專(zhuān)利名稱(chēng)：可熔的雙組分氨綸的制作方法
可熔的雙組分氨綸發(fā)明背景。 發(fā)明領(lǐng)域所包括的是由溶液紡絲法如氨綸(spandex)紡絲法制備的包括聚氨酯脲和聚氨酯組合物的多組分彈性纖維，該纖維的橫截面包括具有可確定的邊界的至少兩個(gè)分離的區(qū)域，其中由橫截面的邊界確定的至少一個(gè)區(qū)域包括聚氨酯脲或聚氨酯組合物。該纖維的一個(gè)區(qū)域包括增強(qiáng)對(duì)其本身或?qū)牡恼澈闲缘目扇坌愿倪M(jìn)劑。
背景技術(shù)：
聚氨酯或聚氨酯脲(PU或PUU)彈性紗能夠提供高的拉伸性(stretch)、從拉伸狀態(tài)(extension)的良好回復(fù)以及對(duì)由它們制備的制品如緯編針織物(weft knit)，經(jīng)編針織物(warp knit)，織造織物，無(wú)紡織物和其它紡織品的良好貼合(fit)。然而，對(duì)于含有PU或PUU彈性紗線(xiàn)的制品，反復(fù)地拉伸、刮劃(scratching)或切割常常引起縱向脫散 (laddering)、抽絲(running)和卷邊(curling)的問(wèn)題。這些問(wèn)題包括產(chǎn)生梯狀裂縫和縫隙、彈性紗會(huì)滑脫(slip out)、稀路(grin)或在切割邊緣上紗線(xiàn)位移(fray)并導(dǎo)致織物卷邊，這些損害制品的均勻性和外觀。在切割和縫紉過(guò)程中，在反復(fù)拉伸作用下，PU或PUU彈性紗線(xiàn)從縫合線(xiàn)(seam)中脫出(pull away)的現(xiàn)象將容易地發(fā)生，并且導(dǎo)致織物拉伸性的損失，這是所謂的“滑移(slip in)”或脫縫。雖然此類(lèi)影響發(fā)生在除PU或PUU紗之外的彈性紗線(xiàn)上，但是，歸因于PU或PUU彈性紗線(xiàn)的高拉伸能力，這些影響對(duì)于PU或PUU彈性紗線(xiàn)是尤其顯著的。此外，對(duì)于一些制品，需要高的蒸汽或熱定形效率，尤其針織襪類(lèi)(hosiery) 應(yīng)用。已經(jīng)付出相當(dāng)大的努力來(lái)開(kāi)發(fā)熱可熔的和蒸汽可定形的PU或PUU彈性紗線(xiàn)。US 專(zhuān)利申請(qǐng)出版物No 2006/0030229A1和2008/0032580A1公開(kāi)了通過(guò)將聚合物熔體紡絲所獲得的一種類(lèi)型的高度可熔的聚氨酯彈性長(zhǎng)絲，該聚合物是通過(guò)由多元醇和二異氰酸酯的反應(yīng)制備的異氰酸酯封端預(yù)聚物與由多元醇、二異氰酸酯和低分子量二醇的反應(yīng)制備的羥基封端預(yù)聚物進(jìn)行反應(yīng)來(lái)合成的?？扇鄣腜U長(zhǎng)絲具有180°C或更低的熔點(diǎn)。在100%伸長(zhǎng)率下在150°C下45秒的干熱處理將使得PU長(zhǎng)絲彼此熔合或在交叉點(diǎn)上熔合到其它彈性或非彈性長(zhǎng)絲上。然而，PU長(zhǎng)絲的低熔點(diǎn)會(huì)導(dǎo)致不令人滿(mǎn)意的耐熱性，使得在正常的消費(fèi)者應(yīng)用中發(fā)生蠕變，導(dǎo)致衣服起拱(bagging)。需要改進(jìn)的氨綸紗，它在衣服制造過(guò)程中提供可熔性、蒸汽定形能力，和提供優(yōu)異的拉伸回彈性，以克服現(xiàn)有纖維的一個(gè)或多個(gè)缺陷。發(fā)明概述
本發(fā)明涉及用于生產(chǎn)具有增強(qiáng)功能的多組分氨綸纖維的產(chǎn)品和方法。所包括的是提供更高的拉伸/回復(fù)特性和熱回彈性的溶劑紡絲聚氨酯或聚氨酯脲，它們可通過(guò)雙組分紡絲方法來(lái)制備，包括優(yōu)異的可熔性添加劑并且得到可熔的紗，該可熔的紗適合于熔合應(yīng)用如紗的縱向脫散、滑移的防止以及增強(qiáng)粘合性。
在一些實(shí)施方案中，彈性、多組分、溶液紡絲的纖維包括橫截面，其中該橫截面的至少第一個(gè)區(qū)域包括彈性體的聚氨酯或聚氨酯脲或它們的混合物；和第二個(gè)區(qū)域包括彈性體的聚氨酯或聚氨酯脲或它們的混合物以及至少一種可熔性改進(jìn)劑。該纖維可具有一根或多根長(zhǎng)絲，如單根單絲，雙根長(zhǎng)絲(兩根長(zhǎng)絲)，三根長(zhǎng)絲，等等。當(dāng)纖維具有多于一根的長(zhǎng)絲時(shí)，各長(zhǎng)絲能夠包括具有兩個(gè)或多個(gè)區(qū)域的多組分橫截面。在另一個(gè)實(shí)施方案中，織物包括彈性、多組分、溶液紡絲的纖維，該纖維包括橫截面，其中橫截面的至少第一個(gè)區(qū)域包括至少一種彈性體的聚氨酯，聚氨酯脲組合物，或它們的混合物；和第二個(gè)區(qū)域包括至少一種彈性體的聚氨酯，聚氨酯脲組合物，或它們的混合物以及至少一種可熔性改進(jìn)劑。也包括的是制備可熔的、彈性、多組分、溶液紡絲的纖維的方法，該方法包括
(a)提供第一種和第二種聚合物溶液；
(b)通過(guò)分配板(distributionplates)和孔來(lái)合并所述溶液以形成具有橫截面的長(zhǎng)
絲；
(c)經(jīng)由普通的毛細(xì)管擠出該長(zhǎng)絲；和
(d)從長(zhǎng)絲中除去溶劑；
其中該橫截面包括在聚合物溶液之間的邊界；
其中第一種和第二種聚合物溶液中的每一種獨(dú)立地包括彈性體聚氨酯，聚氨酯脲，或它們的混合物；和
其中第二種聚合物溶液包括可熔性改進(jìn)劑；
其中可熔、彈性、多組分、溶液紡絲的纖維包括多個(gè)區(qū)域橫截面，其中第一種聚合物溶液對(duì)應(yīng)于該橫截面的第一個(gè)區(qū)域和第二種聚合物溶液對(duì)應(yīng)于橫截面的第二個(gè)區(qū)域。在進(jìn)一步的實(shí)施方案中，纖維包括包含橫截面的彈性、多組分、溶液紡絲的纖維， 其中橫截面的至少第一個(gè)區(qū)域包括彈性體聚氨酯，或聚氨酯脲，或它們的混合物；和第二個(gè)區(qū)域包括彈性體聚氨酯，或聚氨酯脲，或它們的混合物以及至少一種可熔性改進(jìn)劑，該改進(jìn)劑包括具有約100°C到約180°C的熔點(diǎn)的至少一種低溫熔融聚氨酯；和
其中第一個(gè)區(qū)域包括具有約190°C到約250°C的高熔點(diǎn)的彈性體聚氨酯。


圖1顯示在一些實(shí)施方案中能夠?qū)崿F(xiàn)的纖維橫截面的例子。圖2是一些實(shí)施方案的噴絲板的橫截面的示意圖。圖3是一些實(shí)施方案的噴絲板的橫截面的示意圖。圖4是一些實(shí)施方案的噴絲板的橫截面的示意圖。圖5是實(shí)施例1的纖維的差示掃描量熱結(jié)果的描繪。該掃描是以10°C /分鐘的速度從-100°C掃描到350°C。圖6是一些實(shí)施方案的熔合紗的SEM顯微照片。發(fā)明詳述定義
在這里使用的術(shù)語(yǔ)“多組分纖維”是指具有不同組成的至少兩根單獨(dú)和清晰區(qū)域(有可辨別的邊界)的纖維，即，沿著纖維長(zhǎng)度方向連續(xù)的不同組成的兩個(gè)或多個(gè)區(qū)域。這不同于聚氨酯或聚氨酯脲混合物，其中多于一種的組成被摻混以形成沿著纖維長(zhǎng)度方向沒(méi)有清晰和連續(xù)邊界的纖維。該術(shù)語(yǔ)“多個(gè)組分纖維”和“多組分纖維”是同義詞并且在這里可互換使用。該術(shù)語(yǔ)“組成不同”被定義為包括不同聚合物、共聚物或混合物的兩種或多種組成或具有一種或多種不同添加劑的兩種或多種組成，其中包含在組成中的聚合物可以是相同或不同的。當(dāng)兩種對(duì)比的組合物包括不同的聚合物和不同的添加劑時(shí)，它們也是“組成不同的”。該術(shù)語(yǔ)“邊界”，“(復(fù)數(shù)個(gè))邊界”和“邊界區(qū)域”用于描述在多組分纖維橫截面的不同區(qū)域之間的接觸點(diǎn)。該接觸點(diǎn)是“輪廊分明的”，其中在兩個(gè)區(qū)域的組成之間有最小重疊或沒(méi)有重疊。當(dāng)在兩個(gè)區(qū)域之間有重疊時(shí)，邊界區(qū)域?qū)▋蓚€(gè)區(qū)域的混合物。這一混合的區(qū)域可以是在混合的邊界區(qū)域與其它兩個(gè)區(qū)域當(dāng)中的每一個(gè)之間有單獨(dú)邊界的單獨(dú)的、 均勻混合的部分(section)。另外，邊界區(qū)域可包括這樣的梯度與第一個(gè)區(qū)域鄰接的較高濃度的第一個(gè)區(qū)域的組成到與第二個(gè)區(qū)域鄰近的較高濃度的第二個(gè)區(qū)域組成。在這里使用的“溶劑”指有機(jī)溶劑如二甲基乙酰胺(DMAC)，二甲基甲酰胺(DMF)和 N-甲基吡咯烷酮。在這里使用的術(shù)語(yǔ)“溶液紡絲”包括從溶液制備纖維的工藝，它們能夠是濕紡或干紡工藝，兩者是纖維生產(chǎn)的普通技術(shù)。提供良好蒸汽定形能力和優(yōu)異的粘合性能的低熔點(diǎn)聚氨酯(PU)組合物 (Tm<180°C )典型地得到差的抗蠕變性，低強(qiáng)度，和差的拉伸回彈性。此外，此低熔點(diǎn)PU組合物不適合于纖維成形工藝和高溫紡織加工需求。本發(fā)明在多組分纖維結(jié)構(gòu)如雙組分纖維結(jié)構(gòu)中，以具有低熔點(diǎn)粘合劑配制劑的溶液紡絲聚氨酯/聚氨酯脲組合物為基礎(chǔ)，兼顧了優(yōu)異的拉伸和回復(fù)性能。聚氨酯嵌段共聚物的性能取決于尿烷和多元醇鏈段的相分離，使得硬的尿烷疇 (domains)用作柔性鏈段基質(zhì)中的交聯(lián)點(diǎn)(crosslinks)。該尿烷疇是通過(guò)所選擇的擴(kuò)鏈劑的含量和質(zhì)量來(lái)控制的。商業(yè)上重要的二醇擴(kuò)鏈劑包括，沒(méi)有限制，乙二醇，1，3-丙二醇 (PDO)，1，4- 丁二醇(1，4-BD0或BD0)，和1，6-已二醇(HDO)。所有的這些二醇擴(kuò)鏈劑形成聚氨酯，該聚氨酯相分離良好并且形成輪廓清晰的硬鏈段疇以及全部適合于熱塑性聚氨酯，只是乙二醇除外。因?yàn)樗纬傻哪蛲樵诟叩挠叉湺嗡较掳l(fā)生不利的降解。表1列出了從一些普通的擴(kuò)鏈劑形成的聚氨酯的典型的硬鏈段熔點(diǎn)范圍。高于200°C的加工溫度對(duì)于普通的TPU組合物是不利的，歸因于在加工過(guò)程中的熱降解和伴隨的性能損失。另外，從高的硬鏈段熔點(diǎn)的組成所形成的PU傳統(tǒng)上得到改進(jìn)的彈性和熱回彈性并且是紡織品加工更需要的。具有高的硬鏈段熔點(diǎn)的聚氨酯纖維能夠僅僅從傳統(tǒng)的溶液紡絲工藝生產(chǎn)，以得到優(yōu)異的拉伸/回復(fù)性能。
各種不同的聚氨酯或聚氨酯脲組合物根據(jù)本發(fā)明可用于第一個(gè)區(qū)域和第二個(gè)區(qū)域中的任何一個(gè)或兩個(gè)中。也可包括附加的區(qū)域。下面描述有用的聚氨酯/聚氨酯脲組合物?！獋€(gè)實(shí)施方案提供由溶液紡絲(干紡或濕紡)得到的熱可熔和能夠蒸汽定形的氨綸彈性紗。該纖維包括單絲結(jié)構(gòu)或復(fù)絲結(jié)構(gòu)。纖維的各長(zhǎng)絲(或?qū)τ趩谓z而言纖維本身) 是沿著纖維的橫截面具有可辨別的區(qū)域的雙組分纖維，如皮芯型結(jié)構(gòu)或并列型結(jié)構(gòu)。該芯是第一個(gè)區(qū)域和該皮是第二個(gè)區(qū)域。可以包括附加的區(qū)域以便提供不同的橫截面，如并列型結(jié)構(gòu)與皮芯型結(jié)構(gòu)的結(jié)合，或皮芯型結(jié)構(gòu)與附加的皮區(qū)域的結(jié)合。對(duì)于可熔的纖維，第二個(gè)區(qū)域(它可以是皮)的特別有用的組成可以包括
A.聚合物混合物，其中第一種組分包括具有高熔點(diǎn)的至少一種聚氨酯，具有約190°C 到約250°C的熔點(diǎn)的聚氨酯，以及具有約200°C或更高的熔點(diǎn)的那些聚氨酯和可熔性改進(jìn)劑如低溫熔融聚氨酯。有用的低熔點(diǎn)聚氨酯包括具有約50°C到約150°C的熔點(diǎn)的那些聚氨酯，尤其熔點(diǎn)低于120°C的那些聚氨酯；或
B.混合物，其中第一種組分包括具有高熔點(diǎn)的至少一種聚氨酯，如具有約190°C到約 250°C的熔點(diǎn)的聚氨酯，以及具有約200°C或更高的熔點(diǎn)的那些聚氨酯和用于后續(xù)的基材粘結(jié)的至少一種粘合劑材料或可熔性改進(jìn)劑，其中該粘合劑材料是可熔性改進(jìn)劑；或
C.至少一種聚氨酯和至少一種粘性可熔性改進(jìn)劑的混合物。A，B和C的結(jié)合和變換也是可設(shè)想的。也可包括附加的添加劑。對(duì)于可熔的纖維，第一個(gè)區(qū)域(它可以是芯)的特別有用的組成可以包括
1)具有高熔點(diǎn)的至少一種聚氨酯，如具有約190°C到約250°C的熔點(diǎn)的聚氨酯，以及具有約200°C或更高的熔點(diǎn)的那些聚氨酯；或
2)具有200°C到250°C的高熔點(diǎn)的聚氨酯與具有低于180°C的低熔點(diǎn)的聚氨酯的混合物，或，
3)至少一種聚氨酯和至少一種聚氨酯脲的混合物；或
4)聚氨酯脲，包括熔點(diǎn)大于的那些。一些實(shí)施方案的雙組分纖維能夠包括各種各樣的第一個(gè)區(qū)域與第二個(gè)區(qū)域的比率。該第二個(gè)區(qū)域(它也能夠是在皮芯型結(jié)構(gòu)中的皮)能夠以基于纖維重量的約1%-約60% 的量存在，包括纖維重量的約1%_約50wt%，纖維重量的約10%-約35wt%，和纖維重量的約 5% —約 30wt%o一些實(shí)施方案的可熔的纖維能夠具有大于50%的蒸汽定形效率。該纖維也能夠具有大于0. 15cN/分特的熔合強(qiáng)度。一些實(shí)施方案是包括溶液紡絲聚合物組合物的多組分或雙組分纖維，該組合物包括聚氨酯、聚氨酯脲或它們的混合物。多組分纖維的不同區(qū)域的組成包括不同的聚合物組合物聚合物是不同的，添加劑是不同的，或聚合物和添加劑兩者都是不同的。具有溶液紡絲部分和熔融紡絲部分的多組分纖維也包括在內(nèi)。聚氨酯脲和聚氨酯組合物
用于制備纖維或長(zhǎng)鏈合成聚合物的聚氨酯脲組合物，它包括至少85wt%的鏈段聚氨酯。典型地，這些包括聚合二醇，后者與二異氰酸酯反應(yīng)以形成NCO封端的預(yù)聚物(“封端二醇”)，其然后溶于合適的溶劑如二甲基乙酰胺、二甲基甲酰胺或N-甲基吡咯烷酮中，其次(secondarily)與雙官能的擴(kuò)鏈劑進(jìn)行反應(yīng)。當(dāng)擴(kuò)鏈劑是二醇時(shí)，聚氨酯是在第二步驟中形成的(并且在沒(méi)有溶劑的情況下制備)。當(dāng)擴(kuò)鏈劑是二胺時(shí)，形成聚氨酯脲，即聚氨酯的小類(lèi)。在能夠紡絲成氨綸的聚氨酯脲聚合物的制備中，該二醇通過(guò)羥基端基與二異氰酸酯和一種或多種二胺的后續(xù)反應(yīng)來(lái)擴(kuò)鏈。在各情況下，該二醇必須進(jìn)行擴(kuò)鏈以得到具有所需性能(包括粘度)的聚合物。如果需要的話(huà)，二月桂酸二丁錫，辛酸亞錫，無(wú)機(jī)酸，叔胺如三乙胺，N，N’ - 二甲基哌嗪等等，和其它已知的催化劑可用于協(xié)助封端步驟。合適的聚合二醇組分包括數(shù)均分子量約600-約3，500的聚醚二醇，聚碳酸酯二醇，和聚酯二醇。能夠包括兩種或多種聚合二醇或共聚物的混合物。能夠使用的聚醚二醇的例子包括從環(huán)氧乙烷、環(huán)氧丙烷、氧雜環(huán)丁烷、四氫呋喃和 3-甲基四氫呋喃的開(kāi)環(huán)聚合和/或共聚合反應(yīng)，或從在各分子中具有低于12個(gè)碳原子的多元醇(如二醇或二醇混合物)如乙二醇、1，3-丙二醇、1，4-丁二醇、1，5-戊二醇、1，6-已二醇、2，2- 二甲基-1，3-丙二醇、3-甲基-1，5-戊二醇、1，7-庚二醇、1，8-辛二醇、1，9-壬二醇、1，10-癸二醇和1，12-十二烷二醇的縮聚反應(yīng)獲得的具有兩個(gè)或多個(gè)羥基的那些二醇。線(xiàn)性雙官能的聚醚多元醇是優(yōu)選的，和具有約1，700-約2，100的分子量的聚(四亞甲基醚)二醇，如官能度為2的Terathane 1800(INVISTA of Wichita, KS)，是特別合適二醇的一個(gè)例子。共聚物能夠包括聚(四亞甲基-共-亞乙基醚)二醇。能夠使用的聚酯多元醇的例子包括通過(guò)脂肪族多羧酸與在各分子中具有不多于 12個(gè)碳原子的低分子量的多元醇或它們的混合物的縮聚反應(yīng)生產(chǎn)的、具有兩個(gè)或多個(gè)羥基的那些酯二醇。合適多羧酸的例子是丙二酸，丁二酸，戊二酸，己二酸，庚二酸，辛二酸，壬二酸，癸二酸，十一烷二羧酸，和十二烷二羧酸。用于制備聚酯多元醇的合適多元醇的例子是乙二醇，1，3-丙二醇，1，4- 丁二醇，1，5-戊二醇，1，6-已二醇，新戊二醇，3-甲基-1，5-戊二醇，1，7-庚二醇，1，8-辛二醇，1，9-壬二醇，1，10-癸二醇和1，12-十二烷二醇。具有約 5°C -約50°C的熔化溫度的線(xiàn)性雙官能聚酯多元醇是特定聚酯多元醇的例子。能夠使用的聚碳酸酯多元醇的例子包括通過(guò)光氣、氯甲酸酯、碳酸二烷基酯或碳酸二烯丙基酯和在各分子中具有不多于12個(gè)碳原子的低分子量的脂肪族多元醇或它們的混合物的縮聚反應(yīng)生產(chǎn)的、具有兩個(gè)或多個(gè)羥基的那些聚碳酸酯二醇。用于制備聚碳酸酯多元醇的合適多元醇的例子是二甘醇，1，3-丙二醇，1，4- 丁二醇，1，5-戊二醇，1，6-已二醇，新戊二醇，3-甲基-1，5-戊二醇，1，7-庚二醇，1，8-辛二醇，1，9-壬二醇，1，10-癸二醇和1，12-十二烷二醇。具有約5°C -約50°C的熔化溫度的線(xiàn)性雙官能聚碳酸酯多元醇是特定聚碳酸酯多元醇的例子。該二異氰酸酯組分也能夠包括單種二異氰酸酯或不同二異氰酸酯的混合物，該混合物包括含有4，4’ -亞甲基雙(苯基異氰酸酯)和2，4’ -亞甲基雙(苯基異氰酸酯)的二苯基甲烷二異氰酸酯(MDI)異構(gòu)體混合物。能夠包括任何合適的芳族或脂肪族二異氰酸酯。能夠使用的二異氰酸酯的例子包括，但不限于，4，4’ -亞甲基雙(苯基異氰酸酯)， 2，4’ -亞甲基雙(苯基異氰酸酯)，4，4’ -亞甲基雙(環(huán)己基異氰酸酯)，1，3-二異氰酸根合-4-甲基-苯，2，2’ -甲苯二異氰酸酯，2，4’ -甲苯二異氰酸酯，和它們的混合物。特定的多異氰酸酯組分的例子包括Mondur ML (Bayer), Lupranate MI (BASF)，和 Isonate 50 0，P，(Dow Chemical)，和它們的結(jié)合。對(duì)于聚氨酯脲，擴(kuò)鏈劑可以是水或二胺擴(kuò)鏈劑?？梢园ú煌瑪U(kuò)鏈劑的結(jié)合，這取決于聚氨酯脲和所得纖維的所需性能。合適二胺擴(kuò)鏈劑的例子包括胼；1，2-乙二胺； 1，4_ 丁二胺；1，2-丁二胺；1，3-丁二胺；1，3-二氨基-2，2-二甲基丁烷；1，6_ 己二胺； 1，12-十二烷二胺；1，2-丙二胺；1，3-丙二胺；2-甲基-1，5-戊二胺；1-氨基-3，3，5-三甲基-5-氨基甲基環(huán)己烷；2，4- 二氨基-1-甲基環(huán)已烷；N-甲基氨基-雙(3-丙基胺)； 1，2-環(huán)己烷二胺；1，4-環(huán)己烷二胺；4，4’-亞甲基雙(環(huán)己基胺)；異氟爾酮二胺；2，2- 二甲基-1，3-丙二胺；間-四甲基亞二甲苯基二胺；1，3- 二氨基-4-甲基環(huán)已烷；1，3-環(huán)己烷-二胺；1，1_亞甲基-雙(4，4，- 二氨基己烷)；3-氨基甲基-3，5，5-三甲基環(huán)己烷； 1，3-戊二胺(1，3- 二氨基戊烷)；間-亞二甲苯基二胺；和Jeffamine (Texaco)。當(dāng)聚氨酯是所需要的時(shí)，擴(kuò)鏈劑是二醇。可以使用的二醇的例子包括，但不限于，乙二醇，1，3-丙二醇，1，2-丙二醇，3-甲基-1，5-戊二醇，2，2- 二甲基-1，3-丙二醇， 2，2，4-三甲基-1，5-戊二醇，2-甲基-2-乙基-1，3-丙二醇，1，4-雙(羥基乙氧基)苯，和 1，4- 丁二醇，已二醇和它們的混合物?？梢匀芜x地包括單官能的醇或伯/仲屬的單官能的胺以控制聚合物的分子量。也可包括一種或多種單官能的醇與一種或多種單官能的胺的混合物。本發(fā)明可使用的單官能醇的例子包括選自下列這些中的至少一種成員具有 1-18個(gè)碳原子的脂肪族和脂環(huán)族伯醇和仲醇，酚，取代酚，分子量低于約750 (包括分子量低于500)的乙氧基化烷基酚和乙氧基化脂肪醇，羥胺，羥甲基和羥乙基取代的叔胺，羥甲基和羥乙基取代的雜環(huán)化合物，和它們的結(jié)合物，其中包括糠醇，四氫糠醇，N-(2-羥乙基) 琥珀酰亞胺，4-(2-羥乙基)嗎啉，甲醇，乙醇，丁醇，新戊醇，己醇，環(huán)己醇，環(huán)己烷甲醇，芐醇，辛醇，十八碳醇，N，N-二乙基羥胺，2-( 二乙基氨基)乙醇，2-二甲基氨基乙醇，和4-哌啶乙醇，和它們的結(jié)合。合適單官能二烷基胺封閉劑的例子包括N，N-二乙基胺，N-乙基-N-丙基胺， N, N- 二異丙基胺，N-叔丁基-N-甲基胺，N-叔丁基-N-芐基胺，N, N- 二環(huán)己基胺，N-乙基-N-異丙基胺，N-叔丁基-N-異丙基胺，N-異丙基-N-環(huán)己基胺，N-乙基-N-環(huán)己基胺， N, N- 二乙醇胺，和2，2，6，6-四甲基哌啶。其它聚合物
本發(fā)明的多組分和/或雙組分纖維可使用的其它聚合物包括可溶或具有有限溶解度的其它聚合物，或該其它聚合物能夠以顆粒形式(例如細(xì)顆粒)包括。該聚合物可以分散或溶解在聚氨酯或聚氨酯脲溶液中，或與溶液紡絲的聚氨酯或聚氨酯脲組合物共擠出。共擠塑的結(jié)果能夠是具有并列型、同心皮芯型，或偏心皮芯型橫截面的雙組分或多組分纖維， 其中一種組分是聚氨酯脲溶液和另一種組分含有另外的聚合物。其它聚合物的例子尤其包括低熔點(diǎn)的聚氨酯(如上所述)，聚酰胺，丙烯酸類(lèi)樹(shù)脂(acrylics)，聚芳酰胺，和聚烯烴。 在一些實(shí)施方案中，非聚氨酯聚合物能夠是可熔性改進(jìn)劑，尤其當(dāng)聚合物具有低于約150°C 的熔點(diǎn)時(shí)。包括在多組分纖維中的其它聚合物包括尼龍6，尼龍6/6，尼龍10，尼龍12，尼龍 6/10，和尼龍6/12。聚烯烴包括從C2 —C^1單體制備的聚烯烴。這包括共聚物和三元共聚物，如乙烯-丙烯共聚物。有用聚烯烴共聚物的例子已公開(kāi)在授權(quán)于Datta等人的美國(guó)專(zhuān)利No. 6，867，260中，它被引入這里供參考。纖維橫截面結(jié)構(gòu)各種的不同橫截面可以用于本發(fā)明的一些實(shí)施方案。這些包括雙組分或多組分的同心或偏心皮芯型結(jié)構(gòu)和雙組分或多組分的并列型結(jié)構(gòu)。獨(dú)特的橫截面都可以設(shè)想， 只要該橫截面包括至少兩個(gè)單獨(dú)區(qū)域。備選的橫截面可以是桔瓣型結(jié)構(gòu)(Pie-slice configuration)或類(lèi)似于偏心皮芯型結(jié)構(gòu)，其中該皮僅僅部分地包圍該芯。換句話(huà)說(shuō)，橫截面的第二個(gè)區(qū)域可以部分地或完全地包圍第一個(gè)區(qū)域。不同的合適橫截面的例子示于圖1 中?？扇鄣木酆衔锟梢宰鳛槠せ虿⒘行徒Y(jié)構(gòu)或備選結(jié)構(gòu)的主要或唯一組分而包括，沒(méi)有單獨(dú)的可熔性改進(jìn)劑(其中可熔性聚合物具有所需熔點(diǎn))。在圖1中所示的全部纖維橫截面具有組成不同的第一個(gè)區(qū)域和第二個(gè)區(qū)域。44分特/3根長(zhǎng)絲紗示于圖IA和IB中，而44分特/4根長(zhǎng)絲紗示于圖IC和ID中。在各長(zhǎng)絲紗中的第一個(gè)區(qū)域包括顏料和第二個(gè)區(qū)域不包括顏料。圖IA和IB包括50/50皮芯型橫截面； 圖IC包括17/83皮芯型橫截面；和圖ID包括50/50并列型橫截面。皮芯型和并列型橫截面中的每一種包括在至少兩種的組成不同的聚氨酯脲組合物之間的邊界區(qū)域。在這些附圖的每一個(gè)中這些區(qū)域看起來(lái)似乎具有輪廊清晰的邊界，但是該邊界可以包括混合的區(qū)域。當(dāng)邊界包括混合的區(qū)域時(shí)，邊界本身是清晰的區(qū)域，后者是第一個(gè)和第二個(gè)(或第三個(gè)，第四個(gè)，等等)區(qū)域的組成的混合物。這一混合物可以是同質(zhì)的混合物或可以包括從第一個(gè)區(qū)域到第二個(gè)區(qū)域的濃度梯度。添加劑
下面列出任選地包含在聚氨酯脲組合物中的添加劑的種類(lèi)。包括示例性和非限制性的列舉。然而，附加的添加劑是現(xiàn)有技術(shù)中公知的。添加劑例子包括抗氧化劑，紫外線(xiàn)穩(wěn)定劑，著色劑，顏料，交聯(lián)劑，相變材料(石蠟)，抗菌劑，礦物(即，銅)，微囊化添加劑(即，蘆薈(aloe vera)，維生素E凝膠，蘆薈，海藻，煙堿，咖啡因，香味劑或芳香劑)，納米顆粒(即， 硅石或碳)，碳酸鈣，阻燃劑，防粘劑，耐氯降解劑，維生素類(lèi)，藥物，香料，導(dǎo)電添加劑，可染性能添加劑和/或染色助劑(如季銨鹽)。可以添加到聚氨酯脲組合物中的其它添加劑包括粘合促進(jìn)劑和可熔性改進(jìn)劑，抗靜電劑，抗蠕變劑，光學(xué)增白劑，凝固劑，導(dǎo)電劑，發(fā)光劑，潤(rùn)滑劑，有機(jī)和無(wú)機(jī)填料，防腐劑，花紋造型劑，熱致變色添加劑，驅(qū)蟲(chóng)劑，以及潤(rùn)濕劑，穩(wěn)定劑 (位阻酚，氧化鋅，位阻胺)，滑爽劑(硅油)和它們的結(jié)合物。添加劑可以提供一種或多種有益的性能，包括可染性，疏水性(即，聚四氟乙烯 (PTFE))，親水性(即，纖維素)，摩擦控制，耐氯性，耐降解性(即，抗氧化劑)，粘合性和/ 或可熔性(即，粘合劑和粘合促進(jìn)劑)，阻燃性，抗菌性能(銀、銅、銨鹽)，阻隔型性，導(dǎo)電性 (炭黑)，拉伸性能，顏色，熒光，再循環(huán)性，生物可降解性，香味，粘性控制(即，金屬硬脂酸鹽)，觸覺(jué)性能，定形能力，熱調(diào)節(jié)性能(即，相變材料)，營(yíng)養(yǎng)藥，消光劑如二氧化鈦，穩(wěn)定劑如水滑石，碳鈣鎂石和水菱鎂礦的混合物，UV屏蔽劑，和它們的結(jié)合。添加劑能夠以適合于實(shí)現(xiàn)所需效果的任何用量包括在其中。幾種添加劑可用作具有低熔點(diǎn)的可熔性改進(jìn)劑，包括在一些實(shí)施方案中。這些添加劑包括以聚醚、聚酯、聚碳酸酯和聚己內(nèi)酯或它們的混合物為基礎(chǔ)的水分固化、熱粘結(jié)和反應(yīng)性的熱熔體等級(jí)(hot-melt grades)的線(xiàn)性芳族熱塑性聚氨酯。特定的商購(gòu)產(chǎn)品的例子尤其包括 Mor-Melt (R-5022) (Rohm and Haas)，Pellathane 2103C (Dow), Desmopan 5377, Desmopan 9375A, Texin DP7—1197 (Bayer Material Science), Pearlbond 104,106，122，123 (Merquinsa Mercados Quimicos, S. L)，和TPUA—252A (TPUCO, Taiwan)。該可熔性改進(jìn)劑能夠以為了實(shí)現(xiàn)纖維的預(yù)期可熔性所需的任何合適量包括在其中。該可熔性改進(jìn)劑能夠以約10%-約90% (重量)的皮或第二個(gè)區(qū)域的量(包括約30%-約60wt%的皮或第二個(gè)區(qū)域的量)包含在纖維的該皮或該第二個(gè)區(qū)域中。以多組分或雙組分纖維的總重量為基礎(chǔ)的可熔性改進(jìn)劑的重量百分比將取決于纖維的芯或第一個(gè)區(qū)域與皮或第二個(gè)區(qū)域的重量比。在一些情況下，該第二個(gè)皮區(qū)域可以本身是有或沒(méi)有附加的可熔性增強(qiáng)劑的可熔聚合物。裝置
雙組分纖維典型地通過(guò)熔融紡絲工藝來(lái)制備。用于這些工藝中的這些裝置可以經(jīng)過(guò)調(diào)整以便為溶液紡絲工藝所使用。干紡和濕紡是眾所周知的溶液紡絲工藝。涉及到纖維和長(zhǎng)絲(其中包括人造雙組分纖維的那些)的適宜參考文獻(xiàn)(引入在這里供參考)是例如
a.Fundamentals of Fibre Formation—The Science of Fibre Spinning and Drawing, Adrezij Ziabicki, John Wiley and Sons, London/New York, 1976 ；
b.Bicomponent Fibres, R Jeffries, Merrow Publishing Co. Ltd, 1971；
c.Handbook of Fiber Science and Technology, T. F. Cooke, CRC Press, 1993 ；
類(lèi)似的參考文獻(xiàn)包括美國(guó)專(zhuān)利No 5，162，074和5，256，050 (引入在這里供參考)，它們描述了用于雙組分纖維生產(chǎn)的方法和設(shè)備。聚合物經(jīng)由模頭擠出以形成纖維是用普通設(shè)備，例如擠出機(jī)、齒輪泵等來(lái)進(jìn)行的。 優(yōu)選的是采用單獨(dú)的齒輪泵將聚合物溶液供應(yīng)到模頭。當(dāng)混合為功能性所需要的添加劑時(shí)，該聚合物混合物優(yōu)選在靜態(tài)混合器中被混合，例如，在齒輪泵的上游，以獲得組分的更均勻的分散。在擠出之前，各氨綸溶液能夠借助于控制溫度的夾套式容器來(lái)單獨(dú)加熱并且經(jīng)過(guò)過(guò)濾以改進(jìn)紡絲產(chǎn)率。在本發(fā)明的舉例說(shuō)明的實(shí)施方案中，兩種不同的聚合物溶液被引入在40-90°C下操作的分段的(segmented)、夾套式換熱器中。該擠出模頭和板是根據(jù)所需纖維結(jié)構(gòu)來(lái)布置的，并且在圖2中以皮芯型結(jié)構(gòu)，在圖3中以偏心皮芯型結(jié)構(gòu)，和在圖4中以并列型結(jié)構(gòu)來(lái)舉例說(shuō)明。在所有情況下，剛好在毛細(xì)管的上方合并組分流。預(yù)熱的溶液從供料口(2)和 (5)引導(dǎo)通過(guò)篩網(wǎng)(7)到達(dá)分配板(4)和到達(dá)噴絲板(9)之上，該噴絲板由墊片(8)定位和用螺母(6)支持。描述在圖2，3和4中的擠出模頭和板可以與在美國(guó)專(zhuān)利No. 6，M8，273 (引入在這里供參考)中所述的普通的氨綸紡絲池(spin cell)—起使用。該雙組分氨綸纖維也可以通過(guò)單獨(dú)的毛細(xì)管來(lái)制備以形成單獨(dú)的長(zhǎng)絲，這些長(zhǎng)絲隨后凝聚以形成單根纖維。本發(fā)明的特征和優(yōu)點(diǎn)將通過(guò)下面的實(shí)施例來(lái)更完全地展示，這些實(shí)施例用于舉例說(shuō)明的目的提供，并且無(wú)論如何不認(rèn)為限制本發(fā)明。制造纖維的方法
一些實(shí)施方案的纖維是通過(guò)聚氨酯或聚氨酯-脲聚合物從含有普通的尿烷聚合物溶劑(例如DMAc)的溶液的溶液紡絲(濕紡或干紡)來(lái)生產(chǎn)的。該聚氨酯或聚氨酯脲聚合物溶液可以包括任何的以上所述的組合物或添加劑。該聚氨酯脲是通過(guò)有機(jī)二異氰酸酯與合適的二醇按照在1.6至2. 3范圍內(nèi)、優(yōu)選1.8至2.0范圍內(nèi)的二異氰酸酯二醇摩爾比進(jìn)行反應(yīng)生產(chǎn)“封端二醇”而制備的。該封端二醇然后與二胺擴(kuò)鏈劑的混合物進(jìn)行反應(yīng)。在所形成的聚合物中，該柔性鏈段是聚合物鏈的聚醚/氨酯部分。這些柔性鏈段顯示出低于 60°C的熔點(diǎn)。硬鏈段是聚合物鏈的聚氨酯/脲部分；這些具有高于200°C的熔點(diǎn)。該硬鏈段占聚合物總重量的5. 5-12%，優(yōu)選6-10%。聚氨酯聚合物是通過(guò)有機(jī)二異氰酸酯與合適的二醇按照在2. 2至3. 3范圍內(nèi)、優(yōu)選2. 5至2. 95范圍內(nèi)的二異氰酸酯二醇摩爾比進(jìn)行反應(yīng)生產(chǎn)“封端二醇”而制備的。該封端二醇然后與二醇擴(kuò)鏈劑的混合物進(jìn)行反應(yīng)。硬鏈段是聚合物鏈的聚氨酯鏈段；這些具有150 - 240°C的熔點(diǎn)范圍。該硬鏈段能夠占聚合物總重量的10-20%，優(yōu)選13-7. 5%。在制備纖維的一個(gè)實(shí)施方案中，含有30-40%聚合物固體的聚合物溶液通過(guò)分配板和孔的所需布置被計(jì)量通過(guò)以形成長(zhǎng)絲。分配板經(jīng)過(guò)布置以同心皮芯型，偏心皮芯型，和并列型布置中的一種布置合并聚合物流，隨后經(jīng)由普通的毛細(xì)管被擠出。擠出的長(zhǎng)絲通過(guò)處于300°C -400°C和按照至少10:1的氣體聚合物質(zhì)量比的熱惰性氣體的引入來(lái)干燥，并且以至少400米/分鐘(優(yōu)選至少600m/min)的速度拉伸和然后以至少500米/分鐘(優(yōu)選至少750 m/min)速度卷取。下面給出的全部實(shí)施例是以80°C的擠出溫度，在熱的惰性氣體氣氛中，在762 m/min的卷取速度下來(lái)進(jìn)行的。標(biāo)準(zhǔn)的工藝條件是現(xiàn)有技術(shù)中公知的。根據(jù)本發(fā)明從彈性纖維形成的紗一般具有至少0.6 cN/dtex的斷裂強(qiáng)度，至少 400%的斷裂伸長(zhǎng)率，至少27 mg/dtex的在300%伸長(zhǎng)率下的無(wú)載荷模量。紗和織物能夠通過(guò)任何普通方式從這里所述的彈性多組分纖維制備。該彈性紗能夠被第二種紗如硬紗(hard yarn)所覆蓋。合適的硬紗尤其包括尼龍，丙烯酸類(lèi)樹(shù)，棉，聚酯和它們的混合物。包覆的(covered)紗能夠包括單層包覆的(single covered)，雙層包覆的，空氣包覆的，包芯紗和包芯加捻的紗。一些實(shí)施方案的彈性紗能夠包括在各種的結(jié)構(gòu)如針織物(經(jīng)編針織物和緯編針織物)，機(jī)織織物，和無(wú)紡織物中。這些可用于針織襪類(lèi)，襪子，襯衫衣料，貼身內(nèi)衣，泳衣，下半身月艮裝(bottoms)禾口無(wú)坊織物衛(wèi)生結(jié)構(gòu)體(nonwoven hygiene structures)。當(dāng)紗的熔合或粘合是所希望的時(shí)，這能夠通過(guò)暴露于熱和/或處于達(dá)到3. 5巴的靜壓(取決于可熔性改進(jìn)劑的組成)來(lái)實(shí)現(xiàn)。加熱能夠以蒸汽或干熱來(lái)施加。針織襪類(lèi)的合適熔合條件能夠包括，當(dāng)使用蒸汽熱時(shí)，暴露于約105°C -約135°C達(dá)約3秒至約60秒，以及當(dāng)使用干熱時(shí)，165°C到約195°C達(dá)約3秒至約60秒。合適的熔合條件能夠根據(jù)許多因素來(lái)變化，包括所選擇的可熔性改進(jìn)劑，聚合物化學(xué)性質(zhì)，紗線(xiàn)的線(xiàn)密度，和織物結(jié)構(gòu)(即，針織，機(jī)織，等等)，等因素。對(duì)于針織襪類(lèi)，織物暴露于各種的工藝條件，包括暴露于熱和/或壓力。因此，單獨(dú)的熱定形/熔化過(guò)程是不需要的，因?yàn)榭椢锏臒岫ㄐ我矊?dǎo)致包含可熔性改進(jìn)劑或其它粘合劑的紗的熔合。在實(shí)施例中氨綸纖維的強(qiáng)度和彈性特性是根據(jù)ASTM D 2731-72的一般方法來(lái)測(cè)量的。三根長(zhǎng)絲，2-英寸(5-cm)測(cè)量長(zhǎng)度和0-300%伸長(zhǎng)循環(huán)用于每一次測(cè)量中。這些樣品在50厘米/每分鐘的恒定伸長(zhǎng)速率下循環(huán)五次。負(fù)荷功率(M200) —在初始伸長(zhǎng)過(guò)程中對(duì)于氨綸纖維施加的應(yīng)力一是在200%伸長(zhǎng)率下針對(duì)第一個(gè)循環(huán)所測(cè)量的，并且報(bào)道為對(duì)于給定旦尼爾的克-力。無(wú)載荷的功率(U200)是對(duì)于第五個(gè)無(wú)載荷循環(huán)在200%的伸長(zhǎng)率下的應(yīng)力并且也以克-力報(bào)道。在第六個(gè)伸長(zhǎng)循環(huán)中測(cè)量斷裂百分伸長(zhǎng)率和強(qiáng)度。針對(duì)經(jīng)歷了五個(gè)0-300%伸長(zhǎng)率/松弛循環(huán)的樣品也測(cè)量百分定形率(percent set)。該百分定形率，％S，作為以下計(jì)算
%S = 100(Lf - Lo)/Lo
其中Lo和Lf分別是在5個(gè)伸長(zhǎng)/松弛循環(huán)之前和之后，當(dāng)在沒(méi)有張力下拉直時(shí)的長(zhǎng)絲(紗)長(zhǎng)度。為了測(cè)定蒸汽定形(它模擬針織襪類(lèi)加工和定形操作)，在直的無(wú)張力條件下具有 Yo (適宜地10厘米)的所選擇長(zhǎng)度的樣品被拉伸到其初始長(zhǎng)度的3倍達(dá)到約2分鐘，然后松馳。此模擬包覆操作，其中氨綸在被普通的紗包覆的同時(shí)被牽伸(drafted)。這樣拉伸和松馳的氨綸試驗(yàn)樣品然后被放入沸水浴中30分鐘。暴露于沸水模擬染色操作。樣品然后從該沸水浴中取出，干燥，和拉伸到它的浴后松馳長(zhǎng)度的兩倍。在處于這一拉伸條件下的同時(shí)，樣品在121°C的蒸汽氣氛中暴露30秒。該蒸汽處理模擬針織襪類(lèi)定形。在從蒸汽氣氛中取出后，讓樣品干燥，然后測(cè)量它的直的無(wú)張力長(zhǎng)度Yf。蒸汽定形率(SS，％)然后根據(jù)下式來(lái)計(jì)算
%SS = 100 (Yf-Yo)/Yo
通過(guò)將15cm長(zhǎng)的樣品安放在三角形的可調(diào)節(jié)框架上來(lái)測(cè)量紗可熔性，其中角頂 (vertex)在框架上居中并且三角形具有兩個(gè)7. 5cm的相等邊長(zhǎng)。同樣長(zhǎng)度的第二根長(zhǎng)絲從相對(duì)側(cè)安放在框架上，使得兩根紗以單個(gè)接觸點(diǎn)相交和交叉。纖維松馳到5cm，然后暴露于洗浴一小時(shí)，漂洗，空氣干燥，和隨后暴露于染料浴中 30分鐘，漂洗，和空氣干燥。有纖維的框架從5cm長(zhǎng)度調(diào)節(jié)到30cm長(zhǎng)度，然后在121°C的蒸汽中暴露30秒，冷卻3分鐘，然后松馳。紗從框架上取下和轉(zhuǎn)移到拉伸測(cè)試機(jī)，其中各紗在一端被夾持，讓接觸點(diǎn)位于夾具之間。紗以100%/分鐘伸長(zhǎng)，斷裂該接觸點(diǎn)的力(克-力)記錄為熔合強(qiáng)度。本發(fā)明的特征和優(yōu)點(diǎn)將通過(guò)下面的實(shí)施例來(lái)更完全地展示，這些實(shí)施例用于舉例說(shuō)明的目的，并且無(wú)論如何不認(rèn)為限制本發(fā)明。
實(shí)施例對(duì)于下面的實(shí)施例1-3，通過(guò)高熔點(diǎn)聚氨酯彈性體聚合物從N，N-二甲基乙酰胺 (DMAc) CAS No 127-19-50的溶液中干紡來(lái)生產(chǎn)纖維。為了為最終纖維提供足夠的熱穩(wěn)定性，如下制備高熔點(diǎn)聚氨酯聚合物并且用作芯和皮組成的基礎(chǔ)。通過(guò)將MDI ((苯，1，1-亞甲基雙[異氰酸根_] CAS No [26447-40-5])和2000數(shù)均分子量的PTMEG (聚(氧_1，4- 丁烷二基)，α-氧-ω-輕基，CAS No 25190-06-1)的混合物加熱至75°C保持2小時(shí)，來(lái)制備具有2. 70的封端比率的聚氨酯預(yù)聚物。該預(yù)聚物隨后在DMAc中溶解到大約39%固體的水平。該預(yù)聚物溶液然后通過(guò)足夠乙二醇(CAS No 107-21-1)的添加，使40°C落球溶液粘度提高至4000泊而擴(kuò)鏈。一旦該溶液達(dá)到目標(biāo)粘度，通過(guò)添加單官能醇(1-丁醇(CAS No 71-36-3))來(lái)終止聚合反應(yīng)。含有35-40%聚合物固體的聚合物溶液通過(guò)分配板和孔的所需布置被計(jì)量通過(guò)以形成長(zhǎng)絲。分配板經(jīng)過(guò)布置以同心皮芯型布置合并聚合物流，隨后經(jīng)由普通的毛細(xì)管被擠出。擠出的長(zhǎng)絲通過(guò)處于320°C -440°C和按照至少10:1的氣體聚合物質(zhì)量比的熱惰性氣體的引入來(lái)干燥，并且以至少400米/分鐘(優(yōu)選至少600m/min)的速度拉伸和然后以至少500米/分鐘(優(yōu)選至少750 m/min)速度卷取。從這些彈性纖維形成的紗一般具有至少1 cN/dtex的斷裂強(qiáng)度，至少400%的斷裂伸長(zhǎng)率，至少0. 2 cN/dtex的M200。實(shí)施例1
由Merquinsa Mercados Quimicos,S. L (Pearlbond 122)供應(yīng)的線(xiàn)性聚己內(nèi)酯型聚氨酯被溶解，和以30%重量比與所制備的高熔點(diǎn)PU聚合物(如上所述)混合以形成35% DMAc 溶液，和作為皮組分被擠出。芯溶液由在DMAc中的高溫PU聚合物組成，并且與該皮溶液按照4:1比率混合以形成22分特的雙長(zhǎng)絲紗。產(chǎn)品以700 m/min收取，并在用硅油涂覆之后以850 m/min卷取在卷裝上。包括可熔性、蒸汽定形效率、和拉伸性能的產(chǎn)品性能列于表2 中。差示掃描量熱計(jì)追蹤(圖5)說(shuō)明了對(duì)于可熔添加劑的在約56°C處的低熔點(diǎn)轉(zhuǎn)變。實(shí)施例2
由Bayer Material Science, USA(Desmopan 5377A)供應(yīng)的熱塑性聚氨酯彈性體(酯 /醚)被溶解，和以60%重量比與所制備的高熔點(diǎn)PU聚合物(如上所述)混合以形成36% DMAc溶液，并作為皮組分被擠出。芯溶液由在DMAc中的高熔點(diǎn)PU聚合物組成并且與皮溶液按照4:1比率混合以形成22分特的雙長(zhǎng)絲紗。產(chǎn)品以700 m/min收取，并在涂覆硅油之后以850 m/min卷取在卷裝上。包括可熔性、蒸汽定形效率、和拉伸性能在內(nèi)的產(chǎn)品性能列于表2中。實(shí)施例3 (對(duì)比)
所制備的高溫PU聚合物(如上所述)，作為39% DMAc溶液，在沒(méi)有改性的情況下作為皮和芯組分按照4:1比率被擠出，以形成22分特的雙長(zhǎng)絲紗。產(chǎn)品以700 m/min收取(drawn away)，并在涂覆硅酮型的整理油劑之后以850 m/min卷取在卷裝上。包括可熔性、蒸汽定形效率、和拉伸性能的產(chǎn)品性能列于表2中。在商購(gòu)的Menegatto或ICBT包紗機(jī)上，實(shí)施例的紗(實(shí)施例1-3)被11分特/7 直絲聚酰胺 66 直絲紗(flat lldtex/7 filament flat polyamide 66 yarn)包覆。彈性紗的牽伸比是2. 8x和包覆系數(shù)(cover factor)是1500 tpm。針織襪樣品在商購(gòu)的針織機(jī)如Lonati 400圓襪機(jī)上進(jìn)行針織。包覆的紗在每一個(gè)線(xiàn)圈橫列、經(jīng)平組織結(jié)構(gòu)中針織，該針織結(jié)構(gòu)允許在各接觸點(diǎn)上彈性紗的熔合。當(dāng)可熔的紗包括在交替線(xiàn)圈橫列中時(shí)，也可實(shí)現(xiàn)足夠的熔合。在高壓釜和裝置的標(biāo)準(zhǔn)操作后，衣服在蒸汽室內(nèi)的標(biāo)準(zhǔn)定形設(shè)備上在110°C和 130°C下定形10-60秒。通過(guò)將衣服安放在開(kāi)發(fā)的板上來(lái)測(cè)試足夠的可熔性，它將導(dǎo)致在穿戴過(guò)程中典型的伸長(zhǎng)。通過(guò)用刀或剪刀引起彈性紗的破裂來(lái)形成刺孔。如果在模板(form) 上由伸長(zhǎng)引起的彈性紗的力低于由彈性紗的熔合所產(chǎn)生的力，則該孔不會(huì)增大尺寸。如果彈性紗的力是更高的，則熔合點(diǎn)不會(huì)保持完整，并且該針織結(jié)構(gòu)將會(huì)散開(kāi)(所謂的脫絲或縱向脫散)。視覺(jué)上觀察衣服的縱向脫散特性并且在表2中標(biāo)明。針織的針織襪(實(shí)施例 1)的粘結(jié)形成和熔合質(zhì)量的SEM分析結(jié)果示于圖6中，其中雙長(zhǎng)絲組分22分特紗10具有熔合點(diǎn)11并且被尼龍包覆紗12的較小長(zhǎng)絲所包圍。
權(quán)利要求
1.纖維，包括包含橫截面的彈性、多組分、溶液紡絲的纖維，其中該橫截面的至少第一個(gè)區(qū)域包括彈性體聚氨酯，或聚氨酯脲，或它們的混合物；和第二個(gè)區(qū)域包括彈性體聚氨酯，或聚氨酯脲，或它們的混合物以及至少一種可熔性改進(jìn)劑。
2.權(quán)利要求1的纖維，其中該纖維包括單絲結(jié)構(gòu)或復(fù)絲結(jié)構(gòu)。
3.權(quán)利要求1的制品，其中該可熔性改進(jìn)劑包括具有低于約180°C的熔點(diǎn)的至少一種低溫熔融聚氨酯。
4.權(quán)利要求3的纖維，其中該低溫熔融聚氨酯具有約50°C-約150°C的熔點(diǎn)。
5.權(quán)利要求4的纖維，其中該低溫熔融聚氨酯具有低于約120°C的熔點(diǎn)。
6.權(quán)利要求1的纖維，其中該第二個(gè)區(qū)域鄰接或至少部分地包圍該第一個(gè)區(qū)域。
7.權(quán)利要求1的纖維，其中該第一個(gè)區(qū)域包括具有約190°C-約250°C的高熔點(diǎn)的彈性體聚氨酯。
8.權(quán)利要求1的纖維，其中該第一個(gè)區(qū)域包括具有約高于約的熔點(diǎn)的聚氨酯脲。
9.權(quán)利要求6的纖維，其中該第二個(gè)區(qū)域包括約llwt%-約60wt%的該纖維。
10.權(quán)利要求6的纖維，其中該第二個(gè)區(qū)域包括約5wt%-約30wt%的該纖維。
11.權(quán)利要求1的纖維，其中該第一個(gè)區(qū)域是芯和該第二個(gè)區(qū)域是皮。
12.權(quán)利要求1的纖維，其中該彈性的、多組分、溶液紡絲的纖維具有大于50%的蒸汽定形效率。
13.權(quán)利要求1的纖維，其中該彈性的、多組分、溶液紡絲的纖維具有大于0.15cN/分特的熔合強(qiáng)度。
14.包括彈性的、多組分、溶液紡絲的纖維的織物，該纖維包括橫截面，其中該橫截面的至少第一個(gè)區(qū)域包括至少一種彈性體聚氨酯，聚氨酯脲組合物，或它們的混合物；和包括第二個(gè)區(qū)域，該第二個(gè)區(qū)域包括至少一種彈性體聚氨酯，聚氨酯脲組合物，或它們的混合物以及至少一種可熔性改進(jìn)劑。
15.權(quán)利要求14的織物，其中該可熔性改進(jìn)劑包括至少一種低溫熔融聚氨酯。
16.權(quán)利要求15的織物，其中該低溫熔融聚氨酯可熔性改進(jìn)劑具有約50°C到約150°C 的熔點(diǎn)。
17.權(quán)利要求16的織物，其中該低溫熔融聚氨酯可熔性改進(jìn)劑具有低于約120°C的熔點(diǎn)ο
18.權(quán)利要求14的織物，其中該第二個(gè)區(qū)域鄰近或至少部分地包圍該第一個(gè)區(qū)域，或其中該第一個(gè)區(qū)域是芯和該第二個(gè)區(qū)域是皮。
19.權(quán)利要求14的織物，其中在每根長(zhǎng)絲中該第一個(gè)區(qū)域和該第二個(gè)區(qū)域是并列型。
20.權(quán)利要求14的織物，其中該第一個(gè)區(qū)域包括聚合物，該聚合物選自(a)具有約 190°C到約250°C的高熔點(diǎn)的彈性體聚氨酯；(b)具有大于約240°C的熔點(diǎn)的聚氨酯脲，和它們的混合物。
21.權(quán)利要求14的織物，其中該彈性的、多組分、溶液紡絲的纖維是包覆的。
22.權(quán)利要求14的織物，其中該彈性的、多組分、溶液紡絲的纖維被聚酰胺(尼龍)， 棉，聚酯，或它們的結(jié)合所包覆。
23.權(quán)利要求14的織物，其中該彈性的、多組分、溶液紡絲的纖維是可熔的。
24.權(quán)利要求14的織物，其中該織物包括針織物、機(jī)織物、或無(wú)紡織物結(jié)構(gòu)。
25.權(quán)利要求14的織物，其中該織物包括針織襪類(lèi)，襪子，襯衫衣料，貼身內(nèi)衣，泳衣， 下半身服裝和無(wú)紡織物衛(wèi)生結(jié)構(gòu)體。
26.制備可熔的、彈性的、多組分、溶液紡絲的纖維的方法，該方法包括(a)提供第一種和第二種聚合物溶液；(b)通過(guò)分配板和孔來(lái)合并所述溶液以形成具有橫截面的長(zhǎng)絲；(c)經(jīng)由普通的毛細(xì)管擠出該長(zhǎng)絲；和(d)從該長(zhǎng)絲中除去溶劑；其中該橫截面包括在該聚合物溶液之間的邊界；其中該第一種和該第二種聚合物溶液中的每一種獨(dú)立地包括彈性體聚氨酯，聚氨酯脲，或它們的混合物；和其中該第二種聚合物溶液包括可熔性改進(jìn)劑；其中該可熔的、彈性的、多組分、溶液紡絲的纖維包括多個(gè)區(qū)域橫截面，其中該第一種聚合物溶液對(duì)應(yīng)于該橫截面的第一個(gè)區(qū)域和該第二種聚合物溶液對(duì)應(yīng)于該橫截面的第二個(gè)區(qū)域。
27.纖維，包括包含橫截面的彈性的、多組分、溶液紡絲的纖維，其中該橫截面的至少第一個(gè)區(qū)域包括彈性體聚氨酯，或聚氨酯脲，或它們的混合物；和包括第二個(gè)區(qū)域，該第二個(gè)區(qū)域包括彈性體聚氨酯，或聚氨酯脲，或它們的混合物以及至少一種可熔性改進(jìn)劑，該可熔性改進(jìn)劑包括具有約50°C到約150°C的熔點(diǎn)的至少一種低溫熔融聚氨酯；和該第一個(gè)區(qū)域包括具有約190°C -約250°C的高熔點(diǎn)的彈性體聚氨酯。
全文摘要
所包括的是包括聚氨酯脲和聚氨酯組合物的氨綸纖維的，由溶液-紡絲工藝如干紡或濕紡制備的多組分彈性纖維。這些纖維具有包括至少兩個(gè)有可確定邊界的單獨(dú)區(qū)域的橫截面，其中由橫截面的邊界確定的至少一個(gè)區(qū)域包括聚氨酯脲或聚氨酯組合物。纖維的一個(gè)區(qū)域包括增強(qiáng)對(duì)其本身或?qū)牡恼澈闲缘目扇坌愿倪M(jìn)劑。
文檔編號(hào)D01F6/70GK102257195SQ200980150808
公開(kāi)日2011年11月23日 申請(qǐng)日期2009年10月12日 優(yōu)先權(quán)日2008年10月17日
發(fā)明者王 D., W. 史密斯 S., 巴克 W., 劉洪 申請(qǐng)人:英威達(dá)技術(shù)有限公司