JP2000327737A - 新規ポリウレタン及びそのスパンデックス（登録商標）フィラメント - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 耐加水分解性の点で優れたスパンデックスフ
ィラメント、及びそれを与える新規ポリウレタンを提供
すること。 【解決手段】 ２，４−ジエチル−１，５−ペンタンジ
オールを構成成分として含むポリエステルジオール及び
有機ジイソシアネートを反応させて得られるポリウレタ
ン、及び該ポリウレタンからなるスパンデックスフィラ
メント。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、耐加水分解性の点
で優れたスパンデックスフィラメント（ポリウレタン弾
性繊維）、及びそれを与える新規ポリウレタンに関す
る。

【０００２】

【従来の技術】線状構造を有するポリウレタンは、両末
端に水酸基を有する長鎖のジオールと有機ジイソシアネ
ート及び比較的低分子量の２個の活性水素を有する鎖延
長剤と称するジオール又はジアミン等を反応させて得ら
れる。このようにして得られるポリウレタンの性能向上
に対し、種々の提案がなされている。例えば特開平１１
−１８２２号公報には、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２−ｎ−ブチル−２−エチル−
１，３−プロパンジオール、２，２−ジエチル−１，３
−プロパンジオール等を用いる耐アルカリ加水分解性に
優れるポリウレタン弾性繊維が開示されている。また特
開昭６３−９７６１７号公報には、ポリ（２，２−ジメ
チル−１，３−プロパン ドデカンジオエート）から製
造されたカビに対する耐性の増強されたスパンデックス
フィラメント等が記載されている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかし、特開平１１−
１８２２号公報のポリウレタン弾性繊維では、一定程度
の耐加水分解性には優れるものの、更にその改善が望ま
れる。特開昭６３−９７６１７号公報に記載のスパンデ
ックスフィラメントについても同様である。従って、本
発明の目的は、耐加水分解性の点で特に優れたスパンデ
ックスフィラメント、及びそれを与えるポリウレタンを
提供することである。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、ポリウレ
タンの原料として、特定のジオールを含むポリエステル
ジオールを用いることにより前記課題が解決できること
を見い出し、本発明を完成するに至った。

【０００５】すなわち本発明の第１によれば、２，４−
ジエチル−１，５−ペンタンジオールを構成成分として
含むポリエステルジオール及び有機ジイソシアネートを
反応させて得られるポリウレタンが提供される。また本
発明の第２によれば、ポリエステルジオールの数平均分
子量が５００〜５，０００の範囲である本発明の第１の
ポリウレタンが提供される。さらに本発明の第３によれ
ば、本発明の第１又は２のポリウレタンからなるスパン
デックスフィラメントが提供される。以下、本発明を詳
しく説明する。

【０００６】

【発明の実施の形態】本発明で用いるジオールとして
は、２，４−ジエチル−１，５−ペンタンジオールを用
いる。しかしこのジオールと共に他のジオール、例えば
エチレングリコール、プロピレングリコール、２−ｎ−
ブチル−２−エチル−１，３−プロパンジオール、２，
２−ジエチル−１，３−プロパンジオール、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等の
１種以上を併用してもよい。この場合、本発明の効果の
点から２，４−ジエチル−１，５−ペンタンジオールを
５モル％以上、より好ましくは１０モル％以上用い、ま
た経済的な面から、好ましくは８０モル％以下、特には
７０モル％以下用いることが好ましい。

【０００７】本発明に係るポリエステルジオールの酸成
分としては特に限定されず、グルタル酸、アジピン酸、
ピメリン酸、スベリン酸、アゼライン酸、セバシン酸、
ドデカン二酸、１，１１−ウンデカンジカルボン酸、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。これらの酸成分は単独でまたは２種以上の混
合物で使用してもよい。なお、原料の酸成分としては、
エステル誘導体や酸無水物の形で用いてもよい。これら
の中では、アジピン酸が特に好ましい。

【０００８】本発明に係るポリエステルジオールの製造
方法としては、特に限定されず、公知の方法が使用され
る。反応には、通常、触媒を全モノマーに対し０．０５
〜１０００重量ｐｐｍ、好ましくは０．１〜１００重量
ｐｐｍ用いる。触媒としては、テトラブチルチタネー
ト、テトラプロピルチタネート等の有機チタン化合物、
ジブチルスズラウレート、オクチル酸スズ、ジブチルス
ズオキシド、塩化第１スズ、臭化第１スズ、ヨウ化第１
スズ等のスズ化合物を用いることができる。反応は窒素
等の不活性ガスを通じながら行うことが、得られる目的
物の着色防止等の点から好ましい。

【０００９】前記ポリエステルジオールの数平均分子量
は５００〜５，０００、好ましくは１，５００〜４，０
００の範囲である。５，０００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、満足な物性のスパ
ンデックスフィラメントが得られにくい。数平均分子量
は水酸基価（ＪＩＳ Ｋ１５５７）によって測定でき
る。

【００１０】前記で得られたポリエステルジオールと有
機ジイソシアネートから、ポリウレタンを製造する。ポ
リウレタンの製造方法としては公知の方法、例えば特開
昭５８−５９２１２号公報、特開平１１−１８２２号公
報等に記載の方法が挙げられ、これらに準ずればよい。
すなわちポリエステルジオール、鎖延長剤としての低分
子ジオールもしくはジアミン、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に反応させるワ
ンショット法、またはポリエステルジオールと有機ジイ
ソシアネートをあらかじめ反応させてプレポリマーを製
造し、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。コスト面からは無
溶媒下で製造する溶融重合法が好ましい。その際の原料
配合率は有機ジイソシアネートのＮＣＯ基／ポリエステ
ルジ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。前記溶媒として
は、トルエン、キシレン、酢酸エチル、酢酸ブチル、メ
チルエチルケトン、ジメチルホルムアミド、テトラヒド
ロフラン等が挙げられる。

【００１１】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
を併用してもよい。

【００１２】前記鎖延長剤としての低分子ジオールとし
ては、本発明で必須原料として使用するジオール、また
はそれと併用できるとした前記他のジオールを用いるこ
とができる。鎖延長剤としてのジアミンは、エチレンジ
アミン、ヒドラジン、イソホロンジアミン、メタフェニ
レンジアミン、４，４’−ジアミノジフェニルメタン、
ジアミノジフェニルスルホン、３，３’−ジクロル−
４，４’−ジアミノジフェニルメタン等を用いることが
できる。

【００１３】前記の方法によって得られたポリウレタン
は、通常のポリウレタンが使用される各種用途、例え
ば、熱可塑性エラストマー、硬質もしくは軟質ウレタン
フォーム、接着剤、人工皮革、合成皮革、塗料等に用い
られることはもちろんであるが、特にスパンデックスフ
ィラメントに用いることが好ましい。

【００１４】本発明のポリウレタンからスパンデックス
フィラメント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。

【００１５】本発明におけるスパンデックスフィラメン
トには、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。

【００１６】本発明により提供されるスパンデックスフ
ィラメントは、弾性回復力、強度、耐加水分解性の点で
優れており、スパンデックスフィラメントの通常の使用
形態、すなわちナイロン、綿等との交編、交織という形
で使用される。特に相手素材に綿を用いた場合、交編や
交織後の後加工、すなわち酸またはアルカリの雰囲気
下、高温で処理される精練、漂白、シルケット加工等の
工程を経ても良好な耐加水分解性を発揮する。

【００１７】

【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。また実施例およ
び比較例で用いた化合物は略称を用いた。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、２０
０％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。

【００１８】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）
×１００ ２００％応力保持率：（アルカリ処理後の２００％応力
／２００％応力）×１００

【００１９】

【表１】

【００２０】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／リットルの水酸化ナトリウ
ム水溶液に９８℃で３０分、定長下、浸漬し、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。

【００２１】（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２０００のポリエステルポ
リオールを１０１部、４５℃で加熱溶融したＭＤＩ
（４，４’−ジフェニルメタンジイソシアネート）を３
９部およびＢＤを９．５部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、２４０℃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。

【００２２】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。

【００２３】

【表２】

【００２４】

【表３】

【００２５】（比較例１〜７）表３に示すような、２，
４−ジエチル−１，５−ペンタンジオールを含まないポ
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。

【００２６】表３より明らかなように、該ポリエステル
ジオールを構成するジオール成分に対して１０〜７０モ
ル％含有しているポリエステルジオールを使用している
実施例１〜７のポリウレタン弾性繊維は、比較例と比較
して、アルカリ加水分解後、顕著な強度および２００％
伸長時の応力低下等は無く、満足いく糸物性を得られる
ことが判る。

【００２７】

【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、更に高張力
な性能を有する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。

フロントページの続き Ｆターム(参考） 4J034 BA03 BA05 DA01 DB04 DF01 DF16 DF22 DG02 DG08 HA07 HC03 HC12 HC13 HC17 HC22 HC64 HC67 HC71 HC73 QA05 QB19 QC01 RA07 RA08 RA09 4L035 AA02 BB31 DD14 EE04 EE08 EE20 HH01 MH04 MH13

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ２，４−ジエチル−１，５−ペンタンジ
   オールを構成成分として含むポリエステルジオール及び
   有機ジイソシアネートを反応させて得られるポリウレタ
   ン。
2. 【請求項２】 ポリエステルジオールの数平均分子量が
   ５００〜５，０００の範囲である請求項１に記載のポリ
   ウレタン。
3. 【請求項３】 請求項１又は２に記載のポリウレタンか
   らなるスパンデックスフィラメント。