JPH111822A - ポリウレタン弾性繊維 - Google Patents

ポリウレタン弾性繊維

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JPH111822A
JPH111822A JP9153872A JP15387297A JPH111822A JP H111822 A JPH111822 A JP H111822A JP 9153872 A JP9153872 A JP 9153872A JP 15387297 A JP15387297 A JP 15387297A JP H111822 A JPH111822 A JP H111822A
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JP
Japan
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polyurethane elastic
diol
elastic fiber
polyester polyol
molecular weight
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Pending
Application number
JP9153872A
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English (en)
Inventor
Yoichi Kurahashi
陽一 倉橋
Futoshi Ishimaru
太 石丸
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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】 【課題】耐アルカリ加水分解性に優れ、綿との混用を可
能とするポリウレタン弾性繊維を得ること。 【解決手段】平均分子量500 〜5000のポリエステルポリ
オール、分子量500 以下の低分子ジオールおよび有機ジ
イソシアネート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、該ポリエステルポリ
オールを構成するジオール成分の内1〜70モル%が下記
一般式(1)で示されるジオールであることを特徴とす
るポリウレタン弾性繊維。 【化1】 (但し、式中R1 はHまたは炭素原子数2以上のアルキ
ル基、R2 は炭素原子数1以上のアルキル基を示す)

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、耐アルカリ加水分
解性に優れたポリウレタン弾性繊維に関するものであ
り、特に綿との混用に適したポリウレタン弾性繊維であ
る。
【0002】
【従来の技術】従来、ポリウレタン弾性繊維として、ポ
リエーテルポリオールを用いて製造されたものは耐アル
カリ加水分解性の点では優れているが、力学特性、およ
び耐塩素性に劣る。一方、従来のポリエステルポリオー
ルを用いたものは、力学特性および耐塩素性には優れて
いるが、耐アルカリ加水分解性に劣る。更に比較的、耐
アルカリ加水分解が良好なポリエステルポリオールを用
いたもので、ポリカプロラクトンジオールを原料として
使用したもの、1,6 −ヘキサンジオール、ネオペンチル
グリコールおよびアジピン酸より得られるポリエステル
ジオールを原料として使用したものなどが知られている
が、これらのポリウレタン弾性繊維でも耐アルカリ加水
分解性は実用上不充分であった。この欠点を補完する方
法として、特公平7−42610 号公報ではポリエステルポ
リオールのジオール成分として3−メチル−1,5 −ペン
タンジオールを用いる方法が開示されている。しかしな
がらこの方法では、ジオール成分のほとんどを上記の3
−メチル−1,5 −ペンタンジオールにしないと効果がな
く、原料が比較的高価になるという欠点がある。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】ポリウレタン弾性繊維
は単独で使用される場合は希であり、ほとんどの場合は
ナイロン、綿等との交編、交織という形で使用される。
しかしながら相手素材に綿を用いた場合、交編や交織後
の後加工、すなわち精練、漂白、シルケット加工等の工
程を通過させる必要がある。通常、これらの工程は酸ま
たはアルカリの雰囲気下、高温で処理されるため従来の
ポリウレタン弾性繊維では加水分解が起こり、顕著な物
性低下がおこる。本発明の課題は綿の後加工のような過
酷な条件下においても良好な耐アルカリ加水分解性をも
つ安価なポリウレタン弾性繊維を提供することにある。
【0004】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、本発明者達は、鋭意、研究、検討した結果、遂に本
発明を完成するに到った。即ち本発明は、平均分子量50
0 〜5000のポリエステルポリオール、分子量500 以下の
低分子ジオールおよび有機ジイソシアネートを重合して
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、該ポリエステルポリオールを構成するジオール
成分として1〜70モル%が下記一般式(1)で示される
ジオールであることを特徴とするポリウレタン弾性繊維
である。
【0005】
【化2】 (但し、式中R1 はHまたは炭素原子数2以上のアルキ
ル基、R2 は炭素原子数1以上のアルキル基を示す)
【0006】本発明において、前記一般式(1)で示さ
れるジオール成分の含有量はポリエステルポリオールを
構成するジオール成分の内1〜70モル%、好ましくは10
〜50モル%の範囲でなければならない。含有量が1モル
%未満の場合は良好な耐アルカリ加水分解性が得られ
ず、一方、含有量が70モル%を超えると、得られるポリ
ウレタン弾性繊維の強度が低くなり、繊維自体が脆くな
るため実用的でない。
【0007】本発明で使用されるポリエステルポリオー
ルの酸成分としては、グルタル酸、アジピン酸、ピメリ
ン酸、スベリン酸、セバシン酸、アゼライン酸、テレフ
タル酸、イソフタル酸、5-スルホナトリウムイソフタル
酸等の脂肪族もしくは芳香族ジカルボン酸等が挙げられ
る。これらは単独でまたは2種以上の混合物で使用して
も良い。
【0008】本発明で使用されるポリエステルポリオー
ルの上記アルキル側鎖含有ジオールの成分は、下記一般
式(1)で示されるもので、該ポリエステルポリオール
を構成するジオール成分に対して1〜70モル%を含有す
る。好ましくは、下記一般式(2)で示される2-ブチル
-2- エチル-1,3- プロパンジオール、または下記一般式
(3)で示される2,2 −ジエチル−1,3 −プロパンジオ
ールである。これらは単独でまたは2種以上の混合物で
使用しても良い。
【0009】
【化3】 (但し、式中R1 はHまたは炭素原子数2以上のアルキ
ル基、R2 は炭素原子数1以上のアルキル基を示す)
【0010】
【化4】
【0011】
【化5】
【0012】また本発明で使用されるポリエステルポリ
オールの上記アルキル側鎖含有ジオール以外のジオール
成分としては、エチレングリコール、プロピレングリコ
ール、1,4 −ブタンジオール、1,6 −ヘキサンジオー
ル、ネオペンチルグリコール、2−メチル−1,3 −プロ
パンジオール、3−メチル−1,5 −ペンタンジオール、
1,8 −ノナンジオール、ジエチレングリコール、ジプロ
ピレングリコール、1,4−シクロヘキサンジメタノー
ル、ジメチロールペンタン、ジメチロールヘプタン等が
挙げられる。これらは単独または2種以上の混合物で使
用できる。
【0013】本発明で用いられるポリエステルポリオー
ルの平均分子量は500 〜5000、好ましくは1500〜4000で
ある。それ以上の分子量であるとソフトセグメントの結
晶性が増加し、満足な物性の弾性繊維が得られない。
【0014】本発明で使用される低分子ジオールとして
は、エチレングリコール、プロピレングリコール、1,4
−ブタンジオール、1,6 −ヘキサンジオール、ネオペン
チルグリコール、2−メチル−1,3 −プロパンジオー
ル、3−メチル−1,5 −ペンタンジオール、1,8 −ノナ
ンジオール、ジエチレングリコール、ジプロピレングリ
コール、1,4 −シクロヘキサンジメタノール、1,4 −ビ
ス(β−ヒドロキシエトキシベンゼン)等が挙げられ
る。なかでも1,4 −ブタンジオール、1,4 −ビス(β−
ヒドロキシエトキシベンゼン)が好ましい。これらは単
独または2種以上の混合物で使用できる。
【0015】本発明で使用される有機ジイソシアネート
としては2,4 −トリレンジイソシアネート、2,6 −トリ
レンジイソシアネート、p −フェニレンジイソシアネー
ト、4,4 ’−ジフェニルメタンジイソシアネート、m −
フェニレンジイソシアネート、ヘキサメチレンジイソシ
アネート、テトラメチレンジイソシアネート、2,4 −ナ
フタレンジイソシアネート、4,4 ’−ジフェニレンジイ
ソシアネート、p −キシレンジイソシアネート、m −キ
シレンジイソシアネート、4,4 ’−ジイソシアネートジ
シクロヘキサン、4,4 ’−ジイソシアネートジシクロヘ
キシルメタン、イソホロンジイソシアネート等が挙げら
れる。これらは単独もしくは2種以上で併用して使用し
てもよい。
【0016】本発明におけるポリウレタン弾性繊維の原
料であるポリウレタンを製造するに際しては公知の方法
が用いられる。例えばポリエステルポリオール、低分子
ジオールおよび有機ジイソシアネートを一括して溶媒下
または無溶媒下反応させるワンショット法、またはポリ
エステルポリオールと有機ジイソシアネートをあらかじ
め反応させプレポリマーを作り、ついで低分子ジオール
を溶媒下または無溶媒下で反応させるプレポリマー法等
がある。コスト面を考えると無溶媒下で製造する溶融重
合法が望ましい。この際の望ましい配合率は有機ジイソ
シアネートのNCO基/ポリエステルポリオールと低分
子ジオールの全OH基=0.5 〜1.5 、好ましくは0.8 〜
1.2 である。
【0017】上記の方法によって得られたポリウレタン
から弾性繊維を得るための紡糸方法としては公知の方
法、すなわち乾式紡糸法、湿式紡糸法、溶融紡糸法等が
用いられる。これらの内、コスト面を考えると溶融紡糸
法が望ましい。また紡糸後、弾性繊維を熱処理すること
により更に高物性のものが得られる。
【0018】本発明におけるポリウレタン弾性繊維は必
要に応じてフェノール誘導体等の酸化防止剤、置換ベン
ゾトリアゾール等の紫外線吸収剤、高級脂肪酸金属塩や
シリコーン化合物等の膠着防止剤等を添加することもで
きる。
【0019】以上かかる構成よりなる本発明ポリウレタ
ン弾性繊維は、60g/ lの水酸化ナトリウム水溶液中に
定長化、98℃、30分アルカリ処理した前後において下記
式(a)および(b)で示される特性値を満足するもの
である。 アルカリ処理前後の強度保持率≧70% (a) アルカリ処理前後の200 %伸長時の応力保持率≧60% (b)
【0020】
【実施例】次に実施例および比較例を用いて本発明を具
体的に説明するが、本発明はこれら実施例に限定される
ものではない。なお実施例および比較例における「部」
は特に断りのない限り「重量部」である。また実施例及
び比較例で用いた化合物は略号を用いた。略号と化合物
との関係を表1に示す。さらに下記の例において、200
%応力、伸度保持率および応力保持率は下記の方法によ
り測定した。
【0021】200 %応力:200 %伸長時の応力 応力保持率:(アルカリ処理後の破断応力/ 破断応力)
X100 200 %応力保持率:(アルカリ処理後の200 %応力/200
%応力)X100
【0022】
【表1】
【0023】なお得られたポリウレタン弾性繊維の耐ア
ルカリ加水分解性の評価は以下に示すようなアルカリ雰
囲気下で行った。 〈ポリウレタン弾性繊維の耐アルカリ加水分解性〉ポリ
ウレタン弾性繊維を60g /l の水酸化ナトリウム水溶
液中に98℃で30分、定長下、浸せきし、処理前後の
ポリウレタン弾性繊維の強度保持率および200%伸長
時の応力保持率で評価した。
【0024】実施例1〜10 表2に示す組成の80℃で加熱溶融した平均分子量20
00のポリエステルポリオールを101部、45℃で加
熱溶融したMDIを39部およびBDを9. 5部をそれ
ぞれ定量ポンプにより二軸押出機に連続的に供給し、2
40℃で連続溶融重合を行い、生成したポリウレタンを
ストランド状で水中に押し出し、カットしてペレットと
した。このペレットを80℃で窒素気流下24時間乾燥
した。
【0025】このペレットを単軸押出機の紡糸機で紡糸
温度217℃、紡糸速度600m/分で紡糸し、40デ
ニール、モノフィラメントのポリウレタン弾性繊維を得
た。このポリウレタン弾性繊維を用いて、諸物性並びに
耐アルカリ加水分解性を評価した。その結果を表3に示
す。いずれの場合も良好な糸物性並びに耐アルカリ加水
分解性を示した。
【0026】
【表2】
【0027】
【表3】
【0028】比較例1〜7 表3に示すような該ジオール成分を含まないポリエステ
ルポリオールを用いて実施例と同様な方法でポリウレタ
ン弾性繊維を得て、糸物性および耐アルカリ加水分解性
を評価した。その結果を表3に示した。
【0029】表3より明らかなように、該ポリエステル
ポリオールを構成するジオール成分に対して1 〜70モル
%含有しているポリエステルポリオールを使用している
実施例1〜10のポリウレタン弾性繊維は、比較例2〜6
のポリウレタン弾性繊維と比較して、アルカリ加水分解
後、顕著な強度および200 %伸長時の応力低下を示し、
また、比較例1及び比較例7で得られた繊維は満足いく
糸物性を得られなかったことが判る。
【0030】
【発明の効果】以上の結果から明らかなように本発明に
より、優れた耐アルカリ加水分解性を示し、綿との混用
可能なポリウレタン弾性繊維を得ることが可能となるの
で、産業界に寄与すること大である。

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】平均分子量500 〜5000のポリエステルポリ
    オール、分子量500以下の低分子ジオールおよび有機ジ
    イソシアネート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、該ポリエステルポリ
    オールを構成するジオール成分として1〜70モル%が下
    記一般式(1)で示されるジオールであることを特徴と
    するポリウレタン弾性繊維。 【化1】 (但し、式中R1 はHまたは炭素原子数2以上のアルキ
    ル基、R2 は炭素原子数1以上のアルキル基を示す)
  2. 【請求項2】60g/ lの水酸化ナトリウム水溶液中に定
    長化、98℃、30分アルカリ処理した前後において下記式
    (a)および(b)で示される特性値を満足することを
    特徴とする請求項1記載のポリウレタン弾性繊維。 アルカリ処理前後の強度保持率≧70% (a) アルカリ処理前後の200 %伸長時の応力保持率≧60% (b)
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6500911B1 (en) 1999-05-20 2002-12-31 Daicel Chemical Industries, Ltd. Polyester diol and derived polyurethane and acrylic copolymer
CN116356449A (zh) * 2021-12-28 2023-06-30 华峰化学股份有限公司 一种氨纶及其制备方法和应用

Cited By (3)

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US6500911B1 (en) 1999-05-20 2002-12-31 Daicel Chemical Industries, Ltd. Polyester diol and derived polyurethane and acrylic copolymer
KR100679227B1 (ko) * 1999-05-20 2007-02-05 다이셀 가가꾸 고교 가부시끼가이샤 폴리에스테르디올, 그로부터 얻어지는 폴리우레탄 및 그의 스판덱스 필라멘트
CN116356449A (zh) * 2021-12-28 2023-06-30 华峰化学股份有限公司 一种氨纶及其制备方法和应用

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