面积×100

需要说明的是，总截面积通过截面部分的面积(a)与空隙部分的面积(b)之和(a+b)求出。

对于用于拍摄截面的sem照片的复丝纱，用粘贴有双面胶带的2张厚纸夹持该1条复丝，将从其中伸出的该复丝在几乎位于厚纸边缘之处用剃须刀切断，以从正面观察其截面的方式安装到sem的台上进行观察。通过本方法，不存在切断时的变形所造成的截面空隙面积率的变动。

关于sem的测定倍率，以适当倍率进行观察，使得能够观察复丝的截面的整体图像。本实施例和比较例中以100～250倍的范围进行测定。

关于测定次数，从同一绕纱体中隔开1m以上的间隔而取样5条，将由其截面求出的截面空隙面积率大的前两点的平均值作为该样品的截面空隙面积率。

需要说明的是，关于布帛中的复丝，可以将布帛及加工纱分解并去除复丝，取样5条，与前述方法同样地测定截面空隙面积率。

截面空隙面积率使用日本电子株式会社制的软件“semcontroluserinterfacever.3.02”的面积测量功能来算出。更具体而言，使用面积测量功能的“多边形”，无间隙地摹画测量的sem照片中的复丝截面的全部单丝的外周，从而求出复丝的截面部分的面积(a)，接着，同样地使用面积测量功能的“多边形”摹画通过单丝相互接触而划界的空隙部中的各单丝的内侧，从而算出复丝的空隙部分的面积(b)。使用如此测量的数值(a+b)与(b)通过上述式算出截面空隙面积率(％)。

需要说明的是，“单丝相互接触”是指，也包括单丝彼此未完全接触的情况在内，单丝彼此的单丝间的中心间的距离(l)为平均单丝直径(d)×2以下的情况下，单丝未完全接触的情况也称为“相互接触”，另外，该情况下，“摹画”是指，在连接2个相邻单丝的中心而成的直线上摹画。关于l与d的关系，依据后述存在未完全被单丝划界的(未包围的)空隙部时的处理方法。

图1示出用于说明截面部分的面积与空隙部分的面积的求出方法的复丝截面的示意图。

此处，构成截面的外周的单丝不连续(上述“单丝彼此不接触”的状态)而存在未被单丝划界的(未包围的)空隙部的情况下，通过与不连续部最接近且互不接触的2个单丝的中心间距离l与平均单丝直径d来判断该单丝是否“相互接触”并算入外周。平均单丝直径d如下求出，使用与算出截面空隙面积率时使用的相同的5条复丝的sem照片，测定构成各复丝的全部单丝的条数和各单丝的截面直径，将各复丝求出的值取平均(除以5)，从而求出。单丝不是正圆的情况下，将长径与短径之和除以2所得的值作为单丝直径，除此之外通过与上述同样的方法求出平均单丝直径d。单丝的中心设为算出长径和短径时的直线的交点。

＜l＞2d时＞

未相互接触的末端的2个单丝判断为不连续，未被单丝完全包围的空隙部的面积不算入空隙面积。图2中，示出了未被单丝完全包围的空隙部的例子。

＜l≤2d时＞

未相互接触的末端的2个单丝判断为连续，将连接2个单丝的中心而成的直线作为填补不连续部的直线(外周)，将该线包围的空隙部分算入空隙面积。图3中作为其一例而示意性图示了复丝截面，此时该空隙部分算入空隙面积。

(2)比与平均单丝直径相同直径的单丝的大小更大的空隙部分的数量

使用(1)中测定的5条样品之中截面空隙面积率大的前两个sem照片，求出以平均单丝直径为正圆直径的单丝的尺寸以上的空隙部的数量。平均单丝直径d与(1)同样地求出，对于上述2个sem照片，“比与平均单丝直径相同直径的单丝的大小更大的空隙部分”是指如下的空隙部分：假想具有平均单丝直径d的正圆的单丝，试图将该单丝配置在空隙部分内时，能够以与划界该空隙部分的除该假想单丝以外的相互接触的单丝不接触的方式配置。对于上述2个sem照片，在任一个照片中，所述空隙部分存在1个的情况下，将比与平均单丝直径相同直径的单丝的大小更大的空隙部分的数量设为1，在两个照片中，所述空隙部分存在1个以上的情况下，采用其中最大的空隙部分的数量作为比与平均单丝直径相同直径的单丝的大小更大的空隙部分的数量。

(3)纤度的测定

以不施加张力的方式从绕纱体剥出1条复丝，在无张力状态且无松弛的状态下测量1m长度并切取，测量其重量，由下述式求出。

纤度(dt)＝10000×每1m的重量(g)

测定进行5次，将其平均值作为纤度。

(4)单丝松动发生率的测定

将长度40mm的复丝平行排列10条，安装于德墨西亚试验机，将如下的伸长重复操作以200rpm的速度进行5000次：沿纱长方向伸长直至达到240mm的长度，再次松开至原本的40mm。然后，如图4所示，在将长度40mm的复丝平放的状态下，产生了与复丝中单丝最收束的部分相距的距离最大为0.5mm以上的单丝的情况、以及单丝断头的情况下，视为发生了单丝松动。测定对同一样品以1组10条进行5次测定，计数总计50条纱之中几条发生了松动，计算发生率。

(5)纱所含有的硬脂酸镁的定量方法

将试样约1g量取至50ml锥形瓶，浸渍于8ml的5～10％的盐酸甲醇(东京化成工业株式会社制)。将其在120℃下回流加热1小时，进行向甲基酯的衍生体化处理。回收该反应液后，用甲醇定容至20ml，将所得物质通过gc/ms进行测定/定量。

(6)行进应力测定方法

将通过纺纱得到的弹性纤维的绕纱体1安装到图5所示的装置中，以弹性纤维送出辊2为速度10m/分钟、卷取辊9为速度30m/分钟的拉伸倍率3倍使其行进，用张力计8以3分钟测定纱行进时的应力(g)。将所得的应力值的平均值除以弹性纤维的纤度所得到的值作为行进应力(g/dt)。该值过高时，经时的截面空隙面积率容易变动，过低时，会成为伸展性低且容易松动的纱。

(7)保管中的表面处理剂的渗出评价

在直径8.2cm、宽11.5cm的纸管上以成为卷宽度9cm、卷直径18cm的方式卷取而成的聚氨酯弹性纤维的绕纱体1条配置于外形尺寸：纵32cm×横23cm×高24.5cm、厚度：0.5cm的硬纸板的中心，盖上盖并包装，在50℃的热风库中保管4周，4周后的表面处理剂向硬纸板内侧的渗出情况、以及表面处理剂向剥出纱后的纸管的渗出情况的外观评价。

(8)老化后的动摩擦系数(μd)的测定

使用与(7)的评价中使用的相同卷直径的纱，使用在50℃的热风库中保管4周前(老化前)与在50℃的热风库中保管4周后(老化后)的2个绕纱体，分别从纸管剥出至1cm处，按照以下的步骤测定μd，求出50℃保管前后的μd的变动值(δμd)。

具体而言，由经由陶瓷导纱器而行进的纱的陶瓷导纱器的前后的纱张力之比求出动摩擦系数(μd)。即，以自卷装体的送出速度50m/分钟、卷取速度150m/分钟使纱行进时，测定在纱的行进路线以摩擦角90°插入陶瓷导纱钩(汤浅纱道制：a204062hookguide)时的、输入侧的纱张力(t1)、输出侧的纱张力(t2)。动摩擦系数(μd)由下述式算出。

动摩擦系数(μd)＝ln(t2/t1)/0.5π

需要说明的是，为了确保摩擦角90°，可以在纱道中使用摩擦阻力低的各种导纱器、旋转辊等。μd的值越小，则与陶瓷导纱钩的摩擦越少，是良好的，此外，老化前后的μd的值的变动越小，则设想仓库中的保管时的摩擦性的变动越小，作为制品的稳定性越高。更具体而言，从作为制品的摩擦性的稳定性的观点出发，δμd优选为0.1以下、更优选为0.06以下。

(9)老化后的内层纱摇摆

将上述(7)中老化后的聚氨酯弹性纤维从纸管剥出至成为1cm的卷厚，安装于图6所示的装置，在弹性纤维送出辊2为速度50m/分钟、将弹性纤维卷绕3次的预牵伸辊3为速度80m/分钟、卷取辊4为速度85m/分钟的条件下使其行进。以3分钟目视观察观察部位5处的弹性纤维的行为，按照以下的评价基准评价纱摇摆。本评价中，纱摇摆幅度越小，则纱的使用时的摩擦阻力越小，不易发生断头等。

◎：纱摇摆幅度为0mm以上且不足2mm

○：纱摇摆幅度为2mm以上且不足4mm

△：纱摇摆幅度为4mm以上且不足6mm

×：纱摇摆幅度为6mm以上或断头

需要说明的是，3分钟的目视观察中，纱摇摆幅度在上述评价基准的2个基准之间来来回回的情况作为例如如“△～○”那样的存在幅度的评价结果。

(10)老化后的绕纱体的截面空隙面积率

除了测定上述(7)中老化后的聚氨酯弹性纤维之外，通过与上述(1)同样的方法进行测定。

(11)收集构件中所含的聚氨酯弹性纤维的截面空隙面积率的测定

将5条聚氨酯弹性纤维隔开7mm的间隔并平行排列，以成为原始长度的3倍的长度的方式伸长，用v狭缝以附着量相对于伸长的每1条聚氨酯弹性纤维成为0.04g/m的方式连续涂覆以150℃熔融了的热熔粘接剂(henkeljapanltd.制765e)，将涂覆有该热熔粘接剂的聚氨酯弹性纤维用2张宽30cm、单位面积重量17g/m²的无纺布(旭化成株式会社制eltasguard(注册商标))连续夹持，从其上方使用外径16cm宽40cm的1组辊，一边用供给0.5mpa的气压的气缸(smc株式会社制cq2wb100-50dz)按压一侧的辊，一边连续压接，从而制作收集构件。将制作的收集件立即切出，在20℃65％rh的环境下放置24小时后，在环己烷中浸渍10分钟，从而将热熔粘接剂溶解并去除，从收集构件取出聚氨酯弹性纤维，以无张力的方式放置到滤纸上，在20℃65％rh的环境下干燥12小时。使用如上所述的聚氨酯弹性纤维，来代替从同一绕纱体中隔开1m以上的间隔而取样5条，除此之外通过与(1)同样的方法测定截面空隙面积率。

需要说明的是，为通过热压接辊、超声波粘接等不使用热熔粘接剂的方法制造的收集构件，难以从收集构件取出聚氨酯弹性纤维的情况下，可以将各个包含聚氨酯弹性纤维的收集构件切出10cm，在无张力的状态下、在20℃65％rh的环境下静置12小时后，用sem观察包含聚氨酯弹性纤维的收集构件的截面，通过与(1)同样的方法测定截面空隙面积率。

(12)粘接性的评价方法(滑移的发生率的评价)

将(11)中制作的收集构件作为样品，将该样品沿纱长方向切成250mm～300mm的长度(将此时的收集构件的长度作为初始长度)，在沿纱长方向拉伸至初始长度的3倍的状态下粘贴于硬纸板。接着，在粘贴好的试验体的聚氨酯弹性纤维的长度成为200mm那样的任意2点，从无纺布上方用油性笔进行标记。由此墨越过无纺布而渗入，能够用墨对聚氨酯弹性纤维进行标记。在该标记处切断各聚氨酯弹性纤维和与其粘接的无纺布，在40℃下放置5小时。5小时后，测定聚氨酯弹性纤维的进行了标记的2点间的长度，用下式算出保持率。

粘接性保持率＝100×(5小时后的测量长度mm)/200mm

保持率越高，则在制品的制造时、穿戴时聚氨酯弹性纤维的滑移越少。测定对同一样品测定10次，使用其平均值基于以下的评价基准得到滑移的发生率。

5：测定10次粘接性保持率时的平均值为95％以上

4：测定10次粘接性保持率时的平均值为90％以上且不足95％

3：测定10次粘接性保持率时的平均值为85％以上且不足90％

2：测定10次粘接性保持率时的平均值为80％以上且不足85％

1：测定10次粘接性保持率时的平均值不足80％

[实施例1]

使数均分子量2000的聚四亚甲基醚二醇2000g和4,4’-二苯甲烷二异氰酸酯400g在干燥氮气气氛下、在60℃下、在搅拌下反应3小时，得到末端用异氰酸酯封端的聚氨酯预聚物。将其冷却至室温后，添加二甲基乙酰胺，溶解而制成聚氨酯预聚物溶液。

另一方面，准备将乙二胺33.8g及二乙胺5.4g溶解于干燥二甲基乙酰胺而成的溶液，将其在室温下添加到前述预聚物溶液，得到聚氨酯固体成分浓度30质量％、粘度450pa·s(30℃)的聚氨酯溶液。

将作为受阻酚系抗氧化剂的cyanox1790(注册商标、cytecindustriesinc.制)和作为紫外线吸收剂的tinuvin234(注册商标、basf公司制)分别调制为二甲基乙酰胺10质量％溶液，以前述抗氧化剂的固体成分相对于聚氨酯聚合物为1.00质量％的方式、且以前述紫外线吸收剂相对于聚氨酯聚合物为0.25质量％的方式添加到聚氨酯聚合物中并混合，制成均匀溶液后，在室温、减压下脱泡，将其作为纺纱原液。

将该纺纱原液以第1个导丝辊与最终的卷取速度之比(＝最终卷取速度÷第1个导丝辊速度)为1.15的方式、在卷取速度500m/分钟、热风温度310℃下，使用由环状排列形成、孔数14个、且同一圆内的孔间距为20mm的喷丝头进行干式纺纱，将复丝用基于0.20mpa的压缩空气的假捻装置集束后，相对于聚氨酯弹性纤维赋予3.0质量％的表面处理剂，卷取于纸制的纸管，得到150dt/14长丝的聚氨酯弹性纤维的卷取卷装体。需要说明的是，作为表面处理剂，使用包含聚二甲基硅氧烷67质量％、矿物油30质量％、氨基改性有机硅3.0质量％的油剂。

[实施例2]

使用由环状排列形成、孔数28个、且同一圆内的孔间距为20mm的喷丝头，进而第1个导丝辊与最终的卷取速度之比为1.10，以纤度成为310dt的方式调整纺纱原液的喷出量，除此之外通过与实施例1同样的方法得到310dt/28长丝的聚氨酯弹性纤维。

[实施例3]

使用由环状排列形成、孔数36个、且同一圆内的孔间距为15mm的喷丝头，进而第1个导丝辊与最终的卷取速度之比为1.20，以纤度成为310dt的方式调整纺纱原液的喷出量，除此之外通过与实施例1同样的方法得到310dt/36长丝的聚氨酯弹性纤维。

[实施例4]

使用由环状排列形成、孔数36个、且同一圆内的孔间距为20mm的喷丝头，进而第1个导丝辊与最终的卷取速度之比为1.10，以纤度成为310dt的方式调整纺纱原液的喷出量，除此之外通过与实施例1同样的方法得到310dt/36长丝的聚氨酯弹性纤维。

[实施例5]

使用由环状排列形成、孔数36个、且同一圆内的孔间距为20mm的喷丝头，进而第1个导丝辊与最终的卷取速度之比为1.08，以0.15mpa的压缩空气使用假捻装置，以成为310dt的方式调整纺纱原液的喷出量，除此之外通过与实施例1同样的方法得到310dt/36长丝的聚氨酯弹性纤维。

[实施例6]

使用由环状排列形成、孔数36个、且同一圆内的孔间距为15mm的喷丝头，进而第1个导丝辊与最终的卷取速度之比为1.15，以成为310dt的方式调整纺纱原液的喷出量，除此之外通过与实施例1同样的方法得到310dt/36长丝的聚氨酯弹性纤维。

[实施例7]

使用由环状排列形成、孔数72个、且同一圆内的孔间距为20mm的喷丝头，进而第1个导丝辊与最终的卷取速度之比为1.08，以成为620dt的方式调整纺纱原液的喷出量，除此之外通过与实施例1同样的方法得到620dt/72长丝的聚氨酯弹性纤维。

[实施例8]

使用由环状排列形成、孔数72个、且同一圆内的孔间距为25mm的喷丝头，进而第1个导丝辊与最终的卷取速度之比为1.08，以0.15mpa的压缩空气使用假捻装置，以成为620dt的方式调整纺纱原液的喷出量，除此之外通过与实施例1同样的方法得到620dt/72长丝的聚氨酯弹性纤维。

[实施例9]

以硬脂酸镁量相对于聚氨酯弹性纤维的质量成为0.07质量％的方式使纺纱原液中含有硬脂酸镁，使用由环状排列形成、孔数72个、且同一圆内的孔间距为20mm的喷丝头，进而第1个导丝辊与最终的卷取速度之比为1.08，以成为620dt的方式调整纺纱原液的喷出量，除此之外通过与实施例1同样的方法得到620dt/72长丝的聚氨酯弹性纤维。

[实施例10]

以硬脂酸镁量相对于聚氨酯弹性纤维的质量成为0.30质量％的方式使纺纱原液中含有硬脂酸镁，使用由环状排列形成、孔数72个、且同一圆内的孔间距为20mm的喷丝头，进而第1个导丝辊与最终的卷取速度之比为1.08，以成为620dt的方式调整纺纱原液的喷出量，除此之外通过与实施例1同样的方法得到620dt/72长丝的聚氨酯弹性纤维。

[实施例11]

使用由环状排列形成、孔数72个、且同一圆内的孔间距为20mm的喷丝头，进而第1个导丝辊与最终的卷取速度之比为1.20，以成为620dt的方式调整纺纱原液的喷出量，除此之外通过与实施例1同样的方法得到620dt/72长丝的聚氨酯弹性纤维。

[实施例12]

使用由环状排列形成、孔数72个、且同一圆内的孔间距为20mm的喷丝头，进而第1个导丝辊与最终的卷取速度之比为1.02，以成为620dt的方式调整纺纱原液的喷出量，除此之外通过与实施例1同样的方法得到620dt/72长丝的聚氨酯弹性纤维。

[实施例13]

使用由环状排列形成、孔数72个、且同一圆内的孔间距为20mm的喷丝头，进而第1个导丝辊与最终的卷取速度之比为1.08，以成为860dt的方式调整纺纱原液的喷出量，除此之外通过与实施例1同样的方法得到860dt/72长丝的聚氨酯弹性纤维。

[实施例14]

使用由环状排列形成、孔数72个、且同一圆内的孔间距为20mm的喷丝头，进而第1个导丝辊与最终的卷取速度之比为1.15，以成为940dt的方式调整自喷丝头的喷出量，除此之外通过与实施例1同样的方法得到940dt/72长丝的聚氨酯弹性纤维。

[实施例15]

使用由环状排列形成、孔数96个、且同一圆内的孔间距为15mm的喷丝头，进而第1个导丝辊与最终的卷取速度之比为1.15，以0.15mpa的压缩空气使用假捻装置，以成为1280dt的方式调整纺纱原液的喷出量，除此之外通过与实施例1同样的方法得到1280dt的聚氨酯弹性纤维。

[比较例1]

使用由环状排列形成、孔数36个、且同一圆内的孔间距为10mm的喷丝头，进而第1个导丝辊与最终的卷取速度之比为1.20，以0.27mpa的压缩空气使用假捻装置，以成为310dt的方式调整纺纱原液的喷出量，除此之外通过与实施例1同样的方法得到310dt/36长丝的聚氨酯弹性纤维。

[比较例2]

使用由环状排列形成、孔数36个、且同一圆内的孔间距为10mm的喷丝头，进而第1个导丝辊与最终的卷取速度之比为1.30，以0.27mpa的压缩空气使用假捻装置，以成为310dt的方式调整纺纱原液的喷出量，除此之外通过与实施例1同样的方法得到310dt/36长丝的聚氨酯弹性纤维。

[比较例3]

使用由环状排列形成、孔数72个、且同一圆内的孔间距为10mm的喷丝头，进而第1个导丝辊与最终的卷取速度之比为1.20，以0.27mpa的压缩空气使用假捻装置，以成为620dt的方式调整纺纱原液的喷出量，除此之外通过与实施例1同样的方法得到620dt/72长丝的聚氨酯弹性纤维。

[比较例4]

使用由环状排列形成、孔数28个、且同一圆内的孔间距为20mm的喷丝头，进而第1个导丝辊与最终的卷取速度之比为1.10，进而用接触压力10n的压缩辊对复丝进行压缩后用络筒机卷取，以纤度成为310dt的方式调整纺纱原液的喷出量，除此之外通过与实施例1同样的方法得到310dt/28长丝的聚氨酯弹性纤维。

将以上的各实施例及比较例中的制造条件、得到的聚氨酯弹性纤维的各特性的测定结果等示于以下的表1、表2。

[表1]

[表2]

产业上的可利用性

若使用本发明的聚氨酯弹性纤维，则即使在聚氨酯弹性纤维生产后在仓库中长期保管的情况下，也不会使包装材料被表面处理剂污染，而且，也不存在由一天天的变化导致的制品的摩擦性的变动，因此能够降低使用时的断头的频率，能够提高生产率。另外，收集构件中聚氨酯弹性纤维表面的表面处理剂的附着量也稳定，因此能够提供表面处理剂的附着不均、渗出所导致的聚氨酯弹性纤维的滑移发生少的收集构件。另外，本发明的收集构件的滑移发生少。

附图标记说明

1弹性纤维的绕纱体

2送出辊

3预牵伸辊

4卷取辊

5观察部位

6陶瓷导纱钩

7无轴承辊

8张力计

9卷取辊