JPH0441715A - 伸度の大きいポリウレタンウレア弾性繊維 - Google Patents

伸度の大きいポリウレタンウレア弾性繊維

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JPH0441715A
JPH0441715A JP2149648A JP14964890A JPH0441715A JP H0441715 A JPH0441715 A JP H0441715A JP 2149648 A JP2149648 A JP 2149648A JP 14964890 A JP14964890 A JP 14964890A JP H0441715 A JPH0441715 A JP H0441715A
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節生 山下
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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】 〔産業上の利用分野〕 本発明はポリウレタンウレア弾性繊維に関するものであ
る。
〔従来技術〕
ポリウレタン弾性繊維の製造は一般に湿式紡糸法、乾式
紡糸法あるいは溶融紡糸法が用いられている。
従来から弾性繊維とされるポリウレタンとしてポリエー
テルジオールを用いて製造されたものがめるが耐塩素性
に劣る。
また、ポリエステルジオールを用いて製造されたポリウ
レタンからの弾性繊維は耐水性、耐かび性に劣る。
特開昭62−22817号公報には2−メチル−1゜8
オクタンジオールを用い之ポリウレタンが記載され、乾
式または湿式で弾性繊維と出来ることが示唆されている
〔発明が解決しようとする課題〕
本発明の目的は耐塩素性、耐水性、耐か−び性、弾性回
復性、パワー感(応力緩和が小)、耐熱性の全ての性能
に優れるとともに伸度の大きいポリウレタン弾性績mを
提供するにある0 〔課題を解決するための手段〕 本発明は高分子ジオール(5)、有機ジインシアナート
に)およびジアミン0を重合して得られるポリウレタン
ウレアよりなる弾性l1mであって、該高分子ジオール
として、数平均分子量1300〜3000の ■−一般 %式% で表される構造単位からなるポリエステルジオールある
いは ■−一般 %式% で表される構造単位からなるポリカーボネートジオール
であり Htに占める下記構造単位(+)、(ff)、
(III) triC(If) + (1) ]/((
1) + (ff) +(■)〕がモル比で0.2以上
でありC(1) + (n) ]/[(1)+(If)
+(III) 〕がモル比で05より大きい高分子ジオ
ールを主体として用い、(B)/(A)のモル比が1.
4〜2.8であるポリウレタンウレアであり、かつ下記
条件(IV’)、(V)を満足することを特徴とするポ
リウレタンウレア弾性繊維である。
−(CH2)9−          ・・・・・・(
1)CH3 −CH2−CH−(CH2)5−CH2−・・・・・・
(II)CH3 −C)h−CH2−CH−CH2−CH2−・川・・(
1)耐熱水性強度保持″4(優)≧60 ・・・・・・
(II/)弾性回復率 (憾)≧85    ・・・・
・・(V)(300%伸長で24時間放置後、応力を除
去し、5分後の弾性回復率) 本発明において使用される高分子ジオールに、ジオール
残基として前記構造単位(1) 、  (II) &工
び/または(III)で示される基を含有するポリエス
テルジオールteはポリカーボネートジオールである。
該高分子ジオールには、前記構造単位(1)%(n)お
よび/または(III)で示される基が存在することが
必須である。(1)で示される基を与える化合物として
は1.9−ノナンジオールが挙げられ、(If)で示さ
れる基を与える化合物としては2−メチル−1,8−オ
クタンジオールが挙げられ、(■)で示さf′L↓電喰
物としては3−メチル−1,5−ベンタンジオールが挙
げられる。本発明において高分子ジオール中のC(n)
+(I[[) 〕/C(1)+(II)+(厘)〕のモ
ル比は0.2以上であり、((1) +(II) ]/
[(1)+(II)+([[I) 〕のモル比は05よ
り大きいことが必要である。C(II) + (III
) )/C(1) + (If)+4)〕のモル比が0
.2未満となると弾性回復性が低下し、伸度が小さくな
る。
[(1)+(n) ]/[(1)+(n)+(III)
 )のモル比が0.5以下となると耐水性、耐かび性、
耐寒性が低下する。本発明にはジオール残基が(II)
のみからなる高分子ジオールの使用も含まれる。
本発明で使用される高分子ジオールの数平均分子量は1
300〜3000、より好ましくは1500〜2500
である。1300工り小さいと耐熱性、弾性回復性が低
下し3000より大きいと、紡糸性溶液安定性が低下す
る。
高分子ジオール(5)に対する有機ジインシアナート(
至)の割合(B)/GA)はモル比で1.4〜2.8が
弾性回復性、風合、耐熱性、耐寒性の点より必要となり
、好ましくは16〜2.5である。
本発明で用いられるポリエステルジオールはジオールと
ジカルボン酸またはそのエステル形成性誘導体より得る
ことが出来る。ジカルボン酸としては、炭素数が5〜1
2の脂肪族または芳香族ジカルボン酸が好萱しい。なか
でも脂肪族ジカルボン酸が好ましい。脂肪族ジカルボン
酸の例としてはグルタル醗、アジピン酸、ピメリン酸、
スペリン酸、アゼライン酸、セバシン酸等が挙げられる
また芳香族ジカルボン酸の例としてはフメル酸、テレフ
タル讃、イソフタル酸等が挙げられる。4Iにアジピン
酸、アゼライン酸、セバシン酸の使用が好ましい。
本発明で使用されるポリエステルジオールはいかなる製
造法によったものでもよい。例えばポリエチレンテレフ
タレートまたはポリブチレンテレフタレートの製造にお
いて用いられる公知の方法と同様の方法、すなわちジオ
ールとジカルボン酸またはそのエステル形成性誘導体を
用いてエステル交換または直接エステル化とそれに続く
溶融重縮合反応にて製造可能である。
本発明で使用されるポリカーボネートジオールを製造す
る際に使用されるカーダネー ト化合物として蝶ジアル
キルカーボネート、ジアリールカーボネートまたは、ア
ルキレンカーボネートが好ましい0 本発明で使用されるポリカーボネートジオール4その製
造法にI¥ncWk足されない。例えばジフェニルカー
ボネートトビスフェノールAからのポリカーボネートの
製造において用いられている公知の方法と同様の方法、
すなわちエステル交換反応にて製造可能である。
不発明においてマ用される適当な有機ジイソシアネート
としては、当業界で公知の脂肪族、脂環族もしくは芳香
族の有機ジイソシアナートが挙げられ、具体的にi 4
.4’−ジフェニルメタンジイソシアナ−)、p−フ二
二レンジインシアナート、トルイレンジインシアナー)
、1.5−ナフチレンジイソシアナート、キシリレンジ
イソシアナート、ヘキサメチレンジインシアナート、イ
ソホロンジイソシアナー)、4.4’−ジシクロヘキシ
ルメタンジイソシアナート等の分子量500以下ジイン
シアナートの1種又II′i2種以上の混合物が例示さ
れる。好ましく Fi4.4’−ジフェニルメタンジイ
ンシアナートである。
また本発明において使用されるジアミン(鎖伸長剤)と
してはポリウレタン業界における常用の連鎖成長剤、す
なわちインシアナートと反応し得る水素原子を少なくと
も2個含有する分子量400以下の低分子ジアミン例え
ばエチレンジアミン、プロビレ/ジアミン、インホロン
ジアミン、とドラジン、4.4’−ジアミノジフェニル
メタン、ジヒドラジド、ピペラジン、キシリレンジアミ
ン、4゜47−ジアミツジシクロヘキシルメタン等が挙
げられる。これらの化合物は単独でまたは、2撞以上を
混合して使用してもよい。最も好ましい鎖伸長剤fl 
4.4’−ジアミノジフェニルメタンである。
本発明の弾性繊維を構成するポリウレタンウレアはこれ
ら高分子ジオール(8)、有機ジイソシアナート■およ
びジアミン0を重合して得られる高分子ジオール(5)
に対する有機ジイソシアネート(B)の割合@/(Aは
モル比で1.4〜2.8が弾性回復性、伸度、耐熱性、
耐寒性の点より必要となり、好ましくは1.5〜2.3
である。本発明のポリウレタンウレア弾性繊維を構成す
るポリウレタンウレアな実質的に ■ 高分子ジオール分子の両末端の水酸基から2個の水
素原子が除かれた形の2価の基;■ 有機ジインシアナ
ートに由来する一般式−C−N−i(2−N−C− (式中 Hzは2価の有機基を表す) ■ ジアミンに由来する 一N)l−R’ −NH− (式中 Hsは2価の有機基を表す) で示される構造単位エリなると考えられる。そして、こ
れら残基の組成比■/〔■+■〕がモル比で0.9〜1
.1の範囲が好ましい。この範囲とすると耐熱性1弾性
回復性、伸度に優れたポリウレタンウレア弾性繊維が得
られる。より好ましくは■/〔■+■〕が0.95〜1
.05T6ル。
本発明に用いるポリウレタンウレアはηinh −1f
)io、5以上、より好ましくは0.7以上1,5以下
あることが好ましく、この範囲とすることにエリ弾性回
復性が優れ、応力緩和の小さい優れた弾性繊維が得られ
る。
対数粘度(η2油)は、試料をジメチルアセトアミドに
@解し、0.5 t/(it トして、30’C(ID
恒温櫂中でウツベa−デ型粘度計で測定し、次式より求
める。
ηPet = t / t。
し t :溶液の流下時間(秒) tO:溶媒の流下時間(秒) C:1合体の濃度(g/dz) 高分子ジオール、有機ジイソシアナートおよびジアミン
を重合してポリウレタンウレアを製造する方法に関して
は、公知のウレタン化反応の技術を採用することができ
る。
ボリウL/タンの溶媒としては、たとえばN、N−ジメ
チルホルムアミド、 N、N−ジメチルアセトアミド、
N−メチルピロリドン、ジメチルスルホキシド、等が例
示される。
本発明においてポリウレタンウレアには有機ポリシロキ
サン、ヒンダードフェノール類、ヒンダードアミン類、
紫外線吸収剤、第3級アミン化合物、ガス変色防止剤、
酸化チタンのような顔料等を添加することができる。
この様にして得られるポリウレタンウレアは従来公知の
乾式紡糸法、湿式紡糸法、Kよって繊維としうる。
本発明のポリウレタンウレア弾性繊維は耐熱水性が良好
であり、耐熱水性強度保持率は60%以上工り好ましく
Fi70%以上である。本発明の弾性繊維KF′112
0℃でヰ耐熱水性強度保持率が60チ以上であるが13
5℃で#′160L%未満となるような繊維も含まれる
。弾性回復率/′i85条以上エリ好ましくは90%以
上である。本発明のポリウレタン弾性繊維は伸度500
チ以上好ましくは550チ以上が実際的である。
さらに、本発明にいう弾性繊維とは、実質的に連続した
IIl、I11又ham束であり、長さ100mをとっ
た時の繊度の斑が±15%以内、より好ましくは±10
チ以内のものが好ましい。
この様にして得られ九ポリウレタン9し7弾性繊維は実
際の便用に際してはそのまま裸光として使用されたり他
繊維で被覆して被覆糸として使用される。他繊維として
はポリアミド繊維、ウール、綿、ポリエステル繊維など
の従来公知の繊維を挙げることが出来るが、なかでも本
発明ではポリエステル繊維が用いられる。
すなわち、本発明のポリウレタンウレア弾性繊維は12
0℃以上の温度で染色することが可能であり、従来弾性
繊維と混用することが出来なかったポリエステル繊維と
の混用を可能とし、120℃以上の温度で染色出来るポ
リエステル繊維による被覆弾性糸およびポリエステル繊
維とポリウレタンウレア弾性繊維二りなる布帛となしつ
るのである。
本発明にいう被覆弾性糸とは、ポリウレタンウレア弾性
繊維を芯糸とし、他繊維で被覆された被覆弾性糸をさす
が、その製造方法は、例えば、撚糸機によるカバリング
、エアー交絡にょるカバリング、精紡機によるカバリン
グなどがあるがこれらに限定されるものでは無い。
本発明の被覆弾性糸はポリウレタンウレア弾性繊維:他
繊維が1:2〜1:30の比率で被覆されている糸が好
ましい。
また、本発明にいう布帛とFi織物、編み物、不織布お
よび紙などをいうが織方法により樵々の力学的特性が付
与できる点で織物および編み物が好ましい。
本発明でいうポリウレタンウレア弾性II1.11とポ
リエステル繊維よりなる布帛は、該布帛の表面(表糸)
のすくなくとも30チ以上がポリエステル繊維である事
が好ましい。本発明の布帛はポリウレタンウレア弾性*
維がその中心に来るようにし、出来るだけ表面に露出し
ないようにすると耐光性、消費性能上好ましい布帛とな
る。
また1本発明の布帛にはポリウレタンウレア弾性繊維が
、3重量係以上含有されていることが実用的である。同
様に被覆弾性糸を使用する場合は5重量優以上が実用的
である。これを下回ると布帛の弾性機能が低下する場合
がある。
本発明の布帛は紡績糸やフィラメントあるいは生糸や加
工糸などその形状に限定されない糸よりなることが良い
。本発明に用いるポリエステル繊維は、繰り返し単位9
0モル慢以上がエチレンテレフタレート残基であるポリ
エステルよりなる事が好ましい。
本発明に用いられる他繊維は通常用いられている繊度の
繊維が用いられるが0.1−10dの繊維が好ましい。
製編織は常法により行うが、織組織としてはパワーネッ
ト、メツシュ、チュール、パイル、サテン、トリコット
、レース、及びジャガード(以上経編)、リバーシブル
天竺、スムース、モツク、パイル、ベロア、メツシュ、
及びジャガード(以上光Ii)等があり、織組織として
にサテ/、平織ツイル、二重織等がある。
本発明のポリウレタンウレア弾性繊維と他繊維との被覆
弾性糸、布帛などを用いた産業上の利用分野としては、
以下のものが挙げられる。
衣料用;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− ファンデーション、肌着 雑 品;パンティストッキング、靴下、サポータ−帽子
、手袋、パワーネット、包 帯 非衣料;テニスラケットのガツト、一体皮型加工用カー
7−ト地糸、ロボットアーム 用金属被覆糸 以下実施例により本発明の詳細な説明する。
本発明で採用した測定方法などについて説明する0 〈高分子ジオールの分子量の測定〉 高分子ジオ−ルの水酸基価、酸価を測足し、常法に従っ
て求める。
〈耐熱水性強度保持率〉 ポリウレタンウレア弾性繊維を該線維の2〜5倍のデニ
ールを有するポリエステル繊維と併せて筒編(丸編)池
とし、95〜98℃の熱水中でリラックス処理を10分
間行い、この編地を風乾後、プレセット(180℃×1
分、熱風、無緊張)し、所定の温度(120〜135℃
のいずれかの温度)の熱水で、加圧下、60分間分散染
料染色条件下で処理後、風乾し、編地を解除し、ポリウ
レタンウレア弾性繊維のみを取り出して、常法により、
処理前、処理後の強度測定により保持率を求めたもので
ある。
〈強伸度の測定〉 JIS  L−1013に従い強伸度を求めた。
〈弾性回復率〉 弾性繊維を300%伸長し24時間伸長状態で保持する
。その後応力を除去し、5分間放置後の弾性回復率を測
定する。初期長は4.。
弾性回復寛= (1(〕&)/1o)xloo(%)t
 ;張力除去後5分間放置した後の試料の長さ to;伸長前の試料の長さ く耐塩素性〉 次亜塩素酸漂白条件(2壬、25℃、60分)Kよる強
度低下で評価する。
用いた化合物は略号を用いて示したが、略号と化合物の
関係は以下の通りである。(表1)表  1 参考例1 (ポリエステルジオールの製造) 2−メチル−1,8−オクタンジオールと1,9−ノナ
ンジオールの混合物(モル比:50150)1600F
及びアジピン酸146(1’(ジオール/アジピン讃の
モル比:1.3/1)を常圧下に窒素ガス全通じつつ約
220℃の温度で縮合水を留去しながらエステル化を行
なった。ポリエステルの酸価が0.3以下になったとき
真空ポンプによジ徐々に真22度を上げ反応を完結させ
た。こうして水酸基価56、酸価0.12のポリエステ
ルジオール(以下、ポリエステルaと記す)を得た。こ
のポリエステルaの分子量に2000であった。
参考例2〜9 酸成分及びジオール成分とを各々表2に示したものを用
いること以外は参考例1と同様にして各々表2に示した
ポリエステル(ポリエステルb〜i)を得た。
参考例11 (ポリカーボネートジオールの製造) 窒素気流下、2−メチル−1,8−オクタンジオール(
MOD)と1,9−ノナンジオール(ND)の混合物(
MOD/NDのモル比: 35/65)1730りおよ
びジフェニルカーボ不−) 214(lよりなる混合物
を加熱し、200℃で反応系よりフェノールを留去した
。温度を徐々に210〜220℃に上げ、フェノールを
ほとんど留去させたあと真空にし、6〜10鋪Hgの真
空下210〜220℃で残りの7エノールを完全に留去
した。その結果水酸基価565分子量2000のポリカ
ーボネートジオール(ポリカーボネー)k)を得た。
参考例12 ジオール成分として、l、9−ノナンジオール1730
Fを用いる以外は参考例1oと同様にして分子量200
0のポリカーボネートジオール(ポリカーボネートt)
を得意。
参考例13 参考例11と同様にポリカーボネートmを合成した。
以77資白 実施例1 ;t!I) ニスfルa (ND/MOD(1/1)と
ADからの分子量2oooのポリエステルジオール)1
モルK 対し 4.4’−ジフェニルメタンジイソシア
ナート1.8モルを添加し80℃で90分灰石した。両
末端インシアナートのプレポリマーを60℃まで冷却し
N、N−ジメチルアセトアミドと混合し30%溶液とし
た。次いで激しく攪拌しながら、4.4’−ジアミノ−
ジフェニルメタン0.8モルiN、N−ジメチルアセト
アミドに溶解した溶液を添加し、30ヂ濃度で2000
ボイズ(30℃)の紡糸原液を得た。この重合体溶液を
常法に従い真空脱泡後、口径0,2箇孔数5ホールのノ
ズルから180℃の加熱空気を流した紡糸筒内に押出し
、ジメチルポリシロキサンを主成分とする油剤を糸に対
して7チ付与しなから紡速500 m7分で捲取って4
0デニールのポリウレタンウレア弾性繊維を得た。その
物性は表3に示すごとく好ましいものであった。
実施例2〜7 実施例1と同様に表2に示す組成のポリエステルジオー
ルとポリカーボネートジオールから表3に示すポリウレ
タンウレアを合成したこのポリタレタンウレアから実施
例1と同様にして40デニールの弾性繊維を得た。この
繊維の物性は表3に示すごとく好ましいものでめった。
比較例1〜4 表3の組成のポリウレタンを実施例1と同様に紡糸し得
られた弾性繊維の性能を評価した。弾性回復性、耐熱水
性強度保持率、伸度において問題があった。峙て比較例
3においては耐塩素性に欠点がめる。
比較例5 ポリエステルCと1,4ブタンジオールとからなる80
℃に加熱された混合物と50℃に加熱溶融した4、4′
−ジフェニルメタンジイソシアナート(MDI)とを、
表−3に示す組成となるように定量ポンプにより2軸押
比機に連続的に供給し、連続溶融重合を行い、生成した
ポリウレタンをストランド状に水中に押し出し、カット
して、ペレットとした。
このベレットを80℃20時間真空乾燥し、通常の単軸
押出機付紡糸機により、紡糸温度235℃、紡糸速度6
50m/minで紡糸し、40デニールのポリウレタン
*t*を得た。この繊維を80℃48時間熱処理し、物
性を測定したところ弾性回復率が劣っていた。
比較例6,7 表3に示す組成のポリウレタンを実施例1と同様に紡糸
し、得られた弾性繊維の性能を評価した。
実施例8 実施例1で得られたポリウレタンウレア弾性繊維を帝人
裂機裂シングルカバリング機にて、トラフ) 率3.5
倍とし、カバー糸として通常のポリエステルフィラメン
ト延伸糸(1200m/分テ紡糸後3.6倍に延伸)ブ
ライトT戯異形糸75d/36fを撚糸数600回/m
で被覆糸を作った。
この被覆糸を同様にガーゼで包んで実質的に無荷重の状
態で、130℃熱水中で90分間煮沸した。
煮沸後デシケーター中で真空乾燥後解撚し、ポリウレタ
ンウレア弾性糸のみ取り出して、弾性回復性の保持率を
求め九ところ99チと良好でめった。
POY−インドロ一方式で仮撚された75dのポリエス
テル加工糸と引き揃えて、28Gのスムース組織で編成
した。編成編地を95℃×10分の熱水中で、リラック
ス後、この編地を風乾後、プレセット(180℃x1分
、熱風、無緊張)し、分散染料Re5olin Blu
e FBL (バイエル社1tり1.04 owf 、
均染剤トーホーソルト(東邦化学社製)1、oyits
PHm節剤ウルトラM ’つ’ (@幣島化字社#)1
.Oy/lを用い、…5.0に調整した染浴で130℃
X60分染色した。染色後、ピンテンターで、150℃
×1分の信性で仕上げ友。仕上げ品は伸縮性、同色性と
もに良好でめった1、仕上げ後編地を解除し、強度、伸
度、弾性回復″4を測定した。
強度、伸度、弾性回復率の低下は少なく、耐熱水性9j
J度保持率は89チと良好でめった。
この編地を放断し、裁縫して水着としたところ、この水
着の射光堅牢y(JIS  0842カーボンアーク第
3露光法)は5級であり、耐塩素堅牢度(JIS  0
844強試験法)変退色5級であり、良好な染色堅牢性
を示した。
〔発明の効果〕
以上の実施例から明らかなように、本発明のポリウレタ
ン弾性繊維は伸度が大きく弾性回復性に優れるとともに
耐熱水性、耐熱性に優れており、有用性が高く、かつ広
汎な用途への対応が可能となった。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)高分子ジオール(A)、有機ジイソシアナート(
    B)およびジアミン(C)を重合して得られるポリウレ
    タンウレアよりなる弾性繊維であつて、該高分子ジオー
    ルとして数平均分子量1300〜3000の [1]一般式 式中、R^1は下記構造単位( I )、(II)、(III)
    のいずれかであり、R^2は2価の有機基である で表される構造単位からなるポリエステルジオールある
    いは [2]一般式 ▲数式、化学式、表等があります▼ (式中、R^1は下記構造単位( I )、(II)、(II
    I)のいずれかである) で表される構造単位からなるポリカーボネートジオール
    であり、R^1に占める下記構造単位( I )、(II)
    、(III)は〔(II)+(III)〕/〔( I )+(II)
    +(III)〕がモル比で0.2以上であり〔( I )+(
    II)〕/〔( I )+(II)+(III)〕がモル比で0.
    5より大きい高分子ジオールを主体として用い、(B)
    /(A)のモル比が1.4〜2.8であるポリウレタン
    ウレアであり、かつ下記条件(IV)、(V)を満足する
    ことを特徴とするポリウレタンウレア弾性繊維。 −(CH_2)_9−……( I ) ▲数式、化学式、表等があります▼……(II) ▲数式、化学式、表等があります▼……(III) 耐熱水性強度保持率(%)≧60……(IV)弾性回復率
    (%)≧85……(V) (300%伸長で24時間放置後、応力を除去し、5分
    後の弾性回復率)
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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EP0712829A3 (en) * 1994-11-16 1997-03-05 Kuraray Co New dialdehyde and its use in the preparation of new polyurethanes for molded articles

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JPS5856530A (ja) * 1981-09-30 1983-04-04 Fujitsu Ltd 大規模集積論理回路
JPS60173117A (ja) * 1984-02-13 1985-09-06 Toyobo Co Ltd 弾性繊維

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