JPS6353287B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はポリウレタン弾性繊維、テープ、コー
ド、チユーブ等の弾性物体、特にポリウレタン弾
性糸の製法に関するものである。ポリマージオー
ルとジイソシアネートと低分子量ジオールとで、
ポリウレタンポリマーを合成し、一旦ペレツト化
した後、熱を加えて溶融紡出する方法があるが、
この方法では満足な性質の弾性物体が得られ難い
欠点がある。これはポリウレタンポリマーの溶融
温度と、ウレタン結合の分解温度とが近いため、
一部ポリマーの分解を伴う紡出になるためと考え
られる。この欠点を除くために、ポリウレタンポ
リマーを合成し、固化する前の流動性あるポリマ
ーを、そのままノズルより押し出す反応紡出法が
採用し得る。この反応紡出法により得られる弾性
物体は、ポリマーの熱的履暦が少ないために、溶
融紡出法による弾性物体よりも、熱的性質の向上
が認められるが、熱セツトされやすい等の欠点が
残り、まだ不十分である。また、反応紡出法その
ものがポリマー合成途中の未完成の不安定なポリ
マーの紡出であるため、可紡性が低い欠点があ
る。

本発明はこれらポリウレタン弾性物体の反応紡
出時における可紡性の向上と、得られた弾性物体
の耐熱性等の熱的性質の向上を図ることを目的と
したものである。

上記の諸目的を達成するための発明の要旨とす
るところは、分子量750以上のポリマージオール
と、分子量500以下の低分子量ジオールと、これ
らのジオールに対して1.02〜1.15モル倍のジイソ
シアネートとを主成分として反応させて得られる
流動状態のポリウレタンポリマーを連続的にノズ
ルから押し出して溶融紡糸する際に、ジイソシア
ネートダイマーを0.3％以上添加することを特徴
とする、ポリウレタン弾性糸の製法にある。

分子量750以上のポリマージオールとしては、
エチレングリコール、プロピレングリコール、ブ
チレングリコール、ネオペンチルグリコール等の
２価アルコールと、アジピン酸、セバシン酸等の
２価カルボン酸との縮合物又はポリカプロラクト
ンのようなポリエステルグリコール、或はエチレ
ンオキサイド、プロピレンオキサイド、テトラヒ
ドロフラン等の開環重合により得られるポリエー
テルグリコールが使用できる。分子量としては、
750より低いと得られた弾性物体の伸度が低くな
り過ぎるので好ましくない。分子量が高過ぎる場
合は、弾性回復性が低下するが、これは他の要因
との交絡が大きいので、一概にどの程度までとは
決められない。分子量500以下の低分子量ジオー
ル及びジイソシアネートの種類及び使用量等によ
つて異なるが、分子量1000乃至3000の範囲のもの
が適当な場合が多い。

分子量500以下の低分子量ジオールとしては、
エチレングリコール、プロピレングリコール、ブ
タンジオール、ヘキサンジオール、ビスベータヒ
ドロキシエトキシベンゼン、シクロヘキサンジメ
タノール等が使用できる。

ジイソシアネートとしては、トリレンジイソシ
アネート、ジフエニルメタンジイソシアネート、
又はこれらの水添物、或はイソホロンジイソシア
ネート、ヘキサメチレンジイソシアネート等が使
用できる。

ジイソシアネートダイマーは、トリレンジイソ
シアネート、ジフエニルメタンジイソシアネート
等のジイソシアネートの２分子がウレチジオン結
合している構造のものを指す。添加量の下限は、
全ポリマー重量に対し0.3％である。添加量がこ
れより少ないと、可紡性ならびに得られた弾性物
体の熱的性質に与える効果がほとんど認められな
い。３％以上を添加しても効果はあまり変らない
ので、経済性も勘案して添加量を定めるとよい。
反応機形式としては特に限定はなく、反応原料入
口から出口までの間に、内容物の滞留やシヨート
パスがなく、一定の反応時間を保ちながら連続的
に混合撹拌し送り出されるものであればよい。も
ちろん、反応を進行させるに必要な加熱機構及び
反応進行に伴い粘度が上昇するのに対応した構造
が必要である。更に反応形式によつては、反応機
一端からのみでなく中途から原料の一成分を供給
することも採用しなければならない。反応機内の
混合撹拌は、スクリユータイプ、撹拌翼タイプ等
の回転式の他に、無回転式のモーシヨンレスミキ
サー、例えばフエニツクス社製のスタテイツクミ
キサー等が使用し得る。

反応機での反応方法についても特に限定はない
が、例えば先ず分子量750以上のポリマージオー
ルとジイソシアネートを反応させて得られた末端
にイソシアネート基を有するプレポリマーを作
り、更にこのプレポリマーにジイソシアネートダ
イマーを添加した上で、分子量500以下の低分子
量ジオールと共に反応機に比例注入する方法がと
り得る。この他にジイソシアネートにジイソシア
シートダイマーを添加したものと、分子量750以
上のポリマージオールとを反応機一端より注入
し、反応機中途より分子量500以下の低分子量ジ
オールを注入する方法がとり得る。また、ジイソ
シアネートダイマーを添加したイソシアネート末
端プレポリマーと水酸基末端プレポリマーとを反
応機に比例注入する方法等もとり得る。

分子量750以上のポリマージオールと分子量500
以下の低分子量ジオールの比は、各々の分子量及
び所望の弾性物体性能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ートのモル数
は1.02乃至1.15の範囲が望ましい。

反応機を出たポリマーは常法により計量、濾過
後ノズルより押し出し冷却し巻取る。この場合
に、ノズル形状により繊維、テープ、コード、チ
ユーブ等種々の形態の弾性物体が得られる。ノズ
ルより押し出された直後のポリマーに残留してい
るイソシアネートが多い程、得られた弾性物体の
熱的性質が向上する傾向にある。しかし、残留イ
ソシアネートを多くすると、弾性物体の凝固速度
が遅くなり、弾性物体表面の接着性も大きく、安
定な紡出が困難になる。この傾向はジイソシアネ
ートダイマーの未添加の場合に著しく、ジイソシ
アネートダイマー添加により、この障害は大巾に
減少できる。ジイソシアネートダイマー添加の効
果は、この他に高伸度の弾性物体が得やすく、高
速で紡出しても欠点の少ない弾性物体が得られや
すく、長時間紡出後のノズル詰りが少ない等のメ
リツトが認められる。ジイソシアネートダイマー
が、どのような作用機構を及ぼしているか不明で
あるが、ノズルを出るポリマーに何らかの構造形
成の作用を及ぼしていると推測される。ジイソシ
アネートダイマーは一般的には、混練タイプウレ
タンの加硫剤として使用されている。その作用機
構は、平均分子量20000以下の水酸基末端ウレタ
ンポリマーとロール等で混練することにより、分
子鎖の延長と架橋とを同時に進めるものである。
この場合は、ジイソシアネートダイマーは水酸基
末端を有する分子と反応して、更に高分子化を進
める鎖延長剤としての役割を果している。本発明
において、ジイソシアネートダイマーの代わりに
ジイソシアネートを加え同じ残留イソシアネート
量にしても、ジイソシアネートダイマー添加品の
可紡性には遠く及ばない。また、ジイソシアネー
トダイマーを添加して常法により製造したポリウ
レタンペレツトを溶融紡糸しても、得られたポリ
マーの熱的性質は若干向上するが、本発明の方法
によるものよりも大巾に劣り、更に可紡性の向上
も認め難い。以上のことから、本発明によるジイ
ソシアネートダイマーは従来考えられていた作用
機構とは異なる働きをしていることが推定でき
る。また本発明のジイソシアネートダイマーは、
微粉末シリカを添加した効果と類似している。

次に実施例により本発明をさらに説明する。

実施例 １ 両末端に水酸基をもつポリエチレンアジペート
（分子量2100）100重量部とジフエニルメタンジイ
ソシアネート40重量部とを反応温度約100℃、及
び反応時間約60分の条件下に撹拌しながら連続的
に反応させた。得られたプレポリマー140重量部
に、トリレンジイソシアネートダイマー２重量部
を混合したものと、１、４ブタンジオール９重量
部とを掻面型熱交換式反応器中に連続的に注入
し、反応温度190℃及び滞留時間約30分なる条件
下に連続的に反応させた。得られた粘稠物を直ち
に紡糸ポンプよりノズルを通して押し出し巻取つ
て、70デニールのポリウレタン弾性糸を得た。ト
リレンジイソシアネートダイマー未添加の対照品
と比較すると、紡速が30％増加可等であり、得ら
れた弾性糸条を鉱物油主体の接着防止剤処理後の
糸条の糸離れも良好であつた。また、得られた糸
の伸度も対照品が450％であつたのが、500％と高
伸度になり、熱歪も減少できた。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 分子量750以上のポリマージオールと、分子
   量500以下の低分子量ジオールと、これらのジオ
   ールに対して1.02〜1.15モル倍のジイソシアネー
   トとを主成分として反応させて得られる流動状態
   のポリウレタンポリマーを連続的にノズルから押
   し出して溶融紡糸する際に、 ジイソシアネートダイマーを0.3％以上添加す
   ることを特徴とする、 ポリウレタン弾性糸の製法。