JPH0912666A - Polyurethane and polyester diol used therefor - Google Patents

Polyurethane and polyester diol used therefor

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JPH0912666A
JPH0912666A JP7162333A JP16233395A JPH0912666A JP H0912666 A JPH0912666 A JP H0912666A JP 7162333 A JP7162333 A JP 7162333A JP 16233395 A JP16233395 A JP 16233395A JP H0912666 A JPH0912666 A JP H0912666A
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JP
Japan
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polyurethane
polyester diol
cyclic ester
polyester
spinning
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Application number
JP7162333A
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Japanese (ja)
Inventor
Atsushi Nakayama
淳 中山
Yoshinuki Maeda
佳貫 前田
Toshihiko Nanba
敏彦 難波
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Kuraray Co Ltd
Original Assignee
Kuraray Co Ltd
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Publication date
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Publication of JPH0912666A publication Critical patent/JPH0912666A/en
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Abstract

PURPOSE: To obtain a polyurethane which is free from problems, such as white smoke, odor, thread breakage, sticking between fibers, and degradation in life of a spinning nozzle, arising during spinning. CONSTITUTION: This polyurethane is obtd. by reacting a polyester diol, an org. diisocyanate, and a chain extender. subject to the condition that the polyester diol contains 100ppm or lower cyclic ester.

Description

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

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は紡糸後の毛羽・断糸が少
なく、かつ紡糸ノズルの寿命低下のないポリウレタン繊
維を得るためのポリウレタンおよびその一原料であるポ
リエステルジオ−ルに関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a polyurethane and a polyester diol as one raw material thereof for obtaining a polyurethane fiber which has less fluff and yarn breakage after spinning and which does not shorten the life of a spinning nozzle.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来より、ポリウレタンは高い弾性回復
性を有し、耐摩耗性、耐油性に優れるためゴム、プラス
チックの代替材料として注目されており、繊維化も広く
行われている。またポリウレタンは一般に、高分子ジオ
−ル、有機ジイソシアネ−ト、必要に応じて1,4−ブ
タンジオ−ル、ヘキサメチレンジアミン等の鎖伸長剤を
混合して重合することにより製造されており、高分子ジ
オ−ルがソフトセグメント、鎖伸長剤がハ−ドセグメン
トを構成し、かかるハ−ドセグメントとソフトセグメン
トが分子間で凝集して相分離を起こすことにより、優れ
た伸度と弾性回復性が得られるのである。ポリウレタン
としてはポリエステル系、ポリエ−テル系、ポリカ−ボ
ネ−ト系のポリウレタンが知られているが、繊維として
はポリエ−テル系ポリウレタンが広く使用されている。
しかしながら、耐熱性等の力学的性能に優れているポリ
エステル系ポリウレタンを繊維化しようとする試みがな
されており、かかるポリエステル系ポリウレタンの欠点
である耐水性、耐摩耗性を改善するために、2−メチル
−1,8−オクタンジオ−ル、1,9−ノナンジオ−ル
およびジカルボン酸からなるポリエステル系高分子ジオ
−ルとジイソシアネ−トを鎖伸長剤の存在下または不在
下で重合されたポリウレタンが提案されている(特開昭
62−22817号公報、特開平2−20514号公
報)。
2. Description of the Related Art Conventionally, polyurethane has been attracting attention as a substitute material for rubber and plastic because of its high elastic recovery property and excellent abrasion resistance and oil resistance, and it has also been widely used as a fiber. Polyurethane is generally produced by mixing a polymer diole, an organic diisocyanate, and optionally a chain extender such as 1,4-butanediol and hexamethylenediamine, and polymerizing the mixture. The molecular diol constitutes a soft segment, the chain extender constitutes a hard segment, and the hard segment and the soft segment aggregate between molecules to cause phase separation, resulting in excellent elongation and elastic recovery. Is obtained. Polyester-based, polyether-based, and polycarbonate-based polyurethanes are known as polyurethanes, and as the fibers, polyether-based polyurethanes are widely used.
However, attempts have been made to fiberize a polyester-based polyurethane having excellent mechanical properties such as heat resistance, and in order to improve the water resistance and abrasion resistance, which are the drawbacks of the polyester-based polyurethane, A polyurethane prepared by polymerizing a polyester polymer diole consisting of methyl-1,8-octanediol, 1,9-nonanediol and dicarboxylic acid and diisocyanate in the presence or absence of a chain extender is proposed. (JP-A-62-22817 and JP-A-2-20514).

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】かかるポリエステル系
ポリウレタンのソフトセグメントとして用いられている
ポリエステルは、その重合時に平衡反応による副生成物
が含まれている。この副生成物の1つである低分子ジオ
−ルは、ポリウレタンのハ−ドセグメントに組み込まれ
るため、ハ−ドセグメントの凝集性が低下してポリエス
テル系ポリウレタンの長所である耐熱性等の力学的性能
の低下を招いていた。本発明者等は、かかる問題を解決
するために、低分子ジオ−ルの含有量を特定化した高分
子ジオ−ルを用いたポリウレタンを提案した。しかしな
がら、低分子ジオ−ルのみを特定量にまで除去しただけ
は紡糸時に発生する白煙および臭気、断糸、繊維間の膠
着、紡糸ノズルの寿命低下を抑制することはできなかっ
た。このような問題に鑑み、さらなる検討をした結果、
紡糸時に発生する白煙および臭気、断糸、繊維間の膠
着、紡糸ノズルの寿命低下などの問題を解決するために
は副生成物である低分子ジオ−ルのみならず、環状エス
テルの量を制御する必要があることを見出だした。
The polyester used as the soft segment of such polyester-based polyurethane contains by-products due to an equilibrium reaction during the polymerization. The low molecular diol, which is one of the by-products, is incorporated into the hard segment of the polyurethane, so that the cohesiveness of the hard segment is reduced and the mechanical properties such as heat resistance, which is an advantage of the polyester polyurethane, are improved. This caused a decrease in the performance. In order to solve such a problem, the present inventors have proposed a polyurethane using a high molecular diol in which the content of the low molecular diol is specified. However, it was not possible to suppress white smoke and odor generated during spinning, fiber breakage, sticking between fibers, and shortening of the life of the spinning nozzle by only removing low molecular weight diol to a specific amount. As a result of further studies in view of such problems,
In order to solve the problems such as white smoke and odor generated during spinning, yarn breakage, sticking between fibers, and shortening of the life of the spinning nozzle, the amount of cyclic ester as well as low molecular weight diol as a by-product is adjusted. I found that I needed to control.

【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−ル、有機ジイソシアネ−トおよび鎖伸長剤の反応
により得られたポリウレタンであって、前記ポリエステ
ルジオ−ルに含有される環状エステル量が100ppm
以下であるポリエステルジオ−ルであることを特徴とす
るポリウレタンおよびその一原料であるポリエステルジ
オ−ルに関する。
The present invention is a polyurethane obtained by the reaction of a polyester diol, an organic diisocyanate and a chain extender, wherein the amount of cyclic ester contained in the polyester diol is 100 ppm
The present invention relates to a polyurethane characterized by being the following polyester diol and a polyester diol as one raw material thereof.

【0005】本発明に用いられるポリエステルジオ−ル
中に含有される環状エステル量は100ppm以下、と
くに50ppm以下であることが必要である。環状エス
テルは末端官能基が封鎖されているため、ポリウレタン
の合成に際してポリウレタンのハ−ドセグメントに組み
込まれることはないが、単体の不純物として重合装置の
系内にポリウレタンと共に存在する。このためポリウレ
タンを一旦ペレット化して溶融紡糸を行う場合、または
溶融状態のまま直接紡糸口金を通して溶融紡糸を行う場
合など、いずれの場合においても、この不純物はポリウ
レタンと共に紡糸ノズルから放出され、大部分は臭気を
伴う白煙として認められている。しかしながら一部分は
紡糸ノズル部分に付着し、断糸の多発や紡糸ノズル寿命
の低下を引き起こす。このためポリエステルジオ−ルに
含まれる環状エステル含有量を特定化する必要がある。
ポリエステルジオ−ル中の該環状エステルの含有量は、
高速液体クロマトグラフィ−のピ−ク面積比から算出す
ることができる。
The amount of cyclic ester contained in the polyester diol used in the present invention must be 100 ppm or less, particularly 50 ppm or less. Since the cyclic ester is blocked at the terminal functional group, it is not incorporated into the hard segment of the polyurethane during the synthesis of the polyurethane, but it exists as a single impurity together with the polyurethane in the system of the polymerization apparatus. Therefore, in any case, such as when the polyurethane is once pelletized and melt-spun, or when melt-spun directly through the spinneret in a molten state, this impurity is discharged from the spinning nozzle together with polyurethane, and most of it is It is recognized as white smoke with an odor. However, a part of them adheres to the spinning nozzle portion, causing frequent occurrence of yarn breakage and shortening of the spinning nozzle life. Therefore, it is necessary to specify the cyclic ester content contained in the polyester diol.
The content of the cyclic ester in the polyester diol is
It can be calculated from the peak area ratio of high performance liquid chromatography.

【0006】ポリエステルジオ−ルから環状エステルを
除去する方法としては、通常の真空蒸留、薄膜(分子)
蒸留等を挙げることができるが、短時間で環状エステル
を除去可能な点において薄膜蒸留が好ましい。蒸留は、
薄膜蒸留法では100〜180℃、とくに150〜17
0℃の範囲で行われることが、真空蒸留法では100〜
140℃、とくに100〜120℃の範囲で行われるこ
とが好ましい。真空蒸留法における真空度は0.01〜
1mmHg、とくに0.01〜0.5mmHgの範囲で
あることが好ましい。さらに処理時間は薄膜蒸留法では
1〜15分、とくに1〜5分、真空蒸留法では2〜8時
間、とくに4〜6時間の範囲であることが好ましい。環
状エステルの含有量は蒸留種類、温度、真空度および時
間を上述の範囲内より選択することより、100ppm
以下にすることができる。
As a method for removing the cyclic ester from the polyester diol, usual vacuum distillation and thin film (molecule) are used.
Distillation and the like can be mentioned, but thin film distillation is preferable in that the cyclic ester can be removed in a short time. Distillation is
In the thin film distillation method, 100 to 180 ° C., especially 150 to 17
What is performed in the range of 0 ° C. is 100 to 100 in the vacuum distillation method.
It is preferably carried out at 140 ° C, particularly in the range of 100 to 120 ° C. The degree of vacuum in the vacuum distillation method is 0.01 to
It is preferably in the range of 1 mmHg, particularly 0.01 to 0.5 mmHg. Further, the treatment time is preferably in the range of 1 to 15 minutes, particularly 1 to 5 minutes in the thin film distillation method, and 2 to 8 hours, particularly 4 to 6 hours in the vacuum distillation method. The content of cyclic ester is 100 ppm by selecting distillation type, temperature, vacuum degree and time from the above range.
It can be:

【0007】本発明におけるポリエステルジオ−ルはジ
オ−ル成分とジカルボン酸成分との反応により得られた
数平均分子量1000〜3000の範囲のものが好まし
い。得られるポリウレタンの耐熱性、耐熱水性の点にお
いては1500以上が好ましく、該ポリウレタンからな
る繊維の伸度、弾性回復性の点から3000以下とする
ことが好ましい。なお、本明細書でいうポリエステルジ
オ−ルの数平均分子量は、いずれもJIS K 157
7に準拠して測定した水酸基価に基づいて算出した数平
均分子量である。
The polyester diol in the present invention is preferably one having a number average molecular weight of 1,000 to 3,000 obtained by the reaction of the diol component and the dicarboxylic acid component. From the viewpoint of heat resistance and hot water resistance of the obtained polyurethane, 1500 or more is preferable, and from the viewpoint of elongation and elastic recovery of the fiber made of the polyurethane, it is preferably 3000 or less. The number average molecular weight of the polyester diols referred to in the present specification are all JIS K 157.
7 is a number average molecular weight calculated on the basis of the hydroxyl value measured according to 7.

【0008】上記ポリエステルジオ−ルにおけるジオ−
ル成分としてはエチレングリコ−ル、ジエチレングリコ
−ル、1,3−プロパンジオ−ル、1,4−ブタンジオ
−ル、1,5−ペンタンジオ−ル、1,6−ヘキサンジ
オ−ル、3−メチル−1,5−ペンタンジオ−ル、1,
8−オクタンジオ−ルなどの汎用ジオ−ルが挙げられる
がとくに限定されるものではなく、単独で使用しても2
種以上を併用してもよい。また、ジカルボン酸成分とし
てはコハク酸、グルタル酸、アジピン酸、セバシン酸、
ドデカン二酸等の脂肪族ジカルボン酸;フタル酸、テレ
フタル酸、イソフタル酸等の芳香族ジカルボン酸または
それらのエステル形成性誘導体を挙げることができ、こ
れらのジカルボン酸単位は単独で使用しても2種以上を
併用してもよい。本発明においては、耐加水分解性、低
温雰囲気下における弾性回復性の点においてアゼライン
酸と3−メチル−1,5−ペンタンジオ−ルからなるポ
リエステルジオ−ルが好適である。
Geo-in the polyester diol
Examples of the component include ethylene glycol, diethylene glycol, 1,3-propanediol, 1,4-butanediol, 1,5-pentanediol, 1,6-hexanediol and 3-methyl- 1,5-pentanediol, 1,
A general-purpose diol such as 8-octane diol can be used, but the diol is not particularly limited, and even when used alone, it is 2
More than one species may be used in combination. Further, as the dicarboxylic acid component, succinic acid, glutaric acid, adipic acid, sebacic acid,
Aliphatic dicarboxylic acids such as dodecanedioic acid; aromatic dicarboxylic acids such as phthalic acid, terephthalic acid, isophthalic acid and their ester-forming derivatives can be mentioned, and these dicarboxylic acid units can be used alone or 2 You may use together 1 or more types. In the present invention, a polyester diol composed of azelaic acid and 3-methyl-1,5-pentanediol is preferable in terms of hydrolysis resistance and elastic recovery in a low temperature atmosphere.

【0009】該ポリエステルジオ−ルの製造法はとくに
限定されず、上記したジオ−ル成分およびジカルボン酸
成分を用いて、従来既知のエステル交換反応、直接エス
テル化反応等によって重縮合させて製造することができ
る。その場合に、ポリエステルジオ−ルを製造するため
の重縮合反応をチタン系重縮合触媒の存在下に行うこと
が好ましく、かかる場合には重縮合反応の終了時にポリ
エステルジオ−ルに含有されるチタン系重縮合触媒を失
活させておくことが好ましい。チタン系重縮合触媒の失
活処理を行わない場合、得られるポリウレタンの耐熱性
等の力学的性能が低下しやすい。
The method for producing the polyester diol is not particularly limited, and the polyester diol is produced by polycondensing the above-mentioned diol component and dicarboxylic acid component by a conventionally known transesterification reaction, direct esterification reaction or the like. be able to. In that case, it is preferable to carry out the polycondensation reaction for producing the polyester diol in the presence of a titanium-based polycondensation catalyst. In such a case, titanium contained in the polyester diol at the end of the polycondensation reaction. It is preferable to deactivate the polycondensation catalyst. When the deactivation treatment of the titanium-based polycondensation catalyst is not carried out, mechanical properties such as heat resistance of the obtained polyurethane are likely to be lowered.

【0010】チタン系重縮合触媒の存在下に重縮合した
ポリエステルジオ−ルを用いる場合は、チタン系重縮合
触媒としては、ポリステルジオ−ル系の重合体を製造す
る際に従来から使用されているチタン系触媒のいずれを
も使用することができる。好ましいチタン系触媒の例と
してはチタン酸、テトラアルコキシチタン化合物、チタ
ンアシレ−ト化合物、チタンキレ−ト化合物等を挙げる
ことができる。より具体的にはテトライソプロピルチタ
ネ−ト、テトラ−n−ブチルチタネ−ト、テトラ−2−
エチルヘキシルチタネ−ト、テトラステアリルチタネ−
ト、ポリヒドロキシチタンステアレ−ト、ポリイソプロ
ポキシチタンステアレ−ト、チタンアセチルアセトネ−
ト、トリエタノ−ルアミンチタネ−ト等を挙げることが
できる。その場合のチタン系重縮合触媒の使用量はとく
に制限されないが、一般にポリエステルジオ−ルを形成
するためにジオ−ル成分およびジカルボン酸成分の合計
量に対して約0.1〜50ppm、とくに1〜30pp
mであることが好ましい。
When a polyester diol polycondensed in the presence of a titanium-based polycondensation catalyst is used, the titanium-based polycondensation catalyst has been conventionally used in producing a polyester-based polymer. Any of the titanium-based catalysts mentioned can be used. Examples of preferable titanium-based catalysts include titanic acid, tetraalkoxytitanium compounds, titanium acylate compounds, and titanium chelate compounds. More specifically, tetraisopropyl titanate, tetra-n-butyl titanate, tetra-2-
Ethylhexyl titanate, tetrastearyl titanate
, Polyhydroxytitanium stearate, polyisopropoxytitanium stearate, titanium acetylacetonate
And triethanolamine titanate. In that case, the amount of the titanium-based polycondensation catalyst used is not particularly limited, but is generally about 0.1 to 50 ppm, especially 1 to 1 with respect to the total amount of the diol component and the dicarboxylic acid component for forming the polyester diol. ~ 30pp
m is preferable.

【0011】また、ポリエステルジオ−ル中に含まれる
チタン系重縮合触媒の失活方法としては、たとえば重縮
合反応により得られたポリエステルジオ−ルを加熱下に
水や水蒸気と接触させて失活させる方法、ポリエステル
ジオ−ルをリン酸、リン酸エステル、亜リン酸、亜リン
酸エステル等のリン化合物で処理する方法などを挙げる
ことができ、なかでも加熱下に水や水蒸気と接触させる
方法が好ましい。該方法の場合は、重縮合反応により得
られたポリエステルジオ−ルに水を1重量%以上添加
し、70〜150℃の温度で1〜3時間加熱するとよ
い。加熱は常圧下で行ってもよく、または加圧下で行っ
てもよく、チタン系重縮合触媒を失活させた後に系を減
圧にすると、失活に使用した水分を除去することがで
き、望ましい。
As a method for deactivating the titanium-based polycondensation catalyst contained in the polyester diol, for example, the polyester diol obtained by the polycondensation reaction is heated and brought into contact with water or steam to deactivate it. And a method of treating the polyester diol with a phosphoric acid, a phosphoric acid ester, a phosphorous acid, a phosphorous compound such as a phosphorous acid ester, and the like. Among them, a method of contacting with water or steam under heating. Is preferred. In the case of this method, 1% by weight or more of water is added to the polyester diol obtained by the polycondensation reaction, and the mixture is heated at a temperature of 70 to 150 ° C. for 1 to 3 hours. The heating may be carried out under normal pressure or may be carried out under pressure. If the system is depressurized after deactivating the titanium polycondensation catalyst, the water used for deactivation can be removed, which is desirable. .

【0012】本発明における有機ジイソシアネ−トとし
ては、ポリウレタンの製造に従来用いられている有機ジ
イソシアネ−トのいずれもが使用でき、その種類はとく
に限定されず、芳香族ジイソシアネ−ト、脂環式ジイソ
シアネ−ト、脂肪族ジイソシアネ−トのうち1種または
2種以上を使用することができる。そのうち、4,4′
−ジフェニルメタンジイソシアネ−ト、p−フェニレン
ジイソシアネ−ト、トルイレンジイソシアネ−ト、1,
5−ナフチレンジイソシアネ−ト等の芳香族ジイソシア
ネ−トが好ましい。
As the organic diisocyanate in the present invention, any of the organic diisocyanates conventionally used in the production of polyurethane can be used, and the kind thereof is not particularly limited, and it may be an aromatic diisocyanate or an alicyclic group. One or more of diisocyanate and aliphatic diisocyanate can be used. 4,4 'of which
-Diphenylmethane diisocyanate, p-phenylene diisocyanate, toluylene diisocyanate, 1,
Aromatic diisocyanates such as 5-naphthylene diisocyanate are preferred.

【0013】また本発明では必要に応じて、鎖伸長剤を
用いることができる。鎖伸長剤としてはイソシアネ−ト
と反応し得る水素原子を2個以上含有する化合物を用い
る。具体的にはエチレングリコ−ル、1,4−ブタンジ
オ−ル、1,5−ペンタンジオ−ル、1,6−ヘキサン
ジオ−ル、1,8−オクタンジオ−ル、1,9−ノナン
ジオ−ル等を挙げることができ、これらは単独で使用し
ても2種以上を併用でいてもよい。かかる鎖伸長剤の使
用量は、有機ジイソシアネ−トに対して0.25〜5モ
ル倍であることが好ましい。
In the present invention, a chain extender can be used if necessary. As the chain extender, a compound containing two or more hydrogen atoms capable of reacting with isocyanate is used. Specifically, ethylene glycol, 1,4-butanediol, 1,5-pentanediol, 1,6-hexanediol, 1,8-octanediol, 1,9-nonanediol and the like are used. These may be used alone or in combination of two or more. The amount of the chain extender used is preferably 0.25 to 5 mol times with respect to the organic diisocyanate.

【0014】本発明のポリウレタンを得るための反応方
法はとくに限定されず、上記したポリエステルジオ−
ル、有機ジイソシアネ−トおよび鎖伸長剤を使用して、
公知のウレタン化反応技術を利用してプレポリマ−法お
よびワンショット法のいずれで製造してもよい。そのう
ちでも実質的に溶剤の不存在下に溶融重合することが好
ましく、とくに多軸スクリュウ−型押出機を用いる連続
溶融重合が好ましい。使用するポリエステルジオ−ルの
内容、有機ジイソシアネ−トの種類、鎖伸長剤の内容等
に応じて方法は変わり得るが、多軸スクリュウ−型押出
機を使用してポリウレタンを製造する場合には、一般に
各成分を同時またはほぼ同時に押出機に連続的に供給し
て190〜280℃、好ましくは200〜260℃で連
続溶融重合させてポリウレタンを製造した後押し出し、
切断してペレットやチップ等の形状のポリウレタンを製
造するとよい。ポリウレタンを製造するにあたって、ウ
レタン化反応に対して触媒活性を有するスズ系ウレタン
化触媒、たとえばオクチル酸スズ、モノメチルスズメル
カプト酢酸塩、モノブチルトリアセテ−ト等を使用して
もよい繊維を得るためのポリウレタンの分子量は一般に
5000〜500000、とくに10000〜3000
00が好ましい。
The reaction method for obtaining the polyurethane of the present invention is not particularly limited, and the polyester di-
, An organic diisocyanate and a chain extender,
It may be produced by either a prepolymer method or a one-shot method using a known urethanization reaction technique. Among them, it is preferable to carry out the melt polymerization substantially in the absence of a solvent, and particularly preferable is the continuous melt polymerization using a multi-screw screw type extruder. The method may vary depending on the content of the polyester diol used, the type of organic diisocyanate, the content of the chain extender, etc., but when producing polyurethane using a multi-screw screw type extruder, In general, each component is continuously or almost simultaneously supplied to an extruder continuously and continuously melt-polymerized at 190 to 280 ° C., preferably 200 to 260 ° C. to produce polyurethane, and then extruded.
It is advisable to produce polyurethane in the form of pellets, chips, etc. by cutting. To obtain a fiber which may use a tin-based urethane-forming catalyst having catalytic activity for the urethane-forming reaction, such as tin octylate, monomethyltin mercaptoacetate, and monobutyl triacetate in the production of polyurethane. The molecular weight of the polyurethane is generally 5,000 to 500,000, especially 10,000 to 3,000.
00 is preferable.

【0015】また、ポリウレタンの重合過程または重合
後に、必要に応じて着色剤、かつ剤、紫外線吸収剤、難
燃剤、酸化防止剤等の添加剤を適宜加えてもよい。
If necessary, additives such as colorants and agents, ultraviolet absorbers, flame retardants and antioxidants may be added after or during the polymerization of polyurethane.

【0016】本発明のポリウレタンは公知の湿式、乾
式、溶融紡糸等の公知の紡糸方法により弾性繊維とする
ことができる。一旦ペレット化した後に溶融紡糸を行う
か、または溶融重合した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(重合直結紡糸)を行うこと
が好ましい。溶融紡糸する場合、紡糸温度は200〜2
50℃、とくに200〜230℃が好ましく、チ−ズ等
に一旦巻き取った後に60〜150℃で1〜48時間の
熱処理により固相重合を行うことが好ましい。
The polyurethane of the present invention can be made into an elastic fiber by a known spinning method such as a wet method, a dry method and a melt spinning method. It is preferable that the pellets are once pelletized and then melt-spun, or the melt-polymerized polyurethane is directly spun through a spinneret (polymerization direct-spinning) in a molten state. In the case of melt spinning, the spinning temperature is 200 to 2
The temperature is preferably 50 [deg.] C., particularly 200 to 230 [deg.] C., and the solid phase polymerization is preferably carried out by heat-treating at a temperature of 60 to 150 [deg.] C. for 1 to 48 hours after being wound around a cheese.

【0017】[0017]

【実施例】以下、本発明を実施例により詳述するが、本
発明はこれら実施例により何等限定されるものではな
い。以下の例において、ポリエステルジオ−ルの数平均
分子量、環状エステルの含有量、評価基準は下記の方法
により測定または評価した。
EXAMPLES Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to examples, but the present invention is not limited to these examples. In the following examples, the number average molecular weight of polyester diol, the content of cyclic ester, and the evaluation standard were measured or evaluated by the following methods.

【0018】〔ポリエステルジオ−ルの数平均分子量〕
所定量のポリエステルジオ−ルを過剰の無水フタル酸に
よりエステル化し、次いで水酸化カリウム溶液で中和滴
定することによりフタル酸の残存量を求め、ポリエステ
ルジオ−ルの水酸基価(mgKOH/g)から数平均分
子量を換算して求めた。 〔環状エステルの含有率(ppm)〕あらかじめ、濃度
既知の環状エステル溶液を用いて、高速液体クロマトグ
ラフィのピ−ク面積と濃度との関係を求めておき、試料
の環状エステルピ−ク面積から濃度を求めた。測定条件
は以下の通りである。 クロマトグラフィ−: 島津高速液体クロマトグラフ LC−10AS 溶離液: イソプロパノ−ル:n−ヘキサン=25:75 カラム: 東ソ− TSKgel Silica−60 試料溶解液: 酢酸エチル:溶離液=1:1 流速: 1ml/分 カラムオ−ブン温度: 35℃ 検出器: 昭和電工社製 Shodex RI−71 チャ−トスピ−ド: 1cm/分
[Number average molecular weight of polyester diol]
A predetermined amount of polyester diol was esterified with an excess of phthalic anhydride, and then the residual amount of phthalic acid was obtained by neutralization titration with a potassium hydroxide solution. From the hydroxyl value (mgKOH / g) of the polyester diol, It was determined by converting the number average molecular weight. [Cyclic Ester Content (ppm)] Using a cyclic ester solution of known concentration, the relationship between the peak area and the concentration of high performance liquid chromatography is obtained in advance, and the concentration is calculated from the cyclic ester peak area of the sample. I asked. The measurement conditions are as follows. Chromatography: Shimadzu High Performance Liquid Chromatograph LC-10AS Eluent: Isopropanol: n-Hexane = 25: 75 Column: Toso-TSKgel Silica-60 Sample solution: Ethyl acetate: Eluent = 1: 1 Flow rate: 1 ml / Min Column oven temperature: 35 ° C Detector: Showa Denko Shodex RI-71 Chart speed: 1 cm / min

【0019】〔紡糸直後の繊維形態〕 ○:単糸間の膠着、断糸は全く見られない。 △:単糸間にわずかに膠着が見られたが、実用上問題は
ない。 ×:単糸間の膠着が見られ、糸として使用することがで
きない。
[Fiber Morphology Immediately After Spinning] ◯: No sticking or breakage between single yarns. Δ: Slight sticking was observed between the single yarns, but there was no problem in practical use. X: Sticking between single yarns is observed, and the yarn cannot be used as a yarn.

【0020】また、下記の例で用いた化合物に関する略
号とその化合物内容は以下の表1に示すとおりである。
The abbreviations for the compounds used in the following examples and the contents of the compounds are as shown in Table 1 below.

【0021】[0021]

【表1】 [Table 1]

【0022】実施例1〜4および比較例1〜3 《ポリエステルジオ−ルの製造》MPD3000gおよ
びAZ3760g(MPD/AZ=1.7/1モル比)
を反応器に仕込み、常圧下に窒素ガスを通じつつ、19
5℃で生成する水を系外に留去しながらエステル化反応
を行った。反応物の酸価が30以下になった時点でテト
ライソプロピルチタネ−トを90mg加えて、200〜
100mmHgに減圧しながら反応を続けた。酸価が1
以下になった時点で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56、酸価
0.1の数平均分子量2000のPMAZ(以下、これ
をPMAZ−Aと称する)が5700g得られた。
Examples 1 to 4 and Comparative Examples 1 to 3 << Production of polyester diol >> 3000 g of MPD and 3760 g of AZ (MPD / AZ = 1.7 / 1 molar ratio)
Was charged into a reactor, and nitrogen gas was passed under normal pressure,
The esterification reaction was carried out while distilling the water generated at 5 ° C. out of the system. When the acid value of the reaction product reached 30 or less, 90 mg of tetraisopropyl titanate was added,
The reaction was continued while reducing the pressure to 100 mmHg. Acid value is 1
When the temperature became the following, the degree of vacuum was gradually raised by a vacuum pump to complete the reaction. As a result, 5700 g of PMAZ having a hydroxyl value of 56 and an acid value of 0.1 and a number average molecular weight of 2000 (hereinafter, referred to as PMAZ-A) was obtained.

【0023】《チタン系触媒を失活させたPMAZの製
造》上記のPMAZ−Aの1000gを100℃に加熱
し、これに水20g(2.0重量%)を加えて撹拌しな
がら2時間加熱することによりチタン系触媒を失活させ
た。得られた混合物から減圧下で水を留去することによ
り、チタン系触媒を失活させたPMAZ(以下、これを
PMAZ−Bと称する)が得られた。上記のPMAZ−
Bを高速液体クロマトグラフィ−により分析したとこ
ろ、500ppmの環状エステルを含有していた。この
環状エステルをGC−MSにより分析したところ、MP
DとAZからなる分子量の異なる環状エステルであっ
た。
<Production of PMAZ in which titanium-based catalyst is deactivated> 1000 g of the above PMAZ-A is heated to 100 ° C., 20 g (2.0% by weight) of water is added thereto and heated for 2 hours with stirring. By doing so, the titanium-based catalyst was deactivated. By distilling off water under reduced pressure from the obtained mixture, PMAZ in which the titanium-based catalyst was deactivated (hereinafter referred to as PMAZ-B) was obtained. PMAZ- above
When B was analyzed by high performance liquid chromatography, it contained 500 ppm of cyclic ester. When this cyclic ester was analyzed by GC-MS, it was found that MP
It was a cyclic ester composed of D and AZ having different molecular weights.

【0024】《ポリエステルジオ−ル中の環状エステル
量の調整》上記のPMAZ−Bを薄膜蒸留(分子蒸留)
により、処理温度160℃、処理時間3〜15分の条件
で精製し、表2に示す各種のPMAZを得た(実施例1
〜4および比較例1〜3)。また、上記のPMAZ−B
を真空蒸留により、処理温度100〜120℃、処理時
間4〜6時間、真空度0.01〜10mmHgの条件で
精製し、表2に示す各種のPMAZを得た(実施例5お
よび比較例4)。
<< Adjustment of the amount of cyclic ester in polyester diol >> Thin film distillation (molecular distillation) of PMAZ-B described above.
Were purified under the conditions of a treatment temperature of 160 ° C. and a treatment time of 3 to 15 minutes to obtain various PMAZ shown in Table 2 (Example 1
4 and Comparative Examples 1 to 3). In addition, the above PMAZ-B
Was purified by vacuum distillation under the conditions of a treatment temperature of 100 to 120 ° C., a treatment time of 4 to 6 hours and a degree of vacuum of 0.01 to 10 mmHg to obtain various PMAZs shown in Table 2 (Example 5 and Comparative Example 4). ).

【0025】《ポリウレタンの製造および紡糸》環状エ
ステル量が調整されたPMAZ−B(30℃に加熱)、
MDI(50℃に加熱)およびBD(30℃に加熱)を
表2に示すようなモル比で、かつこれらの総送量が11
7g/分となるように、定量ポンプから同軸方向に回転
する二軸スクリュウ−型押出機(30φ、L/D=3
7)に連続的に供給して260℃で連続溶融重合を行っ
た。溶融重合したポリウレタンを溶融状態のまま直接紡
糸機に供給し、紡糸温度205℃、冷却風露点5℃、紡
糸速度500m/分の条件で溶融紡糸し、40デニ−ル
のモノフィラメントを得た。紡糸時のノズルからの白
煙、臭気の有無、得られたフィラメントの形態を観察
し、紡糸ノズルの交換周期を測定した。結果を表2に示
す。
<< Production and Spinning of Polyurethane >> PMAZ-B (heated to 30 ° C.) in which the amount of cyclic ester is adjusted,
MDI (heated to 50 ° C.) and BD (heated to 30 ° C.) were used in a molar ratio as shown in Table 2 and their total feed amount was 11
A twin-screw screw-type extruder (30φ, L / D = 3) that rotates coaxially from the metering pump so as to achieve 7 g / min.
7) and continuously melt-polymerized at 260 ° C. The melt-polymerized polyurethane was directly fed to the spinning machine in a molten state, and melt-spun under the conditions of a spinning temperature of 205 ° C., a cooling air dew point of 5 ° C. and a spinning speed of 500 m / min to obtain a 40 denier monofilament. The white smoke from the nozzle during spinning, the presence or absence of odor, and the morphology of the obtained filament were observed, and the replacement cycle of the spinning nozzle was measured. Table 2 shows the results.

【0026】[0026]

【表2】 [Table 2]

【0027】環状エステルを多く含むポリエステルジオ
−ルを使用した場合(比較例1〜4)は、紡糸時にノズ
ルから白煙が発生し、臭気も感じられた。さらにノズル
は1週間で交換しなければならず、コストパ−フォ−マ
ンスの点において劣っていた。また紡糸して得られた単
糸は断糸、膠着が多発しており実用性の全くないもので
あった。一方、本発明のポリウレタンを使用したもの
は、紡糸時に白煙、臭気は認められず、ノズルの交換も
10〜15日であり、ノズル寿命が長くコスト的に有利
であった。また紡糸して得られた単糸にも断糸、膠着は
全く見られなかった。
When polyester diol containing a large amount of cyclic ester was used (Comparative Examples 1 to 4), white smoke was generated from the nozzle during spinning, and odor was also felt. In addition, the nozzle had to be replaced within one week, which was inferior in terms of cost performance. Further, the single yarn obtained by spinning had many breakages and sticking and was of no practical use. On the other hand, in the case of using the polyurethane of the present invention, white smoke and odor were not recognized during spinning, and the nozzle was replaced for 10 to 15 days, and the nozzle life was long and advantageous in terms of cost. In addition, no breakage or sticking was observed in the single yarn obtained by spinning.

【0028】[0028]

【発明の効果】本発明によれば、耐久性、耐熱性、耐熱
水性等の力学的性能に優れたポリウレタン、とくに繊維
化の際に白煙、臭気が認められず、ノズル寿命の長く、
かつ膠着、断糸の見られない繊維を得ることができるポ
リウレタンを提供できる。
According to the present invention, polyurethane excellent in mechanical properties such as durability, heat resistance, and hot water resistance, especially white smoke and odor are not recognized during fiber formation, and the nozzle life is long.
Further, it is possible to provide a polyurethane capable of obtaining a fiber free from sticking and thread breakage.

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】ポリエステルジオ−ル、有機ジイソシアネ
−トおよび鎖伸長剤の反応により得られたポリウレタン
であって、前記ポリエステルジオ−ルに含有される環状
エステル量が100ppm以下であるポリエステルジオ
−ルであることを特徴とするポリウレタン。
1. A polyurethane obtained by the reaction of a polyester diol, an organic diisocyanate and a chain extender, wherein the amount of cyclic ester contained in the polyester diol is 100 ppm or less. Polyurethane characterized by being.
【請求項2】100〜180℃の処理温度、1〜15分
の処理時間で薄膜蒸留により処理された、環状エステル
含有量が100ppm以下であるポリエステルジオ−
ル。
2. A polyester dio having a cyclic ester content of 100 ppm or less, which has been treated by thin film distillation at a treatment temperature of 100 to 180 ° C. and a treatment time of 1 to 15 minutes.
Le.
【請求項3】100〜140℃の処理温度、0.01〜
1mmHgの真空度、2〜8時間の処理時間で真空蒸留
により処理された、環状エステル含有量が100ppm
以下であるポリエステルジオ−ル。
3. A processing temperature of 100 to 140 ° C., 0.01 to
It was processed by vacuum distillation at a vacuum degree of 1 mmHg and a processing time of 2 to 8 hours, and the cyclic ester content was 100 ppm.
The following polyester diol.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6559267B2 (en) * 2000-05-10 2003-05-06 Bayer Aktiengesellschaft Mouldings of thermoplastic polyurethanes exhibiting reduced fogging
CN114316225A (en) * 2022-01-11 2022-04-12 万华化学集团股份有限公司 Polyester polyol and preparation method and application thereof

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