JPS6128517A - 熱成型性に優れた熱可塑性ポリウレタンの製造法 - Google Patents

熱成型性に優れた熱可塑性ポリウレタンの製造法

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JPS6128517A
JPS6128517A JP59150636A JP15063684A JPS6128517A JP S6128517 A JPS6128517 A JP S6128517A JP 59150636 A JP59150636 A JP 59150636A JP 15063684 A JP15063684 A JP 15063684A JP S6128517 A JPS6128517 A JP S6128517A
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Sadao Yamashita
節生 山下
Kunio Kogame
小亀 邦雄
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は溶融流動性に優れ、熟成型に適した熱可塑性ポ
リウレタンの製造法に関するものである0 従来、無溶媒下でポリウレタンを製造する方法として、
溶融重合法が提案されている。そ、の重合法は、高分子
量ジオールと低分子量ジオールを所定量混合し、その混
合物と有機ジイソシアネートを無溶媒下で溶融混合して
反応せしめる製造法(九とえば特公昭43−639号公
報、特公昭43−5920号公報、特公FIE44−2
5600号公報、特公昭49−6399 号公報、特公
昭49−12597号公報、特公昭49−31760号
公報、特公昭53−9636号公報、等)、あるい゛は
高分子量ジオールと低分子量ジオール及び有機ジイソシ
アネートの3成分を混練して反応せしめる製造法などで
ある。しかし、従来の技術で得られたポリウレタンは、
未溶解物が少ないものであっても、通常の溶融紡糸を行
った場合、ノズル孔の通過性を阻害するゲルヶ存在し、
長時間の紡糸ができない。あるいはグイで押出して薄い
ポリウレタンフィルムを作った場合にはフィッシュアイ
゛を形成する。更に溶融流動性が悪く、特に繊度10デ
ニール以下の細デニール繊維の紡糸や厚さ100μm以
下の薄いフィルムの押出し成型、あるいは精密成型を行
う場合には、十分に安定な生産ができないなどの欠点を
有している。そうした欠点を解決し安定した成型性を有
し、良好な製品が得られる熱可塑性ポリウレタンの製造
法について鋭意研究を重ね、本発明に至った0 本発明の目的は、溶融流動性に優れ、かつ未溶解物が極
めて少ないかまたはほとんど見られないか、あるいは見
られたとしても成型性を損なわない程度の微小物である
熱成型性に適した熱可塑性ポリウレタンの製造法にある
すなわち、本発明の製造法は、平均分子量が500〜3
000の高分子量ジオール、有機ジイソシアネート及び
分子量が500未満の活性水素原子2個有する低分子量
化合物を無溶媒下で反応せしめるに際し、下記3式を同
時に満足する条件で有機ジイソシアネートと高分子量ジ
オールを反応させてプレポリマーを作り、次いで該プレ
ポリ!−と有機ジイソシアネート残量を混合したのち、
低分子量化合物を加えて混練し、220℃に訃けるMF
R値が100以下において反応を停止せしめることを特
徴とする熱成型性に優れた熱可塑性ポリウレタンの製造
法である。
1.0≦r≦5.0        (1)0.95≦
R≦1.02     (2)40 R−38≦r  
     (8?ただし、r=−プレポリマー反応時の
モル比〔イノ7アネート基〕/〔高分子量ジオールのヒ
ドロキシル基〕R=ポリウレタン全体のモル比 〔イソシアネート基〕/〔全活性水素原子〕本発明の熱
可塑性ポリウレタンの製造に使用される平均分子量が5
00〜3000の高分子量ジオールとしては、ポリエス
テルジオール、ポリエーテルジオール、ポリエステル・
エーテルジオール、ポリカーボネートジオールから選d
れた181または2種以上の高分子量ジオールがあげら
れる。そして、ポリエステルジオールとしては、エチレ
ングリコール、グロピレングリコール、1.4−7’タ
ンジオール、1.5−ベンタンジオール、1.6−ヘキ
サンジオール、ネオペンチルグリコール、2−メチルプ
ロパンジオールあるいはその他の低分子量ジオール成分
とグルタル酸、アジピン酸、ピメリン酸、スペリン酸、
セバシン酸、テレフタル酸、イソフタル酸などの低分子
量ジカルボン酸との縮合重金物や、あるいはラクトンの
開環重合で得たポリラクトンジオール、たとえばポリカ
プロラクトングリコール、ポリ、ポリプロピオラクトン
グリコール、ポリバレロラクトングリコールなどが挙げ
られる。また、ポリエーテルグリコールとしては、たと
えばポリプロピレンエーテルグリコール、ポリテトラメ
チレンエーテルグリコール、ポリへ中サメチレンエーテ
ルグリコールその他共重合ポリエーテルグリコールなど
である0特に炭素数4以上のアルキレンオキサイドを構
成単位とするポリエーテルジオールが好ましい。更に、
ボリカーボネートジオールとしては、低分子量ジオール
、たとえハ1,4−ブタンジオール、ベンタンジオール
、1.6−ヘキサンジオール、オクタンジオール、デカ
ンジオールなどの脂肪族あるいは脂環族ジオールに炭酸
ジフェニルあるいはホスゲンを作用させて縮合したポリ
カーボネートジオールがあげられる。
有機ジイソシアネートとしては、芳香族または脂環族ジ
イソシアネート、たとえば4,4′−ジフェニルメタン
ジイソシアネート、トルエンジイソシアネート、2,2
′−ジメチル−4,4′−ジフェニルメタンジイソシア
ネート、1.3−または1.4−ビス(イソシアネート
メチル)ベンゼン、l、3−または1.4−ビス(イソ
シアネートメチル)シクロヘキサン、4.4−シンクロ
ヘキシルメタンジイソシアネート、イソホロンジイソシ
アネートなどが挙げられる。これら有機ジイソシアネー
トの中から1種または2種以上を選んで使用する。
また鎖伸長剤である分子散が500未満の活性水素原子
2個有する低分子量化合物としては、脂肪族ジオール、
脂環族ジオールまたは芳香族系ジオール、たとえばエチ
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、1,5−ベンタンジオール、1.6−ヘキ
サンジオール、ジエチレングリコール、2−メチルプロ
パンジオール、3−メチルベンタンジオール、シクロヘ
キサンジオール、1.4−ビスヒドロキシエチルベンゼ
ンなどがあげられ、さらに脂環族ジアミン、たとえばイ
ンホロンシアばン、ピペラジン、4.4’−ジアミノシ
クロヘキシルメタン、1,3−または1,4−ビス(ア
ミノメチル)シクロヘキサンなどもあげられ、これらの
中から1種または2種以上を選び使用する。特に好まし
くはジオールであるが、ジオールに他の鎖伸長剤を40
!11以内で混合して使用する場合にも好ましい結果が
得られるθ本発明の製造法は、加熱混線機構を有する反
応装置を用いて行なわれる。仁のような反応装置の具体
例として、たとえば単軸または多軸スクリ′ニー混練エ
クストルーダー、ニーダ−またはコニーダー搗練機など
があげられる。そして、このような装置内で高分子量ジ
オール量および有機シイ゛ソシアネート量を〔イソシア
ネート基〕/〔高分子量ジオールのヒドロキシル基〕の
モル比rが1.0≦r≦5.0になる範囲量で混合し、
所望の温度で反応させてプレポリマーとし、次いで該プ
レポリマーに有機ジイソシアネートの残量(残量のない
場合もおる)を混合したのち、低分子量化合物を〔イソ
シアネート基〕/〔全活性水素原子〕のモル比Rが0.
95≦R≦1.0で、かつ4oR−as≦rの条件を満
たす量を混合し、加温下に混練して反応せしめ、220
℃におけるMFR値が100以下において反応系から取
シ出すか、冷却などの手段で反応を停止させる方法が用
いられる。反応系から取り出す場合、細孔ノズルから吐
出させて繊維としたシ、あるいはグイから吐出させてフ
ィルムとすることもできる。更に、他の溶融ポリマーと
混合おるいは接合して、混合紡糸繊維わるいは混合成膜
フィルム、複合紡糸繊維あるいは、ラミネートフィルム
とすることもできる。
本発明において、各原料の混合比は、未溶解物の形成と
溶融流動性の関係に大きな影響を与える以外に、形成し
たポリウレタンの硬さ、粘着性(ブロッキング性)、繰
9返し屈曲を与え念場合の耐屈曲性、メ、るいは温度依
存性が大きいなどの問題が生ずる。したがって、上記(
1)〜(3)を共に満足するような混合比を採用するこ
とが本発明の目的を達成する上で必須である。また溶融
成型性に及はす影響を小さくするうえから2反応停止時
のMFR値は、温度220℃においてZoo以下。
好ましくは50〜5の範囲にすることが必要でおシ、さ
らに温度200℃におけるMFR値MAおよび温度22
0℃におけるMFR値MBの比MB/ MAが5以下、
好ましくは3〜1の範囲にするのが好ましい。
なおMFR値(Melt Flovr Ratio )
とは、メルトインデクサ−のオリアイスL、13目>(
D、2.1m&用い、所定の温度において荷重3252
をかけたときに単位時間に流出したポリウレタンの量を
i。
分間歯ルの流出量if) K換算して表わした単位であ
る。本発明では、このMPR*’KjlLで、220℃
における値が100以下において反応を停止せしめる必
要があるが、MFR値は、反応系から反応物を取出すと
共に急翰させ実質的に反応を停止させ、得られた固体物
(チップ)を220℃に設定されたメルトインτクサー
にセットしてΔ4FRを測定することにより侍られる。
また200℃におけるMFR値(MA)も同様の方法で
測定される。
また未溶解物の判定は、反応によって得たポリウレタン
の一定黴ヲ室温で浴剤ジメチルホルムアミドに溶解しで
行なわれる。
本発明で得たボ、リウレタンは、溶融流動性に優れてお
シ、溶融成型性に適しており、単独成形して繊維あるい
はフィルムとすることもできるが、他のポリマーと混合
して混合紡糸繊維あるいは混合成膜フィルムまたは他の
ポリマーと接合して複合紡糸繊維アふいはラミネートフ
ィルムとすることができる。
次に、本発明を実施例で具体的に説明するが、本発明は
これらの例に限定されるものではない。
なお実施例中1部および−はことわシのない限シ重量に
関するものである。
実施例1〜4、比較例1,2 平均分子量2000のポリブチレンアジペート(PBA
と略する)500部と4,4′−ジフェニルメタンジイ
ソシアネート(MDIと略する)の所定量(表1)をニ
ーダ−に仕込んで180℃で2〜10分間混合してプレ
ポリマーを得、次いで所定量のMDIを加えて十分に攪
拌混合した後、エチレングリコール(EGと略する)の
所定量を加えて200℃で攪拌混合して鎖伸長を行い、
あらかじめ作成した攪拌機の負荷電流と粘度の関係式に
もとづいて、所定の粘度に達した時点で、ポリウレタン
を取シ出した。
得られ九ポリウレタンをチップ”化し、220℃でMF
Rを測定し、更にジメチルホルムアばド(DMFとする
)に対する溶解性を求めた。一方、小型紡糸機を用いノ
ズル孔0.25mの口金を用いて、紡糸温度230℃に
おける紡糸性を観察した。
それらの結果なit!1に示した。
本発明品は、溶剤に対する溶解性および溶融紡糸性とも
に優れたものであシ鐵維は透明性が良く延伸性も^いも
のであるOK対し、比較例品は前記(3)式を満たして
おらず紡糸性が悪く紡糸ができないかまたは糸質の悪い
ものであった。
実施例5〜B、比較1f!13.4 平均分子量1500のポリカプロラクトンジオール(P
CLと略する)450部とMDIC)所定量(表2)を
ニーダ−に仕込み、180℃で2〜10分間混合してプ
レポリマーを得、次いで1.4−ブタンジオール(BD
と略する)の所定量を加えて200℃で攪拌混合して鎖
伸長を行い、実施例1と同様に重合してポリウレタンを
得た。
得られ九ボリクレタンについてのMFR値、紡糸性など
を表2に示した。
本発明品は溶融紡糸性に優れ糸質も良好であった。
実施IPI19 平均分子量1100のポリへキサメチレン1.6カーポ
ネートグリコールを1.5モルと4.4′−ジフェニル
メタンジインファネートを6.75モルとなるように2
軸スクリユ一式エクストルーダーにプランジャーポンプ
で連続的に比例注入し、温度180℃で混練して反応さ
せ、グレボリマーを連続的に作り、取り出すことなく、
@2段目の2軸スクリユ一式エクストルーダーに供給し
、更に別に設置しである供給口からビス(ヒドロキシエ
チル)ベンゼンを5.30モル量を供給して、温度18
0〜200℃に遂次加熱帯温度を高めて混練し、反応さ
せ、反応物は連続的にエクストルーダーから押し出して
ストランドを得た。このポリウレタンは220℃K>け
るMFR値MB12.4.200℃におけるMFR値M
A4.1で、その比Ma/鳳=3.0のものでアシ透明
性に優れ、フィルム成製性にも優れたポリウレタンであ
った。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、平均分子量が500〜3000の高分子量ジオール
    、有機ジイソシアネート及び分子量が500未満で且つ
    活性水素原子を2個有する低分子量化合物を無溶媒下で
    反応せしめるのに際し、下記3式を同時に満足する条件
    で、有機ジイソシアネートと高分子量ジオールを反応さ
    せてプレポリマーを作り、次いで該プレポリマーと有機
    ジイソシアネート残量(残量のない場合もある)を混合
    したのち、低分子量化合物を加えて混練し、220℃に
    おけるMFR値が100以下において反応を停止せしめ
    ることを特徴とする熱成型性に優れた熱可塑性ポリウレ
    タンの製造法。 1.0≦r≦5.0(1) 0.95≦R≦1.02(2) 40R−38≦r(3) ただし、r=プレポリマー反応時のモル比 〔イソシアネート基〕/〔高分子量ジオールのヒドロキ
    シル基〕R=ポリウレタン全体のモル比 〔イソシアネート基〕/〔全活性水素原子〕2、高分子
    量ジオールがポリエステル系ジオールである特許請求の
    範囲第1項記載の製造法。 3、高分子量ジオールが炭素数4以上のポリエーテル系
    ジオールである特許請求の範囲第1項記載の製造法。 4、高分子量ジオールがカーボネート結合を主体とした
    構成のポリカーボネート系ジオールである特許請求の範
    囲第1項記載の製造法。 5、分子量が500未満の活性水素原子2個有する低分
    子量化合物が炭素数4〜10の脂肪族ジオール、脂環ジ
    オール、ビスヒドロキシアルキルベンゼンから選ばれた
    少なくとも1種のジオールである特許請求の範囲第1項
    記載の製造法。 6、温度200℃におけるMFR値M_Aおよび温度2
    20℃におけるMFR値M_Bの比M_B/M_Aが5
    以下好ましくは3以下である特許請求の範囲第1項記載
    の製造法。
JP59150636A 1984-07-19 1984-07-19 熱成型性に優れた熱可塑性ポリウレタンの製造法 Granted JPS6128517A (ja)

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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH03103432U (ja) * 1990-02-06 1991-10-28
US5145935A (en) * 1988-09-30 1992-09-08 Mitsubishi Jukogyo Kabushiki Kaisha Shape memory polyurethane elastomer molded article
JP2878841B2 (ja) * 1991-07-03 1999-04-05 鐘紡株式会社 熱可塑性ポリウレタン弾性体、その製造法およびそれからなる弾性繊維
JP2006522847A (ja) * 2003-04-11 2006-10-05 ハンツマン・インターナショナル・エルエルシー ポリウレタンの製造において有用な連鎖延長剤、および対応するポリウレタン

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