JP3366481B2 - ポリウレタン繊維 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は耐熱性、耐熱水性、耐寒
性および耐加水分解性に優れ、高温高圧染色可能なポリ
ウレタン繊維に関する。本発明のポリウレタン繊維は、
ポリエステル繊維などのように高温高圧染色が必要な繊
維との混用が可能である。

【０００２】

【従来の技術】ポリウレタンとしては、ポリエーテル系
ポリウレタン、ポリエステル系ポリウレタン、ポリカー
ボネート系ポリウレタンなどが従来から知られており、
これらのポリウレタンは、繊維、シート、フィルム、接
着剤、コーティング剤などの素材として広く使用されて
いる。これら従来のポリウレタンのうち、ポリエーテル
系ポリウレタンは耐加水分解性の点で優れてはいるもの
の、耐光性、耐熱老化性、耐塩素性の点で劣っている。
ポリエステル系ポリウレタンは、力学的特性、耐摩耗性
などの点でポリエーテル系ポリウレタンに比べて優れて
いるものの、耐加水分解性、耐黴性などに劣り、比較的
短時間で表面が接着性を有するようになったり、表面に
亀裂などを生じるため用途が制限されている。また、ポ
リカーボネート系ポリウレタンはポリエステル系ポリウ
レタンの特長に加え、さらに耐久性に優れてはいるが、
耐寒性に劣り、かつ極めて高価である。

【０００３】ポリエステル系ポリウレタンの耐加水分解
性の改良のために、ポリウレタンの製造に用いられるポ
リエステルジオールにおけるエステル基濃度を低くする
ことが有効であるとされており、そのために、繊維用途
では、従来から、ヘキサメチレングリコールおよび
１，１０−デカンジオールを用いて得られるポリエステ
ルジオールを原料として使用したポリウレタン弾性繊維
（特開昭６０−１７３１１７号公報参照）、２，２，
４−または２，４，４−トリメチルヘキサンジオールと
アジピン酸よりなるポリエステルジオールを原料として
使用したポリウレタン弾性繊維（特開昭４７−７１３号
公報参照）、２，５−ヘキサンジオールまたは２，２
−ジメチル−１，３−プロパンジオールを用いて得られ
るポリエステルジオールを原料として使用したポリウレ
タン弾性繊維（米国特許第３，０９７，１９２号明細書
参照）、（２，２−ジメチル−１，３−プロパンドデ
カンジオエート）グリコールを用いたポリウレタン弾性
繊維（特開昭６３−９７６１７号公報参照）が提案され
ている。

【０００４】さらに、ポリエステル系ポリウレタンの耐
加水分解性の向上を目的として、メチル基の側鎖を１個
有する分岐鎖ジカルボン酸単位を含有するポリエステル
ジオールをポリウレタンの原料として用いることが試み
られている。例えば、３−メチルペンタン二酸を含有
するジカルボン酸とグリコールとの反応により得られた
ポリエステルジオールを原料として使用したポリウレタ
ン弾性繊維（特開昭６０−２６０１８号公報参照）が、
２−メチルオクタン二酸を全ジカルボン酸単位の１０
モル％以上含有するポリエステルジオールを原料として
使用したポリウレタン弾性繊維（特開平５−３２０３０
２号公報参照）が提案されている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記
〜ではポリウレタンの耐加水分解性は向上するもの
の、結晶化傾向が大きく、低温雰囲気に放置すると耐屈
曲性や柔軟性などの耐寒性・低温特性が著しく低下す
る。なかでも、分岐のない長鎖ジオールを用いている上
記の場合は、更に弾性回復性も低下するという欠点が
ある。また、分岐したメチル基を２個または３個有する
ジオールを用いている上記〜のポリウレタン弾性繊
維の場合も、耐熱性、弾性回復性および耐寒性の点で劣
っている。

【０００６】さらに、上記、に記載されているポリ
ウレタン弾性繊維は、従来のポリウレタン弾性繊維に比
べて耐熱性、耐熱水性、弾性回復性、耐寒性の性能は向
上してはいるものの、実用上まだ不十分である。よっ
て、これらのポリウレタン弾性繊維をポリエステル繊維
などと混用し、分散染料により高温高圧染色を工業的に
安定に行うことは困難であり、さらに、染色後の繊維の
強伸度特性、弾性回復性、耐塩素性および染色堅牢性な
ども実用上十分なレベルにあるとは言い難い。

【０００７】本発明の目的は、優れた耐熱性、耐熱水
性、耐加水分解性などの性能を有しており、高温高圧染
色が可能で、かつ、染色後の強伸度特性、弾性回復性、
耐黴性、耐塩素性および染色堅牢性などに優れたポリウ
レタン繊維を提供することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明によれば、上記の
目的は、ポリエステルジオール成分、有機ジイソシアネ
ート成分および鎖伸長剤成分から構成されるポリウレタ
ンよりなるポリウレタン繊維であって、前記ポリエステ
ルジオールを構成するジカルボン酸単位の３０モル％以
上が、３，８−ジメチルデカン二酸単位および／または
３，７−ジメチルデカン二酸単位からなっており、かつ
該ポリエステルジオールの数平均分子量が５００〜６０
００であることを特徴とするポリウレタン繊維を提供す
ることにより達成される。

【０００９】本発明に用いられるポリエステルジオール
は、３，８−ジメチルデカン二酸単位および／または
３，７−ジメチルデカン二酸単位を、全ジカルボン酸単
位の３０モル％以上含有していることが必要であり、５
０モル％以上含有していることが好ましく、８０モル％
以上含有していることがより好ましい。３，８−ジメチ
ルデカン二酸単位および／または３，７−ジメチルデカ
ン二酸単位の含有率が、ポリエステルジオールを構成す
るジカルボン酸単位の３０モル％未満の場合には、得ら
れるポリウレタン繊維の耐加水分解性、耐黴性、耐熱水
性、耐寒性が劣る。また、３，８−ジメチルデカン二酸
単位と３，７−ジメチルデカン二酸単位との組成割合
（モル比）は、特に限定されるものではないが、得られ
るポリウレタン繊維の耐加水分解性、耐黴性、耐熱水性
の観点から、５０：５０〜１００：０の範囲内であるこ
とが好ましく、７０：３０〜１００：０の範囲内である
ことがより好ましい。

【００１０】ポリエステルジオールを構成するジカルボ
ン酸単位として、その７０モル％未満であれば、３，８
−ジメチルデカン二酸単位または３，７−ジメチルデカ
ン二酸単位以外のジカルボン酸単位、例えば、グルタル
酸、アジピン酸、ピメリン酸、スベリン酸、アゼライン
酸、セバシン酸などの飽和脂肪族ジカルボン酸、シクロ
へキサンジカルボン酸などの飽和脂環族ジカルボン酸、
フタル酸、テレフタル酸、イソフタル酸などの芳香族ジ
カルボン酸、マレイン酸、フマル酸、イタコン酸などの
不飽和脂肪族ジカルボン酸、テトラブロモフタル酸など
のハロゲン含有ジカルボン酸、これらのエステル形成性
誘導体、またはこれらの酸無水物などから誘導される単
位を１種または２種以上含ませることができる。さら
に、必要に応じて、トリメリット酸、ピロメリット酸な
どの３官能以上の多塩基酸から誘導される単位を少量含
んでいてもよい。

【００１１】なお、３，８−ジメチルデカン二酸は、例
えば、２，７−ジメチル−１，７−オクタジエンをヒド
ロホルミル化し、得られる３，８−ジメチル−１，１０
−デカンジアールを酸化することにより製造することが
できる。また、３，７−ジメチルデカン二酸は、例え
ば、２，６−ジメチル−１，７−オクタジエンをヒドロ
ホルミル化し、得られる３，７−ジメチル−１，１０−
デカンジアールを酸化することにより製造することがで
きる。

【００１２】ポリエステルジオールを構成するジオール
単位としては、例えば、エチレングリコール、プロピレ
ングリコール、１，３−プロパンジオール、１，４−ブ
タンジオール、１，５−ペンタンジオール、ネオペンチ
ルグリコール、１，６−ヘキサンジオール、１，７−ヘ
プタンジオール、１，８−オクタンジオール、１，９−
ノナンジオール、１，１０−デカンジオール、３−メチ
ル−１，５−ペンタンジオール、２−メチル−１，８−
オクタンジオールなどの脂肪族ジオール、シクロヘキサ
ンジメタノール、シクロヘキサンジオールなどの脂環族
ジオールから誘導される単位を挙げることができ、これ
らを１種または２種以上含ませることができる。紡糸時
におけるポリウレタンの固化速度が速くなる点、および
得られるポリウレタン繊維の耐熱性、耐熱水性などが優
れる点より、ポリエステルジオールを構成するジオール
単位の３０モル％以上が１，４−ブタンジオール単位で
あることが好ましく、５０モル％以上が１，４−ブタン
ジオール単位であることがより好ましく、８０モル％以
上が１，４−ブタンジオール単位であることがさらに好
ましい。また、必要に応じて、トリメチロールエタン、
トリメチロールプロパン、グリセリン、１，２，６−ヘ
キサトリオール、ペンタエリスリトールなどの多価アル
コールから誘導される単位を少量含んでいてもよい。

【００１３】ポリエステルジオールの数平均分子量は、
５００〜６０００であり、１０００〜４０００であるの
が好ましく、１０００〜３５００であるのがさらに好ま
しい。ポリエステルジオールの数平均分子量が５００未
満の場合には、得られるポリウレタン繊維の耐熱性およ
び耐熱水性などが低下し、一方、数平均分子量が６００
０を越える場合には、ポリウレタンの紡糸性が不良とな
り、さらに、得られるポリウレタン繊維の伸度および弾
性回復性も不良となる。なお、本明細書でいうポリエス
テルジオールの数平均分子量は、いずれもＪＩＳ Ｋ
１５７７に準拠して測定した水酸基価に基づいて算出し
た数平均分子量である。

【００１４】本発明に用られるポリエステルジオール
は、前述のジカルボン酸成分およびジオール成分を用い
て、従来既知のエステル交換反応、直接エステル化反応
などによって重縮合させることにより製造される。その
場合に、重縮合反応はチタン系またはスズ系の重縮合触
媒の存在下に行うことができるが、チタン系重縮合触媒
を用いた場合には、重縮合反応の終了後にポリエステル
ジオールに含まれるチタン系重縮合触媒を失活させてお
くのが好ましい。

【００１５】ポリエステルジオールの製造に当たってチ
タン系重縮合触媒を用いる場合には、従来からポリエス
テルジオールの製造に使用されているチタン系重縮合触
媒のいずれもが使用でき、特に制限されないが、好まし
いチタン系重縮合触媒の例としては、チタン酸、テトラ
アルコキシチタン化合物、チタンアシレート化合物、チ
タンキレート化合物などを挙げることができる。より具
体的には、テトライソプロピルチタネート、テトラ−ｎ
−ブチルチタネート、テトラ−２−エチルヘキシルチタ
ネート、テトラステアリルチタネートなどのテトラアル
コキシチタン化合物、ポリヒドロキシチタンステアレー
ト、ポリイソプロポキシチタンステアレートなどのチタ
ンアシレート化合物、チタンアセチルアセテート、トリ
エタノールアミンチタネート、チタンアンモニウムラク
テート、チタンエチルラクテート、チタンオクチレング
リコレートなどのチタンキレート化合物を挙げることが
できる。

【００１６】チタン系重縮合触媒の使用量は、一般に、
ポリエステルジオールを形成するための反応成分の全重
量に対して、約０．１〜５０ｐｐｍであるのが好まし
く、約１〜３０ｐｐｍであるのがより好ましい。

【００１７】ポリエステルジオールに含まれるチタン系
重縮合触媒の失活方法としては、例えば、エステル化反
応の終了により得られたポリエステルジオールを加熱下
に水と接触させて失活する方法、該ポリエステルジオー
ルをリン酸、リン酸エステル、亜リン酸、亜リン酸エス
テルなどのリン化合物で処理する方法を挙げることがで
きる。水と接触させてチタン系重縮合触媒を失活させる
場合には、エステル化反応により得られたポリエステル
ジオールに水を１重量％以上添加し、７０〜１５０℃、
好ましくは９０〜１３０℃の温度で１〜３時間加熱する
とよい。チタン系重縮合触媒の失活処理は常圧下で行っ
ても、または加圧下で行ってもよい。チタン系重縮合触
媒を失活させた後に系を減圧にすると、失活に使用した
水分を除去することができて望ましい。

【００１８】上記のポリエステルジオールの他に、必要
に応じて、ポリカーボネートジオールなどの他の高分子
ジオールを少量使用してもよい。

【００１９】本発明に用いられる有機ジイソシアネート
の種類は特に制限されず、通常のポリウレタンの製造に
従来から使用されている有機ジイソシアネートのいずれ
もが使用可能であり、分子量５００以下のものが好まし
い。有機ジイソシアネートの例としては、例えば、４，
４’−ジフェニルメタンジイソシアネート、ｐ−フェニ
レンジイソシアネート、１，５−ナフチレンジイソシア
ネート、３，３’−ジクロロ−４，４’−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、
トルイレンジイソシアネートなどの芳香族ジイソシアネ
ート類や、ヘキサメチレンジイソシアネート、イソホロ
ンジイソシアネート、４，４’−ジシクロヘキシルメタ
ンジイソシアネート、水添化キシリレンジイソシアネー
トなどの脂肪族または脂環式ジイソシアネート類などを
挙げることができる。これらの有機ジイソシアネートの
うち、１種または２種以上が使用される。これらのなか
でも、４，４’−ジフェニルメタンジイソシアネートま
たはｐ−フェニレンジイソシアネートを使用することが
好ましい。また、トリフェニルメタントリイソシアネー
トなどの３官能以上のポリイソシアネートを、必要に応
じて少量使用することもできる。

【００２０】本発明に用いられる鎖伸長剤としては、通
常のポリウレタンの製造に従来から使用されている鎖伸
長剤のいずれもが使用でき、特に制限されないが、イソ
シアネート基と反応し得る活性水素原子を分子中に２個
以上有する、分子量３００以下の低分子化合物を使用す
ることが好ましい。例えば、エチレングリコール、１，
４−ブタンジオール、１，６−ヘキサンジオール、１，
４−ビス（β−ヒドロキシエトキシ）ベンゼン、１，４
−シクロヘキサンジオール、ビス（β−ヒドロキシエチ
ル）テレフタレート、キシリレングリコールなどのジオ
ール類や、ヒドラジン、エチレンジアミン、プロピレン
ジアミン、キシリレンジアミン、イソホロンジアミン、
ピペラジン、ピペラジン誘導体、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、アジピン酸ジヒ
ドラジド、イソフタル酸ジヒドラジドなどのジアミン
類、アミノエチルアルコール、アミノプロピルアルコー
ル、エタノールアミンなどのアミノアルコール類などが
挙げられ、これらのうち１種または２種以上が使用され
る。これらのなかでも、１，４−ブタンジオール、１，
４−ビス（β−ヒドロキシエトキシ）ベンゼン、エチレ
ンジアミンまたはプロピレンジアミンを使用することが
特に好ましい。

【００２１】鎖伸長剤の使用量は特に制限されず、ポリ
ウレタンに付与すべき硬度などに応じて適宜選択するこ
とができるが、通常、ポリエステルジオール１モル当た
り、０．１〜１０モルの割合で使用するのが好ましく、
０．３〜７モルの割合で使用するのが特に好ましい。

【００２２】ポリウレタンの製造に当たっては、ポリエ
ステルジオール、鎖伸長剤および必要に応じて用いられ
る他の高分子ジオールが有している活性水素原子１当量
当たり、イソシアネート基当量が０．９０〜１．２０と
なるような割合で有機ジイソシアネートを使用すること
が好ましく、０．９５〜１．１５となるような割合で有
機ジイソシアネートを使用することがより好ましい。こ
のような割合で有機ジイソシアネートを使用することに
より、耐熱性および弾性回復性が特に良好なポリウレタ
ン繊維が得られる。

【００２３】上記のポリエステルジオール、有機ジイソ
シアネート、鎖伸長剤および必要に応じて他の成分を用
いてポリウレタンを製造するに当たって、ウレタン化反
応に対して触媒活性を有するスズ系ウレタン化触媒を使
用することができる。スズ系ウレタン化触媒を使用する
と、ポリウレタンの分子量が速やかに増大し、さらに成
形後もポリウレタンの分子量が十分に高い水準に維持さ
れるので、各種物性がより良好なポリウレタン繊維が得
られる。スズ系ウレタン化触媒としては、例えば、ジブ
チルスズジアセテート、ジブチルスズジラウレートなど
のジアルキルスズジアシレート、ジブチルスズビス（３
−メルカプトプロピオン酸エトキシブチルエステル）塩
などのジアルキルスズビスメルカプトカルボン酸エステ
ル塩などを挙げることができる。これらのスズ系ウレタ
ン化触媒の使用量は、スズ原子換算で、得られるポリウ
レタン（即ち、ポリウレタンの製造に用いるポリエステ
ルジオール、有機ジイソシアネート、鎖伸長剤などの反
応性原料化合物の全重量）に対して０．５〜１５ｐｐｍ
であるのが好ましい。

【００２４】また、ポリウレタンの重合過程または重合
後に、必要に応じて、着色剤、滑剤、結晶核剤、難燃
剤、紫外線吸収剤、酸化防止剤、耐候性改良剤、加水分
解防止剤、粘着性付与剤、防黴剤などの添加剤の１種ま
たは２種以上を適宜加えてもよい。

【００２５】ポリウレタンを製造する方法は特に制限さ
れず、上記のポリエステルジオール、有機ジイソシアネ
ート、鎖伸長剤および必要に応じて他の成分を使用し、
公知のウレタン化反応技術のいずれもが使用でき、プレ
ポリマー法およびワンショット法のいずれもが採用でき
る。

【００２６】ポリウレタンの製造法の例を挙げると、
ポリエステルジオールと活性水素原子を有する低分子化
合物（鎖伸長剤）とを混合して加熱した後、これらの混
合物における活性水素原子とイソシアネート基とのモル
比が１：１〜１：１．５となるような量で有機ジイソシ
アネートを加えて短時間攪拌後に加熱してポリウレタン
を製造する方法、ポリエステルジオール、鎖伸長剤お
よび有機ジイソシアネートの混合物を高温（例えば１８
０〜２６０℃）で混練してポリウレタンを製造する方
法、多軸スクリュー型押出機などの押出機にポリエス
テルジオール、鎖伸長剤および有機ジイソシアネートを
連続的に供給して、高温（例えば１８０〜２６０℃）で
連続溶融重合してポリウレタンを製造する方法、ポリ
エステルジオール、鎖伸長剤および有機ジイソシアネー
トによるポリウレタン形成反応を有機溶媒（例えば、ジ
メチルホルムアミド、ジメチルアセトアミド、ジメチル
スルホキシド、テトラヒドロフラン、トルエン、メチル
エチルケトン、酢酸エチル、イソプロパノール、エチル
セロソルブ、Ｎ−メチルピロリドンなど）中で行う方法
などがあるが、勿論これらの方法に限定されるものでは
ない。

【００２７】上記のポリウレタンの製造法のうちでも、
ポリエステルジオール、鎖伸長剤および有機ジイソシア
ネートを実質的に溶媒を含まない状態で溶融重合する上
記〜の方法が好ましく、特に多軸スクリュー型押出
機を用いる上記の連続溶融重合法が好ましい。

【００２８】本発明に用いられるポリウレタンの対数粘
度は、ｎ−ブチルアミンを０．０５モル／ｌ含有する
Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド溶液に、ポリウレタンを
濃度０．５ｇ／ｄｌになるように溶解し、３０℃で測定
した時に、０．５〜２．０ｄｌ／ｇであるのが好まし
く、０．８〜２．０ｄｌ／ｇであるのがより好ましく、
１．０〜２．０ｄｌ／ｇであるのがさらに好ましい。対
数粘度が０．５〜２．０ｄｌ／ｇの範囲内のポリウレタ
ンを用いることにより、特に弾性回復性などに優れたポ
リウレタン繊維が得られる。

【００２９】上記のポリウレタンを用いて、本発明のポ
リウレタン繊維を製造する方法としては、従来から知ら
れているポリウレタン繊維の製造方法、例えば、乾式紡
糸法、湿式紡糸法、溶融紡糸法などのいずれもが採用で
きる。好ましい紡糸方法としては、例えば、（ａ）ポリ
エステルジオール、鎖伸長剤および有機ジイソシアネー
トを実質的に溶媒を含まない状態で、多軸スクリュー型
押出機などを使用して連続溶融重合することによりポリ
ウレタンを製造し、このポリウレタンを多軸スクリュー
型押出機などに直結した紡糸口金から直接紡出させて繊
維を製造する方法、（ｂ）溶融重合によりポリウレタン
を製造した後ペレット化し、そのペレットを用いて溶融
紡糸する方法などを挙げることができる。紡糸安定性な
どの観点から、特に（ａ）の紡糸方法が好ましい。溶融
紡糸によりポリウレタン繊維を製造する場合には、紡糸
温度を２５０℃以下に設定するのが好ましく、２００〜
２３５℃に設定するのが特に好ましい。

【００３０】本発明のポリウレタン繊維は、そのまま裸
糸として使用することもできるし、ポリアミド繊維、ウ
ール、綿、ポリエステル繊維などの従来公知の他の繊維
で被覆して、被覆糸として使用することもできる。

【００３１】一般に、ポリエステル繊維などを染色する
に当たっては、分散染料を用いて１１０℃以上の高温高
圧下で染色することが必要であるため、耐熱性や耐熱水
性に劣る従来のポリウレタン繊維は、ポリエステル繊維
などと混用して分散染料により高温高圧染色することが
困難であった。これに対して、耐熱性および耐熱水性に
優れる本発明のポリウレタン繊維は、高温高圧染色が可
能であるため、ポリエステル繊維などの他の繊維と混用
加工して、例えば、１１０〜１３０℃におけるような高
温高圧下で染着タイプの分散染料を用いて染色すること
がでる。さらに、染色後においても、本発明のポリウレ
タン繊維は優れた強伸度、弾性回復性などの特性を保持
している。本発明のポリウレタン繊維を、染着タイプの
分散染料を使用して高温高圧染色することにより、ポリ
エステル繊維などの混用する他の繊維との同色性、目む
き防止性、色の再現性、染色堅牢性を高めることができ
る。この場合の分散染料としては、例えば、キノン系の
分散染料や、アゾ系の分散染料を挙げることができる。
分散染料で染色した後は、還元洗浄を行って染料の定着
を促すのが好ましい。

【００３２】本発明のポリウレタン繊維の用途の例とし
ては、水着、スキーウェアー、サイクリングウェアー、
レオタード、ランジェリー、ファンデーション、肌着、
パンティストッキング、靴下などの衣料用；サポータ
ー、帽子、手袋、パワーネット、包帯などの雑品用；テ
ニスラケットのガット、一体成形加工用カーシート地
糸、ロボットアーム用の金属被覆糸、包装バンド、搬送
ベルトなどの非衣料用などを挙げることができる。

【００３３】

【実施例】以下に本発明を実施例等により具体的に説明
するが、本発明はこれらにより何ら限定されるものでは
ない。以下の実施例、比較例および参考例において、ポ
リエステルジオールの数平均分子量；ポリウレタンの対
数粘度；ポリウレタン繊維の強伸度、弾性回復率、耐加
水分解性、耐熱性、耐熱水性、耐寒性、染色堅牢性、染
色後の強伸度、弾性回復率、耐塩素性は下記の方法によ
り測定または評価した。

【００３４】［ポリエステルジオールの数平均分子量］
ＪＩＳ Ｋ １５７７に準拠して測定したポリエステル
ジオールの水酸基価より算出した。

【００３５】［対数粘度］ｎ−ブチルアミンを０．０５
モル／ｌ含有するＮ，Ｎ−ジメチルホルムアミド溶液
に、ポリウレタン繊維から採取した試料を濃度０．５ｇ
／ｄｌになるように溶解し、ウベローデ型粘度計を用い
て、そのポリウレタン溶液の３０℃における流下時間を
測定し、下式により対数粘度を求めた。

【００３６】対数粘度＝｛ｌｎ（ｔ／ｔ₀）｝／ｃ ［式中、ｔはポリウレタン溶液の流下時間（秒）、ｔ₀
は溶媒の流下時間（秒）、ｃはポリウレタン溶液の濃度
（ｇ／ｄｌ）を示す。］

【００３７】［強伸度］ＪＩＳ Ｌ １０１３に従って
測定した。

【００３８】［弾性回復率］ポリウレタン繊維を３００
％伸長し１０分間保持した後、張力を除き、さらに２分
間放置した後のポリウレタン繊維の長さを測定し、下式
に従って弾性回復率（％）を算出した。

【００３９】 弾性回復率＝｛１−（Ｌ−Ｌ₀ ）／Ｌ₀ ｝×１００ （式中、Ｌは張力除去後２分間放置した時のポリウレタ
ン繊維の長さ、Ｌ₀は伸長前のポリウレタン繊維の長さ
を示す。）

【００４０】［耐加水分解性］ ４０ｄｒ（デニール）のポリウレタン繊維を自然長の状
態で、７０℃、９５％の相対湿度下に３５日間放置し
た。放置前後における繊維の破断強度を測定し、放置前
の強度に対する放置後の強度の保持率により、耐加水分
解性を評価した。

【００４１】［耐熱性］ポリウレタン繊維を１００％伸
長した状態で乾熱処理槽に投入し、１１０℃から５℃／
分の割合で昇温し、断糸した温度を測定することによ
り、耐熱性を評価した。

【００４２】［耐熱水性］ポリウレタン繊維を３００％
伸長した状態で、１４０℃、２分間乾熱処理した後、引
き続き加圧下１３０℃の熱水で３０分間処理を行い、２
００％伸長のまま測定したときの応力を測定し、その応
力をＲ（ｇ／８０ｄｒ）で示した。また、応力解放直後
の試料の長さを測定し、下式に従い残留歪みを計算し、
Ｓ（％）で示した。残留歪みＳは熱水処理後の試料の伸
びを表す尺度であり、この値が小さいほど耐熱水性に優
れていることを示す。また、Ｒについては、この値が大
きいほど耐熱水性に優れていることを示す。

【００４３】Ｓ＝｛（Ｌ−Ｌ₀ ）／２Ｌ₀ ｝×１００ （式中、Ｌは熱水処理後の試料の長さ、Ｌ₀は熱水処理
前の試料の長さを示す。）

【００４４】［耐寒性］長さ６０ｍｍのポリウレタン繊
維３３〜３７ｍｇを、厚さ１ｍｍ、幅５ｍｍになるよう
に均一に並べ、両端を接着剤で接着することにより試験
片を作製した。（株）レオロジ製ＤＶＥレオスペクトラ
を用いて、試験片の動的粘弾性を周波数１１Ｈｚで測定
し、その動的損失弾性率Ｅ”がピークとなる温度（Ｔ
α）により耐寒性を評価した。

【００４５】［染色堅牢性］ 洗濯堅牢度 ：JIS L 0844A2法に従って評価した。 水堅牢度 ：JIS L 0846B法に従って評価した。 汗堅牢度 ：JIS L 0848A法に従って評価した。 耐光堅牢度 ：JIS L 0842カーボンアーク第３露光法に
従って評価した。 耐塩素堅牢度：JIS L 0856強試験法に従って評価した。 この等級が高いほど染色堅牢性に優れていることを示
す。

【００４６】［染色後の強伸度］染色したポリウレタン
繊維を１５０％まで伸長した時の伸長力、次いで元の長
さまで戻した時の緊締力を測定し、それぞれ染色前のポ
リウレタン繊維の測定値に対する保持率（％）を求め
た。

【００４７】［染色後の弾性回復率］染色したポリウレ
タン繊維を１５０％伸長し、１０分間保持した後、張力
を除き、さらに１０分間放置した後のポリウレタン繊維
の長さを測定し、下式に従って弾性回復率（％）を算出
した。

【００４８】 弾性回復率＝｛１−（Ａ−Ａ₀ ）／Ａ₀ ｝×１００ （式中、Ａは張力除去後１０分間放置した時のポリウレ
タン繊維の長さ、Ａ₀は伸長前のポリウレタン繊維の長
さを示す。）

【００４９】［染色後の耐塩素性］染色したポリウレタ
ン繊維を５０％伸長した状態で、有効塩素濃度３３５ｐ
ｐｍ、ｐＨ７、３０℃の塩素溶液に７日間浸漬した。塩
素溶液に浸漬する前後のポリウレタン繊維の緊締力を測
定し、浸漬前の緊締力に対する浸漬後の緊締力の保持率
により耐塩素性を評価した。

【００５０】下記の表１および表３で用いた化合物に関
する略号と化合物名を以下に示す。 （略号） （化合物名） ３，８−ＤＭＳＡ： ３，８−ジメチルデカン二酸 ３，７−ＤＭＳＡ： ３，７−ジメチルデカン二酸 ＡＤ ： アジピン酸 ＳＢ ： セバシン酸 ＡＺ ： アゼライン酸 ＤＤＡ ： ドデカン二酸 ＭＰＡ ： ３−メチルペンタン二酸 ＭＯＡ ： ２−メチルオクタン二酸 ＢＤ ： １，４−ブタンジオール ＨＰＤ ： １，７−ヘプタンジオール ＤＤ ： １，１０−デカンジオール ＭＤＩ ： ４，４’−ジフェニルメタンジイソシアネート

【００５１】参考例１ ３，８−ジメチルデカン二酸６９００ｇ、１，４−ブタ
ンジオール３２４０ｇを反応器に仕込み、常圧下、２０
０℃で生成する水を系外に留去しながらエステル化反応
を行った。反応物の酸価が３０以下になった時点で、テ
トライソプロピルチタネート１３４ｍｇを加え、２００
〜１００ｍｍＨｇに減圧しながら反応を続けた。酸価が
１．０になった時点で真空ポンプにより徐々に真空度を
上げ、反応を完結させた。その後、１００℃に冷却し、
水１８０ｇを加えて攪拌しながら２時間加熱してチタン
系重縮合触媒を失活させた後、減圧下で水を留去した。
このようにして水酸基価５６．７、酸価０．０１、数平
均分子量は１９８０のポリエステルジオール（以下これ
をポリエステルジオールをＡという）を得た。

【００５２】参考例２〜１０ 下記の表１に示すジカルボン酸成分およびジオール成分
を用いる以外は、参考例１と同様にしてエステル化反応
を行った後、チタン系重縮合触媒を失活させることによ
り、それぞれ対応するポリエステルジオールＢ〜Ｊを得
た。

【００５３】

【表１】

【００５４】実施例１〜５ 参考例１〜５で得られたポリエステルジオールＡ〜Ｅの
各々と、１，４−ブタンジオールおよび５０℃に加熱溶
融した４，４’−ジフェニルメタンジイソシアネートと
を、ポリエステルジオール：１，４−ブタンジオール：
４，４’−ジフェニルメタンジイソシアネートのモル比
が１：２：３．０９となる割合で、かつこれらの総量が
３００ｇ／ｍｉｎになるように、定量ポンプから同軸方
向に回転する二軸スクリュー型押出機（３０ｍｍφ、Ｌ
／Ｄ＝３６、設定温度：２００〜２５０℃）に連続的に
供給して、連続溶融重合を行った。生成したポリウレタ
ンをそのまま紡糸機に供給し、紡糸温度２２０℃、冷却
風露点１０℃、紡糸速度５００ｍ／分で紡糸して４０デ
ニール／１フィラメントのポリウレタン繊維を得た。巻
取られたポリウレタン繊維を、露点−３０℃の湿度下、
９０℃で１２時間熟成し、さらに２５℃、５０％の湿度
下に３日間熟成を続けて得られたポリウレタン繊維の物
性を評価した。その結果を下記の表３に示す。更に、上
記で得られたポリウレタン繊維を２０ゲージの筒編機で
編成し、下記の表２の条件で染色した。次いで染色物を
よく水洗し、乾燥した後、染色堅牢性および染色後のポ
リウレタン繊維の物性を評価した。その結果を下記の表
４に示す。

【００５５】

【表２】

【００５６】比較例１〜５ ポリエステルジオールとして参考例６〜１０で得られた
ポリエステルジオールＦ〜Ｊの各々を用いる以外は、実
施例１〜５と同様にしてポリウレタン繊維を製造し、得
られたポリウレタン繊維の物性を評価した。その結果を
下記の表３に示す。さらに、実施例１〜５と同様にして
染色、水洗、乾燥した後、染色堅牢性および染色後のポ
リウレタン繊維の物性を評価した。その結果を下記の表
４に示す。

【００５７】

【表３】

【００５８】

【表４】

【００５９】上記の表３および表４の結果から明らかな
ように、３，８−ジメチルデカン二酸単位および／また
は３，７−ジメチルデカン二酸単位を、ジカルボン酸単
位の３０モル％以上含有しているポリエステルジオール
Ａ〜Ｅを使用している実施例１〜５のポリウレタン繊維
は、比較例１〜５のポリウレタン繊維と比較し、耐加水
分解性に優れているのみならず、強度や伸度といった力
学的物性を損なうこと無く、耐熱水性、耐熱性、耐寒性
にも優れている。さらに、本発明のポリウレタン繊維の
染色堅牢性はいずれも４〜５級であり、通常の衣料用と
して要求される３級をすべてクリアしており、極めて良
好であり、かつ染色後のポリウレタン繊維の物性におい
ても優れている。

【００６０】３，８−ジメチルデカン二酸単位をジカル
ボン酸単位の２０モル％しか含有していないポリエステ
ルジオールＦを使用している比較例１のポリウレタン繊
維の場合、強度や伸度はほぼ実施例１〜５のポリウレタ
ン繊維と同程度であるが、耐加水分解性および耐熱水性
において劣っている。さらに、染色堅牢性や染色後のポ
リウレタン繊維の物性においても劣っている。

【００６１】エステル基濃度の高いポリエステルジオー
ルＧを使用している比較例２のポリウレタン繊維は、実
施例１〜５のポリウレタン繊維に比べ、耐加水分解性が
著しく劣っているのみならず、耐熱水性、耐熱性および
耐寒性も劣っている。さらに、染色後のポリウレタン繊
維の物性も非常に劣っている。

【００６２】ポリエステルジオールＡ〜Ｅと同一のエス
テル基濃度であるポリエステルジオールＨを使用してい
る比較例３のポリウレタン繊維は、実施例１〜５のポリ
ウレタン繊維に比べ、耐加水分解性がやや劣っており、
さらに弾性回復性、耐寒性、伸度も劣っている。さら
に、染色後のポリウレタン繊維の物性も劣っている。

【００６３】メチル分岐を１個有するジカルボン酸単位
（３−メチルペンタン二酸単位または２−メチルオクタ
ン二酸単位）を含有するポリエステルジオールＩまたは
Ｊを使用している比較例４または５のポリウレタン繊維
は、実施例１〜５のポリウレタン繊維に比べ、耐熱性、
耐寒性、伸度、耐加水分解性が劣っている。さらに、染
色後のポリウレタン繊維の物性も劣っている。

【００６４】

【発明の効果】本発明のポリウレタン繊維は、耐熱性、
耐熱水性、耐寒性および耐加水分解性に優れており、高
温高圧染色が可能である。さらに、染色後の強伸度特
性、弾性回復性、耐黴性、耐塩素性および染色堅牢性に
も優れている。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭60−26018（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−320302（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−123007（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−136613（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−76811（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−220311（ＪＰ，Ａ) 特開 昭58−45220（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) D01F 6/70 C08G 18/42 C08G 18/66

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ポリエステルジオール成分、有機ジイソ
   シアネート成分および鎖伸長剤成分から構成されるポリ
   ウレタンよりなるポリウレタン繊維であって、前記ポリ
   エステルジオールを構成するジカルボン酸単位の３０モ
   ル％以上が、３，８−ジメチルデカン二酸単位および／
   または３，７−ジメチルデカン二酸単位からなってお
   り、かつ該ポリエステルジオールの数平均分子量が５０
   ０〜６０００であることを特徴とするポリウレタン繊
   維。
2. 【請求項２】 ポリエステルジオールを構成するジオー
   ル単位の３０モル％以上が、１，４−ブタンジオール単
   位である請求項１記載のポリウレタン繊維。