CN101107389A - 可染色斯潘德克斯 - Google Patents

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Abstract

可以更高效率、改进的均匀性和低成本由高固含量聚氨酯脲聚合物溶液制备商业斯潘德克斯。该聚氨酯脲采用4，4’－MDI和2，4’－MDI的组合以及一些扩链剂和链终止剂制备，如此以使得聚合物溶液在纺前高度可溶，并具有适当的纺前IV和伯胺含量。该斯潘德克斯纤维及包含该斯潘德克斯的织物和服装具有良好可染性和色牢度，以及其它期望的性质。

Description

可染色斯潘德克斯
相关申请的交叉引用
本申请要求2004年11月3日提交的美国申请序列号10/904,317的优先权。
发明领域
本发明涉及一种高可溶聚氨酯脲，其由(a)至少一种聚合二醇；(b)含(i)至少约78摩尔％的1-异氰酸酯基(isocyanato)-4-[(4-异氰酸酯基苯基)甲基]苯(4，4’-MDI)，和(ii)至少约5摩尔％的1-异氰酸酯基-2-[(4-异氰酸酯基苯基)甲基]苯(2，4’-MDI)的二异氰酸酯混合物；(c)至少一种扩链剂；和(d)至少一种胺链终止剂制备。本发明涉及由高可溶聚氨酯脲制备的斯潘德克斯纤维，其具有良好可染性和色牢度及其它期望性质。本发明还涉及含该斯潘德克斯的织物和服装。
背景技术
斯潘德克斯是其中纤维形成物质是含至少85％嵌段聚氨酯的长链合成聚合物的人造纤维的总称。斯潘德克斯还被称作弹性纤维(elastane)。基于方便的目的而不是限定，本发明这里采用术语斯潘德克斯来论述，但应解释为包含下面记载中描述的所有实施方式及其等效方式。
斯潘德克斯典型地采用两步法制备。首先使例如聚合二醇的低分子量双官能聚合物与二异氰酸酯反应，形成异氰酸酯封端的预聚物和未反应二异氰酸酯的混合物(“封端二醇”)。然后将该封端二醇溶解在适宜溶剂中，并与双官能扩链剂和单官能链终止剂组合物反应，形成聚氨酯脲聚合物溶液。而后采用常规干法纺纱或湿法纺纱技术，由得到的聚氨酯脲溶液形成商用斯潘德克斯纤维。
采用该方式制备聚合物，斯潘德克斯包括由封端二醇上的异氰酸酯基与扩链剂反应形成的所谓“硬”链段。斯潘德克斯还包括主要由聚合二醇形成的“软”链段。斯潘德克斯期望的弹性体性质被认为部分归因于这种嵌段结构。
虽然例如乙二胺的扩链剂的两端都可与封端二醇的异氰酸酯基反应，但在某些情况下只有扩链剂的一端可以反应。其结果是一种在一端具有带有伯胺的扩链剂的聚合物。该“扩链剂链端”(CE)的数量以用毫当量每千克聚合物表达的链端浓度表示，并可以通过测量聚合物中的伯胺浓度确定。伯胺含量可利用常规技术测量。
扩链剂链端数量可通过几种方法控制，例如改变相对于封端二醇的扩链剂化学计量。可选地，扩链剂链端数量可采用例如二乙胺(DEA)等链终止剂控制。链终止剂采用与扩链剂相同的方式与封端二醇反应，但其不具有第二反应性基团。其结果是一种具有链终止剂链端而不是扩链剂链端的聚合物。当采用二乙胺作为链终止剂时，链终止剂链端还称为二乙基脲链端(DEU)。
通过控制相对于封端二醇中异氰酸酯官能度的扩链剂和链终止剂的化学计量，可以调节聚合物链端总数，从而调节聚合物的分子量和特性粘度(IV)。这是公知的控制聚氨酯脲分子量和IV的有效方法。例如参见美国专利No.3,557,044，其公开内容结合在这里作为参考。
期望数量的聚合物链端与期望比例的聚合物链端是扩链剂链端的组合是本发明的一个方面，并可根据本领域常规测量的聚合物性质描述。如前所述，聚合物链端总数直接与其IV成比例。聚合物链端数越高，分子量和IV越低。类似地，扩链剂链端数量与聚合物中伯胺数量相关。从而，根据期望的IV和伯胺量描述本发明的方面，与分别根据期望的聚合物链端和扩链剂链端数目描述那些方面是等价的。读者可根据实施例详细了解。
斯潘德克斯纤维可由聚氨酯脲通过例如干纺等纤维纺纱处理形成。在干纺中，通过喷丝头喷丝孔向纺纱室中定量供给含聚合物和溶剂的聚合物溶液，以形成一条长丝或多条长丝。向该室中通入空气以蒸发溶剂固化该长丝。然后多条长丝可结合成斯潘德克斯纱线。这里当提及斯潘德克斯纤维和纱线时，术语“纤维”和“纱线”可互换使用。
用于聚合物溶液中的溶剂应提供仅含少量或不含凝胶的均匀溶液。特别适用于干纺的溶剂包括N，N-二甲基乙酰胺(DMAc)、N-甲基吡咯烷酮(NMP)、N，N-二甲基甲酰胺(DMF)和二甲基亚砜(DMSO)。基于安全和成本考虑，DMAc是优选的，事实上在工业生产中几乎完全使用DMAc。
干纺的生产率典型地用每个纺纱室每小时纱线的克数来描述，并与缠绕速度、纱线和长丝旦尼尔数和每个纺纱室的纱线数目有关。然而，这些参数受到体积及聚合物溶液使用的溶剂和经每条长丝表面溶剂蒸发速率的限制。蒸发速率接下来与长丝旦尼尔数和纺纱室中长丝数目有关。例如，长丝旦尼尔数增加同时保持总的纱线旦尼尔数不变，意味着全部长丝表面积下降和溶剂蒸发速率变慢。这种情况下必须降低缠绕速率，以使得在纺纱室内溶剂有充足时间蒸发。同样，纺纱室中长丝越多，必须处理的气体和溶剂蒸汽体积越大。高体积的气体会引发湍流，这降低了纤维的均匀性、处理连续性和生产率。此外，所用溶剂的体积及其从长丝上的蒸发速率可能影响斯潘德克斯纤维的物理性质，例如韧性。
很早就己认识到如果可以降低在干纺中使用的溶剂量(例如使用具有更高百分数固体的聚合物溶液)，纺纱效率会得到改善，因为从长丝上蒸发的溶剂会更少。然而，适用于斯潘德克斯纱线生产的聚合物溶液最多仅能含有约37％的固体。多年以来，制备更高浓度的聚合物溶液在商业上一直没有成功，因为聚氨酯脲高于约37重量％在DMAc中不溶。虽然含超过37％固体的聚合物溶液最初可以存在，但这种溶液不稳定，或者迅速形成粘度直到超过处理设备处理能力，或者形成凝胶并变得不溶。即使在前述这些情况中生产者可以从高固含量聚合物溶液中生产斯潘德克斯，生产效率也会很差，且纤维具有不可接受的低劣性质。
为在商业上可接受，斯潘德克斯纤维必须符合工业上认可的特定性质。虽然可以存在不符合这些性质的斯潘德克斯的小市场，但其应用环境非常受到限制。这些性质是本领域技术人员公认的，包括例如对于40旦尼尔的斯潘德克斯：IV大于0.95dl/g、韧性至少为35g、负载力(load power)(LP)小于7g、非负载力(unload power)(UP)至少为0.9g和纤度变化系数(CDV)小于15。
本领域技术人员将会知晓，这些商业上可接受斯潘德克斯的性质随旦尼尔数变化而变化，因此上面对“40旦尼尔”商业可接受斯潘德克斯的阐述，不应解释为将本发明限定为上述性能或40旦尼尔的斯潘德克斯。本发明包括其它旦尼尔数的商业可接受斯潘德克斯，如果其在40旦尼尔条件下制备，那么其具有上述性能。因此，这里对于40旦尼尔斯潘德克斯性能的参考应包括具有不同旦尼尔的斯潘德克斯，当其在40旦尼尔条件下制备时，其具有上述性能。
发明概述
本发明提供一种制备聚氨酯脲的方法，该聚氨酯脲在纺前具有介于约0.65-约1.0dl/g之间的IV和介于约25-约70毫当量NH2每千克聚合物固体(meq/Kg)之间的伯胺含量，并通过使至少一种聚合二醇与二异氰酸酯混合物、至少一种扩链剂和至少一种胺终止剂接触制备，所述二异氰酸酯混合物包括至少约78摩尔％的4，4’-MDI和至少约5摩尔％的2，4’MDI。
本发明还提供一种如上制备聚氨酯脲聚合物的方法，该聚氨酯脲在纺纱前具有介于约0.65-约1.0dl/g之间的IV和介于约25-约75毫当量NH2每千克聚合物固体(meq/Kg)之间的伯胺含量。
本发明提供一种具有至少约5meq/Kg初纺(as-spun)伯胺含量的斯潘德克斯，其由上述聚氨酯脲制备。本发明还提供一种具有至少约3meq/Kg煮练(boiled-off)伯胺含量的斯潘德克斯，其由上述聚氨酯脲制备。
本发明进一步提供一种斯潘德克斯，其中初纺纱线的伯胺含量至少约5meq/Kg，其染色后在CIELABCIELAB色标(color scale)上具有至少约3.0的改进色调亮度(color shade lightness)ΔL(绝对值)。本发明还提供一种基本不含染色增强剂(dye enhancers)的斯潘德克斯，其具有至少约3meq/Kg煮练纺线伯胺含量，染色后在CIELAB色标上具有至少约3.0的改进色调亮度ΔL(绝对值)。色调亮度L值为采用光谱色度法，通过对比本发明的斯潘德克斯的色调亮度L与具有少于约3meq/Kg初纺伯胺含量的斯潘德克斯的色调亮度L确定。
本发明还提供一种织物以及含有该织物的服装，其包含本发明的斯潘德克斯和至少一种选自由蛋白质纤维、纤维素纤维和合成聚合物纤维或其组合组成的组的纤维。
发明详述
本发明生产斯潘德克斯的方法包括首先制备具有期望IV(即全部链端数)和期望伯胺含量(即扩链剂链端)的高可溶聚氨酯脲，和随后制备以多于38重量％包含所述聚氨酯脲的聚合物溶液的步骤。通过该聚合物溶液可以以显著超过通常采用37或更低重量百分数溶液时速率的速率制备商业上可接受的斯潘德克斯长丝。
本发明的聚氨酯脲可由以下物质制备：至少一种选自由聚醚二醇和聚酯二醇组成的组的聚合二醇，一种含至少约78摩尔％4，4’-MDI和至少约5摩尔％2，4’-MDI的二异氰酸酯混合物，至少一种扩链剂和至少一种胺链终止剂；其中称为“封端比”(C.R.)的(a)与(b)的摩尔比介于约1∶1.5-约1∶2之间，例如介于约1∶1.6-约1∶1.8之间，或介于约1∶1.65-约1∶1.75之间；此外，其中至少一种扩链剂(c)和至少一种胺链终止剂(d)，以能够使纺纱前聚氨酯脲具有少于1.0的IV且伯胺含量介于约25-约70meq/Kg之间的量存在。
适用于本发明的聚醚二醇具有约1500-约4000的数均分子量，例如约1600-约2500，或约1800-约2000。有用的聚醚二醇包括但不限于聚乙二醇、聚三亚甲基醚二醇、聚四亚甲基醚二醇、共聚四亚甲基-2-甲基-四亚甲基醚二醇、共聚四亚甲基亚乙基二醇及其混合物。TERATHANE1800(购自Invista S.à.r.l.)为示例性的聚四亚甲基醚二醇。
有用的聚酯二醇包括但不限于共聚(己二酸乙二醇-丁二醇酯)二醇；聚(十二烷酸2，2-二甲基丙二醇酯)二醇；二醇的羟基封端反应产物，所述二醇例如是乙二醇、1，3-丙二醇、1，4-丁二醇、1，6-己二醇、2，2-二甲基-1，3-丙二醇、3-甲基-1，5-戊二醇，及其混合物。
采用二异氰酸酯混合物制备本发明的聚氨酯脲。二异氰酸酯混合物的一种组分是4，4’-MDI，其以至少约78摩尔％存在，例如约80-约95摩尔％，或约83-约91摩尔％。二异氰酸酯混合物的第二种组分是2，4’-MDI，其以至少约5摩尔％存在，例如约7-约20摩尔％，或约9-约17摩尔％。优选在二异氰酸酯混合物中存在少于1摩尔％的2，2’-MDI。
任选地，其它二异氰酸酯可与4，4’-MDI和2，4’-MDI结合使用，例如2，2’-和2，4’-甲苯二异氰酸酯。
在制备封端二醇时，二异氰酸酯混合物可以一次加入或按任何顺序分两步或多步加入。如果需要，可使用二月桂酸二丁基锡、辛酸亚锡、无机酸、例如三乙胺的叔胺、N，N’-二甲基哌嗪等和其它公知催化剂协助封端步骤。然后，将封端二醇加入适宜的溶剂中，例如DMAc、DMF、DMSO、N-甲基吡咯烷酮(NMP)等，溶剂包含混合物。DMAc是示例性的溶剂。
可使用单一扩链剂或扩链剂混合物由封端二醇制备本发明的聚氨酯脲。可使用乙二胺(EDA)作为单一扩链剂。如果使用扩链剂混合物，该混合物可包含至少约90摩尔％的EDA作为主扩链剂，并进一步包含一种或多种辅助扩链剂。辅助扩链剂的例子包括2-甲基-1，5-戊二胺(MPMD，可商购Invista S.à.r.l.的DYTEKA)、1，2-丙二胺(PDA)、1，3-丁二胺、1，4-丁二胺、1，3-二氨基-2，2-二甲基丁烷、1，6-己二胺、1，3-丙二胺、N-甲基氨基双(3-丙基胺)、2-甲基-1，5-戊二胺、1，5-二氨基戊烷、1，4-环己二胺、1，3-二氨基-4-甲基环己烷、1，3-环己二胺、1，1’-亚甲基双(4，4’-二氨基己烷)、1，3-二氨基戊烷、哌嗪、环己撑-1，3-二胺(氢化间苯二胺)、异佛尔酮二胺、1，4-二氨基-2-甲基哌嗪、1，4-二氨基-2，5-二甲基哌嗪和甲基双丙基胺，及其混合物。在列举的辅助扩链剂中，MPMD和PDA是典型的。
适宜的链终止剂包括仲胺，例如二乙胺(DEA)、二异丙基胺、哌啶、二丁基胺及其混合物。
任选地，可使用例如二乙撑三胺(DETA)的三官能“链支化剂”来帮助控制溶液粘度稳定性。低水平的DETA可有效降低溶液粘度上升速率，同时仍保持期望的纤维性质。
在生产本发明的聚氨酯脲时，扩链剂和链终止剂以及任选的链支化剂可一步加入或分两步或多步加入。例如，可将扩链剂、链终止剂和任选地链支化剂溶解在上述定义的适宜溶剂中。DMAc是适宜试剂的一个例子。
只要不会损害本发明的有利方面，那么还可以在本发明的斯潘德克斯中使用有效量的各种添加剂。其例子包括消光剂，例如二氧化钛；和稳定剂，例如水滑石、碳酸镁钙与水菱镁矿的混合物(例如基于聚氨酯脲为0.2-5重量％)、硫酸钡、受阻酚和氧化锌；染料和染色增强剂；抗菌剂；抗粘剂；硅油；受阻胺光稳定剂、紫外线屏蔽剂等。
为实现本发明的优点，干纺成斯潘德克斯的聚合物溶液应具有高于38且少于50重量％的固含量百分数，例如介于约40-约48重量％，或约40-约45重量％。
本发明的一个实施方式为纺纱前聚氨酯脲的特性粘度(“纺前IV”)低于商业可接受的斯潘德克斯纤维的IV。该纺前IV应介于约0.65-约1.0dl/g之间。
本发明的另一个实施方式为纺纱前聚氨酯脲溶液中扩链剂链端的量为约25-约70meq/Kg。
在本发明的额外实施方式中，商业可接受的斯潘德克斯生产的生产率显著增加，同时采用更少的溶剂、更少的气体和更少的能源。此外，采用纤度变化系数测量产品更加均匀，并产生更少的废物。
本发明的进一步实施方式为斯潘德克斯纤维，其初纺后具有至少约5meq/Kg的伯胺含量。该斯潘德克斯纤维具有良好的可染性以及色牢度。这些特性两者均在没有标准辅助化学添加剂作用下获得，该化学添加剂例如是染色增强剂，例如0.5wt％Methacrol2462。虽然斯潘德克斯可包含标准添加剂，但可染性和色牢度却并不归因于这些添加剂，如在实施例中与具有类似的相同添加剂加入量的样品对比所表明的那样。本发明的斯潘德克斯被认为“基本不含”例如染色增强剂的标准添加剂，因为标准加入量的所用添加剂并不能导致所获得的改善的可染性和色牢度。也就是说，根据现已知晓的斯潘德克斯和染色增强剂化学，斯潘德克斯中的染色增强剂浓度不足以解释观察到的改善。本发明的斯潘德克斯可含有少于5wt％的染色增强剂，例如少于1wt％或少于0.7wt％。
本发明的斯潘德克斯可以单独或与各种其它纤维组合用于机织物、纬编(包括平型和圆型)物、经编物和例如尿布的个人卫生衣物中。该斯潘德克斯纤维可以裸露、被覆盖或与共同纤维(companionfiber)缠绕，该共同纤维例如为尼龙、聚酯、醋酸纤维素、棉等。
本发明的再一个实施方式为含本发明的斯潘德克斯的织物。包含本发明斯潘德克斯的织物还可包含至少一种选自由蛋白质纤维、纤维素纤维、合成聚合物纤维或其组合组成的组的纤维。如这里使用的“蛋白质纤维”是指一种由蛋白质组成的纤维，该纤维包括天然产生的动物纤维，如羊毛、丝、马海毛、开士米、阿尔帕卡毛、安哥拉毛、驼马绒、骆驼毛和其它毛发和毛皮纤维。如这里使用的“纤维素纤维”是指由树和植物原料生产的纤维，包括例如棉、人造丝、醋酸纤维素、lyocell、亚麻纤维、苎麻纤维及其它植物纤维。如这里使用的“合成聚合物纤维”是指从由化学元素或化合物构成的聚合物生产的人造纤维，包括例如聚酯、聚酰胺、丙烯腈系纤维、斯潘德克斯、聚烯烃和芳族聚酰胺。斯潘德克斯的可染性和色牢度降低了不期望的“颜色渗入(grin through)”量，其在斯潘德克斯与其它纤维组合时可能会表现出来。
基于织物总重，含斯潘德克斯的织物可具有约0.5重量％(wt％)-约40wt％的斯潘德克斯含量。例如含斯潘德克斯的机织物可包含约0.5wt％-约40wt％斯潘德克斯，含斯潘德克斯的圆型针织物可包含约2wt％-约25wt％斯潘德克斯，含斯潘德克斯的袜子可包含约1wt％-约40wt％斯潘德克斯，含斯潘德克斯的拉舍尔经编针织物可包含约10wt％-约40wt％斯潘德克斯，和含斯潘德克斯的经编物可包含约14wt％-约22wt％斯潘德克斯。对于经编物，在经向50％伸长织物回复力为约0.2Kg-约0.5Kg。
斯潘德克斯或含斯潘德克斯织物可采用常规染色和印刷方法染色和印刷，例如通过水性染色液在20℃-130℃范围内采用浸染法，通过采用染色液轧染含斯潘德克斯的材料，或通过采用染色液喷涂含斯潘德克斯的材料。
当使用酸性染料时可采用常规方法。例如在浸染法中，可将织物引入pH值为3-9的水性染色浴中，随后从约20℃经约10-80分钟稳定加热至40-130℃范围内的温度。然后在冷却前，在40-130℃温度下保持染浴和织物10-60分钟。而后从织物上冲洗下未固定的染料。通过最小化在110℃以上温度的暴露时间，最佳地保持斯潘德克斯的拉伸和回复性能。
在浸染或轧染应用中，在酸性至弱碱性条件下使用非金属络合酸性均染染料(相对分子质量250-950)染色时，在酸性至弱碱性条件下使用含例如铬或钴金属原子的金属络合染料染色时，和在pH值4-9的酸性或中性至弱碱性条件下使用活性染料染色时，对于斯潘德克斯或含斯潘德克斯织物可以获得高得色量、色强度和均匀度。通常，本发明的斯潘德克斯可采用通常用于染色含胺链端聚酰胺或毛纱的活性染料染色。直接染料可在酸性至中性染色条件下使用。
斯潘德克斯的耐洗牢度性质可采用常规化学助剂支持或进一步加强。阴离子合成鞣剂可用于改善牢度性质，当需要在斯潘德克斯和配套纱线间进行最小染料分配时，其还可用作缓染剂和抑制剂。阴离子磺化油是一种助剂，当需要均匀染色时，可使用其来延缓染料与对染料具有更强亲合力的斯潘德克斯或配套纱线的结合。阳离子固色剂可单独使用，或与阴离子固色剂结合使用来支持改进的耐洗牢度。
本发明的一个额外实施方式是包括含本发明斯潘德克斯的织物的服装。“服装”是指例如夹克、外套、衬衫、裙子、裤子、运动装、泳装、乳罩、短袜或内衣等衣物，并且还包括附属品，例如带、手套、连指手套、帽子、袜类或鞋类等。
以下实施例论述了斯潘德克斯的高固体、高生产率纺纱。附加实施例论述了斯潘德克斯纤维及含斯潘德克斯纤维的织物的性质。这些实施例为用来举例说明本发明。本发明的其它目标和优点对于本领域技术人员而言是显而易见的。如将要实现的，本发明能够用于其它不同的实施方式，其若干细节可在各个显而易见的方面进行改进，而不会超出本发明的范围和精神。因此，这些实施例在本质上应认为是例举性的，而不是限制性的。
实施例
制备聚氨酯脲
在实施例中聚氨酯脲根据以下通用方法制备。将化学计量过量的二异氰酸酯混合物与聚合二醇混合，并加热至约90℃2小时。得到的封端二醇混合物含有异氰酸酯封端的聚合二醇和残余未反应的二异氰酸酯。继续进行反应，直至测量异氰酸酯重量百分数(％NCO)与基于所有二醇的羟基与异氰酸酯反应的理论值非常接近。随后将得到的封端二醇在约45℃高剪切下完全溶解在DMAc中。使封端二醇溶液在高剪切下与含适当扩链剂和链终止剂的DMAc溶液接触。分析得到的聚合物溶液中固体重量百分数、扩链剂链端浓度、伯胺含量和纺前特性粘度。还分析一些聚合物溶液的40℃落球粘度。加入添加剂溶液，以提供具有1.5重量％CYANOX1790(1，3，5-三(4-叔丁基-3-羟基-2，6-二甲基卞基)-1，3，5-三嗪-2，4，6-(1H，3H，5H)三酮，购自Cytec Industries)、0.5重量％METHACROL2462(购自E.I DuPont de Nemours andCompany)和0.6重量％聚二甲基硅氧烷硅油的最终纤维。对于一些实施例，如美国专利No.5,626,960中记载的(引入在这里作为参考)，还可加入0.3wt％二氧化钛(TiPure Type R706，购自E.I DuPont de Nemoursand Company)和4.0wt％碳酸镁钙与水菱镁矿无机颗粒的物理混合物(购自Minelco Specialties Ltd.)。然后将聚合物溶液由DMAc进入柱中进行干纺，该柱中引入加热的氮气流。将得到的斯潘德克斯长丝结合，加入纺丝油剂，并将纤维缠绕在卷装筒上。
在实施例中使用的二异氰酸酯混合物通过按适当比例混合ISONATEMDR(Dow Chemical Co.)与MONDURML(Bayer AG)或LupranateMI(BASF Corporation)制备，以得到期望水平的2，4’-MDI。ISONATEMDR是一种含少量2，4’-MDI(约1.9％)的4，4’-MDI.MONDURML是一种4，4’-MDI(约53.2％)、2，4’-MDI(约44.9％)和2，2’-MDI(约2.2％)的混合物。LupranateMI是一种4，4’-MDI(约51.2％)、2，4’-MDI(约47.4％)和2，2’-MDI(约1.4％)的混合物。
在实施例中使用的聚醚二醇为TERATHANE1800(InvistaS.à.r.l)，一种具有1800数均分子量的聚四亚甲基醚二醇。扩链剂为EDA或EDA与MPMD的混合物(DYTEKA，购自Invista S.à.r.l.)。
分析方法
原料中MDI异构体浓度通过使用15米DB-1701毛细柱的气相色谱分析，按照从150-230℃以8度/分钟升温及2分钟的初始保留时间测定。
聚氨酯脲的特性粘度(IV)通过在标准Cannon-Fenske黏度计管中，按照ASTM D2515在25℃比较聚合物在DMAc中稀溶液的粘度与DMAc自身粘度测定，并以dl/g记录。纺纱的特性粘度在从纱线上除去纺丝油剂后类似地测定。
对含聚氨酯脲的聚合物溶液采用微波固体分析仪(CEM AVC 80)实施固体分析。样品规模为2-3克。
扩链剂链端(CE)数量通过在DMAc中稀释聚合物溶液，并随后电位滴定胺含量测定。该方法测定了溶液中全部胺链端，其中一些在聚合物链上，一些为溶液中的游离伯胺和仲胺。
聚合物链伯胺链端数量通过将聚合物薄膜样品溶解在DMAc中，并用甲磺酸以溴酚蓝做指示剂滴定伯胺含量来测定。在表中，“伯胺链端”简写为“PAE’s”。
“初纺”纱线中伯胺链端数量通过将纱线样品室温下浸泡在丙酮溶液中4小时除去油剂，使纱线在室温下空气干燥过夜，将纱线切割为约长0.25英寸(0.64cm)的小段，然后在DMAc中溶解该纱线，并用甲磺酸以溴酚蓝做指示剂滴定伯胺含量来测定。
“煮练”纱线中伯胺链端数量采用类似方法测定，除了将干燥的无油剂的纱线放入沸水中30分钟，并在如上所述切成小段并处理前空气干燥过夜。
聚合物链二乙基脲(DEU)链端的数量按照以下方程计算：
A＝B*EqNCO/EqA
其中
A为以meq/Kg聚合物表示的二烷基脲聚合物链端基团的浓度，
B为以meq/Kg聚合物表示的在聚合物配方中加入的二烷基胺链终止剂总浓度，
EqNCO为聚合物配方中封端二醇中的异氰酸酯当量，和
EqA为聚合物配方中全部胺当量的和，其将在下面进一步限定。
参量B按如下计算：
B＝∑[(wt链终止剂*1eq/mol*1000meq/eq)/MW链终止剂/wt全部]
其中
wt链终止剂为以克表示的加入的链终止剂的重量，
MW链终止剂为以克/摩尔表示的加入的链终止剂的分子量，和
wt全部为以千克表示的除溶剂外聚合物成分的总重量。
参量EqNCO按如下计算：
EqNCO＝wtCG*(％NCO/100)*1eq/mol/MWNCO
其中
wtCG为以克表示的封端二醇重量，
％NCO为封端二醇的异氰酸酯百分数，和
MWNCO为以克/摩尔表示的NCO分子量。
参量EqA按如下计算：
EqA＝∑(wtA*eq/molA/MWA)
其中
wtA为以克表示的加入的胺的重量，
eq/molA为每摩尔加入的胺的胺当量数，和
MWA为以克/摩尔表示的加入的胺的分子量。
通过将聚合物链的伯胺链端数与聚合物链的二乙基脲链端数相加，确定了全部聚合物链链端的数。这不包括相对于数量较少的未反应聚合物链端(“死链端”)，或那些可能源自存在于溶剂中的胺杂质的少量脲和/或胺链端。
为测量纤度变化系数(CDV)，将在缠绕斯潘德克斯卷装筒表面的第一个50米纤维除去，如此以避免由操作损伤导致的误差。然后经130秒将斯潘德克斯从卷装筒上采用转动脱除法(rolling take-off)脱除，并进料穿过含压电陶瓷针的张力计。卷取辊的圆周比进料辊(feedroll)圆周大50％，进料辊和卷取辊以相同rpm旋转，如此通过张力计聚氨酯纤维被拉伸至50％的伸长率。张力计在斯潘德克斯通过所述辊进料的同时测量张力。由于旦尼尔数与张力成正比，用张力的标准偏差除以平均张力即得到变化系数。CDV独立于使用的线密度单位(旦尼尔vs.分特)，低CDV表明高纤维均匀性。
封端二醇的异氰酸酯百分数(％NCO)按照S.Siggia，“QuantitativeOrganic Analysis via Functional Group”，第3版，Wiley&Sons，NewYork，第559-561页(1963)的方法，采用电位滴定测定。
斯潘德克斯的强度和弹性性质按照ASTM D 2731-72的常规方法测定。三条长丝，对每次测量均采用2英寸(5cm)夹持长度和0-300％伸长循环，并“如同”在卷绕时开始测定那样进行操作，即不经清洗和其它处理，在受控环境中约70和65％相对湿度(+/-2％)下老化24小时后测量。样品以50cm/分钟的恒定拉伸速率循环五次，然后在第五次拉伸后维持300％伸长30秒。负载力，即初次拉伸期间斯潘德克斯的应力，在第一循环中200％伸长处测量，并以克为单位记录在表中，表示为“LP”。同样以克为单位记录非负载力，即在第五非负载循环中在200％伸长处应力，并表示为“UP”。断裂伸长百分率(“Eb”)和韧性在第六拉伸循环中采用改性Instron夹具测量，该夹具上附着有用于降低滑动的橡胶带。还在已进行了五次0-300％拉伸/松弛循环的样品上测量了永久变形率。永久变形率(“％SET”)按照下式计算：
％SET＝100(Lf-Lo)/Lo
其中Lo和Lf分别为五次拉伸/松弛循环前和后，保持笔直且没有张力时长丝(纱线)的长度。
聚氨酯脲溶液粘度按照ASTM D 1343-69的常规方法，采用ModelDV-8落球黏度计(Duratech Corp.，Waynesboro，Va.)在40℃下操作测定，并以泊为单位记录。采用该设备所能测量的最大溶液粘度为35,000泊。
斯潘德克斯纤维的白度保持通过测定将该纤维暴露于热、紫外光、燃烧烟雾或NO2烟雾中产生的变色量来评估。在准备测定这些环境因素对斯潘德克斯的影响时，将纤维在低张力下缠绕在8cm×11cm×0.2cm的铝片上，形成3-4毫米厚的层。将该缠绕铝片浸入含1.5g/lSupralateEP(一种由Witco Corp.出售的硫酸盐清洁剂)和1.5g/l焦磷酸钠的水中，并将该水浴加热至沸腾30分钟(洗涤)。然后用去离子水冲洗该铝片，并空气干燥过夜。
纤维变色通常表现为不期望的黄色增多，因此采用SpectraFlash色度计Model SF-300(可由Datacolor International获得，采用厂商的标准参照板校准)测量铝片上纤维的Hunter“b”刻度(黄色-蓝色)值，并记做初始“b值”。所有暴露试验效果，通过测量作为暴露结果的测试样品产生的变色量测定。变色通过差示比色法作为“b”值的变化(即“Δb”)测量。将样品按如下所述暴露，直至Δb值介于2-12之间；该变化量典型地要求样品经受至少2或3个暴露周期。对照样品采用类似方式处理。Δb值较低表明该试验在纤维上产生的变色很小。
热降解试验(下表中标注为“热”)在烘箱中实施，在该烘箱中样品暴露于190℃空气中15分钟周期。对于暴露于紫外光(下表中标注为“UV”)，试验在由Atlas Electric Devices Co.，Chicago，Ill.生产的AtlasSeries C“耐候试验机”上实施。在该耐候试验机中，样品暴露于具有与日光类似光谱的氙灯中3小时周期。样品暴露于燃烧烟雾的试验(下表中标注为“烟雾”)采用与AATCC(American Association of TextileChemists and Colorists)实验方法23-1962类似的方法，采用由UnitedStates Testing Company，Inc.生产的8727型大气烟雾箱(atmosphericfume chamber)实施。该箱提供有通过调节至主要发出蓝色火焰的Bunsen燃烧器燃烧丙烷(Roberts Oxygen Co，Inc.)产生的燃烧烟雾。火焰高度为能够使得该箱内温度保持在57-63℃的高度。样品暴露时间为每周期18小时。对于暴露于NO2气体(下表中标注为“NO2”)，使用。将温度和相对湿度维持在或接近于室内条件，并使样品每周期暴露9小时。以约3升/分钟速率向该箱供给含约1000ppmNO2的空气。
为测量热定形效率，将纱线样品固定在10cm框架上，并拉伸1.5x。将框架(带有样品)水平放置在预热至190℃的烘箱中120秒。使样品松弛，并将框架冷却至室温。然后将样品(仍然在框架上且已经松弛)浸入沸腾软化水中30分钟。将框架和样品从水浴中移出并干燥。测量纱线样品长度，并按照下面的公式计算热定形效率(HSE，以百分数形式)：
Figure A20058003822800171
对用于含斯潘德克斯和棉或毛的织物，需要在175℃至少为约85％的斯潘德克斯热定形效率。对于和硬纤维例如尼龙一起使用可在190℃获得类似的热定形效率。
热湿蠕变(HWC)通过以下方式测量：测量纱线的原始长度L0，并将其拉伸至原始长度的1.5倍(1.5 L0)，在其拉伸条件下将其浸入维持在97-100℃温度范围内的水浴中30分钟，将其从水浴中移出，释放张力，并在测量最终长度Lf前使样品在室温下松弛至少60分钟。热湿蠕变百分率通过以下公式计算：
％HWC＝100×[(Lf-L0)/L0]
具有低HWC百分率的纤维在例如染色的热湿整理操作中提供良好性能。
为测量斯潘德克斯对于氯引发降解的耐性，对44分特、4结合长丝斯潘德克斯的9cm长环施加由悬挂在该环上的10克重量产生的张力，然后使之在25℃暴露于含3.5ppm活性氯的水中，并调节至pH为7.5。在试验期间自动监控氯水平和pH值并通过按需要加入NaClO、HCl或NaOH稀溶液进行调节。(测试样品为初纺物，未经热定形、洗涤等)暴露前，加入脲以使得水浴中含有2ppm脲。为弥补试验期间水的蒸发损失和脲的反应损失，通过装有计时器的泵每隔一小时向水浴中加入90ml含7ppm脲的水溶液。测量直至样品断裂后的暴露时间。每个样品试验六个标本。
为测定适合于织物稳定性的热定形温度，按实施例描述制备一些织物样品，并在365(185℃)、375(190℃)和385(196℃)热定形。对于每个热定形织物，实施如下织物卷边试验。从织物上切下10cm×10cm的正方形样品，以使得样品的边与织物适当的横向或纵向平行，并用钢笔在其中心标记记号。将尺子放在正方形样品的对角间，在织物上划下字母“X”，如此以使得字母线的交点在标记的中心点处。“X”的每条线为5cm长，并使每条线按照对角地连接织物样品对角的虚线取向。将织物仔细地沿“X”的每条线切开，两小时后按照端点是否在该预定时间内产生0旋转、1/4旋转、1/2旋转、3/4旋转或1旋转，记录得到的织物四个端点的卷曲量(两个，分别代表宽度和长度方向)。“1旋转”是指当平行于样品平面观测时，织物端点完成360°转动。对于每个样品，记录在其“X”切口上两个相反端点的平均旋转。旋转为1或更小被认为代表了可接受的卷曲量。
测定织物重量的方法基于用于织物构造特征的ANSI/ASTM D-1910标准试验法。将织物样品采用10cm直径冲模进行冲模冲压。对每个切下的织物样品以克为单位称重。然后以克/平方米计算“织物重量”。
经编织物中的斯潘德克斯含量按照以下公式确定：
[(SR×SD/TBE)]/[(SR×SD/TBE)+(CYR×CYD)]
其中
SR是斯潘德克斯的提升辊长度(runner length)，
SD是斯潘德克斯的旦尼尔数，
TBE是总的经轴伸长率(beam elongation)，并定义为[(1+％纱管拉伸)×(1+％经轴拉伸)]，
CYR是配套纱线的提升辊长度，和
CYD是配套纱线的旦尼尔数。
为测定织物回复力(非负载力)，从织物上切取3英寸×8英寸(7.6cm×20.3cm)的三个标本，并在中部折叠形成开环。测量每个标本的长度。在加工方向(machine direction)测试非负载力。从端部将每个开环缝合在一起约1英寸(2.5cm)，形成周长6英寸(15.2cm)的闭合环。采用具有6英寸(15.2cm)十字头、气动夹具(3C尺寸，具有1英寸×3英寸(2.5×7.6cm)平面)，80psi(552kPa)空气供给，和10英寸/分钟(25.4cm/min)图移速度(chart speed)的Instron拉力试验仪测试织物环。使张力试验仪的一组夹具侧向夹住一个u形杆，以使得杆的端部(两端间为2.78英寸(7cm)，环绕两端为约3英寸(7.6cm))从夹具伸出足够长，以安全地支持织物环。将环放置环绕该凸出杆端部，拉伸至12磅(5.4Kg)力并松开；该循环一共进行3次。在第三循环中12磅(5.4Kg)力伸展下测量“织物拉伸”，和在第三循环松弛中在50％剩余可用拉伸下测量非负载力，并以千克(Kg)记录。“50％剩余可用拉伸”是指织物在第三循环中已由12磅(5.4Kg)力松弛50％。
在表中，“ND”表示“未测量”。
实施例1
典型地用于制备斯潘德克斯的聚氨酯脲聚合物采用TERATHANE1800和ISONATEMDR以1∶1.69的封端比制备。封端二醇具有2.6％的％NCO，并用DMAc稀释以提供45％固体的溶液。然后使该溶液与含有EDA和DYTEKA(90/10摩尔比)的扩链剂混合物，和作为链终止剂的二乙胺的DMAc溶液以如下比例接触：该比例可使得得到的聚合物溶液具有0.95的特性粘度、2600泊的初始溶液粘度和34.8％固体，并具有15meq/Kg聚合物固体的测定扩链剂链端数。由该聚合物溶液以950码/分钟(ypm)(869米/分钟，m/min)纺制40旦尼尔3长丝斯潘德克斯纱线。纺纱的特性粘度为1.16。
实施例2
采用含82％ISONATEMDR和18％MONDURML的二异氰酸酯混合物制备聚氨酯脲聚合物。采用TERATHANE1800以1∶1.69封端比制备封端二醇。封端二醇用DMAc稀释至55％固体，并在DMAc中与乙二胺和二乙胺混合物以以下比例反应：该比例可使得得到的聚合物溶液具有0.75的特性粘度、3300泊的初始溶液粘度和45％固体，并具有40meq/Kg聚合物固体的测定扩链剂链端数。由该聚合物溶液以950码/分钟(ypm)(869米/分钟，m/min)纺制40旦尼尔3长丝斯潘德克斯纱线。纺纱的特性粘度为1.34。
实施例3
采用含82％ISONATEMDR和18％MONDURML的二异氰酸酯混合物制备聚氨酯脲聚合物。采用TERATHANE1800以1∶1.69封端比制备封端二醇。封端二醇用DMAc稀释至55％固体，并在DMAc中与乙二胺和二乙胺混合物以以下比例反应：该比例可使得得到的聚合物溶液具有约0.95(链端总数约55)的特性粘度(计算的)，且具有15meq/Kg聚合物固体的测定扩链剂链端数。由于高粘度和胶凝，45％固体的聚合物溶液不能纺成纤维。
实施例4
典型地用于制备斯潘德克斯的聚氨酯脲聚合物采用TERATHANE1800和ISONATEMDR以1∶1.69封端比制备。封端二醇具有2.6％的％NCO，并用DMAc稀释以提供55％固体的封端二醇溶液。然后使该溶液与含乙二胺扩链剂和作为链终止剂的二乙胺的DMAc溶液以如下比例接触：该比例可使得得到的聚合物溶液含有45％具有40meq/Kg聚合物固体的测量扩链剂链端数的固体。溶液非常不稳定。一小时中40℃落球粘度增长到超过10,000泊。特性粘度不可测量，聚合物不可纺。
    表1
    实施例     1     2     3     4
    ％2，4’-MDI   1.9   11.1     11.1     1.9
    C.R.   1∶1.69   1∶1.69     1∶1.69     1∶1.69
    ％固体   34.8   45     45     45
    纺前IV   0.95   0.75     0.95计算的     不可测量
    CE   15   40     15     40
    溶液粘度(刚制备时) 2600 3200 不可测量 不可测量
    纤维IV   1.16   1.34     不可测量     不可测量
    韧度   41.6   43.5     -      -
    LP   6.9   5.4     -      -
    UP   1.14   1.11     -      -
    CDV   17.8   10.3     -      -
    Eb   476   468     -      -
实施例1与实施例4的对比表明，仅仅调节扩链剂链端至期望水平，而不同时控制二异氰酸酯平衡，不能提供可用于制备斯潘德克斯的高固体聚合物溶液。
实施例2与实施例3的对比表明，具有期望的二异氰酸酯平衡，而没有适当的纺前IV和适当的扩链剂链端数，导致不可纺成斯潘德克斯的高粘度聚合物溶液。
实施例5
采用实施例1的聚氨酯脲聚合物制备40旦尼尔2长丝斯潘德克斯纱线，并从聚合物溶液以672ypm(614m/min)纺纱。纤维性质记录于表2中。
实施例6
采用实施例2的聚氯酯脲聚合物制备40旦尼尔2长丝斯潘德克斯纱线，并从聚合物溶液以672ypm(614m/min)纺纱。纤维性质记录于表2中。
实施例7
采用实施例2的聚氯酯脲聚合物制备40旦尼尔2长丝斯潘德克斯纱线，并从聚合物溶液以807ypm(738m/min)纺纱。纤维性质记录于表2中。
    表2
   实施例   5   6   7
   ％2，4’-MDI   1.9   11.1   11.1
   C.R.   1∶1.69   1∶1.69   1∶1.69
   ％固体   34.8   45   45
   纺前IV   0.95   0.75   0.75
   CE   15   40   40
   溶液粘度(刚制备时) 2600 3200 3200
   纺纱速率(ypm)   672   672   807
   纤维IV   1.4   1.6   1.43
   韧性   54.6   41.6   45.4
   LP   5.27   4.10   4.32
   UP   1.15   1.00   1.01
   GDV   21   9.5   9.8
   Eb   546   556   513
表2表明，实施例6和7提供了高固体聚合物溶液，其可用于制备相对于实施例5的体系具有更高均匀性(更低CDV)的商业可接受斯潘德克斯。
实施例7进一步说明了斯潘德克斯可以在比其它体系更高的缠绕速度下制备，从而具有更高的生产率。需要注意的是实施例7中商业可接受的斯潘德克斯以807ypm(738m/min)制备，而实施例5的斯潘德克斯以672ypm(614m/min)纺纱却没有获得商业可接受的性质(实施例5的CDV＞15)。实施例5的方法必须在更低速度下操作才能获得商业可接受的斯潘德克斯性质。
实施例8
采用含2％2，4-MDI和98％4，4’-MDI的二异氰酸酯混合物制备聚氨酯脲聚合物。(在该实施例中，每种MDI异构体以全部二异氰酸酯混合物的摩尔百分数记录)采用TERATHANE1800以1∶1.69封端比制备封端二醇。封端二醇采用DMAc稀释，随后与含有EDA和DYTEKA(90/10摩尔比)的扩链剂混合物，作为链终止剂的DEA，和DETA的DMAc溶液以如下比例接触：该比例使得得到的聚合物溶液具有0.98dl/g的特性粘度，2900泊的初始溶液粘度和35％固体。聚合物样品的其它数据包含在表3中。扩链剂链端数测定为15meq/Kg聚合物固体。
聚氨酯脲薄膜按照下述方法流延。将聚合物溶液置于已经固定在平面上的Mylar(R)薄膜上，使用薄膜刀流延0.005-0.015英寸的薄膜。然后将已经使用聚氨酯脲薄膜覆盖的Mylar(R)薄膜从平面上移出，并放置在薄膜干燥箱内，在那里使其在20-25℃在氮气流下干燥至少16-18小时。在干燥过程中，游离胺(没有化学键接于聚合物上的那些)从聚氨酯脲薄膜中蒸发。发现聚氨酯脲薄膜具有13.5meq/Kg聚合物链伯胺链端，并经计算具有39.0meq/Kg聚合物链二乙基脲链端。
由该聚合物溶液以923ypm(844m/min)纺制40旦尼尔3长丝斯潘德克斯纱。纺纱的特性粘度为1.31dl/g。该纺纱的初纺伯胺链端、韧性和其它特征值记录在表4中。表5包含了该纺纱的耐氯性数据。
实施例9
如实施例8中制备聚氨酯脲聚合物，但具有以下不同。聚合物溶液具有0.96dl/g的特性粘度，3270泊的初始溶液粘度和34.8％固体。纺纱的特性粘度为1.30dl/g，其具有作为添加剂的0.3wt％TiO2和4.0wt％碳酸镁钙和水菱镁矿无机颗粒的物理混合物。该聚合物的其它数据在表3中给出。该纺纱的韧性和其它特征值在表4中给出。表5包含了该纺纱的耐氯性数据。
实施例10
采用含12.8％2，4’-MDI和87.2％4，4’-MDI的二异氰酸酯混合物制备聚氨酯脲聚合物。采用TERATHANE1800以1∶1.70封端比制备封端二醇。封端二醇使用DMAc稀释，并与含EDA、DEA和DETA的DMAc溶液以如下比例接触：该比例使得得到的聚合物溶液具有0.78dl/g的特性粘度、2900泊的初始溶液粘度和45％固体。该聚合物样品的其它数据包含在表3中。经测定扩链剂链端数为40meq/Kg聚合物固体。发现由该聚合物溶液流延的聚氨酯脲薄膜具有34.2meq/Kg聚合物链伯胺链端，并经计算具有48.8meq/Kg聚合物链二乙基脲链端。
由该聚合物溶液以923ypm(844m/min)纺制40旦尼尔3长丝斯潘德克斯纱线。该纺纱的特性粘度为1.04dl/g。纺纱的其它数据包含在表4和5中。
实施例11
如实施例10制备本发明的聚氨酯脲聚合物，除了得到的聚合物溶液具有0.88dl/g的特性粘度和40％固体以外。该聚合物样品的其它数据包含在表3中。经测定扩链剂链端数为30meq/Kg聚合物固体。发现由该聚合物溶液流延的聚氨酯脲薄膜具有26.6meq/Kg聚合物链伯胺链端，和经计算具有38.2meq/Kg聚合物链二乙基脲链端。
由该聚合物溶液以923ypm(844m/min)纺制40旦尼尔3长丝斯潘德克斯纱线。该纺纱的特性粘度为1.23dl/g。该样品的其它数据记录在表4中。
实施例12
如实施例11制备本发明的聚氨酯脲聚合物。经测定扩链剂链端数为30meq/Kg聚合物固体。发现由该聚合物流延的聚氨酯脲薄膜具有26.7meq/Kg聚合物链伯胺链端，和经计算具有38.2meq/Kg聚合物链二乙基脲链端。由该聚合物溶液以923ypm(844m/min)纺制40旦尼尔3长丝斯潘德克斯纱线。该纺纱的特性粘度为1.15dl/g。样品的其它数据记录在表3和4中。
实施例13
如实施例11制备本发明的聚氨酯脲聚合物。经测定扩链剂链端数为30meq/Kg聚合物固体。发现由该聚合物流延的聚氨酯脲薄膜具有26.8meq/Kg聚合物链伯胺链端，和经计算具有38.2meq/Kg聚合物链二乙基脲链端。由该聚合物溶液以923ypm(844m/min)纺制40旦尼尔3长丝斯潘德克斯纱线。该纺纱的特性粘度为1.23dl/g。样品的其它数据记录在表3和4中。纺纱的耐氯性数据记录在表5中。
实施例14
如实施例13制备聚氨酯脲聚合物，但使用作为添加剂的0.1wt％TiO2和4.0wt％的碳酸镁钙与水菱镁矿无机颗粒的物理混合物。该聚合物及纺纱的性质记录在表3、4和5中。
实施例15
如实施例11制备本发明的聚氨酯脲聚合物。经测定扩链剂链端数为50meq/Kg聚合物固体。发现由该聚合物流延的聚氨酯脲薄膜具有44.7meq/Kg聚合物链伯胺链端，和经计算具有20.4meq/Kg聚合物链二乙基脲链端。由该聚合物溶液以923ypm(844m/min)纺制40旦尼尔3长丝斯潘德克斯纱线。该纺纱的特性粘度为1.02dl/g。样品的其它数据记录在表3、4和5中。
实施例16
如实施例1 5制备聚氨酯脲聚合物，但使用以下物质作为添加剂：0.1wt％TiO2、4.0wt％的碳酸镁钙与水菱镁矿无机颗粒的物理混合物和0.5wt的含至少一个单受阻羟苯基基团且具有至少约300道尔顿分子量的添加剂。聚合物和纱线性质记录在表3和4中。纺纱的耐氯性数据记录在表5中
实施例17
如实施例15制备本发明的聚氨酯脲聚合物。纺前聚合物特性粘度为0.88dl/g，溶液固体为39％。经测定扩链剂链端数为50meq/Kg聚合物固体。发现由该聚合物溶液流延的聚氨酯脲薄膜具有36.0meq/Kg聚合物链伯胺链端，且经计算具有31.4meq/Kg聚合物链二乙基脲链端。由该聚合物溶液以923ypm(844m/min)纺制40旦尼尔3长丝斯潘德克斯纱线。该纺纱的特性粘度为1.14dl/g。样品的其它数据记录在表3和4中。该样品含有0.3重量％(基于聚合物固体)的TiO2和0.25重量％(基于聚合物固体)聚合物固体的N，N-乙撑双硬脂酰胺抗粘剂(可作为KemamideW40-300购自Cromopton Corp.)。
表3
实施例  8  9  10  11  12  13  14  15  16  17
％2，4’-MDI  2.0  2.0  12.8  12.8  12.8  12.8  12.8  12.8  12.8  12.8
C.R.  1∶1.69  1∶1.69  1∶1.70  1∶1.70  1∶1.70  1∶1.70  1∶1.70  1∶1.70  1∶1.70  1∶1.70
％固体  35  35  45  40  40  40  40  40  40  39
DETA(ppm)  225  225  250  150  100  20  20  20  20  50
纺前IV  0.98  0.96  0.78  0.88  0.88  0.86  0.86  0.86  0.89  0.88
CE  15  15  40  30  30  30  30  50  50  50
聚合物链PAE  13.5  13.5  34.2  26.6  26.7  26.8  26.8  44.7  44.7  36.0
聚合物链DEU链端  39.0  39.0  48.8  38.2  38.2  38.2  38.2  20.4  20.4  31.4
全部聚合物链链端  52.5  52.5  83.0  64.8  64.9  65.0  65.0  65.1  65.1  65.0
注：DEU值为计算得出。DETA量以在聚合物中的ppm值给出
    表4
    实施例   8  9   10   11   12   13   14   15   16   17
    初纺纱线PAE   2.1  2.3   ND   ND   ND   3.1   3.4   21.2   16.3   11.7
    煮练纱线PAE   1.4  3.1   ND   ND   ND   1.0   3.0   16.5   14.1   7.57
    纤维IV   1.31  1.30   1.04   1.23   1.15   1.23   1.25   1.02   1.09   1.14
    韧性   41.1  41.4   45.6   48.9   49.6   49.1   42.6   44.0   40.7   44.5
    LP   6.72  6.47   5.83   6.03   5.71   5.24   4.95   5.14   4.84   5.91
    UP   1.10  1.08   1.08   1.16   1.15   1.15   1.11   1.09   1.03   1.16
    CDV   18.3  10.4   10.7   11.0   10.7   11.1   12.1   10.2   11.5   9.0
    ％Eb   490  477   475   466   472   465   456   487   475   456
    热Δb   7.4  ND   ND   ND   ND   11.6   ND   6.8   ND   ND
    UVΔb   8.0  ND   ND   ND   ND   7.2   ND   5.1   ND   ND
    烟雾Δb   3.2  ND   ND   ND   ND   2.6   ND   3.6   ND   ND
    NO2Δb   2.5  ND   ND   ND   ND   2.0   ND   2.8   ND   ND
    在190℃的％HSE   80.3  ND   84.0   ND   ND   86.3   ND   86.2   ND   ND
    ％HWC   17.6  ND   ND   ND   ND   16.4   ND   20.6   ND   ND
    HWC后的UP   0.84  ND   ND   ND   ND   1.10   ND   1.03   ND   ND
    注：韧性以克为单位给出
表4中与实施例8的结果类似的数据表明，本发明的斯潘德克斯纱线抵抗了纤维因暴露于热、紫外光、燃烧烟雾和NO2烟雾而产生的变黄。纤维的热定形效率优异。热湿蠕变及暴露于热湿蠕变条件后的非负载力是商业上可接受的。样品具有良好的CDV值，这表明沿末端纤维均匀性(along end fiber uniformity)是可接受的。
    表5耐氯性数据(1)
斯潘德克斯实施例# 8  9  10  13  14  15  16
 CE 15  15  40  30  30  50  50
添加剂(2) 8.5  ND  11.9  15.2  ND  13.7  ND
其它添加剂(3) ND  53.6  ND  ND  69.6  ND  76.3
注：
1)耐氯性数据以“断裂小时数”为单位给出。给出的值为6次测量的平均值。“ND”表示“未测量”。
2)这些斯潘德克斯包含以下添加剂：Cyanox1790(1.5wt％)、Methacrol2462(0.5wt％)和聚二甲基硅氧烷硅油(0.6wt％)。
3)除了在注#2中列举的添加剂外，这些斯潘德克斯样品还包含耐氯剂，该耐氯剂由2-4重量％碳酸镁钙和/或水菱镁矿与0-0.5重量％的含至少一个单受阻羟苯基基团且具有至少约300道尔顿分子量的添加剂组成。
表5中的数据表明，含有标准添加剂的斯潘德克斯纤维具有良好的氯耐久性，且可使用公知的标准耐氯剂进一步促进纱线的氯耐久性。
对于可染性、色牢度和耐洗牢度试验，织物样品在Model“FAK”Lawson Knitting Unit(Lawson-Hemphill Compay)上以圆形针织管形式生产。编织40旦尼尔斯潘德克斯单一进料，形成100％斯潘德克斯织物。
Lawson管样品采用实施例中给出的方法染色。术语“％owf”是指基于基于织物重量的百分数。
可染性和色牢度通过使用采用Optiview Quality Control 4.0.3版软件的Color-Eye 7000 GretagMacbethTM色度计光谱分析仪测量色调亮度“L”值确定。结果以CIELAB单位记录。主光源为D65。将染色的100％斯潘德克斯Lawson管织物的色调亮度“L”值，与染色的含实施例8商用斯潘德克斯的100％斯潘德克斯Lawson管织物的“L”值进行比较。除非特别说明，色差记录为本发明染色的100％斯潘德克斯Lawson管织物与含实施例8表示的商用斯潘德克斯纤维的染色100％斯潘德克斯Lawson管织物之间“L”值的变化(即“ΔL”)。
“L”值越低颜色越深。对于比较可染性，负ΔL值表明相对于参考样品，该样品具有改进的可染性(更深的颜色)。负ΔL值的绝对值越大，色调差的改进度越高，因此可染度越高。对于对比色牢度，负ΔL值表明相对于参考样品，该样品具有改进的色调深度(更深的颜色)。负ΔL值的绝对值越大，色调差的改进度越高，因此色牢度越高。
为测定耐洗牢度，对染色的100％斯潘德克斯织物片实施标准清洗沾染试验(American Association of Textile Chemists and Colorists TestMethod 61-1996，“Colorfastness to Laundering，Home and Commercial：Accelerated”；2A版)，其试图模仿五种典型的家用和商用低-中温洗衣。该试验在多纤维试验织物存在下进行，该多纤维试验织物包括醋酸纤维素、棉、尼龙6，6、聚酯、腈系纤维和毛织物的带，并采用目测评估沾染度。在该评估中，1和2较差、3为中等、4为良好、5为优异。斯潘德克斯织物的颜色保留度还使用采用Optiview Quality Control4.0.3版软件的Color-Eye 7000 GretagMacbethTM色度计光谱分析仪进行了定量测定。
实施例18
本实施例论述了采用黄色乙烯基砜棉活性染料染色斯潘德克斯织物。采用实施例8、9、13、14、15或16的斯潘德克斯纱线在Lawson针织机(Lawson-Hemphill Company，FAK Sampler，单一进料)上圆形编织六种不同的40旦尼尔斯潘德克斯样品，以提供6种100％斯潘德克斯织物样品。
洗涤处理以40∶1的液体∶织物比实施，染色处理以30∶1的液体∶织物比实施。将六种Lawson管样品在100加入(竞争染色)在MathisLabomat染色浴槽(Werner Mathis AG，Zurich Switzerland)中的具有2g/l Lubit 64、2.0g/l苏打灰、0.25％Versene 100、0.50％Duponol RA和1.5％Merpol DA的溶液中。将浴温以3/min升至180，在180保持30分钟，冷却至170并澄清(澄清是指将新鲜水通入该含织物的浴槽中，直至排出的液体中没有加入的反应物或染料)。将该染色浴设定在80并具有2.0％Lubit 64、1.0％Merpol LFH和0.1％硫代硫酸钠。用醋酸将pH调节至6.0-7.0。使浴温以3/min升至120。向染色浴中加入棉活性染料(4.0％Remazol G Yellow 3RA)，运行染色浴5分钟，加入5.0g/l硫酸钠，运行系统10分钟。然后加入35g/l硫酸钠，并运行系统10分钟。加入最后35g/l硫酸钠，将染色浴升至140，并运行系统15分钟。加入15.0g/l苏打灰，并在140运行系统45分钟。澄清染色浴，在100用2.0g/l醋酸冲洗10分钟，再次澄清。将具有2.0g/l Lubit 64和0.5％Synthrapol SP的新染色浴设定在100，以5/min升至200，在200保持10分钟，澄清，并在室温下空气干燥。
实施例18的可染性、色牢度和耐洗牢度结果在表6A-6C中给出。除非另外说明，ΔL、Δa、Δb和ΔE值均以样品与采用实施例8斯潘德克斯的样品的比较值记录。
  表6A可染性数据-采用Remazol Yellow 3RA染料染色的斯潘德克斯织物
  织物斯潘德克斯实施例#
  8   9   13   14   15   16
 L   82.405   81.764   82.738   79.417   68.602   68.962
 A   9.754   10.530   9.512   16.435   39.371   37.499
 B   44.412   41.005   44.694   54.086   86.361   78.591
ΔL   -0.641   0.333   -2.988   -13.803   -13.444
Δa   0.776   -0.241   6.682   29.617   27.745
Δb   -3.407   0.282   9.675   41.950   34.180
ΔE   3.553   0.499   12.132   53.174   46.030
表6A中的数据表明实施例15和16斯潘德克斯的织物具有非常良好和突出的颜色，其通过样品的负ΔL值和当采用绝对值表述时其ΔL值的大小得到证明。
    表6B色牢度数据-采用Remazol Yellow 3RA染料染色的斯潘德克斯织物
    织物斯潘德克斯实施例#
    8     9     13   14     15     16
 一次洗涤后
L   80.761     81.501     78.920   78.239     64.408    67.640
 A     6.843     6.537   5.278     11.995     34.863     31.475
 B     36.772     31.939   31.953     44.162     74.940     69.967
ΔL     0.741   -1.841     -2.521     -16.352     -13.121
Δa     -0.306   -1.565     5.152     28.019     24.632
Δb     -4.833   -4.819     7.390     38.168     33.194
ΔE     4.899   5.391     9.355     50.092     43.367
二次洗涤后
L   84.618     81.505   82.100     79.042     64.619     66.480
A   6.386     4.810   6.206     11.953     32.723     30.625
B   32.386     28.064   33.216     43.155     74.174     68.096
ΔL     -3.113   -2.518     -5.576     -19.999     -18.138
Δa     -1.576   -0.180     5.567     26.336     24.239
Δb     -4.323   0.829     10.769     41.788     35.710
ΔE     5.555   2.657     13.343     53.289     46.816
三次洗涤后
L   78.818     82.217   84.039     79.804     63.487     66.102
A   2.825     4.261   7.271     14.397     32.696     30.663
B   25.764     27.186   33.873     45.986     72.680     68.383
ΔL     3.399   5.221     0.986     -15.331     -12.716
Δa     1.436   4.447     11.572     29.872     27.838
Δb     1.422   8.109     20.223     46.917     42.619
ΔE     3.955   10.62     23.321     57.693     52.469
注：该表中，对于每次洗涤的ΔL、Δa、Δb和ΔE值均以样品与采用实施例8斯潘德克斯的样品的比较值记录。
表6B中的数据一致地表明实施例15和16斯潘德克斯的织物具有较高色牢度，其通过负ΔL值和当采用绝对值表述时ΔL值的大小得到证明。
  表6C采用Remazol Yellow 3RA染料染色的斯潘德克斯织物在一次洗涤后的耐洗牢度等级
    织物斯潘德克斯实施例#
    8     9     13     14     15     16
醋酸纤维素     4.5     4.5     4.5     4.5     5     5
棉     5     5     5     5     5     5
尼龙     4     4     4     4     4.5     4.5
涤纶     5     5     5     5     5     5
腈纶     5     5     5     5     5     5
毛     4.5     4.5     4.5     4.5     5     5
数据表明相对于采用实施例8斯潘德克斯的织物样品，含实施例15和16斯潘德克斯的织物样品对于醋酸纤维素、尼龙和毛具有改善的耐洗牢度等级(0.5个单位)。
实施例19
本实施例论述了采用黑色乙烯基砜棉活性染料染色斯潘德克斯织物。如实施例18编织六种不同的40旦尼尔斯潘德克斯样品并染色，除了使用4％Remazol Black B染料以外。实施例19的可染性、色牢度和耐洗牢度结果在表7A-7C中给出。除非另外说明，否则ΔL、Δa、Δb和ΔE值均以样品与采用实施例8中斯潘德克斯的样品的比较值记录。
表7A  可染性数据-采用Remazol Black B染料染色的斯潘德克斯织物
    织物斯潘德克斯实施例#
    8     9     13     14     15     16
    L     66.042     67.756     65.146     68.653     52.976     57.020
    A     -6.022     -5.446     -5.967     -5.279     -8.377     -7.615
    B     -6.079     -6.752     -6.789     -5.123     -4.780     -5.723
    ΔL     1.714     -0.896     2.612     -13.066     -9.022
    Δa     0.577     0.055     0.744     -2.354     -1.593
    Δb     -0.674     -0.710     0.956     1.298     0.356
    ΔE     1.93     1.144     2.879     13.34     9.168
表7A中的数据表明实施例15和16斯潘德克斯的织物具有改善的可染性(负ΔL值，当其采用绝对值表述时，显著大于其它ΔL值)。
    表7B  采用Remazol Black B染料染色的斯潘德克斯织物一次洗涤后的色牢度数据
    织物斯潘德克斯实施例#
    8     9     13     14     15     16
 L     72.524     75.044     71.741     75.297     51.192     58.849
 A     -4.136     -4.368     -3.639     -3.279     -7.634     -7.261
 B     -2.189     -3.869     -2.645     -0.957     -5.095     -4.335
ΔL     2.520     0.783     2.773     -21.332     -13.676
Δa     -0.232     0.497     0.856     -3.498     -3.125
Δb     -1.680     -0.456     1.232     -2.906     -2.146
ΔE     3.037     1.033     3.153     21.811     14.191
表7B中的数据表明实施例15和16斯潘德克斯的织物具有更高色牢度，其通过负ΔL值和当采用绝对值表述时ΔL值的大小得到证明。
  表7C  采用Remazol Black B染料染色的斯潘德克斯织物一次洗涤后的耐洗牢度等级
    斯潘德克斯织物实施例#
    8     9     13     14     15     16
醋酸纤维素     5     5     5     5     5     5
棉     5     5     5     5     5     5
尼龙     5     5     5     5     5     5
涤纶     5     5     5     5     5     5
腈纶     5     5     5     5     5     5
毛     5     5     5     5     5     5
上表中数据表明所有织物样品都具有优异的耐洗牢度。
实施例20
本实施例论述了采用红色乙烯基砜棉活性染料染色斯潘德克斯织物。如实施例1 8编织六种不同的40旦尼尔斯潘德克斯样品并染色，除了使用4％Intracron Brilliant Red VS-4BL染料以外。实施例20的可染性、色牢度和耐洗牢度结果在表8A-8C中给出。
表8A  可染性数据-采用Intracron Brilliant Red VS-4BL染料染色的斯潘德克斯织物
  织物斯潘德克斯实施例#
  8     9     13     14     15     16
 L   80.067     81.063     78.635     81.483     72.207     77.112
 A   16.816     13.634     17.467     14.468     24.304     20.045
 B   -4.463     -4.954     -4.056     -3.391     -7.818     -6.395
 ΔL     0.995     -1.432     1.416     -7.860     -2.955
 Δa     -3.182     0.650     -2.348     7.488     3.228
 Δb     -0.490     0.407     1.073     -3.354     -1.932
 ΔE     3.370     1.624     2.944     11.362     4.784
表8A中的数据表明实施例15和16斯潘德克斯的织物具有改善的可染性(负ΔL值，当其采用绝对值表述时，显著大于其它ΔL值)。
    表8B采用Intracron Brilliant Red VS-4BL染料染色的斯潘德克斯织物一次洗涤的色牢度数据
    织物斯潘德克斯实施例#
    8     9     13     14     15     16
  L     80.484     85.517     80.030     84.153     71.081     77.485
  A     8.585     6.615     8.748     3.815     16.930     12.403
  B     -3.306     -3.447     -3.278     1.429     -7.379     -6.243
  ΔL     5.034     0.454     3.669     -9.402     -2.999
  Δa     -1.970     0.164     -4.769     8.346     3.818
  Δb     -0.139     0.030     1.879     -4.071     -2.935
  ΔE     5.407     0.483     6.304     13.215     5.673
表8B中数据表明实施例15和16斯潘德克斯的织物具有更高的色牢度，其通过负ΔL得到证明。
    表8C  采用Intracron Brilliant Red VS-4BL染色的斯潘德克斯织物一次洗涤后的耐洗牢度等级
    斯潘德克斯织物实施例#
    8     9     13     14     15     16
  醋酸纤维素     5     5     5     5     5     5
  棉     4     4.5     4     4.5     4.5     4.5
  尼龙     5     5     5     5     5     5
  涤纶     5     5     5     5     5     5
  腈纶     5     5     5     5     5     5
  毛     5     5     5     5     5     5
上表中数据表明相对于实施例8斯潘德克斯的织物，实施例9、14、15和16斯潘德克斯的织物样品对于棉表现出改善的耐洗牢度。
实施例21
本实施例论述了采用蓝色单氯三嗪棉活性染料染色斯潘德克斯织物。如实施例18编织六种不同的40旦尼尔斯潘德克斯样品并染色，除了采用4％Procion BlueHEXL染料和加入15.0g/l苏打灰后，在205运行45分钟前缓慢升温至205以外。实施例21的可染性和色牢度结果在表9A和9B中给出。
表9A可染性数据-采用Procion Blue HEXL染料染色的斯潘德克斯织物
    织物斯潘德克斯实施例#
    8     9     13     14     15     16
 L     82.642     85.39     83.739     85.812     83.044     82.348
 A     -1.822     -2.382     -1.742     -2.122     -2.802     -3.297
 B     -0.694     -4.652     -0.421     -1.262     3.192     0.208
ΔL     2.748     1.097     3.17     0.402     -0.294
Δa     -0.56     0.08     -0.3     -0.98     -1.475
Δb     -3.958     0.273     -0.568     3.886     0.902
ΔE     4.851     1.133     3.234     4.027     1.754
上表中数据表明采用该染料所有斯潘德克斯样品织物都具有较差的可染性。
    表9B采用Procion Blue HEXL染料染色的斯潘德克斯织物一次洗涤后的色牢度数据
    织物斯潘德克斯实施例#
    8     9     13     14     15     16
 L     84.742     86.383     87.278     88.889     85.982     85.606
 A     -1.564     -1.989     -1.577     -1.59     -2.162     -2.517
 B     0.438     -1.899     0.944     1.731     3.894     1.775
ΔL     1.642     2.537     4.148     1.241     0.865
Δa     -0.425     -0.013     -0.026     -0.598     -0.954
Δb     -2.336     0.507     1.294     3.456     1.338
ΔE     2.887     2.587     4.345     3.721     1.857
上表中数据表明采用该染料具有较差可染性。
实施例22
本实施例论述了采用氟氨三嗪棉活性染料染色斯潘德克斯织物。在Lawson针织机上采用实施例8、9、13、14、15或16的斯潘德克斯纱线圆形编织六个不同的40旦尼尔斯潘德克斯样品，以提供六个100％斯潘德克斯织物样品。
将六个斯潘德克斯样品与六个棉织物样品(各自均与斯潘德克斯织物具有相同重量)结合，并在100以40∶1的液体∶织物比，加入在AhibaTexomat染色浴槽(Ahiba AG，Birsfelden Switzerland)中的六个独立的具有2g/l Lubit 64、2g/l苏打灰、0.25％Versene 100、0.50％Duponol RA和1.50％Merpol DA的溶液中。将浴温以2/min升至180，在180运行30分钟，冷却至170并澄清。将染色浴设定为80和20∶1的液体∶织物比，并具有1g/l碳酸氢钠、0.07g/l苛性钠和30g/l无水硫酸钠(pH 9.2)。加入活性染料Levafix Scarlet E-2GA(1.0％)，将温度以2/min升至120，并在120维持60分钟(在该温度及全部60分钟反应时间内pH始终为9.3)。加入1.5ml/l苛性钠溶液(35％)(溶液pH10.65)。额外搅拌30分钟后(pH 10.4-10.5)，用1g/l苏打灰和1g/l MerpolLFH在175冲洗织物15分钟两次，用水澄清，在175用水冲洗10分钟，并空气干燥。
实施例22的斯潘德克斯织物可染性结果在表10中给出。除非另外说明，否则ΔL、Δa、Δb和ΔE值均以样品与采用实施例8中斯潘德克斯的样品的比较值记录。
  表10可染性数据-采用Levafix Scarlet E-2GA染料染色的斯潘德克斯织物
  织物斯潘德克斯实施例#
  8   9   13   14   15   16
 L   86.292   86.518   84.689   86.665   75.227   78.627
 A   3.565   2.693   5.159   4.935   19.01   14.727
 B   7.108   3.389   7.261   6.316   15.185   11.62
ΔL   0.226   -1.603   0.373   -11.065   -7.665
Δa   -0.872   1.594   1.37   15.445   11.162
Δb   -3.719   0.154   -0.792   8.077   4.512
ΔE   3.827   2.266   1.626   20.645   14.273
结果表明对于含实施例15和16斯潘德克斯的样品表现出微弱的可染性，对含实施例8和9斯潘德克斯的样品表现出基本不可探测的可染性。
实施例23
本实施例论述了采用氟氯三嗪棉活性染料染色斯潘德克斯织物。如实施例22编织六个不同的40旦尼尔斯潘德克斯样品并染色，且在方法中具有下述差异。染色浴设定为80和20∶1的液体∶织物比，并具有1g/l碳酸氢钠、0.07g/l苛性钠和10g/l无水硫酸钠(pH 9.1)。加入活性染料Levafix Golden Yellow E-G(0.5％)，将温度以2/min升至120，并在120保持60分钟。加入一半1.5ml/l苛性钠溶液(35％)(溶液pH为9.2-9.3)。搅拌溶液15分钟，然后加入另一半苛性钠溶液。搅拌5分钟后，加入额外的1.5ml/l苛性钠溶液(溶液pH为9.4-9.6，实施例16的斯潘德克斯例外，其是11.0)。搅拌10分钟后，向除含实施例16的斯潘德克斯外的所有溶液中加入额外的3.0ml 0.75ml/l苛性钠，溶液pH升至10.3-10.4。额外搅拌30分钟后，两次用1g/l苏打灰和1g/lMerpol LFH在175冲洗织物15分钟，用水澄清，在175用水冲洗10分钟，并空气干燥。
实施例23的斯潘德克斯织物可染性结果在表11中给出。除非另外说明，否则ΔL、Δa、Δb和ΔE值均以样品与采用实施例8中斯潘德克斯的样品的比较值记录。
表11  可染性数据-采用Levafix Golden Yellow E-G染料染色的斯潘德克斯纤维
    织物斯潘德克斯实施例#
    8   9   13   14   15   16
 L     88.947   89.031   86.604   90.288   87.938   89.65
 A     -0.301   -1.223   -0.143   0.044   -0.582   -0.281
 B     5.598   1.696   5.439   5.59   8.479   7.96
ΔL   0.084   -2.343   1341   -1.009   0.703
Δa   -0.922   0.158   0.345   -0.282   0.02
Δb   -3.901   -0.158   -0.008   2.881   2.362
ΔE   4.01   2.354   1.385   3.066   2.464
上表中数据显示采用该染料所有斯潘德克斯样品织物均表现出较差可染性。
实施例24
本实施例论述了采用蓝色酸性染料染色斯潘德克斯织物。在Lawson针织机上采用实施例8、9、13、14、15或16的斯潘德克斯纱线圆形编织六个不同的40旦尼尔斯潘德克斯样品，以提供六个100％斯潘德克斯织物样品。
以40∶1的液体∶织物比实施清洗，和以20∶1的液体∶织物比实施染色处理。将六个斯潘德克斯样品与六个棉织物样品(各自均具有与斯潘德克斯织物相同的重量)结合，并在100加入Ahiba Texomat染色浴槽(Ahiba AG，Birsfelden Switzerland)中的六个独立的具有1.0g/l Lubit64、0.50g/l TSP和0.5g/l Merpol LFH的溶液中。将浴温以2/min升至180，在180运行20分钟，冷却并澄清。染色浴设定为62，并具有3.0g/l Merpol LFH，加入4.0g/l硫酸铵，然后用氢氧化铵调节pH至8.5-9.0。搅拌溶液5分钟，然后加入1.0％Sandolan Blue E-BL200。将温度以2/min升至205，并在205保持45分钟。冷却染色浴，澄清，并在室温下空气干燥样品。
实施例24斯潘德克斯织物的可染性结果在表12中给出。ΔL、Δa、Δb和ΔE值均基于具有实施例8斯潘德克斯的样品。
  表12  可染性数据-采用Sandolan Blue E-BL 200染料染色的斯潘德克斯织物
    织物斯潘德克斯实施例#
    8     9     13     14     15     16
 L     82.262     82.186     81.939     81.046     67.991     71.513
 A     -1.249     -2.759     -1.398     -2.832     -4.705     -4.451
 B     2.212     -3.318     0.561     -2.434     -5.468     -4.535
ΔL     -0.077     -0.323     -1.217     -14.271     -10.749
Δa     -1.51     -0.149     1.583     -3.456     -3.202
Δb     -5.53     -1.651     -4.646     -7.68     -6.747
ΔE     5.733     1.689     5.057     16.571     13.089
数据表明含实施例15和16斯潘德克斯的织物样品具有优异的可染性(负ΔL值，当其采用绝对值表述时，显著大于其它ΔL值)。
实施例25
本实施例论述了采用黄色酸性染料染色斯潘德克斯织物。如实施例24编织六个不同的40旦尼尔斯潘德克斯样品并染色，除了采用Sandolan Golden Yellow MF-RL染料以外。表13中给出了可染性结果。ΔL、Δa、Δb和ΔE值均基于具有实施例8斯潘德克斯的样品。
  表13可染性数据-采用Sandolan Golden Yellow MF-RL染料染色的斯潘德克斯织物
    织物斯潘德克斯实施例#
    8     9   13     14     15     16
 L    65.853     62.882   63.092     61.800     58.502     59.984
 A    37.068     38.025   41.038     41.870     44.895     43.261
 B    82.541     76.306   79.594     77.780     73.561     73.753
ΔL     -2.971   -2.760     -4.052     -7.350     -5.869
Δa     0.958   3.970     4.802     7.827     6.193
Δb     -6.235   -2.947     -4.761     8.980     -8.788
ΔE     6.973   5.663     7.884     13.998     12.248
数据表明含实施例15和16斯潘德克斯的织物样品具有优异的可染性。
在以下三个实施例中使用的高膝袜(knee highs)采用实施例17的斯潘德克斯按照以下说明，以1.5g张力在Lonati 404薄袜针织机上编织。对比高膝袜采用相同方法编织，但使用可商购的LycraT-162B斯潘德克斯作为40旦尼尔斯潘德克斯，其是按实施例9制备的斯潘德克斯的代表。
袜口
进料1：使用15/7直丝尼龙和40旦尼尔斯潘德克斯添纱(plated)的180D LycraT-902C斯潘德克斯。
进料2、3、4：40/13(变形的)尼龙
袜体：
进料1：采用40旦尼尔斯潘德克斯添料的15/7直丝尼龙
袜尖(toe)
进料1：内部采用15/7直丝尼龙和40旦尼尔斯潘德克斯添纱的40/13变形尼龙。
对于该高膝袜实施例，以40∶1的液体∶织物比实施冲洗，和染色处理以20∶1的液体∶织物比在Mathis Labomat染色浴槽(WernerMathis AG，Zurich Switzerland)中实施。
将该高膝袜在100加入(竞争冲洗和染色)具有1g/l Lubit 64、0.50g/lTSP和0.5g/l Merpol LFH的冲洗浴溶液中。将浴温以3/min升至180，在180保持20分钟，冷却至170并澄清(澄清是指将新鲜水通入含织物的浴槽中，直至排出液中没有加入的反应物或染料)。
实施例26
本实施例论述了采用黑色酸性染料染色含尼龙和斯潘德克斯的服装。
将染色浴设定为90并具有1.0％Virconyl 431。加入尼龙黑色PVF酸性染料(6％)，用氨调节pH至7.5-8.0并在90运行15分钟。将温度以3/min升至210，在210保持30分钟，冷却至170，用醋酸经15分钟将pH调节至5.5-6.0，以3/min将温度升至210，并在210保持30分钟。将染色浴冷却至170，排干，低温冲洗5分钟，排干，轻度离心，并空气干燥。
结果示于表14中。可以清晰地看到两组高膝袜间的色差。由于在斯潘德克斯和硬纤维之间改进的颜色一致性(或合一)，在含能更高度染色的实施例17斯潘德克斯的高膝袜中，只能看见更少的斯潘德克斯。
    表14
    采用尼龙和商购Lycra(R)T-162B斯潘德克斯编织的高膝袜     采用尼龙和实施例17的斯潘德克斯编织的高膝袜
    L     18.588     15.598
    A     0.404     0.094
    B     -1.408     -1.599
    ΔL     -2.990
    Δa     -0.309
    Δb     -0.191
   ΔE     3.012
实施例27
本实施例论述了采用选用的赋予高膝袜棕褐色的酸性染料混合物，染色含尼龙和斯潘德克斯的服装。
将染色浴设定为90并具有3.0％Virconyl 431。加入酸性染料(0.27％nylanthrene蓝GLF、0.513％nylanthrene橙SLF、0.097％nylanthrene红2RDF)，用TSPP调节pH至7.5-8.0。在90运行该浴30分钟，以3/min升至200，并在200保持30分钟。排干染色浴，低温冲洗5分钟，排干，轻度离心并空气干燥。
结果示于表15中。可以清晰地看到两组高膝袜间的色差。由于在斯潘德克斯和硬纤维之间改进的颜色一致性(或合一)，在含能更高度染色的实施例17斯潘德克斯的高膝袜中，只能看见更少的斯潘德克斯。
    表15
    采用尼龙和商购Lycra(R)T-162B Spandex编织的高膝袜   采用尼龙和实施例17斯潘德克斯编织的高膝袜
    L     36.192     31.435
    a     9.815     10.290
    b     15.788     16.524
   ΔL     -4.757
   Δa     0.475
   Δb     0.736
   ΔE     4.837
实施例28
本实施例论述了采用红色酸性染料染色含尼龙和斯潘德克斯的服装。
将染色浴设定在90，并具有0.5％Merpol LFH和1.0％硫酸铵。用氢氧化铵将pH调节至8.5-9.0，并运行5分钟。加入Poalr Red 3BN 140％(2.0％)，在90运行10分钟，将温度以3/min升至180，而后以2/min将温度升至205，并在205运行45分钟。冷却该浴，澄清，并空气干燥。
结果示于表16中。可以清晰地看到两组高膝袜间的色差。由于在斯潘德克斯和硬纤维之间改进的颜色一致性(或合一)，在含能更高度染色的实施例17斯潘德克斯的高膝袜中，只能看见更少的斯潘德克斯。
    表16
    采用尼龙和商购Lycra(R)T-162B斯潘德克斯编织的高膝袜     采用尼龙和实施例17斯潘德克斯编织地高膝袜
    L     32.087     28.299
    a     51.124     53.109
    b     -2.354     2.582
   ΔL     -3.788
   Δa     1.985
   Δb     4.936
   ΔE     6.531
实施例29
通过在pH 6.0下，在液比为10∶1的具有1.2％owf的NylosanBrilliant Blue N-FL 180％C.I.酸性蓝278(购自Clariant)的染料溶液中浸渍100％斯潘德克斯编织的Lawson管织物样品，来实施得色量试验。将浴温由30℃缓慢升至98℃，并在98℃保持60分钟。在染色结束时，保留每个样品的染色浴，以评估上染在斯潘德克斯样品上的染料量。在每个独立的尽染浴中，将聚酰胺66的78分特、68长丝半无光织物样品浸入冷却的尽染浴中，并重复该染色方法。在表17中记录斯潘德克斯样品和聚酰胺样品的L值。
   表17
   实施例#  由实施例#的斯潘德克斯纱线编织的织物   染色的斯潘德克斯织物的L值     采用尽染浴染色的聚酰胺66织物的L值
    29 A     8     28.82     69.81
    29 B     9     34.63     67.69
    29 C     13     25.7     72.83
    29 D     14     31.07     72.94
    29 E     15     22.62     89.24
    29 F     16     26.79     81.11
数据表明本发明的斯潘德克斯具有增加的得色量，因为采用对比斯潘德克斯样品尽染浴染色的聚酰胺样品，相对于采用本发明斯潘德克斯尽染浴染色的聚酰胺样品，具有更深的颜色(具有更低的L值)。
实施例30
实施实验确定上染率。每个Lawson管100％斯潘德克斯样品在pH6.0以液比10∶1，采用0.6％的Nylosan Brilliant Blue N-FL 180％C.I.酸性蓝278分别染色。浴温以1℃/分钟缓慢升至98℃。当染色温度升至40℃、50℃、60℃、70℃、80℃、90℃和98℃时，从每个单元中提取染色浴溶液的样品，且还在98℃60分钟后的染色周期结束时提取染色浴溶液的样品。在每个独立的尽染浴中，浸入聚酰胺66的78分特、68长丝半无光织物样品并染色，以阐明没有被斯潘德克斯样品吸收的染料的量。染色斯潘德克斯织物的L值记录在表18A中，采用尽染浴样品染色的聚酰胺织物的L值记录在表18B中。
 表18A-在不同温度下染色的斯潘德克斯织物的L值
 实施例# 由实施例#斯潘德克斯纱线编织的织物  40℃  50℃  60℃  70℃  80℃  90℃  98℃  98℃60分钟后
 30A 8  51.16  44.21  41.55  37.73  36.94  41.58  44.95  34.6
 30B 9  45.59  42.31  39.86  41.35  41.17  46.62  46.61  42.57
 30C 13  39.41  36.44  34.37  33.92  33.01  34.89  41.83  33.18
 30D 14  40.22  39.85  34.74  33.97  41.11  37.12  39.13  34.92
 30E 15  33.15  28.96  28.01  27.02  26.69  26.39  27.41  27.83
 30F 16  35.3  33.5  30.2  30.72  30.62  30.64  28.69  28.56
 [0258]  表18B-在不同温度下尽染浴中染色的聚酰胺织物的L值
 实施例# 来自实施例#纱线织物染色的尽染浴  40℃  50℃  60℃  70℃  80℃  90℃  98℃  98℃60分钟后
 30A  8  69.11  68.56  72.6  70.83  74.18  70.66  69.49  75.15
 30B  9  70.1  71.75  71.18  73.97  73.88  72.26  67.97  73.45
 30C  13  69.79  75.86  74.98  75.96  73.32  71.51  70.99  76.3
 30D  14  73.79  72.21  75.72  76.11  74.89  73.37  71.78  76.09
 30E  15  78.26  87.28  92.15  92.32  92.61  91.24  90.47  91.79
 30F  16  76.21  82.7  85.07  92.4  90.94  90.19  88.82  89.8
上表中的数据显示对于由实施例15和16斯潘德克斯编织的织物具有增加的染料纤维相互作用。如尽染浴染色阐明的，实施例15斯潘德克斯的织物在约40-50℃表现出更大的上染率，并在60℃染色浴颜色消失。如尽染浴染色阐明的，实施例16的织物在约40-60℃表现出更大的上染率，并在70℃染色浴颜色消失。其它样品表现出降低的上染率，且没有吸尽染料。
实施例31
当与含有类似染色点的合用硬纱线竞争染色时，上染率和颜色分配通过在pH 6.0、液比10∶1用0.6％Nylosan Brilliant Blue N-FL 180％CI酸性蓝278染色100％斯潘德克斯Lawson管样品以及聚酰胺66的78分特68长丝半无光织物(78f68 T3)测定。将浴温以1℃/分钟升至98℃，并在该温度保持60分钟。当温度升至40℃、50℃、60℃、70℃、80℃、90℃和98℃时，提取每个单元的样品并保持染色浴，并在染色周期结束时提取样品。斯潘德克斯样品和聚酰胺样品的L值记录在表19中。
表19.在不同温度下竞争染色的斯潘德克斯和聚酰胺织物的L值
实施例# 由实施例#的斯潘德克斯纱线编织的织物  40℃  50℃  60℃  70℃  80℃  90℃  98℃  98℃60分钟后
由78f68 T3编织的织物
 31A  8  66.09  60.58  52.46  47.25  53.97  64.14  67.63  59.91
 78f68 T3  60.78  53.40  45.36  43.19  42.49  39.76  41.76  41.45
 31B  9  54.49  47.94  48.89  48  50.5  59.75  65.5  60.18
 78f68 T3  62.45  55.37  50.28  44.39  42.42  40.84  42.27  40.88
 31C  13  52.49  45.95  47.58  45.87  46.43  55.72  58.62  57.69
 78f68 T3  60.97  52.98  50.3  46.01  43.96  42.21  41.55  42.28
 31D  14  50.89  48.72  45.58  43.71  47.8  53.08  55.58  49.85
 78f68 T3  62.34  58.39  52.14  48.35  44.8  41.93  40.26  41.73
 31E  15  40.18  36.57  32.66  31.06  31.74  31.05  30.81  30.9
 78f68 T3  61.84  55.97  51.34  49.01  50.33  53.94  50.31  48.54
 31F  16  41.03  39.27  36.73  35.04  32.67  33.37  34.41  35.63
 78f68 T3  63.31  56.81  50.21  50.42  48.71  48.85  46.26  46.68
由实施例15和16斯潘德克斯编织的织物表现出超过其它样品的可观的上染率、可染性和增加的得色量。这些织物样品在约80-98℃的提高的染色条件下，还表现出强分配。相对于含实施例15和16斯潘德克斯的样品，其它斯潘德克斯织物样品表现出下降的得色量。
织物的制备
在以下织物实施例中，整经机为22E型整经机(American Liba，Inc.，Piedomnt，SC)。将1340条Lycra斯潘德克斯以50或100码/分钟(46或91米/分钟)经轴架速率(creel speed)采用平面绞(flat lease)，整经在High-Strength No.21TN42锻制经轴(购自Briggs-Shaffner Co.，Winston-Salem，NC)上。拉伸通过在适当的相对转数/分钟(rpm)操作预拉伸辊和经轴实施。整经速率受采用的高拉伸和马达的最高速率限制；在商业操作中，采用更高速率马达改装整经机可使得具有更高的整经速率。经轴架(creel)为American Liba的滚动送出(rollingtakeoff)Model 6。经轴宽42英寸(107cm)并具有21英寸(53cm)的凸缘。测量每个经轴的左、中和右圆周，发现其基本相同。对于所有实施例，采用的预拉伸水平为125％，最终经伸长为65％。
采用三经轴组，在Karl Mayer生产的具有复合针和130英寸(3302mm)最大工作宽度的RACOP Model 4E 32规格的Tricot针织机上进行编织。在从经轴上移出斯潘德克斯时，没有观察到存在困难。经纱为100％裸露斯潘德克斯。非弹性纤维为40旦尼尔(44分特)13长丝型865 Antron尼龙(Invista S.à.r.l.的注册商标)。在所有实施例中该尼龙提升辊长度为58英寸(147.3cm)。织物为标准Jersey Tricot构造，尼龙按2-3/1-0(经编系列号)编织，斯潘德克斯按1-0/1-2编织。
本色织物通过在三箱Krantz针板架(Pin Frame)干燥器中热定形进行整理，该干燥器设计为蒸汽加热至最高250和250以上采用电加热。染色在Hisaka Model H水平喷射染色机中实施。所有实施例采用相同的标准聚酰胺/斯潘德克斯染色方法染品蓝色，并在自然宽度干燥(120℃/45秒)。织物采用以下方法染色和整理：在30℃/pH7.0-7.5加入2.5wt％Lanaset Blue 2R。然后经45分钟将温度升至98℃，并保持恒定45分钟。用醋酸调节织物pH至4.5，将温度冷却至72℃，冲洗织物，而后排干染色浴。然后对织物采用轻微真空并在120℃干燥。
实施例32
使用41.7实际旦尼尔(46.3分特)的商用Lycra(R)斯潘德克斯(T-162B型)，按实施例9制备的斯潘德克斯的代表，制备对比织物。对于每组三条纱线，斯潘德克斯的编织张力为15克，提升辊长度为21.2英寸(53.8cm)，得到17.1wt％的斯潘德克斯含量。本色织物品质为70.7cpi。织物具有291g/m2的基重，在80％拉伸处具有约1790g的负载力。热定形在385(196℃)在5％超哏自然宽度以10％超喂量实施45秒。将织物喷染为蓝色，然后干燥/整理至187g/m2最终重量和151cm宽度。织物性质示于表20。
实施例33
使用41.2实际旦尼尔(45.8分特)的实施例17斯潘德克斯纱线制备含本发明斯潘德克斯纱线的织物。对于每组三条纱线，斯潘德克斯的编织张力为15克，提升辊长度为20.7英寸(52.6cm)，得到16.4wt％的斯潘德克斯含量。本色织物品质为70.7cpi。织物具有290g/m2的基重，在80％拉伸处具有约1970g的负载力。热定形在375(190℃)在5％超喂自然宽度以10％超喂量实施45秒。将织物喷染为蓝色，然后干燥/整理至170g/m2最终重量和150cm宽度。织物性质示于表20。
  表20
  实施例   32   33
  热定形温度(℃)   196   190
  织物重量(g/m2)   189   170
  斯潘德克斯含量(％)   17.1   16.4
  织物回复力@50％(Kg)   0.37   0.35
  初纺LP   6.57   5.91
  初纺UP   1.12   1.16
  初始纤维IV   ND   1.14
表20中的数据表明，“初纺”负载力(LP)使得可具有更低的斯潘德克斯织物含量(当在恒定张力编织时)，和即使在织物中采用更低重量百分数的斯潘德克斯也可以维持期望的织物回复力。
实施例34
使用40.0实际旦尼尔(44分特)的实施例10斯潘德克斯纱线制备含斯潘德克斯纱线的织物。对于每组三条纱线，斯潘德克斯的编织张力为15克，提升辊长度为20.0英寸(50.8cm)，得到16.3wt％的斯潘德克斯含量。本色织物品质为70.7cpi。热定形在375(190℃)在5％超喂自然宽度以10％超喂量实施45秒。将织物喷染为蓝色，然后干燥/整理至198g/m2最终重量和156cm宽度。
整理的织物具有16.3wt％斯潘德克斯含量，和在50％伸长下具有0.30kg织物回复力。初纺负载力为5.83克，初纺非负载力为1.08克，初始纤维IV为1.04dl/g，和热处理纤维IV为3.06dl/g。该数据表明可接受的织物回复力在热处理后，如在织物染色和整理操作期间，可部分地通过更高的纤维IV保持。

Claims (24)

1.一种具有至少5meq/Kg初纺伯胺含量的斯潘德克斯，其中染色后的该斯潘德克斯具有改进的色调亮度ΔL，该ΔL采用绝对值时在CIELAB色标上至少约为3.0，根据光谱色度法在与初纺伯胺含量少于约3meq/Kg的斯潘德克斯的色调亮度L比较时测定。
2.如权利要求1的斯潘德克斯，其中初纺斯潘德克斯具有至少约10meq/Kg的伯胺含量。
3.一种具有至少约3meq/Kg煮练伯胺含量的斯潘德克斯，其中染色后的该斯潘德克斯具有改进的色调亮度ΔL，该ΔL采用绝对值时在CIELAB色标上至少约为3.0，根据光谱色度法在与初纺伯胺含量少于约3meq/Kg的斯潘德克斯的色调亮度L比较时测定。
4.权利要求1或3的斯潘德克斯，其中该斯潘德克斯采用选自由酸性染料、直接染料和金属络合染料或其组合组成的组的染料染色。
5.权利要求1或3的斯潘德克斯，其中该斯潘德克斯用至少一种除单氯三嗪和氟氯三嗪棉活性染料以外的活性染料染色。
6.权利要求1或3的斯潘德克斯，在一次洗涤后具有改进的色调亮度ΔL，该ΔL采用绝对值时在CIELAB色标上为3.0或更大，按照光谱色度法在与初纺伯胺含量少于约3meq/Kg的斯潘德克斯比较时测定。
7.权利要求1或3的斯潘德克斯，具有至少10小时才会断裂的耐氯引发降解性。
8.权利要求1或3的斯潘德克斯，具有约4.0克-约7.5克的负载力。
9.权利要求1或3的斯潘德克斯，具有约4.5克-约6.2克的负载力。
10.权利要求1或3的斯潘德克斯，具有约1.0克-约1.2克的非负载力。
11.权利要求1或3的斯潘德克斯，在190℃在1.5x拉伸下，具有至少86％的热定形效率。
12.一种织物，其包含权利要求1或3的斯潘德克斯，和至少一种选自由蛋白质纤维、纤维素纤维和合成聚合物纤维或其组合组成的组的纤维。
13.权利要求12的织物，其中织物用选自由酸性染料、直接染料和金属络合染料或其组合组成的组的染料染色。
14.权利要求12的织物，其中织物用至少一种除单氯三嗪和氟氯三嗪棉活性染料以外的活性染料染色。
15.权利要求12的织物，其中斯潘德克斯含量为约0.5％-约40％重量百分数的斯潘德克斯。
16.权利要求12的织物，其中在经向在50％伸长时织物回复力为约0.2Kg-约0.5Kg。
17.一种包含权利要求12织物的服装。
18.一种包含权利要求13织物的服装。
19.一种包含权利要求14织物的服装。
20.权利要求1或3的斯潘德克斯，进一步特征在于在恒定初纺伯胺含量下，染色增强剂的浓度不足以提供所观察到的色调亮度ΔL的改进。
21.权利要求1或3的斯潘德克斯，进一步特征在于染色增强剂浓度小于5wt％。
22.权利要求1或3的斯潘德克斯，进一步特征在于染色增强剂浓度小于1wt％。
23.权利要求1或3的斯潘德克斯，进一步特征在于染色增强剂浓度小于0.7wt％。
24.权利要求1或3的斯潘德克斯，进一步特征在于基本上不含本文定义的染色增强剂。
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