JPS6353288B2 - - 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
性糸の製造方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
の耐熱性質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、微粉末シリ
カを0.3％乃至3.0％添加することを特徴とする、
ポリウレタン弾性糸の製造方法にある。

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。

微粉末シリカはイソシアネート基と反応して発
泡するのを防ぐため、無水物である必要がある。
微粉末シリカには、湿式法による結晶水を含む超
微粒子酸化ケイ素と、乾式法による無水の超微粒
子酸化ケイ素があるが、本発明には後者が適す
る。添加量は全ポリマーに対し、0.3％乃至3.0％
であり、添加量が0.3％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を与える効果が
ほとんど認められない。添加量が3.0％より多い
とポリマー粘度が高くなり過ぎて、反応機及びそ
の後パス、ノズル等における抵抗が大きいこと、
ノズル直後のポリマーの曳糸性が低下することに
より、かえつて可紡性が低下する。ポリマー種
類、重合度等によつて最適添加量は異なるが、本
発明の効果を得る添加量の範囲は全ポリマーに対
し、0.3％乃至3.0％である。

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、分子量500以下の低分子量ジオールに微粉末
シリカを混合したものと共に反応機に比例注入す
る方法がとり得る。この他に分子量750以上のポ
リマージオールと微粉末シリカを混合したもの
と、ジイソシアネートとを反応機一端より注入
し、反応機中途より更に分子量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、微
粉末シリカを添加した水酸基末端プレポリマーと
イソシアネート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、弾性物体の固化速度
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。この傾向は微粉末シリカ
未添加の場合に著しく、微粉末シリカ添加によ
り、この障害は大巾に減少できる。微粉末シリカ
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。微粉末シリカが、
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。微粉末シリカ
は通常ポリマーの増粘作用があり、これがノズル
孔を吐出する際のポリマー分子の配向に寄与して
いるとも考えられるが、単にポリマー組成を変更
して粘度を高くしても、可紡性及び得られた弾性
物体の熱的性質の向上をもたらさないことから、
増粘による効果が主体になつているわけではな
い。また、微粉末シリカ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、
可紡性及び得られた弾性物体の熱的性質の向上が
認められないことから、本発明における微粉末シ
リカは粘度以外の要因による特異な働きをしてい
るものと考えられる。本発明の微粉末シリカはジ
イソシアネートダイマー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
及びあらかじめ１、４ブタンジオール９重量部し
対し微粉末シリカ（日本アエロジル製、アエロジ
ル200）１重量部を混合したものを掻面型熱交
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。微粉末シリカ未添加の
対照品と比較すると、紡速が30％、ノズル詰りま
での時間が50％、夫々増加可能であり、可紡性の
向上が認められた。微粉末シリカ未添加で同一の
可紡性を得るためには、１、４ブタンジオールを
9.5重量部に増量する必要を生じ、得られた糸条
の熱歪が増加した。

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、 微粉末シリカを0.3％乃至3.0％添加することを
   特徴とする、 ポリウレタン弾性糸の製造方法。