JPH07196762A - ポリウレタン - Google Patents
ポリウレタンInfo
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- JPH07196762A JPH07196762A JP5337981A JP33798193A JPH07196762A JP H07196762 A JPH07196762 A JP H07196762A JP 5337981 A JP5337981 A JP 5337981A JP 33798193 A JP33798193 A JP 33798193A JP H07196762 A JPH07196762 A JP H07196762A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 高分子ジオ−ル、PPDIを主成分とする有
機ジイソシアネ−ト、低分子ジオ−ルから、耐熱性、弾
性回復性に優れたポリウレタンを得ようとするものであ
る。 【構成】 高分子ジオ−ル、PPDIを主成分とする有
機ジイソシアネ−ト、低分子ジオ−ルとして下記化1の
化合物を用いることにより、耐熱性、弾性回復性に優れ
たポリウレタンを得ることができる。 【化1】
機ジイソシアネ−ト、低分子ジオ−ルから、耐熱性、弾
性回復性に優れたポリウレタンを得ようとするものであ
る。 【構成】 高分子ジオ−ル、PPDIを主成分とする有
機ジイソシアネ−ト、低分子ジオ−ルとして下記化1の
化合物を用いることにより、耐熱性、弾性回復性に優れ
たポリウレタンを得ることができる。 【化1】
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、弾性回復性、耐熱性に
優れるポリウレタンに関するものであり、詳しくは有機
ジイソシアネ−トの主成分としてパラフェニレンジイソ
シアネ−ト(PPDI)を用いた弾性回復性、耐熱性に
優れるポリウレタンに関するものである。
優れるポリウレタンに関するものであり、詳しくは有機
ジイソシアネ−トの主成分としてパラフェニレンジイソ
シアネ−ト(PPDI)を用いた弾性回復性、耐熱性に
優れるポリウレタンに関するものである。
【0002】
【従来の技術】ポリウレタンの製造に用いられる有機ジ
イソシアネ−トは、4、4’−ジフェニルメタンジイソ
シアネ−ト(MDI)、トリレンジイソシアネ−ト(T
DI)などの芳香族ジイソシアネ−ト、イソホロンジイ
ソシアネ−ト(IPDI)、4、4’−ジシクロヘキシ
ルジイソシアネ−ト(HMDI)などの脂環族ジイソア
ネ−ト、1、6−ヘキサンジイソシアネ−ト(HDI)
などの脂肪族ジイソシアネ−トがあげられるが、これら
の中でもパラフェニレンジイソシアネ−ト(PPDI)
を用いた場合、得られるポリウレタンの耐熱性が向上す
ることが知られている。
イソシアネ−トは、4、4’−ジフェニルメタンジイソ
シアネ−ト(MDI)、トリレンジイソシアネ−ト(T
DI)などの芳香族ジイソシアネ−ト、イソホロンジイ
ソシアネ−ト(IPDI)、4、4’−ジシクロヘキシ
ルジイソシアネ−ト(HMDI)などの脂環族ジイソア
ネ−ト、1、6−ヘキサンジイソシアネ−ト(HDI)
などの脂肪族ジイソシアネ−トがあげられるが、これら
の中でもパラフェニレンジイソシアネ−ト(PPDI)
を用いた場合、得られるポリウレタンの耐熱性が向上す
ることが知られている。
【0003】しかしながら、高分子ジオ−ル、主として
PPDI、低分子ジオ−ルから製造されるポリウレタン
の弾性回復性、耐熱性は必ずしも満足できるものではな
い。
PPDI、低分子ジオ−ルから製造されるポリウレタン
の弾性回復性、耐熱性は必ずしも満足できるものではな
い。
【0004】このために優れた耐熱性や弾性回復性を有
するポリウレタンを得ようとする試みは、例えば特公昭
63−53287号公報、特公昭63−53288号公
報、特開平3−213515号公報などで検討されてき
ているが、その性能は満足されたものとはいえない。
するポリウレタンを得ようとする試みは、例えば特公昭
63−53287号公報、特公昭63−53288号公
報、特開平3−213515号公報などで検討されてき
ているが、その性能は満足されたものとはいえない。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】従って本発明の目的は
高分子ジオ−ル、主としてPPDI、低分子ジオ−ルか
ら優れた耐熱性、弾性回復性を有するポリウレタンを提
供することにある。
高分子ジオ−ル、主としてPPDI、低分子ジオ−ルか
ら優れた耐熱性、弾性回復性を有するポリウレタンを提
供することにある。
【0006】
【課題を解決するための手段】すなわち本発明は、高分
子ジオ−ル、有機ジイソシアネ−ト、及び低分子ジオ−
ルとからなるポリウレタンであって、前記有機ジイソシ
アネ−トの主成分として、パラフェニレンジイソシアネ
−ト、低分子ジオ−ルの主成分として、前記化1からな
る化合物を用いることを特徴とするポリウレタンであ
る。
子ジオ−ル、有機ジイソシアネ−ト、及び低分子ジオ−
ルとからなるポリウレタンであって、前記有機ジイソシ
アネ−トの主成分として、パラフェニレンジイソシアネ
−ト、低分子ジオ−ルの主成分として、前記化1からな
る化合物を用いることを特徴とするポリウレタンであ
る。
【0007】本発明に用いられる高分子ジオ−ルとして
は、1、4−ブタンジオ−ル、1、6−ヘキサンジオ−
ル、2、2−ジメチル−1、3−プロパンジオ−ル、
1、8−オクタンジオ−ルなどのようなポリヒドキシル
化合物と、アリ−ルカ−ボネ−ト、例えばジフェニルカ
−ボネ−トとのエステル交換反応により得られるポリカ
−ボネ−トジオ−ル、エチレンカ−ボネ−トをエチレン
グリコ−ル、プロピレングリコ−ル、ブチレングリコ−
ル、、ネオペンチルグリコ−ルなどの多価アルコ−ルと
反応させ、次いでえられた反応混合物をアジピン酸、ア
ゼライン酸、セバシン酸等の有機ジカルボン酸と反応さ
せた物、ポリカプロラクトンのようなポリエステルグリ
コ−ルとアルキレンカ−ボネ−トとの反応物などで例示
されるポリエステルポリカ−ボネ−トジオ−ル、ポリテ
トラメチレンエ−テルグリコ−ルに代表されるポリエ−
テルジオ−ル、ポリエチレンアジペ−トに代表されるポ
リエステルジオ−ル、およびポリカプロラクトンジオ−
ルなどがあげられるが、これらは1種で用いても、2種
以上を混合してもさしつかえない。
は、1、4−ブタンジオ−ル、1、6−ヘキサンジオ−
ル、2、2−ジメチル−1、3−プロパンジオ−ル、
1、8−オクタンジオ−ルなどのようなポリヒドキシル
化合物と、アリ−ルカ−ボネ−ト、例えばジフェニルカ
−ボネ−トとのエステル交換反応により得られるポリカ
−ボネ−トジオ−ル、エチレンカ−ボネ−トをエチレン
グリコ−ル、プロピレングリコ−ル、ブチレングリコ−
ル、、ネオペンチルグリコ−ルなどの多価アルコ−ルと
反応させ、次いでえられた反応混合物をアジピン酸、ア
ゼライン酸、セバシン酸等の有機ジカルボン酸と反応さ
せた物、ポリカプロラクトンのようなポリエステルグリ
コ−ルとアルキレンカ−ボネ−トとの反応物などで例示
されるポリエステルポリカ−ボネ−トジオ−ル、ポリテ
トラメチレンエ−テルグリコ−ルに代表されるポリエ−
テルジオ−ル、ポリエチレンアジペ−トに代表されるポ
リエステルジオ−ル、およびポリカプロラクトンジオ−
ルなどがあげられるが、これらは1種で用いても、2種
以上を混合してもさしつかえない。
【0008】また、有機ジイソシアネ−トとしては、パ
ラフェニレンジイソシアネ−トを主成分とするが、20
モル%までの範囲で1,5−ナフタレンジイソシアネ−
ト、2,4−トリレンジイソシアネ−ト、2,6−トリ
レンジイソシアネ−ト、ヘキサメチレンジイソシアネ−
ト、1,4−シクロヘキサンジイソシアネ−ト、4,4
´−ジシクロヘキシルメタンジイソシアネ−ト、イソホ
ロンジイソシアネ−ト、4,4´−ジフェニルメタンジ
イソシアネ−トのような他の有機ジイソシアネ−トを併
用してもよい。
ラフェニレンジイソシアネ−トを主成分とするが、20
モル%までの範囲で1,5−ナフタレンジイソシアネ−
ト、2,4−トリレンジイソシアネ−ト、2,6−トリ
レンジイソシアネ−ト、ヘキサメチレンジイソシアネ−
ト、1,4−シクロヘキサンジイソシアネ−ト、4,4
´−ジシクロヘキシルメタンジイソシアネ−ト、イソホ
ロンジイソシアネ−ト、4,4´−ジフェニルメタンジ
イソシアネ−トのような他の有機ジイソシアネ−トを併
用してもよい。
【0009】低分子量ジオ−ルとしては、前記化1から
なる化合物を用いることができるが具体的には、1,4
−ビス(β−ヒドロキシエトキシベンゼン)、1,4−
ビス(δ−ヒドロキシブトキシベンゼン)、ビスヒドロ
キシエチルテレフタレ−ト、ビスヒドロキシブチルテレ
フタレ−ト、1,4−ビスヒドロキシエチルメルカプト
ベンゼン、1,4−ビスヒドロキシエチルベンゼンなど
があげられる。これらの化合物は1種で用いても、2種
以上を混合して用いてもさしつかえない。またこれらの
化合物の2、3、4、5位にアルキル基、ハロゲンが置
換されていてもよい。これまでのポリウレタンで一般的
に用いられている1、4−ブタンジオ−ルや1、6−ヘ
キサンジオ−ルでは、本発明のような耐熱性や弾性回復
性に優れたポリウレタンを得ることができない。
なる化合物を用いることができるが具体的には、1,4
−ビス(β−ヒドロキシエトキシベンゼン)、1,4−
ビス(δ−ヒドロキシブトキシベンゼン)、ビスヒドロ
キシエチルテレフタレ−ト、ビスヒドロキシブチルテレ
フタレ−ト、1,4−ビスヒドロキシエチルメルカプト
ベンゼン、1,4−ビスヒドロキシエチルベンゼンなど
があげられる。これらの化合物は1種で用いても、2種
以上を混合して用いてもさしつかえない。またこれらの
化合物の2、3、4、5位にアルキル基、ハロゲンが置
換されていてもよい。これまでのポリウレタンで一般的
に用いられている1、4−ブタンジオ−ルや1、6−ヘ
キサンジオ−ルでは、本発明のような耐熱性や弾性回復
性に優れたポリウレタンを得ることができない。
【0010】本発明における高分子ジオ−ルと低分子ジ
オ−ルの比は各々の分子量やポリウレタンの所望物性な
どにより種々変え得るが、両者の合計モル数に対しジイ
ソシアネ−トのモル数は1.02〜1.25の範囲が望
ましい。この比が小さすぎると耐熱性、弾性回復性が低
下するし、大きすぎると溶融粘度が小さい、固化速度が
遅い、表面の接着性が大きくなり、生産性が低下する。
オ−ルの比は各々の分子量やポリウレタンの所望物性な
どにより種々変え得るが、両者の合計モル数に対しジイ
ソシアネ−トのモル数は1.02〜1.25の範囲が望
ましい。この比が小さすぎると耐熱性、弾性回復性が低
下するし、大きすぎると溶融粘度が小さい、固化速度が
遅い、表面の接着性が大きくなり、生産性が低下する。
【0011】本発明のポリウレタンは、溶融法、溶液法
など公知のウレタン化技術を用いて製造することができ
るが、コスト、作業環境などを考慮した場合、溶融法で
製造することが好ましい。たとえば、高分子ジオ−ルま
たはこれと低分子ジオ−ルの化合物を約40〜100℃
に予熱した後、これらの混合物の合計モル数とイソシア
ネ−ト基の比が1:1.02〜1.25となる割合の量
のジイソシアネ−トを加え、短時間に強力にかき混ぜた
後、約50〜180℃、窒素下で放置することによりポ
リウレタンが得られる。また、ウレタンプレポリマ−を
経由してポリウレタンを得る方法を用いることもでき
る。
など公知のウレタン化技術を用いて製造することができ
るが、コスト、作業環境などを考慮した場合、溶融法で
製造することが好ましい。たとえば、高分子ジオ−ルま
たはこれと低分子ジオ−ルの化合物を約40〜100℃
に予熱した後、これらの混合物の合計モル数とイソシア
ネ−ト基の比が1:1.02〜1.25となる割合の量
のジイソシアネ−トを加え、短時間に強力にかき混ぜた
後、約50〜180℃、窒素下で放置することによりポ
リウレタンが得られる。また、ウレタンプレポリマ−を
経由してポリウレタンを得る方法を用いることもでき
る。
【0012】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、滑剤、また紫外線吸収剤、黄変防止剤
などの安定剤、顔料、帯電防止剤、表面処理剤、難燃
剤、防黴剤、補強剤の任意の成分を必要に応じて使用す
ることができる。
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、滑剤、また紫外線吸収剤、黄変防止剤
などの安定剤、顔料、帯電防止剤、表面処理剤、難燃
剤、防黴剤、補強剤の任意の成分を必要に応じて使用す
ることができる。
【0013】本発明のポリウレタンは、樹脂、成形物、
フィルム、弾性繊維などに広範囲に利用することができ
る。
フィルム、弾性繊維などに広範囲に利用することができ
る。
【0014】次に本発明を実施例をもって具体的に説明
するが、本発明はこれらによって限定されるものではな
い。また、実施例中の%は重量%である。さらに下記の
例において、対数粘度、耐熱性、弾性回復率は下記の方
法により測定した。
するが、本発明はこれらによって限定されるものではな
い。また、実施例中の%は重量%である。さらに下記の
例において、対数粘度、耐熱性、弾性回復率は下記の方
法により測定した。
【0015】《評価試料の作成》ポリウレタンポリマ−
をヒ−トプレス機により240℃でフィルム化した。熱
処理を施す場合は、窒素下、120℃で16時間実施し
た。
をヒ−トプレス機により240℃でフィルム化した。熱
処理を施す場合は、窒素下、120℃で16時間実施し
た。
【0016】《対数粘度の測定》ポリマ−0.0750
gを0.05規定−ジブチルアミン/N,N−ジメチル
アセトアミド溶媒25mlに溶解し、このポリマ−溶液
10mlをオストワルド粘度計にとり、30℃の恒温槽
中で落下秒数を測定して以下の式より対数粘度
(ηinh )を求めた。 ηinh ={ln(t/t0 )}/C t :ポリマ−溶液の落下秒数(秒) t0 :溶媒の落下秒数(秒) C :ポリマ−溶液の濃度(g/dl) 以上の方法により、フィルムの対数粘度を測定した。
gを0.05規定−ジブチルアミン/N,N−ジメチル
アセトアミド溶媒25mlに溶解し、このポリマ−溶液
10mlをオストワルド粘度計にとり、30℃の恒温槽
中で落下秒数を測定して以下の式より対数粘度
(ηinh )を求めた。 ηinh ={ln(t/t0 )}/C t :ポリマ−溶液の落下秒数(秒) t0 :溶媒の落下秒数(秒) C :ポリマ−溶液の濃度(g/dl) 以上の方法により、フィルムの対数粘度を測定した。
【0017】《耐熱性の測定》試料(厚さ約0.1mm
のフィルム)を100%伸長下、160℃(乾熱)で1
分間加熱し、冷却後リラックスした時の試料長を測定
し、次式より耐熱性を求めた。 耐熱性(%)={(加熱後の長さ−試料長)/試料長}
×100 優れた耐熱性を有するポリウレタン弾性体は、伸長下の
加熱による永久変形が起こりにくいため、上記式により
定義した耐熱性は小さい値となる。
のフィルム)を100%伸長下、160℃(乾熱)で1
分間加熱し、冷却後リラックスした時の試料長を測定
し、次式より耐熱性を求めた。 耐熱性(%)={(加熱後の長さ−試料長)/試料長}
×100 優れた耐熱性を有するポリウレタン弾性体は、伸長下の
加熱による永久変形が起こりにくいため、上記式により
定義した耐熱性は小さい値となる。
【0018】《弾性回復率の測定》試料(厚さ約0.1
mmのフィルム)を300%伸長後リラックスし、再び
300%伸長したときの150%伸長時の応力を測定
し、1回目の150%伸長時の応力に対する割合を次式
から求めた。 弾性回復率(%)=(2回目の150%伸長時の応力/
1回目の150%伸長時の応力)×100 優れた弾性回復性を有するポリウレタン弾性体は、伸長
による構造破壊が起こりにくいため、上記式により定義
した弾性回復率は大きな値となる。
mmのフィルム)を300%伸長後リラックスし、再び
300%伸長したときの150%伸長時の応力を測定
し、1回目の150%伸長時の応力に対する割合を次式
から求めた。 弾性回復率(%)=(2回目の150%伸長時の応力/
1回目の150%伸長時の応力)×100 優れた弾性回復性を有するポリウレタン弾性体は、伸長
による構造破壊が起こりにくいため、上記式により定義
した弾性回復率は大きな値となる。
【0019】−実施例1、2− 両末端に水酸基を持つ数平均分子量2000のポリエス
テルカ−ボネ−トジオ−ル(1、6−ヘキサンジオ−ル
にε−カプロラクトンを付加反応させて得られるジオ−
ルとアルキレンカ−ボネ−トとのエステル交換反応で重
合)100重量部、1、4−ビス(β−ヒドロキシエト
キシベンゼン)10重量部とp,p’−パラフェニレン
ジイソシアネ−ト18.6重量部(NCO/OH=1.
15)を室温、窒素下で約1分間激しく攪拌した後、密
閉型テフロン製反応機に移し、窒素気流下180℃で3
0分重合した。ヒ−トプレス機で作成たフィルムを窒素
気流下120℃で16時間、熱処理した物を、熱処理前
のフィルムとともに測定に供した。評価結果を後記の表
1に示す。
テルカ−ボネ−トジオ−ル(1、6−ヘキサンジオ−ル
にε−カプロラクトンを付加反応させて得られるジオ−
ルとアルキレンカ−ボネ−トとのエステル交換反応で重
合)100重量部、1、4−ビス(β−ヒドロキシエト
キシベンゼン)10重量部とp,p’−パラフェニレン
ジイソシアネ−ト18.6重量部(NCO/OH=1.
15)を室温、窒素下で約1分間激しく攪拌した後、密
閉型テフロン製反応機に移し、窒素気流下180℃で3
0分重合した。ヒ−トプレス機で作成たフィルムを窒素
気流下120℃で16時間、熱処理した物を、熱処理前
のフィルムとともに測定に供した。評価結果を後記の表
1に示す。
【0020】−実施例3− NCO/OH比を1.02として重合した以外は実施例
1と同様の実験を行った(熱処理後フィルムのみ)。
1と同様の実験を行った(熱処理後フィルムのみ)。
【0021】−比較例1− 低分子ジオ−ルとして、1、4−ブタンジオ−ルを1、
4−ビス(β−ヒドロキシエトキシベンゼン)の代わり
に用いた以外は、実施例3と同様の実験を行った(熱処
理後フィルムのみ)。
4−ビス(β−ヒドロキシエトキシベンゼン)の代わり
に用いた以外は、実施例3と同様の実験を行った(熱処
理後フィルムのみ)。
【0022】−比較例2− NCO/OH比を1.15として重合した以外は比較例
1と同様の実験を行った(熱処理後フィルムのみ)。
1と同様の実験を行った(熱処理後フィルムのみ)。
【0023】−実施例4− 低分子ジオ−ルとして、ビス(β−ヒドロキシエチルテ
レフタレ−ト:BHETと略す)を1、4−(β−ヒド
ロキシエトキシベンゼン)の代わりに用いた以外は、実
施例1、2と同様の実験を行った(熱処理後フィルムの
み)。
レフタレ−ト:BHETと略す)を1、4−(β−ヒド
ロキシエトキシベンゼン)の代わりに用いた以外は、実
施例1、2と同様の実験を行った(熱処理後フィルムの
み)。
【0024】−比較例3− 両末端に水酸基を持つ数平均分子量1800のポリテト
ラメチレンエ−テルジオ−ルとジフェニルメタンジイソ
シアネ−トとをモル比1:1.6の割合で反応させプレ
ポリマ−を得、ついでエチレンジアミンで鎖延長を行
い、ポリマ−濃度30%(溶媒はN,N−ジメチルアセ
トアミド)で2000ポイズ(30℃)の粘度のポリウ
レタン溶液を得た。この溶液から溶媒キャスト法により
得たポリウレタンフィルムを測定に供した。評価結果を
後記の表1に示す。
ラメチレンエ−テルジオ−ルとジフェニルメタンジイソ
シアネ−トとをモル比1:1.6の割合で反応させプレ
ポリマ−を得、ついでエチレンジアミンで鎖延長を行
い、ポリマ−濃度30%(溶媒はN,N−ジメチルアセ
トアミド)で2000ポイズ(30℃)の粘度のポリウ
レタン溶液を得た。この溶液から溶媒キャスト法により
得たポリウレタンフィルムを測定に供した。評価結果を
後記の表1に示す。
【0025】
【表1】
【0026】
【発明の効果】本発明によれば、高分子ジオ−ル、有機
ジイソシアネ−トの主成分としてPPDI、低分子ジオ
−ルからなるポリウレタンにおいて、低分子ジオ−ルと
して化1からなる化合物を用いることにより耐熱性、弾
性回復性に優れるポリウレタンを得ることができる。
ジイソシアネ−トの主成分としてPPDI、低分子ジオ
−ルからなるポリウレタンにおいて、低分子ジオ−ルと
して化1からなる化合物を用いることにより耐熱性、弾
性回復性に優れるポリウレタンを得ることができる。
Claims (1)
- 【請求項1】 高分子ジオ−ル、有機ジイソシアネ−
ト、及び低分子ジオ−ルとからなるポリウレタンであっ
て、前記有機ジイソシアネ−トの主成分として、パラフ
ェニレンジイソシアネ−ト、低分子ジオ−ルの主成分と
して、下記化1からなる化合物を用いたことを特徴とす
るポリウレタン。 【化1】 X,Y={O(CH2 )m}nOH;1≦m≦4,0≦
n≦4 COO(CH2 )pOH,S(CH2 )pOH (CH2 )pOH;1≦p≦4 X,Yは同一であっても、別であっても良い前記の一価
の基である。 A,B,C,D=CqH2q+1(0≦q≦4),Cl,
F,Br A,B,C,Dは同一であっても、別であっても良い一
価の基である。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP5337981A JPH07196762A (ja) | 1993-12-28 | 1993-12-28 | ポリウレタン |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP5337981A JPH07196762A (ja) | 1993-12-28 | 1993-12-28 | ポリウレタン |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH07196762A true JPH07196762A (ja) | 1995-08-01 |
Family
ID=18313826
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP5337981A Pending JPH07196762A (ja) | 1993-12-28 | 1993-12-28 | ポリウレタン |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH07196762A (ja) |
-
1993
- 1993-12-28 JP JP5337981A patent/JPH07196762A/ja active Pending
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