JPH07278246A - ポリウレタン重合体と弾性糸との製造方法 - Google Patents

ポリウレタン重合体と弾性糸との製造方法

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JPH07278246A
JPH07278246A JP6072077A JP7207794A JPH07278246A JP H07278246 A JPH07278246 A JP H07278246A JP 6072077 A JP6072077 A JP 6072077A JP 7207794 A JP7207794 A JP 7207794A JP H07278246 A JPH07278246 A JP H07278246A
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JP
Japan
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polyurethane polymer
producing
polymer
glycol
alcohol
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JP6072077A
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English (en)
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Hideyuki Ohashi
英之 大橋
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Toyobo Co Ltd
Original Assignee
Toyobo Co Ltd
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 重合、成形等の工程において濾過時に圧力上
昇のない等の、オリゴマーの少ない、均一なポリウレタ
ン重合体を得る。 【構成】 両末端に水酸基を有するポリオールと過剰モ
ルのジイソシアネートとを反応させプレポリマーを得る
時、一官能性のアルコールを存在せしめ、プレポリマー
を得、このプレポリマーを鎖延長してポリウレタン重合
体を得る。この得られポリウレタン重合体の溶液を用い
て紡糸し弾性糸を得る。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は成形性に優れたポリウレ
タン重合体の製造方法とこのポリウレタン重合体を用い
ての弾性糸の製造方法に関する。さらに詳しくは、不溶
物が少なく、そのために成形が容易なポリウレタン重合
体の製造方法とこのポリウレタン重合体を用いての弾性
糸の製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】ポリウレタン重合体はよく知られている
ように、ハードセグメントの凝集が架橋点となりゴム弾
性を示す。しかしハードセグメントを形成するための、
イソシアネート基を有する中間重合体と有機ジアミンと
の反応は、非常に速く、均一に系が混合される前に、反
応してしまい、反応が局所的となり易く、異常に分子量
が大きい部分や、ウレア成分の局在する部分を含んだポ
リウレタン重合体が得られ易い。このようにして得られ
たポリウレタン重合体は、不均一な重合体であり、満足
な物性を有した成形物を得ることが出来ない。また重合
体中または重合体の溶液中の異物を取り除くために通常
成形前に重合体または重合体の溶液をフイルターで濾過
するが、この時圧力の上昇が激しく、操業性、品質に大
きな問題が発生する。かかる問題点を解決するため、反
応温度を下げる、素早い混合を行えるように反応機を工
夫する等が提案されているが、充分な解決には至ってい
ない。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、分子
量、組成が均一なポリウレタン重合体を得ることによ
り、フイルターで濾過するときの圧力上昇が小さいポリ
ウレタン重合体を提供することにある。
【0004】
【課題を解決するための手段】本発明は、両末端基に水
酸基を有する数平均分子量が1000〜5000のポリ
エーテルグリコールおよびまたはポリエステルグリコー
ルと、過剰モルの有機ジイソシアネートとを反応させ
て、末端基にイソシアネート基を有する中間重合体を得
て、この中間重合体に有機ジアミンを反応させてポリウ
レタン重合体を得る、ポリウレタン重合体の製造方法で
あって、少なくとも中間重合体を得る反応において、下
記式で示される量の一官能性アルコールを存在せしめる
ことを特徴とするポリウレタン重合体の製造方法。 0.01≦M/(D−G)≦0.025 (上記式において、Mは反応系に加えられる一官能性ア
ルコールの水酸基当量数であり、Dは有機ジイソシアネ
ートのイソシアネート基当量数であり、Gはポリエーテ
ルグリコールおよびまたはポリエステルグリコールの水
酸基当量数である。)さらに、一官能性アルコールが、
炭素数3〜6の一級アルコールである前記のポリウレタ
ン重合体の製造方法であり、さらに前記のポリウレタン
重合体を紡糸することを特徴とする弾性糸の製造方法で
ある。以下、本発明をさらに詳しく説明する。
【0005】本発明のポリウレタン重合体は、ポリエー
テルグリコール、およびまたはポリエステルグリコール
と過剰モルの有機ジイソシアネートとを、反応系に一官
能性アルコールを存在せしめて、反応させ、末端イソシ
アネートの中間重合体を得て、これと有機ジアミンとを
反応させ鎖延長さすことにより得られるものである。
【0006】本発明での、ポリエーテルグリコール、お
よびまたはポリエステルグリコールとしては、ポリテト
ラメチレンエーテルグリコール、ジヒドロキシ末端のポ
リエチレンアジペート、ポリブチレンアジペート、ポリ
カプロラクタム等が具体例として挙げられるが、数平均
分子量が1000〜3000のポリテトラメチレンエー
テルグリコールが、ポリウレタン重合体とそれから得ら
れる成形物特に弾性糸の物性の点から特に望ましい。
【0007】本発明に用いられる有機ジイソシアネート
としては、4,4’−ジフエニルメタンジイソシアネー
ト、2,4−トルエンジイソシアネート、2,6−トル
エンジイソシアネート等の芳香族ジイソシアネートが好
ましい具体例として挙げられるが、特に4,4’−ジフ
エニルメタンジイソシアネートが好ましい。
【0008】ポリテトラメチレンエーテルグリコール
と、4,4’−ジフエニルメタンジイソシアネートと
を、モル比で1.5〜3.0の範囲で4,4’−ジフエ
ニルメタンジイソシアネートが過剰となるように混合
し、60〜120°Cで反応させ、中間重合体(プレポ
リマー)を得る。この中間重合体(プレポリマー)を得
るときの反応系に下記の、特定量の一官能性アルコール
を存在せしめる。 0.01≦M/(D−G)≦0.025 (上記式において、Mは反応系に加えられる一官能性ア
ルコールの水酸基当量数であり、Dは有機ジイソシアネ
ートのイソシアネート基当量数であり、Gはポリエーテ
ルグリコールおよびまたはポリエステルグリコールの水
酸基当量数である。)一官能性アルコールとしては、n
−プロパノール、n−ブタノール、n−ペンタノール、
n−ヘキサノールなどの一級アルコールが好ましい具体
例として挙げられる。
【0009】この一官能性アルコールの、添加の方法は
特に限定されるものではないが、反応の初期から一官能
性アルコールが存在することが好ましく、例として、ポ
リテトラメチレンエーテルグリコールに予め混合して反
応に供給する方法が挙げられる。一官能性アルコールの
量が上記式の範囲より少ないと添加する効果が小さく、
また上記式の範囲より多いと必要な分子量のポリウレタ
ン重合体が得られなくなる。得られた中間重合体(プレ
ポリマー)を、N,N−ジメチルアセトアミド、N,N
−ジメチルホルムアミド等の不活性溶媒に溶解する。不
活性溶媒に溶解したプレポリマー溶液に、N,N−ジメ
チルアセトアミド、N,N−ジメチルホルムアミド等の
不活性溶媒に溶解した有機ジアミンを添加し、反応させ
て鎖延長を行う。
【0010】鎖延長に使用する有機ジアミンとしては、
エチレンジアミン、1,2−シクロヘキサンジアミン、
1,3−シクロヘキサンジアミン、1,4−シクロヘキ
サンジアミン、1,2−ジアミノプロパン、1,3−ジ
アミノプロパン、ヒドラジン等が好ましい例として挙げ
られる。
【0011】前記鎖延長反応の後、有機モノアミンを系
に添加し、残存イソシアネートと反応させ末端停止反応
を行う。モノアミンとしては、ジエチルアミン、n−ブ
チルアミン、等のモノアミンが好ましく使用されるが、
これらに限定されるものではない。有機モノアミンの一
部は鎖延長反応に用いてもよく、又プレポリマーのイソ
シアネートの当量よりも過剰量のジアミン、モノアミン
をプレポリマーと反応させることにより、鎖延長反応と
末端停止反応とを同時に行うことも出来る。これらの場
合に必要に応じ、所望の重合度のポリウレタン重合体を
えるために、一官能性のアルコールを所定量添加する。
【0012】ポリウレタン系弾性糸は、前記のようにし
て得られたポリウレタン重合体の溶液に必要な他の添加
物を添加した溶液(ドープ)を公知の方法により紡糸し
て得られる。
【0013】以下、実施例をもって本発明を説明する
が、これらに限定されるものではない。
【実施例】
〔1〕4,4’−ジフエニルメタンジイソシアネート
(500.5g)と数平均分子量2000のポリテトラ
メチレンエーテルグリコール(2000g)とn−ブタ
ノール(1.7g)とを混合し、80℃で1時間反応さ
せて末端イソシアネートのプレポリマーを得た。このプ
レポリマーをN,N−ジメチルホルムアミド(5000
g)に溶解し10℃まで冷却した。この溶液にN,N−
ジメチルホルムアミド(900g)に溶解した1,2−
ジアミノプロパン(66.7g)を滴下し鎖延長反応を
行った。反応終了後、N,N−ジメチルホルムアミド
(90.1g)に溶解したジ−n−ブチルアミン(8
g)を加えて未反応イソシアネートを末端停止させた。
得られたポリウレタン重合体からの弾性糸のオリゴマー
量は1.03重量%であり、濾過テストでのΔPは1.
2kg/cm2 であり、非常に良好であった。
【0014】なお、オリゴマー量の測定、濾過テストに
ついては、下記する。 〔オリゴマー量の測定〕紡糸して得られた弾性糸10g
(30℃で60%RHでの48時間放置後の重量)をメ
タノール200mlで8時間ソックスレー抽出を行う。
抽出後の弾性糸を60℃で12時間真空乾燥して重量を
測定し、抽出前後の重量からオリゴマー量を得る。
〔(D−d)/d〕×100=オリゴマー量(%) D;抽出前の重量 d;抽出後の重量 〔濾過テスト〕面積1cm2 の350メッシュの金網3
枚を重ねたフイルターを用いて、重合体溶液を1kg/
時間の流量で濾過を行い、フイルター直前に取り付けた
圧力計の圧力から濾過開始直後と3時間後の圧力の差Δ
P(kg/cm2 )を測定する。
【0015】〔比較例1〕実施例1での、n−ブタノー
ルの使用量を0とする以外は、実施例1と同様にしてポ
リウレタン重合体を得た。ポリウレタン重合体からの弾
性糸のオリゴマー量は4.49%であり、濾過テストで
のΔPは6.2kg/cm2 であった。
【0016】〔実施例2〕実施例1での、n−ブタノー
ルの使用のかわりにn−ヘキサノール(2.2g)を使
用した以外は、実施例1と同様にしてポリウレタン重合
体を得た。ポリウレタン重合体からの弾性糸のオリゴマ
ー量は1.15%であり、濾過テストでのΔPは1.3
kg/cm2 であった。
【0017】
【発明の効果】本発明によれば、オリゴマー量の少ない
ポリウレタン重合体を得ることが出来そのため、濾過圧
の上昇の少ない操業性に優れたポリウレタン重合体の溶
液を得ることが出来る。

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 両末端基に水酸基を有する数平均分子量
    が1000〜5000のポリエーテルグリコールおよび
    またはポリエステルグリコールと、過剰モルの有機ジイ
    ソシアネートとを反応させて、末端基にイソシアネート
    基を有する中間重合体を得て、この中間重合体に有機ジ
    アミンを反応させてポリウレタン重合体を得る、ポリウ
    レタン重合体の製造方法であって、少なくとも中間重合
    体を得る反応において、下記式で示される量の一官能性
    アルコールを存在せしめることを特徴とするポリウレタ
    ン重合体の製造方法。 0.01≦M/(D−G)≦0.025 (上記式において、Mは反応系に加えられる一官能性ア
    ルコールの水酸基当量数であり、Dは有機ジイソシアネ
    ートのイソシアネート基当量数であり、Gはポリエーテ
    ルグリコールおよびまたはポリエステルグリコールの水
    酸基当量数である。)
  2. 【請求項2】 一官能性アルコールが、炭素数3〜6の
    一級アルコールである請求項1記載のポリウレタン重合
    体の製造方法。
  3. 【請求項3】 請求項1記載のポリウレタン重合体を紡
    糸することを特徴とする弾性糸の製造方法。
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