CN101310050A - 具有提高的白度的斯潘德克斯弹性纤维和包含其的织物和衣服 - Google Patents

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Abstract

本发明提供斯潘德克斯弹性纤维,其具有通过AATCC测试方法110-1994所测量的至少大约95的初始CIE白度,所述的斯潘德克斯弹性纤维包含荧光增白剂和防紫外线剂,其中荧光增白剂选自噁唑,联苯,香豆素,茋,吡唑啉酮,若丹明和荧光素或者这样的成分的组合;防紫外线剂选自三嗪,苯并三唑,N,N′-二苯基乙二酰胺,苯甲酮和二丙二酸酯或者这样的成分的组合。

Description

具有提高的白度的斯潘德克斯弹性纤维和包含其的织物和衣服
技术领域
本发明涉及具有提高的初始白度的斯潘德克斯弹性纤维,以及涉及在环境暴露之后具有提高的白度保持的斯潘德克斯弹性纤维。本发明还涉及具有在长期暴露于紫外线(UV)照射之后具有良好的性能保持的斯潘德克斯弹性纤维。所述的斯潘德克斯弹性纤维包含荧光增白剂和防紫外线剂(UV screener),并可以任选的另外包含位阻胺光稳定剂。本发明还涉及一种赋予斯潘德克斯弹性纤维白度的方法,一种调整斯潘德克斯弹性纤维的初始白度到期望程度的方法,一种赋予斯潘德克斯弹性纤维在洗涤之后或者在环境暴露之后的白度保持的方法,和一种赋予斯潘德克斯弹性纤维在长期的暴露于紫外线照射之后的性能保持的方法。此外,本发明涉及包含斯潘德克斯弹性纤维的织物,该织物具有提高的初始白度和在环境暴露之后的提高的白度保持。此外,本发明涉及一种实现在包含斯潘德克斯弹性纤维的织物和在包含这样的织物的衣服中的提高白度的方法。
背景技术
斯潘德克斯弹性纤维(spandex)是一种人造纤维的总称,其中成纤物质是包含至少85%链段的(segmented)聚氨酯的长链合成聚合物。斯潘德克斯弹性纤维还被称为elastane。已知由聚醚基的聚氨酯聚合物制成的斯潘德克斯弹性纤维在某些环境条件下例如在暴露于紫外线(UV)或者在大气气体例如二氧化氮(NO2)存在下是易于变色的,二氧化氮是燃烧气体和大气烟雾的重要构成部分。提高的对在这样的条件下的环境的抵抗性是一种期望的属性,并可以用“白度保持(whitenessretention)”来量化。变色有时候被称为发黄。
已经使用了添加剂来提高纤维的白度。例如美国专利No.4559150中公开了使用荧光增白剂来增白合成纤维材料。美国公开专利申请2003/0198809中公开了包含“纺入(spun-in)”添加剂的荧光弹性纱线。同样已知的是使用添加剂来提高环境暴露的纤维的白度保持。例如美国专利No.4504612公开了具有提高的抗二氧化氮(NO2)的聚醚基斯潘德克斯弹性纤维。美国专利No.5219909公开了用于斯潘德克斯弹性纤维的添加剂,该添加剂提供抗由于暴露于烟、光和热而引起的变色的保护。美国专利No.6867250公开了在斯潘德克斯弹性纤维中单独的或者和位阻胺光稳定剂组合使用的三嗪UV吸收剂。
用来提高斯潘德克斯弹性纤维的白度或者提供白度保持的添加剂的使用可导致了额外的成本和增加了斯潘德克斯弹性纤维制造方法的复杂性。此外,用来赋予某些性质例如初始白度或者白度保持的添加剂的使用会具有不想要的后果例如对其他期望的斯潘德克斯弹性纤维特性例如断裂韧性、断裂伸长率或者其他性能的不利影响。因此,尽管一直在寻找新的可以赋予斯潘德克斯弹性纤维白度或者白度保持的添加剂和提供给斯潘德克斯弹性纤维白度或者白度保持的方法以及包含它们的织物和纺织品制品,但是也需要寻找还具有在长期暴露于UV照射之后的性能保持的斯潘德克斯弹性纤维。
发明内容
在一些实施方案中,其是一种具有通过AATCC测试方法110-1994所测量的至少大约95的初始CIE白度的斯潘德克斯弹性纤维,所述的斯潘德克斯弹性纤维包含:荧光增白剂和防紫外线剂;其中荧光增白剂选自噁唑,联苯,香豆素,茋,吡唑啉/吡唑啉酮(pyrazolene),若丹明和荧光素(fluorescein)或者这样的成分的组合;防紫外线剂选自三嗪,苯并三唑,N,N′-二苯基乙二酰胺,苯甲酮和二丙二酸酯(bismalonate)或者这样的成分的组合。
在一些实施方案中,其是斯潘德克斯弹性纤维,其包括:荧光增白剂和防紫外线剂;所述的荧光增白剂和防紫外线剂的量足以使得在暴露于紫外线照射12小时之后,斯潘德克斯弹性纤维的增长百分比小于16%,其中荧光增白剂选自噁唑,联苯,香豆素,茋,吡唑啉/吡唑啉酮(pyrazolene),若丹明和荧光素或者这样的成分的组合;防紫外线剂选自三嗪,苯并三唑,N,N′-二苯基乙二酰胺,苯甲酮和二丙二酸酯(bismalonate)或者这样的成分的组合。
在一些实施方案中,其是一种织物,该织物包括至少1重量%的斯潘德克斯弹性纤维,该斯潘德克斯弹性纤维包含荧光增白剂和防紫外线剂;所述的荧光增白剂选自噁唑,联苯,香豆素,茋,吡唑啉/吡唑啉酮(pyrazolene),若丹明和荧光素或者这样的成分的组合;防紫外线剂选自三嗪,苯并三唑,N,N′-二苯基乙二酰胺,苯甲酮和二丙二酸酯(bismalonate)或者这样的成分的组合,其中所述的织物具有大于对照织物的白度保持,该对照织物是以相同的方式制成的但是使用没有荧光增白剂和防紫外线剂的斯潘德克斯弹性纤维。
在一些实施方案中还提供的是具有提高的白度的斯潘德克斯弹性纤维组合物,其包括荧光增白剂和抗氧化剂,例如具有至少一种非对称的二受阻羟苯基基团的那些,而没有防紫外线剂。换句话说,没有防紫外线剂加入到斯潘德克斯弹性纤维组合物中。
还提供的是包括一些实施方案中的斯潘德克斯弹性纤维的织物。
还提供的是包括一些实施方案中的织物的衣服或者纺织品制品。
在一些实施方案中进一步提供一种赋予斯潘德克斯弹性纤维白度的方法。该方法包括a)将聚醚二元醇或者聚酯二元醇和至少一种二异氰酸酯进行接触;所述的聚醚二元醇选自聚亚乙基醚二醇,聚三亚甲基醚二醇,聚(四亚甲基醚)二醇,聚(四亚甲基-共-2-甲基四亚甲基醚)二醇,聚(四亚甲基-共-亚乙基醚)二醇和它们的混合物;所述的聚酯二元醇选自(i)乙二醇,丙二醇,丁二醇,2,2-二甲基-1,3-丙二醇和它们的混合物和(ii)对苯二酸,琥珀酸,己二酸,壬二酸,癸二酸和十二烷二酸以及它们的混合物的反应产物;b)将步骤a)的反应产物和至少一种增链剂以及任选的和链终止剂进行接触;c)将步骤b)的反应产物和足以赋予斯潘德克斯弹性纤维白度的量的荧光增白剂和防紫外线剂进行接触,或者可选择的,将步骤b)的反应产物与荧光增白剂和包括至少一种非对称的二受阻羟苯基基团的抗氧化剂进行接触;和纺丝c)的产物来形成斯潘德克斯弹性纤维,其中所述的荧光增白剂选自噁唑,联苯,香豆素,茋,吡唑啉/吡唑啉酮(pyrazolene),若丹明和荧光素或者这样的成分的组合;防紫外线剂选自三嗪,苯并三唑,N,N′-二苯基乙二酰胺,苯甲酮和二丙二酸酯(bismalonate)或者这样的成分的组合。
还提供的是一种调整斯潘德克斯弹性纤维的初始白度到期望的程度的方法,该方法包括:a)将聚醚二元醇或者聚酯二元醇和至少一种二异氰酸酯进行接触;所述的聚醚二元醇选自聚亚乙基醚二醇,聚三亚甲基醚二醇,聚(四亚甲基醚)二醇,聚(四亚甲基-共-2-甲基四亚甲基醚)二醇,聚(四亚甲基-共-亚乙基醚)二醇和它们的混合物;所述的聚酯二元醇选自(i)乙二醇,丙二醇,丁二醇,2,2-二甲基-1,3-丙二醇和它们的混合物和(ii)对苯二酸,琥珀酸,己二酸,壬二酸,癸二酸和十二烷二酸以及它们的混合物的反应产物;b)将步骤a)的反应产物和至少一种增链剂以及任选的和链终止剂进行接触;c)将步骤b)的反应产物和足以提供期望的白度程度到斯潘德克斯弹性纤维的量的荧光增白剂和防紫外线剂进行接触,或可选择的,将步骤b)的反应产物与荧光增白剂和包括至少一种非对称的二-受阻羟苯基基团的抗氧化剂相接触;和纺丝c)的产物来形成斯潘德克斯弹性纤维,其中所述的荧光增白剂选自噁唑,联苯,香豆素,茋,吡唑啉/吡唑啉酮(pyrazolene),若丹明和荧光素或者这样的成分的组合;所述的防紫外线剂选自三嗪,苯并三唑,N,N′-二苯基乙二酰胺,苯甲酮和二丙二酸酯(bismalonate)或者这样的成分的组合。
还提供的是一种赋予斯潘德克斯弹性纤维在洗涤之后或者在环境暴露于燃烧烟,二氧化氮烟,紫外线照射,热或者氯漂白剂之后的白度保持的方法,该方法包括:a)将聚醚二元醇或者聚酯二元醇和至少一种二异氰酸酯进行接触;所述的聚醚二元醇选自聚亚乙基醚二醇,聚三亚甲基醚二醇,聚(四亚甲基醚)二醇,聚(四亚甲基-共-2-甲基四亚甲基醚)二醇,聚(四亚甲基-共-亚乙基醚)二醇和它们的混合物;所述的聚酯二元醇选自(i)乙二醇,丙二醇,丁二醇,2,2-二甲基-1,3-丙二醇和它们的混合物和(ii)对苯二酸,琥珀酸,己二酸,壬二酸,癸二酸和十二烷二酸以及它们的混合物的反应产物;b)将步骤a)的反应产物和至少一种增链剂以及任选的和链终止剂进行接触;c)将步骤b)的反应产物和足以在洗涤之后或者在环境暴露之后向斯潘德克斯弹性纤维提供白度保持的量的荧光增白剂和防紫外线剂进行接触,或者可选择的,将步骤b)的反应产物与荧光增白剂和包括至少一种非对称的二-受阻羟苯基基团的抗氧化剂相接触;和纺丝c)的产物来形成斯潘德克斯弹性纤维,其中所述的荧光增白剂选自噁唑,联苯,香豆素,茋,吡唑啉/吡唑啉酮(pyrazolene),若丹明和荧光素或者这样的成分的组合;所述的防紫外线剂选自三嗪,苯并三唑,N,N′-二苯基乙二酰胺,苯甲酮和二丙二酸酯(bismalonate)或者这样的成分的组合。
还提供的是一种赋予斯潘德克斯弹性纤维在暴露于紫外线照射12小时之后的断裂韧性性能保持的方法,该方法包括:a)将聚醚二元醇或者聚酯二元醇和至少一种二异氰酸酯进行接触;所述的聚醚二元醇选自聚亚乙基醚二醇,聚三亚甲基醚二醇,聚(四亚甲基醚)二醇,聚(四亚甲基-共-2-甲基四亚甲基醚)二醇,聚(四亚甲基-共-亚乙基醚)二醇和它们的混合物;所述的聚酯二元醇选自(i)乙二醇,丙二醇,丁二醇,2,2-二甲基-1,3-丙二醇和它们的混合物和(ii)对苯二酸,琥珀酸,己二酸,壬二酸,癸二酸和十二烷二酸以及它们的混合物的反应产物;b)将步骤a)的反应产物和至少一种增链剂以及任选的和链终止剂进行接触;c)将步骤b)的反应产物和足以赋予斯潘德克斯弹性纤维在暴露于紫外线照射12小时之后的性能保持的量的荧光增白剂和防紫外线剂以及任选的位阻胺光稳定剂进行接触;和纺丝c)的产物来形成斯潘德克斯弹性纤维,其中所述的荧光增白剂选自噁唑,联苯,香豆素,茋,吡唑啉/吡唑啉酮(pyrazolene),若丹明和荧光素或者这样的成分的组合;所述的防紫外线剂选自三嗪,苯并三唑,N,N′-二苯基乙二酰胺,苯甲酮和二丙二酸酯(bismalonate)或者这样的成分的组合。
一些实施方案进一步提供了一种赋予斯潘德克斯弹性纤维在暴露于紫外线照射12小时之后的断裂伸长率性能保持的方法,所述斯潘德克斯弹性纤维包含荧光增白剂和防紫外线剂。该方法包括:a)将聚醚二元醇或者聚酯二元醇和至少一种二异氰酸酯进行接触;所述的聚醚二元醇选自聚亚乙基醚二醇,聚三亚甲基醚二醇,聚(四亚甲基醚)二醇,聚(四亚甲基-共-2-甲基四亚甲基醚)二醇,聚(四亚甲基-共-亚乙基醚)二醇和它们的混合物;所述的聚酯二元醇选自(i)乙二醇,丙二醇,丁二醇,2,2-二甲基-1,3-丙二醇和它们的混合物和(ii)对苯二酸,琥珀酸,己二酸,壬二酸,癸二酸和十二烷二酸以及它们的混合物的反应产物;b)将步骤a)的反应产物和至少一种增链剂以及任选的和链终止剂进行接触;c)将步骤b)的反应产物和足以赋予斯潘德克斯弹性纤维在暴露于紫外线照射12小时之后的断裂伸长率性能保持的量的荧光增白剂和防紫外线剂以及任选的位阻胺光稳定剂进行接触;和d)纺丝c)的产物来形成斯潘德克斯弹性纤维,其中所述的荧光增白剂选自噁唑,联苯,香豆素,茋,吡唑啉/吡唑啉酮(pyrazolene),若丹明和荧光素或者这样的成分的组合;所述的防紫外线剂选自三嗪,苯并三唑,N,N′-二苯基乙二酰胺,苯甲酮和二丙二酸酯(bismalonate)或者这样的成分的组合。
具体实施方式
目前已经发现在环境暴露于燃烧烟,NO2烟,UV照射,热或者氯漂白剂之后,包括荧光增白剂和防紫外线剂的斯潘德克斯弹性纤维具有提高的初始白度和提高的白度保持。此外,已经发现在长期暴露于UV照射之后,包括荧光增白剂、防紫外线剂和位阻胺光稳定剂的斯潘德克斯弹性纤维具有良好的性能保持。所测量的斯潘德克斯弹性纤维的白度是CIE白度。提高的初始白度、在环境暴露之后的提高的白度保持和在UV暴露之后的性能保持被带给了包括本发明斯潘德克斯弹性纤维的织物和衣服。
作为此处使用的,术语斯潘德克斯弹性纤维意思是一种人造纤维,其中成纤物质是包含至少85%的链段聚氨酯的长链合成聚合物。斯潘德克斯弹性纤维还被称为elastane。
作为此处使用的,“封端比例”定义为二异氰酸酯和二元醇的摩尔比。
作为此处使用的,除非另有指示,术语“%NCO”表示在封端的二元醇中的异氰酸酯端基的重量百分数。
作为此处使用的,术语“荧光增白剂(optical brightener)”表示一种能够使颜色变亮或者屏蔽基质例如纤维、纸张、油漆和塑料的黄变的试剂。荧光增白剂吸收UV光并在可见光谱的紫色-蓝色区域再发射荧光。这种变蓝(bluing)效应能够抵消微黄色调(yellowish cast)并赋予明亮的白度到通过该基质反射的光上。荧光增白剂还被称为荧光增白试剂(fluorescent whitening agent)。
作为此处使用的,术语“防紫外线剂(UV screener)”表示可以加入到基质(例如聚合物组合物)的化合物来保护基质免受UV光的影响例如降解。不希望局限于理论,据信防紫外线剂通过吸收UV光并将其转化为热而起作用。
作为此处使用的,术语“位阻胺光稳定剂”(HALS)表示包括四甲基哌啶结构的空间位阻胺。
作为此处使用的,术语“消光剂”表示一种能够用来减少人造纤维光泽的物质。将消光剂混入斯潘德克斯弹性纤维能够赋予纤维不透明性。一种典型的用于斯潘德克斯弹性纤维的消光剂是二氧化钛。
作为此处使用的,术语“局部”表示一种局部施用到纱线、织物或者纺织品制品的表面的处理。用荧光增白剂局部处理的纱线、织物或者纺织品制品可以是有效的,但不是永久的。相应于对不同纤维的不同亲合力的程度,局部处理具有在后续加工或者洗烫操作过程中某些程度的洗掉的缺点。
作为此处使用的,术语“纺入(spun-in)”指的是在将聚合物溶液(聚氨酯脲聚合物溶液)纺丝成斯潘德克斯弹性纤维之前,加入到聚氨酯脲聚合物溶液中的材料。纺入斯潘德克斯弹性纤维添加剂可以不同于局部施用的斯潘德克斯弹性纤维整理剂(finishes)之处在于纺入添加剂典型的存在于整个纤维中,而不仅仅在纤维表面。纺入添加剂可以比局部施加的整理剂典型的更难从斯潘德克斯弹性纤维中除去。
作为此处使用的,术语“白色”定义为不存在色彩,术语“白度”表示白色的性质,可选择的规定为不存在色彩的性质。作为此处使用的,术语“CIE白度”表示通过AATCC(美国纺织染化工作者协会(AmericanAssociation of Textile Chemists and Colorists))测试方法110-1994所测定的白度并使用其中的用于发光体D65和1976 10°观察者的公式来计算。CIE白度用数值来表示;此处报告的数值被四舍五入为最接近的整数。试样的CIE白度越大,试样的白度越大。未经过训练的人的眼睛通常被认为能够区分大约15 CIE白度单位差异的白度色调。经过训练的人的眼睛通常被认为能够区分至少大约3单位的白度色调。
作为此处使用的,术语“初始白度”指的是材料例如斯潘德克斯弹性纤维在其初始状态的白度,即在暴露于环境作用之前或者在后续加工步骤例如在织物的湿加工中加入另外的增白剂之前的白度。初始白度还被称为“本来的”白度或者“纺丝本身的”白度。
作为此处使用的,术语“白度保持”表示材料随时间或者在环境暴露之后保持它的初始白度的能力。如果在随时间或者在环境暴露之后试样的CIE白度值低于初始CIE白度值,则发生了白度降低。如果试样的CIE白度值高于初始CIE白度值,则发生了白度升高。已知不同的环境暴露例如燃烧烟、热暴露、NO2烟(烟雾的一种成分)、UV照射和氯漂白剂会引起斯潘德克斯弹性纤维变黄或者变色。作为结果,白度保持是在斯潘德克斯弹性纤维和在包括斯潘德克斯弹性纤维的织物中期望的性质,并且提高的白度保持也是期望的。
通常,纺织品和服装工业寻求纱线或织物的最高可能的白度值。但是,纱线或者织物的终端使用要求限定了何种程度的白度对具体应用来说是能够接受的。因素例如共用的(companion)硬纱线的白度值或者下游染印步骤将影响给出的白度程度的可接受性,并且这样的因素可以根据最终的使用广泛的变化。因此,尽管这里对于有用的白度没有普遍的限度,但是具有提高的或改进的白度的纱线或织物通常是令人期望的。在一些应用中,可能令人期望的是调整纱线或织物的白度,目的是该白度对于所期望的应用是足够的,其可以不同于能够得到的最高的CIE白度值。
作为此处使用的,术语“共用的(companion)纱线”表示一种和斯潘德克斯弹性纤维例如在纺织或者编织中结合使用的纱线。作为此处使用的,术语“硬纱线”指的是相对无弹性的纱线,例如聚酯,棉花,尼龙,人造丝,醋酸酯或者羊毛。
作为此处使用的,术语“纺织品制品”表示一种包括织物的制品。“纺织品制品”包括例如衣服或者衣服制品例如衬衫,裤子,裙子,夹克,外套,工作衬衫,工作裤子,制服,外衣,运动衣,游泳衣,乳罩,袜子和内衣裤,还包括附件例如带子,手套,连指手套,帽子,针织品或者鞋类。“纺织品制品”还包括这样的物品如被单,枕头套,床罩,棉被,毯子,羊毛围巾(comforters),羊毛围巾套(comforterscovers),睡袋,浴帘,帘子,窗帘,桌布,餐巾,抹布,擦碗布和室内装潢或者家具的保护套。
一种实施方案是斯潘德克斯弹性纤维,其具有通过AATCC测试方法110-1994测量的至少大约95的初始CIE白度,该斯潘德克斯弹性纤维包括荧光增白剂和防紫外线剂,其中荧光增白剂选自噁唑,联苯,香豆素,茋,吡唑啉/吡唑啉酮(pyrazolene),若丹明和荧光素或者这样的成分的组合;防紫外线剂选自三嗪,苯并三唑,N,N′-二苯基乙二酰胺,苯甲酮和二丙二酸酯(bismalonate)或者这样的成分的组合。
另外一种实施方案是斯潘德克斯弹性纤维,其中荧光增白剂选自噁唑,联苯和香豆素或者这样的成分的组合,并且其中所述的防紫外线剂选自三嗪,苯并三唑和N,N′-二苯基乙二酰胺或者这样的成分的组合。
另外一种实施方案是斯潘德克斯弹性纤维,其中所述的荧光增白剂选自2,5-噻吩亚基(2,5-thiophenediyl)双(5-叔丁基-1,3-苯并噁唑),4,4′-双(2-甲氧基苯乙烯基)-1,1′-联苯,2,2′-(1,2-亚乙烯基(1,2-ethenediyl)二-4,1-亚苯基)双苯并噁唑和7-(2H-萘并[1,2-D]三唑-2-基)-3-苯基香豆素或者这样的成分的组合,并且所述的防紫外线剂选自2-(2′-羟基-3′,5′-二(1,1-二甲基苄基))-2H-苯并三唑,2-羟基-4-正辛氧基苯甲酮,2-4,6-二苯基-1,3,5-三嗪-2-基)-5-己氧基-苯酚,2-(2′-羟基-3′,5′-二叔戊基苯基)苯并三唑,2-乙基-2′-乙氧基-N,N′-二苯基乙二酰胺,2-(2H-苯并三唑-2-基)-6-十二烷基-4-甲基苯酚和2-[4,6-双(2,4-二甲基苯基)-1,3,5-三嗪-2-基]-5-(辛氧基)苯酚或者这样的成分的组合。
另外一种实施方案是斯潘德克斯弹性纤维,其中所述的荧光增白剂是2,5-噻吩亚基双(5-叔丁基-1,3-苯并噁唑),所述的防紫外线剂是2-[4,6-双(2,4-二甲基苯基)-1,3,5-三嗪-2-基]-5-(辛氧基)苯酚。
另外一种实施方案是本发明的斯潘德克斯弹性纤维,其中所述的荧光增白剂是4,4′-双(2-甲氧基苯乙烯基)-1,1′-联苯,所述的防紫外线剂是2-[4,6-双(2,4-二甲基苯基)-1,3,5-三嗪-2-基]-5-(辛氧基)苯酚。
另外一种实施方案是斯潘德克斯弹性纤维,其包含:荧光增白剂和防紫外线剂;所述的荧光增白剂和防紫外线剂的量足以使得在暴露于紫外线照射12小时之后,斯潘德克斯弹性纤维的增长百分比小于16%,其中荧光增白剂选自噁唑,联苯,香豆素,茋,吡唑啉/吡唑啉酮(pyrazolene),若丹明和荧光素或者这样的成分的组合;防紫外线剂选自三嗪,苯并三唑,N,N′-二苯基乙二酰胺,苯甲酮和二丙二酸酯(bismalonate)或者这样的成分的组合。
另外一种实施方案是斯潘德克斯弹性纤维,其中在暴露于紫外线照射大约12小时之后,断裂伸长率保持百分率(the percent retention ofelongation at break)是至少大约60%。
另外一种实施方案是进一步包括位阻胺光稳定剂的斯潘德克斯弹性纤维。
另外一种实施方案是一种具有通过AATCC测试方法110-1994测量的至少大约95的初始CIE白度的斯潘德克斯弹性纤维,该斯潘德克斯弹性纤维包括荧光增白剂和防紫外线剂,其中荧光增白剂选自噁唑,联苯,香豆素,茋,吡唑啉/吡唑啉酮(pyrazolene),若丹明和荧光素或者这样的成分的组合;防紫外线剂选自三嗪,苯并三唑,N,N′-二苯基乙二酰胺,苯甲酮和二丙二酸酯(bismalonate)或者这样的成分的组合,其中在暴露于紫外线照射大约4小时之后,该斯潘德克斯弹性纤维具有至少大约55的CIE白度。
另外一种实施方案是斯潘德克斯弹性纤维,其在暴露于紫外线照射大约4小时之后具有至少大约55的CIE白度,其中所述的荧光增白剂选自2,5-噻吩亚基双(5-叔丁基-1,3-苯并噁唑),4,4′-双(2-甲氧基苯乙烯基)-1,1′-联苯,2,2′-(1,2-亚乙烯基二-4,1-亚苯基)双苯并噁唑和7-(2H-萘并[1,2-D]三唑-2-基)-3-苯基香豆素或者这样的成分的组合,所述的防紫外线剂选自2-(2′-羟基-3′,5′-二(1,1-二甲基苄基))-2H-苯并三唑,2-羟基-4-正辛氧基苯甲酮,2-4,6-二苯基-1,3,5-三嗪-2-基)-5-己氧基-苯酚,2-(2′-羟基-3′,5′-二叔戊基苯基)苯并三唑,2-乙基-2′-乙氧基-N,N′-二苯基乙二酰胺,2-(2H-苯并三唑-2-基)-6-十二烷基-4-甲基苯酚和2-[4,6-双(2,4-二甲基苯基)-1,3,5-三嗪-2-基]-5-(辛氧基)苯酚或者这样的成分的组合。
另外一种实施方案是斯潘德克斯弹性纤维,其在暴露于紫外线照射大约4小时之后具有至少大约55的CIE白度,其中所述的荧光增白剂是2,5-噻吩亚基双(5-叔丁基-1,3-苯并噁唑),所述的防紫外线剂是2-[4,6-双(2,4-二甲基苯基)-1,3,5-三嗪-2-基]-5-(辛氧基)苯酚。
另外一种实施方案是斯潘德克斯弹性纤维,其在暴露于紫外线照射大约4小时之后具有至少大约55的CIE白度,其中所述的荧光增白剂是4,4′-双(2-甲氧基苯乙烯基)-1,1′-联苯,所述的防紫外线剂是2-[4,6-双(2,4-二甲基苯基)-1,3,5-三嗪-2-基]-5-(辛氧基)苯酚。
仍然另外一种实施方案是包括此处任何一个实施方案的斯潘德克斯弹性纤维的织物。
一个另外的实施方案是一种赋予斯潘德克斯弹性纤维白度的方法,该方法包括:
a)将聚醚二元醇或者聚酯二元醇和至少一种二异氰酸酯进行接触;所述的聚醚二元醇选自聚亚乙基醚二醇,聚三亚甲基醚二醇,聚(四亚甲基醚)二醇,聚(四亚甲基-共-2-甲基四亚甲基醚)二醇,聚(四亚甲基-共-亚乙基醚)二醇和它们的混合物;所述的聚酯二元醇选自(i)乙二醇,丙二醇,丁二醇,2,2-二甲基-1,3-丙二醇和它们的混合物和(ii)对苯二酸,琥珀酸,己二酸,壬二酸,癸二酸和十二烷二酸以及它们的混合物的反应产物;
b)将步骤a)的反应产物和至少一种增链剂以及任选的和链终止剂进行接触;
c)将步骤b)的反应产物和足以赋予斯潘德克斯弹性纤维白度的量的荧光增白剂和防紫外线剂进行接触;和
d)纺丝c)的产物来形成斯潘德克斯弹性纤维,
其中所述的荧光增白剂选自噁唑,联苯,香豆素,茋,吡唑啉/吡唑啉酮(pyrazolene),若丹明和荧光素或者这样的成分的组合;所述的防紫外线剂选自三嗪,苯并三唑,N,N′-二苯基乙二酰胺,苯甲酮和二丙二酸酯(bismalonate)或者这样的成分的组合。
另外一种实施方案是一种调整斯潘德克斯弹性纤维的初始白度到期望的程度的方法,该方法包括:
a)将聚醚二元醇或者聚酯二元醇和至少一种二异氰酸酯进行接触;所述的聚醚二元醇选自聚亚乙基醚二醇,聚三亚甲基醚二醇,聚(四亚甲基醚)二醇,聚(四亚甲基-共-2-甲基四亚甲基醚)二醇,聚(四亚甲基-共-亚乙基醚)二醇和它们的混合物;所述的聚酯二元醇选自(i)乙二醇,丙二醇,丁二醇,2,2-二甲基-1,3-丙二醇和它们的混合物和(ii)对苯二酸,琥珀酸,己二酸,壬二酸,癸二酸和十二烷二酸以及它们的混合物的反应产物;
b)将步骤a)的反应产物和至少一种增链剂以及任选的和链终止剂进行接触;
c)将步骤b)的反应产物和足以提供期望的白度程度到斯潘德克斯弹性纤维的量的荧光增白剂和防紫外线剂进行接触;和
d)纺丝c)的产物来形成具有期望的白度的斯潘德克斯弹性纤维,
其中所述的荧光增白剂选自噁唑,联苯,香豆素,茋,吡唑啉/吡唑啉酮(pyrazolene),若丹明和荧光素或者这样的成分的组合;所述的防紫外线剂选自三嗪,苯并三唑,N,N′-二苯基乙二酰胺,苯甲酮和二丙二酸酯(bismalonate)或者这样的成分的组合。
另外一种实施方案是一种赋予斯潘德克斯弹性纤维在洗涤之后或者在环境暴露于燃烧烟,二氧化氮烟,紫外线照射,热或者氯漂白剂之后的白度保持的方法,该方法包括:
a)将聚醚二元醇或者聚酯二元醇和至少一种二异氰酸酯进行接触;所述的聚醚二元醇选自聚亚乙基醚二醇,聚三亚甲基醚二醇,聚(四亚甲基醚)二醇,聚(四亚甲基-共-2-甲基四亚甲基醚)二醇,聚(四亚甲基-共-亚乙基醚)二醇和它们的混合物;所述的聚酯二元醇选自(i)乙二醇,丙二醇,丁二醇,2,2-二甲基-1,3-丙二醇和它们的混合物,和(ii)对苯二酸,琥珀酸,己二酸,壬二酸,癸二酸和十二烷二酸以及它们的混合物的反应产物;
b)将步骤a)的反应产物和至少一种增链剂以及任选的和链终止剂进行接触;
c)将步骤b)的反应产物和足以在洗涤之后或者在环境暴露之后向斯潘德克斯弹性纤维提供白度保持的量的荧光增白剂和防紫外线剂进行接触;和
d)纺丝c)的产物来形成斯潘德克斯弹性纤维,
其中所述的荧光增白剂选自噁唑,联苯,香豆素,茋,吡唑啉/吡唑啉酮(pyrazolene),若丹明和荧光素或者这样的成分的组合;所述的防紫外线剂选自三嗪,苯并三唑,N,N′-二苯基乙二酰胺,苯甲酮和二丙二酸酯(bismalonate)或者这样的成分的组合。
另外一种实施方案中是一种赋予斯潘德克斯弹性纤维断裂韧性性能保持或者在暴露于UV照射12小时之后的断裂伸长率性能保持的方法,该方法包括:
a)将聚醚二元醇或者聚酯二元醇和至少一种二异氰酸酯进行接触;所述的聚醚二元醇选自聚亚乙基醚二醇,聚三亚甲基醚二醇,聚(四亚甲基醚)二醇,聚(四亚甲基-共-2-甲基四亚甲基醚)二醇,聚(四亚甲基-共-亚乙基醚)二醇和它们的混合物;所述的聚酯二元醇选自(i)乙二醇,丙二醇,丁二醇,2,2-二甲基-1,3-丙二醇和它们的混合物和(ii)对苯二酸,琥珀酸,己二酸,壬二酸,癸二酸和十二烷二酸以及它们的混合物的反应产物;
b)将步骤a)的反应产物和至少一种增链剂以及任选的和链终止剂进行接触;
c)将步骤b)的反应产物和足以赋予斯潘德克斯弹性纤维在长期暴露于紫外线照射之后的性能保持的量的荧光增白剂,防紫外线剂以及任选的位阻胺光稳定剂进行接触;和
d)纺丝c)的产物来形成斯潘德克斯弹性纤维,
其中所述的荧光增白剂选自噁唑,联苯,香豆素,茋,吡唑啉/吡唑啉酮(pyrazolene),若丹明和荧光素或者这样的成分的组合;所述的防紫外线剂选自三嗪,苯并三唑,N,N′-二苯基乙二酰胺,苯甲酮和二丙二酸酯(bismalonate)或者这样的成分的组合。
仍然的另外一种实施方案是一种包括至少1重量%的斯潘德克斯弹性纤维的织物,该斯潘德克斯弹性纤维包含荧光增白剂和防紫外线剂;所述的荧光增白剂选自噁唑,联苯,香豆素,茋,吡唑啉/吡唑啉酮(pyrazolene),若丹明和荧光素或者这样的成分的组合;防紫外线剂选自三嗪,苯并三唑,N,N′-二苯基乙二酰胺,苯甲酮和二丙二酸酯(bismalonate)或者这样的成分的组合,其中所述的织物具有大于对照织物的白度保持,该对照织物以相同的方式制成的但是使用没有荧光增白剂和防紫外线剂的斯潘德克斯弹性纤维。
仍然另外一种实施方案是包括此处所述的任何一个实施方案的织物的衣服或者纺织品制品。
另外一种实施方案是一种斯潘德克斯弹性纤维,其包括荧光增白剂和特定的抗氧化剂,而没有加入防紫外线剂。在这种实施方案中,荧光增白剂可以是此处所述的任何一个。抗氧化剂选自包括至少一种非对称的二受阻羟苯基基团的那些。“非对称的二受阻羟苯基”表示在邻近羟基基团的两个环位置上具有两种不同的烷基基团的羟苯基基团。包括非对称的二受阻羟苯基基团的抗氧化剂的例子包括1,3,5-三(2,6-二甲基-3-羟基-4-叔丁基苄基)异氰脲酸酯(其中非对称的二受阻羟苯基基团共价键合到异氰脲酸酯主链上)和亚乙基-1,2-双(氧亚乙基)双[3-(5-叔丁基-4-羟基-间甲苯基)丙酸酯](其中非对称的二受阻羟苯基基团共价键合到二酯的主链上)。这些可以分别获得,例如Cyanox
Figure A20068004245200201
1790(Cytec Industries)和Irganox245(Ciba Specialty ChemicalsCorporation)。
所述的不包括防紫外线剂的斯潘德克斯弹性纤维组合物对于达到和保持期望的白度是特别有用的,这里该组合物将不会过多的暴露于UV照射。例如包括这种斯潘德克斯弹性纤维组合物的纤维、织物和衣服对于内衣(undergarments)和其他的贴身内衣(intimate apparel)是特别有用的。
对制造斯潘德克斯弹性纤维有用的聚氨酯脲通常是通过反应(“封端”)二官能的聚醚基二元醇或者聚酯基二元醇和二异氰酸酯来形成封端的异氰酸酯预聚物(“封端的二元醇”)。该封端的二元醇然后被溶解在合适的溶剂中来提供包含少量凝胶或者没有凝胶的均匀聚合物溶液,并和二胺双官能增链剂进行反应。任选地,链终止剂例如二乙基胺、环己基胺或者正己基胺可以用来控制聚合物的分子量,三官能“链支化剂”例如二亚乙基三胺可以用来控制溶液的粘度。任选地,催化剂例如二月桂酸二丁基锡,辛酸亚锡,无机酸,叔胺例如三乙基胺,N,N′-二甲基哌嗪和其他已知的催化剂可以用来帮助封端步骤。合适的溶剂包括例如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)。
有用的聚醚二元醇包括但不限于聚亚乙基醚二醇,聚三亚甲基醚二醇,聚(四亚甲基醚)二醇(还称为PTMEG),聚(四亚甲基-共-2-甲基四亚甲基醚)二醇,聚(四亚甲基-共-亚乙基醚)二醇和它们的混合物;适用于本发明的聚醚二元醇具有大约600到大约4000,例如大约1000到大约3500,或者大约1600到大约2500,或者大约1800到大约2000的数均分子量。TERATHANE
Figure A20068004245200211
1800(获自Invista S.àr.I.)是一种示例性的聚(四亚甲基醚)二醇。
用于制造聚酯基斯潘德克斯弹性纤维的有用的聚酯二元醇包括但不限于下面的(i)和(ii)的反应产物:(i)二元醇例如诸如乙二醇,丙二醇,丁二醇,2,2-二甲基-1,3-丙二醇和它们的混合物,和(ii)二元酸例如对苯二酸,琥珀酸,己二酸,壬二酸,癸二酸和十二烷二酸以及它们的混合物。共聚物也是合适的。还适用于制造所述的聚合物的是聚醚酯二元醇,包括部分的上述聚醚和聚酯,和二醇封端的聚碳酸酯例如聚(戊烷-1,5-碳酸酯)二醇和聚(己烷-1,6-碳酸酯)二醇。
有用的二异氰酸酯包括但不限于1-异氰酸根合-4-[(4-异氰酸根合苯基)甲基]苯,(″4,4′-MDI″)1-异氰酸根合-2-[(4-氰酸根合苯基)甲基]苯(″2,4′-MDI″),4,4′-MDI和2,4′-MDI的混合物,双(4-异氰酸根合环己基)甲烷,5-异氰酸根合-1-(异氰酸根合甲基)-1,3,3-三甲基环己烷,1,3-二异氰酸根合-4-甲基苯,2,2′-甲苯二异氰酸酯,2,4′-甲苯二异氰酸酯和它们的混合物。
有用的增链剂包括亚乙基二胺,1,3-丁烷二胺,1,4-丁烷二胺,1,3-二氨基-2,2-二甲基丁烷,1,6-己烷二胺,1,2-丙烷二胺,1,3-丙烷二胺,N-甲基氨基双(3-丙基胺),2-甲基-1,5-戊烷二胺(MPMD,市售获自Invista S.àr.I.的DYTEK
Figure A20068004245200221
A),1,5-二氨基戊烷,1,4-环己烷二胺,1,3-二氨基-4-甲基环己烷,1,3-环己烷-二胺,1,1-亚甲基-双(4,4′-二氨基己烷),3-氨基甲基-3,5,5-三甲基环己烷,1,3-二氨基戊烷,间苯二甲胺,哌嗪,环亚己基-1,3-二胺(氢化的间亚苯基二胺),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;和它们的混合物。
斯潘德克斯弹性纤维可以从聚氨酯脲聚合物溶液通过纤维纺丝方法例如湿或者干纺丝来形成。在干纺丝中,所述的聚合物溶液通过喷丝头孔计量进入纺丝室来形成一或多单丝。典型地,聚氨酯脲聚合物从用于聚合反应同样的溶剂中被干纺成单丝。将气体通过所述的腔室蒸发溶剂来凝固所述的一或多单丝。斯潘德克斯弹性纤维可以被纺成单个单丝或者可以通过常规技术聚结成多丝纱线。每个单丝具有每单丝6-25分特(dtex)范围的纺织品分特(textile decitex)。润滑剂可以通过常规的整理辊(finish roll)或者通过从聚合物溶液中与单丝共纺或者通过这两种方法来沉积到单丝表面。该干纺斯潘德克斯弹性纤维然后缠绕来形成纱线供给包装(yarn supply package)。
消光剂例如二氧化钛可以被加入到斯潘德克斯弹性纤维来暗化纤维的外观。二氧化钛可以以例如基于聚氨酯脲的大约0.2wt%-大约5wt%来加入。其他消光剂可以以相似的浓度来使用。除了暗化纤维的外观之外,如果在足够高的浓度使用,消光剂还可以赋予斯潘德克斯弹性纤维白颜色。
相比于荧光增白剂所能做到的,消光剂可以典型地提供更低的CIE白度值给斯潘德克斯弹性纤维;但是,现在已经发现二氧化钛和荧光增白剂的组合可以提供提高的白度给斯潘德克斯弹性纤维,其可以显著地超过由单独的荧光增白剂或者二氧化钛所得到的白度的提高。这是令人惊讶的,因为通常已知的是二氧化钛降低了荧光增白剂的效力。例如,获自Ciba Specialty Chemicals的出版物“荧光增白剂(Optical Brighteners)”指出“荧光漂白剂的效力取决于基质的类型、加工条件和与配方中其他成分例如白色颜料或者UV吸收剂的可能的相互反应”(″the effectiveness of a fluorescent whitener is dependent uponthe type of substrate,processing conditions,and possible interactionswith other components in the formulation such as white pigments or UVabsorbers″)。该出版物公开了“锐钛矿型二氧化钛颜料吸收了大约40%的在380nm的入射照射,而金红石型二氧化钛颜料吸收了大约90%”(″anatase type titanium dioxide pigments absorb approximately 40%of the incident radiation at 380nm,while rutile type titanium dioxidepigments absorbs about 90%.″)。但是,令人惊讶的,本申请人已经发现即使在高的二氧化钛量时,当使用荧光增白剂时,所述的斯潘德克斯弹性纤维的高CIE白度也可以被保持。
所述的斯潘德克斯弹性纤维还可以包含常规的添加剂例如抗粘附剂(anti-tack agents),抗氧化剂,抗微生物剂,防火剂,润滑剂和染料。例如,只要它们不降低本发明的益处。
多种荧光增白剂可以以足以赋予斯潘德克斯弹性纤维期望程度的白度的量来使用。例如,噁唑荧光增白剂例如2,5-噻吩亚基双(5-叔丁基-1,3-苯并噁唑)(其从Ciba Specialty Chemicals以商品名Uvitex
Figure A20068004245200231
OB获得)可以以基于纱线重量的大约0.01wt%-大约5wt%来使用。2,2′-(1,2-亚乙烯基二-4,1-亚苯基)双苯并噁唑(其从Eastman ChemicalCompany以商品名Eastobrite
Figure A20068004245200232
OB-1获得)是另外一种例子的噁唑荧光增白剂并可以以基于纱线重量的大约0.004wt%-大约0.05wt%的量用于斯潘德克斯弹性纤维中。联苯荧光增白剂例如4,4′-双(2-甲氧基苯乙烯基)-1,1′-联苯(其从Ciba Specialty Chemicals以商品名Uvitex
Figure A20068004245200233
FP获得)可以以基于纱线重量的大约0.01wt%-大约0.5wt%的量用于斯潘德克斯弹性纤维中。可选择的,香豆素荧光增白剂例如7-(2H-萘并[1,2-D]三唑-2-基)-3-苯基香豆素(其从Clariant Corporation以商品名Leucopure
Figure A20068004245200234
EGM获得)可以以纱线重量的大约0.01-大约0.1wt%的量用于斯潘德克斯弹性纤维中。其他化学类别的荧光增白剂也可以使用,例如茋,吡唑啉/吡唑啉酮(pyrazolene),若丹明和荧光素。特定的荧光增白剂的最佳量是足以赋予斯潘德克斯弹性纤维期望程度的CIE白度的量,并且主要由荧光增白剂在用于制备斯潘德克斯弹性纤维的溶剂中的溶解度范围来确定。次最佳的量可能提供差的斯潘德克斯弹性纤维的增白,尽管当期望的结果是提高的斯潘德克斯弹性纤维白度而非最大白度,可以使用相对低的浓度的荧光增白剂,例如低于大约0.1wt%的量。荧光增白剂的过量使用可以导致着色的斯潘德克斯弹性纤维以及增加的制造成本。
多种有机防紫外线剂可以以足以赋予抗UV照射副作用的保护的量和荧光增白剂一起加入到斯潘德克斯弹性纤维中。UV照射的副作用的例子可以包括变黄和性能损失,例如断裂韧性或者断裂伸长率的降低。有机防紫外线剂它们自身经常是高着色材料并且如果以过高的浓度使用时,会赋予斯潘德克斯弹性纤维不期望的颜色。三嗪防紫外线剂包括2-[4,6-双(2,4-二甲基苯基)-1,3,5-三嗪-2-基]-5-(辛氧基)苯酚(从Cytec以商品名Cyasorb
Figure A20068004245200241
UV-1164获得)和2-4,6-二苯基-1,3,5-三嗪-2-基)-5-己氧基-苯酚(从Ciba Specialty Chemicals以商品名Tinuvin
Figure A20068004245200242
1577获得)。可选择的,可以使用苯并三唑防紫外线剂例如2-(2′-羟基-3′,5′-二(1,1-二甲基苄基))-2H-苯并三唑(从Ciba SpecialtyChemicals以商品名Tinuvin
Figure A20068004245200243
234获得,或者从Great Lakes以商品名Lowilite234获得),2-(2′-羟基-3′,5′-二叔丁基苯基)-5-氯苯并三唑(从Ciba Specialty Chemicals以商品名Tinuvin
Figure A20068004245200245
327获得,或者从GreatLakes以Lowilite27获得),2-(2′-羟基-3′,5′-二叔戊基苯基)苯并三唑(从Ciba Specialty Chemicals以商品名Tinuvin
Figure A20068004245200247
328获得,或者从GreatLakes以商品名Lowilite
Figure A20068004245200248
28获得),以及支化和线性2-(2H-苯并三唑-2-基)-6-十二烷基-4-甲基苯酚(从Ciba Chemicals以商品名Tinuvin
Figure A20068004245200249
571获得)。也可以使用其他化学种类的防紫外线剂并包括N,N′-二苯基乙二酰胺,例如2-乙基-2′-乙氧基-N,N′-二苯基乙二酰胺(从Clariant以商品名Sanduvor
Figure A200680042452002410
VSU获得),苯甲酮类,例如2-羟基-4-正辛氧基苯甲酮(从Clariant以商品名Hostavin
Figure A200680042452002411
ARO 8获得),二丙二酸酯(bismalonate),其包括例如四乙基-2,2′-(1,4-亚苯基二次甲基)二丙二酸酯(bismalonate)(从Clariant以商品名Hostavin
Figure A200680042452002412
B-CAP获得),和亚苄基丙二酸酯类,例如二甲基-对甲氧基亚苄基丙二酸酯(从Clariant以商品名Hostavin
Figure A200680042452002413
PR-25获得)。
由于天然纤维所包含的天然颜料,因此它们通常在可见光谱的蓝色区域中比其他的区域吸收更多光。这种现象可以带给天然纤维不期望的微黄色色调。合成纤维也会具有这样的微黄色色调,尽管没有天然纤维那样显著。荧光增白剂可以通过吸收UV照射并再发射紫色-蓝色的荧光来提供白度。这种添加的紫色-蓝色光可以抵消微黄色色调,产生可察觉的白度增加。
意外的是荧光增白剂和有机防紫外线剂的组合将提供提高的白度给斯潘德克斯弹性纤维。有机防紫外线剂吸收与荧光增白剂同样的UV波长范围的光,因此荧光增白剂和有机防紫外线剂的组合被预期产生降低的荧光增白剂效力和降低的斯潘德克斯弹性纤维白度。但是令人惊讶的是,发现在斯潘德克斯弹性纤维中荧光增白剂和有机防紫外线剂的组合赋予了高的初始白度。还发现在斯潘德克斯弹性纤维中荧光增白剂和有机防紫外线剂的组合提供对于湿加工(例如洗涤)的耐久的提高的白度。该提高的白度还在暴露于不同的环境影响之后得以保持,所述的环境影响已知的是产生斯潘德克斯弹性纤维的变黄或者变色,例如燃烧烟,热暴露,NO2烟,UV照射和氯漂白剂。与仅仅包括荧光增白剂的斯潘德克斯弹性纤维相比,斯潘德克斯弹性纤维中的荧光增白剂和有机防紫外线剂的组合提供在UV暴露之后的提高的断裂韧性和断裂伸长率的性能保持。
荧光增白剂和防紫外线剂,或者可选择的是抗氧化剂,可以以允许控制加入量的方式一起加入或者分别在制造的任何阶段加入。例如,荧光增白剂和防紫外线剂可以加入到聚氨酯脲聚合物溶液,斯潘德克斯弹性纤维从该溶液纺丝。当以这种方式加入时,添加剂是所述的待“纺入”的。可选择的,如果期望,荧光增白剂或者防紫外线剂或者这二者都可以作为纺丝整理剂而局部施用到斯潘德克斯弹性纤维。局部施用通常是较少期望的,因为当其局部施用时,添加剂可以更容易地从斯潘德克斯弹性纤维除去。荧光增白剂可以以足以赋予斯潘德克斯弹性纤维期望程度的白度的量来加入。典型地,荧光增白剂在斯潘德克斯弹性纤维中的量是基于斯潘德克斯弹性纤维重量的大约0.004重量%-大约5重量%,并通过它在用来纺丝该斯潘德克斯弹性纤维的溶剂例如DMAc中的溶解度来确定。防紫外线剂以这样的量加入的目的是荧光增白剂和防紫外线剂的组合足以赋予斯潘德克斯弹性纤维期望程度的白度,白度保持和性能保持。典型地,防紫外线剂在斯潘德克斯弹性纤维中的量是基于斯潘德克斯弹性纤维重量的大约0.004重量%-大约2重量%。
任选的空间位阻胺,还被称为位阻胺光稳定剂或者HALS,可以加入到斯潘德克斯弹性纤维组合物中的任一种中。该空间位阻胺可以是碱性的或者相对非碱性的,并且它可以在氮如N-酰基,N-烷基,N-羟基或者N-烷氧基胺的情况下衍生。作为用于不同的聚合物(包括斯潘德克斯弹性纤维)的添加剂的空间位阻胺的使用是本领域公知的。可以使用的位阻胺光稳定剂的例子包括下面的化合物:N-乙酰基-3-十二烷基-1-(2,2,6,6-四甲基-4-哌啶基)2,5-吡咯烷酮,双(2,2,6,6-四甲基-4-哌啶基)癸二酸酯,聚([(6-吗啉代-s-三嗪-2,4-二基)[2,2,6,6-四甲基-4-哌啶基]亚氨基]-六亚甲基[(2,2,6,6-四甲基-4-哌啶基)亚氨基]),双(2,2,6,6-四甲基哌啶-4-基)琥珀酸酯,双(1-辛氧基-2,2,6,6-四甲基哌啶-4-基)癸二酸酯,4-苯甲酰-2,2,6,6-四甲基哌啶,和4-硬脂酰氧-2,2,6,6-四甲基哌啶。
荧光增白剂和防紫外线剂(或可选择的是抗氧化剂)对在斯潘德克斯弹性纤维环境暴露之后的初始白度和白度保持的有利的效果通常被认为适用于全部的包含聚醚基二元醇或者聚酯基二元醇的斯潘德克斯弹性纤维。提高的初始白度、提高的白度保持和在长期暴露于UV照射之后的性能保持是由于足够量的荧光增白剂和防紫外线剂,任选的结合位阻胺光稳定剂的使用,并不依赖于在斯潘德克斯弹性纤维制造中使用特定的二异氰酸酯或者二元醇。
可以通过加入荧光增白剂和防紫外线剂(或可选择的是抗氧化剂)和任选的位阻胺光稳定剂到斯潘德克斯弹性纤维来提供几种有用目的。足够量的荧光增白剂和防紫外线剂的使用可以提供一种赋予斯潘德克斯弹性纤维白度的方法,或者一种调整斯潘德克斯弹性纤维初始白度到期望的程度的方法,如当最大可能的白度是不需要的或者不期望的,但对于具体的应用而言,从较低的CIE白度值的提高是足够的时候。足够量的荧光增白剂和防紫外线剂的使用可以提供一种赋予斯潘德克斯弹性纤维在洗涤之后或者在环境暴露于燃烧烟,二氧化氮烟,UV照射,热或者氯漂白剂之后的白度保持的方法。足够量的荧光增白剂和防紫外线剂和任选的位阻胺光稳定剂的使用可以提供一种赋予斯潘德克斯弹性纤维在长期暴露于UV照射之后的断裂韧性或者断裂伸长率的性能保持的方法。对于上述的每个目的,该方法包括:
a)将聚醚二元醇或者聚酯二元醇和至少一种二异氰酸酯进行接触;所述的聚醚二元醇选自聚亚乙基醚二醇,聚三亚甲基醚二醇,聚(四亚甲基醚)二醇,聚(四亚甲基-共-2-甲基四亚甲基醚)二醇,聚(四亚甲基-共-亚乙基醚)二醇和它们的混合物;所述的聚酯二元醇选自(i)乙二醇,丙二醇,丁二醇,2,2-二甲基-1,3-丙二醇和它们的混合物和(ii)对苯二酸,琥珀酸,己二酸,壬二酸,癸二酸和十二烷二酸以及它们的混合物的反应产物;
b)将步骤a)的反应产物和至少一种增链剂以及任选的和链终止剂进行接触;
c)将步骤b)的反应产物和足以赋予斯潘德克斯弹性纤维期望的特性的量的荧光增白剂、防紫外线剂和任选的位阻胺光稳定剂进行接触;和
d)纺丝步骤c)的产物来形成斯潘德克斯弹性纤维,
编织和机织弹力织物可以由任何一个实施方案的斯潘德克斯弹性纤维制成。弹力织物的例子包括圆筒形针织物(circular knits)、平针织物(flat knits)和经编针织物(warp knits),以及平纹织物(plainwovens)、斜纹织物(twill wovens)、经缎织物(satin woven)。斯潘德克斯弹性纤维的高初始白度、白度保持和弹力特性典型地被带给了织物如提高的白度、提高的白度保持和高拉伸和恢复,其对于服装是非常期望的。衣服例如裤子,衬衫,运动装,制服,袜子,内衣,外衣,夹克,连指手套,手套和帽子可以用包括本发明的斯潘德克斯弹性纤维的弹力织物制成。
包括此处的任何一种的实施方案的斯潘德克斯弹性纤维的织物还包含至少一种纤维,该纤维选自蛋白质纤维,纤维素纤维和合成的聚合物纤维或者这样的成分的组合。作为此处使用的,“蛋白质纤维”表示一种包含蛋白质的纤维,其包括这些天然存在的动物纤维如羊毛,丝绸,马海毛,羊绒,羊驼毛,安哥拉山羊毛,骆马绒,骆驼毛和其他的毛发以及毛皮纤维。作为此处使用的,“纤维素纤维”表示一种产自树或植物材料的纤维,包括例如棉花,人造丝(rayon),醋酸酯,lyocell,亚麻,苎麻和其他植物纤维。作为此处使用的,“合成的聚合物纤维”表示一种产自由化学元素或者化合物形成的聚合物的人造纤维,包括例如聚酯,聚酰胺,丙烯酸类树脂,斯潘德克斯弹性纤维,聚烯烃和芳族聚酰胺。即使当斯潘德克斯弹性纤维和共用的纱线相结合时,斯潘德克斯弹性纤维的提高的白度和白度保持也被赋予了包括该斯潘德克斯弹性纤维的织物。
包括斯潘德克斯弹性纤维的织物可以具有基于织物重量的大约0.5重量%(wt%)-大约40wt%的斯潘德克斯弹性纤维含量。例如包括斯潘德克斯弹性纤维的机织织物可以包含大约0.5wt%-大约4wt%的斯潘德克斯弹性纤维,包括斯潘德克斯弹性纤维的圆筒形针织物可以包含大约2wt%-大约25wt%的斯潘德克斯弹性纤维,包括斯潘德克斯弹性纤维的袜子可以包含大约1wt%-大约40wt%斯潘德克斯弹性纤维,包括斯潘德克斯弹性纤维的拉舍尔经编针织物可以包含大约10wt%-大约40wt%的斯潘德克斯弹性纤维,和包括斯潘德克斯弹性纤维的经编针织物可以包含大约14wt%-大约22wt%斯潘德克斯弹性纤维。
尽管织物的实际白度取决于这样的因素如织物结构、织物染色和整理条件例如洗涤方法、漂白方法和在可以施用的处理之后的任何的局部增白,但是当与差别仅仅在于斯潘德克斯弹性纤维不具有荧光增白剂或者不具有和防紫外线剂组合的荧光增白剂的织物相比较时,这样的织物可以具有提高的初始白度。初始织物白度和所给的织物的斯潘德克斯弹性纤维含量相关,并随着斯潘德克斯弹性纤维重量百分数的增加而增加。该提高的初始白度可以在通过另外的湿加工步骤的任何随后的局部荧光增白剂的施用之前获得,并能够在织物的洗涤或者反复清洗过程中保持。
当以灰白(pale)至中等清淡色彩(medium pastel)或者明亮颜色(bright colors)染色时,包括斯潘德克斯弹性纤维(其包括荧光增白剂和有机防紫外线剂(或抗氧化剂))的织物可以提供更明亮的、更真实的颜色,而没有通常所观察的斯潘德克斯弹性纤维的黄色基的影响。例如,与类似染色的但包括更低CIE白度的斯潘德克斯弹性纤维的织物相比,这样的染成桃红色调的织物可以具有可测量的更红和更蓝的颜色。
分析方法
所述的封端的二元醇的异氰酸根百分比(%NCO)根据S.Siggia,“Quantitative Organic Analysis via Functional Group”,第3版,Wiley&Sons,纽约,第559-561页(1963)的方法使用电位滴定来测定。
斯潘德克斯弹性纤维的强度和弹性性能根据ASTM D 2731-72的一般方法来测定。在受控环境的大约70°F和65%相对湿度(+/-2%)老化24小时之后,由卷起的“原样”(即没有洗涤或者其他处理),使用三个单丝对每个进行测量,所述单丝为2-英寸(5-em)计量长度,和0-300%拉伸循环。该试样以恒定的拉伸速率50cm/分钟循环5次,然后在第五次拉伸后保持300%的伸长30秒。使用改进的英斯特朗(Instron)夹子(其上附着橡胶带来减少滑动)测量在第6个拉伸循环的百分比断裂伸长率和百分比断裂韧性。
CIE白度根据AATCC测试方法110-1994“纺织品白度”来确定。CIE白度值四舍五入为最接近的整数来用于报告。借助DatacolorSpectraflash Model SF-300色度计(Datacolor International,Lawrenceville,NJ)使用D65/10度发光体,在缠绕卡(wound cards)上进行测量。下面所报告的初纺(as-spun)和被洗涤/模拟染色的试样的CIE白度值典型的是每个试样的全部15个缠绕卡的平均值。所报告的烟、热、UV、NO2烟和氯漂白剂暴露的CIE白度值是每个类型暴露所用的三个卡的平均值。
斯潘德克斯弹性纤维的白度和白度保持是通过确定纤维暴露于热,紫外光,燃烧烟,NO2烟或者氯漂白剂时所产生的变色量来评价。在准备来确定这些环境因素对斯潘德克斯弹性纤维的影响中,将纤维在低张力下缠绕到8cm×11cm×0.2cm铝卡片上来形成3-4毫米厚的层。将该缠绕卡浸入到含有1.5g/l的Supralate
Figure A20068004245200291
EP(一种由Witco Corp.销售的硫酸盐清洁剂)和1.5g/l的焦磷酸钠的水中,将该浴加热沸腾30分钟(洗涤)。然后将该卡用去离子水冲洗并空气干燥一整夜。将UV暴露4小时后进行白度保持评价的斯潘德克斯弹性纤维试样在UV暴露之前进行洗涤。UV暴露12小时后所评价的斯潘德克斯弹性纤维试样在UV暴露之前不进行洗涤。
热降解测试(下表中标示为“热”)是在炉子中进行,其中试样在160℃被暴露于空气中,对于所述的总时间,典型的是以15分钟来递增。对于暴露于紫外光(下表中标示为“UV”),测试是在Atlas系列C“老化试验机”(由Atlas Electric Devices Co.,Chicago,Ill.制造)中进行的。在该老化试验机中,试样被暴露到6000瓦的具有类似日光光谱并在可见光和紫外光区域中提供发光的氙气灯达所示的时间。该氙气灯使用硼硅酸盐滤波器,其在280nm具有截止值(cut-off)。其中试样暴露于燃烧烟(下表中标示为“烟”)的测试是以类似于AATCC(美国纺织染化工作者协会)的测试方法23-1994,使用由United States TestingCompany,Inc.制造的8727型的大气烟室来进行。所述室供给有通过燃烧丙烷(Air Gas,Inc.)产生的燃烧烟,调整Bunsen燃烧器来产生主要的蓝焰。火焰高度是这样的,使得所述腔室的温度保持在57-63℃。试样暴露时间是每个循环递增12小时。对于单独暴露于NO2气体(下表中标示为“NO2”),使用Atlas气体暴露腔室(由Atlas Electric DevicesCo.,Chicago Ill.制造)。将温度和相对湿度保持在或者接近于房间条件,并且试样通常暴露12小时每循环直到对照物(没有荧光增白剂或者防紫外线剂的试样)的CIE白度降低到40-60CIE范围。所述的腔室以大约3升/分钟的速度供给含1000ppm NO2的空气。
对于氯漂白剂测试(下表中标示为“氯”),将缠绕卡在室温浸入到不搅拌的含每1000克去离子水4克次氯酸钠(Clorox)漂白剂的浴液中5小时。在暴露之后,将试样用去离子水冲洗并在进行白度测试之前使其在空气中干燥一整夜。
在长期UV暴露之后的百分比增长根据下面的方法来测试。纱线的三到六个单丝试样安在10.0cm并在两端具有双面胶带的框架上。将所述单丝从一端拉到另一端直到刚刚好拉紧但是没有张力。使用小弹簧或者夹子来使得试样和试样之间的张力更均衡。然后将试样的端部用单面胶带固定。然后用试样固定夹子夹住该试样端部,邻近于胶带和在胶带中,目的是单丝由夹子固定。然后将框架拉长到15cm,其将纱线试样拉伸了它们初始长度的1.5倍。然后将该框架和它的纱线试样放在前述的老化试验机上并暴露于具有类似日光光谱的氙光达期望的时间。然后将该框架和它的纱线试样从老化试验机上取出,将框架松弛到其初始长度,并使得框架和纱线试样冷却。然后用尺子或者用测径器通过展开框架直到最短试样也充分拉开但是没有拉紧来测量新的试样长度。测量该新的试样长度并记录至最接近的1/10厘米位(the nearest tenth of a centimeter)(RL)。对每个连续较长的纱线试样重复该过程。平均多个端部的值。根据下式计算UV百分比增长:
%UV增长=((RL-10)/10)×100
还评价了一些斯潘德克斯弹性纤维试样在长期UV暴露之后的性能保持。在进行百分比增长测定之后,根据上述的方法测量断裂韧性和断裂伸长率,但是使用没有经历过UV暴露的纱线。报告性能保持来与UV暴露之前同样的试样的数据进行比较。例如,所给的断裂韧性性能保持百分率是UV暴露后的断裂韧性除以UV暴露前的断裂韧性,采取百分率的形式给出。所给的断裂伸长率性能保持百分率是由UV暴露后的断裂韧性除以UV暴露前的断裂韧性,采取百分率的形式给出。
本发明的特征和优点通过下面的实施例进行更充分的说明,所提供的实施例目的是举例说明,并且不应解释为对本发明的任何限制。
实施例
下面的实施例说明本发明以及它可能的用途。本发明能够是其他的和不同的实施方案,其多个细节能够在各种表观方面进行改变而不脱离本发明的范围和主旨。因此,所述的实施例在性质上被认为是举例说明而并非限制。
实施例所用的二异氰酸酯获自Dow Chemical。实施例所用的聚醚二元醇是TERATHANE
Figure A20068004245200311
1800(Invista S.àr.I.),一种具有1800的数均分子量的聚四亚甲基醚二醇。
实施例所用的荧光增白剂如表1所示并获自所列出的供给者。实施例所用的防紫外线剂如表2所示。
实施例所用的荧光增白剂,它们的化学名称和它们的商品名例子以及供给者在下表中给出。防紫外线剂,包括实施例中所用的那些,它们的化学名称和它们的商品名例子以及供给者在表2中给出。
Figure A20068004245200312
Figure A20068004245200321
在表中,“对比例(Comp.Ex.)”表示对比例,“Opt.B.”表示荧光增白剂,“h”表示小时,“min”表示分钟,“sec”表示秒,“-”表示不存在,“NM”表示未测量,“ELO”表示断裂伸长率,“TEN”表示断裂韧性和“ret”表示保持。
对比例6A,对比例7A,对比例7B和对比例7C的制备
对比例6A,对比例7A,对比例7B和对比例7C的聚氨酯脲聚合物和斯潘德克斯弹性纤维根据下面的通用的方法来制备。聚氨酯脲首先通过在大约90℃将具有1800的数均分子量的聚(四亚甲基醚)二醇和4,4′-二苯基甲烷二异氰酸酯以二异氰酸酯:二元醇大约1.69-1.0的摩尔比反应2小时。所形成的封端二元醇混合物包含异氰酸酯端接的聚合物二元醇和残留的未反应的二异氰酸酯。然后将封端的二元醇在大约45℃和高剪切力下完全溶解在DMAc中。将该封端的二元醇溶液在高剪切力下和含有乙二胺、2-甲基五亚甲基二胺(90/10摩尔比)、二乙基胺和另外的DMAc的混合物的DMAc溶液接触。
添加剂浆料是通过将Cyanox
Figure A20068004245200331
1790(1,3,5-三(4-叔丁基-3-羟基-2,6-二甲基-苄基)-1,3,5-三嗪-2,4,6-(1H,3H,5H)三酮(获自CytecIndustries)、双(4-异氰酸根合环己基)甲烷和3-叔丁基-3-氮杂-1,5-戊二醇的聚合物(Methacrol
Figure A20068004245200332
2462B,注册商标,获自E.I.Du Pont deNemours and Company)、硅油和聚氨酯脲聚合物在DMAc中的稀释溶液混合在一起来制备的。为了形成纺丝溶液,将该添加剂浆料混入到聚合物溶液,使得最终的斯潘德克斯弹性纤维含有1.5wt%Cyanox
Figure A20068004245200333
1790,0.5wt%Methacrol
Figure A20068004245200334
2462B和0.6wt%硅油。
在表中所示的附加的添加剂也以纯液体或者以分散体或者在DMAc中的固体的溶液而被混入到聚合物溶液中,其加入量足以产生在最终的斯潘德克斯弹性纤维中的所示浓度。对于无机微粒添加剂,将该添加剂在DMAc中的分散体介质研磨,目的是在混入聚合物溶液之前使得固体解聚并将粒子尺寸减小到纺丝可接受的程度。对于对比例6F、对比例7B和对比例7C而言,2,5-噻吩亚基双(5-叔丁基-1,3-苯并噁唑)是附加的添加剂。
聚合物溶液从DMAc中干纺为柱状物,其中引入了加热的氮气物流,并且成组的四个单丝被聚结来得到40旦(44分特)的斯潘德克斯弹性纤维试样,该纤维被施用了大约4wt%的包括96wt%硅油和4wt%硬脂酸镁的整理剂。将该纤维缠绕在包装上。
实施例和其余的对比例的制备
聚氨酯脲聚合物制备如上所述。另外一种添加剂浆料通过将0.3wt%二氧化钛(TiPure R706型,获自E.I.Du Pont de Nemours andCompany)、如美国专利No.5626960(此处引入作为参考)所述的碳酸钙镁石和水菱镁矿矿物粒子的物理混合物(获自Minelco SpecialtiesLtd.)、蓝色调色剂和聚氨酯脲聚合物在DMAc中的稀释溶液混合在一起来制备。这种浆料被介质研磨,将粒子尺寸减小到纺丝可接受的程度。为了形成纺丝溶液,将浆料混入到聚合物溶液,目的是最终的斯潘德克斯弹性纤维含有4.0wt%碳酸钙镁石/水菱镁矿,0.3wt%二氧化钛,小于15ppm的蓝色调色剂,1.5wt%Cyanox
Figure A20068004245200341
1790,0.5wt%Methacrol2462B和0.6wt%硅油。
如表所示的附加添加剂也以纯液体或者以分散体或者在DMAc中的固体的溶液的形式而被混入到聚合物溶液中,其加入量足以产生在最终的斯潘德克斯弹性纤维中的所示浓度。对于无机微粒添加剂,将该添加剂在DMAc中的分散体介质研磨,目的是在混入聚合物溶液之前使得固体解聚并将粒子尺寸减小到纺丝可接受的程度。
聚合物溶液被从DMAc中干纺为柱状物,其中引入了加热的氮气物流,并且成组的四个单丝被聚结来得到40旦(44分特)的斯潘德克斯弹性纤维试样,该纤维被施用了大约4wt%的包括96wt%硅油和4wt%硬脂酸镁的整理剂。将该纤维缠绕在包装上。
下表给出了具有荧光增白剂的斯潘德克斯弹性纤维的初始白度和在洗涤和模拟染色之后以及在暴露于UV照射4小时之后白度保持数据。全部试样包含0.3wt%的二氧化钛。
Figure A20068004245200351
上表数据显示了包含多种荧光增白剂之一的斯潘德克斯弹性纤维的提高的初始白度,与不含荧光增白剂的对比例1进行比较。荧光增白剂的有效量落入到基于斯潘德克斯弹性纤维重量的大约0.002-大约5重量%的一般范围中。荧光增白剂的有效量是足以赋予期望的程度的初始白度到斯潘德克斯弹性纤维的量。该期望程度的初始白度可以是通过最佳量荧光增白剂能够得到的最大白度,或者它可以是高于不使用荧光增白剂所得到的白度的白度程度。
上表中的数据还显示包括荧光增白剂的斯潘德克斯弹性纤维在洗涤和模拟染色(一种模拟将对包括斯潘德克斯弹性纤维的织物进行湿加工的方法)之后保持了它的白度。该数据还显示在暴露于UV照射大约4小时之后,斯潘德克斯弹性纤维CIE白度下降。尽管包括荧光增白剂的斯潘德克斯弹性纤维可以具有超过不含荧光增白剂的斯潘德克斯弹性纤维的初始白度(如对比例1),但是在暴露于UV照射大约4小时之后,具有荧光增白剂的斯潘德克斯弹性纤维的白度小于不含荧光增白剂的斯潘德克斯弹性纤维的白度。
下表给出了只具有荧光增白剂,或者具有二氧化钛,或者具有组合的荧光增白剂和二氧化钛的斯潘德克斯弹性纤维的初始白度和在洗涤和模拟染色之后以及在暴露于UV照射4小时之后白度保持数据。在相对的对照中,通过采集试样的初始CIE白度和适当的对照的初始CIE白度的□柱标记的差异来获得数值。对于对比例6B到6F和实施例1A到1D,对照试样是对比例6A。对于对比例7B到7D和实施例2A以及2B,对照试样是对比例7A。
Figure A20068004245200371
上表中的数据显示相对于既不含荧光增白剂也不含二氧化钛的斯潘德克斯弹性纤维(对比例6A和对比例7A),斯潘德克斯弹性纤维的初始CIE白度可以通过加入荧光增白剂(对比例6F,对比例7B和对比例7C)或者通过加入二氧化钛(对比例6B到6E和对比例7D)来提高。该数据还显示荧光增白剂和二氧化钛的组合(如实施例1A到1D,2A和2B)提供了甚至比所预期的每个添加剂单独使用的基于添加剂效果的简单加合更高的CIE白度。例如,当加入大约0.3-大约1.2重量%的二氧化钛时表现出斯潘德克斯弹性纤维的初始白度大约8-11CIE单位的增加,单独使用荧光增白剂时表现出斯潘德克斯弹性纤维的初始白度大约20-24CIE单位的增加,二氧化钛和荧光增白剂的组合使用表现出提高了斯潘德克斯弹性纤维的初始白度大约40CIE单位。如前所述,令人惊讶的是二氧化钛和荧光增白剂的组合提供了提高的白度到斯潘德克斯弹性纤维,而通常已知的是二氧化钛降低了荧光增白剂的效力。
上表中的数据还显示在洗涤和模拟染色之后白度下降了一些。该数据还显示在暴露于UV照射4小时之后,全部的斯潘德克斯弹性纤维试样具有下降的白度。仅仅加入荧光增白剂(对比例6F,对比例7B和对比例7C)产生了白度保持结果,其略微好于无添加剂的对照物(对比例6A和对比例7A)。对于包括荧光增白剂和二氧化钛的斯潘德克斯弹性纤维,白度保持通常得以提高,特别是随着二氧化钛量的增加。观察到在暴露于UV照射4小时之后最好的白度保持是包含更高量二氧化钛并没有荧光增白剂的试样。
在表5和6中提供了斯潘德克斯弹性纤维的初始白度数据和在洗涤和模拟染色之后以及在环境暴露于燃烧烟,二氧化氮烟,热,氯和UV照射之后白度保持数据。这些表中全部的斯潘德克斯弹性纤维试样同样含有0.3wt%二氧化钛。
Figure A20068004245200401
表5和6中的数据显示包含荧光增白剂或者包含组合的荧光增白剂和防紫外线剂的斯潘德克斯弹性纤维的初始白度被提高了。与不含荧光增白剂或者不含组合的荧光增白剂和防紫外线剂的斯潘德克斯弹性纤维相比较,这样的斯潘德克斯弹性纤维还表现出在暴露于燃烧烟之后、在暴露于二氧化氮烟之后、在热暴露之后和在氯暴露之后普遍显著提高的白度保持。
表5和6中的数据还显示在暴露于UV照射4小时之后,含4,4′-双(2-甲氧基苯乙烯基)-1,1′-联苯作为荧光增白剂但不含防紫外线剂的斯潘德克斯弹性纤维白度保持是差的,并且通常较好的是包括荧光增白剂和防紫外线剂的斯潘德克斯弹性纤维。四个包括荧光增白剂和防紫外线剂二者的本发明的斯潘德克斯弹性纤维试样(实施例5A、5B、5C和5D)表现出与不含荧光增白剂或者防紫外线剂的斯潘德克斯弹性纤维可相比较的白度保持,而其中之一,实施例4,比不含荧光增白剂或者防紫外线剂的斯潘德克斯弹性纤维(对比例1和对比例8A)表现出更高的CIE白度(更好的白度保持)。因此,对于包括荧光增白剂和防紫外线剂的斯潘德克斯弹性纤维而言,在环境暴露之后的白度保持整体表现最好。看出的是斯潘德克斯弹性纤维实施例4,5A,5B,5C和5D具有有效量的荧光增白剂和防紫外线剂,例如大约0.05重量%-大约0.12重量%的荧光增白剂和大约0.2-大约0.4重量%的防紫外线剂。
下表表示包括荧光增白剂和防紫外线剂的斯潘德克斯弹性纤维试样的初始白度和在UV暴露4小时之后的白度保持数据。进行对比的是不含荧光增白剂和防紫外线剂二者的斯潘德克斯弹性纤维(对比例9A)和包含荧光增白剂但不含防紫外线剂的斯潘德克斯弹性纤维(对比例9B和对比例10)。
Figure A20068004245200421
表7中的数据显示在暴露于UV照射4小时之后,本发明的斯潘德克斯弹性纤维(其包含荧光增白剂和防紫外线剂二者)具有提高的初始白度和提高的白度保持。尽管通过荧光增白剂的单独加入(对比例9B和对比例10),初始白度相对于无添加剂的对照物(对比例9A)是增加了,但是在暴露于UV照射之后,白度保持降低了,除非还存在防紫外线剂。
实施例6A到6I和7A到7I的斯潘德克斯弹性纤维和表5和6中的斯潘德克斯弹性纤维实施例4、5A、5B、5C和5D一起论证了足以提供提高的初始CIE白度和在暴露于UV照射4小时之后提高的白度保持的荧光增白剂和防紫外线剂的量。例如,大约0.05重量%-大约0.1重量%荧光增白剂(例如4,4′-双(2-甲氧基苯乙烯基)-1,1′-联苯或者2,5-噻吩亚基双(5-叔丁基-1,3-苯并噁唑))和大约0.2重量%-大约0.6重量%防紫外线剂的组合可以提供具有提高的初始CIE白度和在UV暴露4小时之后提高的白度保持的斯潘德克斯弹性纤维。
下表提供了斯潘德克斯弹性纤维初始白度,在UV照射暴露4小时之后或者在暴露于195℃下180秒之后斯潘德克斯弹性纤维白度保持数据,和在暴露于UV照射12小时之后的斯潘德克斯弹性纤维性能数据。一些斯潘德克斯弹性纤维试样使用如用于前述热降解测试同样的方法经历了195℃温度的180秒。其进行的目的是模拟在成型和热固条件下可能经历的温度。不涉及实际的成型。在195℃测试之后的斯潘德克斯弹性纤维的CIE白度在标示为“195℃180秒后”的列中给出。
Figure A20068004245200441
荧光增白剂的加入产生了在长期暴露于UV照射(12小时)之后具有差的性能保持的斯潘德克斯弹性纤维,如在UV暴露之后在百分比增长测试中的斯潘德克斯弹性纤维的断裂(对比例9B)所看出的。相对于没有任何添加剂的斯潘德克斯弹性纤维(对比例9A和对比例11A)而言,荧光增白剂和防紫外线剂的加入可以提供在UV暴露之后具有提高的(更低的)百分比增长的斯潘德克斯弹性纤维。相对于仅仅含有荧光增白剂的斯潘德克斯弹性纤维而言,包括荧光增白剂和防紫外线剂的斯潘德克斯弹性纤维还可以具有提高的百分比断裂伸长率和百分比断裂韧性的保持(通过和在长期UV暴露之前的试样性能相对比来确定)。在斯潘德克斯弹性纤维中包括位阻胺光稳定剂以及荧光增白剂和防紫外线剂(如实施例8A)产生了在UV暴露12小时之后的性能保持,其与不含这些添加剂的对照斯潘德克斯弹性纤维是可相比较的。组合的荧光增白剂、防紫外线剂和位阻胺光稳定剂还提供了期望的提高的初始白度。
制备两个经编针织物来代表对照织物和本发明的织物。对照织物由78%的聚酰胺66纱线和22%的44分特LYCRA
Figure A20068004245200451
斯潘德克斯弹性纤维纱线针织而成。本发明的织物由78%的聚酰胺66纱线和44分特本发明的包括荧光增白剂和防紫外线剂的斯潘德克斯弹性纤维纱线针织而成。
所述的织物在Liba Copcentra 32E-2K经编针织机上针织,条件是:地棒(Ground Bar)1-0/1-2,运转针脚(Run Ins)49cms,前棒(Front Bar)2-3/1-0,运转针脚(Run Ins)149cms,25道(course)/cm 25,机器以每分钟2000道运行。
所述的织物试样在Babcocks展幅机上195℃预热定形30秒(典型的商业预热定形条件)。采集的CIE白度读数是对照织物具有CIE=57.35和本发明织物具有CIE=73.66。
然后将织物在Thies TRD喷射染色机中使用1%非离子清洁剂(pH=10的2g/l碱)洗涤来除去杂质、油等,在80℃加工30分钟并漂净。然后在同样的染色机中施用荧光增白剂(来增白织物),在pH=6从40℃开始以1℃的速度升高到98℃加工45分钟(典型的商业加工条件)。在这个过程之后采集的CIE白度读数是对照织物具有CIE=140.61和本发明的织物具有CIE=154.77。然后将织物在家用洗衣机中60℃清洗多次,每5次清洗采集CIE白度读数。这些结果表示在表9中。
表9中的结果证明与对照织物相比,本发明织物提高了初始白度值和在多次家庭清洗之后白度保持性能。
尽管这里已经描述了被认为是本发明的优选的实施方案,但是本领域技术人员将了解可以在其中进行变化和改变而不脱离本发明的主旨,并且目的是包括如落入本发明真实的范围内的全部这样的变化和改变。

Claims (28)

1.一种斯潘德克斯弹性纤维,其具有通过AATCC测试方法110-1994所测量的至少大约95的初始CIE白度,所述的斯潘德克斯弹性纤维包含:荧光增白剂和防紫外线剂;其中荧光增白剂选自噁唑,联苯,香豆素,茋,吡唑啉酮,若丹明和荧光素或者这样的成分的组合;防紫外线剂选自三嗪,苯并三唑,N,N′-二苯基乙二酰胺,苯甲酮和二丙二酸酯或者这样的成分的组合。
2.权利要求1的斯潘德克斯弹性纤维,其中所述的荧光增白剂选自噁唑,联苯和香豆素或者这样的成分的组合,并且其中所述的防紫外线剂选自三嗪,苯并三唑和N,N′-二苯基乙二酰胺或者这样的成分的组合。
3.权利要求1的斯潘德克斯弹性纤维,其中所述的荧光增白剂选自2,5-噻吩亚基双(5-叔丁基-1,3-苯并噁唑),4,4′-双(2-甲氧基苯乙烯基)-1,1′-联苯,2,2′-(1,2-亚乙烯基二-4,1-亚苯基)双苯并噁唑和7-(2H-萘并[1,2-D]三唑-2-基)-3-苯基香豆素或者这样的成分的组合,并且所述的防紫外线剂选自2-(2′-羟基-3′,5′-二(1,1-二甲基苄基))-2H-苯并三唑,2-羟基-4-正辛氧基苯甲酮,2-4,6-二苯基-1,3,5-三嗪-2-基)-5-己氧基-苯酚,2-(2′-羟基-3′,5′-二叔戊基苯基)苯并三唑,2-乙基-2′-乙氧基-N,N′-二苯基乙二酰胺,2-(2H-苯并三唑-2-基)-6-十二烷基-4-甲基苯酚和2-[4,6-双(2,4-二甲基苯基)-1,3,5-三嗪-2-基]-5-(辛氧基)苯酚或者这样的成分的组合。
4.权利要求3的斯潘德克斯弹性纤维,其中所述的荧光增白剂是2,5-噻吩亚基双(5-叔丁基-1,3-苯并噁唑)并且所述的防紫外线剂是2-[4,6-双(2,4-二甲基苯基)-1,3,5-三嗪-2-基]-5-(辛氧基)苯酚。
5.权利要求3的斯潘德克斯弹性纤维,其中所述的荧光增白剂是2,5-噻吩亚基双(5-叔丁基-1,3-苯并噁唑)并且所述的防紫外线剂是2-4,6-二苯基-1,3,5-三嗪-2-基)-5-己氧基-苯酚。
6.权利要求3的斯潘德克斯弹性纤维,其中所述的荧光增白剂是4,4′-双(2-甲氧基苯乙烯基)-1,1′-联苯并且所述的防紫外线剂是2-[4,6-双(2,4-二甲基苯基)-1,3,5-三嗪-2-基]-5-(辛氧基)苯酚。
7.权利要求3的斯潘德克斯弹性纤维,其中所述的荧光增白剂是4,4′-双(2-甲氧基苯乙烯基)-1,1′-联苯并且所述的防紫外线剂是2-4,6-二苯基-1,3,5-三嗪-2-基)-5-己氧基-苯酚。
8.一种斯潘德克斯弹性纤维,其包含:荧光增白剂和防紫外线剂;所述的荧光增白剂和防紫外线剂的量足以使得在暴露于紫外线照射12小时之后,该斯潘德克斯弹性纤维的增长百分比小于16%,其中荧光增白剂选自噁唑,联苯,香豆素,茋,吡唑啉酮,若丹明和荧光素或者这样的成分的组合;防紫外线剂选自三嗪,苯并三唑,N,N′-二苯基乙二酰胺,苯甲酮和二丙二酸酯或者这样的成分的组合。
9.权利要求8的斯潘德克斯弹性纤维,其中在暴露于紫外线照射大约12小时后,断裂伸长率保持百分率是至少大约60%。
10.权利要求8的斯潘德克斯弹性纤维,其进一步包含位阻胺光稳定剂。
11.权利要求1的斯潘德克斯弹性纤维,其中,在暴露于紫外线照射大约4小时之后,所述的斯潘德克斯弹性纤维具有至少大约55的CIE白度。
12.权利要求11的斯潘德克斯弹性纤维,其中所述的荧光增白剂选自2,5-噻吩亚基双(5-叔丁基-1,3-苯并噁唑),4,4′-双(2-甲氧基苯乙烯基)-1,1′-联苯,2,2′-(1,2-亚乙烯基二-4,1-亚苯基)双苯并噁唑和7-(2H-萘并[1,2-D]三唑-2-基)-3-苯基香豆素或者这样的成分的组合,所述的防紫外线剂选自2-(2′-羟基-3′,5′-二(1,1-二甲基苄基))-2H-苯并三唑,2-羟基-4-正辛氧基苯甲酮,2-4,6-二苯基-1,3,5-三嗪-2-基)-5-己氧基-苯酚,2-(2′-羟基-3′,5′-二叔戊基苯基)苯并三唑,2-乙基-2′-乙氧基-N,N′-二苯基乙二酰胺,2-(2H-苯并三唑-2-基)-6-十二烷基-4-甲基苯酚和2-[4,6-双(2,4-二甲基苯基)-1,3,5-三嗪-2-基]-5-(辛氧基)苯酚或者这样的成分的组合。
13.权利要求12的斯潘德克斯弹性纤维,其中所述的荧光增白剂是2,5-噻吩亚基双(5-叔丁基-1,3-苯并噁唑),所述的防紫外线剂是2-[4,6-双(2,4-二甲基苯基)-1,3,5-三嗪-2-基]-5-(辛氧基)苯酚。
14.权利要求12的斯潘德克斯弹性纤维,其中所述的荧光增白剂是2,5-噻吩亚基双(5-叔丁基-1,3-苯并噁唑),防紫外线剂是2-4,6-二苯基-1,3,5-三嗪-2-基)-5-己氧基-苯酚。
15.权利要求12的斯潘德克斯弹性纤维,其中所述的荧光增白剂是4,4′-双(2-甲氧基苯乙烯基)-1,1′-联苯,防紫外线剂是2-[4,6-双(2,4-二甲基苯基)-1,3,5-三嗪-2-基]-5-(辛氧基)苯酚。
16.权利要求12的斯潘德克斯弹性纤维,其中所述的荧光增白剂是4,4′-双(2-甲氧基苯乙烯基)-1,1′-联苯,防紫外线剂是2-4,6-二苯基-1,3,5-三嗪-2-基)-5-己氧基-苯酚。
17.包含权利要求1的斯潘德克斯弹性纤维的织物。
18.包含权利要求8的斯潘德克斯弹性纤维的织物。
19.包含权利要求11的斯潘德克斯弹性纤维的织物。
20.一种织物,其包含:至少1重量%的斯潘德克斯弹性纤维,该斯潘德克斯弹性纤维包含荧光增白剂和防紫外线剂;所述的荧光增白剂选自噁唑,联苯,香豆素,茋,吡唑啉酮,若丹明和荧光素或者这样的成分的组合;所述的防紫外线剂选自三嗪,苯并三唑,N,N′-二苯基乙二酰胺,苯甲酮和二丙二酸酯或者这样的成分的组合,其中所述的织物具有大于对照织物的白度保持,该对照织物以相同的方式制成的但是使用没有荧光增白剂和防紫外线剂的斯潘德克斯弹性纤维。
21.一种衣服或者纺织品制品,其包含权利要求17或者18或者19或者20所述的织物。
22.一种赋予斯潘德克斯弹性纤维白度的方法,该方法包括:
a)将聚醚二元醇或者聚酯二元醇和至少一种二异氰酸酯进行接触;所述的聚醚二元醇选自聚亚乙基醚二醇,聚三亚甲基醚二醇,聚(四亚甲基醚)二醇,聚(四亚甲基-共-2-甲基四亚甲基醚)二醇,聚(四亚甲基-共-亚乙基醚)二醇和它们的混合物;所述的聚酯二元醇选自(i)乙二醇,丙二醇,丁二醇,2,2-二甲基-1,3-丙二醇和它们的混合物和(ii)对苯二酸,琥珀酸,己二酸,壬二酸,癸二酸和十二烷二酸以及它们的混合物的反应产物;
b)将步骤a)的反应产物和至少一种增链剂以及任选的和链终止剂进行接触;
c)将步骤b)的反应产物和足以赋予斯潘德克斯弹性纤维白度的量的荧光增白剂和防紫外线剂进行接触;和
d)纺丝c)的产物来形成斯潘德克斯弹性纤维,
其中所述的荧光增白剂选自噁唑,联苯,香豆素,茋,吡唑啉酮,若丹明和荧光素或者这样的成分的组合;所述的防紫外线剂选自三嗪,苯并三唑,N,N′-二苯基乙二酰胺,苯甲酮和二丙二酸酯或者这样的成分的组合。
23.一种调整斯潘德克斯弹性纤维的初始白度到期望程度的方法,该方法包括:
a)将聚醚二元醇或者聚酯二元醇和至少一种二异氰酸酯进行接触;所述的聚醚二元醇选自聚亚乙基醚二醇,聚三亚甲基醚二醇,聚(四亚甲基醚)二醇,聚(四亚甲基-共-2-甲基四亚甲基醚)二醇,聚(四亚甲基-共-亚乙基醚)二醇和它们的混合物;所述的聚酯二元醇选自(i)乙二醇,丙二醇,丁二醇,2,2-二甲基-1,3-丙二醇和它们的混合物和(ii)对苯二酸,琥珀酸,己二酸,壬二酸,癸二酸和十二烷二酸以及它们的混合物的反应产物;
b)将步骤a)的反应产物和至少一种增链剂以及任选的和链终止剂进行接触;
c)将步骤b)的反应产物和足以提供期望的白度程度到斯潘德克斯弹性纤维的量的荧光增白剂和防紫外线剂进行接触;和
d)纺丝c)的产物来形成斯潘德克斯弹性纤维,
其中所述的荧光增白剂选自噁唑,联苯,香豆素,茋,吡唑啉酮,若丹明和荧光素或者这样的成分的组合;所述的防紫外线剂选自三嗪,苯并三唑,N,N′-二苯基乙二酰胺,苯甲酮和二丙二酸酯或者这样的成分的组合。
24.一种赋予斯潘德克斯弹性纤维在洗涤之后或者在环境暴露于燃烧烟,二氧化氮烟,紫外线照射,热或者氯漂白剂之后的白度保持的方法,该方法包括:
a)将聚醚二元醇或者聚酯二元醇和至少一种二异氰酸酯进行接触;所述的聚醚二元醇选自聚亚乙基醚二醇,聚三亚甲基醚二醇,聚(四亚甲基醚)二醇,聚(四亚甲基-共-2-甲基四亚甲基醚)二醇,聚(四亚甲基-共-亚乙基醚)二醇和它们的混合物;所述的聚酯二元醇选自(i)乙二醇,丙二醇,丁二醇,2,2-二甲基-1,3-丙二醇和它们的混合物和(ii)对苯二酸,琥珀酸,己二酸,壬二酸,癸二酸和十二烷二酸以及它们的混合物的反应产物;
b)将步骤a)的反应产物和至少一种增链剂以及任选的和链终止剂进行接触;
c)将步骤b)的反应产物和足以在洗涤之后或者在环境暴露之后向斯潘德克斯弹性纤维提供白度保持的量的荧光增白剂和防紫外线剂进行接触;和
d)纺丝c)的产物来形成斯潘德克斯弹性纤维,
其中所述的荧光增白剂选自噁唑,联苯,香豆素,茋,吡唑啉酮,若丹明和荧光素或者这样的成分的组合;所述的防紫外线剂选自三嗪,苯并三唑,N,N′-二苯基乙二酰胺,苯甲酮和二丙二酸酯或者这样的成分的组合。
25.一种赋予斯潘德克斯弹性纤维在暴露于紫外线照射12小时之后的断裂韧性性能保持的方法,该方法包括:
a)将聚醚二元醇或者聚酯二元醇和至少一种二异氰酸酯进行接触;所述的聚醚二元醇选自聚亚乙基醚二醇,聚三亚甲基醚二醇,聚(四亚甲基醚)二醇,聚(四亚甲基-共-2-甲基四亚甲基醚)二醇,聚(四亚甲基-共-亚乙基醚)二醇和它们的混合物;所述的聚酯二元醇选自(i)乙二醇,丙二醇,丁二醇,2,2-二甲基-1,3-丙二醇和它们的混合物和(ii)对苯二酸,琥珀酸,己二酸,壬二酸,癸二酸和十二烷二酸以及它们的混合物的反应产物;
b)将步骤a)的反应产物和至少一种增链剂以及任选的和链终止剂进行接触;
c)将步骤b)的反应产物和足以赋予斯潘德克斯弹性纤维在暴露于紫外线照射12小时之后的断裂韧性性能保持的量的荧光增白剂和防紫外线剂以及任选的位阻胺光稳定剂进行接触;和
d)纺丝c)的产物来形成斯潘德克斯弹性纤维,
其中所述的荧光增白剂选自噁唑,联苯,香豆素,茋,吡唑啉酮,若丹明和荧光素或者这样的成分的组合;所述的防紫外线剂选自三嗪,苯并三唑,N,N′-二苯基乙二酰胺,苯甲酮和二丙二酸酯或者这样的成分的组合。
26.一种赋予斯潘德克斯弹性纤维在暴露于紫外线照射12小时之后的断裂伸长率性能保持的方法,所述斯潘德克斯弹性纤维包含荧光增白剂和防紫外线剂,该方法包括:
a)将聚醚二元醇或者聚酯二元醇和至少一种二异氰酸酯进行接触;所述的聚醚二元醇选自聚亚乙基醚二醇,聚三亚甲基醚二醇,聚(四亚甲基醚)二醇,聚(四亚甲基-共-2-甲基四亚甲基醚)二醇,聚(四亚甲基-共-亚乙基醚)二醇和它们的混合物;所述的聚酯二元醇选自(i)乙二醇,丙二醇,丁二醇,2,2-二甲基-1,3-丙二醇和它们的混合物和(ii)对苯二酸,琥珀酸,己二酸,壬二酸,癸二酸和十二烷二酸以及它们的混合物的反应产物;
b)将步骤a)的反应产物和至少一种增链剂以及任选的和链终止剂进行接触;
c)将步骤b)的反应产物和足以赋予斯潘德克斯弹性纤维在暴露于紫外线照射12小时之后的断裂伸长率性能保持的量的荧光增白剂和防紫外线剂以及任选的位阻胺光稳定剂进行接触;和
d)纺丝c)的产物来形成斯潘德克斯弹性纤维,
其中所述的荧光增白剂选自噁唑,联苯,香豆素,茋,吡唑啉酮,若丹明和荧光素或者这样的成分的组合;所述的防紫外线剂选自三嗪,苯并三唑,N,N′-二苯基乙二酰胺,苯甲酮和二丙二酸酯或者这样的成分的组合。
27.一种组合物,其包含斯潘德克斯弹性纤维,荧光增白剂和包括非对称的二受阻羟苯基基团的抗氧化剂;所述的组合物不含防紫外线剂。
28.权利要求27的组合物,其中所述的抗氧化剂选自1,3,5-三(2,6-二甲基-3-羟基-4-叔丁基苄基)异氰脲酸酯,亚乙基-1,2-双(氧亚乙基)双[3-(5-叔丁基-4-羟基-间甲苯基)丙酸酯]和它们的组合。
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