WO2020054348A1 - ポリウレタン樹脂組成物 - Google Patents

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WO2020054348A1
WO2020054348A1 PCT/JP2019/032885 JP2019032885W WO2020054348A1 WO 2020054348 A1 WO2020054348 A1 WO 2020054348A1 JP 2019032885 W JP2019032885 W JP 2019032885W WO 2020054348 A1 WO2020054348 A1 WO 2020054348A1
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polyurethane resin
carbon atoms
group
resin composition
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PCT/JP2019/032885
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知身 横井
耕平 社領
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三洋化成工業株式会社
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08LCOMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L67/00Compositions of polyesters obtained by reactions forming a carboxylic ester link in the main chain; Compositions of derivatives of such polymers
    • C08L67/02Polyesters derived from dicarboxylic acids and dihydroxy compounds
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08LCOMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L75/00Compositions of polyureas or polyurethanes; Compositions of derivatives of such polymers
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08LCOMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L83/00Compositions of macromolecular compounds obtained by reactions forming in the main chain of the macromolecule a linkage containing silicon with or without sulfur, nitrogen, oxygen or carbon only; Compositions of derivatives of such polymers
    • C08L83/10Block- or graft-copolymers containing polysiloxane sequences
    • DTEXTILES; PAPER
    • D01NATURAL OR MAN-MADE THREADS OR FIBRES; SPINNING
    • D01FCHEMICAL FEATURES IN THE MANUFACTURE OF ARTIFICIAL FILAMENTS, THREADS, FIBRES, BRISTLES OR RIBBONS; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED FOR THE MANUFACTURE OF CARBON FILAMENTS
    • D01F6/00Monocomponent artificial filaments or the like of synthetic polymers; Manufacture thereof
    • D01F6/88Monocomponent artificial filaments or the like of synthetic polymers; Manufacture thereof from mixtures of polycondensation products as major constituent with other polymers or low-molecular-weight compounds
    • D01F6/94Monocomponent artificial filaments or the like of synthetic polymers; Manufacture thereof from mixtures of polycondensation products as major constituent with other polymers or low-molecular-weight compounds of other polycondensation products

Definitions

  • the present invention relates to a polyurethane resin composition, particularly to a polyurethane resin composition that can be suitably used for elastic fibers.
  • polyurethane resins have been used in a wide range of applications such as molding materials, paints, adhesives, synthetic leather, artificial leather, and elastic fibers because of their excellent tensile strength and elongation, elastic recovery, residual strain, and the like.
  • a polyurethane resin is used as a film, a sheet, or an elastic fiber, there is a problem that a blocking phenomenon easily occurs.
  • a method for solving this problem a method of blending a lubricant such as an amide compound or metal soap or an inorganic fine powder has been disclosed (for example, see Patent Document 1).
  • the object of the present invention is excellent in blocking resistance, elastic recovery rate and residual strain rate, and when applied to elastic fibers, is excellent in unwinding property and smoothness, and the increase in viscosity of polyurethane spinning stock solution over time is suppressed, It is still another object of the present invention to provide a polyurethane resin composition that does not easily cause sediment (scum) to fall on the yarn path.
  • the present invention provides a polyurethane resin composition containing a block polymer (X) and a polyurethane resin (U), wherein the block polymer (X) is a block (a1) made of a polyester resin having no urethane bond; A block (a2) composed of a polyester resin having a bond or a block (a3) composed of a polyurethane resin having no ester bond, and a block (b1) composed of a monovalent hydrocarbon group having 16 to 44 carbon atoms and / or a monovalent block.
  • polyurethane resin (U) has neither the block (b1) nor the block (b2), and the structure of the polyurethane resin (U) Polyurethane as a monomer is a polyurethane resin composition (W) having no aromatic ring.
  • the polyurethane resin composition of the present invention has excellent blocking resistance, elastic recovery rate and residual strain rate, and when applied to an elastic fiber, has excellent unwinding properties and smoothness, and the viscosity of the polyurethane spinning stock solution increases with time.
  • the production efficiency can be greatly improved because the amount of sediment (scum) that is suppressed is reduced on the yarn path.
  • the polyurethane resin composition (W) of the present invention contains a block polymer (X) and a polyurethane resin (U). Since the polyurethane resin composition (W) contains the block polymer (X), it has excellent blocking resistance, and when used as an elastic fiber, has an unwinding property, a smoothness, an effect of suppressing an increase in the viscosity of the spinning stock solution, and scum generation. A polyurethane resin composition having an excellent suppression effect can be obtained.
  • the block polymer (X) in the present invention is a block (a1) composed of a polyester resin having no urethane bond, a block (a2) composed of a polyester resin having a urethane bond, or a block (a3) composed of a polyurethane resin having no ester bond. And a block (b1) composed of a monovalent hydrocarbon group having 16 to 44 carbon atoms and / or a block (b2) composed of a monovalent polyorganosiloxane group.
  • Block (a1) made of polyester resin having no urethane bond examples include a condensed polyester resin, a polylactone polyol and a polycarbonate polyol, and the condensed polyester resin has a hydroxyl group and / or a carboxyl group at its terminal. Having.
  • the condensed polyester resin examples include a polyol (c1) having a number average molecular weight (hereinafter abbreviated as Mn) or a chemical formula weight of less than 500 and a polycarboxylic acid having 2 to 20 carbon atoms or an ester-forming derivative thereof [acid anhydride, lower acid (C1-4 alkyl esters and acid halides).
  • Mn number average molecular weight
  • Mc1 polycarboxylic acid having 2 to 20 carbon atoms or an ester-forming derivative thereof [acid anhydride, lower acid (C1-4 alkyl esters and acid halides).
  • Mn means a value measured by gel permeation chromatography under the following conditions.
  • Apparatus "Waters Alliance 2695" [manufactured by Waters] Column: “Guardcolumn Super HL” (one), “TSKgel SuperH2000, TSKgel SuperH3000, and TSKgel SuperH4000 (all manufactured by Tosoh Corporation) are connected one by one.”
  • Sample solution 0.25% by weight tetrahydrofuran solution solution injection volume: 10 ⁇ l Flow rate: 0.6 ml / min Measurement temperature: 40 ° C
  • Detector Refractive index detector Reference substance: Standard polyethylene glycol
  • Mn or a polyol (c1) having a chemical formula amount of less than 500 includes polyhydric alcohols having 2 to 20 carbon atoms; alkylene oxides having 2 to 12 carbon atoms of polyhydric alcohols having 2 to 20 carbon atoms (hereinafter abbreviated as AO).
  • Mn or the polyol (c1) having a chemical formula amount of less than 500 may be used alone or in combination of two or more.
  • AO having 2 to 12 carbon atoms in the present invention ethylene oxide, 1,2- or 1,3-propylene oxide, 1,2-, 1,3- or 2,3-butylene oxide, tetrahydrofuran, 3-methyl
  • examples include tetrahydrofuran, styrene oxide, ⁇ -olefin oxide, epichlorohydrin and the like.
  • polyhydric alcohol having 2 to 20 carbon atoms examples include linear or branched aliphatic dihydric alcohols having 2 to 12 carbon atoms, alicyclic dihydric alcohols having 6 to 20 carbon atoms, and those having 8 to 20 carbon atoms.
  • examples include araliphatic dihydric alcohols, trihydric alcohols having 3 to 20 carbon atoms, and 4 to 8 hydric alcohols having 5 to 20 carbon atoms.
  • linear or branched aliphatic dihydric alcohol having 2 to 12 carbon atoms examples include ethylene glycol, 1,3-propylene glycol, 1,4-butanediol, 1,5-pentanediol, 1,6-hexanediol, 1,7-heptanediol, 1,8-octanediol, 1,9-nonanediol, 1,10-dodecanediol, 1,11-undecanediol, 1,12-dodecanediol, 1,13-tridecanediol, Linear alcohols such as 1,14-tetradecanediol, 1,18-octadecanediol, 1,20-eicosanediol, diethylene glycol, triethylene glycol and tetraethylene glycol, and 1,2-, 1,3- or 2, 3-butanediol, 2-methyl-1,4-butanediol
  • Examples of the alicyclic dihydric alcohol having 6 to 20 carbon atoms include 1,4-cyclohexanediol, 1,3- or 1,4-cyclohexanedimethanol, 1,3-cyclopentanediol, and 1,4-cycloheptanediol. 2,5-bis (hydroxymethyl) -1,4-dioxane, 2,7-norbornanediol, tetrahydrofuranmethanol, 1,4-bis (hydroxyethoxy) cyclohexane, 1,4-bis (hydroxymethyl) cyclohexane and 2,2-bis (4-hydroxycyclohexyl) propane and the like.
  • Examples of the araliphatic dihydric alcohol having 8 to 20 carbon atoms include m- or p-xylylenediol, bis (hydroxyethyl) benzene, bis (hydroxyethoxy) benzene, and the like.
  • trihydric alcohol having 3 to 20 carbon atoms examples include aliphatic triols (such as glycerin and trimethylolpropane).
  • Examples of the 4- to 8-hydric alcohol having 5 to 20 carbon atoms include aliphatic polyols (pentaerythritol, sorbitol, mannitol, sorbitan, diglycerin, dipentaerythritol, etc.) and saccharides (sucrose, glucose, mannose, fructose, methyl glucoside) And derivatives thereof).
  • diol having a carboxylic acid (salt) group examples include tartaric acid (salt), 2,2-bis (hydroxymethyl) propanoic acid (salt), 2,2-bis (hydroxymethyl) butanoic acid (salt) and 3- [ Bis (2-hydroxyethyl) amino] propanoic acid (salt) and the like.
  • diol having a sulfonic acid (salt) group examples include 2,2-bis (hydroxymethyl) ethanesulfonic acid (salt), 2- [bis (2-hydroxyethyl) amino] ethanesulfonic acid (salt) and 5-sulfo -Isophthalic acid-1,3-bis (2-hydroxyethyl) ester (salt) and the like.
  • Examples of the diol having a sulfamic acid (salt) group include N, N-bis (2-hydroxyethyl) sulfamic acid (salt), N, N-bis (3-hydroxypropyl) sulfamic acid (salt), N, N- Bis (4-hydroxybutyl) sulfamic acid (salt) and N, N-bis (2-hydroxypropyl) sulfamic acid (salt) are exemplified.
  • diol having a phosphoric acid (salt) group examples include bis (2-hydroxyethyl) phosphate (salt).
  • Examples of the salt constituting the carboxylic acid (salt) group, sulfonic acid (salt) group, sulfamic acid (salt) group, and phosphoric acid (salt) group include ammonium salts, amine salts (methylamine salts, dimethylamine salts, trimethylamine salts).
  • diols having an ionic group diols having a carboxylic acid (salt) group and diols having a sulfonic acid (salt) group are preferable from the viewpoint of compatibility with the urethane resin.
  • polyols (c1) having Mn or a chemical formula amount of less than 500 aliphatic diols are preferable in view of affinity with the polyurethane resin (U) and flexibility of the obtained polyurethane resin composition (W).
  • Preferred are polyhydric alcohols having 2 to 20 carbon atoms, particularly preferred are ethylene glycol, 1,4-butanediol, neopentyl glycol and 1,6-hexanediol.
  • polycarboxylic acid having 2 to 20 carbon atoms or an ester-forming derivative thereof examples include aliphatic dicarboxylic acids (succinic acid, adipic acid, azelaic acid, sebacic acid, dodecanedicarboxylic acid, octadecanedicarboxylic acid, decylsuccinic acid, fumaric acid, and maleic acid).
  • Acids, etc. alicyclic dicarboxylic acids (dimer acids, etc.), aromatic dicarboxylic acids (terephthalic acid, isophthalic acid, phthalic acid, t-butylisophthalic acid, 2,6-naphthalenedicarboxylic acid, and 4,4'-biphenyldicarboxylic acid) Acids, etc.), trivalent or higher polycarboxylic acids (such as trimellitic acid and pyromellitic acid), their anhydrides (such as succinic anhydride, maleic anhydride, phthalic anhydride and trimellitic anhydride), and the like. Acid halides (such as adipic acid dichloride) and their low molecular weight alkyl esters (such as Click dimethyl and dimethyl phthalate, etc.) sequence these combination thereof.
  • Acid halides such as adipic acid dichloride
  • their low molecular weight alkyl esters such as Click dimethyl and dimethyl phthalate, etc.
  • polycarboxylic acids having 2 to 20 carbon atoms or ester-forming derivatives thereof those having 2 carbon atoms are preferred from the viewpoint of affinity with the polyurethane resin (U) and flexibility of the obtained polyurethane resin composition (W).
  • the amount of the aromatic dicarboxylic acid used is preferably 20 mol% or less based on the total number of moles of the carboxylic acid.
  • the polycarboxylic acid having 2 to 20 carbon atoms or its ester-forming derivative one kind may be used alone, or two or more kinds may be used in combination.
  • lactone monomers having 3 to 12 carbon atoms ⁇ -propiolactone, ⁇ -butyrolactone, ⁇ -valerolactone, ⁇ -caprolactone, ⁇ - And ring-opening polymerization of caprylolactone, 11-undecanolactone and 12-tridecanoid.
  • One lactone monomer may be used alone, or two or more lactone monomers may be used in combination.
  • polycarbonate polyol one or more (preferably 2 to 20) of the above polyhydric alcohols having 2 to 20 carbon atoms (preferably 3 to 9 carbon atoms, more preferably 4 to 6 carbon atoms) are used. And 4) and a low molecular weight carbonate compound (eg, a dialkyl carbonate having 1 to 6 carbon atoms in the alkyl group, an alkylene carbonate having an alkylene group having 2 to 6 carbon atoms, and a diaryl carbonate having an aryl group having 6 to 9 carbon atoms) )), Polycarbonate polyols produced by condensation while performing a dealcoholation reaction.
  • a dialkyl carbonate having 1 to 6 carbon atoms in the alkyl group an alkylene carbonate having an alkylene group having 2 to 6 carbon atoms, and a diaryl carbonate having an aryl group having 6 to 9 carbon atoms
  • the polyester resin constituting the block (a1) is preferably a condensed polyester resin from the viewpoint of affinity with the polyurethane resin (U) and the flexibility of the obtained polyurethane resin composition (W), and more preferably carbon. It comprises a polyhydric alcohol having 2 to 20 carbon atoms and a dicarboxylic acid having 2 to 20 carbon atoms or an ester-forming derivative thereof as constituent monomers.
  • the polyester resin constituting the block (a2) made of a polyester resin having a urethane bond includes a polyester polyol and an organic polyisocyanate (d) as constituent monomers, a chain extender (e) and a reaction terminator (f). And a polyester resin having a hydroxyl group, an isocyanate group or an amino group at a terminal.
  • the polyester polyol include the condensed polyester resin having a hydroxyl group at a terminal (condensed polyester polyol), polylactone polyol, and polycarbonate polyol exemplified in the block (a1).
  • polyester resin having a urethane bond examples include those having a plurality of the above-mentioned condensed polyester polyol and the like and the organic polyisocyanate (d) as a repeating unit, and one of the above-mentioned condensed polyester polyols and the like being an organic polyisocyanate (d). Included are joints with block (b1) and / or block (b2). By adjusting the type and amount of the constituent monomer to be used, a desired terminal functional group of the polyester resin having a urethane bond can be obtained.
  • Examples of the organic polyisocyanate (d) include an aromatic polyisocyanate (d1) having 8 to 26 carbon atoms having two or more isocyanate groups, an aliphatic polyisocyanate (d2) having 4 to 22 carbon atoms, and an aliphatic polyisocyanate (d2) having 8 to 18 carbon atoms. Alicyclic polyisocyanate (d3), araliphatic polyisocyanate having 10 to 18 carbon atoms (d4), and modified products of these organic polyisocyanates (d5).
  • aromatic polyisocyanate (d1) having 8 to 26 carbon atoms examples include 1,3- or 1,4-phenylene diisocyanate, 2,4- or 2,6-tolylene diisocyanate (hereinafter, tolylene diisocyanate is referred to as TDI).
  • MDI diphenylmethane diisocyanate
  • polyaryl polyisocyanate 4,4'-diisocyanato biphenyl, 3, 3'-dimethyl-4,4'-diisocyanatobiphenyl, 3,3'-dimethyl-4,4'-diisocyanatodiphenylmethane, 1,5-naphthylene diisocyanate, 4,4 ', 4 "-triphenyl Methane triisocyanate and m- or p-isocyanatophenylsulfonyl Isocyanate, and the like.
  • Examples of the aliphatic polyisocyanate (d2) having 4 to 22 carbon atoms include ethylene diisocyanate, tetramethylene diisocyanate, hexamethylene diisocyanate (hereinafter abbreviated as HDI), dodecamethylene diisocyanate, 1,6,11-undecane triisocyanate, 2,2,4-trimethylhexamethylene diisocyanate, lysine diisocyanate, 2,6-diisocyanatomethylcaproate, bis (2-isocyanatoethyl) fumarate, bis (2-isocyanatoethyl) carbonate and 2-isocyanatoethyl- 2,6-diisocyanatohexanoate.
  • HDI hexamethylene diisocyanate
  • dodecamethylene diisocyanate 1,6,11-undecane triisocyanate
  • 2,2,4-trimethylhexamethylene diisocyanate lysine diisocyan
  • Examples of the alicyclic polyisocyanate having 8 to 18 carbon atoms (d3) include, for example, isophorone diisocyanate (hereinafter abbreviated as IPDI), 4,4′-dicyclohexylmethane diisocyanate, cyclohexylene diisocyanate, methylcyclohexylene diisocyanate, bis (2- (Isocyanatoethyl) -4-cyclohexene-1,2-dicarboxylate and 2,5- or 2,6-norbornane diisocyanate.
  • IPDI isophorone diisocyanate
  • 4′-dicyclohexylmethane diisocyanate 4,4′-dicyclohexylmethane diisocyanate
  • cyclohexylene diisocyanate cyclohexylene diisocyanate
  • methylcyclohexylene diisocyanate methylcyclohexylene diisocyan
  • Examples of the araliphatic polyisocyanate (d4) having 10 to 18 carbon atoms include m- or p-xylylene diisocyanate and ⁇ , ⁇ , ⁇ ′, ⁇ ′-tetramethylxylylene diisocyanate.
  • Examples of the modified organic polyisocyanate (d5) of an aromatic polyisocyanate (d1) having 8 to 26 carbon atoms to an aromatic aliphatic polyisocyanate (d4) having 10 to 18 carbon atoms include urethane groups and carbodiimide groups of the polyisocyanates.
  • modified MDI such as urethane-modified MDI, carbodiimide-modified MDI and trihydrocarbyl phosphate-modified MDI, urethane-modified TDI, Biuret-modified HDI, isocyanurate-modified HDI and isocyanurate-modified IPDI].
  • modified MDI such as urethane-modified MDI, carbodiimide-modified MDI and trihydrocarbyl phosphate-modified MDI, urethane-modified TDI, Biuret-modified HDI, isocyanurate-modified HDI and isocyanurate-modified IPDI.
  • an aromatic polyisocyanate (d1) having 8 to 26 carbon atoms is preferred from the viewpoints of elastic recovery and residual strain, and more preferred are TDI and MDI, and particularly preferred is MDI. , Most preferred is 4,4'-MDI. It is.
  • the organic polyisocyanate (d) one type may be used alone, or two or more types may be used in combination.
  • Examples of the chain extender (e) include water, the above-mentioned Mn or a polyol (c1) having a chemical formula of less than 500, and Mn or a polyamine compound having a chemical formula of less than 500.
  • Examples of the polyamine compound having Mn or the chemical formula amount of less than 500 include aliphatic polyamines having 2 to 36 carbon atoms, alicyclic polyamines having 6 to 20 carbon atoms, aromatic polyamines having 6 to 20 carbon atoms, and polyamine compounds having 8 to 20 carbon atoms. Examples thereof include araliphatic polyamines, heterocyclic polyamines having 3 to 20 carbon atoms, hydrazine or derivatives thereof, and amino alcohols having 2 to 20 carbon atoms.
  • Examples of the alicyclic polyamine having 6 to 20 carbon atoms include 1,3- or 1,4-diaminocyclohexane, 4,4'- or 2,4'-dicyclohexylmethanediamine, and isophoronediamine.
  • aromatic polyamine having 6 to 20 carbon atoms examples include 1,3- or 1,4-phenylenediamine, 2,4- or 2,6-tolylenediamine, 4,4'- or 2,4'-methylenebis Aniline and the like.
  • Examples of the araliphatic polyamine having 8 to 20 carbon atoms include 1,3- or 1,4-xylylenediamine, bis (aminoethyl) benzene, bis (aminopropyl) benzene, and bis (aminobutyl) benzene. .
  • heterocyclic polyamine having 3 to 20 carbon atoms examples include 2,4-diamino-1,3,5-triazine, piperazine and N- (2-aminoethyl) piperazine.
  • hydrazine or a derivative thereof examples include dibasic acid dihydrazide, such as adipic acid dihydrazide.
  • amino alcohols having 2 to 20 carbon atoms examples include ethanolamine, diethanolamine, 2-amino-2-methylpropanol and triethanolamine.
  • reaction terminator (f) examples include monoalcohols having 1 to 15 carbon atoms (such as methanol, ethanol, butanol, octanol, decanol, dodecyl alcohol and myristyl alcohol), and monoamines having 1 to 15 carbon atoms (monomethylamine, monoethylamine). And mono- or dialkylamines such as monobutylamine, dibutylamine and monooctylamine, and mono- and dialkanolamines such as monoethanolamine, diethanolamine and diisopropanolamine.
  • monoalcohols having 1 to 15 carbon atoms such as methanol, ethanol, butanol, octanol, decanol, dodecyl alcohol and myristyl alcohol
  • monoamines having 1 to 15 carbon atoms monomethylamine, monoethylamine
  • mono- or dialkylamines such as monobutylamine, dibutylamine and monooct
  • reaction terminator (f) When the reaction terminator (f) is used, at least one end of the polyester resin having a urethane bond is terminated to bind the block (a2) with the block (b1) and / or the block (b2). It is necessary not to seal with the agent (f).
  • Block (a3) made of polyurethane resin having no ester bond examples include a hydroxyl group, an isocyanate group, or an amino group at a terminal having an active hydrogen component and the organic polyisocyanate (d) as constituent monomers. Polyurethane resin and the like. By adjusting the type and amount of the constituent monomer used, the terminal functional group of the polyurethane resin can be made a desired one.
  • Examples of the active hydrogen component used in the block (a3) include a polymer polyol (c2) having Mn of 500 or more and having no ester bond, the above-mentioned chain extender (e), and the above-mentioned reaction terminator (f). Is mentioned.
  • the polyurethane resin constituting the block (a3) does not include a compound having an ester bond in these active hydrogen components.
  • what used the polyester polyol for the high molecular polyol (c2) is contained in the polyester resin which has the urethane bond which comprises the said block (a2).
  • those having no ester bond include the above-mentioned poly (M2) or the polyol (c1) having a chemical formula amount of less than 500 to which the AO having 2 to 12 carbon atoms is added.
  • Ether polyols and the like One type of AO may be used alone or two or more types may be used in combination. In the latter case, block addition (chip type, balance type, active secondary type, etc.), random addition, or a combination of these may be used.
  • AO AO to Mn or the polyol (c1) having a chemical formula amount of less than 500 can be carried out, for example, in a single step under normal pressure or under pressure without a catalyst or in the presence of a catalyst (alkali catalyst, amine catalyst, acidic catalyst, etc.) It takes place in multiple stages.
  • a catalyst alkali catalyst, amine catalyst, acidic catalyst, etc.
  • polyether polyol examples include poly (oxyethylene) glycol, poly (oxypropylene glycol), poly (oxytetramethylene) glycol, poly (oxy-3-methyltetramethylene) glycol, and tetrahydrofuran / ethylene oxide copolymer. And diol and tetrahydrofuran / 3-methyltetrahydrofuran copolymerized diol.
  • poly (oxytetramethylene) glycol is preferable from the viewpoint of the elastic recovery rate and the residual strain rate.
  • reaction terminator (f) When the reaction terminator (f) is used for the polyurethane resin, at least one end of the polyurethane resin is reacted with the reaction terminator (f) to bond the block (a3) with the block (b1) and / or the block (b2). ).
  • Block (b1) consisting of a monovalent hydrocarbon group having 16 to 44 carbon atoms
  • alkyl monoalcohols having 18 to 44 carbon atoms are preferable from the viewpoint of blocking resistance and unwinding property, and alkyl monoalcohols having 18 to 42 carbon atoms are more preferable.
  • alkyl monoalcohols having 18 to 42 carbon atoms are more preferable.
  • cetyl alcohol, stearyl alcohol, eicosanol, behenyl alcohol and tetracosanol are especially cetyl alcohol, stearyl alcohol, eicosanol, behenyl alcohol and tetracosanol.
  • alkyl monocarboxylic acids are preferred from the viewpoint of blocking resistance and unwinding property, more preferred are alkyl monocarboxylic acids having 17 to 42 carbon atoms, and particularly preferred is stearic acid. , Hen eicosanoic acid, behenic acid and tricosanoic acid.
  • the carbon number of the monocarboxylic acid in the present invention is the carbon number excluding the carbon of the carboxyl group.
  • Block (b2) comprising monovalent polyorganosiloxane group
  • the monovalent polyorganosiloxane group in the block (b2) is preferably a polyorganosiloxane group represented by the general formula (1).
  • R 1 represents an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms
  • R 2 to R 7 each independently represent a hydrocarbon group having 1 to 6 carbon atoms
  • n is an integer of 1 to 100.
  • R 1 is preferably an alkyl group having 1 to 3 carbon atoms
  • R 2 to R 7 Is preferably an alkyl group having 1 to 3 carbon atoms.
  • Monools having a hydroxyl group and a hydrocarbon group having 1 to 12 carbon atoms bonded to a polyorganosiloxane group represented by the general formula (1) can be prepared by using an organic alkali metal compound as an initiator to form 1,3,5,7-tetraol.
  • Cyclic polysiloxanes such as methylcyclotetrasiloxane are anionically polymerized to obtain a polysiloxane (so-called living polymer) having one end of an alkali metal silanolate, which is reacted with an alkylchlorosilane compound having a hydroxyl group to form a hydroxyl group at one end.
  • Monoepoxides having an epoxy group and a hydrocarbon group having 1 to 12 carbon atoms and having an epoxy group bonded to a polyorganosiloxane group represented by the general formula (1) can be prepared by using an organic alkali metal compound as an initiator to form 1,3,5,5.
  • Anionic polymerization of a cyclic polysiloxane such as 7-tetramethylcyclotetrasiloxane is carried out to obtain a polysiloxane (so-called living polymer) having one end of an alkali metal silanolate, which is reacted with an alkylchlorosilane compound having an epoxy group. It can be obtained by a method of introducing an epoxy group to one end, or the like.
  • Block polymer (X) In the block polymer (X), the block (a1), the block (a2) or the block (a3) and the block (b1) and / or the block (b2) are formed in the same molecule by an ester bond, a urethane bond or an amide bond. Are chemically bonded via at least one bond of The chemical bond is preferably an ester bond and / or a urethane bond from the viewpoint of elastic recovery and residual strain.
  • the raw material of the block (a1) has a hydroxyl group and / or a carboxyl group as a terminal functional group
  • the raw materials of the block (a2) and the block (a3) have a hydroxyl group, an isocyanate group, or an amino group.
  • the monool has a hydroxyl group and the monocarboxylic acid has a carboxyl group
  • the monool has a hydroxyl group and the monoepoxide has an epoxy group.
  • the bond between the block (a1), the block (a2) or the block (a3) and the block (b1) and / or the block (b2) can be formed by selecting a raw material used for each block, an ester bond, Any of a urethane bond and an amide bond can be used.
  • a raw material used for each block an ester bond
  • Any of a urethane bond and an amide bond can be used.
  • one terminal functional group is a carboxyl group and the other is a hydroxyl group or an epoxy group
  • an ester bond is formed, one is a hydroxyl group and the other is an isocyanate group.
  • a urethane bond is formed, and if one is an amino group and the other is a carboxyl group, an amide bond is formed.
  • the raw material used for the block (a1), the block (a2) and the block (a3) has two or more terminal functional groups (reactive groups), and the raw material used for the block (b1) and the block (b2) is a terminal functional group ( Having one reactive group), 1 mole of the raw material used for the blocks (b1) and (b2) is reacted with 1 mole of the raw material used for the block (a1), the blocks (a2) and (a3).
  • the block polymer (X) has a diblock structure.
  • the block polymer (X) is obtained by reacting 2 mol or more of the raw material used for the block (b1) and the block (b2) with 1 mol of the raw material used for the block (a1), the block (a2) and the block (a3).
  • the raw materials used for the block (b1) and the block (b2) in the multi-block structure may be used alone or in combination of two or more.
  • the weight average molecular weight (hereinafter, abbreviated as Mw) of the block polymer (X) is preferably from 1,000 to 50,000, more preferably from 1 to 50,000, from the viewpoints of blocking resistance, unwinding property and suppression of viscosity increase of the spinning dope. , 200 to 40,000, particularly preferably 1,500 to 30,000.
  • Mw of the block polymer (X) means a value measured by gel permeation chromatography under the following conditions.
  • HLC-8120 manufactured by Tosoh Corporation Column: 2 TSK GEL GMH6 [manufactured by Tosoh Corporation] Measurement temperature: 40 ° C
  • Sample solution 0.25% by weight tetrahydrofuran solution solution injection volume: 100 ⁇ L
  • Detector Refractive index detector
  • Reference substance 12 points of standard polystyrene (TSK standard POLYSTYRENE) manufactured by Tosoh Corporation (molecular weight: 500 1050 2800 5970 9100 18100 37900 96400 190000 355000 1090000 2890000)
  • the block polymer (X) is prepared by using at least one of the raw materials for the block (a1), the block (a2) and the block (a3) and the raw material for the block (b1) and / or the block (b2) by a conventional method. It is obtained by an esterification reaction, a urethane reaction or an amidation reaction. In addition to the reaction of the raw materials of the respective blocks, it is also possible to produce the one raw material by coexisting the other raw materials and reacting them collectively.
  • a block polymer having a block (a1) and a block (b1) can be produced by coexistence and dehydration condensation.
  • the polyurethane resin composition (W) of the present invention contains the block polymer (X) and the polyurethane resin (U).
  • the polyurethane resin (U) used in the polyurethane resin composition (W) is a polyurethane resin containing an active hydrogen component and an organic polyisocyanate as constituent monomers, and may be any of the block (b1) and the block (b2). Which is a polyurethane resin having no aromatic ring.
  • a polyurethane resin composition having excellent elastic recovery, residual strain, and flexibility can be obtained.
  • the active hydrogen component used in the polyurethane resin (U) a polymer polyol (c2) having Mn of 500 or more and having no aromatic ring, the chain extender (e) and the reaction terminator (f) And the like. These active hydrogen components may have an ester bond. Therefore, as the high molecular polyol (c2) having no aromatic ring used in the polyurethane resin (U), examples of the above-mentioned condensed polyester polyol, polylactone polyol, polycarbonate polyol, polyether polyol, etc. A polyol having no ring can be used. Each of the active hydrogen components may be used alone or in combination of two or more.
  • the polymer polyol (c2) having Mn of 500 or more used in the polyurethane resin (U) needs to be a polyol having no aromatic ring from the viewpoint of elastic recovery, residual strain and flexibility, and is a polyether polyol. Is more preferable, and poly (oxytetramethylene) glycol is more preferable.
  • the Mn of the high molecular polyol (c2) having an Mn of 500 or more is preferably 500 to 10,000, more preferably 1,000 to 4,000, particularly preferably 1,000 to 4,000, from the viewpoint of the flexibility of the polyurethane resin and the handleability of the raw material. Is from 1,500 to 2,500.
  • Examples of the organic polyisocyanate used for the polyurethane resin (U) include the same organic polyisocyanates as those described above for the organic polyisocyanate (d). From the viewpoint of the elastic recovery rate and the residual strain rate of the polyurethane resin, two or more isocyanate groups are used.
  • Preferred is an aromatic polyisocyanate (d1) having 8 to 26 carbon atoms having the following formulas, more preferably TDI, crude TDI, MDI, crude MDI and modified products of these isocyanates, particularly preferably MDI, and most preferably 4 , 4'-MDI.
  • the Mw of the polyurethane resin (U) is preferably from 50,000 to 1,000,000, more preferably from 100,000 to 500,000, from the viewpoint of tensile strength.
  • Mw of the polyurethane resin (U) means a value measured by gel permeation chromatography under the following conditions. Apparatus: “HLC-8220GPC” [Tosoh Corporation] Column: “Guardcolumn ⁇ " + “TSKgel ⁇ -M” [all manufactured by Tosoh Corporation] Sample solution: 0.125% by weight dimethylformamide solution solution injection volume: 100 ⁇ l Flow rate: 1 ml / min Measurement temperature: 40 ° C Detector: Refractive index detector Reference substance: Standard polystyrene
  • the urethane group content of the polyurethane resin (U) is preferably 10 to 20% by weight based on the weight of the polyurethane resin composition (W) based on the weight of the polyurethane resin composition (W) from the viewpoint of elastic recovery rate, residual strain rate and flexibility. %, More preferably 12 to 18% by weight.
  • the method for producing the polyurethane resin (U) is not particularly limited, and it can be produced by a known method or the like.
  • the active hydrogen component, the organic polyisocyanate (d) and, if necessary, the organic solvent and the additive may be charged at once and reacted, or the polymer polyol (c2) and the organic polyisocyanate (d) may be reacted.
  • an elongation reaction is carried out with a chain extender (e) and, if necessary, a termination reaction with a reaction terminator (f).
  • the above reaction can be carried out in the absence of a solvent by using a kneader or the like as a reaction apparatus.
  • the production method using an organic solvent is not easy due to the ease of mixing the block polymer (X) with the polyurethane resin (U). preferable.
  • Examples of the organic solvent in the present invention include a ketone solvent having 3 to 10 carbon atoms (such as acetone, methyl ethyl ketone and methyl isobutyl ketone), an ester solvent having 2 to 10 carbon atoms (such as ethyl acetate, butyl acetate and ⁇ -butyrolactone), 4 to 10 ether solvents (such as dioxane, tetrahydrofuran, ethyl cellosolve and diethylene glycol dimethyl ether), 3 to 10 carbon atom amide solvents (N, N-dimethylformamide, N, N-dimethylacetamide, N-methyl-2-pyrrolidone and N-methylcaprolactam, etc.), a sulfoxide solvent having 2 to 10 carbon atoms (such as dimethyl sulfoxide), an alcohol solvent having 1 to 8 carbon atoms (such as methanol, ethanol, isopropyl alcohol and octanol)
  • the polyurethane resin composition (W) contains the block polymer (X) and the polyurethane resin (U) as components. If necessary, the above-mentioned organic solvent, stabilizer, pigment and other additives (anti-fusing agent and flame retardant) Etc.).
  • the stabilizer is not particularly limited, and known antioxidants and ultraviolet absorbers can be used.
  • antioxidants include phenolic antioxidants [2,6-di-t-butyl-p-cresol and butylated hydroxyanisole, etc.]; bisphenol antioxidants [2,2′-methylenebis (4-methyl- 6-t-butylphenol) and the like]; phosphorus antioxidants [triphenyl phosphite and diphenyl isodecyl phosphite and the like].
  • the ultraviolet absorber examples include benzophenone-based ultraviolet absorbers [such as 2,4-dihydroxybenzophenone and 2-hydroxy-4-methoxybenzophenone]; and benzotriazole-based ultraviolet absorbers [2- (2′-hydroxy-5′-methylphenyl). ) Benzotriazole, etc.]; salicylic acid-based UV absorbers [phenylsalicylate, etc.]; hindered amine-based UV absorbers [bis (2,2,6,6-tetramethyl-4-piperidyl) sebacate, etc.].
  • the pigment is not particularly limited, and known organic pigments and inorganic pigments can be used.
  • Organic pigments include insoluble azo pigments, soluble azo pigments, copper phthalocyanine pigments and quinacridone pigments, and inorganic pigments include chromates, ferrocyanides, metal oxides, selenium sulfide compounds, metal salts ( Sulfate, silicate, carbonate, phosphate, etc.), metal powder, carbon black and the like.
  • the amount of the block polymer (X) used in the polyurethane resin composition (W) depends on the elastic recovery rate, the residual strain rate, the blocking resistance, the unwinding property, the smoothness, the effect of suppressing the increase in the viscosity of the spinning dope and the effect of suppressing the generation of scum. From the viewpoint, it is preferably 0.1 to 10% by weight, more preferably 0.5 to 5% by weight, based on the weight of the polyurethane resin (U).
  • the amount of the stabilizer to be used is preferably 0 to 5% by weight, more preferably 0.1 to 3% by weight, based on the weight of the polyurethane resin composition (W).
  • the amount of the pigment used is preferably 0 to 5% by weight, more preferably 0.1 to 3% by weight, based on the weight of the polyurethane resin (U).
  • the block polymer (X) and the polyurethane resin (U) are mixed in an arbitrary order, and the block polymer (X) is uniformly mixed with the polyurethane resin (U).
  • the pigment, stabilizer and other additives can be added at any stage during the production of the block polymer (X) or the polyurethane resin (U), and after the production, the mixture of the block polymer (X) and the polyurethane resin (U) can be added.
  • a molded article such as a urethane film or an elastic fiber using time or (W)
  • the polyurethane resin composition (W) of the present invention is excellent in elastic properties such as elastic recovery rate, residual strain rate and elongation, and blocking resistance. Therefore, as a synthetic leather replacing natural leather, a urethane film is attached to a cloth. It can be used for a wide range of applications such as manufactured shoes, bags and vehicle seats.
  • the elastic fiber produced with the polyurethane resin composition (W) of the present invention has excellent unwinding properties and smoothness. Furthermore, the spinning solution for producing an elastic fiber containing the polyurethane resin composition (W) hardly increases in viscosity with time and does not easily generate falling deposits (scum) on the yarn path, so that productivity can be improved. .
  • the melt spinning method When used in the melt spinning method, it is used in a molten state, in the form of a non-solvent pellet or a non-solvent block. From the viewpoint of ensuring the mixing property between the block polymer (X) and the polyurethane resin (U), DMAC or the like is used.
  • the solvent is preferably used in a dry spinning method after being diluted to a resin concentration of 30 to 80% by weight.
  • the reaction was taken out and cooled to room temperature. Then, the resulting mixture was pulverized into particles to obtain a block polymer (X-1).
  • the recovered ethylene glycol was 190 parts, and the Mw of the block polymer (X-1) was 7,500.
  • the block polymer (X-1) has a block (a1) and a block (b1).
  • the block polymer (X-2) has a block (a1) and a block (b1).
  • the reaction was carried out for 4 hours while distilling off water and ethylene glycol produced under a nitrogen stream, taken out, cooled to room temperature, pulverized to form particles, and the block polymer (X- 3) was obtained.
  • the recovered ethylene glycol was 100 parts, and the Mw of the block polymer (X-3) was 6,000.
  • the block polymer (X-3) has a block (a1) and a block (b1).
  • the mixture was cooled to 80 ° C., 50 parts of 4,4′-diphenylmethane diisocyanate was charged, the mixture was heated to 95 ° C., and reacted for 10 hours to obtain a polyester resin having an isocyanate group at the terminal. After charging 70 parts and further reacting for 10 hours, the reaction mixture was taken out, cooled to room temperature, pulverized into particles, and a block polymer (X-4) was obtained.
  • the Mw of the block polymer (X-4) was 8,200.
  • the block polymer (X-4) has a block (a2) and a block (b1).
  • the block polymer (X-5) has a block (a3) and a block (b1).
  • Unilin 550 alkyl monoalcohol having an Mn of 550 and an average carbon number of about 40: manufactured by Toyo Adre Co., Ltd.
  • the Mw of the block polymer (X-6) was 50,000.
  • the block polymer (X-6) has a block (a3) and a block (b1).
  • Mn linear polydimethylsiloxane
  • reaction mixture was passed through a membrane filter (polytetrafluoroethylene [PTFE], pore size 0.45 ⁇ m) to remove insolubles. Thereafter, excess allyl alcohol contained in the filtrate was removed under reduced pressure to obtain ⁇ -butyl- ⁇ -hydroxy-modified polydimethylsiloxane having Mn of 500.
  • membrane filter polytetrafluoroethylene [PTFE], pore size 0.45 ⁇ m
  • the reaction was taken out and cooled to room temperature.
  • the resulting mixture was pulverized into particles to obtain a block polymer (X-7).
  • the recovered ethylene glycol was 200 parts, and the Mw of the block polymer (X-7) was 6,300.
  • the block polymer (X-7) has a block in which R 1 in the general formula (1) is a butyl group, and R 2 to R 7 are all methyl groups.
  • the block polymer (X-7) has a block (a1) and a block (b2).
  • Production Examples 9 to 11 [Production of polyurethane resins (U-2) to (U-4)] A 30% by weight DMAC solution of polyurethane resins (U-2) to (U-4) was obtained in the same manner as in Production Example 8 except that the polymer polyol (c2) was changed to those shown in Table 1.
  • composition of the raw material represented by the brand name in Table 1 is as follows.
  • Example 1 [Production of polyurethane resin composition (W-1)]
  • a reaction vessel capable of heating 1,000 parts of a 30% by weight DMAC solution of the polyurethane resin (U-1) obtained in Production Example 8 was charged, and 9 parts of the block polymer (X-1) was further charged.
  • polyurethane having a solid content concentration of 30.6% by weight was obtained by dispersing the block polymer (X-1) in a DMAC solution of the polyurethane resin (U-1).
  • a resin composition (W-1) was obtained.
  • Examples 2 to 10 and Comparative Examples 1 to 3 Polyurethane resin compositions (W-2) to (W-10) were prepared in the same manner as in Example 1 except that the 30% by weight DMAC solution of the block polymer (X) and the polyurethane resin (U) was changed to those shown in Table 2. In addition, polyurethane resin compositions (W′-1) to (W′-3) for comparison were obtained. Since the block polymers (X-5) and (X-6) in Examples 5 and 6 are 50% by weight DMAC solutions, the block polymer (X-5) or (X-5) or 1,000 parts of the polyurethane resin (U) is used. 18 parts (9 parts as a solid content) of a DMAC solution of (X-6) were added. In Comparative Example 3, “9 parts of magnesium stearate” for comparison was added instead of “9 parts of block polymer (X-1)”.
  • the test piece was set on a chuck of an Instron tensile tester (Autograph manufactured by Shimadzu Corporation) and stretched at a constant speed of 500 mm / min in an atmosphere of 25 ° C. until the distance between the marked lines became 300%. Thereafter, an operation was immediately performed to return to the distance between the chucks before the extension at the same speed.
  • the stress (M 1 ) at the time of 150% elongation in the elongation process during this operation and the stress (M 2 ) at the time of 150% elongation in the return process were measured, and the elastic recovery rate was determined from the following equation.
  • Elastic recovery rate (%) M 2 / M 1 ⁇ 100
  • Residual strain rate (%) ⁇ (L 1 ⁇ L 0 ) / L 0 ⁇ ⁇ 100 The smaller the residual strain, the better the fit when used for elastic fibers for clothing.
  • Viscosity change rate (%) (
  • polyurethane elastic fibers were produced by a dry spinning method as follows. First, 50 parts by weight of liquid paraffin and 50.0 parts by weight of polydimethylsiloxane as an oil agent for elastic fibers were mixed at 110 to 120 ° C. for 1 hour. Then, oil is applied to the elastic fiber by roller lubrication so that the amount of the oil agent attached to the elastic fiber becomes 4% by weight with respect to the weight of the filament, and is wound on a bobbin at 600 m / min to obtain a cheese on which a polyurethane elastic fiber for evaluation of 40D is wound.
  • a dry spinning method as follows. First, 50 parts by weight of liquid paraffin and 50.0 parts by weight of polydimethylsiloxane as an oil agent for elastic fibers were mixed at 110 to 120 ° C. for 1 hour. Then, oil is applied to the elastic fiber by roller lubrication so that the amount of the oil agent attached to the elastic fiber becomes 4% by weight with respect to the weight of the filament, and is wound on
  • the cheese wound in the spinning step was aged at 50 ° C. for 2 weeks, and was applied to a drawer winding device having a variable magnification (a ratio between the draw speed and the winding speed can be changed).
  • a variable magnification a ratio between the draw speed and the winding speed can be changed.
  • the yarn is pulled out at a speed of 50 m / min, the yarn can be unwound without being entangled in its own cheese due to agglutination, and the minimum speed magnification that can be wound on a different bobbin (winding speed / drawing speed) was determined based on the following criteria.
  • the winding speed is set to be higher than the drawing speed and the speed magnification is set to 1.2 times or more to promote the unwinding.
  • the speed magnification is preferably 1.2 times or more and less than 2 times, and particularly preferably 1.5 times or more and less than 1.8 times.
  • ⁇ Judgment criteria> The speed multiple is 1.5 times or more and less than 1.8 times :: The speed multiple is 1.2 times or more and less than 1.5 times, or 1.8 times or more and less than 2.0 times ⁇ : The speed multiple is less than 2.0 times 2.0 times or more thread breakage
  • the polyurethane resin composition (W) of the present invention is excellent in blocking resistance, elastic recovery rate and residual strain rate, and is therefore a shoe produced by attaching a urethane film to a cloth as synthetic leather replacing natural leather, It can be used for a wide range of applications such as bags and vehicle seats, and can also be used as elastic fibers used for sanitary materials such as clothing and disposable diapers.
  • elastic fibers are useful because they can improve the storage stability and unwinding property of the spinning stock solution and can eliminate the problem of scum during spinning.

Abstract

耐ブロッキング性、弾性回復率及び残留歪率に優れる共に、弾性繊維に適用した場合、解舒性及び平滑性に優れ、ポリウレタン紡糸原液の経時的な粘度上昇が抑えられ、更には糸道上に脱落堆積物(スカム)が発生しにくいポリウレタン樹脂組成物を提供する。 本発明のポリウレタン樹脂組成物(W)は、ブロックポリマー(X)とポリウレタン樹脂(U)とを含有し、(X)がウレタン結合を有しないポリエステル樹脂からなるブロック(a1)、ウレタン結合を有するポリエステル樹脂からなるブロック(a2)又はエステル結合を有しないポリウレタン樹脂からなるブロック(a3)と、炭素数16~44の1価の炭化水素基からなるブロック(b1)及び/又は1価のポリオルガノシロキサン基からなるブロック(b2)とを有し、前記ポリウレタン樹脂(U)が前記ブロック(b1)及び前記ブロック(b2)のいずれをも有さず、前記ポリウレタン樹脂(U)の構成単量体としてのポリオールが芳香環を有しないことを特徴とする。

Description

ポリウレタン樹脂組成物
 本発明は、ポリウレタン樹脂組成物、特に弾性繊維に好適に使用できるポリウレタン樹脂組成物に関する。
 従来、ポリウレタン樹脂は引張強伸度、弾性回復率及び残留歪率等に優れることから、成形材料、塗料、接着剤、合成皮革、人工皮革及び弾性繊維等、広範囲の用途に利用されている。しかし、ポリウレタン樹脂をフィルム、シート又は弾性繊維として使用する場合、ブロッキング現象が発生しやすいという問題がある。この問題を解決する方法として、アミド系化合物や金属石けんのような滑剤又は無機質微粉末を配合する方法が開示されている(例えば、特許文献1参照)。
 しかし、弾性繊維に従来の高級脂肪酸の金属塩を使用しても弾性繊維の紡糸工程において、解舒性及び平滑性が十分でない場合が多々ある。
 また、この問題を改善すべく、脂肪酸金属塩の濃度を高くした場合、脂肪酸金属塩が凝集し、貯槽タンクでポリウレタン紡糸原液を貯蔵中に経時的に粘度が上昇し、このため配管内を通して、脂肪酸金属塩組成物の紡糸工程への輸送が困難になるという問題がある。
 更に、固体粒子を使用するため、糸への均一付着が困難であり、また糸道上に脱落堆積物(スカム)が多く発生し、製造工程上問題となる。
特開平6-32917号公報
 本発明の目的は、耐ブロッキング性、弾性回復率及び残留歪率に優れると共に、弾性繊維に適用した場合、解舒性及び平滑性に優れ、ポリウレタン紡糸原液の経時的な粘度上昇が抑えられ、更には糸道上に脱落堆積物(スカム)が発生しにくいポリウレタン樹脂組成物を提供することにある。
 本発明者らは、上記課題を解決すべく鋭意検討した結果、本発明に到達した。即ち本発明は、ブロックポリマー(X)とポリウレタン樹脂(U)とを含有するポリウレタン樹脂組成物であって、前記ブロックポリマー(X)がウレタン結合を有しないポリエステル樹脂からなるブロック(a1)、ウレタン結合を有するポリエステル樹脂からなるブロック(a2)又はエステル結合を有しないポリウレタン樹脂からなるブロック(a3)と、炭素数16~44の1価の炭化水素基からなるブロック(b1)及び/又は1価のポリオルガノシロキサン基からなるブロック(b2)とを有し、前記ポリウレタン樹脂(U)が前記ブロック(b1)及び前記ブロック(b2)のいずれをも有さず、前記ポリウレタン樹脂(U)の構成単量体としてのポリオールが芳香環を有しないポリウレタン樹脂組成物(W)である。
 本発明のポリウレタン樹脂組成物は、耐ブロッキング性、弾性回復率及び残留歪率に優れると共に、弾性繊維に適用した場合、解舒性及び平滑性に優れ、ポリウレタン紡糸原液の経時的な粘度上昇が抑えられ、更には糸道上に脱落堆積物(スカム)が発生しにくいため製造効率を大きく改善することができる。
 本発明のポリウレタン樹脂組成物(W)は、ブロックポリマー(X)とポリウレタン樹脂(U)とを含有する。ポリウレタン樹脂組成物(W)がブロックポリマー(X)を含有することにより、耐ブロッキング性に優れ、弾性繊維として使用した場合には解舒性、平滑性、紡糸原液の粘度上昇抑制効果及びスカム発生抑制効果に優れたポリウレタン樹脂組成物が得られる。
 本発明におけるブロックポリマー(X)は、ウレタン結合を有しないポリエステル樹脂からなるブロック(a1)、ウレタン結合を有するポリエステル樹脂からなるブロック(a2)又はエステル結合を有しないポリウレタン樹脂からなるブロック(a3)と、炭素数16~44の1価の炭化水素基からなるブロック(b1)及び/又は1価のポリオルガノシロキサン基からなるブロック(b2)とを有する。
[ウレタン結合を有しないポリエステル樹脂からなるブロック(a1)]
 ウレタン結合を有しないポリエステル樹脂からなるブロック(a1)を構成するポリエステル樹脂としては、縮合型ポリエステル樹脂、ポリラクトンポリオール及びポリカーボネートポリオール等が挙げられ、縮合型ポリエステル樹脂は末端に水酸基及び/又はカルボキシル基を有する。
 縮合型ポリエステル樹脂としては、数平均分子量(以下、Mnと略記)又は化学式量が500未満のポリオール(c1)と炭素数2~20のポリカルボン酸又はそのエステル形成性誘導体[酸無水物、低級(炭素数1~4)アルキルエステル及び酸ハライド等]との縮合により得られるもの等が挙げられる。
 尚、本発明におけるMnは、ゲルパーミエーションクロマトグラフィーにより、以下の条件で測定した値を意味する。
装置:「Waters Alliance 2695」[Waters社製]
カラム:「Guardcolumn Super H-L」(1本)、「TSKgel SuperH2000、TSKgel SuperH3000、TSKgel SuperH4000(いずれも東ソー株式会社製)を各1本連結したもの」
試料溶液:0.25重量%のテトラヒドロフラン溶液
溶液注入量:10μl
流量:0.6ml/分
測定温度:40℃
検出装置:屈折率検出器
基準物質:標準ポリエチレングリコール
 Mn又は化学式量が500未満のポリオール(c1)としては、炭素数2~20の多価アルコール;炭素数2~20の多価アルコールの炭素数2~12のアルキレンオキサイド(以下、AOと略記)付加物であってMn又は化学式量が500未満のもの;ビスフェノール(ビスフェノールA、ビスフェノールS及びビスフェノールF等)の炭素数2~12のAO付加物であってMn又は化学式量が500未満のもの;ビス(2-ヒドロキシエチル)テレフタレート及びその炭素数2~12のAO付加物であってMn又は化学式量が500未満のもの;カルボン酸(塩)基、スルホン酸(塩)基、スルファミン酸(塩)基及びリン酸(塩)基からなる群から選ばれる少なくとも1種のイオン性基を有するジオール等が挙げられる。
 Mn又は化学式量が500未満のポリオール(c1)は1種を単独で用いても2種以上を併用してもよい。
 本発明における炭素数2~12のAOとしては、エチレンオキサイド、1,2-又は1,3-プロピレンオキサイド、1,2-,1,3-又は2,3-ブチレンオキサイド、テトラヒドロフラン、3-メチルテトラヒドロフラン、スチレンオキサイド、α-オレフィンオキサイド及びエピクロルヒドリン等が挙げられる。
 炭素数2~20の多価アルコールとしては、炭素数2~12の直鎖又は分岐の脂肪族2価アルコールや、炭素数6~20の脂環式2価アルコールや、炭素数8~20の芳香脂肪族2価アルコールや、炭素数3~20の3価アルコールや、炭素数5~20の4~8価アルコール等が挙げられる。
 炭素数2~12の直鎖又は分岐の脂肪族2価アルコールとしては、エチレングリコール、1,3-プロピレングリコール、1,4-ブタンジオール、1,5-ペンタンジオール、1,6-ヘキサンジオール、1,7-ヘプタンジオール、1,8-オクタンジオール、1,9-ノナンジオール、1,10-ドデカンジオール、1,11-ウンデカンジオール、1,12-ドデカンジオール、1,13-トリデカンジオール、1,14-テトラデカンジオール、1,18-オクタデカンジオール、1,20-エイコサンジオール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール及びテトラエチレングリコール等の直鎖アルコールや、1,2-、1,3-又は2,3-ブタンジオール、2-メチル-1,4-ブタンジオール、ネオペンチルグリコール、2,2-ジエチル-1,3-プロパンジオール、2-メチル-1,5-ペンタンジオール、3-メチル-1,5-ペンタンジオール、2-メチル-1,6-ヘキサンジオール、3-メチル-1,6-ヘキサンジオール、2-メチル-1,7-ヘプタンジオール、3-メチル-1,7-ヘプタンジオール、4-メチル-1,7-ヘプタンジオール、2-メチル-1,8-オクタンジオール、3-メチル-1,8-オクタンジオール及び4-メチルオクタンジオール等の分岐アルコール等が挙げられる。
 炭素数6~20の脂環式2価アルコールとしては、1,4-シクロヘキサンジオール、1,3-又は1,4-シクロヘキサンジメタノール、1,3-シクロペンタンジオール、1,4-シクロヘプタンジオール、2,5-ビス(ヒドロキシメチル)-1,4-ジオキサン、2,7-ノルボルナンジオール、テトラヒドロフランジメタノール、1,4-ビス(ヒドロキシエトキシ)シクロヘキサン、1,4-ビス(ヒドロキシメチル)シクロヘキサン及び2,2-ビス(4-ヒドロキシシクロヘキシル)プロパン等が挙げられる。
 炭素数8~20の芳香脂肪族2価アルコールとしては、m-又はp-キシリレンジオール、ビス(ヒドロキシエチル)ベンゼン及びビス(ヒドロキシエトキシ)ベンゼン等が挙げられる。
 炭素数3~20の3価アルコールとしては、脂肪族トリオール(グリセリン及びトリメチロールプロパン等)等が挙げられる。
 炭素数5~20の4~8価アルコールとしては、脂肪族ポリオール(ペンタエリスリトール、ソルビトール、マンニトール、ソルビタン、ジグリセリン及びジペンタエリスリトール等)や、糖類(ショ糖、グルコース、マンノース、フルクトース、メチルグルコシド及びその誘導体)等が挙げられる。
 カルボン酸(塩)基を有するジオールとしては、酒石酸(塩)、2,2-ビス(ヒドロキシメチル)プロパン酸(塩)、2,2-ビス(ヒドロキシメチル)ブタン酸(塩)及び3-[ビス(2-ヒドロキシエチル)アミノ]プロパン酸(塩)等が挙げられる。
 スルホン酸(塩)基を有するジオールとしては、2,2-ビス(ヒドロキシメチル)エタンスルホン酸(塩)、2-[ビス(2-ヒドロキシエチル)アミノ]エタンスルホン酸(塩)及び5-スルホ-イソフタル酸-1,3-ビス(2-ヒドロキシエチル)エステル(塩)等が挙げられる。
 スルファミン酸(塩)基を有するジオールとしては、N,N-ビス(2-ヒドロキシエチル)スルファミン酸(塩)、N,N-ビス(3-ヒドロキシプロピル)スルファミン酸(塩)、N,N-ビス(4-ヒドロキシブチル)スルファミン酸(塩)及びN,N-ビス(2-ヒドロキシプロピル)スルファミン酸(塩)等が挙げられる。
 リン酸(塩)基を有するジオールとしては、ビス(2-ヒドロキシエチル)ホスフェート(塩)等が挙げられる。
 カルボン酸(塩)基、スルホン酸(塩)基、スルファミン酸(塩)基及びリン酸(塩)基を構成する塩としては、アンモニウム塩、アミン塩(メチルアミン塩、ジメチルアミン塩、トリメチルアミン塩、エチルアミン塩、ジエチルアミン塩、トリエチルアミン塩、プロピルアミン塩、ジプロピルアミン塩、トリプロピルアミン塩、ブチルアミン塩、ジブチルアミン塩、トリブチルアミン塩、モノエタノールアミン塩、ジエタノールアミン塩、トリエタノールアミン塩、N-メチルエタノールアミン塩、N-エチルエタノールアミン塩、N,N-ジメチルエタノールアミン塩、N,N-ジエチルエタノールアミン塩、ヒドロキシルアミン塩、N,N-ジエチルヒドロキシルアミン塩及びモルホリン塩等)、4級アンモニウム塩[テトラメチルアンモニウム塩、テトラエチルアンモニウム塩及びトリメチル(2-ヒドロキシエチル)アンモニウム塩等]、アルカリ金属塩(ナトリウム塩及びカリウム塩等)が挙げられる。
 イオン性基を有するジオールの内、ウレタン樹脂との相溶性の観点から好ましいのは、カルボン酸(塩)基を有するジオール及びスルホン酸(塩)基を有するジオールである。
 Mn又は化学式量が500未満のポリオール(c1)の内、ポリウレタン樹脂(U)との親和性及び得られるポリウレタン樹脂組成物(W)の柔軟性の観点から好ましいのは脂肪族ジオールであり、更に好ましいのは炭素数2~20の多価アルコール、特に好ましいのはエチレングリコール、1,4-ブタンジオール、ネオペンチルグリコール及び1,6-ヘキサンジオールである。
 炭素数2~20のポリカルボン酸又はそのエステル形成性誘導体としては、脂肪族ジカルボン酸(コハク酸、アジピン酸、アゼライン酸、セバシン酸、ドデカンジカルボン酸、オクタデカンジカルボン酸、デシルコハク酸、フマル酸及びマレイン酸等)、脂環式ジカルボン酸(ダイマー酸等)、芳香族ジカルボン酸(テレフタル酸、イソフタル酸、フタル酸、t-ブチルイソフタル酸、2,6-ナフタレンジカルボン酸及び4,4’-ビフェニルジカルボン酸等)、3価又はそれ以上のポリカルボン酸(トリメリット酸及びピロメリット酸等)、これらの無水物(無水コハク酸、無水マレイン酸、無水フタル酸及び無水トリメリット酸等)、これらの酸ハロゲン化物(アジピン酸ジクロライド等)、これらの低分子量アルキルエステル(コハク酸ジメチル及びフタル酸ジメチル等)並びこれらの併用が挙げられる。
 炭素数2~20のポリカルボン酸又はそのエステル形成性誘導体の内でポリウレタン樹脂(U)との親和性及び得られるポリウレタン樹脂組成物(W)の柔軟性の観点から好ましいのは、炭素数2~20の脂肪族ジカルボン酸、そのエステル形成性誘導体及びこれらと芳香族ジカルボンとの併用であり、更に好ましいのは直鎖型の脂肪族ジカルボン酸及びそのエステル形成性誘導体である。脂肪族ジカルボン酸と芳香族ジカルボン酸を併用する場合、芳香族ジカルボン酸の使用量はカルボン酸の総モル数に基づいて20モル%以下が好ましい。炭素数2~20のポリカルボン酸又はそのエステル形成性誘導体は1種を単独で用いても2種以上を併用してもよい。
 ポリラクトンポリオールとしては、上記炭素数2~20の多価アルコールを開始剤として炭素数3~12のラクトンモノマー(β-プロピオラクトン、γ-ブチロラクトン、γ-バレロラクトン、ε-カプロラクトン、η-カプリロラクトン、11-ウンデカノラクトン及び12-トリデカノイド等)を開環重合させたもの等が挙げられる。ラクトンモノマーは1種を単独で用いても2種以上を併用してもよい。
 ポリカーボネートポリオールとしては、上記炭素数2~20の多価アルコール(好ましくは炭素数3~9、更に好ましくは炭素数4~6の脂肪族2価アルコール)の1種又は2種以上(好ましくは2~4種)と、低分子カーボネート化合物(例えば、アルキル基の炭素数1~6のジアルキルカーボネート、炭素数2~6のアルキレン基を有するアルキレンカーボネート及び炭素数6~9のアリール基を有するジアリールカーボネート)から、脱アルコール反応させながら縮合させることによって製造されるポリカーボネートポリオールが挙げられる。
 ブロック(a1)を構成するポリエステル樹脂としてポリウレタン樹脂(U)との親和性及び得られるポリウレタン樹脂組成物(W)の柔軟性の観点から好ましいのは縮合型ポリエステル樹脂であり、更に好ましいのは炭素数2~20の多価アルコールと炭素数2~20のジカルボン酸又はそのエステル形成性誘導体とを構成単量体とするものである。
[ウレタン結合を有するポリエステル樹脂からなるブロック(a2)]
 ウレタン結合を有するポリエステル樹脂からなるブロック(a2)を構成するポリエステル樹脂としては、ポリエステルポリオールと有機ポリイソシアネート(d)とを構成単量体とし、鎖伸長剤(e)及び反応停止剤(f)を任意の構成単量体とし、末端に水酸基、イソシアネート基又はアミノ基を有するポリエステル樹脂等が挙げられる。
 当該ポリエステルポリオールとしては、上記ブロック(a1)で例示した、縮合型ポリエステル樹脂で末端に水酸基を有するもの(縮合型ポリエステルポリオール)、ポリラクトンポリオール、ポリカーボネートポリオール等が挙げられる。
 ウレタン結合を有するポリエステル樹脂には、上記縮合型ポリエステルポリオール等と有機ポリイソシアネート(d)とを繰り返し単位としてそれぞれ複数有するものや、上記縮合型ポリエステルポリオール等の一つを有機ポリイソシアネート(d)でブロック(b1)及び/又はブロック(b2)とジョイントしたものが含まれる。
 使用する構成単量体の種類と使用量を調整することにより、ウレタン結合を有するポリエステル樹脂が有する末端の官能基を所望のものにすることができる。
 有機ポリイソシアネート(d)としては、2個以上のイソシアネート基を有する炭素数8~26の芳香族ポリイソシアネート(d1)、炭素数4~22の脂肪族ポリイソシアネート(d2)、炭素数8~18の脂環式ポリイソシアネート(d3)、炭素数10~18の芳香脂肪族ポリイソシアネート(d4)及びこれらの有機ポリイソシアネートの変性物(d5)等が挙げられる。
 炭素数8~26の芳香族ポリイソシアネート(d1)としては、例えば1,3-又は1,4-フェニレンジイソシアネート、2,4-又は2,6-トリレンジイソシアネート(以下、トリレンジイソシアネートをTDIと略記)、粗製TDI、4,4’-又は2,4’-ジフェニルメタンジイソシアネート(以下、ジフェニルメタンジイソシアネートをMDIと略記)、粗製MDI、ポリアリールポリイソシアネート、4,4’-ジイソシアナトビフェニル、3,3’-ジメチル-4,4’-ジイソシアナトビフェニル、3,3’-ジメチル-4,4’-ジイソシアナトジフェニルメタン、1,5-ナフチレンジイソシアネート、4,4’,4”-トリフェニルメタントリイソシアネート及びm-又はp-イソシアナトフェニルスルホニルイソシアネートが挙げられる。
 炭素数4~22の脂肪族ポリイソシアネート(d2)としては、例えばエ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、ヘキサメチレンジイソシアネート(以下、HDIと略記)、ドデカメチレンジイソシアネート、1,6,11-ウンデカントリイソシアネート、2,2,4-トリメチルヘキサメチレンジイソシアネート、リジンジイソシアネート、2,6-ジイソシアナトメチルカプロエート、ビス(2-イソシアナトエチル)フマレート、ビス(2-イソシアナトエチル)カーボネート及び2-イソシアナトエチル-2,6-ジイソシアナトヘキサノエートが挙げられる。
 炭素数8~18の脂環式ポリイソシアネート(d3)としては、例えばイソホロンジイソシアネート(以下、IPDIと略記)、4,4’-ジシクロヘキシルメタンジイソシアネート、シクロヘキシレンジイソシアネート、メチルシクロヘキシレンジイソシアネート、ビス(2-イソシアナトエチル)-4-シクロヘキセン-1,2-ジカルボキシレート及び2,5-又は2,6-ノルボルナンジイソシアネートが挙げられる。
 炭素数10~18の芳香脂肪族ポリイソシアネート(d4)としては、例えばm-又はp-キシリレンジイソシアネート及びα,α,α’,α’-テトラメチルキシリレンジイソシアネートが挙げられる。
 炭素数8~26の芳香族ポリイソシアネート(d1)~炭素数10~18の芳香脂肪族ポリイソシアネート(d4)の有機ポリイソシアネートの変性物(d5)としては、前記ポリイソシアネートのウレタン基、カルボジイミド基、アロハネート基、ウレア基、ビウレット基、ウレトジオン基、ウレトイミン基、イソシアヌレート基又はオキサゾリドン基含有変性物[例えば、ウレタン変性MDI、カルボジイミド変性MDI及びトリヒドロカルビルホスフェート変性MDI等の変性MDI、ウレタン変性TDI、ビウレット変性HDI、イソシアヌレート変性HDI及びイソシアヌレート変性IPDI]が挙げられる。
 これらの中で弾性回復率及び残留歪みの観点から好ましいのは、炭素数8~26の芳香族ポリイソシアネート(d1)であり、更に好ましいのは、TDI、MDIであり、特に好ましいのは、MDI、最も好ましいのは4,4’-MDIである。である。有機ポリイソシアネート(d)は、1種を単独で用いても2種以上を併用してもよい。
 鎖伸長剤(e)としては、水、上記Mn又は化学式量が500未満のポリオール(c1)及びMn又は化学式量が500未満のポリアミン化合物等が挙げられる。
 Mn又は化学式量が500未満のポリアミン化合物としては、炭素数2~36の脂肪族ポリアミン、炭素数6~20の脂環式ポリアミン、炭素数6~20の芳香族ポリアミン、炭素数8~20の芳香脂肪族ポリアミン、炭素数3~20の複素環式ポリアミン、ヒドラジン又はその誘導体、炭素数2~20のアミノアルコール類等が挙げられる。
 炭素数2~36の脂肪族ポリアミンとしては、エチレンジアミン及びヘキサメチレンジアミン等のアルキレンジアミン;ジエチレントリアミン、ジプロピレントリアミン、ジヘキシレントリアミン、トリエチレンテトラミン、テトラエチレンペンタミン、ペンタエチエレンヘキサミン、ヘキサエチレンヘプタミン等のポリ(n=2~6)アルキレン(炭素数2~6)ポリ(n=3~7)アミン等が挙げられる。
 炭素数6~20の脂環式ポリアミンとしては、1,3-又は1,4-ジアミノシクロヘキサン、4,4’-又は2,4’-ジシクロヘキシルメタンジアミン及びイソホロンジアミン等が挙げられる。
 炭素数6~20の芳香族ポリアミンとしては、1,3-又は1,4-フェニレンジアミン、2,4-又は2,6-トリレンジアミン、4,4’-又は2,4’-メチレンビスアニリン等が挙げられる。
 炭素数8~20の芳香脂肪族ポリアミンとしては、1,3-又は1,4-キシリレンジアミン、ビス(アミノエチル)ベンゼン、ビス(アミノプロピル)ベンゼン及びビス(アミノブチル)ベンゼン等が挙げられる。
 炭素数3~20の複素環式ポリアミンとしては、2,4-ジアミノ-1,3,5-トリアジン、ピペラジン及びN-(2-アミノエチル)ピペラジン等が挙げられる。
 ヒドラジン又はその誘導体としては、二塩基酸ジヒドラジド例えばアジピン酸ジヒドラジド等が挙げられる。
 炭素数2~20のアミノアルコール類としては、エタノールアミン、ジエタノールアミン、2-アミノ-2-メチルプロパノール及びトリエタノールアミン等が挙げられる。
 反応停止剤(f)としては、炭素数1~15のモノアルコール類(メタノール、エタノール、ブタノール、オクタノール、デカノール、ドデシルアルコール及びミリスチルアルコール等)、炭素数1~15のモノアミン(モノメチルアミン、モノエチルアミン、モノブチルアミン、ジブチルアミン及びモノオクチルアミン等のモノ又はジアルキルアミンや、モノエタノールアミン、ジエタノールアミン及びジイソプロパノールアミン等のモノ又はジアルカノールアミン等)が挙げられる。
 尚、反応停止剤(f)を使用する場合、ブロック(a2)とブロック(b1)及び/又はブロック(b2)とを結合させるために、ウレタン結合を有するポリエステル樹脂の少なくとも1つの末端を反応停止剤(f)で封止しないことが必要である。
[エステル結合を有しないポリウレタン樹脂からなるブロック(a3)]
 エステル結合を有しないポリウレタン樹脂からなるブロック(a3)を構成するポリウレタン樹脂としては、活性水素成分と上記有機ポリイソシアネート(d)とを構成単量体とする末端に水酸基、イソシアネート基又はアミノ基を有するポリウレタン樹脂等が挙げられる。
 使用する構成単量体の種類と使用量を調整することにより、ポリウレタン樹脂が有する末端の官能基を所望のものにすることができる。
 ブロック(a3)に用いられる活性水素成分としては、Mnが500以上の高分子ポリオール(c2)であってエステル結合を有しないもの、上記鎖伸長剤(e)及び上記反応停止剤(f)等が挙げられる。ブロック(a3)を構成するポリウレタン樹脂においては、これらの活性水素成分にエステル結合を有する化合物は含まれない。尚、高分子ポリオール(c2)にポリエステルポリオールを用いたものは、上記ブロック(a2)を構成するウレタン結合を有するポリエステル樹脂に含まれる。
 Mnが500以上の高分子ポリオール(c2)の内、エステル結合を有しないものとしては、上記Mn又は化学式量が500未満のポリオール(c1)に上記炭素数2~12のAOを付加させたポリエーテルポリオール等が挙げられる。AOは1種を単独で用いても2種以上を併用してもよく、後者の場合はブロック付加(チップ型、バランス型、活性セカンダリー型等)でもランダム付加でもこれらの併用系でもよい。
 Mn又は化学式量が500未満のポリオール(c1)へのAOの付加は、例えば無触媒で又は触媒(アルカリ触媒、アミン系触媒、酸性触媒等)の存在下に常圧又は加圧下に1段階又は多段階で行なわれる。
 ポリエーテルポリオールの具体例としては、ポリ(オキシエチレン)グリコール、ポリ(オキシプロピレング)グリコール、ポリ(オキシテトラメチレン)グリコール、ポリ(オキシ-3-メチルテトラメチレン)グリコール、テトラヒドロフラン/エチレンオキサイド共重合ジオール及びテトラヒドロフラン/3-メチルテトラヒドロフラン共重合ジオール等が挙げられる。
 これらの内、弾性回復率及び残留歪率の観点から好ましいのはポリ(オキシテトラメチレン)グリコールである。
 ポリウレタン樹脂に反応停止剤(f)を使用する場合、ブロック(a3)とブロック(b1)及び/又はブロック(b2)とを結合させるために、ポリウレタン樹脂の少なくとも1つの末端を反応停止剤(f)で封止しないことが必要である。
[炭素数16~44の1価の炭化水素基からなるブロック(b1)]
 炭素数16~44の1価の炭化水素基からなるブロック(b1)を形成するために用いる原料としては、炭素数16~44のモノオール及び炭素数16~44(カルボキシル基の炭素を除く)のモノカルボン酸等が挙げられる。
 炭素数16~44のモノオールとして、耐ブロッキング性及び解舒性の観点から好ましいのは炭素数18~44のアルキルモノアルコール、更に好ましいのは炭素数18~42のアルキルモノアルコール、特に好ましいのはセチルアルコール、ステアリルアルコール、エイコサノール、ベヘニルアルコール及びテトラコサノールである。
 炭素数16~44のモノカルボン酸として、耐ブロッキング性及び解舒性の観点から好ましいのはアルキルモノカルボン酸、更に好ましいのは炭素数17~42のアルキルモノカルボン酸、特に好ましいのはステアリン酸、ヘンエイコサン酸、ベヘン酸及びトリコサン酸である。
 尚、本発明におけるモノカルボン酸の炭素数は、カルボキシル基の炭素を除いた炭素数である。
[1価のポリオルガノシロキサン基からなるブロック(b2)]
 ブロック(b2)における1価のポリオルガノシロキサン基は、一般式(1)で表されるポリオルガノシロキサン基であることが好ましい。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000002
 一般式(1)におけるRは炭素数1~6のアルキル基を表し、R~Rはそれぞれ独立に炭素数1~6の炭化水素基を表し、nは1~100の整数である。
 耐ブロッキング性及び耐摩耗性の観点から一般式(1)で表される基のケイ素含量は高い方が望ましいことから、Rは炭素数1~3のアルキル基が好ましく、R~Rは炭素数1~3のアルキル基が好ましい。
 ブロック(b2)を形成するための原料としては、一般式(1)で表されるポリオルガノシロキサン基に水酸基を有する炭素数1~12の炭化水素基が結合したモノオール及び一般式(1)で表されるポリオルガノシロキサン基にエポキシ基を有する炭素数1~12の炭化水素基が結合したモノエポキサイド等が挙げられる。
 一般式(1)で表されるポリオルガノシロキサン基に水酸基を有する炭素数1~12の炭化水素基が結合したモノオールは、有機アルカリ金属化合物を開始剤として1,3,5,7-テトラメチルシクロテトラシロキサン等の環状ポリシロキサンをアニオン重合し、片末端がアルカリ金属シラノレートであるポリシロキサン(いわゆるリビングポリマー)を得て、これと水酸基を有するアルキルクロロシラン化合物とを反応させて片末端に水酸基を導入する方法や、有機アルカリ金属化合物を開始剤として環状ポリシロキサンをアニオン重合し、片末端がアルカリ金属シラノレートであるポリシロキサン(いわゆるリビングポリマー)を得て、これとジアルキルクロロシラン化合物とを反応させて片末端SiH基含有ポリシロキサンを製造し、アリルアルコール等の分子末端に二重結合を1つ有するアルコールを白金系触媒によって反応させる方法等により得ることができる。
 また、一般式(1)で表されるポリオルガノシロキサン基にエポキシ基を有する炭素数1~12の炭化水素基が結合したモノエポキサイドは、有機アルカリ金属化合物を開始剤として1,3,5,7-テトラメチルシクロテトラシロキサン等の環状ポリシロキサンをアニオン重合し、片末端がアルカリ金属シラノレートであるポリシロキサン(いわゆるリビングポリマー)を得て、これとエポキシ基を有するアルキルクロロシラン化合物とを反応させて片末端にエポキシ基を導入する方法等により得ることができる。
[ブロックポリマー(X)]
 ブロックポリマー(X)は、同一分子内にブロック(a1)、ブロック(a2)又はブロック(a3)とブロック(b1)及び/又はブロック(b2)とが、エステル結合、ウレタン結合及びアミド結合の内の少なくとも1種の結合を介して化学結合されている。
 化学結合は、弾性回復率及び残留歪率の観点からエステル結合及び/又はウレタン結合であることが好ましい。
 上述の通り、ブロック(a1)の原料は末端官能基として水酸基及び/又はカルボキシル基を有し、ブロック(a2)及びブロック(a3)の原料は水酸基、イソシアネート基又はアミノ基を有する。一方、ブロック(b1)の原料の内、モノオールは水酸基をモノカルボン酸はカルボキシル基を有し、ブロック(b2)の原料の内、モノオールは水酸基をモノエポキサイドはエポキシ基を有する。従って、ブロック(a1)、ブロック(a2)又はブロック(a3)とブロック(b1)及び/又はブロック(b2)のブロック間の結合はそれぞれのブロックに使用する原料を選択することにより、エステル結合、ウレタン結合及びアミド結合の内の任意の結合とすることができ、例えば、一方の末端官能基がカルボキシル基で他方が水酸基又はエポキシ基であればエステル結合が、一方が水酸基で他方がイソシアネート基であればウレタン結合が、一方がアミノ基で他方がカルボキシル基であればアミド結合が形成される。
 ブロック(a1)、ブロック(a2)及びブロック(a3)に用いる原料は末端官能基(反応性基)を2個以上有し、ブロック(b1)及びブロック(b2)に用いる原料は末端官能基(反応性基)を1個有することから、ブロック(a1)、ブロック(a2)及び(a3)に用いる原料1モルに対してブロック(b1)及び(b2)に用いる原料1モルを反応させることにより、ブロックポリマー(X)はジブロック構造となる。
 また、ブロック(a1)、ブロック(a2)及びブロック(a3)に用いる原料1モルに対してブロック(b1)及びブロック(b2)に用いる原料を2モル以上反応させることにより、ブロックポリマー(X)はマルチブロック構造となる。マルチブロック構造の際のブロック(b1)及びブロック(b2)に用いる原料は1種単独でも2種以上を併用してもよい。
 ブロックポリマー(X)の重量平均分子量(以下、Mwと略記)は、耐ブロッキング性、解舒性及び紡糸原液の粘度上昇抑制の観点から、1,000~50,000が好ましく、更に好ましくは1,200~40,000、特に好ましくは1,500~30,000である。
 尚、本明細書における、ブロックポリマー(X)のMwは、ゲルパーミエーションクロマトグラフィーにより、以下の条件で測定した値のことを意味する。
装置:東ソー(株)製 HLC-8120
カラム:TSK GEL GMH6 2本 〔東ソー(株)製〕
測定温度:40℃
試料溶液:0.25重量%のテトラヒドロフラン溶液
溶液注入量:100μL
検出装置:屈折率検出器
基準物質:東ソー(株)製 標準ポリスチレン(TSKstandard POLYSTYRENE)12点(分子量 500 1050 2800 5970 9100 18100 37900 96400 190000 355000 1090000 2890000)
 ブロックポリマー(X)は、上述のブロック(a1)、ブロック(a2)及びブロック(a3)の原料の内の少なくとも1種とブロック(b1)及び/又はブロック(b2)の原料とを常法によりエステル化反応、ウレタン化反応又はアミド化反応させて得られる。
 また、各ブロックの原料を反応させる以外に、一方の原料を製造する際に他方の原料を共存させて一括して反応させて製造することもできる。例えば、ポリオールとポリカルボン酸を脱水縮合させてブロック(a1)を構成する縮合型ポリエステル樹脂を製造する際に、ブロック(b1)の原料である炭素数16~44のモノオール又はモノカルボン酸を共存させて脱水縮合することによりブロック(a1)とブロック(b1)を有するブロックポリマーを製造することができる。
[ポリウレタン樹脂組成物(W)]
 本発明のポリウレタン樹脂組成物(W)は、上記ブロックポリマー(X)とポリウレタン樹脂(U)とを含有する。
 ポリウレタン樹脂組成物(W)に用いられるポリウレタン樹脂(U)は、活性水素成分と有機ポリイソシアネートとを構成単量体とするポリウレタン樹脂であって、上記ブロック(b1)及びブロック(b2)のいずれをも有さず、構成単量体としてのポリオールが芳香環を有しないポリウレタン樹脂である。ポリウレタン樹脂(U)の構成単量体としてのポリオールが芳香環を有しないことによって、弾性回復率、残留歪率及び柔軟性に優れるポリウレタン樹脂組成物が得られる。
 ポリウレタン樹脂(U)に用いられる活性水素成分としては、Mnが500以上の高分子ポリオール(c2)であって芳香環を有しないもの、上記鎖伸長剤(e)及び上記反応停止剤(f)等が挙げられ、これらの活性水素成分はエステル結合を有していてもよい。
 従って、ポリウレタン樹脂(U)に用いられる高分子ポリオール(c2)であって芳香環を有しないポリオールとしては、上述の縮合型ポリエステルポリオール、ポリラクトンポリオール、ポリカーボネートポリオール及びポリエーテルポリオール等の内の芳香環を有しないポリオールが使用できる。活性水素成分のそれぞれの成分は1種を単独で用いても2種以上を併用してもよい。
 ポリウレタン樹脂(U)に用いられるMnが500以上の高分子ポリオール(c2)は、弾性回復率、残留歪率及び柔軟性の観点から、芳香環を有しないポリオールである必要があり、ポリエーテルポリオールであることが好ましく、更に好ましいのはポリ(オキシテトラメチレン)グリコールである。
 Mnが500以上の高分子ポリオール(c2)のMnは、ポリウレタン樹脂の柔軟性及び原料の取扱い性の観点から、好ましくは500~10,000、更に好ましくは1,000~4,000、特に好ましくは1,500~2,500である。
 ポリウレタン樹脂(U)に用いられる有機ポリイソシアネートとしては、上記有機ポリイソシアネート(d)と同様のものが挙げられるが、ポリウレタン樹脂の弾性回復率及び残留歪率の観点から、2個以上のイソシアネート基を有する炭素数8~26の芳香族ポリイソシアネート(d1)が好ましく、更に好ましいのはTDI、粗製TDI、MDI、粗製MDI及びこれらのイソシアネートの変性物、特に好ましいのはMDI、最も好ましいのは4,4’-MDIである。
 ポリウレタン樹脂(U)のMwは、引張強度の観点から、好ましくは50,000~1,000,000、更に好ましくは100,000~500,000である。
 尚、本明細書において、ポリウレタン樹脂(U)のMwは、ゲルパーミエーションクロマトグラフィーにより、以下の条件で測定した値のことを意味する。
装置:「HLC-8220GPC」[東ソー(株)製]
カラム:「Guardcolumn α」+「TSKgel α-M」[いずれも東ソー(株)製]
試料溶液:0.125重量%のジメチルホルムアミド溶液
溶液注入量:100μl
流量:1ml/分
測定温度:40℃
検出装置:屈折率検出器
基準物質:標準ポリスチレン
 ポリウレタン樹脂(U)のウレタン基含有量は、得られるポリウレタン樹脂組成物(W)の弾性回復率、残留歪率及び柔軟性の観点から(U)の重量に基づいて、好ましくは10~20重量%、更に好ましくは12~18重量%である。
 ポリウレタン樹脂(U)の製造方法は特に限定されず、公知の方法等で製造できる。例えば、活性水素成分、有機ポリイソシアネート(d)並びに必要により有機溶剤及び添加剤を一括して仕込んで反応させてもよいし、高分子ポリオール(c2)と有機ポリイソシアネート(d)とを反応させてイソシアネート基末端のプレポリマーを得た後、鎖伸長剤(e)により伸長反応を行い、必要により反応停止剤(f)により停止反応を行うこともできる。更に、反応装置としてニーダー等を用いることにより、上記反応を無溶剤下で行うこともできるが、ブロックポリマー(X)をポリウレタン樹脂(U)に混合する容易さから有機溶剤を用いた製造方法が好ましい。
 本発明における有機溶剤としては、炭素数3~10のケトン溶剤(アセトン、メチルエチルケトン及びメチルイソブチルケトン等)、炭素数2~10のエステル溶剤(酢酸エチル、酢酸ブチル及びγ-ブチロラクトン等)、炭素数4~10のエーテル溶剤(ジオキサン、テトラヒドロフラン、エチルセロソルブ及びジエチレングリコールジメチルエーテル等)、炭素数3~10のアミド溶剤(N,N-ジメチルホルムアミド、N,N-ジメチルアセトアミド、N-メチル-2-ピロリドン及びN-メチルカプロラクタム等)、炭素数2~10のスルホキシド溶剤(ジメチルスルホキシド等)、炭素数1~8のアルコール溶剤(メタノール、エタノール、イソプロピルアルコール及びオクタノール等)及び炭素数4~10の炭化水素溶剤(シクロヘキサン、トルエン及びキシレン等)等が挙げられる。ポリウレタン樹脂(U)の溶解性の観点からアミド系溶剤が好ましく、最も好ましいのはN,N-ジメチルホルムアミド及びN,N-ジメチルアセトアミド(以下、DMACと略記)である。
 ポリウレタン樹脂組成物(W)は、ブロックポリマー(X)及びポリウレタン樹脂(U)を成分として含有するが、必要により上記有機溶剤、安定剤、顔料及びその他の添加剤(融着防止剤及び難燃剤等)を含有することができる。
 安定剤としては特に限定されず公知の酸化防止剤及び紫外線吸収剤を使用することができる。
 酸化防止剤としては、フェノール系酸化防止剤[2,6-ジ-t-ブチル-p-クレゾール及びブチル化ヒドロキシアニソール等];ビスフェノール系酸化防止剤[2,2’-メチレンビス(4-メチル-6-t-ブチルフェノール)等];リン系酸化防止剤[トリフェニルフォスファイト及びジフェニルイソデシルフォスファイト等]等が挙げられる。
 紫外線吸収剤としては、ベンゾフェノン系紫外線吸収剤[2,4-ジヒドロキシベンゾフェノン及び2-ヒドロキシ-4-メトキシベンゾフェノン等];ベンゾトリアゾール系紫外線吸収剤[2-(2’-ヒドロキシ-5’-メチルフェニル)ベンゾトリアゾール等];サリチル酸系紫外線吸収剤[フェニルサリシレート等];ヒンダードアミン系紫外線吸収剤[ビス(2,2,6,6-テトラメチル-4-ピペリジル)セバケート等]等が挙げられる。
 顔料としては特に限定されず、公知の有機顔料及び無機顔料を使用することができる。
 有機顔料としては、不溶性アゾ顔料、溶性アゾ顔料、銅フタロシアニン系顔料及びキナクリドン系顔料等が挙げられ、無機系顔料としてはクロム酸塩、フェロシアン化合物、金属酸化物、硫化セレン化合物、金属塩(硫酸塩、珪酸塩、炭酸塩、燐酸塩等)、金属粉末及びカーボンブラック等が挙げられる。
 ポリウレタン樹脂組成物(W)におけるブロックポリマー(X)の使用量は、弾性回復率、残留歪率、耐ブロッキング性、解舒性、平滑性、紡糸原液の粘度上昇抑制効果及びスカム発生抑制効果の観点からポリウレタン樹脂(U)の重量を基準として、好ましくは0.1~10重量%、更に好ましくは0.5~5重量%である。
 安定剤の使用量は、ポリウレタン樹脂組成物(W)の重量に基づいて好ましくは0~5重量%、更に好ましくは0.1~3重量%である。
 顔料の使用量は、ポリウレタン樹脂(U)の重量に基づいて好ましくは0~5重量%、更に好ましくは0.1~3重量%である。
 ポリウレタン樹脂組成物(W)の製造方法としては、ブロックポリマー(X)及びポリウレタン樹脂(U)は任意の順序で混合することで行うが、ブロックポリマー(X)を均一にポリウレタン樹脂(U)に溶解又は分散させるため、ポリウレタン樹脂(U)を予め有機溶剤溶液とし、そこにブロックポリマー(X)を混合した後、加熱、混合処理を行うことが好ましい。
 顔料、安定剤及びその他の添加剤は、ブロックポリマー(X)又はポリウレタン樹脂(U)の製造時の任意の段階で添加することでき、製造後にブロックポリマー(X)及びポリウレタン樹脂(U)の混合時や(W)を用いてウレタンフィルムや弾性繊維等の成形物を製造する際に任意の段階で添加してもよい。
 本発明のポリウレタン樹脂組成物(W)は、弾性回復率、残留歪率及び伸び等の伸縮物性や耐ブロッキング性に優れるため、天然皮革を代替する合成皮革として、ウレタンフィルムを生地に貼り付けて製造される靴、鞄及び車両シート等広範な用途に使用できる。また、本発明のポリウレタン樹脂組成物(W)で作製した弾性繊維は解舒性及び平滑性にも優れる。更にポリウレタン樹脂組成物(W)を含む弾性繊維生産用の紡糸原液は経時的に粘度が上昇しにくく、糸道上に脱落堆積物(スカム)が発生しにくいため、生産性も改善できるものである。溶融紡糸法で使用される場合は溶融状態、無溶剤ペレット又は無溶剤ブロックの形状で使用されるが、ブロックポリマー(X)とポリウレタン樹脂(U)の混合性を確保する観点からは、DMAC等の溶剤で樹脂濃度30~80重量%に希釈して乾式紡糸法で使用されることが好ましい。
 以下、実施例により本発明を更に説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。以下の記載において「部」は重量部を示す。
製造例1 [ブロックポリマー(X-1)の製造]
 冷却管、撹拌機及び窒素導入管を備えた反応槽中に、アジピン酸695部、エチレングリコール498部、ベヘニルアルコール168部及び縮合触媒としてのテトラブトキシチタネート1.0部を入れ、160℃まで昇温し、常圧で1時間反応後、0.5~2.5kPaの減圧下で生成する水及びエチレングリコールを留去しながら8時間反応させた。次いで200℃まで徐々に昇温しながら、窒素気流下に、生成する水及びエチレングリコールを留去しながら4時間反応させ、酸価が0.5以下になった時点で取り出して室温まで冷却後、粉砕して粒子化し、ブロックポリマー(X-1)を得た。回収されたエチレングリコールは190部で、ブロックポリマー(X-1)のMwは7,500であった。ブロックポリマー(X-1)はブロック(a1)とブロック(b1)とを有する。
製造例2 [ブロックポリマー(X-2)の製造]
 冷却管、撹拌機及び窒素導入管を備えた反応槽中に、コハク酸560部、1,4-ブタンジオール533部、ベヘニルアルコール166部及び縮合触媒としてのテトラブトキシチタネート1.0部を入れ、160℃まで昇温し、常圧で1時間反応後、0.5~2.5kPaの減圧下で生成する水及び1,4-ブタンジオールを留去しながら8時間反応させた。次いで200℃まで徐々に昇温しながら、窒素気流下に、生成する水及び1,4-ブタンジオールを留去しながら4時間反応させ、酸価が0.5以下になった時点で取り出して室温まで冷却後、粉砕して粒子化し、ブロックポリマー(X-2)を得た。回収された1,4-ブタンジオールは88.8部で、ブロックポリマー(X-2)のMwは1,500であった。ブロックポリマー(X-2)はブロック(a1)とブロック(b1)とを有する。
製造例3 [ブロックポリマー(X-3)の製造]
 冷却管、撹拌機及び窒素導入管を備えた反応槽中に、アジピン酸714部、エチレングリコール397部、ベヘン酸166部及び縮合触媒としてのテトラブトキシチタネート1.0部を入れ、160℃まで昇温し、常圧で1時間反応後、0.5~2.5kPaの減圧下で生成する水及びエチレングリコールを留去しながら8時間反応させた。次いで200℃まで徐々に昇温しながら、窒素気流下に、生成する水及びエチレングリコールを留去しながら4時間反応させて取り出し、室温まで冷却後、粉砕して粒子化し、ブロックポリマー(X-3)を得た。回収されたエチレングリコールは100部で、ブロックポリマー(X-3)のMwは6,000であった。ブロックポリマー(X-3)はブロック(a1)とブロック(b1)とを有する。
製造例4 [ブロックポリマー(X-4)の製造]
 冷却管、撹拌機及び窒素導入管を備えた反応槽中に、アジピン酸698部、エチレングリコール498部及び縮合触媒としてのテトラブトキシチタネート1.0部を入れ、160℃まで昇温し、常圧で1時間反応後、0.5~2.5kPaの減圧下で生成する水及びエチレングリコールを留去しながら8時間反応させた。次いで200℃まで徐々に昇温しながら、窒素気流下に、生成する水及びエチレングリコールを留去しながら4時間反応させ(回収されたエチレングリコールは190部)、酸価が0.5以下になった時点で80℃に冷却し、次いで、4,4’-ジフェニルメタンジイソシアネート50部を仕込んで95℃に昇温した後10時間反応させ、イソシアネート基を末端に有するポリエステル樹脂を得た後、ベヘニルアルコール70部を仕込み、更に10時間反応させた後、取り出して室温まで冷却後、粉砕して粒子化し、ブロックポリマー(X-4)を得た。ブロックポリマー(X-4)のMwは8,200であった。ブロックポリマー(X-4)はブロック(a2)とブロック(b1)とを有する。
製造例5 [ブロックポリマー(X-5)の製造]
 冷却管、撹拌機及び窒素導入管を備えた反応槽中にMnが2,000のポリ(オキシテトラメチレン)グリコール[三菱ケミカル(株)製「PTMG2000」:以下「PTMG2000」と略記]266.5部、1,4-ブタンジオール25.6部及びDMAC500部を加えた後、4,4’-ジフェニルメタンジイソシアネート140.1部を添加し、70℃で3時間反応させてイソシアネート基を末端に有するポリウレタン樹脂を得た。そこにステアリルアルコール67.8部を仕込み、更に5時間反応させた後、イソシアネート基が消失したことを確認して、室温に冷却してブロックポリマー(X-5)の50重量%DMAC溶液を得た。ブロックポリマー(X-3)のMwは15,000であった。ブロックポリマー(X-5)はブロック(a3)とブロック(b1)とを有する。
製造例6 [ブロックポリマー(X-6)の製造]
 冷却管、撹拌機及び窒素導入管を備えた反応槽中に、PTMG2000を264.0部、エチレングリコール31.1部及びDMAC500部を加えた後、4,4’-ジフェニルメタンジイソシアネート162.3部を添加し、70℃で3時間反応させてイソシアネート基を末端に有するポリウレタン樹脂を得た。そこにユニリン550[Mnが550で平均炭素数約40のアルキルモノアルコール:東洋アドレ(株)製]を42.5部仕込み、更に5時間反応させた後、イソシアネート基が消失したことを確認して、室温に冷却してブロックポリマー(X-6)の50重量%DMAC溶液を得た。ブロックポリマー(X-6)のMwは50,000であった。ブロックポリマー(X-6)はブロック(a3)とブロック(b1)とを有する。
製造例7 [ブロックポリマー(X-7)の製造]
 攪拌機、温度計及び冷却管を備えた反応容器に、ブチルリチウムを触媒として1,3,5,7-テトラメチルシクロテトラシロキサンをアニオン重合して更にジメチルクロロシランを反応させて得られた片末端がブチル基で封鎖されもう一方の末端にSiH基を有する直鎖状ポリジメチルシロキサン(Mn=400)100部と、アリルアルコール72部中に酸化白金0.3部を懸濁させた懸濁液とを仕込み、105℃で16時間撹拌下で反応させた。室温まで冷却した後、反応混合物をメンブレンフィルタ(ポリテトラフルオロエチレン[PTFE]、ポアサイズ0.45μm)に通して不溶物を除去した。その後、ろ液に含まれる過剰なアリルアルコールを減圧下で除去して、Mnが500のα-ブチル-ω-ヒドロキシ変性ポリジメチルシロキサンを得た。
 続いて、別の冷却管、撹拌機及び窒素導入管を備えた反応槽中に、アジピン酸695部、エチレングリコール520部、上記α-ブチル-ω-ヒドロキシ変性ポリジメチルシロキサン280部及び縮合触媒としてのテトラブトキシチタネート1.0部を入れ、160℃まで昇温し、常圧で1時間反応後、0.5~2.5kPaの減圧下で生成する水及びエチレングリコールを留去しながら8時間反応させた。次いで200℃まで徐々に昇温しながら、窒素気流下に、生成する水及びエチレングリコールを留去しながら4時間反応させ、酸価が0.5以下になった時点で取り出して室温まで冷却後、粉砕して粒子化し、ブロックポリマー(X-7)を得た。回収されたエチレングリコールは200部で、ブロックポリマー(X-7)のMwは6,300であった。ブロックポリマー(X-7)は一般式(1)におけるRがブチル基で、R~Rがいずれもメチル基であるブロックを有する。ブロックポリマー(X-7)はブロック(a1)とブロック(b2)とを有する。
比較製造例1 [ブロック化していないポリエステル樹脂(X’-1)の製造]
 冷却管、撹拌機及び窒素導入管を備えた反応槽中に、アジピン酸695部、エチレングリコール520部及び縮合触媒としてのテトラブトキシチタネート1.0部を入れ、160℃まで昇温し、常圧で1時間反応後、0.5~2.5kPaの減圧下で生成する水及びエチレングリコールを留去しながら8時間反応させた。次いで200℃まで徐々に昇温しながら、窒素気流下に、生成する水及びエチレングリコールを留去しながら4時間反応させ、酸価が0.5以下になった時点で取り出て室温まで冷却後、粉砕して粒子化し、ブロック化していないポリエステル樹脂(X’-1)を得た。回収されたエチレングリコールは200部で、ポリエステル樹脂(X’-1)のMwは7,500であった。
比較製造例2 [芳香環含有ポリオールの製造]
 攪拌装置及び温度制御装置を備えたステンレス製オートクレーブに、PTMG2000を522.6部(1モル)、無水フタル酸77.4部(2モル)及びアルカリ触媒(N-エチルモルフォリン)0.9部(0.03モル部)を仕込み、窒素雰囲気下、0.20MPa、120±10℃で1時間反応させハーフエステル化を行った。
 ハーフエステル化後、エチレンオキシド36.4部(3モル部)を120±10℃、圧力0.50MPa以下となるよう制御しながら、5時間かけて滴下した後、120±10℃で1時間熟成した。熟成終了後、未反応のエチレンオキサイドを0.1MPaにて1時間減圧除去した。90℃まで冷却した後、触媒除去のため、水と合成珪酸塩(協和化学社製「キョーワード600」)を加えて加熱処理後、ろ過、減圧脱水し、Mnが2,430の比較用の芳香環含有ポリオールを得た。
製造例8 [ポリウレタン樹脂(U-1)の製造]
 高分子ポリオール(c2)としてのPTMG2000を200部、鎖伸長剤(e)としての1,4-ブタンジオール30部、有機ポリイソシアネート(d)としての4,4’-ジフェニルメタンジイソシアネート109部及び有機溶剤としてのDMAC790部を反応容器に仕込み、乾燥窒素雰囲気下、70℃で12時間反応させた。その後、反応停止剤(f)としてのn-ブチルアルコール5.7部を仕込んで1時間末端停止反応を行い、ポリウレタン樹脂(U-1)の30重量%DMAC溶液を得た。
製造例9~11 [ポリウレタン樹脂(U-2)~(U-4)の製造]
 高分子ポリオール(c2)を表1に記載のものに代える以外は製造例8と同様にして、ポリウレタン樹脂(U-2)~(U-4)の30重量%DMAC溶液を得た。
比較製造例3 [ポリウレタン樹脂(U’-1)の製造]
 使用原料とその使用量を表1に記載のものに代える以外は製造例8と同様にして、ポリウレタン樹脂(U’-1)を製造した。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000003
 尚、表1において商品名で表した原料の組成は以下の通りである。
・PTMG2000:Mn=2,000のポリ(オキシテトラメチレン)グリコール[三菱ケミカル(株)製]
・サンニックスPP-2000:Mn=2,000のポリオキシプロピレンジオール[三洋化成工業(株)製]
・デュラノールG4672:Mn=2,000のポリ(テトラメチレン/ヘキサメチレン)カーボネートジオール[旭化成(株)製]
・サンエスター4620:Mn=2,000のポリブチレンアジペートジオール[三洋化成工業(株)製]
実施例1 [ポリウレタン樹脂組成物(W-1)の製造]
 加温できる反応容器に製造例8で得られたポリウレタン樹脂(U-1)の30重量%DMAC溶液1,000部を仕込み、更にブロックポリマー(X-1)9部を投入し、80℃に加温して、1時間混合して均一化した後、冷却することでポリウレタン樹脂(U-1)のDMAC溶液にブロックポリマー(X-1)が分散した固形分濃度30.6重量%のポリウレタン樹脂組成物(W-1)を得た。
実施例2~10及び比較例1~3
 ブロックポリマー(X)及びポリウレタン樹脂(U)の30重量%DMAC溶液を表2に記載のものに代える以外は実施例1と同様にしてポリウレタン樹脂組成物(W-2)~(W-10)及び比較用のポリウレタン樹脂組成物(W’-1)~(W’-3)を得た。
 尚、実施例5及び6におけるブロックポリマー(X-5)及び(X-6)は50重量%DMAC溶液のため、ポリウレタン樹脂(U)1,000部に対してブロックポリマー(X-5)又は(X-6)のDMAC溶液18部(固形分として9部)を投入した。
 また、比較例3においては、「ブロックポリマー(X-1)9部」に代えて比較用の「ステアリン酸マグネシウム9部」を投入した。
 実施例1~10のポリウレタン樹脂組成物(W-1)~(W-10)及び比較例1~3のポリウレタン樹脂組成物(W’-1)~(W’-3)を用いて、以下の試験方法により測定したフィルムの弾性回復率及び残留歪率並びに貯蔵安定性評価としてのポリウレタン樹脂組成物(W)の経時的粘度変化、弾性繊維に用いた際の解舒性及びスカムの発生についての評価結果を表2に示す。
[1]弾性回復率及び残留歪率の測定方法
 各実施例及び各比較例に係るポリウレタン樹脂組成物を、離型処理したガラス板上に1.0mmの厚みに塗布し、70℃の循風乾燥機で3時間乾燥した後、ガラス板から剥がすことにより、厚さが約0.2mmのフィルムを作製した。
 作製したフィルムから、縦100mm×横5mmの短冊状の試験片を切り出して標線間距離が50mmとなるように標線をつけた。この試験片をインストロン型引張り試験機(島津製作所社製オートグラフ)のチャックにセットして、25℃の雰囲気下、500mm/分の一定速度で標線間の距離が300%になるまで伸長後、直ちに同じ速度で伸長前のチャック間の距離まで戻す操作を行った。この操作時の伸長過程における150%伸長時の応力(M)と戻り過程における150%伸長時の応力(M)を測定し、次式から弾性回復率を求めた。
   弾性回復率(%)=M/M×100
 また、前記操作後の標線間の距離(L)を測定してこの値と試験前の標線間の距離(L=50mm)を用いて下式から残留歪率(%)を求めた。
   残留歪率(%)={(L-L)/L}×100
 残留歪率が小さい程、衣料用の弾性繊維に使用したときのフィット性が良好である。
[2]ポリウレタン樹脂組成物の経時的粘度変化の評価方法
 各実施例及び各比較例に係るポリウレタン樹脂組成物100gを、蓋付き145mlガラス製ボトルに入れ、50℃の恒温槽中に30日間静置した後の粘度(V)を測定し、この粘度(V)と製造直後の粘度(V)との差の絶対値を用いて次式から粘度変化率を求めて以下の判定基準により評価した。
   粘度変化率(%)=(|V-V|/V)×100
 尚、粘度はBH型粘度計を用いて温度25℃で測定した。
<判定基準>
 ◎:粘度変化率が30%以内
 ○:粘度変化率が30%超、70%以内
 △:粘度変化率が70%超、150%以内
 ×:粘度変化率が150%を超える
[3]解舒性試験
 各実施例及び各比較例に係るポリウレタン樹脂組成物を用いてポリウレタン繊維を乾式紡糸法で以下のようにポリウレタン弾性繊維を製造した。
 まず、弾性繊維用油剤として流動パラフィン50重量部及びポリジメチルシロキサン50.0重量部を110~120℃で1時間混合した。
 その後、ローラー給油で弾性繊維用油剤付着量がフィラメント重量に対し4重量%になるように付与させ、600m/分でボビンに巻き取り、40Dの評価用ポリウレタン弾性繊維が巻き取られたチーズを得た。
 その後、紡糸工程で巻き取ったチーズを50℃で2週間エージングを行い、可変倍率(引き出し速度と巻き取り速度との比率の変更が可能)の引き出し巻き取り装置にかけた。
 50m/分の速度で糸が引き出された時、糸が膠着により自身のチーズの中に巻き込まれずに解舒でき、異なるボビンに巻き取ることのできる最低の速度倍率(巻き取り速度/引き出し速度)を求め、次の基準で判定した。
 一般的に、糸が膠着するため、巻き取り速度を引き出し速度よりも高速にして速度倍率を1.2倍以上として解舒を促すが、巻き取り時の糸の形状保持と巻き取る効率の観点から、速度倍率は1.2倍以上、2倍未満が好ましく、1.5倍以上、1.8倍未満が特に好ましいとされている。
<判定基準>
 ◎:速度倍数が1.5倍以上、1.8倍未満
 ○:速度倍数が1.2倍以上、1.5倍未満、又は1.8倍以上、2.0倍未満
 ×:速度倍数が2.0倍以上又は糸切れが発生
[4]スカム発生の評価方法
 スカム発生の有無の評価として、上記の紡糸工程を24時間実施した後の糸道でのスカム発生を目視にて判定した。
<判定基準>
 ○:スカムの発生無し
 △:スカムの発生が少し有り
 ×:スカムの発生が多い
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000004
 本発明のポリウレタン樹脂組成物(W)は、耐ブロッキング性、弾性回復率及び残留歪率に優れることから、天然皮革を代替する合成皮革として、ウレタンフィルムを生地に貼り付けて製造される靴、鞄及び車両シート等広範な用途に使用できるほか、衣料や紙おむつ等の衛生材料に用いられる弾性繊維としても利用できる。特に弾性繊維では、紡糸原液の貯蔵安定性や解舒性を改善でき、紡糸時のスカム発生という不具合も解消できることから有用である。

 

Claims (7)

  1.  ブロックポリマー(X)とポリウレタン樹脂(U)とを含有するポリウレタン樹脂組成物であって、前記ブロックポリマー(X)が、
     ウレタン結合を有しないポリエステル樹脂からなるブロック(a1)、ウレタン結合を有するポリエステル樹脂からなるブロック(a2)又はエステル結合を有しないポリウレタン樹脂からなるブロック(a3)と、
     炭素数16~44の1価の炭化水素基からなるブロック(b1)及び/又は1価のポリオルガノシロキサン基からなるブロック(b2)とを有し、
     前記ポリウレタン樹脂(U)が前記ブロック(b1)及び前記ブロック(b2)のいずれをも有さず、
     前記ポリウレタン樹脂(U)の構成単量体としてのポリオールが芳香環を有しないポリウレタン樹脂組成物(W)。
  2.  前記1価のポリオルガノシロキサン基が、一般式(1)で表される基である請求項1記載のポリウレタン樹脂組成物。
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000001
    [一般式(1)中、Rは炭素数1~6のアルキル基を表し、R~Rはそれぞれ独立に炭素数1~6の炭化水素基を表し、nは1~100の整数である。]
  3.  前記ブロックポリマー(X)の重量平均分子量が、1,000~50,000である請求項1又は2記載のポリウレタン樹脂組成物。
  4.  前記ブロック(a1)及び前記ブロック(a2)を構成するポリエステル樹脂が、エチレングリコール、1,4-ブタンジオール、ネオペンチルグリコール及び1,6-ヘキサンジオールからなる群から選ばれる少なくとも1種を構成単量体とする請求項1~3のいずれか記載のポリウレタン樹脂組成物。
  5.  前記ポリウレタン樹脂(U)が、構成単量体としてポリ(オキシテトラメチレン)グリコールを含有する請求項1~4のいずれか記載のポリウレタン樹脂組成物。
  6.  前記ポリウレタン樹脂(U)が、構成単量体として炭素数8~26の芳香族ポリイソシアネート(d1)を含有する請求項1~5のいずれか記載のポリウレタン樹脂組成物。
  7.  弾性繊維用である請求項1~6のいずれか記載のポリウレタン樹脂組成物。
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