JPH05339817A - Polyurethane elastic fiber - Google Patents

Polyurethane elastic fiber

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JPH05339817A
JPH05339817A JP4176078A JP17607892A JPH05339817A JP H05339817 A JPH05339817 A JP H05339817A JP 4176078 A JP4176078 A JP 4176078A JP 17607892 A JP17607892 A JP 17607892A JP H05339817 A JPH05339817 A JP H05339817A
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polyurethane
hard segment
elastic fiber
polyester diol
diol
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通裕 石黒
Tatsuya Oshita
竜也 尾下
Koji Hirai
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Kuraray Co Ltd
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Abstract

PURPOSE:To obtain a polyurethane elastic fiber excellent in chlorine fastness and lightfastness and also excellent in all of elastic recovery, heat resistance and hot water resistance and capable of being dyed at high temperature and high pressure with a polyester fiber at the same time. CONSTITUTION:This polyurethane elastic fiber is obtained by melt spinning a polyurethane obtained by polymerizing a polycarbonate diol containing an organic diisocyanate (B), a chain extender (C) and >=30 mole % 3-methyl-1,5- pentane diol based on the total diol component, satisfying the following relation I and having 2300-5000 molecular weight (M). The polyurethane of the elastic fiber satisfies the following relations of (II) and (III). (I) 5.1 <= number of the total carbon/number of the ester bonds <= 5.35. (II) 54% <= content of long chain hard segments having >= 3 number of repeating units of (B) and (C) <=75%. (III) content retention ratio of the long chain hard segment at melt heating >=80%.

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、ポリエステル繊維の染
色条件である高温高圧染色が可能である耐熱水性に優れ
たポリウレタン弾性繊維に関する。すなわち、本発明の
ポリウレタン弾性繊維は従来のナイロン、綿との混用の
みならず、ポリエステル繊維との混用が可能である。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a polyurethane elastic fiber having excellent hot water resistance and capable of high temperature and high pressure dyeing which is a dyeing condition for polyester fiber. That is, the polyurethane elastic fiber of the present invention can be mixed not only with conventional nylon and cotton but also with polyester fiber.

【0002】[0002]

【従来の技術】ポリウレタン弾性繊維の製造法として
は、乾式紡糸法や湿式紡糸法、溶融紡糸法が知られてい
る。最近は、溶融紡糸法により得られるポリウレタン弾
性繊維が細デニル化が可能なこと、透明性が良好なこ
と、コストが低いことなどから注目され、生産量が伸び
ている。しかしながら、溶融紡糸法により得られるポリ
ウレタン弾性繊維は本質的な欠点として、乾式紡糸法に
より得られるポリウレタン弾性繊維に比べて、耐熱性、
耐熱水性に劣ることである。従って、この耐熱性と耐熱
水性の改良が溶融紡糸法により得られるポリウレタン弾
性繊維の大きな課題であった。本発明者らは、側鎖を有
するポリエステル傾向分子ジオールを用いた、耐熱性や
対熱水性に優れた溶融紡糸ポリウレタン弾性繊維を特開
平3−220311号公報に提案している。ここに記載
の弾性繊維はポリエステルジオールのカルボン酸成分と
してアゼライン酸やセバシン酸等を用いてエステル基濃
度を低くすることにより耐熱性、耐熱水性などの性能の
確保をはかったものであった。
2. Description of the Related Art As a method for producing a polyurethane elastic fiber, a dry spinning method, a wet spinning method, and a melt spinning method are known. Recently, polyurethane elastic fibers obtained by the melt-spinning method have been attracting attention because of their ability to be finely denilated, good transparency, and low cost, and the production volume has been increasing. However, the polyurethane elastic fiber obtained by the melt-spinning method has an essential drawback that heat resistance, compared with the polyurethane elastic fiber obtained by the dry spinning method,
It is inferior in hot water resistance. Therefore, improvement of this heat resistance and hot water resistance has been a major issue for polyurethane elastic fibers obtained by the melt spinning method. The inventors of the present invention have proposed in JP-A-3-220311 a melt-spun polyurethane elastic fiber having excellent heat resistance and hot water resistance, which uses a polyester-prone molecular diol having a side chain. The elastic fiber described herein was intended to secure heat resistance, hot water resistance and the like by lowering the ester group concentration by using azelaic acid, sebacic acid or the like as the carboxylic acid component of the polyester diol.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】上記のアゼライン酸や
セバシン酸を用いたポリエステル系ポリウレタンはそれ
なりに優れた性能を有してはいるが、これらの酸成分は
高価であり、得られる弾性繊維も高価なものとなり実用
上問題があった。本発明は、アジピン酸等のより安価な
酸成分を原料として、耐塩素性や耐光性に優れかつ弾性
回復性、耐熱性、耐熱水性のすべてに優れるとともに、
ポリエステル繊維と同時に高温高圧染色ができるポリウ
レタン弾性繊維を工業的に安定に提供することにある。
Although the above-mentioned polyester polyurethanes using azelaic acid and sebacic acid have some excellent performances, these acid components are expensive and the elastic fibers obtained are also expensive. It became expensive and there was a practical problem. The present invention uses a cheaper acid component such as adipic acid as a raw material, and has excellent chlorine resistance and light resistance and elastic recovery, heat resistance, and excellent hot water resistance,
It is to provide industrially stable polyurethane elastic fibers capable of dyeing at high temperature and high pressure at the same time as polyester fibers.

【0004】[0004]

【課題を解決するための手段】本発明は、ポリエステル
ジオール(A)、有機ジイソシアナート(B)および鎖伸長
剤(C)を重合して得られるポリウレタンよりなるポリウ
レタン弾性繊維であって、該ポリエステルジオール成分
(A)が下記(I)式を満足する分子量(M)が2300〜5
000のポリエステルジオールであり、かつその構成成
分であるジオールが、3−メチル−1、5−ペンタンジ
オールを全ジオール成分に対して30モル%以上含有す
るポリエステルジオールであり、さらに弾性繊維を構成
するポリウレタンが下記の(II)および(III)の関係式を
満足することを特徴とするポリウレタン弾性繊維であ
る。 5.1≦全炭素数/エステル結合数≦5.35 …………(I) (ここで全炭素数とは、ポリエステルジオールに含まれ
る炭素のうち、エステル結合に含まれる炭素を除いた残
りの炭素の合計数である) 54%≦長鎖ハードセグメント含有率≦75% …………(II) (ここで長鎖ハードセグメント含有率とは、弾性繊維を
構成するポリウレタンの(A)成分をアルカリ−メタノー
ル溶液で分解除去後、取り出した(B)および(C)から構
成される成分とそれらとウレタン結合で連結された(A)
の末端ジオール成分からなる全ハードセグメント構成成
分に対する、(B)と(C)の繰り返し単位数が3以上の長
鎖ハードセグメントの割合を示す) 長鎖ハードセグメント含有量の溶融加熱保持率≧80% …………(III) (ここで、長鎖ハードセグメント含有量の溶融加熱保持
率とは、弾性繊維を構成するポリウレタンを、230℃
で60分間溶融状態で混練りし、その前後の長鎖ハード
セグメント含有量の変化を保持率で示したものである)
The present invention relates to a polyurethane elastic fiber comprising polyurethane obtained by polymerizing polyester diol (A), organic diisocyanate (B) and chain extender (C). Polyester diol component
(A) satisfies the following formula (I) and has a molecular weight (M) of 2300 to 5
000 polyester diol, and the diol as a constituent thereof is a polyester diol containing 3-methyl-1,5-pentanediol in an amount of 30 mol% or more based on all diol components, and further constitutes an elastic fiber. The polyurethane elastic fiber is characterized in that the polyurethane satisfies the following relational expressions (II) and (III). 5.1 ≦ total carbon number / ester bond number ≦ 5.35 (I) (Here, the total carbon number is the remainder of the carbon contained in the polyester diol excluding the carbon contained in the ester bond. 54% ≤ long chain hard segment content ≤ 75% (II) (Here, the long chain hard segment content is the component (A) of the polyurethane that constitutes the elastic fiber. Was decomposed and removed with an alkali-methanol solution, and then taken out from the components composed of (B) and (C) and the components (A) linked to them with a urethane bond.
The ratio of the long chain hard segment in which the number of repeating units of (B) and (C) is 3 or more based on all the hard segment constituent components consisting of the terminal diol component of (4) Melt heat retention of long chain hard segment content ≧ 80 % ………… (III) (Here, the melt heating retention of the long-chain hard segment content is the polyurethane that constitutes the elastic fiber
Kneading in a molten state for 60 minutes and showing the change in the content of the long-chain hard segment before and after that by the retention rate)

【0005】弾性繊維を構成するポリウレタンの(A)、
(B)、(C)成分のうち、ハードセグメント構成成分は
(B)と(C)である。但し本発明におけるハードセグメン
トとは、弾性繊維を構成するポリウレタンを少量のテト
ラヒドロフラン(THF)で膨潤後、0.01NKOH
のメタノール溶液中で50℃、7日間の攪拌下に(A)成
分を完全に分解したのち、取り出した(B)および(C)か
ら構成されるウレタン結合を含む成分とそれらの末端イ
ソシアナート基が(A)成分の末端ジオールと反応してウ
レタン結合で連結された部分をも含むものである。即
ち、上記条件でのアルカリ分解後、有機ジイソシアナー
ト骨格およびそのウレタン結合を有する化合物をすべて
含むものである。また、長鎖ハードセグメント含有率と
は、そのようにして取り出した全ハードセグメントに対
する(B)と(C)からなる繰り返し単位数が3以上からな
る長鎖ハードセグメントの割合を言う。この割合が54
%以上かつ75%以下であることが重要である。54%
以下であると、耐熱性、耐熱水性、耐久性などの性能が
著しく劣る。75%以上になると耐熱性は向上するが、
伸度、弾性回復性が低くなり、さらに加工工程で多くの
問題を生じる。
Polyurethane (A) constituting the elastic fiber,
Of the components (B) and (C), the hard segment components are
(B) and (C). However, the hard segment in the present invention means that the polyurethane constituting the elastic fiber is swollen with a small amount of tetrahydrofuran (THF), and
After completely decomposing the component (A) in a methanol solution of 50 ° C. under stirring for 7 days, the component containing the urethane bond composed of the components (B) and (C) and their terminal isocyanate groups are taken out. Includes a portion which reacts with the terminal diol of the component (A) and is linked by a urethane bond. That is, it includes all compounds having an organic diisocyanate skeleton and its urethane bond after alkali decomposition under the above conditions. The long-chain hard segment content means the ratio of long-chain hard segments consisting of 3 or more repeating units of (B) and (C) to all the hard segments thus extracted. This ratio is 54
% And 75% or less is important. 54%
If it is below, the performance such as heat resistance, hot water resistance, and durability is significantly deteriorated. If it exceeds 75%, the heat resistance will improve,
Elongation and elastic recovery are low, and many problems occur in the processing process.

【0006】また、長鎖ハードセグメント含有量の溶融
加熱保持率とは、弾性繊維を構成するポリウレタンを脱
水後、ラボプラストミル(東洋精機社製)で230℃で
60分間、溶融状態で混練りし、その前後のポリウレタ
ンについて上記のアルカリ分解法により長鎖ハードセグ
メント含有量を求め、その変化を保持率で示したもので
ある。
[0006] Further, the melt heating retention of the long chain hard segment content means that after the polyurethane constituting the elastic fiber is dehydrated, it is kneaded in a molten state for 60 minutes at 230 ° C with a Labo Plastomill (manufactured by Toyo Seiki Co., Ltd.). The long-chain hard segment content of the polyurethane before and after that was determined by the above-mentioned alkali decomposition method, and the change was shown as a retention rate.

【0007】弾性繊維の耐熱性、耐熱水性を確保するた
めには、ポリウレタンのハードセグメントの含有量を多
くすることが必要であるが、特に長鎖ハードセグメント
含有量が重要である。同時に、溶融紡糸中において長鎖
ハードセグメント含有量が減少しにくいことが要求され
る。長鎖ハードセグメントの溶融加熱保持率が80%よ
り低い弾性繊維では、ポリウレタンのハードセグメント
含有量を増大することにより長鎖ハードセグメント含有
量を54%以上にしても、耐熱性、耐熱水性が劣るだけ
でなく、固くて伸度が低くかつ弾性回復性が劣り、糸品
質がばらつくことを見出だした。特に、弾性糸を200
%伸長した状態で130℃で30分熱水処理した後の残
留応力Rを0.0075g/dr以上にし、耐熱水性およ
び耐熱性を確保するためには、長鎖ハードセグメント含
有率が少なくとも54%以上必要であり、かつ長鎖ハー
ドセグメント含有量の溶融加熱保持率が80%以上であ
ることが重要である。
In order to secure the heat resistance and hot water resistance of the elastic fiber, it is necessary to increase the content of the hard segment of polyurethane, but the content of the long chain hard segment is particularly important. At the same time, it is required that the long-chain hard segment content does not easily decrease during melt spinning. With elastic fibers having a long-chain hard segment retention of less than 80% by melting and heating, the heat resistance and hot water resistance are inferior even if the long-chain hard segment content is increased to 54% or more by increasing the hard segment content of polyurethane. In addition, they found that the yarn quality was stiff, had low elongation and poor elastic recovery, and the yarn quality varied. Especially, the elastic thread is 200
% In order to ensure the hot water resistance and the heat resistance after the residual stress R after hot water treatment at 130 ° C. for 30 minutes at 0.0075 g / dr or more, the long chain hard segment content is at least 54%. It is important that the melt heating retention of the long-chain hard segment content is 80% or more.

【0008】本発明の(II)、(III)の関係式達成の一つ
の手段として、該ポリエステルジオールのウレタン化反
応速度定数があり、ポリエステルジオールと4,4'−ジ
フェニルメタンジイソシアナート(MDI)との90℃
でのみかけの反応速度定数(k)が重要である。長鎖ハー
ドセグメント含有率および長鎖ハードセグメント含有量
の溶融加熱保持率は、ポリエステルジオール中のエステ
ル結合濃度とポリエステルジオールのMDIとのみかけ
の反応速度定数(k)によって決まる。
As one means for achieving the relational expressions (II) and (III) of the present invention, there is a urethane formation reaction rate constant of the polyester diol, and the polyester diol and 4,4'-diphenylmethane diisocyanate (MDI) 90 ℃ with
The apparent reaction rate constant (k) is important. The long-chain hard segment content and the melt heating retention of the long-chain hard segment content are determined by the ester bond concentration in the polyester diol and the apparent reaction rate constant (k) of MDI of the polyester diol.

【0009】即ち、ポリウレタンの原料であるポリエス
テルジオールを製造する際に使用した触媒の失活が完全
でないと、高温での溶融滞留により、ポリウレタンの長
鎖ハードセグメント含有量が経時的に減少し、それと共
に耐熱性、耐熱水性が低下していくことを認めた。そこ
で、ポリエステルジオール製造時に使用された触媒を十
分に失活し、ポリエステルジオールと4,4'−ジフェニ
ルメタンジイソシアナートとのみかけの反応速度定数
(k)と、ポリエステルジオールの分子量(M)とが、関係
式 0<k≦0.0000588M−0.035 …………(IV) を満足するポリエステルジオールを用いることにより、
ポリウレタン重合〜紡糸時の溶融滞留時間が60分以上
の長時間になっても、弾性糸の品質・性能が安定化する
ことを見いだした。これによって、糸斑、糸切れも非常
に少なくなり、かつ耐熱性、耐熱水性が改良され、弾性
繊維の加工時における耐高温加工性、分散染料による高
温染色安定性等が改良され、総合的な糸品位が大きく向
上した。これにより、ポリエステルと混用可能な弾性繊
維を工業的規模で安定に製造することが可能になった。
関係式(IV)を満足しないポリエステルジオールを使用し
たポリウレタンは、溶融紡糸後に長鎖ハードセグメント
含有率が低下し、耐熱性、耐熱水性が低下する。
That is, if the catalyst used in the production of the polyester diol, which is a raw material for polyurethane, is not completely deactivated, the long-chain hard segment content of the polyurethane decreases with time due to melt retention at high temperature, At the same time, it was confirmed that the heat resistance and hot water resistance were decreasing. Therefore, the catalyst used during the production of the polyester diol was sufficiently deactivated, and the apparent reaction rate constant between the polyester diol and 4,4'-diphenylmethane diisocyanate
By using a polyester diol in which (k) and the molecular weight (M) of the polyester diol satisfy the relational expression 0 <k ≦ 0.0000588M-0.035 (IV),
It was found that the quality and performance of the elastic yarn are stabilized even when the melt residence time during polyurethane polymerization to spinning is a long time of 60 minutes or more. As a result, yarn unevenness and yarn breakage are greatly reduced, heat resistance and hot water resistance are improved, high-temperature processability during elastic fiber processing, high-temperature dyeing stability due to disperse dyes, etc. are improved, and overall yarn The quality is greatly improved. This has made it possible to stably produce elastic fibers that can be mixed with polyester on an industrial scale.
A polyurethane using a polyester diol that does not satisfy the relational expression (IV) has a low long-chain hard segment content after melt spinning, and has poor heat resistance and hot water resistance.

【0010】さらに上記の効果が明確にかつ顕著に発現
されるためには、みかけの反応速度定数の低下と共にポ
リエステルジオールの分子量が2300〜5000であ
り、そのエステル結合濃度が本発明の範囲内にあるこ
と、即ち、(I)式を満足することおよびその構成成分で
あるジオールが3−メチル−1、5−ペンタンジオール
を全ジオール成分に対して30モル%以上含有するポリ
エステルジオールであることが重要であることも明確に
なった。3−メチル−1、5−ペンタンジオールが全ジ
オール成分に対して30モル%より少なくなると、伸度
及び低温での弾性回復性が低下する。
In order for the above effects to be clearly and remarkably exhibited, the apparent reaction rate constant is lowered and the molecular weight of the polyester diol is 2300 to 5000, and the ester bond concentration thereof is within the range of the present invention. That is, that is, that the formula (I) is satisfied and that the diol as a constituent component thereof is a polyester diol containing 3-methyl-1,5-pentanediol in an amount of 30 mol% or more based on all diol components. It became clear that it was important. If the content of 3-methyl-1,5-pentanediol is less than 30 mol% based on the total diol components, the elongation and the elastic recovery property at low temperature decrease.

【0011】なお、ウレタン化反応速度は水酸基とイソ
シアナート基のそれぞれの濃度の一次に比例する。従っ
て、本発明におけるみかけの反応速度定数の決定法は、
ポリエステルジオールとMDIを3:1のモル比で仕込
み、90℃に保ちながら攪拌し時間経過とともに反応物
の一部をとり、1/100規定ジ−n−ブチルアミンの
DMF溶液を一定量加えて溶解後、1/100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
して中和滴定を行うことによりイソシアナート基の残存
量を求め、下記のみかけの2次反応速度定数を求める式
に従って計算した。 [1/(a−b)]・ln[b(a−x)/a(b−
x)]=kt k:反応速度定数 t:反応時間(分) a:[OH]初濃度 b:[NCO]初濃度 x:tにおける[NHCOO]濃度
The urethanization reaction rate is linearly proportional to the respective concentrations of hydroxyl groups and isocyanate groups. Therefore, the method for determining the apparent reaction rate constant in the present invention is
Polyester diol and MDI were charged in a molar ratio of 3: 1 and stirred at 90 ° C. with stirring to take a part of the reaction product, and a certain amount of 1 / 100N di-n-butylamine DMF solution was added to dissolve it. After that, the residual amount of the isocyanate group was determined by performing neutralization titration with a methanol solution of 1/100 N hydrochloric acid using bromphenol blue as an indicator, and the following apparent second-order reaction rate constant was calculated according to the equation. [1 / (a-b)] · ln [b (a-x) / a (b-
x)] = kt k: Reaction rate constant t: Reaction time (minutes) a: [OH] initial concentration b: [NCO] initial concentration x: [NHCOO] concentration at t

【0012】ポリエステルジオールのみかけの反応速度
定数を小さくする方法として、例えば、ポリエステルジ
オールに対し1.0〜4.0%の水を加え80〜150℃
で約2時間攪拌する、100℃〜150℃で水蒸気を通
して攪拌するなどによって行うことができる。
As a method for reducing the apparent reaction rate constant of polyester diol, for example, water of 1.0 to 4.0% is added to polyester diol at 80 to 150 ° C.
It can be performed by stirring for about 2 hours, stirring at 100 ° C. to 150 ° C. through steam, or the like.

【0013】また、これらのポリエステルジオールの分
子量は、耐熱性と耐熱水性を向上させるために2300
以上が好ましく、伸度、弾性回復性、紡糸性などからは
5000以下が好ましく、より好ましくは4000以下
である。
The molecular weight of these polyester diols is 2300 in order to improve heat resistance and hot water resistance.
The above is preferable, and 5000 or less is more preferable, and 4000 or less is more preferable from the viewpoint of elongation, elastic recovery, spinnability and the like.

【0014】本発明で用いるポリエステルジオールは、
式 −O−R1−O− (式中R1は2価の有機基を表す)で示されるジオール
単位、および式
The polyester diol used in the present invention is
A diol unit represented by the formula: —O—R 1 —O— (wherein R 1 represents a divalent organic group);

【化1】 (式中R2は2価の有機基を表す)で示されるジカルボ
ン酸単位からなるポリエステルジオールである。
[Chemical 1] (Wherein R 2 represents a divalent organic group) is a polyester diol having a dicarboxylic acid unit.

【0015】耐熱性、耐熱水性、耐寒性、弾性回復性及
び長鎖ハードセグメント含有量の溶融加熱保持率を向上
させるためには、上記のジオール単位として、3−メチ
ル−1,5−ペンタンジオールが30モル%以上である
ことが必要である。3−メチル−1,5−ペンタンジオ
ールとともに用いられるジオールとしては、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、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−デカンジオールなどの炭素数4〜11のジオ
ールが挙げられる。
In order to improve heat resistance, hot water resistance, cold resistance, elastic recovery property, and melting heat retention of the long-chain hard segment content, 3-methyl-1,5-pentanediol is used as the above diol unit. Is required to be 30 mol% or more. As the diol used together with 3-methyl-1,5-pentanediol, 1,4-butanediol, 1,5-pentanediol, neopentyl glycol, 1,6-hexanediol, 1,7-heptanediol, 1 , 8-octanediol, 2-methyl-1,8-octanediol, 1,9-nonanediol,
Examples thereof include diols having 4 to 11 carbon atoms such as 1,10-decanediol.

【0016】上記ジカルボン酸単位を与える化合物とし
ては脂肪族ジカルボン酸が好ましく、特にアジピン酸が
好ましい。50モル%以下であれば炭素数5〜12の飽
和脂肪族または芳香族ジカルボン酸などのジカルボン酸
を共重合しても何等差し支えない。具体的には、グルタ
ル酸、ピメリン酸、スベリン酸、アゼライン酸、セバシ
ン酸、デカンジカルボン酸、イソフタル酸、テレフタル
酸などがある。いずれにしても、ジオールの組み合わせ
については、 5.1≦全炭素数/エステル結合数≦5.35 の範囲にあることが必須であり、5.1より小さいと耐
熱性、耐熱水性の低下が大きく、5.35より大きい
と、低温での弾性回復性、伸度、紡糸性が非常に低下し
糸切れが多発する。好ましくは 5.2≦全炭素数/エ
ステル結合数≦5.3である。
Aliphatic dicarboxylic acids are preferred as the compound giving the dicarboxylic acid unit, and adipic acid is particularly preferred. If it is 50 mol% or less, there is no problem even if a dicarboxylic acid such as a saturated aliphatic or aromatic dicarboxylic acid having 5 to 12 carbon atoms is copolymerized. Specific examples thereof include glutaric acid, pimelic acid, suberic acid, azelaic acid, sebacic acid, decanedicarboxylic acid, isophthalic acid and terephthalic acid. In any case, it is essential that the combination of diols is in the range of 5.1 ≦ total carbon number / ester bond number ≦ 5.35, and if it is less than 5.1, heat resistance and hot water resistance are deteriorated. When it is larger than 5.35, the elastic recovery property at low temperature, the elongation and the spinnability are extremely deteriorated and the yarn breaks frequently. Preferably, 5.2 ≦ total carbon number / ester bond number ≦ 5.3.

【0017】ポリエステルジオールとして2種類以上の
ポリエステルジオールを用いる場合には、ポリエステル
ジオールを混合して用いる場合の外、それぞれのポリエ
ステルジオールを用いて別々に重合したポリウレタンを
混合して用いる場合も本発明の範囲に含むものである。
When two or more types of polyester diols are used as the polyester diol, the present invention is applicable not only when the polyester diols are mixed but also when the polyurethanes separately polymerized using the respective polyester diols are mixed and used. It is included in the range of.

【0018】本発明で使用されるポリエステルジオール
は、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、即ち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。
The polyester diol used in the present invention can be obtained, for example, by a method similar to the known method used in the production of polyethylene terephthalate or polybutylene terephthalate, that is, transesterification or direct esterification followed by melt polycondensation reaction. It can be manufactured.

【0019】本発明において使用される適当な有機ジイ
ソシアナートとしては、芳香族、脂肪族もしくは脂環族
ジイソシアナートが挙げられ、具体的には4,4'−ジフ
ェニルメタンジイソシアナート、p−フェニレンジイソ
シアナート、トルイレンジイソシアナート、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ソシアナート、イソホロンジイ
ソシアナート、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以下のジイソシアナートが
例示される。好ましくは、4,4'−ジフェニルメタンジ
イソシアナートである。
Suitable organic diisocyanates used in the present invention include aromatic, aliphatic or alicyclic diisocyanates, specifically 4,4'-diphenylmethane diisocyanate, p- Molecular weight of phenylene diisocyanate, toluylene diisocyanate, 1,5-naphthylene diisocyanate, xylylene diisocyanate, hexamethylene diisocyanate, isophorone diisocyanate, 4,4'-dicyclohexylmethane diisocyanate, etc. 500 or less The diisocyanate of is illustrated. Preferred is 4,4'-diphenylmethane diisocyanate.

【0020】また、本発明において、使用される鎖伸長
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、即ちイソシアナートと反応しうる水素原子を少なく
とも2個含有する分子量400以下の低分子化合物、例
えばエチレングリコール、1,4−ブタンジオール、プ
ロピレングリコール、1,6−ヘキサンジオール、3−
メチル−1,5−ペンタンジオール、1,4−ビス(2−
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が挙げ
られる。これらの鎖伸長剤は単独でまたは、2種以上を
混合して使用しても良い。最も好ましい鎖伸長剤は、
1,4−ブタンジオールおよび/または1,4−ビス(2
−ヒドロキシエトキシ)ベンゼンである。
The chain extender used in the present invention is a chain growth agent commonly used in the polyurethane industry, that is, a low molecular weight compound having a molecular weight of 400 or less and containing at least two hydrogen atoms capable of reacting with an isocyanate, for example, Ethylene glycol, 1,4-butanediol, propylene glycol, 1,6-hexanediol, 3-
Methyl-1,5-pentanediol, 1,4-bis (2-
Examples thereof include diols such as hydroxyethoxy) benzene, 1,4-cyclohexanediol, bis- (β-hydroxyethyl) terephthalate and xylylene glycol. These chain extenders may be used alone or in admixture of two or more. The most preferred chain extender is
1,4-butanediol and / or 1,4-bis (2
-Hydroxyethoxy) benzene.

【0021】ポリエステルジオール、有機ジイソシアナ
ートおよび鎖伸長剤を重合してポリウレタンを製造する
方法に関しては、公知のウレタン化反応の技術を採用す
ることもできる。本発明者らの研究によれば、なかで
も、実質的に不活性溶媒の不存在下で溶融重合すること
が好ましく、特に、多軸スクリュー型押出機を用いる連
続溶融重合が好ましいことが判明した。本発明に用いる
ポリウレタンは、実質的に、(a)ポリエステルジオー
ルから分子両末端の水酸基中の2個の水素原子が除かれ
た形の2価の構造単位、
Regarding the method for polymerizing the polyester diol, the organic diisocyanate and the chain extender to produce polyurethane, a known urethanization reaction technique can be adopted. According to the research conducted by the present inventors, among others, it is preferable that the melt polymerization is carried out in the substantially absence of an inert solvent, and particularly, the continuous melt polymerization using a multi-screw extruder is preferable. .. The polyurethane used in the present invention is substantially composed of (a) a polyester diol, a divalent structural unit in which two hydrogen atoms in hydroxyl groups at both terminals of the molecule are removed,

【0022】(b)有機ジイソシアナートに由来する一
般式
(B) General formula derived from organic diisocyanate

【化2】 (式中、R3は2価の有機基である。)で示される構造
単位、(c)鎖伸長剤の分子両末端の有機ジイソシアナ
ートと反応し得る2個の水素原子が除かれた形の2価の
構造単位よりなりる。ここで、該(a)と(c)の構造
単位は(b)の構造単位とウレタン結合を形成してお
り、また、(b)の構造単位の一部は他の(b)の構造
単位の一部とアロハナート結合を形成している場合があ
るものと考えられる。
[Chemical 2] (In the formula, R 3 is a divalent organic group.) Two hydrogen atoms capable of reacting with the organic diisocyanate at both ends of the molecule of the chain extender (c) are removed. It consists of a divalent structural unit of shape. Here, the structural units of (a) and (c) form a urethane bond with the structural unit of (b), and some of the structural units of (b) are other structural units of (b). It is considered that there is a case in which an alohanate bond is formed with a part of.

【0023】このようにして得られるポリウレタンは、
一度ペレット化したのち溶融紡糸するか、あるいは、溶
融重合して得られるポリウレタンを溶融状態のまま直接
紡糸口金を通して紡糸する方法が採用しうる。紡糸安定
性の点からは重合直結紡糸が好ましい。本発明のポリウ
レタン弾性繊維を溶融紡糸により得る場合、紡糸温度は
250℃以下、より好ましくは、200℃以上235℃
以下で紡糸することが実際的である。
The polyurethane thus obtained is
A method in which pelletization is performed once and then melt spinning is performed, or a polyurethane obtained by melt polymerization is directly spun through a spinneret in a molten state can be adopted. From the viewpoint of spinning stability, polymerization direct binding spinning is preferable. When the polyurethane elastic fiber of the present invention is obtained by melt spinning, the spinning temperature is 250 ° C or lower, more preferably 200 ° C or higher and 235 ° C.
It is practical to spin below.

【0024】このようにして得られたポリウレタン弾性
糸は実際の使用に際してはそのまま裸糸として使用され
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
ル繊維など従来公知の繊維をあげることができるが、な
かでも本発明ではポリエステル繊維が用いられる。
The polyurethane elastic yarn thus obtained is used as it is as a bare yarn in actual use, or is covered with another fiber to be used as a coated yarn. As the other fiber, conventionally known fibers such as polyamide fiber, wool, cotton and polyester fiber can be mentioned. Among them, polyester fiber is used in the present invention.

【0025】また、本発明のポリウレタン弾性繊維は、
染着タイプの分散染料を0.01重量%以上含有したも
のも含まれるものである。分散染料を含有させる方法と
して、例えばポリウレタン弾性繊維をポリエステル繊維
と混用加工し、分散染料を用いて110〜130℃で染
色することによっても得られる。また本発明のポリウレ
タン弾性繊維は110〜130℃で染色しても、ポリウ
レタン弾性繊維が切断せず、耐熱性や耐熱水性が良好で
あり、良好な伸縮性が残る画期的な素材である。さらに
本発明のポリウレタン弾性繊維は、分散染料で淡色ある
いは濃色に染めた場合でも、染色堅牢性が非常に優れる
という大きな特徴を有する。
Further, the polyurethane elastic fiber of the present invention is
It also includes those containing 0.01% by weight or more of a dyeing type disperse dye. As a method of containing a disperse dye, for example, polyurethane elastic fiber may be mixed with polyester fiber and dyed with a disperse dye at 110 to 130 ° C. Further, the polyurethane elastic fiber of the present invention is an epoch-making material in which the polyurethane elastic fiber does not cut even when dyed at 110 to 130 ° C., has good heat resistance and hot water resistance, and retains good elasticity. Further, the polyurethane elastic fiber of the present invention has a great feature that the dyeing fastness is very excellent even when dyed with a disperse dye in a light color or a dark color.

【0026】次に本発明に使用する分散染料について述
べる。分散染料を使用するのは、共用する他繊維との同
色性を得るためであり、目むき防止や色の再現性を高め
るためである。分散染料としてはキノン系とアゾ系が知
られている。本発明に用いる染着タイプの分散染料と
は、本発明に用いられている任意の1種のポリウレタン
弾性糸を2%owfで130℃で60分染色した時に染着
した染料が還元洗浄を行った後水洗、乾燥後、40重量
%以上(重量減少から測定)以上残る染料である。
Next, the disperse dye used in the present invention will be described. The disperse dye is used in order to obtain the same color property as that of the other fibers that are commonly used, and to prevent blinding and improve color reproducibility. Quinone type and azo type are known as disperse dyes. The dyeing type disperse dye used in the present invention means that any one kind of polyurethane elastic yarn used in the present invention is dyed with 2% owf at 130 ° C. for 60 minutes for reduction washing. After being washed with water and dried, 40% by weight or more (measured from weight loss) of the dye remains.

【0027】すなわち、任意の1種のポリウレタン弾性
糸については、その弾性糸について染色を試み、染着タ
イプの分散染料であるか否かを判別する。 還元洗浄条件 ハイドロサルファイド 3g/l ソーダ灰 2g/l アミラジン 1g/l 浴 比 1:30 温 度 80℃×20分
That is, for any one type of polyurethane elastic yarn, dyeing is performed on the elastic yarn to determine whether it is a dyeing type disperse dye. Reduction cleaning conditions Hydrosulfide 3g / l Soda ash 2g / l Amylazine 1g / l Bath ratio 1:30 Temperature 80 ° C x 20 minutes

【0028】現在市販されている溶融紡糸法によるポリ
ウレタン弾性糸は110℃以上の高温高圧染色に耐える
ものがなく、少なくとも110℃以上の高温高圧染色が
必要なポリエステルとの共用は不可能である。また、1
10℃未満では十分な濃色化は困難であったり染色堅牢
性が不良であったりする。110℃以上の高温高圧染色
に耐えるものが無いとは110℃以上の高温高圧染色で
溶断したり、伸縮性が無くなることを言う。この点、本
発明のエステル系ポリウレタン弾性繊維は前述のごとく
110℃〜130℃の高温高圧染色が可能であり、従っ
て、染色堅牢性が非常に優れるという大きな複合効果を
見出だした。
Polyurethane elastic yarns obtained by the melt spinning method which are currently on the market have no resistance to high temperature and high pressure dyeing at 110 ° C. or higher, and cannot be used together with polyester which requires high temperature and high pressure dyeing at least 110 ° C. or higher. Also, 1
If the temperature is lower than 10 ° C, it is difficult to sufficiently darken the color or the dyeing fastness is poor. Nothing that can withstand high-temperature and high-pressure dyeing at 110 ° C. or higher means that the high-temperature and high-pressure dyeing at 110 ° C. or higher causes melting and loss of stretchability. In this respect, the ester polyurethane elastic fiber of the present invention is capable of high temperature and high pressure dyeing at 110 ° C. to 130 ° C. as described above, and thus has found a great combined effect that dyeing fastness is extremely excellent.

【0029】本発明のポリウレタン弾性繊維は、従来ポ
リウレタン弾性糸と混用が出来なかったポリエステル繊
維との混用を可能とし、高温で染色できるポリエステル
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
レタン弾性糸よりなる布帛となしうるのである。これら
の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−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−ション、肌
着。 雑品;パンティストッキング、靴下、サポ−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ット、一体成形加工用カー
シート地糸、ロボットアーム用金属被覆糸。
The polyurethane elastic fiber of the present invention makes it possible to mix polyester elastic fibers which could not be mixed with conventional polyurethane elastic yarns, and is coated with polyester fibers which can be dyed at high temperature, and a cloth composed of polyester fibers and polyurethane elastic yarns. Can be done. The fields of application in these industries include the following. For clothing; swimwear, ski wear, cycling wear, leotards, lingerie, foundation, underwear. Miscellaneous goods: pantyhose, socks, supporters, hats, gloves, power nets, bandages. Non-clothing; gut for tennis racket, car seat ground yarn for integral molding, metal coated yarn for robot arm.

【0030】[0030]

【実施例】以下、実施例により本発明を詳細に説明す
る。なお、実施例中の長鎖ハードセグメント含有率およ
び長鎖ハードセグメント含有量の溶融加熱保持率、耐熱
水性(応力=R)、瞬間弾性回復率比は、以下の方法に
より測定した。
The present invention will be described in detail below with reference to examples. The long-chain hard segment content, the melt heating retention rate of the long-chain hard segment content, the hot water resistance (stress = R), and the instantaneous elastic recovery rate ratio in the examples were measured by the following methods.

【0031】o長鎖ハードセグメント含有率 弾性糸2gをn−へキサン50mlで2時間、超音波洗浄
し乾燥した後、その弾性糸1.50gを精秤し、THF
5mlを加え、サンプルを膨潤させる。2時間後、0.0
1規定KOHのメタノール溶液25mlを加え、50℃、
5日間の攪拌下にポリエステルジオールを完全に分解す
る。分解後、50℃2時間以内で溶媒を蒸発除去し、さ
らに1000mlの水に入れたのち、析出したハードセグ
メントを濾紙で濾過する。このようにして取り出したハ
ードセグメントをGPCで分析し、全ハードセグメント
に対する長鎖ハードセグメント(有機ジイソシアナート
と鎖伸長剤からなる繰り返し単位が3以上のハードセグ
メント)の含有率(GPCピーク面積分率)の割合を求
める。
O Long-chain hard segment content 2 g of elastic yarn was ultrasonically washed with 50 ml of n-hexane for 2 hours and dried, and then 1.50 g of the elastic yarn was precisely weighed and THF was added.
Swell the sample by adding 5 ml. 2 hours later, 0.0
Add 25 ml of 1N KOH in methanol and
The polyester diol is completely decomposed under stirring for 5 days. After the decomposition, the solvent is removed by evaporation within 2 hours at 50 ° C., the mixture is further put into 1000 ml of water, and the precipitated hard segment is filtered with a filter paper. The thus-obtained hard segment was analyzed by GPC, and the content of the long-chain hard segment (hard segment having 3 or more repeating units consisting of an organic diisocyanate and a chain extender) to all the hard segments (GPC peak area content) Rate).

【0032】oハードセグメントのGPC分析法 上記方法で取り出したハードセグメントを十分乾燥後均
一にし、その0.0200gを秤取し、NMP2.0ml、
THF6.0mlを加えて溶解する。GPCの測定に以下
の機器およびカラムを用いた。 島津高速液体クロマトグラフ LC−9A 島津カラムオーブン CTO−6A(40℃) 島津高速液体クロマトグラフ用示差屈折計検出器 RI
D−6A 島津クロマトパック C−R4A カラム Shodex GPC KF−802 Shodex GPC KF−802.5 サンプル20μl(インジェクタで調整)を測定し、媒
体(THF)の流量は1.0ml/minとした。測定後の解
析には、溶出曲線とベースライン間の面積を求め、分離
が完全でないピークについては、図1のように垂直分割
して処理する。鎖伸張剤あるいは有機ジイソシアネート
として2種類以上を混合して用いたときには、各ピーク
にショルダー部を生じる場合があるが、通常、ピークの
分割処理には支障ない。
O GPC analysis method of hard segment The hard segment taken out by the above method was thoroughly dried and homogenized, and 0.0200 g thereof was weighed out, and NMP of 2.0 ml,
Dissolve by adding 6.0 ml of THF. The following instruments and columns were used for GPC measurement. Shimadzu High Performance Liquid Chromatograph LC-9A Shimadzu Column Oven CTO-6A (40 ° C) Shimadzu High Performance Liquid Chromatograph Differential Refractometer Detector RI
D-6A Shimadzu Chromatopack C-R4A column Shodex GPC KF-802 Shodex GPC KF-802.5 20 μl sample (adjusted by injector) was measured, and the flow rate of the medium (THF) was 1.0 ml / min. In the analysis after the measurement, the area between the elution curve and the baseline is obtained, and the peaks that are not completely separated are vertically divided and processed as shown in FIG. When two or more kinds of chain extenders or organic diisocyanates are mixed and used, a shoulder portion may occur at each peak, but usually the peak dividing treatment is not hindered.

【0033】o長鎖ハードセグメント含有量の溶融加熱
保持率 長鎖ハードセグメント含有量の溶融加熱保持率とは、弾
性繊維100gを5000ccのn−ヘキサンで10分間
超音波洗浄後、そのポリウレタン弾性糸90gを90℃
24時間真空で乾燥脱水後、窒素雰囲気下、ラボプラス
トミル(東洋精機社製)で、230℃で60分間、溶融
状態で混練りし、混練り前後のポリウレタンを、前記と
同様のアルカリ分解法によりハードセグメントを取り出
し、そのうちの繰り返し単位数3以上の長鎖ハードセグ
メント含有量の変化を保持率で示したものである。
O Melting heat retention of long chain hard segment content The melting heat retention of long chain hard segment content means the polyurethane elastic yarn obtained by ultrasonically washing 100 g of elastic fiber with 5000 cc of n-hexane for 10 minutes. 90 g to 90 ° C
After drying and dehydration in a vacuum for 24 hours, the mixture was kneaded in a molten state at 230 ° C. for 60 minutes in a Labo Plastomill (manufactured by Toyo Seiki Co., Ltd.) under a nitrogen atmosphere, and the polyurethane before and after kneading was treated with the same alkali decomposition method as above. The hard segment was taken out according to, and the change in the content of the long-chain hard segment having the number of repeating units of 3 or more is shown by the retention rate.

【0034】o耐熱水性 試料(弾性糸)を木枠を使用し200%伸長した状態で
130℃で30分熱水処理し、200%伸長のままの応
力をインストロンを使用して測定。その応力をRで示し
た。
O Hot water resistance A sample (elastic yarn) was subjected to hot water treatment at 130 ° C for 30 minutes in a state of being stretched by 200% using a wooden frame, and the stress as it was stretched at 200% was measured using an Instron. The stress is indicated by R.

【0035】o瞬間弾性回復率比 −10℃および20℃における200%伸長後の瞬間弾
性回復率をそれぞれ求め、その比を求めた。瞬間弾性回
復性とは、200%伸長後2分間保持し、応力を除去し
た直後の戻り性を意味する(JIS L−1096を応
用した)。 瞬間弾性回復率=100×[nl−(l'−l)]/n
l (nは伸長比。l:初期長さ、l':応力除去後の長
さ。伸長、除重速度は500mm/min) 瞬間弾性回復率比=−10℃での瞬間弾性回復率/20
℃での瞬間弾性回復率
O Instantaneous elastic recovery rate ratio The instantaneous elastic recovery rates after 200% elongation at -10 ° C and 20 ° C were obtained, and the ratios were obtained. Instantaneous elastic recovery means a reversion property immediately after removing stress by holding for 200 minutes after 200% elongation (applied JIS L-1096). Instantaneous elastic recovery rate = 100 × [nl− (l′−l)] / n
l (n is elongation ratio, l: initial length, l ': length after stress removal, elongation and unloading speed is 500 mm / min) Instantaneous elastic recovery ratio ratio = instantaneous elastic recovery at -10 ° C / 20
Instantaneous elastic recovery at ℃

【0036】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表1の通りである。
The compounds used are indicated by abbreviations, and the relationship between abbreviations and compounds is as shown in Table 1.

【表1】 略号 化合物 EG エチレングリコール BD 1,4−ブタンジオール HD 1,6−ヘキサンジオール MPD 3−メチル−1,5−ペンタンジオール AD アジピン酸 MDI 4,4'−ジフェニルメタンジイソシアナート [Table 1] Abbreviation Compound EG Ethylene glycol BD 1,4-butanediol HD 1,6-hexanediol MPD 3-Methyl-1,5-pentanediol AD Adipic acid MDI 4,4′-diphenylmethane diisocyanate

【0037】参考例1 (ポリエステルジオールの製
造) MPD1416gとアジピン酸1460g(MPD/A
Dのモル比=1.2/1)を常圧下に窒素ガスを通じつ
つ約200℃の温度で縮合により生成した水を留去しな
がらエステル化を行った。ポリエステルの酸価が約10
以下になった時に、触媒であるテトライソプロピルチタ
ネートをポリエステルに対し20ppm添加し、真空ポ
ンプにより徐々に真空度を上げ反応を行い、酸価0.
2、分子量2500のポリエステルジオールを得た。温
度を100℃に低下したあと、生成したポリエステルジ
オールに対して、3%の水を添加して2時間攪拌して、
チタン触媒を失活した。失活後、添加した水を減圧下で
留去し分子量2500、酸価0.2のポリエステルジオ
ールAを製造した。製造したポリエステルジオールAと
MDIとの90℃でのみかけの反応速度定数は、0.0
5(l/mol・min)であった。なお、みかけの反応速度
定数の決定は、先に記載の方法に従って実施した。
Reference Example 1 (Production of polyester diol) MPD 1416 g and adipic acid 1460 g (MPD / A
Esterification was carried out while distilling off water produced by condensation at a temperature of about 200 ° C. while passing nitrogen gas at a molar ratio of D = 1.2 / 1) under normal pressure. Acid value of polyester is about 10
When the amount became the following, 20 ppm of tetraisopropyl titanate as a catalyst was added to the polyester, the degree of vacuum was gradually raised by a vacuum pump to carry out the reaction, and an acid value of 0.
2, polyester diol having a molecular weight of 2500 was obtained. After the temperature was lowered to 100 ° C., 3% of water was added to the produced polyester diol and stirred for 2 hours,
The titanium catalyst was deactivated. After deactivation, the added water was distilled off under reduced pressure to produce polyester diol A having a molecular weight of 2500 and an acid value of 0.2. The apparent reaction rate constant of the produced polyester diol A and MDI at 90 ° C. is 0.0
It was 5 (l / mol · min). The apparent reaction rate constant was determined according to the method described above.

【0038】参考例2 チタン触媒失活のため加える水分量を、製造したポリエ
ステルジオールに対して0.5%とする以外は、参考例
1に記載の方法で分子量2500のポリエステルジオー
ルを合成した。みかけの反応速度定数は0.55(l/m
ol・min)であった(ポリエステルジオールB)
Reference Example 2 A polyester diol having a molecular weight of 2500 was synthesized by the method described in Reference Example 1, except that the amount of water added for deactivating the titanium catalyst was 0.5% based on the produced polyester diol. The apparent reaction rate constant is 0.55 (l / m
ol · min) (polyester diol B)

【0039】参考例3〜8 ジオール成分を表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、ポリエステルジオールC〜Hを
得た。みかけの反応速度定数は表2に記載の通りであ
る。
Reference Examples 3 to 8 Except that the diol components shown in Table 2 were used,
Polyester diols C to H were obtained in the same manner as in Reference Example 1. The apparent reaction rate constants are as shown in Table 2.

【0040】[0040]

【表2】 X:全炭素数/カーボネート結合数 水添加量:ポリカーボネートジオールに対する重量%[Table 2] X: total carbon number / carbonate bond number Water addition amount: wt% relative to polycarbonate diol

【0041】実施例1 それぞれ80℃に加熱したポリエステルジオールAおよ
び1,4−ブタンジオールと、50℃に加熱溶融したM
DIとを、表3に示す組成となるように定量ポンプによ
り2軸押出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。このペレットを80℃
20時間真空乾燥し、通常の単軸押出機付き紡糸機によ
り、紡糸温度215℃、紡糸速度500m/minで、4
0デニールの弾性糸を得た。巻き取られた弾性糸を、低
湿下において、80℃で20時間熟成し、さらに室温、
60%の湿度下に3日間の熟成を続け、各種物性を測定
したところ、表3に示すように好ましいものであった。
さらにこの弾性糸をアルカリ分解し、取り出したハード
セグメントをGPC分析した。長鎖ハードセグメント含
有率および長鎖ハードセグメントの溶融加熱保持率を測
定し、同時に表3にまとめた。
Example 1 Polyester diol A and 1,4-butane diol each heated to 80 ° C. and M heated to 50 ° C.
DI and DI were continuously supplied to a twin-screw extruder by a metering pump so as to have the composition shown in Table 3, and continuous melt polymerization was performed.
The resulting polyurethane was extruded into water in a strand shape and cut into pellets. This pellet at 80 ℃
Vacuum-dry for 20 hours, and spin at a spinning temperature of 215 ° C. and a spinning speed of 500 m / min using a conventional spinning machine equipped with a single-screw extruder, and
An elastic yarn of 0 denier was obtained. The wound elastic yarn is aged at 80 ° C. for 20 hours under low humidity, and further at room temperature,
When aging was continued for 3 days under a humidity of 60% and various physical properties were measured, it was preferable as shown in Table 3.
Further, this elastic yarn was decomposed with alkali, and the taken out hard segment was analyzed by GPC. The long-chain hard segment content and the melt heating retention of the long-chain hard segment were measured and are summarized in Table 3.

【0042】[0042]

【表3】 [Table 3]

【0043】得られた弾性繊維のハードセグメント鎖長
分布(GPCチャート)を図1に示した。図中の各ピー
ク番号は、ハードセグメントの基本構成成分である4,
4'−ジフェニルメタンジイソシアナート(MDI)に
結合した1,4−ブタンジオール(BD)の繰り返し数
であり、5のピークには、繰り返し数が5以上のものを
含んでいる。すなわち、図中の0〜5で示したピークの
ハードセグメント構造は次の通りである。 0:MPD−MDI−MPD (n=0) 1:MPD−(MDI−BD)1 −MDI−MPD (n=1) 2:MPD−(MDI−BD)2 −MDI−MPD (n=2) 3:MPD−(MDI−BD)3 −MDI−MPD (n=3) 4:MPD−(MDI−BD)4 −MDI−MPD (n=4) 5:MPD−(MDI−BD)n −MDI−MPD (n≧5) 弾性繊維のハードセグメント鎖長分布のピーク面積分率
(%)は、 であり、長鎖ハードセグメント含有率(%)は、40+
12+14=66(%)である。
The hard segment chain length distribution (GPC chart) of the obtained elastic fiber is shown in FIG. Each peak number in the figure is the basic component of the hard segment 4,
It is the number of repetitions of 1,4-butanediol (BD) bound to 4'-diphenylmethane diisocyanate (MDI), and the peak of 5 includes those having a number of repetitions of 5 or more. That is, the hard segment structures of the peaks indicated by 0 to 5 in the figure are as follows. 0: MPD-MDI-MPD (n = 0) 1: MPD- (MDI-BD) 1 -MDI-MPD (n = 1) 2: MPD- (MDI-BD) 2 -MDI-MPD (n = 2) 3: MPD- (MDI-BD) 3 -MDI-MPD (n = 3) 4: MPD- (MDI-BD) 4 -MDI-MPD (n = 4) 5: MPD- (MDI-BD) n -MDI -MPD (n ≧ 5) The peak area fraction (%) of the hard segment chain length distribution of the elastic fiber is And the long chain hard segment content (%) is 40+
It is 12 + 14 = 66 (%).

【0044】実施例2〜4 実施例1と同様にして、表3に示す組成のポリウレタン
を合成し、ペレット化せずそのまま、紡糸頭に供給し、
210〜225℃で、紡糸速度500m/minで紡糸
し、80デニール/2フィラメントのポリウレタン繊維
を得た。これらを実施例1と同様の条件で熟成し、得ら
れた弾性繊維の各種性能を実施例1と同様の方法で測定
した。
Examples 2 to 4 Polyurethanes having the compositions shown in Table 3 were synthesized in the same manner as in Example 1 and fed to the spinning head without pelletization,
Spinning was performed at 210 to 225 ° C. at a spinning speed of 500 m / min to obtain a polyurethane fiber having 80 denier / 2 filaments. These were aged under the same conditions as in Example 1, and various properties of the obtained elastic fiber were measured by the same method as in Example 1.

【0045】比較例1〜4 実施例1と同様にして、表3に示す組成のポリウレタン
弾性繊維を製造した。本発明のポリウレタン弾性繊維に
比べ、耐熱水性、瞬間弾性回復率、伸度のうち2つ以上
が劣っている。
Comparative Examples 1 to 4 In the same manner as in Example 1, polyurethane elastic fibers having the compositions shown in Table 3 were produced. Two or more of hot water resistance, instantaneous elastic recovery rate, and elongation are inferior to the polyurethane elastic fiber of the present invention.

【0046】実施例5 実施例1で得られた弾性繊維を20ゲージの筒編機で編
成し、次の条件で染色した。 精練リラックス:80℃×1分 染色 染色機:ドラム染色機 染料 :Sumikaron Red E-RPD(キノン系住友化学社製)2.0%owf 分散助剤:Disper TL(明成化学工業製) 1g/l PH調節剤:硫酸アンモニウム 1g/l 酢酸 1g/l 浴比: 1:30 温度: 40℃から30分かけて130℃に昇温し、130℃でさらに30 分維持 還元洗浄 還元剤組成:ハイドロサルファイド 3g/l ソーダ灰 2g/l アミラジン(第1製薬製) 1g/l 浴比: 1:30 温度: 80℃×20分
Example 5 The elastic fiber obtained in Example 1 was knitted by a 20 gauge tubular knitting machine and dyed under the following conditions. Scouring Relax: 80 ° C x 1 min Dyeing machine: Drum dyeing machine Dye: Sumikaron Red E-RPD (Quinone-based Sumitomo Chemical Co., Ltd.) 2.0% owf Dispersion aid: Disper TL (Meisei Chemical Co., Ltd.) 1 g / l PH adjuster: Ammonium sulfate 1 g / l Acetic acid 1 g / l Bath ratio: 1:30 Temperature: Temperature rise from 40 ° C. to 130 ° C. over 30 minutes and maintain at 130 ° C. for an additional 30 minutes Reduction cleaning Reducing agent composition: Hydrosulfide 3 g / L soda ash 2g / l amylazine (Daiichi Pharmaceutical Co., Ltd.) 1g / l Bath ratio: 1:30 Temperature: 80 ° C x 20 minutes

【0047】続いて、良く水洗乾燥した後、染色堅牢度
を測定した。結果は、下記の通り測定したすべての染色
堅牢性が良好であり、通常衣料として要求される3級を
全てクリアしており、非常に良好であった 洗濯堅牢性(JIS L−0844A2法) :4級
(汚染) 水堅牢度 (JIS L−0846B法) :4級
(汚染) 汗堅牢度 (JIS L−0848A法) :4級
(汚染) 耐光堅牢度(JIS L−0842カーボンアーク第3
露光法):4〜5級また、この布帛のパワー感も良好で
あった。
Then, after thoroughly washing with water and drying, the dyeing fastness was measured. As a result, all the dyeing fastnesses measured as follows were good, and all of the 3rd grades, which are usually required for clothing, were cleared, and it was very good. Washing fastness (JIS L-0844A2 method): Level 4
(Pollution) Water fastness (JIS L-0846B method): Grade 4
(Staining) Sweat fastness (JIS L-0848A method): Grade 4
(Pollution) Light fastness (JIS L-0842 Carbon Arc No. 3
Exposure method): Grade 4 to 5 The power feeling of this fabric was also good.

【0048】実施例6〜8、比較例5〜8 実施例2〜4及び比較例1〜4で得られた弾性繊維を実
施例5と同様にして染色し、染色堅牢度及びパワー感を
評価し、その結果を表4に示した。比較例のものは本発
明のポリウレタン弾性繊維に比べ、染色堅牢度及び布帛
のパワー感に劣っている。
Examples 6 to 8, Comparative Examples 5 to 8 The elastic fibers obtained in Examples 2 to 4 and Comparative Examples 1 to 4 were dyed in the same manner as in Example 5 to evaluate the dyeing fastness and the feeling of power. The results are shown in Table 4. The comparative examples are inferior to the polyurethane elastic fiber of the present invention in dyeing fastness and power feeling of the fabric.

【0049】[0049]

【表3】[Table 3]

【0050】[0050]

【発明の効果】本発明のポリウレタン弾性繊維は、前述
のごとく110℃〜130℃の高温高圧染色が可能であ
るため、従来ポリウレタン弾性糸と混用が出来なかった
ポリエステル繊維との混用を可能とし、高温で染色でき
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弾性糸よりなる布帛となしうる。
本発明のポリウレタン弾性糸は以下の用途に有用であ
る。 衣料用;水着、スキ−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−ション、肌
着 雑品;パンティストッキング、靴下、サポ−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ット、一体成形加工用カー
シート地糸、ロボットアーム用金属被覆糸
As described above, the polyurethane elastic fiber of the present invention can be dyed at 110 ° C. to 130 ° C. under high temperature and high pressure, and thus can be mixed with a polyester fiber which could not be mixed with a conventional polyurethane elastic yarn. An elastic yarn covered with a polyester fiber which can be dyed at a high temperature and a fabric made of a polyester fiber and a polyurethane elastic yarn can be formed.
The polyurethane elastic yarn of the present invention is useful for the following applications. For clothing; swimwear, ski wear, cycling wear, leotards, lingerie, foundation, underwear miscellaneous goods: pantyhose, socks, supporters, hats, gloves, power nets, bandages, non-clothes; tennis racket gut, one piece Car seat ground thread for molding, metal coated thread for robot arm

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明にかかる弾性繊維のハードセグメント鎖
長分布(GPCチャート)の1例(実施例1のもの)で
ある。
FIG. 1 is an example (of Example 1) of a hard segment chain length distribution (GPC chart) of an elastic fiber according to the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

0 ハードセグメントの基本構成成分であるMDIに結
合したBDの繰り返し数が0のピーク(構造単位 MPD-M
DI-MPD に相当) 1 ハードセグメントの基本構成成分であるMDIに結
合したBDの繰り返し数が1のピーク(構造単位 MPD-
(MDI-BD)1-MDI-MPD に相当) 2 ハードセグメントの基本構成成分であるMDIに結
合したBDの繰り返し数が2のピーク(構造単位 MPD-
(MDI-BD)2-MDI-MPD に相当) 3 ハードセグメントの基本構成成分であるMDIに結
合したBDの繰り返し数が3のピーク(構造単位 MPD-
(MDI-BD)3-MDI-MPD に相当) 4 ハードセグメントの基本構成成分であるMDIに結
合したBDの繰り返し数が4のピーク(構造単位 MPD-
(MDI-BD)4-MDI-MPD に相当) 5 ハードセグメントの基本構成成分であるMDIに結
合したBDの繰り返し数が5以上のピーク(構造単位 M
PD-(MDI-BD)n-MDI-MPD (n≧5)に相当)
0 The peak where the number of BD repeats bound to MDI, which is the basic constituent of the hard segment, is 0 (structural unit MPD-M
(Equivalent to DI-MPD) 1 Peak with 1 repeat number of BD bound to MDI which is a basic constituent of hard segment (structural unit MPD-
(Equivalent to (MDI-BD) 1 -MDI-MPD) 2 Peak of 2 repeats of BD bound to MDI which is a basic constituent of hard segment (structural unit MPD-
(Equivalent to (MDI-BD) 2 -MDI-MPD) 3 Peak with 3 repeats of BD bound to MDI which is the basic constituent of hard segment (Structural unit MPD-
(Equivalent to (MDI-BD) 3 -MDI-MPD) 4 Peak with 4 repeats of BD bound to MDI which is the basic constituent of hard segment (Structural unit MPD-
(Equivalent to (MDI-BD) 4 -MDI-MPD) 5 Peaks in which the number of BD repeats bound to MDI, which is the basic constituent of the hard segment, is 5 or more (structural unit M
PD- (MDI-BD) n -MDI-MPD (n ≧ 5) equivalent)

【表4】 [Table 4]

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 ポリエステルジオール(A)、有機ジイソ
シアナート(B)および鎖伸長剤(C)を重合して得られる
ポリウレタンよりなるポリウレタン弾性繊維であって、
該ポリエステルジオール成分(A)が下記(I)式を満足す
る分子量(M)が2300〜5000のポリエステルジオ
ールであり、かつその構成成分であるジオールが、3−
メチル−1、5−ペンタンジオールを全ジオール成分に
対して30モル%以上含有するポリエステルジオールで
あり、さらに弾性繊維を構成するポリウレタンが下記の
(II)および(III)の関係式を満足することを特徴とする
ポリウレタン弾性繊維。 5.1≦全炭素数/エステル結合数≦5.35 …………(I) (ここで全炭素数とは、ポリエステルジオールに含まれ
る炭素のうち、エステル結合に含まれる炭素を除いた残
りの炭素の合計数である) 54%≦長鎖ハードセグメント含有率≦75% …………(II) (ここで長鎖ハードセグメント含有率とは、弾性繊維を
構成するポリウレタンの(A)成分をアルカリ−メタノー
ル溶液で分解除去後、取り出した(B)および(C)から構
成される成分とそれらとウレタン結合で連結された(A)
の末端ジオール成分からなる全ハードセグメント構成成
分に対する、(B)と(C)の繰り返し単位数が3以上の長
鎖ハードセグメントの割合を示す) 長鎖ハードセグメント含有量の溶融加熱保持率≧80% …………(III) (ここで、長鎖ハードセグメント含有量の溶融加熱保持
率とは、弾性繊維を構成するポリウレタンを、230℃
で60分間溶融状態で混練りし、その前後の長鎖ハード
セグメント含有量の変化を保持率で示したものである)
1. A polyurethane elastic fiber comprising polyurethane obtained by polymerizing a polyester diol (A), an organic diisocyanate (B) and a chain extender (C),
The polyester diol component (A) is a polyester diol having a molecular weight (M) of 2300 to 5000 satisfying the following formula (I), and the diol as a constituent thereof is 3-
A polyester diol containing methyl-1,5-pentanediol in an amount of 30 mol% or more based on all diol components, and further, a polyurethane constituting an elastic fiber is
A polyurethane elastic fiber characterized by satisfying the relational expressions (II) and (III). 5.1 ≦ total carbon number / ester bond number ≦ 5.35 (I) (Here, the total carbon number is the remainder of the carbon contained in the polyester diol excluding the carbon contained in the ester bond. 54% ≤ long chain hard segment content ≤ 75% (II) (Here, the long chain hard segment content is the component (A) of the polyurethane that constitutes the elastic fiber. Was decomposed and removed with an alkali-methanol solution, and then taken out from the components composed of (B) and (C) and the components (A) linked to them with a urethane bond.
The ratio of the long chain hard segment in which the number of repeating units of (B) and (C) is 3 or more based on all the hard segment constituent components consisting of the terminal diol component of (4) Melt heat retention of long chain hard segment content ≧ 80 % ………… (III) (Here, the melt heating retention of the long-chain hard segment content is the polyurethane that constitutes the elastic fiber
Kneading in a molten state for 60 minutes and showing the change in the content of the long-chain hard segment before and after that by the retention rate)
【請求項2】 ポリエステルジオールと4,4'−ジフェ
ニルメタンジイソシアナート(MDI)との90℃での
みかけの反応速度定数(k)とポリエステルジオールの分
子量(M)とが次の関係式(IV)を満足するポリエステルジ
オールが用いられていることを特徴とする請求項1に記
載のポリウレタン弾性繊維。 0<k≦0.0000588M−0.035 …………(IV)
2. The apparent reaction rate constant (k) of polyester diol with 4,4′-diphenylmethane diisocyanate (MDI) at 90 ° C. and the molecular weight (M) of polyester diol are expressed by the following relational expression (IV): 2. A polyurethane elastic fiber according to claim 1, wherein a polyester diol satisfying the condition (1) is used. 0 <k ≦ 0.0000588M-0.035 ………… (IV)
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