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▶ ルブリゾル アドバンスド マテリアルズ， インコーポレイテッドの特許一覧
(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公表特許公報(A)
(11)【公表番号】
(43)【公表日】2024-12-05
(54)【発明の名称】溶融紡糸熱可塑性ポリウレタン繊維
(51)【国際特許分類】
D01F 6/70 20060101AFI20241128BHJP
C08G 18/10 20060101ALI20241128BHJP
C08G 18/65 20060101ALI20241128BHJP
C08G 18/44 20060101ALI20241128BHJP
C08G 18/42 20060101ALI20241128BHJP
D01F 6/94 20060101ALI20241128BHJP
【ＦＩ】
D01F6/70 B
C08G18/10
C08G18/65 011
C08G18/44
C08G18/42 069
D01F6/94 A
【審査請求】未請求
【予備審査請求】未請求
(21)【出願番号】P 2024534226
(86)(22)【出願日】2022-12-09
(85)【翻訳文提出日】2024-06-07
(86)【国際出願番号】 US2022052336
(87)【国際公開番号】W WO2023107661
(87)【国際公開日】2023-06-15
(31)【優先権主張番号】63/288,211
(32)【優先日】2021-12-10
(33)【優先権主張国・地域又は機関】US
(81)【指定国・地域】
(71)【出願人】
【識別番号】506347528
【氏名又は名称】ルブリゾル アドバンスド マテリアルズ， インコーポレイテッド
(74)【代理人】
【識別番号】100078282
【弁理士】
【氏名又は名称】山本 秀策
(74)【代理人】
【識別番号】100113413
【弁理士】
【氏名又は名称】森下 夏樹
(74)【代理人】
【識別番号】100181674
【弁理士】
【氏名又は名称】飯田 貴敏
(74)【代理人】
【識別番号】100181641
【弁理士】
【氏名又は名称】石川 大輔
(74)【代理人】
【識別番号】230113332
【弁護士】
【氏名又は名称】山本 健策
(72)【発明者】
【氏名】スラガニ ベヌ， ラリット バルガヴァ
(72)【発明者】
【氏名】ラムジー， マイケル ビー．
(72)【発明者】
【氏名】ボントーシック， ジョセフ ジェイ． ジュニア
(72)【発明者】
【氏名】スプレイグ， クリストファー エー．
(72)【発明者】
【氏名】ラン， チャン
(72)【発明者】
【氏名】チャン， アンジェリーナ
【テーマコード（参考）】
4J034
4L035
【Ｆターム（参考）】
4J034BA08
4J034CA04
4J034CA15
4J034CB03
4J034CB07
4J034CC03
4J034CC08
4J034CC12
4J034CC62
4J034CC65
4J034DA01
4J034DB04
4J034DB07
4J034DF01
4J034DF02
4J034DF12
4J034DF16
4J034DF20
4J034DF22
4J034DG03
4J034DG04
4J034DG06
4J034DG14
4J034DM01
4J034HA01
4J034HA07
4J034HB12
4J034HC03
4J034HC09
4J034HC12
4J034HC13
4J034HC22
4J034HC46
4J034HC52
4J034HC61
4J034HC64
4J034HC67
4J034HC71
4J034HC73
4J034JA01
4J034JA32
4J034JA42
4J034KA01
4J034KB02
4J034KC17
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4J034KC35
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4J034KD12
4J034KE02
4J034QA03
4J034QB13
4J034QB14
4J034QB17
4J034RA09
4L035AA05
4L035BB31
4L035GG01
4L035HH10
4L035MH02
(57)【要約】
溶融紡糸熱可塑性ポリウレタン繊維が提供される。溶融紡糸熱可塑性ポリウレタン繊維は、弾性特性を提供し、耐薬品性を呈する。
【特許請求の範囲】
【請求項1】
溶融紡糸繊維であって、（ａ）反応性熱可塑性ポリウレタン組成物であって、
ｉ．ポリオール成分であって、前記ポリオール成分が第１のポリカーボネートポリオールを含む、ポリオール成分と、
ｉｉ．ヒドロキシル末端鎖延長剤成分と、
ｉｉｉ．第１のジイソシアネート成分と、の反応生成物を含む、反応性熱可塑性ポリウレタン組成物、
（ｂ）第２のポリカーボネートポリオールと第２のジイソシアネート成分との反応生成物を含む、イソシアネート官能性プレポリマー架橋剤、又は
（ｃ）ポリカプロラクトンポリオールと第２のジイソシアネート成分との反応生成物を含む、イソシアネート官能性プレポリマー架橋剤、を含む、溶融紡糸繊維
【請求項2】
前記ポリオール成分が、少なくとも６０％の前記第１のポリカーボネートポリオールを含む、請求項１に記載の溶融紡糸繊維。
【請求項3】
前記第１のポリカーボネートポリオールが、繰り返し単位－Ｒ－Ｏ－Ｃ（＝Ｏ）－Ｏ－を含有し、式中、Ｒが、４～６個の炭素原子を含有する、請求項１又は２に記載の溶融紡糸繊維。
【請求項4】
前記第１のポリカーボネートポリオールが、末端基分析によって測定された約１０００～３０００ダルトンの数平均分子量を有し、任意選択で、前記第１のポリカーボネートポリオールが、２－ＭＰＤカーボネート、ＢＤＯ－カーボネート、ＤＥＧ－カーボネート、ＨＤＯ－カーボネート、又はそれらの混合物から選択される、請求項１～３のいずれか一項に記載の溶融紡糸繊維。
【請求項5】
前記ポリオール成分が、前記第１のポリカーボネートポリオールからなる、請求項１～４のいずれか一項に記載の溶融紡糸繊維。
【請求項6】
前記鎖延長剤成分が、１，４－ビス（β－ヒドロキシエトキシ）ベンゼン又は１，３プロパンジオールを含むか、又はそれからなる、請求項１～５のいずれか一項に記載の溶融紡糸繊維。
【請求項7】
前記第１のジイソシアネート成分が、芳香族ジイソシアネート、４，４’－ジフェニルメタンジイソシアネート、脂肪族ジイソシアネート、ＨＤＩ、又はそれらの混合物を含むか、又はそれらからなる、請求項１～６のいずれか一項に記載の溶融紡糸繊維。
【請求項8】
前記第２のジイソシアネート成分が、芳香族ジイソシアネート、４，４’－ジフェニルメタンジイソシアネート、脂肪族ジイソシアネート、ＨＤＩ、又はそれらの混合物を含むか、又はそれらからなる、請求項１～７のいずれか一項に記載の溶融紡糸繊維。
【請求項9】
前記第２のポリカーボネートポリオールが、ＨＤＯ－カーボネート、ＢＤＯ－カーボネート、３－ＭＰＤ－カーボネート、又はそれらの混合物から選択される、請求項１～８のいずれか一項に記載の溶融紡糸繊維。
【請求項10】
前記ポリカプロラクトンポリオールが、ε－カプロラクトンを含み、二官能性開始剤と反応し得、任意選択で、前記二官能性開始剤が、ジ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、ポリ（テトラメチレンエーテルグリコール）、又はそれらの混合物から選択される、請求項１～８のいずれか一項に記載の溶融紡糸繊維。
【請求項11】
前記反応性熱可塑性ポリウレタン組成物が、７０重量％～８５重量％の前記第１のポリカーボネートポリオール成分を含有する、請求項１～１０のいずれか一項に記載の溶融紡糸繊維。
【請求項12】
前記ヒドロキシル末端鎖延長剤成分と前記第１のジイソシアネート成分とを組み合わせた重量が、前記熱可塑性ポリウレタン組成物のハードセグメントを構成し、前記熱可塑性ポリウレタン組成物が、１５重量％～４５重量％のハードセグメント含有量を有する、請求項１～１１のいずれか一項に記載の溶融紡糸繊維。
【請求項13】
前記イソシアネート官能性プレポリマー架橋剤が、６５重量％～８０重量％の前記第２のポリカーボネートポリオールと２０重量％～３５重量％の前記第２のジイソシアネート成分との反応生成物を含む、請求項１～１２のいずれか一項に記載の溶融紡糸繊維。
【請求項14】
８５％～９０％の前記ＴＰＵ及び１０％～１５％の前記プレポリマーを含む、請求項１～１３のいずれか一項に記載の溶融紡糸繊維。
【請求項15】
前記溶融紡糸熱可塑性ポリウレタン繊維が、ガス浸透クロマトグラフィーで測定された１００，０００ダルトン～３００，０００ダルトンの重量平均分子量を有する、請求項１～１４のいずれか一項に記載の溶融紡糸繊維。
【請求項16】
前記熱可塑性ポリウレタン繊維が、ＡＳＴＭ Ｄ５４３－２０によって測定されたオレイン酸への曝露後に、ＡＳＴＭ Ｄ２６５３に従って測定されたその元の引張特性の少なくとも８０％を保持することができる、請求項１～１５のいずれか一項に記載の溶融紡糸繊維。
【請求項17】
請求項１～１６のいずれか一項に記載の溶融紡糸繊維を含む、布。
【請求項18】
請求項１～１６のいずれか一項に記載の溶融紡糸繊維を調製するためのプロセスであって、（１）（ａ）ポリオール成分であって、前記ポリオール成分が第１のポリカーボネートポリオールを含む、ポリオール成分と、（ｂ）鎖延長剤成分と、（ｃ）第１のジイソシアネートと、の反応生成物である反応性熱可塑性ポリウレタン組成物を調製するステップと、
（２）前記反応性熱可塑性ポリウレタン組成物を乾燥させるステップと、
（３）前記反応性熱可塑性ポリウレタン組成物を押出機中で溶融するステップと、
（４）イソシアネート官能性プレポリマーであって、前記イソシアネート官能性プレポリマーが第２のポリカーボネートポリオール又はポリカプロラクトンポリオールと第２のジイソシアネート成分との反応生成物を含む、イソシアネート官能性プレポリマーを押出機中に添加するステップと、
（５）前記反応性熱可塑性ポリウレタン組成物と前記イソシアネート官能性プレポリマーとを前記押出機中で混合して、架橋熱可塑性ポリウレタンポリマーを形成するステップと、
（６）前記架橋熱可塑性ポリウレタンポリマーを少なくとも１つの紡糸口金に供給して、溶融紡糸繊維を生成するステップと、
（７）前記溶融紡糸繊維を冷却するステップと、
（８）任意選択で、仕上げ油を塗布するステップと、
（９）前記溶融紡糸繊維をボビン上に巻き取るステップと、を含む、プロセス。
【発明の詳細な説明】
【背景技術】
【0001】
熱可塑性ポリウレタン（「thermoplastic polyurethane、ＴＰＵ」）繊維は、様々な用途では延伸特性及びフィット特性を提供する大きな可能性を示すが、いくつかの欠点を有する。多くのポリウレタン繊維は、溶媒中に反応性成分を溶解することを伴う乾式紡糸プロセスによって作製される。このような繊維は一般に良好な耐熱性を有するが、乾式紡糸プロセスは高価であり、時間がかかり、環境的配慮を引き起こす揮発性溶媒の使用を伴う。繊維の溶融紡糸は製造上の利点を有するが、全てのＴＰＵが溶融紡糸条件下で繊維を形成するのに適しているわけではない。加えて、繊維に溶融紡糸することができる先行技術のＴＰＵは、エレクトロニクス、自動車、及びアパレル用途で使用される場合など、特定の用途に十分な耐薬品性を呈さない。したがって、優れたエラストマー特性を有するが、耐薬品性も呈する溶融紡糸ＴＰＵ繊維を有することが望ましい。
【発明の概要】
【0002】
一実施形態では、本発明は、繊維が反応性熱可塑性ポリウレタン組成物及びイソシアネート官能性プレポリマー架橋剤を含む、溶融紡糸繊維である。繊維に使用される反応性熱可塑性ポリウレタン組成物は、（ｉ）第１のポリカーボネートポリオールを含むか、又はそれからなるポリオール成分と、（ｉｉ）ヒドロキシル末端鎖延長剤成分と、（ｉｉｉ）第１のジイソシアネート成分と、の反応生成物を含む。イソシアネート官能性プレポリマー架橋剤は、第２のポリカーボネートポリオール又はポリカプロラクトンポリオールと第２のジイソシアネート成分との反応生成物を含む。
【0003】
別の実施形態では、本発明は、以下のステップを有する熱可塑性ポリウレタンを調製するためのプロセスであって、（ａ）（ａ）ポリオール成分であって、ポリオール成分が第１のポリカーボネートポリオールを含むか、又はそれからなる、ポリオール成分と、（ｂ）鎖延長剤成分と、（ｃ）ジイソシアネートと、の反応生成物である反応性熱可塑性ポリウレタン組成物を調製するステップと、（２）反応性熱可塑性ポリウレタン組成物を乾燥させるステップと、（３）反応性熱可塑性ポリウレタン組成物を押出機中で溶融するステップと、（４）イソシアネート官能性プレポリマーであって、イソシアネート官能性プレポリマーが第２のポリカーボネートポリオール又はポリカプロラクトンポリオールと第２のジイソシアネート成分との反応生成物を含むか、又はそれからなる、ソシアネート官能性プレポリマーを押出機中に添加するステップと、（５）反応性熱可塑性ポリウレタン組成物とイソシアネート官能性プレポリマーとを押出機中で混合して、架橋熱可塑性ポリウレタンポリマーを形成するステップと、（６）架橋熱可塑性ポリウレタンポリマーを少なくとも１つの紡糸口金に供給して、溶融紡糸繊維を生成するステップと、（７）溶融紡糸繊維を冷却するステップと、（８）任意選択で、仕上げ油を塗布するステップと、（９）溶融紡糸繊維をボビン上に巻き取るステップと、を含む、プロセスを含む。
【0004】
更に別の実施形態では、本発明は、ＡＳＴＭ Ｄ５４３－２０に従って測定されたオレイン酸などの化学物質への曝露後にＡＳＴＭ Ｄ２６５３に従って測定された少なくとも８０％のテナシティを保持する溶融紡糸熱可塑性ポリウレタンフィラメントを含む繊維を提供する。別の実施形態では、本発明は、オレイン酸への曝露後にＡＳＴＭ Ｄ２６５３に従って測定されたその元の引張特性の少なくとも８０％を保持することができる溶融紡糸熱可塑性ポリウレタンフィラメントを含む布を提供し、繊維は、ＡＳＴＭ Ｄ２７３１に従って測定された繊維弾性率が、第５の荷重サイクル中の５０％伸びで０．９グラム－フォース未満、第５の荷重サイクル中の１００％伸びで２．１グラム－フォース未満、第５の荷重サイクル中の２００％伸びで４．３グラム－フォース未満、第５の除荷サイクル中の２００％伸びで２．８グラム－フォース未満、第５の除荷サイクル中の１００％伸びで１．２グラム－フォース未満、及び第５の除荷サイクル中の５０％伸びで０．４グラム－フォース未満であり、ＡＳＴＭ Ｄ２７３１に従って測定された３００％極限伸びである。
【0005】
本主題の以下の実施形態が企図される。
１． （ａ）反応性熱可塑性ポリウレタン組成物であって、（ｉ）ポリオール成分であって、ポリオール成分が第１のポリカーボネートポリオールを含む、ポリオール成分と、（ｉｉ）ヒドロキシル末端鎖延長剤成分と、（ｉｉｉ）第１のジイソシアネート成分と、の反応生成物を含む、反応性熱可塑性ポリウレタン組成物、（ｂ）第２のポリカーボネートポリオールと第２のジイソシアネート成分との反応生成物を含む、イソシアネート官能性プレポリマー架橋剤、又は（ｃ）ポリカプロラクトンポリオールと第２のジイソシアネート成分との反応生成物を含む、イソシアネート官能性プレポリマー架橋剤、を含む、溶融紡糸繊維
２． ポリオール成分が、少なくとも６０％の第１のポリカーボネートポリオールを含む、実施形態１に記載の溶融紡糸繊維。
３． 第１のポリカーボネートポリオールが、繰り返し単位－Ｒ－Ｏ－Ｃ（＝Ｏ）－Ｏ－を含有し、式中、Ｒが、４～６個の炭素原子を含有する、実施形態１又は２に記載の溶融紡糸繊維。
４． 第１のポリカーボネートポリオールが、末端基分析によって測定された約１０００～３０００ダルトンの数平均分子量を有する、実施形態１～３のいずれかに記載の溶融紡糸繊維。
５． 第１のポリカーボネートポリオールが、２－ＭＰＤカーボネート、ＢＤＯカーボネート、ＤＥＧカーボネート、ＨＤＯカーボネート、又はそれらの混合物から選択される、実施形態１～４のいずれかに記載の溶融紡糸繊維。
６． ポリオール成分が、第１のポリカーボネートポリオールからなる、実施形態１～５のいずれかに記載の溶融紡糸繊維。
７． 鎖延長剤成分が、１，４－ビス（β－ヒドロキシエトキシ）ベンゼン又は１，３プロパンジオールを含むか、又はそれからなる、実施形態１～６のいずれかに記載の溶融紡糸繊維。
８． 第１のジイソシアネート成分が、芳香族ジイソシアネートを含むか、又はそれからなる、実施形態１～７のいずれかに記載の溶融紡糸繊維。
９． 第１のジイソシアネートが、４，４’－ジフェニルメタンジイソシアネートを含むか、又はそれからなる、実施形態８に記載の溶融紡糸繊維。
１０． 第１のジイソシアネート成分が、脂肪族ジイソシアネートを含むか、又はそれからなる、実施形態１～７のいずれかに記載の溶融紡糸繊維。
１１． 第１のジイソシアネート成分が、ＨＤＩを含むか、又はそれからなる、実施形態１０に記載の溶融紡糸繊維。
１２． 第２のジイソシアネート成分が、芳香族ジイソシアネートを含むか、又はそれからなる、実施形態１～１１のいずれかに記載の溶融紡糸繊維。
１３． 第２のジイソシアネートが、４，４’－ジフェニルメタンジイソシアネートを含むか、又はそれからなる、実施形態１２に記載の溶融紡糸繊維。
１４． 第２のジイソシアネート成分が、脂肪族ジイソシアネートを含むか、又はそれからなる、実施形態１～１１のいずれかに記載の溶融紡糸繊維。
１５． 第２のジイソシアネート成分が、ＨＤＩを含むか、又はそれからなる（consist of）、実施形態１４に記載の溶融紡糸繊維。
１６． 第２のポリカーボネートポリオールが、ＨＤＯ－カーボネート、ＢＤＯ－カーボネート、３－ＭＰＤ－カーボネート、又はそれらの混合物から選択される、実施形態１～１５のいずれかに記載の溶融紡糸繊維。
１７． ポリカプロラクトンポリオールが、ε－カプロラクトンを含み、二官能性開始剤と反応し得る、実施形態１～１５に記載の溶融紡糸繊維。
１８． 二官能性開始剤が、ジ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、ポリ（テトラメチレンエーテルグリコール）、又はそれらの混合物から選択される、実施形態１７に記載の溶融紡糸繊維。
１９． 反応性熱可塑性ポリウレタン組成物が、７０重量％～８５重量％又は７５重量％～８５重量％又は８０重量％～８５重量％の第１のポリカーボネートポリオール成分を含有する、実施形態１～１８のいずれかに記載の溶融紡糸繊維。
２０． ヒドロキシル末端鎖延長剤成分と第１のジイソシアネート成分とを組み合わせた重量が、熱可塑性ポリウレタン組成物のハードセグメントを構成し、熱可塑性ポリウレタン組成物が、１５重量％～４５重量％又は２０重量％～３５重量％のハードセグメント含有量を有する、実施形態１～１９のいずれかに記載の溶融紡糸繊維。
２１． イソシアネート官能性プレポリマー架橋剤が、６５重量％～８０重量％又は７０重量％～８０重量％の第２のポリカーボネートポリオールと、２０重量％～３５重量％又は２０重量％～３０重量％の第２のジイソシアネート成分との反応生成物を含む、実施形態１～２０のいずれかに記載の溶融紡糸繊維。
２２． ８５％～９０％のＴＰＵと、１０％～１５％のプレポリマーと、を含む、実施形態１～２１のいずれかに記載の溶融紡糸繊維。
２３． 溶融紡糸熱可塑性ポリウレタン繊維が、ガス浸透クロマトグラフィーで測定された１００，０００ダルトン～３００，０００ダルトンの重量平均分子量を有する、実施形態１～２２のいずれかに記載の溶融紡糸繊維。
２４． 熱可塑性ポリウレタン繊維が、ＡＳＴＭ Ｄ５４３－２０によって測定されたオレイン酸への曝露後に、ＡＳＴＭ Ｄ２６５３に従って測定されたその元の引張特性の少なくとも８０％を保持することができる、実施形態１～２３のいずれかに記載の溶融紡糸繊維。
２５． 実施形態１～２４のいずれかに記載の溶融紡糸繊維を含む、布。
２６． 熱可塑性ポリウレタンを調製するためのプロセスであって、（１）（ａ）ポリオール成分であって、ポリオール成分が第１のポリカーボネートポリオールを含む、ポリオール成分と、（ｂ）鎖延長剤成分と、（ｃ）第１のジイソシアネートと、の反応生成物である反応性熱可塑性ポリウレタン組成物を調製するステップと、
（２）反応性熱可塑性ポリウレタン組成物を乾燥させるステップと、（３）反応性熱可塑性ポリウレタン組成物を押出機中で溶融するステップと、（４）イソシアネート官能性プレポリマーであって、イソシアネート官能性プレポリマーが第２のポリカーボネートポリオール又はポリカプロラクトンポリオールと第２のジイソシアネート成分との反応生成物を含む、イソシアネート官能性プレポリマーを押出機中に添加するステップと、（５）反応性熱可塑性ポリウレタン組成物とイソシアネート官能性プレポリマーとを押出機中で混合して、架橋熱可塑性ポリウレタンポリマーを形成するステップと、（６）架橋熱可塑性ポリウレタンポリマーを少なくとも１つの紡糸口金に供給して、溶融紡糸繊維を生成するステップと、（７）溶融紡糸繊維を冷却するステップと、（８）任意選択で、仕上げ油を塗布するステップと、（９）溶融紡糸繊維をボビン上に巻き取るステップと、を含む、プロセス。
２７． ポリオール成分が、少なくとも６０％の第１のポリカーボネートポリオールを含む、実施形態２６に記載のプロセス。
２８． 第１のポリカーボネートポリオールが、繰り返し単位－Ｒ－Ｏ－Ｃ（＝Ｏ）－Ｏ－を含有し、式中、Ｒが、４～６個の炭素原子を含有する、実施形態２６又は２７に記載のプロセス。
２９． 第１のポリカーボネートポリオールが、末端基分析によって測定された約１０００～３０００ダルトンの数平均分子量を有する、実施形態２６～２８のいずれかに記載のプロセス。
３０． 第１のポリカーボネートポリオールが、２－ＭＰＤカーボネート、ＢＤＯカーボネート、ＤＥＧカーボネート、ＨＤＯカーボネート、又はそれらの混合物から選択される、実施形態２６～２９のいずれかに記載のプロセス。
３１． ポリオール成分が、第１のポリカーボネートポリオールからなる、実施形態２６～３０のいずれかに記載の方法。
３２． 鎖延長剤成分が、１，４－ビス（β－ヒドロキシエトキシ）ベンゼン又は１，３プロパンジオールを含むか、又はそれからなる、実施形態２６～３１のいずれかに記載のプロセス。
３３． 第１のジイソシアネート成分が、芳香族ジイソシアネートを含むか、又はそれからなる、実施形態２６～３２のいずれかに記載のプロセス。
３４． 第１のジイソシアネートが、４，４’－ジフェニルメタンジイソシアネートを含むか、又はそれからなる、実施形態３３に記載のプロセス。
３５． 第１のジイソシアネート成分が、脂肪族ジイソシアネートを含むか、又はそれからなる、実施形態２６～３２のいずれかに記載のプロセス。
３６． 第１のジイソシアネート成分が、ＨＤＩを含むか、又はそれからなる、実施形態３５に記載のプロセス。
３７． 第２のジイソシアネート成分が、芳香族ジイソシアネートを含むか、又はそれからなる、実施形態２６～３６のいずれかに記載のプロセス。
３８． 第２のジイソシアネートが、４，４’－ジフェニルメタンジイソシアネートを含むか、又はそれからなる、実施形態３７に記載のプロセス。
３９． 第２のジイソシアネート成分が、脂肪族ジイソシアネートを含むか、又はそれからなる、実施形態２６～３６のいずれかに記載のプロセス。
４０． 第２のジイソシアネート成分が、ＨＤＩを含むか、又はそれからなる（consist of）、実施形態３９に記載のプロセス。
４１． 第２のポリカーボネートポリオールが、ＨＤＯ－カーボネート、ＢＤＯ－カーボネート、３－ＭＰＤ－カーボネート、又はそれらの混合物から選択される、実施形態２６～４０のいずれかに記載のプロセス。
４２． ポリカプロラクトンポリオールが、ε－カプロラクトンを含み、二官能性開始剤と反応し得る、実施形態２６～４０のいずれかに記載のプロセス。
４３． 二官能性開始剤が、ジ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、ポリ（テトラメチレンエーテルグリコール）、又はそれらの混合物から選択される、実施形態４２に記載のプロセス
４４． 反応性熱可塑性ポリウレタン組成物が、７０重量％～８５重量％又は７５重量％～８５重量％又は８０重量％～８５重量％の第１のポリカーボネートポリオール成分を含有する、実施形態２６～４３のいずれかに記載のプロセス。
４５． ヒドロキシル末端鎖延長剤成分と第１のジイソシアネート成分とを組み合わせた重量が、熱可塑性ポリウレタン組成物のハードセグメントを構成し、熱可塑性ポリウレタン組成物が、１５重量％～３０重量％又は２０重量％～２５重量％のハードセグメント含有量を有する、実施形態２６～４４のいずれかに記載のプロセス。
４６． イソシアネート官能性プレポリマー架橋剤が、６５重量％～８０重量％又は７０重量％～８０重量％の第２のポリカーボネートポリオールと、２０重量％～３５重量％又は２０重量％～３０重量％の第２のジイソシアネート成分との反応生成物を含む、実施形態２６～４５のいずれかに記載のプロセス。
４７． 溶融紡糸繊維が、８５％～９０％のＴＰＵ及び１０％～１５％のプレポリマーを含む、実施形態２６～４６のいずれかに記載のプロセス。
４８． 溶融紡糸熱可塑性ポリウレタン繊維が、ガス浸透クロマトグラフィーで測定された１００，０００ダルトン～３００，０００ダルトンの重量平均分子量を有する、実施形態２６～４７のいずれかに記載のプロセス。
１． （ａ）反応性熱可塑性ポリウレタン組成物であって、（ｉ）ポリオール成分であって、ポリオール成分が第１のポリカーボネートポリオールを含む、ポリオール成分と、（ｉｉ）ヒドロキシル末端鎖延長剤成分と、（ｉｉｉ）第１のジイソシアネート成分と、の反応生成物を含む、反応性熱可塑性ポリウレタン組成物、（ｂ）第２のポリカーボネートポリオールと第２のジイソシアネート成分との反応生成物を含む、イソシアネート官能性プレポリマー架橋剤、又は（ｃ）ポリカプロラクトンポリオールと第２のジイソシアネート成分との反応生成物を含む、イソシアネート官能性プレポリマー架橋剤、を含む、溶融紡糸繊維
２． ポリオール成分が、少なくとも６０％の第１のポリカーボネートポリオールを含む、実施形態１に記載の溶融紡糸繊維。
３． 第１のポリカーボネートポリオールが、繰り返し単位－Ｒ－Ｏ－Ｃ（＝Ｏ）－Ｏ－を含有し、式中、Ｒが、４～６個の炭素原子を含有する、実施形態１又は２に記載の溶融紡糸繊維。
４． 第１のポリカーボネートポリオールが、末端基分析によって測定された約１０００～３０００ダルトンの数平均分子量を有する、実施形態１～３のいずれかに記載の溶融紡糸繊維。
５． 第１のポリカーボネートポリオールが、２－ＭＰＤカーボネート、ＢＤＯカーボネート、ＤＥＧカーボネート、ＨＤＯカーボネート、又はそれらの混合物から選択される、実施形態１～４のいずれかに記載の溶融紡糸繊維。
６． ポリオール成分が、第１のポリカーボネートポリオールからなる、実施形態１～５のいずれかに記載の溶融紡糸繊維。
７． 鎖延長剤成分が、１，４－ビス（β－ヒドロキシエトキシ）ベンゼン又は１，３プロパンジオールを含むか、又はそれからなる、実施形態１～６のいずれかに記載の溶融紡糸繊維。
８． 第１のジイソシアネート成分が、芳香族ジイソシアネートを含むか、又はそれからなる、実施形態１～７のいずれかに記載の溶融紡糸繊維。
９． 第１のジイソシアネートが、４，４’－ジフェニルメタンジイソシアネートを含むか、又はそれからなる、実施形態８に記載の溶融紡糸繊維。
１０． 第１のジイソシアネート成分が、脂肪族ジイソシアネートを含むか、又はそれからなる、実施形態１～７のいずれかに記載の溶融紡糸繊維。
１１． 第１のジイソシアネート成分が、ＨＤＩを含むか、又はそれからなる、実施形態１０に記載の溶融紡糸繊維。
１２． 第２のジイソシアネート成分が、芳香族ジイソシアネートを含むか、又はそれからなる、実施形態１～１１のいずれかに記載の溶融紡糸繊維。
１３． 第２のジイソシアネートが、４，４’－ジフェニルメタンジイソシアネートを含むか、又はそれからなる、実施形態１２に記載の溶融紡糸繊維。
１４． 第２のジイソシアネート成分が、脂肪族ジイソシアネートを含むか、又はそれからなる、実施形態１～１１のいずれかに記載の溶融紡糸繊維。
１５． 第２のジイソシアネート成分が、ＨＤＩを含むか、又はそれからなる（consist of）、実施形態１４に記載の溶融紡糸繊維。
１６． 第２のポリカーボネートポリオールが、ＨＤＯ－カーボネート、ＢＤＯ－カーボネート、３－ＭＰＤ－カーボネート、又はそれらの混合物から選択される、実施形態１～１５のいずれかに記載の溶融紡糸繊維。
１７． ポリカプロラクトンポリオールが、ε－カプロラクトンを含み、二官能性開始剤と反応し得る、実施形態１～１５に記載の溶融紡糸繊維。
１８． 二官能性開始剤が、ジ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、ポリ（テトラメチレンエーテルグリコール）、又はそれらの混合物から選択される、実施形態１７に記載の溶融紡糸繊維。
１９． 反応性熱可塑性ポリウレタン組成物が、７０重量％～８５重量％又は７５重量％～８５重量％又は８０重量％～８５重量％の第１のポリカーボネートポリオール成分を含有する、実施形態１～１８のいずれかに記載の溶融紡糸繊維。
２０． ヒドロキシル末端鎖延長剤成分と第１のジイソシアネート成分とを組み合わせた重量が、熱可塑性ポリウレタン組成物のハードセグメントを構成し、熱可塑性ポリウレタン組成物が、１５重量％～４５重量％又は２０重量％～３５重量％のハードセグメント含有量を有する、実施形態１～１９のいずれかに記載の溶融紡糸繊維。
２１． イソシアネート官能性プレポリマー架橋剤が、６５重量％～８０重量％又は７０重量％～８０重量％の第２のポリカーボネートポリオールと、２０重量％～３５重量％又は２０重量％～３０重量％の第２のジイソシアネート成分との反応生成物を含む、実施形態１～２０のいずれかに記載の溶融紡糸繊維。
２２． ８５％～９０％のＴＰＵと、１０％～１５％のプレポリマーと、を含む、実施形態１～２１のいずれかに記載の溶融紡糸繊維。
２３． 溶融紡糸熱可塑性ポリウレタン繊維が、ガス浸透クロマトグラフィーで測定された１００，０００ダルトン～３００，０００ダルトンの重量平均分子量を有する、実施形態１～２２のいずれかに記載の溶融紡糸繊維。
２４． 熱可塑性ポリウレタン繊維が、ＡＳＴＭ Ｄ５４３－２０によって測定されたオレイン酸への曝露後に、ＡＳＴＭ Ｄ２６５３に従って測定されたその元の引張特性の少なくとも８０％を保持することができる、実施形態１～２３のいずれかに記載の溶融紡糸繊維。
２５． 実施形態１～２４のいずれかに記載の溶融紡糸繊維を含む、布。
２６． 熱可塑性ポリウレタンを調製するためのプロセスであって、（１）（ａ）ポリオール成分であって、ポリオール成分が第１のポリカーボネートポリオールを含む、ポリオール成分と、（ｂ）鎖延長剤成分と、（ｃ）第１のジイソシアネートと、の反応生成物である反応性熱可塑性ポリウレタン組成物を調製するステップと、
（２）反応性熱可塑性ポリウレタン組成物を乾燥させるステップと、（３）反応性熱可塑性ポリウレタン組成物を押出機中で溶融するステップと、（４）イソシアネート官能性プレポリマーであって、イソシアネート官能性プレポリマーが第２のポリカーボネートポリオール又はポリカプロラクトンポリオールと第２のジイソシアネート成分との反応生成物を含む、イソシアネート官能性プレポリマーを押出機中に添加するステップと、（５）反応性熱可塑性ポリウレタン組成物とイソシアネート官能性プレポリマーとを押出機中で混合して、架橋熱可塑性ポリウレタンポリマーを形成するステップと、（６）架橋熱可塑性ポリウレタンポリマーを少なくとも１つの紡糸口金に供給して、溶融紡糸繊維を生成するステップと、（７）溶融紡糸繊維を冷却するステップと、（８）任意選択で、仕上げ油を塗布するステップと、（９）溶融紡糸繊維をボビン上に巻き取るステップと、を含む、プロセス。
２７． ポリオール成分が、少なくとも６０％の第１のポリカーボネートポリオールを含む、実施形態２６に記載のプロセス。
２８． 第１のポリカーボネートポリオールが、繰り返し単位－Ｒ－Ｏ－Ｃ（＝Ｏ）－Ｏ－を含有し、式中、Ｒが、４～６個の炭素原子を含有する、実施形態２６又は２７に記載のプロセス。
２９． 第１のポリカーボネートポリオールが、末端基分析によって測定された約１０００～３０００ダルトンの数平均分子量を有する、実施形態２６～２８のいずれかに記載のプロセス。
３０． 第１のポリカーボネートポリオールが、２－ＭＰＤカーボネート、ＢＤＯカーボネート、ＤＥＧカーボネート、ＨＤＯカーボネート、又はそれらの混合物から選択される、実施形態２６～２９のいずれかに記載のプロセス。
３１． ポリオール成分が、第１のポリカーボネートポリオールからなる、実施形態２６～３０のいずれかに記載の方法。
３２． 鎖延長剤成分が、１，４－ビス（β－ヒドロキシエトキシ）ベンゼン又は１，３プロパンジオールを含むか、又はそれからなる、実施形態２６～３１のいずれかに記載のプロセス。
３３． 第１のジイソシアネート成分が、芳香族ジイソシアネートを含むか、又はそれからなる、実施形態２６～３２のいずれかに記載のプロセス。
３４． 第１のジイソシアネートが、４，４’－ジフェニルメタンジイソシアネートを含むか、又はそれからなる、実施形態３３に記載のプロセス。
３５． 第１のジイソシアネート成分が、脂肪族ジイソシアネートを含むか、又はそれからなる、実施形態２６～３２のいずれかに記載のプロセス。
３６． 第１のジイソシアネート成分が、ＨＤＩを含むか、又はそれからなる、実施形態３５に記載のプロセス。
３７． 第２のジイソシアネート成分が、芳香族ジイソシアネートを含むか、又はそれからなる、実施形態２６～３６のいずれかに記載のプロセス。
３８． 第２のジイソシアネートが、４，４’－ジフェニルメタンジイソシアネートを含むか、又はそれからなる、実施形態３７に記載のプロセス。
３９． 第２のジイソシアネート成分が、脂肪族ジイソシアネートを含むか、又はそれからなる、実施形態２６～３６のいずれかに記載のプロセス。
４０． 第２のジイソシアネート成分が、ＨＤＩを含むか、又はそれからなる（consist of）、実施形態３９に記載のプロセス。
４１． 第２のポリカーボネートポリオールが、ＨＤＯ－カーボネート、ＢＤＯ－カーボネート、３－ＭＰＤ－カーボネート、又はそれらの混合物から選択される、実施形態２６～４０のいずれかに記載のプロセス。
４２． ポリカプロラクトンポリオールが、ε－カプロラクトンを含み、二官能性開始剤と反応し得る、実施形態２６～４０のいずれかに記載のプロセス。
４３． 二官能性開始剤が、ジ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、ポリ（テトラメチレンエーテルグリコール）、又はそれらの混合物から選択される、実施形態４２に記載のプロセス
４４． 反応性熱可塑性ポリウレタン組成物が、７０重量％～８５重量％又は７５重量％～８５重量％又は８０重量％～８５重量％の第１のポリカーボネートポリオール成分を含有する、実施形態２６～４３のいずれかに記載のプロセス。
４５． ヒドロキシル末端鎖延長剤成分と第１のジイソシアネート成分とを組み合わせた重量が、熱可塑性ポリウレタン組成物のハードセグメントを構成し、熱可塑性ポリウレタン組成物が、１５重量％～３０重量％又は２０重量％～２５重量％のハードセグメント含有量を有する、実施形態２６～４４のいずれかに記載のプロセス。
４６． イソシアネート官能性プレポリマー架橋剤が、６５重量％～８０重量％又は７０重量％～８０重量％の第２のポリカーボネートポリオールと、２０重量％～３５重量％又は２０重量％～３０重量％の第２のジイソシアネート成分との反応生成物を含む、実施形態２６～４５のいずれかに記載のプロセス。
４７． 溶融紡糸繊維が、８５％～９０％のＴＰＵ及び１０％～１５％のプレポリマーを含む、実施形態２６～４６のいずれかに記載のプロセス。
４８． 溶融紡糸熱可塑性ポリウレタン繊維が、ガス浸透クロマトグラフィーで測定された１００，０００ダルトン～３００，０００ダルトンの重量平均分子量を有する、実施形態２６～４７のいずれかに記載のプロセス。
【0006】
これらの様々な実施形態は、以下でより詳細に説明される。
【発明を実施するための形態】
【0007】
本発明の特性及び実施形態について、以下の非限定的な例示によって以下に説明する。
【0008】
開示される技術は、反応性熱可塑性ポリウレタン（「ＴＰＵ」）組成物及びイソシアネート官能性架橋剤を含む溶融紡糸繊維を含む。本発明の溶融紡糸繊維を作製するのに有用な反応性ＴＰＵ組成物は、ポリオール成分と、ヒドロキシル末端鎖延長剤成分と、ジイソシアネート成分と、の反応生成物である。イソシアネート官能性架橋剤は、ポリオールと過剰のイソシアネートとの反応生成物である。これらの構成要素の各々について、以下でより詳細に説明する。
【0009】
本明細書で使用される場合、重量平均分子量（weight average molecular weight、Ｍｗ）は、ポリスチレン標準を使用するゲル浸透クロマトグラフィーによって測定され、数平均分子量（number average molecular weight、Ｍｎ）は、末端基分析によって測定される。
【0010】
熱可塑性ポリウレタン組成物
本発明の溶融紡糸繊維を作製するのに有用な反応性ＴＰＵ組成物は、ポリオール成分を含み、これはまた、ヒドロキシル末端中間体として記載され得る。本発明では、ポリオール成分は、ポリカーボネートポリオールを含むか、又はそれからなる。
本発明の溶融紡糸繊維を作製するのに有用な反応性ＴＰＵ組成物は、ポリオール成分を含み、これはまた、ヒドロキシル末端中間体として記載され得る。本発明では、ポリオール成分は、ポリカーボネートポリオールを含むか、又はそれからなる。
【0011】
好適なヒドロキシル末端ポリカーボネートとしては、グリコールをカーボネートと反応させることによって調製されるものが挙げられる。米国特許第４，１３１，７３１号は、ヒドロキシル末端ポリカーボネート及びその調製の開示について、参照により本明細書に組み込まれる。このようなポリカーボネートは線状であり、本質的に他の末端基を除いて末端ヒドロキシル基を有する。必須の反応物質は、グリコール及びカーボネートである。好適なグリコールは、４～４０個及び又は更には４～１２個の炭素原子を含有する脂環式及び脂肪族ジオールから、並びに１分子当たり２～２０個のアルコキシ基を含有し、各アルコキシ基が２～４個の炭素原子を含有するポリオキシアルキレングリコールから選択される。好適なジオールとしては、１，４－ブタンジオール、１，５－ペンタンジオール、ネオペンチルグリコール、１，６－ヘキサンジオール、２，２，４－トリメチル－１，６－ヘキサンジオール、１，１０－デカンジオール、水素化ジリノレイルグリコール、水素化ジオレイルグリコール、３－メチル－１，５－ペンタンジオールなどの４～１２個の炭素原子を含有する脂肪族ジオール、並びに１，３－シクロヘキサンジオール、１，４－ジメチロールシクロヘキサン、１，４－シクロヘキサンジオール－、１，３－ジメチロールシクロヘキサン－、１，４－エンドメチレン－２－ヒドロキシ－５－ヒドロキシメチルシクロヘキサン、及びポリアルキレングリコールなどの脂環式ジオールが挙げられる。反応において使用されるジオールは、最終生成物において所望される特性に応じて単一のジオールであってもジオールの混合物であり得る。ヒドロキシルを末端基とするポリカーボネート中間体は、一般に、当該技術分野及び文献において既知であるものである。好適なカーボネートは、５～７員環で構成されるアルキレンカーボネートから選択される。本明細書で使用するのに好適なカーボネートとしては、エチレンカーボネート、トリメチレンカーボネート、テトラメチレンカーボネート、１，２－プロピレンカーボネート、１，２－ブチレンカーボネート、２，３－ブチレンカーボネート、１，２－エチレンカーボネート、１，３－ペンチレンカーボネート、１，４－ペンチレンカーボネート、２，３－ペンチレンカーボネート、及び２，４－ペンチレンカーボネートが挙げられる。また、ジアルキルカーボネート、脂環式カーボネート、及びジアリールカーボネートも本明細書において好適である。ジアルキルカーボネートは、各アルキル基中に２～５個の炭素原子を含有することができ、その具体例は、ジエチルカーボネート及びジプロピルカーボネートである。脂環式カーボネート、特に二環式脂肪族カーボネートは、各環状構造中に４～７個の炭素原子を含有し得、そのような構造は１つ又は２つ存在し得る。一方の基が脂環式である場合、他方はアルキル又はアリールのいずれかであり得る。他方、一方の基がアリールである場合、他方はアルキル又は脂環式であり得る。各アリール基に６～２０個の炭素原子を含有し得る好適なジアリールカーボネートの例は、ジフェニルカーボネート、ジトリルカーボネート、及びジナフチルカーボネートである。
【0012】
一実施形態では、ＴＰＵ組成物中のポリオール成分は、－Ｒ－Ｏ－Ｃ（＝Ｏ）－Ｏ－の繰り返し単位を含有するポリカーボネートポリオールを含むか、又はそれからなり、式中、Ｒは、４～６個の炭素原子を含有する。いくつかの実施形態では、ポリカーボネートポリオール成分は、２－メチルペンタンジオール（ＭＰＤ）カーボネート、ブタンジオール（ＢＤＯ）カーボネート、ジエチレングリコール（ＤＥＧ）カーボネート、ヘキサンジオール（ＨＤＯ）カーボネート、又はそれらの混合物から選択されてもよい。一実施形態では、ポリオール成分は、ポリカーボネートポリオールの混合物を含む。
【0013】
いくつかの実施形態では、ＴＰＵ組成物のポリオール成分は、ポリエステル、ポリエーテル、ポリシロキサンポリオール、又はこれらの組み合わせなどの１つ以上のコポリオールを含有してもよい。しかしながら、一実施形態では、ポリオール成分は、少なくとも６０重量％のポリカーボネートポリオールを含有する。いくつかの実施形態では、ポリオール成分は、少なくとも７０％、少なくとも８０％、少なくとも９０％、又は更には１００％のポリカーボネートポリオールを含有する。
【0014】
一実施形態では、ポリオール成分は、ポリエステルポリオールを含み得る。本発明で有用なポリエステルポリオールは、（１）１つ以上のグリコールと１つ以上のジカルボン酸若しくは無水物とのエステル化反応、又は（２）エステル交換反応、すなわち１つ以上のグリコールとジカルボン酸のエステルとの反応によって生成され得る。末端ヒドロキシル基が優勢な線状鎖を得るためには、一般に、グリコールの酸に対するモル比が１モルを超えることが好ましい。また、好適なポリエステル中間体としては、ε－カプロラクトン及び二官能性開始剤、例えばジエチレングリコールから典型的には作製されるポリカプロラクトン等の様々なラクトンが挙げられる。所望のポリエステルのジカルボン酸は、脂肪族、脂環式、芳香族、又はそれらの組み合わせであり得る。いくつかの実施形態では、単独又は混合物で使用され得るジカルボン酸は、一般に、合計４～１５個の炭素原子を有し、コハク酸、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、イソフタル酸、テレフタル酸、シクロヘキサンジカルボン酸などが挙げられる。無水フタル酸、無水テトラヒドロフタル酸などの上記のジカルボン酸の無水物も使用することができる。反応して望ましいポリエステル中間体を形成するグリコールは、脂肪族、芳香族、又はそれらの組み合わせであることができ、上記の鎖延長剤のセクションで説明したグリコールのいずれかを含み、合計で２～２０個又は２～１２個の炭素原子を有する。好適な例としては、エチレングリコール、１，２－プロパンジオール、１，３－プロパンジオール、１，３－ブタンジオール、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、２，２－ジメチル－１，３－プロパンジオール、１，４－シクロヘキサンジメタノール、デカメチレングリコール、ドデカメチレングリコール、及びそれらの混合物が挙げられる。
【0015】
ポリエステルポリオール成分はまた、１つ以上のポリカプロラクトンポリエステルポリオールも含み得る。本明細書において説明されている技術に有用なポリカプロラクトンポリエステルポリオールには、カプロラクトンモノマーから誘導されたポリエステルジオールが含まれる。ポリカプロラクトンポリエステルポリオールは、一級ヒドロキシル基で終端している。好適なポリカプロラクトンポリエステルポリオールは、ε－カプロラクトン及び二官能性開始剤、例えば、ジエチレングリコール、１，４－ブタンジオール、又は本明細書中に列挙される他のグリコール及び／若しくはジオールのいずれかから作製され得る。いくつかの実施形態では、ポリカプロラクトンポリエステルポリオールは、カプロラクトンモノマーから誘導される線状ポリエステルジオールである。
【0016】
有用な例としては、数平均分子量（Ｍｎ）２，０００の線状ポリエステルジオールであるＣＡＰＡ（商標）２２０２Ａ、及びＭｎ３，０００の線状ポリエステルジオールであるＣＡＰＡ（商標）２３０２Ａが挙げられ、これらはいずれもＰｅｒｓｔｏｒｐ Ｐｏｌｙｏｌｓ Ｉｎｃ．から市販されている。これらの材料はまた、２－オキセパノンと１，４－ブタンジオールとのポリマーとして説明される場合もある。
【0017】
ポリカプロラクトンポリエステルポリオールは、２－オキセパノン及びジオールから調製され得、当該ジオールは、１，４－ブタンジオール、ジエチレングリコール、モノエチレングリコール、１，６－ヘキサンジオール、２，２－ジメチル－１，３－プロパンジオール、又はそれらの任意の組み合わせであり得る。いくつかの実施形態では、ポリカプロラクトンポリエステルポリオールを調製するために使用されるジオールは、線状である。いくつかの実施形態では、ポリカプロラクトンポリエステルポリオールは、１，４－ブタンジオールから調製される。いくつかの実施形態では、ポリカプロラクトンポリエステルポリオールは、５００～１０，０００、又は５００～５，０００、又は１，０００、若しくは更には２，０００～４，０００、若しくは更には３，０００の数平均分子量を有する。
【0018】
一実施形態では、ポリオール成分は、ポリエーテルポリオールを含み得る。好適なポリエーテルポリオール中間体としては、合計２～１５個の炭素原子を有するジオール又はポリオール、いくつかの実施形態では、２～６個の炭素原子を有するアルキレンオキシド、典型的には、エチレンオキシド若しくはプロピレンオキシド又はそれらの混合物を含むエーテルと反応するアルキルジオール又はグリコールに由来するポリエーテルポリオールが挙げられる。例えば、ヒドロキシル官能性ポリエーテルは、まずプロピレングリコールをプロピレンオキシドと反応させ、続いてエチレンオキシドと反応させることによって生成することができる。エチレンオキシドから得られる一級ヒドロキシル基は、二級ヒドロキシル基よりも反応性が高いので、好ましい。有用な市販のポリエーテルポリオールとしては、エチレングリコールと反応したエチレンオキシドを含むポリ（エチレングリコール）、プロピレングリコールと反応したプロピレンオキシドを含むポリ（プロピレングリコール）、テトラヒドロフランと反応した水を含むポリ（テトラメチレンエーテルグリコール）（重合テトラヒドロフランとして説明される場合もあり、一般にはｐｏｌｙｍｅｒｉｚｅｄ ｔｅｔｒａｈｙｄｒｏｆｕｒａｎ、ＰＴＭＥＧと称される）が挙げられる。いくつかの実施形態では、ポリエーテル中間体は、ＰＴＭＥＧを含む。好適なポリエーテルポリオールとしては、アルキレンオキシドのポリアミド付加物も挙げられ、例えば、エチレンジアミンとプロピレンオキシドとの反応生成物を含むエチレンジアミン付加物、ジエチレントリアミンとプロピレンオキシドとの反応生成物を含むジエチレントリアミン付加物、及び類似のポリアミドタイプのポリエーテルポリオールを挙げることができる。コポリエーテルも、説明される組成物に利用することができる。典型的なコポリエーテルとしては、ＴＨＦ及びエチレンオキシド又はＴＨＦ及びプロピレンオキシドの反応生成物が挙げられる。これらは、ブロックコポリマーのＰｏｌｙＴＨＦ（登録商標）Ｂ、及びランダムコポリマーのＰｏｌｙＴＨＦ（登録商標）ＲとしてＢＡＳＦから入手可能である。様々なポリエーテル中間体は、一般に、約７００～約１０，０００、約１，０００～約５，０００、又は約１，０００～約２，５００などの約７００よりも大きい平均分子量である末端官能基のアッセイによって求められる数平均分子量（Ｍｎ）を有する。いくつかの実施形態では、ポリエーテル中間体は、Ｍｎ２０００及びＭｎ１０００のＰＴＭＥＧのブレンドなどの、２つ以上の異なる分子量のポリエーテルのブレンドを含む。
【0019】
一実施形態では、ポリオール成分は、ポリシロキサンポリオールを含み含み得る。好適なポリシロキサンポリオールとしては、α－ω－ヒドロキシル又はアミン又はカルボン酸又はチオール又はエポキシ末端ポリシロキサンが挙げられる。例としては、ヒドロキシル又はアミン又はカルボン酸又はチオール又はエポキシ基を末端基とするポリ（ジメチルシロキサン）が挙げられる。いくつかの実施形態では、ポリシロキサンポリオールは、ヒドロキシル末端ポリシロキサンである。いくつかの実施形態では、ポリシロキサンポリオールは、３００～５，０００又は４００～３，０００の範囲の数平均分子量を有する。
【0020】
ポリシロキサンポリオールは、ポリシロキサンヒドリドと脂肪族多価アルコール又はポリオキシアルキレンアルコールとの間の脱水素反応により、アルコール性ヒドロキシ基をポリシロキサン骨格に導入することによって得られ得る。
【0021】
いくつかの実施形態では、ポリシロキサンは、以下の式を有する１つ以上の化合物によって表され得る：
【0022】
【化1】
【0023】
好適な例としては、α，ω－ヒドロキシプロピル末端ポリ（ジメチルシロキサン）及びα，ω－アミノプロピル末端ポリ（ジメチルシロキサン）が挙げられ、これらはいずれも市販の材料である。更なる例としては、ポリ（ジメチルシロキサン）材料とポリ（アルキレンオキシド）とのコポリマーが挙げられる。
【0024】
ポリオール成分としては、存在する場合、ポリ（エチレングリコール）、ポリ（テトラメチレンエーテルグリコール）、ポリ（トリメチレンオキシド）、エチレンオキシドキャップドポリ（プロピレングリコール）、ポリ（ブチレンアジペート）、ポリ（エチレンアジペート）、ポリ（ヘキサメチレンアジペート）、ポリ（テトラメチレン－ｃｏ－ヘキサメチレンアジペート）、ポリ（３－メチル－１，５－ペンタメチレンアジペート）、ポリカプロラクトンジオール、ポリ（ヘキサメチレンカーボネート）グリコール、ポリ（ペンタメチレンカーボネート）グリコール、ポリ（トリメチレンカーボネート）グリコール、二量体脂肪酸系ポリエステルポリオール、植物油系ポリオール、又はそれらの任意の組み合わせが挙げられ得る。
【0025】
好適なポリエステルポリオールの調製に使用できる二量体脂肪酸の例には、Ｃｒｏｄａから市販されているＰｒｉｐｌａｓｔ（商標）ポリエステルグリコール／ポリオール、及びＯｌｅｏｎから市販されているＲａｄｉａ（登録商標）ポリエステルグリコールが含まれる。
【0026】
本発明の一実施形態では、本明細書で使用されるＴＰＵ組成物を形成するための反応混合物は、約７０重量％～約８５重量％、例えば、約８０重量％～約８５重量％のポリオール成分を含む。
【0027】
鎖延長剤成分
本明細書に記載されるＴＰＵ組成物は、鎖延長剤成分を使用して作製される。好適な鎖延長剤としては、ジオール、ジアミン、及びそれらの組み合わせが挙げられる。
本明細書に記載されるＴＰＵ組成物は、鎖延長剤成分を使用して作製される。好適な鎖延長剤としては、ジオール、ジアミン、及びそれらの組み合わせが挙げられる。
【0028】
好適な鎖延長剤としては、相対的に小さいポリヒドロキシ化合物、例えば、２～２０個、又は２～１２個、又は２～１０個の炭素原子を有する低級脂肪族又は短鎖グリコールが挙げられる。好適な例としては、エチレングリコール、ジエチレングリコール、プロピレングリコール、ジプロピレングリコール、１，４－ブタンジオール（butanediol、ＢＤＯ）、１，６－ヘキサンジオール（hexanediol、ＨＤＯ）、１，３－ブタンジオール、１，５－ペンタンジオール、ネオペンチルグリコール、１，４－シクロヘキサンジメタノール（cyclohexanedimethanol、ＣＨＤＭ）、２，２－ビス［４－（２－ヒドロキシエトキシ）フェニル］プロパン（(hydroxyethoxy)phenyl]propane、ＨＥＰＰ）、１，４－ビス（β－ヒドロキシエトキシ）ベンゼン（(hydroxyethoxy)benzene、ＨＱＥＥ）、ヘキサメチレンジオール、ヘプタンジオール、ノナンジオール、ドデカンジオール、３－メチル－１，５－ペンタンジオール、エチレンジアミン、ブタンジアミン、ヘキサメチレンジアミン、及びヒドロキシエチルレゾルシノール（hydroxyethyl resorcinol、ＨＥＲ）など、並びにそれらの混合物が挙げられる。一実施形態では、鎖延長剤は、１，４－ビス（β－ヒドロキシエトキシ）ベンゼン（ＨＱＥＥ）を含むか、又はそれからなる。別の実施形態では、鎖延長剤は、１，３－プロパンジオールを含むか、又はそれからなる。
【0029】
イソシアネート成分
本発明のＴＰＵは、イソシアネート成分を使用して作製される。イソシアネート成分は、１つ以上のポリイソシアネート、又はより具体的には１つ以上のジイソシアネートを含んでもよい。好適なポリイソシアネートとしては、芳香族ジイソシアネート、脂肪族ジイソシアネート、又はそれらの組み合わせが挙げられる。いくつかの実施形態では、ポリイソシアネート成分は、１つ以上の芳香族ジイソシアネートを含む。いくつかの実施形態では、ポリイソシアネート成分は、脂肪族ジイソシアネートを本質的に含まないか、又は全く完全に含まない。他の実施形態では、ポリイソシアネート成分は、１つ以上の脂肪族ジイソシアネートを含む。いくつかの実施形態では、ポリイソシアネート成分は、芳香族ジイソシアネートを本質的に含まないか、又は全く完全に含まない。いくつかの実施形態では、脂肪族及び芳香族ジイソシアネートの混合物が有用であり得る。
本発明のＴＰＵは、イソシアネート成分を使用して作製される。イソシアネート成分は、１つ以上のポリイソシアネート、又はより具体的には１つ以上のジイソシアネートを含んでもよい。好適なポリイソシアネートとしては、芳香族ジイソシアネート、脂肪族ジイソシアネート、又はそれらの組み合わせが挙げられる。いくつかの実施形態では、ポリイソシアネート成分は、１つ以上の芳香族ジイソシアネートを含む。いくつかの実施形態では、ポリイソシアネート成分は、脂肪族ジイソシアネートを本質的に含まないか、又は全く完全に含まない。他の実施形態では、ポリイソシアネート成分は、１つ以上の脂肪族ジイソシアネートを含む。いくつかの実施形態では、ポリイソシアネート成分は、芳香族ジイソシアネートを本質的に含まないか、又は全く完全に含まない。いくつかの実施形態では、脂肪族及び芳香族ジイソシアネートの混合物が有用であり得る。
【0030】
有用なポリイソシアネートの例としては、４，４’－メチレンビス（フェニルイソシアネート）（ＭＤＩ）、３，３’－ジメチル－４，４’－ビフェニレンジイソシアネート（ＴＯＤＩ）、１，５－ナフタレンジイソシアネート（naphthalene diisocyanate、ＮＤＩ）、ｍ－キシレンジイソシアネート（xylene diisocyanate、ＸＤＩ）、フェニレン－１，４－ジイソシアネート、ナフタレン－１，５－ジイソシアネート、及びトルエンジイソシアネート（toluene diisocyanate、ＴＤＩ）などの芳香族ジイソシアネート、並びに１，６－ヘキサメチレンジイソシアネート（hexamethylene diisocyanate、ＨＤＩ）、イソホロンジイソシアネート（isophorone diisocyanate、ＩＰＤＩ）、１，４－シクロヘキシルジイソシアネート（cyclohexyl diisocyanate、ＣＨＤＩ）、デカン－１，１０－ジイソシアネート、リジンジイソシアネート（lysine diisocyanate、ＬＤＩ）、１，４－ブタンジイソシアネート（butane diisocyanate、ＢＤＩ）、イソホロンジイソシアネート（ＰＤＩ）、及びジシクロヘキシルメタン－４，４’－ジイソシアネート（dicyclohexylmethane-4,4'diisocyanate、Ｈ１２ＭＤＩ）などの脂肪族ジイソシアネートが挙げられる。これらのジイソシアネートの異性体も有用であり得る。２つ以上のポリイソシアネートの混合物を使用してもよい。いくつかの実施形態では、イソシアネート成分は、芳香族ジイソシアネートを含むか、又はそれからなる。いくつかの実施形態では、イソシアネート成分は、ＭＤＩを含むか、又はそれからなる。
【0031】
ＴＰＵ組成物中のジイソシアネート成分と鎖延長剤成分とを組み合わせた重量パーセントは、「ハードセグメント含有量」と称される。本発明の一実施形態では、本発明において有用なＴＰＵ組成物は、１５重量％～５０重量％、又は更に２０重量％～３５重量％のハードセグメントを含む。
【0032】
任意選択的に、１つ以上の重合触媒が、ＴＰＵの重合反応中に存在してもよい。一般に、ジイソシアネートをポリオール中間体又は連鎖延長剤と反応させるために、任意の従来の触媒を利用することができる。特に、ジイソシアネートのＮＣＯ基とポリオール及び鎖延長剤のヒドロキシ基との間の反応を促進する好適な触媒の例は、先行技術から公知の従来の三級アミン（例えば、トリエチルアミン、ジメチルシクロヘキシルアミン、Ｎ－メチルモルホリン、Ｎ，Ｎ’－ジメチルピペラジン、２－（ジメチルアミノエトキシ）エタノール、ジアザビシクロ［２．２．２］オクタンなど）、及びまた特に、有機金属化合物（例えば、チタンエステル、鉄化合物（例えば、鉄アセチルアセトネート）、スズ化合物（例えば、二酢酸スズ、オクタン酸スズ、ジラウリン酸スズ）、ビスマス化合物（例えば、トリネオデカン酸ビスマス）、又は脂肪族カルボン酸のジアルキルスズ塩（例えば、二酢酸ジブチルスズ、ジラウリン酸ジブチルスズ）など）である。触媒の通常使用される量は、ポリオール成分１００重量部当たり０．００１～０．１重量部である。いくつかの実施形態では、本発明のＴＰＵを形成するための反応は、触媒を実質的に含まないか、又は完全に含まない。
【0033】
本発明において使用される反応性ＴＰＵ組成物は、「ワンショット」プロセスを介して作製され得、ここで、全ての成分は、加熱された押出機に同時に又は実質的に同時に一緒に添加され、反応されてＴＰＵを形成する。ジイソシアネートの、ヒドロキシル末端中間体及び鎖延長剤の総当量に対する当量比は、一般に、約０．９５～約１．１０、例えば、約０．９７～約１．０３、又は更に約０．９８～約１．０である。一実施形態では、ＴＰＵが末端ヒドロキシル基を有して、繊維紡糸プロセス中の架橋剤との反応を高めるように、当量比は１．０未満であってもよい。ＴＰＵの重量平均分子量（ＭＷ）は、一般に、約２５，０００～約３００，０００、例えば、約５０，０００～約２００，０００、更に例えば、約７５，０００～約１５０，０００である。
【0034】
別の実施形態では、ＴＰＵは、プレポリマープロセスを使用して調製され得る。プレポリマープロセスでは、ヒドロキシル末端中間体を一般に当量過剰の１つ以上のジイソシアネートと反応させて、遊離又は未反応イソシアネートをその中に有するプレポリマー溶液を形成する。続いて、本明細書に記載されるような鎖延長剤が、イソシアネート末端基並びに任意の遊離又は未反応ジイソシアネート化合物に一般に等しい当量で添加される。したがって、全ジイソシアネートの、ヒドロキシル末端中間体及び鎖延長剤の総当量に対する全当量比は、約０．９５～約１．１０、例えば、約０．９７～約１．０３、又は更に約０．９８～約１．０である。一実施形態では、ＴＰＵが末端ヒドロキシル基を有して、繊維紡糸プロセス中の架橋剤との反応を高めるように、当量比は１．０未満であってもよい。典型的には、プレポリマープロセスは、押出機などの任意の従来のデバイスで実施することができる。
【0035】
任意選択の添加剤成分は、重合反応中に存在してもよく、かつ／又は加工及び他の特性を改善するために上記のＴＰＵエラストマーに組み込まれてもよい。これらの添加剤としては、酸化防止剤、有機ホスファイト、ホスフィン及びホスホナイト、ヒンダードアミン、有機アミン、有機硫黄化合物、ラクトン及びヒドロキシルアミン化合物、殺生物剤、殺菌剤、抗菌剤、相溶化剤、電気散逸性又は帯電防止添加剤、充填剤及び強化剤（例えば、二酸化チタン、アルミナ、クレー及びカーボンブラック）、難燃剤（例えば、ホスフェート、ハロゲン化材料、及びアルキルベンゼンスルホネートの金属塩）、耐衝撃性改良剤（例えば、メタクリレート－ブタジエン－スチレン（「methacrylate-butadiene-styrene、ＭＢＳ」）及びメチルメタクリレートブチルアクリレート（「methylmethacrylate butylacrylate、ＭＢＡ」））、離型剤（例えば、ワックス、脂肪及び油、顔料及び着色剤、可塑剤、ポリマー）、レオロジー改良剤（例えば、モノアミン、ポリアミドワックス、シリコーン、及びポリシロキサン）、スリップ添加剤（例えば、パラフィンワックス、炭化水素ポリオレフィン、及び／又はフッ素化ポリオレフィン）、並びにＵＶ安定剤（これらはヒンダードアミン光安定剤（hindered amine light stabilizer、ＨＡＬＳ）及び／又はＵＶ光吸収剤（UV light absorber、ＵＶＡ）タイプであってもよい）が挙げられるが、これらに限定されない。ＴＰＵ組成物又はブレンド生成物の性能を向上させるために、他の添加剤が使用され得る。上記の添加剤の全てが、これらの物質の慣習的な有効量で使用され得る。
【0036】
これらの追加の添加剤は、ＴＰＵ樹脂の調製のための成分に、又はＴＰＵ樹脂の調製のための反応混合物に、あるいはＴＰＵ樹脂を作製した後に組み込むことができる。別のプロセスでは、全ての材料をＴＰＵ樹脂と混合し、次いで、溶融させることができるか、又はそれらをＴＰＵ樹脂の溶融物に直接組み込むことができる。
【0037】
イソシアネート官能性プレポリマー架橋剤
上記の反応性ＴＰＵ組成物は、イソシアネート官能性プレポリマー架橋剤と組み合わされて、本発明の溶融紡糸繊維を作製する。プレポリマー架橋剤は、第２のポリカーボネートポリオール又はポリカプロラクトンポリオールを含むか、又はそれらからなるヒドロキシル末端ポリオールと過剰のジイソシアネートとの反応生成物である。イソシアネート官能性プレポリマー架橋剤を形成するのに有用なポリカーボネートポリオール又はポリカプロラクトンポリオールは、ＴＰＵ組成物に関して本明細書に記載されているものから選択され得る。例えば、ポリカーボネートポリオールε－カプロラクトンは、二官能性開始剤（例えば、ジ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、ＰＴＭＥＧ、又は当該技術分野で公知の任意の他のグリコール及び／若しくはジオール）と反応し得る。イソシアネート官能性プレポリマー架橋剤の調製に有用なジイソシアネートはまた、ＴＰＵ組成物に関して本明細書中に記載されるものから選択され得る。プレポリマー架橋剤は、１．０より大きい、例えば、約１．５～２．５、更に例えば、約１．８～２．２のイソシアネート官能価を有する。イソシアネート官能性プレポリマー架橋剤は、ヒドロキシル末端中間体を当量過剰の１つ以上のジイソシアネートと反応させて、遊離又は未反応イソシアネートを有するプレポリマー溶液を形成する、本明細書に記載のプレポリマープロセスを使用して調製することができる。
上記の反応性ＴＰＵ組成物は、イソシアネート官能性プレポリマー架橋剤と組み合わされて、本発明の溶融紡糸繊維を作製する。プレポリマー架橋剤は、第２のポリカーボネートポリオール又はポリカプロラクトンポリオールを含むか、又はそれらからなるヒドロキシル末端ポリオールと過剰のジイソシアネートとの反応生成物である。イソシアネート官能性プレポリマー架橋剤を形成するのに有用なポリカーボネートポリオール又はポリカプロラクトンポリオールは、ＴＰＵ組成物に関して本明細書に記載されているものから選択され得る。例えば、ポリカーボネートポリオールε－カプロラクトンは、二官能性開始剤（例えば、ジ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、ＰＴＭＥＧ、又は当該技術分野で公知の任意の他のグリコール及び／若しくはジオール）と反応し得る。イソシアネート官能性プレポリマー架橋剤の調製に有用なジイソシアネートはまた、ＴＰＵ組成物に関して本明細書中に記載されるものから選択され得る。プレポリマー架橋剤は、１．０より大きい、例えば、約１．５～２．５、更に例えば、約１．８～２．２のイソシアネート官能価を有する。イソシアネート官能性プレポリマー架橋剤は、ヒドロキシル末端中間体を当量過剰の１つ以上のジイソシアネートと反応させて、遊離又は未反応イソシアネートを有するプレポリマー溶液を形成する、本明細書に記載のプレポリマープロセスを使用して調製することができる。
【0038】
熱可塑性ポリウレタン繊維
本発明の熱可塑性ポリウレタン繊維は、約８０重量％～約９５重量％、又は更には約８５重量％～９０重量％の本明細書に記載の反応性ＴＰＵと、約５重量％～約２０重量％、又は更には約１０重量％～約１５重量％のイソシアネート官能性プレポリマー架橋剤と、を含む。使用される架橋剤のパーセンテージは、ＴＰＵ及び架橋剤の総重量に基づく重量パーセントである。
本発明の熱可塑性ポリウレタン繊維は、約８０重量％～約９５重量％、又は更には約８５重量％～９０重量％の本明細書に記載の反応性ＴＰＵと、約５重量％～約２０重量％、又は更には約１０重量％～約１５重量％のイソシアネート官能性プレポリマー架橋剤と、を含む。使用される架橋剤のパーセンテージは、ＴＰＵ及び架橋剤の総重量に基づく重量パーセントである。
【0039】
溶融紡糸ＴＰＵ繊維は、押出機中でＴＰＵ組成物を溶融し、溶融ＴＰＵに架橋剤を添加することによって作製される。架橋剤を有するＴＰＵ溶融物は、紡糸口金に供給される。溶融物は、紡糸口金を出て繊維を形成し、繊維は、冷却され、ボビン上に巻き取られる。プロセスは、以下のステップ：（１）（ａ）ポリオール成分であって、ポリオール成分が第１のポリカーボネートポリオールを含むか、又はそれからなる、ポリオール成分と、（ｂ）鎖延長剤成分と、（ｃ）ジイソシアネートと、の反応生成物である反応性熱可塑性ポリウレタン組成物を調製するステップと、（２）反応性熱可塑性ポリウレタン組成物を乾燥させるステップと、（３）反応性熱可塑性ポリウレタン組成物を押出機中で溶融するステップと、（４）イソシアネート官能性プレポリマーを押出機中に添加するステップと、（５）反応性熱可塑性ポリウレタン組成物とイソシアネート官能性プレポリマーとを押出機中で混合して、架橋熱可塑性ポリウレタンポリマーを形成するステップと、（６）架橋熱可塑性ポリウレタンポリマーを少なくとも１つの紡糸口金に供給して、溶融紡糸繊維を生成するステップと、（７）溶融紡糸繊維を冷却するステップと、（８）任意選択で、仕上げ油を塗布するステップと、（９）溶融紡糸繊維をボビンコア上に巻き取るステップと、を含む。このプロセスのステップについて、以下でより詳細に説明する。
【0040】
溶融紡糸プロセスは、予め形成された反応性ＴＰＵポリマーを押出機中に供給することから始まる。反応性ＴＰＵは、押出機中で溶融され、架橋剤は、ＴＰＵ溶融物が押出機を出る点の近くの下流に、又はＴＰＵ溶融物が押出機を出た後に、連続的に添加される。溶融物が押出機を出た後に架橋剤が添加される場合、架橋剤は、ＴＰＵポリマー溶融物への架橋剤の適切な混合を確実にするために、静的又は動的ミキサーを使用してＴＰＵ溶融物と混合される必要がある。押出機及びミキサーを出た後、架橋剤を含む溶融ＴＰＵポリマーは、マニホールド中に流入する。マニホールドは溶融ストリームを異なるストリームに分割し、各ストリームは複数の紡糸口金に供給される。通常、マニホールドから流れる各々の異なるストリームに対して溶融ポンプが存在し、各溶融ポンプはいくつかの紡糸口金に供給する。紡糸口金は小さな孔を有し、この孔を通して溶融物が押し出され、繊維の形態で紡糸口金から出る。紡糸口金の孔のサイズは、繊維の所望のサイズ（デニール）に依存する。繊維は、紡糸口金を出るときに引き伸ばされるか又は延伸され、ボビン上に巻き取られる前に冷却される。繊維は、紡糸口金を出る繊維の速度よりも速い速度でボビンを巻き取ることによって延伸される。溶融紡糸ＴＰＵ繊維について、ボビンは、通常、紡糸口金を出る繊維の速度よりも大きい速度で、例えば、いくつかの実施形態では、紡糸口金を出る繊維の速度の４～８倍の速度で巻き取られるが、特定の機器に応じて、より遅く又はより速く巻き取られ得る。典型的なボビン巻き取り速度は、１００～３０００メートル／分で変動し得るが、より典型的な速度は、ＴＰＵ溶融紡糸繊維について３００～１２００メートル／分である。シリコーン油などの仕上げ油は、通常、冷却後、ボビンに巻き取られる直前に、繊維の表面に添加される。
【0041】
溶融紡糸プロセスの重要な態様は、ＴＰＵポリマー溶融物と架橋剤との混合である。適切な均一混合は、均一な繊維特性を達成し、繊維破損を経験することなく長い実行時間を達成するために重要である。ＴＰＵ溶融物と架橋剤との混合は、プラグフロー、すなわち先入れ先出しを達成する方法であるべきである。適切な混合は、動的ミキサー又は静的ミキサーを用いて達成することができる。例えば、供給スクリュー及び混合ピンを有する動的ミキサーを使用することができる。米国特許第６，７０９，１４７号は、そのようなミキサーを記載しており、回転可能な混合ピンを有する。
【0042】
ＴＰＵは、繊維紡糸プロセス中にプレポリマー架橋剤と反応して、約５０，０００ダルトン～約４００，０００ダルトン、好ましくは約１００，０００ダルトン～約３００，０００ダルトンの繊維形態のＴＰＵの重量平均分子量（ＭＷ）を与える。ＴＰＵが紡糸口金を出る点でのＴＰＵとプレポリマー架橋剤との間の繊維紡糸プロセスにおける反応は、２０％超、好ましくは約３０％～約６０％、より好ましくは約４０％～約５０％であるべきである。ＴＰＵポリマーと架橋剤との間の典型的な先行技術のＴＰＵ溶融紡糸反応は、２０％未満、通常約１０～１５％の反応である。反応は、ＮＣＯ基の消失によって決定される。本発明のより高い％反応は、溶融強度を改善し、したがって、より高い紡糸温度を可能にし、これはＴＰＵの紡糸性を改善する。繊維は通常、分子量が横ばいになるまでボビン上でオーブン中で熟成される。
【0043】
溶融紡糸ＴＰＵ繊維は、様々なデニールで作製することができる。「デニール」という用語は、９０００メートルの繊維、フィラメント、又は糸のグラム単位の質量として定義される。それは、繊維、フィラメント、又は糸の単位長さ当たりの質量である線密度を記載しており、ＡＳＴＭ Ｄ１５７７、オプションＢに従って測定される。典型的な溶融紡糸ＴＰＵ繊維は、１０８０未満のデニールサイズ、例えば、１０～２４０デニール、又は更に２０、４０、７０、及び１４０デニールで作製される。
【0044】
本発明に従って作製された溶融紡糸繊維は、先行技術のＴＰＵ繊維によって呈されない独特の物理的特性を有する。いくつかの実施形態では、本発明の繊維は、独特の弾性特性及び耐化学薬品性を呈する。
【0045】
布地
本発明のＴＰＵ繊維は、繊維を編む若しくは織ることによって天然若しくは合成の他の繊維と組み合わされて、種々の物品において使用され得る布地を作製する。このような布地を様々な色に染色することが望ましい。
本発明のＴＰＵ繊維は、繊維を編む若しくは織ることによって天然若しくは合成の他の繊維と組み合わされて、種々の物品において使用され得る布地を作製する。このような布地を様々な色に染色することが望ましい。
【0046】
本発明の溶融紡糸ＴＰＵ繊維は、衣類衣料品を含む様々な最終用途物品を作製するために、異なるＴＰＵ繊維、綿、ナイロン、又はポリエステルなどの他の繊維と組み合わせられ得る。
【0047】
例えば、本発明による布地は、本発明の溶融紡糸ＴＰＵ繊維を、異なるＴＰＵ繊維、又はＴＰＵから作製されておらず、かつ本明細書において「硬質糸」とも称される、本発明のＴＰＵ繊維よりも弾性の低い糸と組み合わせてもよい。硬質糸としては、例えば、異なるＴＰＵ繊維、ポリエステル、ナイロン、綿、羊毛、アクリル、ポリプロピレン、又はビスコースレーヨンが挙げられ得る。一実施形態では、硬質糸は、１０％～２００％、例えば、１０％～７５％、又は更に１０％～５０％、又は更に１０％～３０％の極限伸びを有し、本発明の溶融紡糸ＴＰＵ繊維は、少なくとも３００％の極限伸び、例えば、３００％～６５０％の極限伸びを有する。繊維成分の各々は、組成物中に１～９９重量％の量で含まれ得る。最終用途における溶融紡糸ＴＰＵ繊維の重量％は、所望の弾性に応じて変動することができる。例えば、織布は１～８重量％、下着は２～５重量％、水着及びスポーツウェアは８～３０重量％、ファンデーションは１０～４５重量％、医療用ホースは３５～６０重量％の溶融紡糸ＴＰＵ繊維を有し、残りの量は硬質非弾性繊維である。これらの２つの繊維材料で作製された布地は、丸編み、経編み、製織、編組、不織布又はそれらの組み合わせを含むがこれらに限定されない、様々なプロセスによって構成することができる。一実施形態では、本発明の繊維から作製された布地は、ＡＳＴＭ Ｄ４９６４に従って測定された５０％超又は更に１００％超の延伸を有し得る。
【0048】
本出願及び以下の実施例において、以下の特性は、そのような特性を測定するための方法とともに言及される。
・調製したフィルムの引張強度をＡＳＴＭ Ｄ４１２によって測定した。
・調製したフィルムの引張永久歪みをＡＳＴＭ Ｄ４１２によって測定した。
・デニールは、線密度の尺度であり、ＡＳＴＭ Ｄ１５７７、オプションＢに従って測定する。
・デニールによって正規化された引張強度である弾性フィラメントのテナシティも、ＡＳＴＭ Ｄ２６５３に従って測定し、報告した。
・破断点伸びである弾性フィラメントの極限伸びも、ＡＳＴＭ Ｄ２６５３に従って測定し、報告した。
・弾性フィラメントについてＡＳＴＭ Ｄ２７３１に従って、それぞれの伸びにおいて本明細書で前述したように定義及び計算され、かつ報告される、ヒステリシス。
・非弾性であるポリエステルのような硬質糸については、テナシティ及び伸びを測定し、ＡＳＴＭ Ｄ２２５６規格を使用した。
・比較例及び発明例のオレイン酸耐薬品性を、ＡＳＴＭ Ｄ５４３－２０によって測定し、報告した。
・調製したフィルムの引張強度をＡＳＴＭ Ｄ４１２によって測定した。
・調製したフィルムの引張永久歪みをＡＳＴＭ Ｄ４１２によって測定した。
・デニールは、線密度の尺度であり、ＡＳＴＭ Ｄ１５７７、オプションＢに従って測定する。
・デニールによって正規化された引張強度である弾性フィラメントのテナシティも、ＡＳＴＭ Ｄ２６５３に従って測定し、報告した。
・破断点伸びである弾性フィラメントの極限伸びも、ＡＳＴＭ Ｄ２６５３に従って測定し、報告した。
・弾性フィラメントについてＡＳＴＭ Ｄ２７３１に従って、それぞれの伸びにおいて本明細書で前述したように定義及び計算され、かつ報告される、ヒステリシス。
・非弾性であるポリエステルのような硬質糸については、テナシティ及び伸びを測定し、ＡＳＴＭ Ｄ２２５６規格を使用した。
・比較例及び発明例のオレイン酸耐薬品性を、ＡＳＴＭ Ｄ５４３－２０によって測定し、報告した。
【0049】
本発明は、以下の実施例を参照することによってより良く理解されるであろう。
【0050】
実施例
表１は、耐薬品性を評価するために本発明においてフィルムを最初に作製するために使用した調製したＴＰＵ組成物を列挙する。
表１は、耐薬品性を評価するために本発明においてフィルムを最初に作製するために使用した調製したＴＰＵ組成物を列挙する。
【0051】
【表1】
【0052】
押出機を出る際に、表１からのＴＰＵ候補を、ＡＳＴＭ Ｄ５４３－２０によって化学物質（オレイン酸）曝露に供し、引張強度の低下が最も低い実施例を繊維紡糸のために選択した。表２は、表１から調製された実施例のオレイン酸耐性を比較する。
【0053】
【表2】
２試験せず
【0054】
実施例Ｇ、Ｈ、Ｌ、及びＲを、表２からのオレイン酸に対する最も高い耐性及び引張永久歪みにおける最も低い損失に起因して、繊維紡糸のために選択した。実施例Ｍ～Ｔも耐薬品性を提供したが、繊維紡糸中の加工を容易にするために、実施例Ｇ及びＨを選択した。
【0055】
繊維紡糸のために、表３に対応して列挙された１０重量％のプレポリマー架橋剤を、動的ミキサー中でＴＰＵポリマー溶融物と混合し（９０重量％のＴＰＵポリマー溶融物／１０重量％の架橋剤）、次いでマニホールドを通して紡糸口金にポンプで送った。紡糸口金から出るポリマーストリームを空気で冷却し、シリコン仕上げ油を適用し、形成された繊維をボビンに巻き取った。繊維の物理的特性を試験する前に、ボビン上の繊維を８０℃で２４時間熱熟成させた。表３は、繊維を作製するために使用したＴＰＵ及び架橋剤の組み合わせを要約する。
【0056】
【表3】
【0057】
表４及び表５のデータは、ポリカーボネート系ＴＰＵ及びポリカーボネート系プレポリマー架橋剤並びにポリカーボネート系ＴＰＵ及びポリカプロラクトン系プレポリマー架橋剤を用いて調製された繊維実施例が、予想外にも、化学曝露後に最良の性能を示すことを例示している。
【0058】
【表4】
【0059】
【表5】
【0060】
上記で言及した文献の各々は、上記に具体的に列挙されているか否かにかかわらず、優先権が主張される任意の先行出願を含めて、参照により本明細書に組み込まれる。任意の文献の言及は、そのような文献が先行技術として適格であること、又は任意の管轄区域における当業者の一般知識を構成することを認めるものではない。実施例を除いて、又は他に明示的に示されるかどうかを除いて、材料の量、反応条件、分子量、炭素原子の数などを指定する本説明における全ての数量は、「約」という語によって修飾されるものとして理解されるべきである。本明細書に記載される量、範囲、及び比の上限及び下限は、独立して組み合わされ得ることが理解されるべきである。同様に、本発明の各要素についての範囲及び量は、他の要素のうちのいずれかについての範囲又は量と一緒に使用することができる。
【0061】
本明細書で使用される場合、「含む（including）」、「含有する」、又は「を特徴とする」と同義である「含む（comprising）」という移行用語は、包括的又はオープンエンドであり、追加の列挙されていない要素又は方法ステップを除外しない。しかしながら、本明細書における「含む」の各記載において、この用語がまた、代替的な実施形態として、「から本質的になる」及び「からなる」という句を包含することが意図され、ここで、「からなる」は、指定されていない任意の要素又はステップを排除し、「から本質的になる」は、考慮中の組成物又は方法の基本的かつ新規な特徴に実質的に影響を及ぼさない追加の記載されていない要素又はステップの包含を許容する。
【0062】
本発明を例解する目的で、ある特定の代表的な実施形態及び詳細を示してきたが、本発明の範囲から逸脱することなく様々な変更及び修正を行うことができることが当業者には明らかであろう。これに関して、本発明の範囲は、以下の特許請求の範囲によってのみ限定されるべきである。
【国際調査報告】