JPH06287442A - 耐加水分解性に優れたポリウレタン繊維 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 ポリウレタンを構成する高分子ジオールとし
て特別なポリエステルを用いることなくポリエステル系
ポリウレタン繊維の耐油・耐溶剤性、力学的特性、耐摩
耗性等の各種性能を損なうことなく耐加水分解性を改善
したポリウレタン繊維を提供する。 【構成】 ポリエステルをソフトセグメントとするポリ
ウレタンよりなり、トリイソプロピルベンゼンポリカル
ボジイミド、２，２’−（１，３−フェニレン）ビス
（２−オキサゾリン）などのカルボジイミド系化合物ま
たはオキサゾリン系化合物を０．０５重量％以上３．０
重量％以下含有する耐加水分解性に優れたポリウレタン
繊維である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、耐塩素性及び耐加水分
解性に優れたポリエステルをソフトセグメントとするポ
リウレタン繊維に関する。

【０００２】

【従来の技術】ポリウレタン繊維（一般名称：スパンデ
ックス）としては、ポリエーテル系ポリウレタン、ポリ
エステル系ポリウレタン（ポリエステルポリカーボネー
ト系ポリウレタンを含む）などを溶融紡糸、乾式紡糸、
湿式紡糸などの方法により繊維化したものが従来から知
られている。このうち、ポリエーテル系ポリウレタンは
耐加水分解性の点では優れているが、その反面耐光性、
耐塩素性、耐熱性、耐油・耐溶剤性、力学的特性、耐摩
耗性等の点で劣っている。また、ポリエステル系ポリウ
レタンは、耐油・耐溶剤性、力学的特性、耐摩耗性等の
点でポリエーテル系ポリウレタンに比べて優れているも
のの、耐加水分解性、耐かび性等に劣り、その結果比較
的短時間に表面が粘着性を有するようになったり、また
は亀裂などを生じて使用上かなり制限されることとな
る。

【０００３】ポリウレタン繊維の主要な用途はツーウェ
イトリコットであり、そのかなりの部分が水着に使用さ
れている。ところが、ポリエーテル系のポリウレタン繊
維を水着に使用した場合、耐塩素性が低いためプールの
殺菌用の塩素に犯され比較的短期間で弾性を失い使用不
能となってしまう。ポリエーテル系ポリウレタンの耐塩
素性の改良はきわめて困難で、改良方法についての提案
はされているものの現在までに実用上成功しているもの
はない。

【０００４】一方、ポリエステル系ポリウレタンの耐加
水分解性の改良については、ポリウレタンの製造に用い
られる高分子ジオールにおけるエステル基濃度を低くす
ることが有効であるとされており、そのために従来から
ポリエステルジオールを構成するジオールとして、ヘキ
サメチレングリコール、１，１０−デンカンジオール
（特開昭６０−１７３１１７号公報）、２，２，４−ま
たは２，４，４−トリメチルヘキサンジオール（特開昭
４７−７１３号公報）、２，５−ヘキサンジオールまた
は２，２−ジメチル−１，３−プロパンジオール（米国
特許第３，０９７，１９２号明細書）、（２，２−ジメ
チル−１，３−プロパンドデカンジオエート）グリコー
ル（特開昭６３−９７６１７号公報）、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（特開平３−２
２０３１１号公報、特開平３−７６８１１号公報）など
を使用したポリエステル系ポリウレタン弾性糸が提案さ
れている。しかし、これらのポリウレタン弾性糸は耐加
水分解性は向上するものの、特定の原料を使用しなけれ
ばならないため高価格にならざるを得ず、しかも、耐寒
性、低温特性、弾性回復性、耐熱性、耐熱性等のいずれ
かが劣るなど用途による特性や価格の点から汎用性に欠
けるものである。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、ポリ
ウレタンを構成する高分子ジオールとして特別なポリエ
ステルを用いることなくポリエステル系ポリウレタン繊
維の耐油・耐溶剤性、力学的特性、耐摩耗性等の各種性
能を損なうことなく耐加水分解性を改善したポリウレタ
ン繊維を提供することである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明は、ポリエステル
をソフトセグメントとするポリウレタンよりなりカルボ
ジイミド系化合物またはオキサゾリン系化合物を０．０
５重量％以上３．０重量％以下含有する耐加水分解性に
優れたポリウレタン繊維である。

【０００７】

【作用】本発明は、ポリエステル系ポリウレタンにカル
ボジイミド系化合物またはオキサゾリン系化合物を添加
することにより、ポリエステルが加水分解されて生じた
末端カルボキシル基をカルボジイミド基またはオキサゾ
リン基により封鎖し、生成したカルボキシル基が加水分
解触媒として作用するのを防止するため、優れた耐加水
分解性が得られる。また、カルボジイミド基またはオキ
サゾリン基を２個以上有する多官能のものを用いると、
分解生成した末端カルボキシル基同士を結合することに
よりポリエステルの分子量の低下を防止でき、より優れ
た耐加水分解性を得ることができる。

【０００８】従って、本発明で用いるカルボジイミド系
化合物は、単官能のものでも多官能のものでもよく、単
官能の例としては２，６，２’，６’，−テトライソプ
ロピルジフェニルカルボジイミドが、多官能の例として
はトリイソプロピルベンゼンポリカルボジイミドが挙げ
られる。カルボジイミド系化合物は低分子量のものは悪
臭があり毒性のある分解副生物を発生するため、高分子
量であることが好ましい。高分子量の多官能のカルボジ
イミド系化合物として市販品ではバイエル社のＳｔａｂ
ａｘｏｌ−Ｐ１００があり好ましく用いられる。また、
オキサゾリン系化合物も、単官能のものでも多官能のも
のでもよく、多官能の例としては２，２’−（１，３−
フェニレン）ビス（２−オキサゾリン）、２，２’−ビ
ス（２−オキサゾリン）が挙げられる。

【０００９】カルボジイミド系化合物またはオキサゾリ
ン系化合物のポリウレタン繊維への添加量は、少ないと
十分な効果が得られず、多くなると分解生成物による悪
影響や可塑剤として作用するためにポリウレタン繊維の
伸長回復率や応力緩和率などの特性の低下につながり、
また、コスト的にも不利となるため、通常０．０５重量
％以上、３．０重量％以下、好ましくは０．１重量％以
上、１．０重量％以下である。ポリウレタンへのカルボ
ジイミド系化合物またはオキサゾリン系化合物の添加時
期は、ポリエステルジオールの合成時より後であれば任
意の段階で添加可能であるが、無用な副反応を避け、有
効なカルボジイミド基またはオキサゾリン基をポリウレ
タン繊維中により多く存在させるためには紡糸工程にお
いて添加することが好ましい。

【００１０】本発明のポリウレタン繊維に用いるポリウ
レタンは特に限定されるものではなく、従来公知のポリ
ウレタン繊維用のポリエステル系ポリウレタンを用いる
ことができる。すなわち、ポリウレタン繊維に使用可能
なポリエステル系ポリウレタンであれば、ソフトセグメ
ントとしてのポリエステルの組成、ジイソシアネートや
鎖伸長剤の種類、重合方法、など特に限定されるもので
はない。ソフトセグメントとしてのポリエステルの組成
によらず耐加水分解性は相対的に改善されるため、ポリ
ウレタン繊維の用途に応じてポリエステルの組成を適宜
選択することができる。エステル基濃度が高く耐加水分
解性の比較的低いポリエステルを使用したポリウレタン
であっても相対的に耐加水分解性の高いポリウレタン繊
維とすることができ、エステル基濃度を低くして疎水性
を高めたポリエステルを使用したポリウレタンを用いる
ことによりより高い耐加水分解性を得ることができる。

【００１１】ポリウレタン繊維の紡糸法は特に限定され
るものではなく、従来からポリウレタン繊維の製造に用
いられている乾式紡糸法、湿式紡糸法、溶融紡糸法のい
ずれであっても差し支えない。湿式紡糸法においては添
加したカルボジイミド系化合物またはオキサゾリン系化
合物が凝固浴中に溶出しないような凝固浴を選ぶ必要が
ある。ポリウレタン繊維への添加剤としては、有機また
は無機の各種の酸化防止剤、光安定剤、紫外線吸収剤、
艶消し剤（光遮蔽剤）などをカルボジイミド系化合物ま
たはオキサゾリン系化合物と併用して使用可能である
が、ヒンダードフェノール系などの酸性基を有するもの
は、片ヒンダード系のものは避け、両ヒンダード系のも
のを用いることが好ましい。

【００１２】

【実施例】以下に本発明を実施例等により具体的に説明
するが、本発明はそれにより限定されるものではない。
以下の実施例、比較例および参考例において、ポリウレ
タン繊維の耐加水分解性は、８０℃、９０％の相対湿度
下に２周間放置し、その前後でのポリウレタンの溶液粘
度を測定しその保持率で表した。なお、ポリウレタンの
溶液粘度は、ポリウレタンを濃度１ｇ／ｄｌになるよう
にＮ−ブチルアミン０．５％を含有するＮ，Ｎ−ジメチ
ルホルムアミドに溶解し、３０℃における粘度を測定し
た。

【００１３】実施例１、比較例１ ３−メチル１，５−ペンタンジオールとアジピン酸より
なる分子量１５００のポリエステル、４，４’−ジフェ
ニルメタンジイソシアネート（ＭＤＩ）と１，４−ブタ
ンジオール（ＢＤ）をモル比１：３：２で反応させて得
たポリウレタンに、トリイソプロピルベンゼンポリカル
ボジイミド（Ｓｔａｂａｘｏｌ−Ｐ１００）を１重量％
添加し、二軸押し出し機を用いて溶融混練紡糸し、９０
℃の低露点空気中（ＤＰ＝−４０℃）で２４時間熟成し
ポリウレタン繊維を得た。得られたポリウレタン繊維の
耐加水分解性は溶液粘度保持率で９０％であった。

【００１４】比較のためにトリイソプロピルベンゼンポ
リカルボジイミドを添加することなく同様に溶融紡糸し
て得られたポリウレタン繊維の耐加水分解性は溶融粘度
保持率で７０％と劣るものであった。

【００１５】実施例２ 実施例１においてトリイソプロピルベンゼンポリカルボ
ジイミドに代えて２，２’−（１，３−フェニレン）ビ
ス（２−オキサゾリン）を１重量％添加する以外同様に
してポリウレタン繊維を得た。得られたポリウレタン繊
維の耐加水分解性は溶液粘度保持率で９０％であった。

【００１６】実施例３、比較例２ ３−メチル１，５−ペンタンジオールとアゼライン酸よ
りなる分子量２０００のポリエステル、ＭＤＩとＢＤを
モル比１：３．１：２で反応させて得たポリウレタンを
用いて実施例１及び比較例１と同様にしてポリウレタン
繊維を得た。得られたポリウレタン繊維の耐加水分解性
は、Ｓｔａｂａｘｏｌ−Ｐ１００を添加したものが９５
％であり、添加しないものが８５％であった。

【００１７】実施例４ 実施例３においてＳｔａｂａｘｏｌ−Ｐ１００に代えて
２，２’−ビス（２−オキサゾリン）を１重量％添加す
る以外同様にしてポリウレタン繊維を得た。得られたポ
リウレタン繊維の耐加水分解性は溶液粘度保持率で９５
％であった。

【００１８】実施例５、比較例３ エチレングリコールとプロピレングリコールのモル比
８：２の混合物とアジピン酸からなる分子量１５００の
ポリエステル、ＭＤＩとＢＤをモル比１：３：２となる
ように二軸押し出し機に供給し、さらにＳｔａｂａｘｏ
ｌ−Ｐ１００を２重量％添加して重合し、ストランド状
に押し出して切断しポリウレタンチップとした。得られ
たポリウレタンチップを窒素雰囲気中で乾燥した後、二
軸押し出し機を用いて溶融紡糸し、９０℃の低露点空気
中（ＤＰ＝−４０℃）で２４時間熟成しポリウレタン繊
維を得た。得られたポリウレタン繊維の耐加水分解性は
溶液粘度保持率で８５％であった。

【００１９】比較のためにＳｔａｂａｘｏｌ−Ｐ１００
を添加することなく重合して得たポリウレタンチップを
同様に紡糸して得たポリウレタン繊維の耐加水分解性は
５５％であった。

【００２０】実施例６ 実施例５においてＳｔａｂａｘｏｌ−Ｐ１００に代えて
２，２’−ビス（２−オキサゾリン）を２重量％添加す
る以外同様にしてポリウレタン繊維を得た。得られたポ
リウレタン繊維の耐加水分解性は溶液粘度保持率で８４
％であった。

【００２１】

【発明の効果】本発明によれば、従来のポリエステル系
ポリウレタンに所要量のカルボジイミド系化合物または
オキサゾリン系化合物を添加して紡糸することによりポ
リエステル系ポリウレタンの良好な特性を損なうことな
く耐加水分解性を改善することができる。ポリウレタン
を構成するソフトセグメントとして高価で特殊なポリエ
ステルを必要とせず、従来のポリエステル系ポリウレタ
ンに比べて、コスト上昇は添加するカルボジイミド系化
合物の価格程度のものであり、安価に耐塩素性及び耐加
水分解性に優れたポリウレタン繊維を得ることができ
る。本発明のポリウレタン繊維はその優れた耐塩素性及
び耐加水分解性により水着に用いたときの耐久性が高
く、他の用途においても用途に応じてソフトセグメント
として各種のポリエステルを使用することができるため
応用範囲が広い。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ポリエステルをソフトセグメントとする
   ポリウレタンよりなりカルボジイミド系化合物またはオ
   キサゾリン系化合物を０．０５重量％以上３．０重量％
   以下含有する耐加水分解性に優れたポリウレタン繊維。