JPH05156514A - Polyurethane fiber - Google Patents

Polyurethane fiber

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JPH05156514A
JPH05156514A JP3348543A JP34854391A JPH05156514A JP H05156514 A JPH05156514 A JP H05156514A JP 3348543 A JP3348543 A JP 3348543A JP 34854391 A JP34854391 A JP 34854391A JP H05156514 A JPH05156514 A JP H05156514A
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polyurethane
prepolymer
side chain
fiber
diol
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通裕 石黒
Koji Hirai
広治 平井
Sadao Yamashita
節生 山下
Tatsuya Oshita
竜也 尾下
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Abstract

PURPOSE:To obtain the subject fiber, composed of a polyurethane produced by reacting a polymer diol with an organic diisocyanate, a prepolymer type organic polyisocyanate containing a specific piperidine side chain and a chain extender, excellent in discoloration, light and heat resistance, flexibility and elastic recovery properties and useful as swimming wear, etc. CONSTITUTION:The objective fiber is composed of a polyurethane produced by reacting a polymer diol such as a polyester polyol with an organic diisocyanate such as 4,4'-diphenylmethane diisocyanate and preferably 0.1-20wt.% prepolymer type organic polyisocyanate, e.g. expressed by the formula [R<1> to R<4> are alkyl; R<5> is direct bond or bivalent group; A and B are monovalent group; only either of A and B is active hydrogen reactive with the isocyanate; m is >=1] and having a group containing piperidine ring in which the 2- and 6-positions are respectively substituted with two alkyl groups in a pendant state in the side chain, >=1500 average molecular weight and 1.8-3 number of average isocyanate groups and a chain extender.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明はポリウレタン繊維に関す
る。詳細には、柔軟性、耐熱性、耐候性、耐変色性等に
優れたポリウレタン繊維に関する。
FIELD OF THE INVENTION This invention relates to polyurethane fibers. More specifically, it relates to a polyurethane fiber having excellent flexibility, heat resistance, weather resistance, discoloration resistance and the like.

【0002】[0002]

【従来の技術】ポリウレタン繊維はスパンデックスと称
され、他の繊維にはない優れた弾性を有しているところ
から、水着やスキーウエア等のスポーツ用衣料、下着、
ストッキング、弾性包帯や人工血管等の医療用材料等の
種々の用途に広く利用されている。しかし、ポリウレタ
ン繊維は製造後時間が経過するにつれて、日光、NOx
ス、自動車の排気ガス等の屋外暴露、塩素系漂白剤や有
機溶剤等の化学物質との接触などによって次第に黄変
し、しかも強度や伸度等の力学的特性が低下するなどの
欠点を有しており、特にポリテトラメチレングリコール
等のポリエーテルジオールをソフトセグメントとするポ
リウレタン繊維はエーテル結合の低耐光性に起因して耐
光性が劣っている。
2. Description of the Related Art Polyurethane fibers are called spandex and have excellent elasticity not found in other fibers. Therefore, they are suitable for sports clothing such as swimwear and ski wear, underwear,
It is widely used for various purposes such as stockings, elastic bandages, and medical materials such as artificial blood vessels. However, the polyurethane fiber gradually turns yellow over time after production due to outdoor exposure to sunlight, NO x gas, automobile exhaust gas, etc., contact with chemical substances such as chlorine bleach and organic solvents, etc. It has drawbacks such as deterioration of mechanical properties such as strength and elongation. Polyurethane fibers with a polyether diol such as polytetramethylene glycol as a soft segment are particularly resistant to light due to the low light resistance of the ether bond. The sex is inferior.

【0003】ポリウレタン繊維の上記した欠点、特に耐
光性を改良するために、様々な工夫がなされている。例
えば、酸化チタン等の艶消剤をポリウレタン繊維中に多
量に配合して日光の遮蔽効果を狙ったものが知られてい
るが、伸縮性布帛に用いた場合、特に濃色に染色した場
合に白っぽくなって深みのある色にならず、品位の低い
ものになってしまうという欠点がある。
Various attempts have been made to improve the above-mentioned drawbacks of polyurethane fibers, particularly the light resistance. For example, it is known that a large amount of a matting agent such as titanium oxide is blended in polyurethane fiber to aim at the effect of shielding sunlight, but when it is used for a stretchable fabric, particularly when it is dyed in a dark color. It has the disadvantage that it becomes whitish and does not have a deep color, and it becomes of low quality.

【0004】また、2位および6位が各々2個のアルキ
ル基で置換されているピペリジン環、すなわちヒンダー
ドピペリジン環を有するヒンダードアミン化合物からな
る耐光安定剤や紫外線吸収剤等の安定剤をポリウレタン
中に添加して繊維を製造することも従来行われている。
しかし、この安定剤を単に添加した場合には、乾式紡糸
法や湿式紡糸法によって繊維を製造する場合に紡糸原液
への安定剤の溶解性が良好でなかったり、製糸時の脱溶
媒時に安定剤が繊維から脱離してしまうという欠点があ
る。また溶融紡糸法による場合は、安定剤が揮発して紡
糸口金に付着して汚れを発生したり断糸の原因となる等
の欠点がある。しかも、安定剤がポリウレタン繊維の表
面に移動するブルーミング現象を生じ、水洗いやクリー
ニング等により繊維から脱落し易い等の問題がある。
Further, a stabilizer such as a light resistance stabilizer or an ultraviolet absorber made of a hindered amine compound having a piperidine ring in which the 2-position and the 6-position are each substituted with two alkyl groups, that is, a hindered piperidine ring is used in polyurethane. It has been conventionally practiced to add to the above to produce fibers.
However, when the stabilizer is simply added, the solubility of the stabilizer in the stock solution for spinning is not good when the fiber is produced by the dry spinning method or the wet spinning method, or the stabilizer is used at the time of desolvation during spinning. Has the drawback of being detached from the fiber. Further, in the case of the melt spinning method, there are drawbacks such that the stabilizer volatilizes and adheres to the spinneret to generate stains and cause yarn breakage. In addition, there is a problem that the stabilizer migrates to the surface of the polyurethane fiber, causing a blooming phenomenon, and easily falling off from the fiber by washing with water or cleaning.

【0005】そこで、上記の問題を解決するために、ヒ
ンダードピペリジン環を含有するヒンダードアミン化合
物を繊維やフイルム用のポリウレタンに化学的に結合さ
せる方法が提案されている。従来提案されているヒンダ
ードアミン化合物の化学結合方法としては、ヒンダー
ドアミン化合物をポリウレタン製造時に末端停止剤とし
て使用する方法、ヒンダードアミン化合物を鎖伸長剤
として用いてポリウレタンのハードセグメント部分にヒ
ンダードピペリジン環を側鎖状で導入する方法、および
ヒンダードピペリジン環自体をポリウレタンの主鎖中
に導入する方法があり、上記およびの方法は、特開
昭53−39395号公報や特開昭55−18409号
公報等に、また上記の方法は特開昭53−1294号
公報に記載されている。
Therefore, in order to solve the above problems, there has been proposed a method of chemically bonding a hindered amine compound containing a hindered piperidine ring to polyurethane for fibers and films. Conventionally proposed methods for chemically bonding hindered amine compounds include a method of using a hindered amine compound as a terminal terminating agent during polyurethane production, and a hindered amine compound used as a chain extender to form a side chain of a hindered piperidine ring in the hard segment of polyurethane. And the method of introducing the hindered piperidine ring itself into the main chain of polyurethane. The above and the methods are described in JP-A-53-39395 and JP-A-55-18409. The above method is described in JP-A-53-1294.

【0006】しかしながら、上記の方法による場合
は、ヒンダードアミン化合物が末端停止剤として働くた
めに、ポリウレタンの重合度を高める上で障害となる。
特に、ポリウレタンの耐候性や耐変色性の一層の向上を
求めてヒンダードアミン化合物を多量に使用した場合に
は、ポリウレタンが極めて低い重合度のまま末端停止さ
れて所望の重合度のポリウレタンを製造できないという
欠点があり、ヒンダードアミン化合物の使用量が限られ
る。
However, in the case of the above method, the hindered amine compound acts as a terminal terminating agent, which is an obstacle in increasing the degree of polymerization of polyurethane.
In particular, when a large amount of hindered amine compound is used in order to further improve the weather resistance and discoloration resistance of polyurethane, it is impossible to produce polyurethane having a desired degree of polymerization because the polyurethane is terminated at an extremely low degree of polymerization. There are drawbacks and the amount of hindered amine compound used is limited.

【0007】また上記の方法の場合は、嵩高いヒンダ
ードピペリジン環がハードセグメント部分に側鎖として
存在することによって、ハードセグメント間での水素結
合による架橋構造の形成が阻害されて、ポリウレタン本
来の優れた力学的特性、例えば弾性回復性、引張強度な
どの低下を招き易く、また耐熱性が失われ易いという欠
点がある。
Further, in the case of the above method, the presence of a bulky hindered piperidine ring as a side chain in the hard segment portion hinders the formation of a crosslinked structure due to hydrogen bonding between the hard segments, and the original polyurethane There are drawbacks that excellent mechanical properties such as elasticity recovery and tensile strength are likely to be deteriorated and heat resistance is easily lost.

【0008】そして、上記の方法による場合は、ヒン
ダードアミン化合物の光安定機構として知られているラ
ジカル捕捉機構と同様に、光によってポリウレタン主鎖
中のピペリジン環の窒素原子の部分でポリウレタン主鎖
が切断され易いことから、ポリウレタンの耐光性が向上
せず、光にさらされた場合にはむしろ主鎖の切断を招き
易く、力学的強度の低下を生じ易いという欠点を有して
いる。
In the case of the above method, the polyurethane main chain is cleaved by light at the nitrogen atom portion of the piperidine ring in the polyurethane main chain, similarly to the radical scavenging mechanism known as the light stabilization mechanism of the hindered amine compound. Therefore, the polyurethane has a drawback that the light resistance of the polyurethane is not improved, and when exposed to light, the main chain is likely to be broken and mechanical strength is apt to be lowered.

【0009】[0009]

【発明の内容】上記の点から、本発明者らは、酸化チタ
ン等の艶消剤や安定剤をポリウレタン繊維中に単に添加
する上記した従来技術や、上記〜に挙げた従来技術
におけるような欠点を生ずることがなく、ヒンダードア
ミン化合物がポリウレタン分子中に化学的に結合された
優れたポリウレタン繊維を得ることを目的として研究を
行ってきた。その結果、ヒンダードピペリジン環を含有
する上記ヒンダードアミン化合物を末端停止剤や鎖伸長
剤として用いずに、ヒンダードアミン化合物を所定値以
上の分子量を有するプレポリマー型有機ポリイソシアネ
ート中に側鎖としてペンダント状で組み込み、そのプレ
ポリマーをポリウレタンを製造する際に使用される有機
ジイソシアネートの少なくとも一部として用い、そのよ
うなポリウレタンから繊維を形成すると、上記の目的を
達成でき、優れたポリウレタン繊維が得られることを見
出して本発明を完成した。
From the above point of view, the inventors of the present invention have the above-mentioned prior art in which a matting agent or stabilizer such as titanium oxide is simply added to the polyurethane fiber, and the prior arts mentioned in the above (1) to (3). Studies have been carried out with the aim of obtaining excellent polyurethane fibers in which a hindered amine compound is chemically bonded in a polyurethane molecule without causing defects. As a result, the hindered amine compound containing a hindered piperidine ring was used as a side chain in a prepolymer type organic polyisocyanate having a molecular weight of a predetermined value or more without using the hindered amine compound as a terminal stopper or a chain extender. By incorporating and using the prepolymer as at least a part of the organic diisocyanate used in producing a polyurethane and forming a fiber from such a polyurethane, it is possible to achieve the above object and obtain an excellent polyurethane fiber. The present invention has been completed by finding out.

【0010】したがって、本発明は、高分子ジオール、
有機ジイソシアネートおよび必要に応じて鎖伸長剤を使
用して製造されたポリウレタンからなる繊維であって、
該ポリウレタンが、有機ジイソシアネートの少なくとも
一部として、2位および6位が各々2個のアルキル基で
置換されているピペリジン環を含む基を側鎖にペンダン
ト状で有している平均分子量が1500以上で且つ平均
イソシアネート基数が1.8〜3のプレポリマー型有機
ポリイソシアネートを使用して製造されたものであるこ
とを特徴とするポリウレタン繊維である。
Accordingly, the present invention provides a polymeric diol,
A fiber comprising a polyurethane produced by using an organic diisocyanate and optionally a chain extender,
The polyurethane has, as at least a part of the organic diisocyanate, a group containing a piperidine ring in which the 2-position and the 6-position are each substituted with two alkyl groups in a side chain in a pendant form, and the average molecular weight is 1500 or more. And a polyurethane fiber produced by using a prepolymer type organic polyisocyanate having an average number of isocyanate groups of 1.8 to 3.

【0011】本発明において、上記の「2位および6位
が各々2個のアルキル基で置換されているピペリジン環
を含む基を側鎖にペンダント状で有している平均分子量
が1500以上で且つ平均イソシアネート基数が1.8
〜3のプレポリマー型有機ポリイソシアネート」(以後
「ピペリジン側鎖含有プレポリマー」という)は、15
00以上の平均分子量、好ましくは2000〜1000
0の平均分子量を有し、且つヒンダードピペリジン環が
該プレポリマー中に側鎖としてペンダント状で存在して
いて、しかも平均イソシアネート基数が1.8〜3、好
ましくは1.9〜2.8であるものであればいずれでも
よく、その製造法等は特に限定されない。
In the present invention, the above-mentioned "group having a piperidine ring in which the 2- and 6-positions are each substituted with two alkyl groups is pendant in the side chain and has an average molecular weight of 1500 or more and Average number of isocyanate groups is 1.8
~ 3 prepolymer type organic polyisocyanate "(hereinafter referred to as" piperidine side chain-containing prepolymer ") is 15
An average molecular weight of 00 or more, preferably 2000 to 1000
It has an average molecular weight of 0, a hindered piperidine ring is present as a side chain in the prepolymer in a pendant form, and the average number of isocyanate groups is 1.8 to 3, preferably 1.9 to 2.8. Any of the above may be used, and the manufacturing method thereof is not particularly limited.

【0012】下記のものに限定されるものではないが、
本発明で使用するピペリジン側鎖含有プレポリマーの内
容の理解を助けるために、その好ましい製造法の一例を
下記に説明する。
Although not limited to the following,
In order to facilitate understanding of the content of the piperidine side chain-containing prepolymer used in the present invention, an example of a preferable production method thereof will be described below.

【0013】ピペリジン側鎖含有プレポリマーの製造例 (1) 水酸基等の活性水素原子数Fが、2<F<4であ
るポリエステルポリオールやポリエーテルポリオール等
の比較的高分子量のポリオールに、有機ポリイソシアネ
ート(好ましくは有機ジイソシアネート)を反応させ
て、平均イソシアネート基数が2よりも大きい、好まし
くは2.2〜3.8のイソシアネート末端プレポリマー
を製造する。 (2) 上記(1)で製造したイソシアネート末端プレポリ
マーに、イソシアネート反応性の活性水素原子を1個有
する2位および6位が各々2個のアルキル基で置換され
ているピペリジン環を含むヒンダードアミン化合物を、
該イソシアネート末端プレポリマーのイソシアネート基
当量よりも少量反応させて、平均して1.8〜3個の未
反応イソシアネート基を残留して有し且つヒンダードピ
ペリジン環が側鎖としてペンダント状でプレポリマーに
結合している、平均分子量が1500以上の上記ピペリ
ジン側鎖含有プレポリマーを製造する。
Preparation Example of Piperidine Side Chain-Containing Prepolymer (1) A relatively high molecular weight polyol such as a polyester polyol or polyether polyol having an active hydrogen atom number F such as a hydroxyl group of 2 <F <4, and an organic poly Isocyanates (preferably organic diisocyanates) are reacted to produce isocyanate terminated prepolymers having an average number of isocyanate groups greater than 2, preferably 2.2 to 3.8. (2) A hindered amine compound containing the piperidine ring, which has one isocyanate-reactive active hydrogen atom and is substituted with two alkyl groups at the 2- and 6-positions, respectively, in the isocyanate-terminated prepolymer produced in (1) above. To
A prepolymer having an average of 1.8 to 3 unreacted isocyanate groups remaining and having a hindered piperidine ring as a side chain in a pendant form by reacting a smaller amount than the isocyanate group equivalent of the isocyanate terminated prepolymer. The above-mentioned piperidine side chain-containing prepolymer having an average molecular weight of 1500 or more bound to the above is produced.

【0014】上記の工程(1)で使用する2<F<4で
あるポリオールとしては、 グリセリン、トリメチロールプロパン、ペンタエリ
スリトール等の3個以上の水酸基を有する低分子ポリオ
ールの少なくとも1種の存在下に、有機ジカルボン酸お
よび低分子ジオールを反応させて製造した2<F<4の
ポリエステルポリオール、 グリセリン、トリメチロールプロパン、ペンタエリ
スリトール等の3個以上の水酸基を有する低分子ポリオ
ールの少なくとも1種に、ラクトン化合物を場合により
グリコールとともに反応させて製造した2<F<4のポ
リエステルポリオール、 グリセリン、トリメチロールプロパン、ペンタエリ
スリトール等の3個以上の水酸基を有する低分子ポリオ
ールの少なくとも1種に、エチレンオキサイド、プロピ
レンオキサイド等のアルキレンオキサイドを反応させて
製造した2<F<4であるポリエーテルポリオール等を
挙げることができる。そして、それらのポリエステルポ
リオールおよびポリエーテルポリオールは、通常約30
0〜5000、特に約500〜3000の平均分子量を
有するのが望ましい。
As the polyol with 2 <F <4 used in the above step (1), at least one low molecular weight polyol having three or more hydroxyl groups such as glycerin, trimethylolpropane and pentaerythritol is present. In addition, at least one low molecular weight polyol having 3 or more hydroxyl groups such as polyester polyol of 2 <F <4 produced by reacting an organic dicarboxylic acid and a low molecular weight diol, glycerin, trimethylolpropane, and pentaerythritol, At least one low molecular weight polyol having 3 or more hydroxyl groups such as polyester polyol of 2 <F <4, glycerin, trimethylolpropane and pentaerythritol produced by reacting a lactone compound together with glycol, ethylene oxide, Propylene The alkylene oxide of the side like reacted can be mentioned polyether polyols is 2 <F <4, prepared. And, those polyester polyols and polyether polyols are usually about 30
It is desirable to have an average molecular weight of 0 to 5000, especially about 500 to 3000.

【0015】また、上記の工程(1)で使用する有機ポ
リイソシアネートとしては、有機ジイソシアネートを使
用するのが好ましく、そのような有機ジイソシアネート
としては、4,4’−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、1,5−ナフタレンジ
イソシアネート、キシリ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等を挙げることができ、これらの
有機ジイソシアネートの1種または2種以上を使用する
のがよい。
Further, as the organic polyisocyanate used in the above step (1), it is preferable to use an organic diisocyanate. As such an organic diisocyanate, 4,4'-diphenylmethane diisocyanate, tolylene diisocyanate, 1 , 5-naphthalene diisocyanate, xylylene diisocyanate, isophorone diisocyanate, 4,4′-dicyclohexylmethane diisocyanate and the like can be mentioned, and it is preferable to use one kind or two or more kinds of these organic diisocyanates.

【0016】そして、上記の工程(2)で使用する「イ
ソシアネート反応性の活性水素原子を1個有する2位お
よび6位が各々2個のアルキル基で置換されているピペ
リジン環を含むヒンダードアミン化合物」としては、ピ
ペリジン環の2位と6位の位置に合計4個のアルキル基
が結合しており且つイソシアネート反応性の活性水素原
子を1個有するものであれば、この種の技術において知
られているヒンダードアミン化合物のいずれも使用でき
る。該ヒンダードアミン化合物の代表例としては下記の
式(I)で表される化合物を挙げることができる。
The "hindered amine compound containing a piperidine ring having one isocyanate-reactive active hydrogen atom and each substituted with two alkyl groups at the 2- and 6-positions" used in the above step (2). As long as it has a total of four alkyl groups bonded to the 2- and 6-positions of the piperidine ring and has one isocyanate-reactive active hydrogen atom, it is known in this type of technique. Any of the hindered amine compounds mentioned above can be used. Representative examples of the hindered amine compound include compounds represented by the following formula (I).

【0017】[0017]

【化1】 (式中、R1、R2、R3およびR4はそれぞれアルキル基
であり、R5は直接結合または2価の基であり、Aおよ
びBはそれぞれ1価の基であり、AおよびBの一方のみ
がイソシアネート反応性の活性水素原子を有し、mは1
以上の数である)
[Chemical 1] (In the formula, R 1 , R 2 , R 3 and R 4 are each an alkyl group, R 5 is a direct bond or a divalent group, A and B are each a monovalent group, and A and B Only one has an isocyanate-reactive active hydrogen atom and m is 1
The above is the number)

【0018】上記式(I)の化合物において、R1
2、R3およびR4はそれぞれ炭素数1〜4の低級アル
キル基であるのが好ましく、4個のアルキル基のすべて
がメチル基であるのが特に好ましい。また、R5が2価
の基の場合は、アルキレン基、アリーレン基等の2価の
炭化水素基、またはエステル結合、エーテル結合、チオ
エーテル結合、アミド結合等を有する2価の基であるこ
とができる。更に、AおよびBの一方がイソシアネート
反応性の活性水素原子を有する基であって、好ましくは
アミノ基、水酸基、カルボキシル基、或いは水酸基、ア
ミノ基またはカルボキシル基を有するその他の1価の基
(例えばアミノメチル基、ヒドロキシメチル基、アミノ
エチル基等)から選ばれ、AおよびBの残りの一方がア
ルキル基、アリール基、アルコキシ基、アリーロキシ基
等のイソシアネート反応性の活性水素原子を持たない1
価の基である。また、mは1〜20であるのが好まし
い。
In the compound of formula (I) above, R 1 ,
Each of R 2 , R 3 and R 4 is preferably a lower alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, and particularly preferably all of the 4 alkyl groups are methyl groups. When R 5 is a divalent group, it may be a divalent hydrocarbon group such as an alkylene group or an arylene group, or a divalent group having an ester bond, an ether bond, a thioether bond, an amide bond or the like. it can. Further, one of A and B is a group having an isocyanate-reactive active hydrogen atom, preferably an amino group, a hydroxyl group, a carboxyl group, or another monovalent group having a hydroxyl group, an amino group or a carboxyl group (for example, Aminomethyl group, hydroxymethyl group, aminoethyl group, etc.), and the other one of A and B does not have an isocyanate-reactive active hydrogen atom such as an alkyl group, an aryl group, an alkoxy group or an aryloxy group.
It is a valence group. Further, m is preferably 1 to 20.

【0019】式(I)で表される化合物に含まれるヒン
ダードアミン化合物の具体例としては、下記の式(II)
で示される1−メチル−2,2,6,6−テトラメチル
−4−ヒドロキシピペリジン、下記の式(III)で示さ
れる1−メチル−2,2,6,6−テトラメチル−4−
アミノピペリジン、および下記の式(IV)で示される化
合物等を挙げることができる。
Specific examples of the hindered amine compound contained in the compound represented by the formula (I) include the following formula (II).
1-methyl-2,2,6,6-tetramethyl-4-hydroxypiperidine represented by the formula: 1-methyl-2,2,6,6-tetramethyl-4- represented by the following formula (III)
Examples thereof include aminopiperidine, compounds represented by the following formula (IV), and the like.

【0020】[0020]

【化2】 [Chemical 2]

【0021】[0021]

【化3】 [Chemical 3]

【0022】[0022]

【化4】 (式中、nは2〜20の数を示す)[Chemical 4] (In the formula, n represents a number of 2 to 20)

【0023】そして、上記のヒンダードアミン化合物の
うちでは、式(IV)で示される化合物が、ピペリジン側
鎖含有プレポリマー分子中に複数のヒンダードピペリジ
ン環を導入することができ好ましい。
Of the above hindered amine compounds, the compound represented by the formula (IV) is preferable because it can introduce a plurality of hindered piperidine rings into the piperidine side chain-containing prepolymer molecule.

【0024】また、本発明で使用するピペリジン側鎖含
有プレポリマーにおいては、ヒンダードアミン化合物の
割合が、該ピペリジン側鎖含有プレポリマーの重量に基
づいて約5〜70%、好ましくは10〜60%程度であ
るのが、ポリウレタンの耐候性、耐光性、耐変色性、耐
熱性等の向上、良好な力学的特性の保持等の点から好ま
しい。そして、ピペリジン側鎖含有プレポリマーを製造
する上記(2)の反応は、通常、約50〜200℃、好
ましくは約70〜160℃の温度で行うのがよい。
In the piperidine side chain-containing prepolymer used in the present invention, the proportion of the hindered amine compound is about 5 to 70%, preferably about 10 to 60% based on the weight of the piperidine side chain containing prepolymer. Is preferable from the viewpoints of improving the weather resistance, light resistance, discoloration resistance, heat resistance and the like of polyurethane and maintaining good mechanical properties. Then, the reaction (2) for producing the piperidine side chain-containing prepolymer is usually carried out at a temperature of about 50 to 200 ° C, preferably about 70 to 160 ° C.

【0025】そして、本発明のポリウレタン繊維を製造
するのに使用するポリウレタンは、高分子ジオール、有
機ジイソシアネートおよび必要に応じて鎖伸長剤を使用
して、ワンショット法、プレポリマー法、またはその他
の方法により製造することができる。その際に、上記で
製造したピペリジン側鎖含有プレポリマーは、ワンショ
ット法またはプレポリマー法でポリウレタンを製造する
際に同時に反応させても、またはヒンダードピペリジン
側鎖を含有しないポリウレタンをワンショット法または
プレポリマー法で製造した後、そのポリウレタンに紡糸
が完了するまでの任意の段階でピペリジン側鎖含有プレ
ポリマーを加えて反応させて該ポリウレタンの分子にヒ
ンダードピペリジン側鎖を化学的に結合させてもよい。
The polyurethane used for producing the polyurethane fiber of the present invention can be produced by the one-shot method, the prepolymer method, or the other method using a polymer diol, an organic diisocyanate and a chain extender if necessary. It can be manufactured by a method. At that time, the piperidine side chain-containing prepolymer produced above may be reacted at the same time when producing a polyurethane by the one-shot method or the prepolymer method, or a polyurethane not containing a hindered piperidine side chain may be prepared by the one-shot method. Alternatively, after production by the prepolymer method, a piperidine side chain-containing prepolymer is added to the polyurethane at any stage until the spinning is completed and reacted to chemically bond the hindered piperidine side chain to the molecule of the polyurethane. May be.

【0026】そして、上記いずれの方法による場合も、
最終的に得られるポリウレタン中におけるヒンダードピ
ペリジン環の結合割合は特に制限されないが、耐光性や
耐候性の向上効果や経済性の点などを勘案すると、通
常、ポリウレタン用原料の全重量に基づいて、ピペリジ
ン側鎖含有プレポリマーの使用割合が約0.1〜20%
になるようにしてポリウレタンを製造するのが望まし
い。
In any of the above methods,
The bond ratio of the hindered piperidine ring in the finally obtained polyurethane is not particularly limited, but in consideration of the effect of improving light resistance and weather resistance and the economical efficiency, it is usually based on the total weight of the raw materials for polyurethane. , Piperidine side chain-containing prepolymer usage ratio is about 0.1-20%
It is desirable to manufacture the polyurethane as follows.

【0027】上記したワンショット法、プレポリマー法
等で使用する上記高分子ジオールとしては、平均分子量
500〜5000、好ましくは1000〜3000のも
のが好ましい。高分子ジオールとしては、ポリエステル
ジオール、ポリカーボネートジオール、ポリエーテルジ
オールおよびポリエーテルエステルジオール等の少なく
とも1種を使用するのができるが、特にポリエステルジ
オールおよびポリカーボネートジオールが好ましい。
The above-mentioned polymer diol used in the one-shot method, the prepolymer method or the like is preferably one having an average molecular weight of 500 to 5,000, preferably 1,000 to 3,000. As the polymer diol, at least one kind of polyester diol, polycarbonate diol, polyether diol, polyether ester diol and the like can be used, but polyester diol and polycarbonate diol are particularly preferable.

【0028】ポリエステルジオールとしては、ジカルボ
ン酸(例えばコハク酸、アジピン酸、ピメリン酸、スベ
リン酸、アゼライン酸、セバシン酸等)の少なくとも1
種と、低分子ジオール(例えばエチレングリコール、プ
ロピレングリコール、1,4−ブタンジオール、ネオペ
ンチルグリコール、1,6−ヘキサンジオール、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、1,9−ノナンジオール、1,1
0−デカンジオール等)の少なくとも1種とから得られ
るポリエステルジオール、ラクトン化合物の開環重合に
より得られるポリカプロラクトンジオール、ポリメチル
バレロラクトンジオール等のポリラクトンジオールを挙
げることができる。
As the polyester diol, at least one of dicarboxylic acids (eg, succinic acid, adipic acid, pimelic acid, suberic acid, azelaic acid, sebacic acid, etc.) is used.
Seeds and low molecular diols (eg ethylene glycol, propylene glycol, 1,4-butanediol, neopentyl glycol, 1,6-hexanediol, 3-methyl-1,5-pentanediol, 2-methyl-1,8).
-Octanediol, 1,9-nonanediol, 1,1
And a polylactone diol such as polycaprolactone diol obtained by ring-opening polymerization of a lactone compound and polymethyl valerolactone diol.

【0029】また、ポリカーボネートジオールとして
は、例えばジアルキルカーボネート(ジメチルカーボネ
ート、ジエチルカーボネート、エチレンカーボネート
等)の少なくとも1種と、低分子ジオール(例えば上記
したエチレングリコール、プロピレングリコール、1,
4−ブタンジオール、ネオペンチルグリコール、1,6
−ヘキサンジオール、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、1,
9−ノナンジオール、1,10−デカンジオール等)の
少なくとも1種とから製造されるポリカーボネートジオ
ールを挙げることができる。
As the polycarbonate diol, for example, at least one kind of dialkyl carbonate (dimethyl carbonate, diethyl carbonate, ethylene carbonate, etc.) and low-molecular diol (for example, ethylene glycol, propylene glycol, 1,
4-butanediol, neopentyl glycol, 1,6
-Hexanediol, 3-methyl-1,5-pentanediol, 2-methyl-1,8-octanediol, 1,
There may be mentioned a polycarbonate diol produced from at least one of 9-nonane diol and 1,10-decane diol.

【0030】更に、ポリエーテルジオールとしては、環
状エーテル(ポリエチレンオキサイド、ポリプロピレン
オキサイド、トリメチレンオキサイド、テトラヒドロフ
ラン等)の開環重合により得られるポリエーテルジオー
ル、グリコール(エチレングリコール、プロピレングリ
コール、1,4−ブタンジオール、ネオペンチルグリコ
ール、1,6−ヘキサンジオール、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、1,9−ノナンジオール、1,10−デカンジ
オール等)の重縮合により得られるポリエーテルジオー
ルが好ましい。
Further, as the polyether diol, polyether diol obtained by ring-opening polymerization of cyclic ether (polyethylene oxide, polypropylene oxide, trimethylene oxide, tetrahydrofuran, etc.), glycol (ethylene glycol, propylene glycol, 1,4-) Butanediol, neopentyl glycol, 1,6-hexanediol, 3-methyl-1,5
-Pentane diol, 2-methyl-1,8-octane diol, 1,9-nonane diol, 1,10-decane diol, etc.) are preferred.

【0031】また、ポリエーテルエステルジオールとし
ては、上記したようなポリエステルジオールに上記した
環状エーテルを反応させて製造したものや、上記したポ
リエステルジオールとポリエーテルジオールを反応させ
たもの等を使用することができる。
As the polyether ester diol, those produced by reacting the above-mentioned polyester diol with the above-mentioned cyclic ether, those obtained by reacting the above-mentioned polyester diol with polyether diol, and the like are used. You can

【0032】そして、上記したピペリジン側鎖含有プレ
ポリマー以外の有機ジイソシアネートとしては、4,
4’−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、1,5−ナフタレンジイソシアネー
ト、キシリ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
アネート等の分子量500以下の有機ジイソシアネート
を挙げることができ、これらの有機ジイソシアネートは
1種のみを使用してもまたは2種以上を併用してもよ
い。特に、4,4’−ジフェニルメタンジイソシアネー
トが好ましい。
As the organic diisocyanate other than the above-mentioned piperidine side chain-containing prepolymer, 4,
4'-diphenylmethane diisocyanate, tolylene diisocyanate, 1,5-naphthalene diisocyanate, xylylene diisocyanate, isophorone diisocyanate, 4,4'-dicyclohexylmethane diisocyanate, and other organic diisocyanates having a molecular weight of 500 or less can be mentioned. May be used alone or in combination of two or more. Particularly, 4,4'-diphenylmethane diisocyanate is preferable.

【0033】また、鎖伸長剤としては、イソシアネート
基と反応し得る2個の活性水素原子を有する低分子化合
物を使用するのがよく、例えばエチレングリコール、プ
ロピレングリコール、1,4−ブタンジオール、1,6
−ヘキサンジオール、1,9−ノナンジオール、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、キシリレングリコール等のジ
オール類、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、4,4’−ジ
アミノジフェニルメタン、トリレンジアミン、4,4’
−ジアミノジシクロヘキシルメタン等のジアミン類を挙
げることができ、これらの鎖伸長剤は1種のみまたは2
種以上を使用することができる。それらのうちでも、特
に1,4−ブタンジオールおよび1,4−ビス(β−ヒ
ドロキシエトキシ)ベンゼンが好ましい。
As the chain extender, it is preferable to use a low molecular weight compound having two active hydrogen atoms capable of reacting with an isocyanate group. For example, ethylene glycol, propylene glycol, 1,4-butanediol, 1 , 6
-Hexanediol, 1,9-nonanediol, 1,4
-Bis (β-hydroxyethoxy) benzene, 1,4-
Cyclohexanediol, diols such as xylylene glycol, ethylenediamine, propylenediamine, xylylenediamine, isophoronediamine, 4,4′-diaminodiphenylmethane, tolylenediamine, 4,4 ′
Diamines such as diaminodicyclohexylmethane may be mentioned, and only one of these chain extenders or 2
More than one species can be used. Among them, 1,4-butanediol and 1,4-bis (β-hydroxyethoxy) benzene are particularly preferable.

【0034】そして、ワンショット法およびプレポリマ
ー法を問わず、またそれらの反応の際に有機ジイソシア
ネートがピペリジン側鎖含有プレポリマーを含むと含ま
ないとに拘わらず、繊維製造用のポリウレタンを製造す
るに際しては、バッチ式または連続式の既知の種々の方
法および装置を採用することができる。特に、ポリウレ
タンの重合を実質的に溶媒の不存在下に溶融状態で行う
のが好ましく、多軸スクリュー型等の押出機を使用して
連続溶融重合するのがより好ましい。その際の温度は特
に限定されないが、通常、約200〜260℃の範囲で
行うのが好ましく、重合時の温度を260℃以下に保つ
ことにより繊維の耐熱性および力学的特性が向上し、一
方200℃以上に保つことにより溶融紡糸性に優れる熱
可塑性ポリウレタンを製造することができる。またその
際に、原料でのイソシアネート基と活性水素原子との比
(R値)を1.0〜1.1の範囲にしておくのが好まし
い。
Then, a polyurethane for fiber production is produced regardless of the one-shot method and the prepolymer method, and whether or not the organic diisocyanate contains the piperidine side chain-containing prepolymer during the reaction thereof. In this case, various known batch-type or continuous-type methods and apparatuses can be adopted. In particular, it is preferable to carry out the polymerization of polyurethane in a molten state in the substantial absence of a solvent, and it is more preferable to carry out continuous melt polymerization using an extruder such as a multi-screw type. The temperature at that time is not particularly limited, but it is usually preferable to carry out in the range of about 200 to 260 ° C., and by keeping the temperature at the time of polymerization at 260 ° C. or lower, the heat resistance and mechanical properties of the fiber are improved, while By keeping the temperature at 200 ° C. or higher, a thermoplastic polyurethane having excellent melt spinnability can be produced. At that time, it is preferable to set the ratio (R value) of the isocyanate groups in the raw material to the active hydrogen atoms in the range of 1.0 to 1.1.

【0035】また、ポリウレタンの製造に当たっては、
ポリウレタンの製造において通常使用されている、触
媒、活性剤、消泡剤、他の安定剤、染料や顔料等の着色
剤、充填剤、難燃剤、滑剤等の任意の成分を必要に応じ
て使用することができる。
In the production of polyurethane,
If necessary, use optional components such as catalysts, activators, defoamers, other stabilizers, colorants such as dyes and pigments, fillers, flame retardants, lubricants, etc. that are usually used in the production of polyurethane. can do.

【0036】そして上記ピペリジン側鎖含有プレポリマ
ーを有機ジイソシアネートの少なくとも一部として使用
してポリウレタン繊維を製造するに際しては、 (1) 高分子ジオール、ピペリジン側鎖含有プレポリマ
ーを少なくとも一部として含有する有機ジイソシアネー
トおよび必要に応じて鎖伸長剤から、ワンショット法ま
たはプレポリマー法によって予めヒンダードピペリジン
側鎖含有ポリウレタンを製造し、そのポリウレタンを用
いて溶融紡糸する方法、 (2) 上記(1)と同様にして予めヒンダードピペリ
ジン側鎖含有ポリウレタンを製造した後、そのポリウレ
タンを溶液に溶解して紡糸原液を製造し、乾式紡糸また
は湿式紡糸する方法、 (3) 高分子ジオール、ピペリジン側鎖含有プレポリ
マーを含まない有機ジイソシアネートおよび必要に応じ
て鎖伸長剤から、ワンショット法またはプレポリマー法
によって予めポリウレタンを製造した後、そのポリウレ
タンに紡糸が完了するまでの任意の段階で上記ピペリジ
ン側鎖含有プレポリマーを加えて溶融紡糸して、ヒンダ
ードピペリジン側鎖がポリウレタン分子に化学的に結合
したポリウレタン繊維を製造する方法、 (4) 高分子ジオールおよび該ピペリジン側鎖含有プ
レポリマーを少なくとも一部として含有する有機ジイソ
シアネートからプレポリマーを形成し、そのプレポリマ
ーをジアミン等の鎖伸長剤を含有する溶液中に紡糸して
紡糸浴中で重合させる反応紡糸法等の任意の方法を採用
することができる。
When the above-mentioned piperidine side chain-containing prepolymer is used as at least a part of the organic diisocyanate to produce a polyurethane fiber, (1) a polymer diol and a piperidine side chain-containing prepolymer are contained as at least a part. A method in which a hindered piperidine side chain-containing polyurethane is produced in advance by a one-shot method or a prepolymer method from an organic diisocyanate and, if necessary, a chain extender, and melt spinning is performed using the polyurethane. (2) The above (1) Similarly, a method in which a hindered piperidine side chain-containing polyurethane is prepared in advance, and then the polyurethane is dissolved in a solution to prepare a spinning dope, and dry spinning or wet spinning is performed. (3) Polymer diol, piperidine side chain containing prepolymer Polymer-free organic diisocyanates And, if necessary, from a chain extender, a polyurethane is produced in advance by a one-shot method or a prepolymer method, and then the above-mentioned piperidine side chain-containing prepolymer is added to the polyurethane at any stage until completion of melt spinning. Then, a method for producing a polyurethane fiber in which a hindered piperidine side chain is chemically bonded to a polyurethane molecule, (4) a polymer diol and an organic diisocyanate containing at least a part of the piperidine side chain-containing prepolymer as a prepolymer Can be formed by spinning the prepolymer into a solution containing a chain extender such as a diamine and polymerizing it in a spinning bath.

【0037】そして上記した(1)〜(4)の方法のうちで
も、溶媒や水を使用しない(1)および(3)の溶融紡
糸法が、工程上簡便であり、効率的である点、環境汚染
のおそれがなく安全性が高い点から特に好ましい。ま
た、溶融紡糸法によりポリウレタン繊維を製造する場合
は、有機ジイソシアネートとして4,4’−ジフェニル
メタンジイソシアネートを上記したピペリジン側鎖含有
プレポリマーと共に使用し、高分子ジオールとしてポリ
エステルジオールを、そして鎖伸長剤として1,4−ブ
タンジオールおよび/または1,4−ビス(β−ヒドロ
キシエトキシ)ベンゼンを使用して製造したポリウレタ
ンを使用すると、耐熱性、弾性回復性および伸度に優れ
た繊維を得ることができる。
Among the methods (1) to (4) described above, the melt spinning methods (1) and (3) which do not use a solvent or water are simple and efficient in terms of steps, It is particularly preferable because it has high safety and there is no risk of environmental pollution. When producing polyurethane fibers by the melt spinning method, 4,4′-diphenylmethane diisocyanate is used as the organic diisocyanate together with the piperidine side chain-containing prepolymer described above, polyester diol is used as the polymer diol, and chain extender is used as the chain extender. When a polyurethane produced by using 1,4-butanediol and / or 1,4-bis (β-hydroxyethoxy) benzene is used, a fiber having excellent heat resistance, elastic recovery and elongation can be obtained. ..

【0038】溶融紡糸に使用する紡糸装置や紡糸条件
は、ポリウレタンの内容、目的とする繊維の太さ、上記
(1)の溶融紡糸法によるかまたは上記(3)の溶融紡
糸法によるか等により種々異なり得るが、押出式紡糸装
置による場合は、通常、ヒンダードピペリジン側鎖を含
有するまたは含有しないポリウレタンのペレットを押出
式紡糸装置に供給して溶融し、紡糸温度約180〜24
0℃、紡糸速度約900m/分以下、特に600m/分
以下で紡糸するのが好ましい。また見掛ドラフト率(ノ
ズル単孔面積/単繊維断面積)は50以上、好ましくは
100以上、より好ましくは150以上とするのがよ
い。また、紡糸した糸条を巻取機によりボビンに巻取る
際の紡糸テンションは、0.1g/d以下、好ましくは
0.05g/d以下とし、ゴデットローラーから巻取機
への給糸速度差は5%のアンダーフィードを越えないの
が好ましく、特に等速に近づけるのが好ましい。
The spinning apparatus and spinning conditions used for melt spinning depend on the content of polyurethane, the thickness of the target fiber, the melt spinning method of the above (1) or the melt spinning method of the above (3), and the like. Although it can be varied, when using an extrusion type spinning machine, usually, pellets of polyurethane with or without hindered piperidine side chains are fed to the extrusion type spinning machine and melted, and the spinning temperature is about 180 to 24.
Spinning is preferably performed at 0 ° C. and a spinning speed of about 900 m / min or less, particularly 600 m / min or less. The apparent draft ratio (area of nozzle single hole / cross-sectional area of single fiber) is 50 or more, preferably 100 or more, more preferably 150 or more. The spinning tension when the spun yarn is wound on the bobbin by the winder is 0.1 g / d or less, preferably 0.05 g / d or less, and the feeding speed from the godet roller to the winder is It is preferable that the difference does not exceed 5% underfeed, and it is particularly preferable to approach the constant velocity.

【0039】また、巻取られた糸条を低湿下で、ハード
セグメントのガラス転移点(Tg)に対して+20℃〜
−50℃の範囲で熱処理して、ハードセグメントとソフ
トセグメント間の相分離を充分に行わせるのが好まし
い。そして、上記の方法により、一般に、太さが約5〜
100デニール/1フィラメントのポリウレタン繊維を
得ることができる。
In addition, the wound yarn is kept under low humidity at + 20 ° C. to the glass transition point (Tg) of the hard segment.
It is preferable to perform heat treatment in the range of −50 ° C. to sufficiently perform phase separation between the hard segment and the soft segment. And, by the above method, generally, the thickness is about 5
100 denier / filament polyurethane fiber can be obtained.

【0040】以下に本発明を実施例等により具体的に説
明するが、本発明はそれにより限定されない。また、下
記の例中の部は重量部を表す。更に、下記の例におい
て、ポリウレタン繊維の強伸度、瞬間弾性回復率、耐光
性強度保持率、溶剤抽出性の測定および製造されたプレ
ポリマーのイソシアネート基の定量は、下記の方法によ
り行った。
The present invention will be specifically described below with reference to examples and the like, but the present invention is not limited thereto. Moreover, parts in the following examples represent parts by weight. Further, in the following examples, the strength and elongation of polyurethane fibers, the instantaneous elastic recovery rate, the light resistance strength retention rate, the solvent extractability and the quantification of the isocyanate group of the produced prepolymer were measured by the following methods.

【0041】《強伸度の測定》JIS L−1013に
従って強伸度を求めた。
<< Measurement of Strength and Elongation >> The strength and elongation was determined according to JIS L-1013.

【0042】《瞬間弾性回復率の測定》20℃における
ポリウレタン繊維の200%伸長の瞬間弾性回復率を求
めた。瞬間弾性回復率とは200%伸長後2分間保持
し、応力を除去した直後のもどり性を意味し(JIS
L−1096)、下記の数式1により求められる。ま
た、その際の伸長速度および除重速度はいずれも500
mm/分で行った。
<< Measurement of Instantaneous Elastic Recovery Rate >> The instantaneous elastic recovery rate of 200% elongation of the polyurethane fiber at 20 ° C. was determined. Instantaneous elastic recovery means the return property immediately after removing stress by holding it for 2 minutes after stretching by 200% (JIS.
L-1096), and is calculated by the following mathematical formula 1. Further, the extension speed and the unloading speed at that time are both 500
mm / min.

【0043】[0043]

【数1】瞬間弾性回復率(%)=100×[(n+1)
L−L']/nL [式中、nは伸長比、Lは初期長さ、L'は応力除去後
の長さ、(n+1)Lは伸長時の長さを示す]
## EQU1 ## Instantaneous elastic recovery rate (%) = 100 × [(n + 1)
LL ′] / nL [where n is the elongation ratio, L is the initial length, L ′ is the length after stress relief, and (n + 1) L is the length at the time of elongation]

【0044】《耐光性強度保持率の測定》下記の各例で
製造されたポリウレタン繊維を5/1000g/デニー
ルの張力下で枠に巻取ったものを、スガ試験機社製のカ
ーボンアーク型フェードメーターFAL−5型を用いて
83℃の温度で20時間紫外線を照射して、その強度保
持率を求めた。強度保持率は、島津製作所製のオートグ
ラフを使用して下記の数式2より算出した。
<< Measurement of Light-Resistant Strength Retention Ratio >> A polyurethane fiber produced in each of the following examples was wound on a frame under a tension of 5/1000 g / denier, and a carbon arc type fade manufactured by Suga Test Instruments Co., Ltd. The strength retention was determined by irradiating with ultraviolet light at a temperature of 83 ° C. for 20 hours using a meter FAL-5 type. The strength retention rate was calculated from the following Equation 2 using an autograph manufactured by Shimadzu Corporation.

【0045】[0045]

【数2】強度保持率(%)=(紫外線照射後の強度/紫
外線照射前の強度)×100
[Formula 2] Strength retention rate (%) = (strength after ultraviolet irradiation / strength before ultraviolet irradiation) × 100

【0046】《溶剤抽出性の測定》各例で製造されたポ
リウレタン繊維を5/1000g/デニールの張力下で
枠に巻取ったものを浴比1:1000で70℃のパーク
レン中に5時間浸漬後、50℃で1時間乾燥したものの
耐光性強度保持率を求めた。
<< Measurement of Solvent Extractability >> The polyurethane fibers produced in each example were wound on a frame under a tension of 5/1000 g / denier, and immersed in Perkren at 70 ° C. for 5 hours at a bath ratio of 1: 1000. Then, the light resistance strength retention of the product dried at 50 ° C. for 1 hour was obtained.

【0047】〈イソシアネート基の定量〉プレポリマー
を含有する反応液の0.1gを、0.01規定ジ−n−
ブチルアミンのジメチルホルムアミド溶液40ml中に
加えて溶解した後、0.01規定塩酸のメタノール溶液
でブロムフェノールブルーを指示薬として用いて中和滴
定を行って定量した。
<Determination of Isocyanate Group> 0.1 g of a reaction solution containing a prepolymer was added to 0.01 N di-n-
After adding and dissolving in 40 ml of a dimethylformamide solution of butylamine, neutralization titration was performed with 0.01 M hydrochloric acid in methanol using bromphenol blue as an indicator to perform quantification.

【0048】また、各例で用いた化合物は、以下の略号
により示すとおりである。MDP :3−メチル−1,5−ペンタンジオールBD :1,4−ブタンジオールTMP :トリメチロ−ルプロパンAD :アジピン酸AZ :アゼライン酸PMAZ :MPDおよびAZを反応させて得られた平均
分子量2000のポリエステルジオールPMPA :MPDおよびADを反応させて得られた平均
分子量2000のポリエステルジオールMDI :4,4’−ジフェニルメタンジイソシアネー
622LD :上記した式(IV)で示したヒンダードアミ
ン化合物(チバガイギー社製耐光安定剤;チヌビン62
2LD、分子量3400)LS−765 :下記の式(V)で示されるイソシアネー
ト基および活性水素原子を持たないヒンダードアミン化
合物
The compounds used in each example are as shown by the following abbreviations. MDP : 3-methyl-1,5-pentanediol BD : 1,4-butanediol TMP : trimethylolpropane AD : adipic acid AZ : azelaic acid PMAZ : polyester of average molecular weight 2000 obtained by reacting MPD and AZ Diol PMPA : Polyester diol having an average molecular weight of 2000 obtained by reacting MPD and AD MDI : 4,4'-diphenylmethane diisocyanate 622LD : Hindered amine compound represented by the above formula (IV) (light stabilizer of Ciba Geigy; tinuvin 62
2LD, molecular weight 3400) LS-765 : a hindered amine compound represented by the following formula (V) having neither an isocyanate group nor an active hydrogen atom.

【0049】[0049]

【化5】 [Chemical 5]

【0050】《参考例 1》[3官能性ポリエステルの
製造] TMP134部、MPD460部、AZ603部および
チタンテトライソプロポキシド0.05部を常圧下に窒
素を通じつつ、生成する水を210℃で留去しながらエ
ステル化を行った。酸価が約50になったときに真空ポ
ンプにより徐々に真空度を上げて反応を完結させた。そ
の結果、水酸基価168、酸価0.5および平均分子量
1000の3官能性ポリエステルトリオール(ポリエス
テルA)を得た。
Reference Example 1 [Production of Trifunctional Polyester] 134 parts of TMP, 460 parts of MPD, 603 parts of AZ and 0.05 part of titanium tetraisopropoxide were passed under nitrogen under normal pressure while the produced water was distilled at 210 ° C. Esterification was performed while leaving. When the acid value reached about 50, the degree of vacuum was gradually raised by a vacuum pump to complete the reaction. As a result, a trifunctional polyester triol (polyester A) having a hydroxyl value of 168, an acid value of 0.5 and an average molecular weight of 1000 was obtained.

【0051】《参考例 2》[3官能性ポリエステルの
製造] TMP、MPD、AZおよびチタンテトライソプロポキ
シドを使用して、参考例1と同様にして縮合反応を行っ
て、水酸基価84、酸価0.3および平均分子量200
0の3官能性ポリエステルトリオール(ポリエステル
B)を得た。
Reference Example 2 [Production of Trifunctional Polyester] TMP, MPD, AZ and titanium tetraisopropoxide were used to carry out a condensation reaction in the same manner as in Reference Example 1 to give a hydroxyl value of 84 and an acid. Value 0.3 and average molecular weight 200
A trifunctional polyester triol of 0 (Polyester B) was obtained.

【0052】《参考例 3》[3官能性ポリエステルの
製造] TMP、MPD、ADおよびチタンテトライソプロポキ
シドを使用して、参考例1と同様にして縮合反応を行っ
て、水酸基価168、酸価0.4および平均分子量10
00の3官能性ポリエステルトリオール(ポリエステル
C)を得た。
Reference Example 3 [Production of trifunctional polyester] TMP, MPD, AD and titanium tetraisopropoxide were used to carry out a condensation reaction in the same manner as in Reference Example 1 to give a hydroxyl value of 168 and an acid. Value 0.4 and average molecular weight 10
A trifunctional polyester triol of 00 (polyester C) was obtained.

【0053】《参考例 4》[ピペリジン側鎖含有プレ
ポリマーの製造] 窒素シールした反応容器に100部のポリエステルAを
入れ、90℃に保ちながら75部のMDIを加え、40
分間反応させた後、イソシアネート基の残存量を上記の
定量法により求めたところ、49.9モル%であった。
次いで、622LDを113部加えて1時間反応させ
て、ピペリジン側鎖含有プレポリマー(プレポリマー
D)を得た。プレポリマーDのイソシアネート基の残存
量は9.26×10-4当量/gであり、平均官能基数
(平均イソシアネート基数)2.65、そしてプレポリ
マーDにおける622LDの結合量(含有量)は39.
2重量%であった。
Reference Example 4 [Production of Piperidine Side Chain-Containing Prepolymer] 100 parts of Polyester A was placed in a reaction vessel sealed with nitrogen, and 75 parts of MDI was added while maintaining at 90 ° C.
After reacting for a minute, the residual amount of isocyanate groups was determined by the above-mentioned quantitative method to be 49.9 mol%.
Next, 113 parts of 622LD was added and reacted for 1 hour to obtain a piperidine side chain-containing prepolymer (prepolymer D). The residual amount of isocyanate groups in the prepolymer D was 9.26 × 10 −4 equivalent / g, the average number of functional groups (average number of isocyanate groups) was 2.65, and the binding amount (content) of 622 LD in the prepolymer D was 39. .
It was 2% by weight.

【0054】《参考例5〜8》[ピペリジン側鎖含有プ
レポリマーの製造] ポリエステルAの代わりに下記の表1に示したポリエス
テルを表1に示した量で使用し、且つ表1に示した量の
MDIおよび622LDを使用して、または622LD
を使用しないで、参考例4と同様にして、表1に示した
ピペリジン側鎖含有プレポリマー(プレポリマーE〜
G)およびピペリジン側鎖無含有プレポリマー(プレポ
リマーH)を製造した。これらのプレポリマーの平均イ
ソシアネート基数および622LDの含有量は表1に示
すとおりであった。
Reference Examples 5 to 8 [Production of Piperidine Side Chain-Containing Prepolymer] Instead of Polyester A, the polyesters shown in Table 1 below were used in the amounts shown in Table 1, and shown in Table 1. Amount of MDI and 622LD, or 622LD
In the same manner as in Reference Example 4, except that the piperidine side chain-containing prepolymer (prepolymer E to
G) and a piperidine side chain-free prepolymer (prepolymer H) were prepared. The average number of isocyanate groups and the content of 622 LD of these prepolymers are as shown in Table 1.

【0055】[0055]

【表1】 参考例4 参考例5 参考例6 参考例7 参考例8 プレポリマー原料 ポリエステル種類 A B C C B ポリエステル量(部) 100 200 100 100 200 MDI使用量(部) 75 75 75 75 75 622LD使用量(部) 113 113 113 226 0生成プレポリマー 種 類 D E F G H NCO当量(eq/g) 9.26×10-4 6.88×10-4 9.26×10-4 5.82×10-4 5.82×10-4 平均官能基数 2.65 2.65 2.65 2.33 3.00 622LD含量(重量%) 39.2 29.1 39.2 56.3 0 平均分子量 2880 3880 2880 4010 2750 [Table 1]  Reference example 4 Reference example 5 Reference example 6 Reference example 7 Reference example 8 Prepolymer raw material  Polyester type A B C C B Polyester amount (part) 100 200 100 100 200 MDI usage amount (part) 75 75 75 75 75 622 LD usage amount (part) 113 113 113 226 0Generated prepolymer  Species D E F G H NCO Equivalent (eq / g) 9.26 x 10-Four 6.88 x 10-Four 9.26 x 10-Four 5.82 x 10-Four 5.82 x 10-Four  Average number of functional groups 2.65 2.65 2.65 2.33 3.00 622 LD content (wt%) 39.2 29.1 39.2 56.3 0 Average molecular weight 2880 3880 2880 4010 2750

【0056】《実施例1〜6》[ポリウレタン繊維の製
造] 下記の表2に示したポリエステルジオールおよびBDを
表2に示した割合で含む80℃に加熱した混合物および
50℃に加熱溶融したMDIを定量ポンプにより2軸押
出機に連続的に供給し、更に150℃に加熱した表2に
記載したピペリジン側鎖含有プレポリマー(プレポリマ
ーD〜G)をスタチックミキサーにより連続的に供給し
て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、カットしてポリウレタンペレ
ットを製造した。
Examples 1 to 6 [Production of Polyurethane Fiber] Mixtures containing polyester diol and BD shown in Table 2 below in the proportions shown in Table 2 and heated to 80 ° C. and MDI heated to 50 ° C. Was continuously fed to a twin-screw extruder by a metering pump, and the piperidine side chain-containing prepolymers (prepolymers D to G) shown in Table 2 heated to 150 ° C. were continuously fed by a static mixer. Continuous melt polymerization was performed, and the produced polyurethane was extruded into water in a strand shape and cut to produce polyurethane pellets.

【0057】上記のペレットを80℃で20時間真空乾
燥した後、通常の単軸押出機付紡糸機により、紡糸温度
235℃、紡糸速度500m/分、見掛ドラフト率84
7で、紡糸テンション0.08g/d、給糸速度差35
m/分で紡糸し、40デニール/1フィラメントのポリ
ウレタン原糸を得た。この原糸を80℃で48時間熟成
した後、上記した方法により強伸度、瞬間弾性回復率、
耐光性強度保持率および溶剤抽出性(溶剤抽出処理後の
耐光性強度保持率)を測定した。その結果を下記の表2
に示す。
After vacuum-drying the above pellets at 80 ° C. for 20 hours, a conventional spinning machine equipped with a single-screw extruder spins at a temperature of 235 ° C., spinning speed is 500 m / min, and apparent draft rate is 84.
7, spinning tension 0.08 g / d, yarn feeding speed difference 35
Spinning was performed at m / min to obtain a polyurethane raw yarn of 40 denier / 1 filament. After aging this raw yarn at 80 ° C. for 48 hours, the strength and elongation, instantaneous elastic recovery rate,
The light resistance strength retention rate and the solvent extractability (light resistance strength retention rate after the solvent extraction treatment) were measured. The results are shown in Table 2 below.
Shown in.

【0058】《実施例7〜8》[ポリウレタン繊維の製
造] 下記の表2に示したポリエステルジオールおよびBDを
表2に示した割合で含む80℃に加熱した混合物および
50℃に加熱溶融したMDIを定量ポンプにより2軸押
出機に連続的に供給して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
してポリウレタンペレットを製造した。
Examples 7 to 8 [Production of Polyurethane Fiber] A mixture containing polyester diol and BD shown in Table 2 below in the proportions shown in Table 2 and heated to 80 ° C. and MDI heated to 50 ° C. Was continuously supplied to a twin-screw extruder by a metering pump to perform continuous melt polymerization, and the produced polyurethane was extruded into water in a strand form and cut to produce polyurethane pellets.

【0059】上記のペレットを80℃で20時間真空乾
燥した後、2軸押出機により押出し、シリンダーの途中
から150℃に加熱された表2に示したピペリジン側鎖
含有プレポリマー(プレポリマーDまたはF)をスタチ
ックミキサーにより連続的に供給し、紡糸温度235
℃、紡糸速度500m/分、見掛ドラフト率847で、
紡糸テンション0.08g/d、給糸速度差35m/分
で紡糸し、40デニール/1フィラメントのポリウレタ
ン原糸を得た。この原糸を80℃で48時間熟成した
後、上記した方法により強伸度、瞬間弾性回復率、耐光
性強度保持率および溶剤抽出性(溶剤抽出処理後の耐光
性強度保持率)を測定した。その結果を下記の表2に示
す。
The above pellets were vacuum dried at 80 ° C. for 20 hours, then extruded by a twin-screw extruder and heated to 150 ° C. from the middle of the cylinder, and the piperidine side chain-containing prepolymer shown in Table 2 (prepolymer D or prepolymer D or F) is continuously fed by a static mixer, and the spinning temperature is 235
℃, spinning speed 500m / min, apparent draft rate 847,
Spinning was carried out with a spinning tension of 0.08 g / d and a yarn feeding speed difference of 35 m / min to obtain a polyurethane raw yarn of 40 denier / 1 filament. After aging this raw yarn for 48 hours at 80 ° C., the strength and elongation, the instantaneous elastic recovery rate, the light resistance strength retention rate and the solvent extractability (light resistance strength retention rate after the solvent extraction treatment) were measured by the methods described above. .. The results are shown in Table 2 below.

【0060】《比較例 1》[ポリウレタン繊維の製
造] プレポリマーとしてヒンダードピペリジン環を含まない
プレポリマーHを使用した他は実施例1と同様にしてポ
リウレタン繊維を製造して、その強伸度、瞬間弾性回復
率、耐光性強度保持率および溶剤抽出性(溶剤抽出処理
後の耐光性強度保持率)を測定した。その結果を下記の
表2に示す。
Comparative Example 1 [Production of Polyurethane Fiber] A polyurethane fiber was produced in the same manner as in Example 1 except that the prepolymer H containing no hindered piperidine ring was used as the prepolymer, and the strength and elongation thereof were increased. The instantaneous elastic recovery rate, light resistance strength retention rate and solvent extractability (light resistance strength retention rate after solvent extraction treatment) were measured. The results are shown in Table 2 below.

【0061】《比較例2〜3》[ポリウレタン繊維の製
造] プレポリマーを全く使用しなかった他は実施例1と同様
にしてポリウレタン繊維を製造して、その強伸度、瞬間
弾性回復率、耐光性強度保持率および溶剤抽出性(溶剤
抽出処理後の耐光性強度保持率)を測定した。その結果
を下記の表2に示す。
Comparative Examples 2 to 3 [Production of Polyurethane Fiber] Polyurethane fiber was produced in the same manner as in Example 1 except that the prepolymer was not used at all, and its strength and elongation, instantaneous elastic recovery rate, The light resistance strength retention rate and the solvent extractability (light resistance strength retention rate after the solvent extraction treatment) were measured. The results are shown in Table 2 below.

【0062】《比較例4〜5》[ポリウレタン繊維の製
造] プレポリマーDの代わりにLS−765をその配合量が
1.0重量%になるようにして2軸押出機により押出す
際に加えた他は実施例7と同様にしてポリウレタン繊維
を製造し、その強伸度、瞬間弾性回復率、耐光性強度保
持率および溶剤抽出性(溶剤抽出処理後の耐光性強度保
持率)を測定した。その結果を下記の表2に示す。
Comparative Examples 4 to 5 [Production of Polyurethane Fiber] LS-765 was added in place of the prepolymer D at a compounding amount of 1.0% by weight when extruded by a twin-screw extruder. Other than that, polyurethane fibers were produced in the same manner as in Example 7, and the strength and elongation, instantaneous elastic recovery rate, light resistance strength retention rate and solvent extractability (light resistance strength retention rate after solvent extraction treatment) were measured. .. The results are shown in Table 2 below.

【0063】[0063]

【表2】 [Table 2]

【0064】なお、上記表2において、実施例1〜8に
おける耐光安定剤含量(重量%)とは、ピペリジン側鎖
含有プレポリマーの形態でポリウレタン中に化学結合さ
れた622LDの割合を示す。上記表2の結果から、ピ
ペリジン側鎖含有プレポリマーを有機ジリイソシアネー
トの一部として使用したポリウレタンからなる本発明の
実施例1〜8の繊維は、耐光性強度保持率が極めて高く
耐光性に優れており、その優れた耐光性は溶剤抽出処理
後もほとんど低下しないことがわかる。これに対して、
ヒンダードアミン化合物を何ら加えていない比較例1〜
3のポリウレタン繊維は紫外線照射後の耐光性強度保持
率が極めて低く耐光性が劣っていることがわかる。ま
た、イソシアネート基や活性水素原子を持たない非反応
性のヒンダードアミン化合物を配合している比較例4〜
5では、溶剤抽出処理によってその耐光性が失われるこ
とがわかる。
In Table 2, the content of the light stabilizer in Examples 1 to 8 (% by weight) means the ratio of 622 LD chemically bonded to polyurethane in the form of a piperidine side chain-containing prepolymer. From the results in Table 2 above, the fibers of Examples 1 to 8 of the present invention, which are made of polyurethane using the piperidine side chain-containing prepolymer as a part of the organic diisocyanate, have extremely high light resistance strength retention ratio and excellent light resistance. Therefore, it can be seen that the excellent light resistance hardly deteriorates even after the solvent extraction treatment. On the contrary,
Comparative Examples 1 to 1 to which no hindered amine compound was added
It can be seen that the polyurethane fiber of No. 3 has a very low light resistance strength retention rate after ultraviolet irradiation and is inferior in light resistance. In addition, Comparative Examples 4 to 6 containing a non-reactive hindered amine compound having no isocyanate group or active hydrogen atom
In No. 5, the light resistance is lost by the solvent extraction treatment.

【0065】[0065]

【発明の効果】本発明のポリウレタン繊維は、日光、NO
xガス、自動車の排気ガス等の屋外暴露や塩素系漂白剤
等の化学物質との接触による黄変が極めて少なく、特に
耐光性が優れている。そして、本発明のポリウレタン繊
維では、ヒンダードアミン化合物がポリウレタンに化学
的に結合していることにより、ポリウレタン繊維表面へ
の耐光安定剤のブルーミング、溶融紡糸時や耐光安定剤
のポリウレタン原液への溶解時等で繊維化工程でのトラ
ブルがなく、水洗やドライクリーニングによってもその
耐光性が失われない。更に、本発明のポリウレタン繊維
は、ヒンダードピペリジン環がポリウレタンのソフトセ
グメントに側鎖としてペンダント状で結合されているか
ら、ポリウレタンの重合度が高く、弾性回復性、引張強
度、耐熱性等の物性に優れる。
EFFECT OF THE INVENTION The polyurethane fiber of the present invention is used in sunlight, NO
x Very little yellowing due to outdoor exposure to gas, automobile exhaust gas, etc., and contact with chemical substances such as chlorine bleach, and especially excellent light resistance. In the polyurethane fiber of the present invention, since the hindered amine compound is chemically bonded to the polyurethane, blooming of the light resistance stabilizer to the surface of the polyurethane fiber, melt spinning or dissolution of the light resistance stabilizer in the polyurethane stock solution, etc. Therefore, there is no trouble in the fiberizing process, and the light resistance is not lost even by washing with water or dry cleaning. Furthermore, the polyurethane fiber of the present invention has a hindered piperidine ring pendantly bonded to the polyurethane soft segment as a side chain, and therefore has a high degree of polymerization of polyurethane and has physical properties such as elastic recovery, tensile strength, and heat resistance. Excellent in

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 尾下 竜也 岡山県倉敷市酒津1621番地 株式会社クラ レ内 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Inventor Tatsuya Oshita 1621 Sakata, Kurashiki City, Okayama Prefecture Kuraray Co., Ltd.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 高分子ジオール、有機ジイソシアネート
および必要に応じて鎖伸長剤を使用して製造されたポリ
ウレタンからなる繊維であって、該ポリウレタンが、有
機ジイソシアネートの少なくとも一部として、2位およ
び6位が各々2個のアルキル基で置換されているピペリ
ジン環を含む基を側鎖にペンダント状で有している平均
分子量が1500以上で且つ平均イソシアネート基数が
1.8〜3のプレポリマー型有機ポリイソシアネートを
使用して製造されたものであることを特徴とするポリウ
レタン繊維。
1. A fiber comprising a polyurethane produced by using a polymeric diol, an organic diisocyanate, and optionally a chain extender, wherein the polyurethane is at least part of the organic diisocyanate in the 2- and 6-positions. A prepolymer-type organic compound having a piperidine ring-containing group in which each position is substituted with two alkyl groups in a pendant side chain, having an average molecular weight of 1500 or more and an average number of isocyanate groups of 1.8 to 3 A polyurethane fiber produced by using a polyisocyanate.
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