JPH11131324A - ポリウレタン弾性繊維 - Google Patents

ポリウレタン弾性繊維

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JPH11131324A
JPH11131324A JP30080797A JP30080797A JPH11131324A JP H11131324 A JPH11131324 A JP H11131324A JP 30080797 A JP30080797 A JP 30080797A JP 30080797 A JP30080797 A JP 30080797A JP H11131324 A JPH11131324 A JP H11131324A
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JP
Japan
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elastic fiber
polyurethane elastic
polyurethane
low
tetrahydrofuran
Prior art date
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Pending
Application number
JP30080797A
Other languages
English (en)
Inventor
Futoshi Ishimaru
太 石丸
Takashi Masui
敬志 増井
Tetsuro Furuya
哲朗 古谷
Akira Nishimoto
晃 西本
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toyobo Co Ltd
Original Assignee
Toyobo Co Ltd
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【課題】優れた熱セット性、回復性および低温特性を示
し、羊毛、アクリル、プロミックス繊維等低温セットが
必須な素材と混用可能なポリウレタン弾性繊維を得るこ
と。 【解決手段】テトラヒドロフランと3−アルキル−テト
ラヒドロフランをモル比95/5ないし10/90の割
合で共重合させて得られたコポリエーテルポリオールと
有機ジイソシアネートおよび低分子量ジオールを反応さ
せて得られるポリウレタンを溶融紡糸してなるポリウレ
タン弾性繊維であって、100%伸長時、140℃で1
分間保持したときの下記(1)式で示される熱セット率
が40%以上、90%以下であることを特徴とするポリ
ウレタン弾性繊維。 熱セット率=(L1 −L0 )×100/L0 ・・・(1) (式中、L0 はポリウレタン弾性繊維の初めの長さを表
し、L1 は100%伸長して140℃で1分間保持した
後、室温で無緊張状態に戻した時のポリウレタン弾性繊
維の長さを表す。)

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明が属する技術分野】本発明は、熱セット性が高
く、耐加水分解性、低温特性、回復性に優れたポリウレ
タン弾性繊維に関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来より公知のポリウレタン弾性繊維と
して、そのソフトセグメントにポリエステルポリオール
を用いて製造されたものは力学特性および耐塩素性に優
れているが、耐加水分解性に劣るという欠点を有してい
る。一方、ソフトセグメントにポリエーテルを用いたも
のは耐加水分解性に優れているが、力学特性に劣ってい
る。そこで、これらを解決する手段として、ソフトセグ
メントとしてテトラヒドロフランと3−メチル−テトラ
ヒドロフランの共重合ポリエーテルを用い、ハードセグ
メントとしてジアミンを用い、ポリウレタン−ウレアを
形成し、乾式紡糸によりポリウレタン−ウレア弾性繊維
を得る方法が知られている(特開平2−19511号公
報)。しかしながら前記方法では、ハードセグメントを
形成するウレア結合間の水素結合による凝集力が強く、
弾性繊維を熱セットするためには高温を必要とするので
好ましくない。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】ポリウレタン弾性繊維
は単独で使用されることは希であり、ほとんどの場合は
他の繊維と交編、交織という形で使用される。しかしな
がら相手素材として羊毛、アクリル繊維、プロミックス
繊維等を用いた場合、これらの繊維素材は熱に対して弱
く、低温セットが必須となる。これらの繊維素材と前記
した特開平2−1951号公報記載の弾性繊維を組み合
わせた場合、該弾性繊維の熱セットに必要な温度(18
0℃〜195℃)で、熱セットすると相手素材が熱劣化
し、変色あるいは脆化してしまう。本発明の課題は優れ
た低温特性や回復性を持ち、羊毛、アクリル繊維、プロ
ミックス繊維等の低温セットが必要な相手素材と組み合
わせ可能なポリウレタン弾性繊維を提供することにあ
る。
【0004】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、本発明者達は鋭意、研究、検討した結果、遂に本発
明を完成するに到った。即ち本発明は、テトラヒドロフ
ランと3−アルキル−テトラヒドロフランをモル比95
/5ないし10/90の割合で共重合させて得られたコ
ポリエーテルポリオールと有機ジイソシアネートおよび
低分子量ジオールを反応させて得られるポリウレタンを
溶融紡糸してなるポリウレタン弾性繊維であって、10
0%伸長時、140℃で1分間保持したときの下記
(1)式で示される熱セット率が40%以上90%以下
であることを特徴とするポリウレタン弾性繊維である。 熱セット率=(L1 −L0 )×100/L0 ・・・(1) (式中、L0 はポリウレタン弾性繊維の初めの長さを表
し、L1 は100%伸長して140℃で1分間保持した
後、室温で無緊張状態に戻した時のポリウレタン弾性繊
維の長さを表す。)
【0005】
【発明の実施の形態】本発明において、ソフトセグメン
トを形成するコポリエーテルポリオールのモノマー成分
である3−アルキル−テトラヒドロフランの代表例とし
ては3−メチル−テトラヒドロフランが挙げられる。テ
トラヒドロフランと3−アルキル−テトラヒドロフラン
の共重合比はモル比で95/5ないし10/90、好ま
しくは90/10ないし30/70、特に85/15〜
50/50が好ましい。3−アルキル−テトラヒドロフ
ランの共重合比が5モル%より少ないと添加効果が現れ
ず、高回復性や優れた低温特性を実現できない。一方、
共重合比が90モル%を越えると非常に高価となり実用
的でない。また該コポリエーテルポリオールの数平均分
子量は特に規定されないが、好ましくは1000〜50
00、さらに好ましくは1500〜3500のものが用
いられる。
【0006】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。これらの中で4,4’−ジフェ
ニルメタンジイソイアネートが好ましく用いられる。こ
れらは単独もしくは2種以上で併用してもよい。
【0007】本発明で使用される低分子ジオールとして
は、エチレングリコール、プロピレングリコール、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、1,4−ブタンジオール、1,4−ビス(β−ヒド
ロキシエトキシベンゼン)が好ましく用いられる。これ
らは単独または2種以上の混合物で使用できる。
【0008】本発明におけるポリウレタン弾性繊維の原
料であるポリウレタンを製造するに際しては公知の方法
が用いられる。例えばコポリエーテルポリオール、低分
子量ジオール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反応させるワンショット法、または
コポリエーテルポリオールと有機ジイソシアネートをあ
らかじめ反応させプレポリマーを作り、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。コスト面を考えると無溶媒下で製造する
溶融重合法が望ましい。この際の望ましい配合率は有機
ジイソシアネートのNCO基/コポリエーテルポリオー
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であり、特に0.9〜1.1が望
ましい。
【0009】上記の方法によって得られたポリウレタン
から弾性繊維を得るための紡糸方法としては公知の溶融
紡糸法が好ましく用いられる。また紡糸時、末端にイソ
シアネート基を有するジイソイシアネート化合物を添加
し、紡糸後、熱処理を行いアロファネート架橋を形成さ
せることにより更に高物性のものが得られる。
【0010】本発明におけるポリウレタン弾性繊維は必
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。
【0011】以上かかる構成よりなる本発明ポリウレタ
ン弾性繊維は、100%伸長時、140℃で1分間保持
したときの下記(1)式で示される熱セット率が40%
以上、90%以下という特性値を満足するものであり、
羊毛、アクリル、プロミックス繊維等低温セットが必要
な相手素材と組み合わせることに好適である。 熱セット率=(L1−L0)×100/L0 ・・・(1) (式中、L0 はポリウレタン弾性繊維の初めの長さを表
し、L1 は100%伸長して140℃で1分間保持した
後、室温で無緊張状態に戻した時のポリウレタン弾性繊
維の長さを表す。)
【0012】
【実施例】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、ポリウレ
タン弾性繊維の諸特性は下記の方法により測定した。
【0013】熱セット率:試料長22.5cmのポリウ
レタン弾性繊維(2倍:試料長45.0cm)伸長した
状態で140℃の雰囲気下1分間保持した。次いで該試
料を室温まで冷却した後、無緊張状態に戻し、この時の
試料長(L1 )を測定して下記(2)式により熱セット
率を求めた。 熱セット率(%)=(L1 −22.5)×100/22.5 ・・・・・(2)
【0014】回復率:試料長5cmのポリウレタン弾性
繊維試料を引張試験機を用いて50/分の一定速度で無
緊張状態から300%伸長状態まで伸長し、次いで同一
速度で無緊張状態まで戻した。この時の伸長過程におけ
る150%伸長時の応力(fho)と緩和過程(戻り過程)
における150%伸長時の応力(fhr) を測定し、下記
(3)式により回復性を求めた。 回復性(%)=(fhr/fho) ×100・・・・・(3)
【0015】低温特性:試料長5cmのポリウレタン弾
性繊維試料を試料取り付け部に恒温槽を具備した引張試
験機を用いて−10℃の雰囲気下、50cm/分の一定
速度で無緊張状態から300%伸長状態まで伸長し、次
いで同一速度で無緊張状態まで戻した。この時の応力0
における試料長を測定し、下記(4)式により残留歪み
率を求め、低温特性の指標とした。 残留歪み率(%)=(応力0の試料長/初期試料長)×100・・(4)
【0016】実施例1 表1に示す組成および数平均分子量の80℃で加熱溶融
したコポリエーテルポリオールを113部、45℃で加
熱溶融した4,4' −ジフェニルメタンジイソシアネー
ト(MDI)29.9部および1,4−ブタンジオール
(1,4−BD)7.2部を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℃で連続溶融重合
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。
【0017】得られたペレットを単軸押出機で紡糸温度
207℃、紡糸速度600m/分で紡糸し、20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、諸物性並びに熱セ
ット性、回復性及び低温特性を評価した。その結果を表
1に示す。表1より明らかなように、いずれの糸物性並
びに諸特性も良好な値を示していることが判る。
【0018】実施例2〜6 表1に示す組成および数平均分子量のコポリエーテルポ
リオールを用い、同じく表1に示した重量部でMDI並
びに1,4−BDとで実施例1と同様の方法でポリウレ
タンを重合し、実施例1と同様な方法で紡糸を行い、ポ
リウレタン弾性繊維を得た。その結果を表1に示す。表
1より明らかなように、いずれの糸物性並びに諸特性も
良好な値を示していることが判る。
【0019】比較例1〜2 実施例1において、ポリオールとしてテトラヒドロフラ
ン(THF)のみを重合したポリエーテルポリオールを
用い、表1に示す組成で行った以外は全て実施例1と同
様にしてポリウレタンおよびポリウレタン弾性繊維を得
た。その結果を表1に併記する。表1より明らかなよう
に、回復性並びに低温特性が劣っていることが判る。
【0020】比較例3 THFと3−メチル−テトラヒドロフラン(3−Me−
THF)の共重合比が85/15で数平均分子量200
0のコポリエーテルポリオール123部とMDI24.
6部を80℃で3時間撹拌し、室温まで冷却した後、
N,N−ジメチルアセトアミド350部、エチレンジア
ミン2.2部を添加し、室温で1時間撹拌した。得られ
たポリウレタンウレア溶液を乾式紡糸機を用い、紡速6
00m/分で20デニール、2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は表1
に示す如く、回復性及び、低温特性は良好な値を示した
が、熱セット率が低く、高温の熱セットが必要であるこ
とが判る。
【0021】
【表1】
【0022】
【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、優れた熱セット性、回復性および低温特性を示
し、羊毛、アクリル、プロミックス繊維等低温セットが
必須な素材と混用可能なポリウレタン弾性繊維を得るこ
とが可能となるので、産業に寄与すること大である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 西本 晃 滋賀県大津市堅田二丁目1番1号 東洋紡 績株式会社総合研究所内

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】テトラヒドロフランと3−アルキル−テト
    ラヒドロフランをモル比95/5ないし10/90の割
    合で共重合させて得られたコポリエーテルポリオールと
    有機ジイソシアネートおよび低分子量ジオールを反応さ
    せて得られるポリウレタンを溶融紡糸してなるポリウレ
    タン弾性繊維であって、100%伸長時、140℃で1
    分間保持したときの下記(1)式で示される熱セット率
    が40%以上90%以下であることを特徴とするポリウ
    レタン弾性繊維。 熱セット率=(L1 −L0 )×100/L0 ・・・(1) (式中、L0 はポリウレタン弾性繊維の初めの長さを表
    し、L1 は100%伸長して140℃で1分間保持した
    後、室温で無緊張状態に戻した時のポリウレタン弾性繊
    維の長さを表す。)
JP30080797A 1997-10-31 1997-10-31 ポリウレタン弾性繊維 Pending JPH11131324A (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007154321A (ja) * 2005-11-30 2007-06-21 Nisshinbo Ind Inc 熱融着性ポリウレタン弾性繊維及びその製造方法、並びに該ポリウレタン弾性繊維を用いた織編物
CN102899740A (zh) * 2012-11-09 2013-01-30 浙江华峰氨纶股份有限公司 一种制备低温定型聚氨酯弹性纤维的方法
JP2018528280A (ja) * 2015-06-30 2018-09-27 インヴィスタ テキスタイルズ(ユー.ケー.)リミテッド 共重合体ポリオールを含むポリウレタン繊維

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