CN107849746A - 包括共聚物多元醇的聚氨酯纤维 - Google Patents

Abstract

包括聚氨酯脲的纤维，所述聚氨酯脲为以下各物的反应产物：(a)预聚物，包括以下各物的反应产物：(i)多元醇，包括具有1000到2000的数目平均分子量的四氢呋喃和3‑甲基四氢呋喃的共聚物和(ii)二异氰酸酯；以及(b)扩链剂，以及包括这类纤维的织物和卫生物品。

Description

包括共聚物多元醇的聚氨酯纤维

技术领域

所包括的是由预聚物和(c)扩链剂制备的弹性纤维，所述预聚物包括以下各物的反应产物的：(i)多元醇，包括具有1000到2000的数目平均分子量的四氢呋喃和3-甲基四氢呋喃的共聚物；(ii)二异氰酸酯。

背景技术

来源于共聚物多元醇的聚氨酯脲溶液纺丝氨纶纤维是已知的。举例来说，Lawrey等人的美国专利申请公开案第2006/0135724 A1号公开来源于可包括PTMEG共聚物的多元醇掺合物且包括二胺扩链剂掺合物的氨纶纤维。这种纤维提供具有有利热定形效率的织物。

发明内容

与现有技术相反，本发明的纤维由于其在热处理之后维持其的回缩能力而为耐用的。此外，相较于相同旦尼尔的市售可得氨纶，所述纤维具有更高回缩能力。这些纤维包括为以下各物的反应产物的聚氨酯脲：(a)预聚物，包括以下各物的反应产物：(i)多元醇，包括具有1000到2000的数目平均分子量的四氢呋喃和3-甲基四氢呋喃的共聚物和(ii)二异氰酸酯；以及(b)扩链剂。四氢呋喃和3-甲基四氢呋喃的共聚物可具有任何适合的数目平均分子量(MW)，例如1200到1800。其它适合MW可为1300到1500。

在本发明的一方面中，预聚物具有2.6到3.6，优选2.8到3.2的NCO％。

在本发明的另一方面中，扩链剂为二胺扩链剂，例如线性二胺扩链剂。在本发明的又另一个方面中，扩链剂仅由乙二胺组成。

在本发明的另一个方面中，多元醇仅包括四氢呋喃和3-甲基四氢呋喃的共聚物或共聚物与不同多元醇的组合。不同多元醇可包括单个额外多元醇或选自以下组成的组的多元醇的掺合物：聚碳酸酯二醇、聚酯二醇、聚醚二醇和其组合。

在本发明的一额外方面中，多元醇包括四氢呋喃和3-甲基四氢呋喃的共聚物的约50％到约100％。在本发明的又另一方面中，四氢呋喃和3-甲基四氢呋喃的共聚物包括约5到约75摩尔％的3-甲基四氢呋喃，例如5到25摩尔％或10到20摩尔％。

本发明的另一方面是包括弹性纤维的织物，所述弹性纤维包括为以下各物的反应产物的聚氨酯脲：(a)预聚物，包括以下各物的反应产物：(i)多元醇，包括具有1000到2000的数目平均分子量的四氢呋喃和3-甲基四氢呋喃的共聚物和(ii)二异氰酸酯；以及(b)扩链剂。

在本发明的一实施例中，织物在热处理之后保留能力。

在本发明的一额外实施例中，织物包含针织或机织构造。

本发明的另一个方面是卫生物品，所述卫生物品包括为以下各物的反应产物的聚氨酯脲：(a)预聚物，包括以下各物的反应产物：(i)多元醇，包括具有1000到2000的数目平均分子量的四氢呋喃和3-甲基四氢呋喃的共聚物和(ii)二异氰酸酯；以及(b)扩链剂。

具体实施方式

定义

如本文中所使用，“溶剂”是指有机溶剂，例如二甲基乙酰胺(DMAC)、二甲基甲酰胺(DMF)和N-甲基吡咯啶酮。

如本文中所使用，术语“溶液纺丝”包括由溶液制备纤维，所述制备可为湿法纺丝或干法纺丝制程，所述湿法纺丝或干法纺丝制程是用于纤维生产的常用技术。

为了帮助确保氨纶纤维在含于衣服中时对纱线加工、织物制造和消费者满意度的适用性，可调整数个额外特性。氨纶组合物为所属领域中熟知的且可包括许多变型，例如Monroe Couper中所公开的那些。《纤维科学和技术手册：第III卷，高技术纤维部分A(Handbook of Fiber Science and Technology:Volume III,High Technology FibersPart A)》,Marcel Dekker,INC:1985,第51到85页。那些的一些实例列于本文中。

氨纶纤维可含有消光剂(例如TiO₂)或折射率不同于基础纤维聚合物的另一其它粒子，含量为0.01到6wt％。当期望明亮或有光泽的外观时，较低含量也为适用的。随着含量增加，纱线的表面摩擦可发生变化，其可在加工期间影响纤维接触表面的摩擦。

视分子量和/或纺丝条件而定，可将如以每单位旦尼尔断裂的克力计所测量的纤维断裂强度(以克/旦尼尔计的韧度)从0.7克/旦尼尔调整到1.2克/旦尼尔。

纤维的旦尼尔可基于所需织物构造从5到2000或更高生产。旦尼尔5到30的氨纶纱线可具有1与5之间的丝数，且旦尼尔30到2000的纱线可具有20到200的丝数。视织物的所需最终用途而定，纤维可以0.5％到100％的含量用于任何类别(机织物、经编针织物或纬编针织物)的织物中。

氨纶纱线可单独使用或其可与任何其它纱线(例如适用于服装最终用途的那些纱线)合股、卷捻、共插或混合使用，如通过FTC(联邦贸易委员会(Federal TradeCommission))所识别。这包括(但不限于)由以下各物制成的纤维：尼龙、聚酯、多组分聚酯或尼龙、棉、绵毛、黄麻、剑麻、辅助物、亚麻、竹子、聚丙烯、聚乙烯、聚氟烃、人造丝、任何种类的纤维素以及丙烯酸纤维。

氨纶纤维可具有在制造制程期间向其施加的润滑剂或整理剂，以改进纤维的后续加工。可以0.5到10wt％的量施加整理剂。替代地，可在无润滑剂或整理剂的情况下制造纤维。

氨纶纤维可含有用于调整氨纶的初始色彩或用于在暴露于可引发聚合物降解的元素(例如氯、烟、UV、NOx或燃烧气体)之后防止或掩盖黃化效应的添加剂。氨纶纤维可经制造具有在40到160范围内的“CIE”白度。

聚氨酯脲和聚氨酯组合物

聚氨酯脲组合物适用于制备包括至少85wt％的嵌段聚氨酯的纤维或长链合成聚合物。通常，这些包括聚合性二醇或多元醇，其与二异氰酸酯反应以形成NCO封端的预聚物(“封端二醇”)，所述聚合性二醇或多元醇随后溶解于适合溶剂(例如二甲基乙酰胺、二甲基甲酰胺或N-甲基吡咯啶酮)中，且随后与双官能扩链剂反应。当扩链剂为二醇(且可在无溶剂的情况下制备)时，形成聚氨酯。当扩链剂为二胺时，形成聚氨酯脲(聚氨酯的子类)。在制备可纺成氨纶的聚氨酯脲聚合物时，通过使羟基端基与二异氰酸酯和一种或多种二胺依序反应来扩展二醇。在每一情况下，二醇必须经历扩链以提供具有必要特性(包括黏度)的聚合物。如果需要，二月桂酸二丁基锡、辛酸亚锡、矿物酸、三级胺(例如三乙胺)、N,N'-二甲基哌嗪和类似物以及其它已知催化剂可用于辅助封端步骤。

适合多元醇组分包括约600到约3,500的数目平均分子量的聚醚二醇、聚碳酸酯二醇和聚酯二醇。可包括两种或多于两种多元醇或共聚物的混合物。

可使用的聚醚多元醇的实例包括具有两个或多于两个羟基的那些二醇，所述二醇来自环氧乙烷、环氧丙烷、环氧丙烷、四氢呋喃以及3-甲基四氢呋喃的开环聚合和/或共聚合，或来自在每个分子中具有少于12个碳原子的多元醇(例如二醇或二醇混合物)的缩合聚合，例如乙二醇、1,3-丙二醇、1,4-丁二醇、1,5-戊二醇、1,6-己二醇、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-癸二醇以及1,12-十二烷二醇。线性、双官能聚醚多醇是优选的，且约1,700到约2,100分子量的聚(四亚甲基醚)二醇是特定适合多元醇的一个实例，所述聚(四亚甲基醚)二醇例如具有2个官能基的(堪萨斯州威奇托(Wichita，KS)的英威达(INVISTA))。共聚物可包括聚(四亚甲基-共-亚乙基醚)二醇。

可使用的聚酯多元醇的实例包括具有两个或多于两个羟基的那些酯二醇，所述酯二醇通过在每个分子中具有不多于12个碳原子的低分子量的脂族聚羧酸和多元醇或其混合物的缩合聚合产生。适合聚羧酸的实例为丙二酸、丁二酸、戊二酸、己二酸、庚二酸、辛二酸、壬二酸、癸二酸、十一烷二甲酸以及十二烷二甲酸。用于制备聚酯多元醇的适合多元醇的实例为乙二醇、1,3-丙二醇、1,4-丁二醇、1,5-戊二醇、1,6-己二醇、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-癸二醇以及1,12-十二烷二醇。具有约5℃到约50℃的熔化温度的线性双官能聚酯多元醇是特定聚酯多元醇的实例。

可使用的聚碳酸酯多元醇的实例包括具有两个或多于两个羟基的那些碳酸酯二醇，所述碳酸酯二醇通过在每个分子中具有不多于12个碳原子的低分子量的碳酰氯、氯甲酸酯、碳酸二烷酯或碳酸二烯丙酯和脂族多元醇或其混合物的缩合聚合产生。用于制备聚碳酸酯多元醇的适合多元醇的实例为二乙二醇、1,3-丙二醇、1,4-丁二醇、1,5-戊二醇、1,6-己二醇、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-癸二醇以及1,12-十二烷二醇。具有约5℃到约50℃的熔化温度的线性、双官能聚碳酸酯多元醇是特定聚碳酸酯多元醇的实例。

当聚合性二醇或多元醇与二异氰酸酯反应可适合地具有2.6到3.6，优选2.8到3.2的预聚物的NCO百分比(“NCO％”)时，形成预聚物。

二异氰酸酯组分还可包括单一二异氰酸酯或包括含有4,4'-亚甲基双(苯基异氰酸酯)和2,4'-亚甲基双(苯基异氰酸酯)的二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI)的异构体混合物的不同二异氰酸酯的混合物。可包括任何适合芳族或脂族二异氰酸酯。可使用的二异氰酸酯的实例包括(但不限于)：1-异氰酸基-4-[(4-异氰酸基苯基)甲基]苯、1-异氰酸基-2-[(4-氰酸基苯基)甲基]苯、双(4-异氰酸基环己基)甲烷、5-异氰酸基-1-(异氰酸基甲基)-1,3,3-三甲基环己烷、1,3-二异氰酸基-4-甲基-苯、2,2'-甲苯二异氰酸酯、2,4'-甲苯二异氰酸酯和其混合物。特定多异氰酸酯组分的实例包括(拜耳(Bayer))、MI(巴斯夫(BASF))以及50O,P'(陶氏化学(Dow Chemical))和其组合。

扩链剂可为水或用于聚氨酯脲的二胺扩链剂。视聚氨酯脲和所得纤维的所需特性而定，可包括不同扩链剂的组合。适合二胺扩链剂的实例包括：肼、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、1,6-六亚甲基二胺、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-氨基甲基环己烷、2,4-二氨基-1-甲基环己烷、N-甲氨基-双(3-丙胺)、1,2-环己二胺、1,4-环己二胺、4,4'-亚甲基-双(环己胺)、异佛尔酮二胺、2,2-二甲基-1,3-丙二胺、间-四甲基二甲苯二胺、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-戊二胺(1,3-二氨基戊烷)、间-苯二甲二胺以及(德士古(Texaco))。

当聚氨酯是所需的时，扩链剂为二醇。可使用的这类二醇的实例包括(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-1,3-三亚甲基二醇、2,2,4-三甲基-1,5-戊二醇、2-甲基-2-乙基-1,3-丙二醇、1,4-双(羟乙氧基)苯以及1,4-丁二醇，和其混合物。

可任选地包括为单官能乙醇或单官能二烃基胺的封端剂以控制聚合物的分子量。还可包括一种或多种单官能醇与一种或多种二烃基胺的掺合物。

适用于本发明的单官能醇的实例包括选自以下组成的组的至少一个成员：具有1到18个碳的脂族和环脂族一级醇和二级醇；酚、经取代的苯酚、乙氧基化烷基苯酚和具有少于约750的分子量(包括少于500的分子量)的乙氧基化脂肪醇；经羟胺、羟甲基和羟乙基取代的三级胺；经羟甲基和羟乙基取代的杂环化合物和其组合，包括糠醇、四氢糠醇、N-(2-羟乙基)丁二酰亚胺、4-(2-羟乙基)吗啉、甲醇、乙醇、丁醇、新戊基乙醇、己醇、环己醇、环己甲醇、苯甲醇、辛醇、十八醇、N,N-二乙基羟胺、2-(二乙氨基)乙醇、2-二甲基氨基乙醇和4-哌啶乙醇，和其组合。

适合单官能二烃基胺封端剂的实例包括：N,N-二乙胺、N-乙基-N-丙胺、N,N-二异丙胺、N-第三丁基-N-甲胺、N-第三丁基-N-苯甲胺、N,N-二环己胺、N-乙基-N-异丙胺、N-第三丁基-N-异丙胺、N-异丙基-N-环己胺、N-乙基-N-环己胺、N,N-二乙醇胺以及2,2,6,6-四甲基哌啶。

添加剂

下文列出可任选地包括于聚氨酯脲组合物中的添加剂的种类。包括示范性和非限制性列表。然而，额外添加剂为所属领域中熟知的。实例包括：抗氧化剂、UV稳定剂、着色剂、颜料、交联剂、相变材料(固体石蜡)、抗菌剂、矿物质(即，铜)、微封装添加剂(即，真芦荟、维生素E凝胶、真芦荟、海藻、烟碱、咖啡碱、香味剂或香精)、纳米颗粒(即，硅石或碳)、纳米黏土、碳酸钙、滑石、阻燃剂、抗粘剂添加剂、抗氯降解添加剂、维生素、药品、芳香剂、导电添加剂、染色和/或染色助剂(例如四级铵盐)。可添加到聚氨酯脲组合物的其它添加剂包括：助粘剂、抗静电剂、抗徐变剂、光学增亮剂、聚结剂、导电性添加剂、发光添加剂、润滑剂、有机和无机填充剂、防腐剂、调质剂、热变色添加剂、驱虫剂和润湿剂、稳定剂(受阻酚、氧化锌、受阻胺)、滑爽剂(聚硅氧油)和其组合。

添加剂可提供包括以下的一个或多个有益特性：染色性、疏水性(即，聚四氟乙烯(PTFE))、亲水性(即，纤维素)、摩擦控制、耐氯性、抗降解性(即，抗氧化剂)、粘着性和/或可熔性(即，粘着剂和助粘剂)、阻燃性、抗菌特性(银盐、铜盐、铵盐)、屏障、电导性(碳黑)、拉伸特性、颜色、发光、可循环性、可生物降解性、芳香、粘性控制(即，金属硬脂酸盐)、触感特性、定形能力、热量调节(即，相变材料)、营养药、消光剂(例如二氧化钛)、稳定剂(例如水滑石)、碳钙镁石和水菱镁矿的混合物、UV屏蔽剂，和其组合。

制造纤维的制程

一些实施例的纤维是通过对聚氨酯脲聚合物进行溶液纺丝(湿法纺丝或干法纺丝)来从具有常规氨基甲酸酯聚合物溶剂(例如，DMAc)的溶液产生的。聚氨酯脲聚合物溶液可包括上文所描述的组合物或添加剂中的任一种。通过使有机二异氰酸酯与合适二醇反应以产生“封端二醇”来制备聚合物。封端二醇随后与二胺扩链剂的混合物反应。在所得聚合物中，软链段为聚合物链的聚醚/氨基甲酸酯部分。这些软链段呈现低于60℃的熔化温度。硬链段为聚合物链的聚氨酯/脲部分；这些硬链段具有高于200℃的熔化温度。硬链段量为聚合物的总重量的5.5％到9％，优选6％到7.5％。

在制备纤维的一个实施例中，通过分布盘和孔的所需布置计量含有30％到40％聚合物固体的聚合物溶液以形成丝。挤出的丝通过引入呈300℃到400℃的热惰性气体和至少10:1的气体:聚合物质量比干燥且以每分钟至少400米(优选至少600m/min)的速度抽取，且随后以每分钟至少500米(优选至少750m/min)的速度缠绕所述挤出的丝。下文给出的所有实例是在80℃挤压温度下在热惰性气体气氛中以762m/min的缠绕速度的进行。标准制程条件为所属领域中熟知的。

根据ASTM D 2731-72的通用方法测量氨纶的强度和弹性特性。对于报道于下表中的实例，具有5cm标距的氨纶丝以每分钟50cm的恒定伸长率在0％与300％伸长之间循环。将模数确定为在第一循环上的100％(M100)和200％(M200)伸长下的力且以克为单位报道。卸荷模数(U200)在第五循环上的200％伸长下确定且以克为单位报道于表中。在第六扩展循环上测量断裂伸长百分比和断裂力。

如由返回到大体上零压力的第五卸荷曲线处的点所指示，将定形百分比确定为在第五循环与第六循环之间保持的伸长。在样本已经受五个0％到300％伸长/松弛循环后测量30秒定形百分比。随后按定形％＝100(Lf-Lo)/Lo来计算定形百分比，其中在五个伸长/松弛循环之前(Lo)和之后(Lf)在无张力的情况下保持直线时，Lo和Lf为丝(纱线)长度。

本发明的特征和优点通过出于说明的目的提供的以下实例更充分地展示，且不被理解为以任何方式限制本发明。

实例

实例1(比较性)

混合100.00重量份的1800二醇且以呈1.69的封端比率(NCO/OH)使其与23.47份的125MDR MDI反应，以形成具有呈预聚物的2.60％的异氰酸酯基(-NCO)百分比的异氰酸酯封端的预聚物。随后将这种预聚物溶解于165.52份的N,N-二甲基乙酰胺(DMAc)中。使用高速分散器使这种稀释的预聚物溶液与胺于DMAc溶液(含有1.94份EDA、0.42份Dytek*A、0.03份DETA、0.42份DEA以及71.05份DMAc)中的混合物反应，以形成具有在40℃下测量的约34.8％的聚合物固体和2600泊黏度的均相聚氨酯脲溶液。这种聚合物溶液与添加剂浆料混合，所述添加剂浆料按固体重量计包括4.0％抗漂白试剂、0.17％消光剂、1.35％抗氧化剂、0.5％染色助剂、0.3％纺丝辅助添加剂和0.4％抗粘添加剂。

实例1a

将具有来自实例1的混合添加剂的聚合物溶液纺成40旦尼尔氨纶纱线，其中4根丝以每分钟869米的缠绕速度卷捻在一起。测量这一测试物品的初纺纱特性且将其列于表1中。

实例1b

将具有来自实例1的混合添加剂的聚合物溶液纺成70旦尼尔氨纶纱线，其中5根丝以每分钟674米的缠绕速度卷捻在一起。测量这一测试物品的初纺纱特性且将其列于表1中。

实例2

混合300.00重量份的PTG L-1400二醇(3Me-THF和包括14摩尔％3Me-THF和1400数目平均分子量的THF的共聚物)且以呈1.658的封端比率(NCO/OH)使其与87.16份的125MDR MDI反应，以形成具有呈预聚物的3.00％的异氰酸酯基(-NCO)的百分比的异氰酸酯封端的预聚物。随后将这种预聚物溶解于571.06份的N,N-二甲基乙酰胺(DMAc)中。使这种稀释的预聚物溶液混合且与271.77份的二胺扩链剂于DMAc溶液(含有7.35份EDA、1.58份以及262.84份DMAc)和8.90份DEA于DMAc溶液(含有0.78份DEA和8.12份DMAc)中的混合物反应，以形成具有在40℃下测量的约32.0％的聚合物固体和5000泊黏度的均相聚氨酯脲溶液。这种聚合物溶液与添加剂浆料混合，所述添加剂浆料按固体重量计包括4.0％抗漂白试剂、0.17％消光剂、1.35％抗氧化剂、0.5％染色助剂、0.3％纺丝辅助添加剂和0.4％抗粘添加剂。

实例2a

将来自实例2的混合溶液纺成40旦尼尔氨纶纱线，其中4根丝以每分钟869米的缠绕速度卷捻在一起。测量这一测试物品的初纺纱特性且将其列于表1中。

实例2b

将来自实例2的混合溶液纺成40旦尼尔氨纶纱线，其中4根丝以每分钟1042米的缠绕速度卷捻在一起。测量这一测试物品的初纺纱特性且将其列于表1中。

实例2c

将来自实例2的混合溶液纺成70旦尼尔氨纶纱线，其中5根丝以每分钟674米的缠绕速度卷捻在一起。测量这一测试物品的初纺纱特性且将其列于表1中。

实例2d

将来自实例2的混合溶液纺成70旦尼尔氨纶纱线，其中7根丝以每分钟716米的缠绕速度卷捻在一起。测量这一测试物品的初纺纱特性且将其列于表1中。

表1.实例2的初纺纱拉伸特性

如表1指示，来自实例2的本发明的纤维展示具有增加的TM2/TP2比率(或较低滞后作用)且纱线断裂伸长度或韧度无显著变化的显著更高回复能力(TM2)。

实例3

混合100.00重量份的PTG L-1400二醇且以呈1.61的封端比率(NCO/OH)使其与28.52份的125MDR MDI反应，以在加热容器中形成具有呈预聚物的2.80％的异氰酸酯基(-NCO)的百分比的异氰酸酯封端的预聚物。随后将这种预聚物溶解于152.60份的N,N-二甲基乙酰胺(DMAc)中。使用高速分散器使这种稀释的预聚物溶液与胺于DMAc溶液(含有2.51份EDA、0.02份DETA、0.23份DEA和85.32份DMAc)中的混合物反应，以形成具有在40℃下测量的约35.0％的聚合物固体和2500泊黏度的均相聚氨酯脲溶液。这种聚合物溶液进一步与添加剂浆料混合，所述添加剂浆料按总固体重量计包括2.0％抗漂白试剂、0.17％消光剂、1.35％抗氧化剂、0.3％纺丝辅助添加剂和0.4％抗粘添加剂。

实例3a

将来自实例3的呈在40℃下测量的约4000泊黏度的具有添加剂的聚合物溶液纺成40旦尼尔氨纶纱线，其中4根丝以每分钟869米的缠绕速度卷捻在一起。

实例3b

将来自实例3的呈在40℃下测量的约4000泊黏度的具有添加剂的聚合物溶液纺成40旦尼尔氨纶纱线，其中5根丝以每分钟869米的缠绕速度卷捻在一起。

实例4(比较性H350)

市售可得40旦尼尔氨纶纤维，据称是具有较高能力和极佳抗热性的氨纶，其即使在高温下定形或再染色维持其织物能力。

实例5(比较性T582L)

市售可得40旦尼尔氨纶纤维，其被设计用于在高温热定形和/或染色和再染色制程下改进抗热性和织物能力保持力。

实例6(比较性T162B)

市售可得40旦尼尔氨纶纤维，其用于通用CK和WK织物应用。

本发明实例(实例3)相较于商业比较性对照的初纺纱特性在表2中给出。

表2.实例3的初纺纱拉伸特性和商业比较性对照的比较特性

如表2指示，来自实例3的本发明纤维展示具有增加的TM2/TP2比率(或较低滞后作用)且纱线断裂伸长度无显著变化且纱线断裂韧度微弱减少的显著更高回复能力(TM2)。

在模拟织物热定形制程和高温染色制程的条件下进一步处理纱线样本，以分析其能力保持力和抗热性。

通过将纱线线程伸展到1.5×来进行纱线热定形测试，用呈190℃的热气热定形120秒，接着松开蒸发30分钟。测量每一线程样本的热定形效率(HSE％)。

通过将纱线线程伸展到3.0×来进行纱线长度增长测试，用呈190℃的热气热定形120秒，接着在张力下在130℃下蒸汽处理30分钟。测量纱线线程长度增长(LG％)的百分比。

来自本发明实例3连同比较实例的HSE％和LG％数据给于表3a中，其指示本发明实例展示与最佳商业比较实例的大约相同的热处理下的尺寸变化。

表3a.热处理下的纱线热定形效率和长度增长

热定形测试和长度增长测试之后的纱线特性分别给于表3b和表3c中，其指示相对于热处理之后的比较实例，本发明样本仍然保留显著更高回复能力(TM2)和更高TM2/TP2比率(或较低滞后作用)。

表3b.热定形处理之后的纱线拉伸特性

表3c.长度增长测试之后的纱线拉伸特性

机织织物实例：

以下实例展现本发明和其用于制造各种重量织物的能力。在不脱离本发明范围和精神的情况下，本发明能够具有其它和不同实施例，并且其若干细节能够在各种明显方面进行修改.因此，实例应被视为本质上是说明性的而不是限制性的。

对于以下六个实例中的每一个，100％棉纤维长度纺纱用作经纱。其包括两支纱线：具有不规律布置图案的7.0Ne OE纱线和8.5Ne OE纱线。所述纱线在整经之前以绳形式染成靛蓝。随后将所述纱线设定大小且制成机织束。

实例2的本发明纤维和典型T162B纤维用作弹芯且棉纤维用作护层以形成16支棉弹芯纺纱。将这类弹芯纺纱插入到如纬纱的织物中。表4列举制作和用于制造用于每个实例的包芯纺纱的材料和制程条件。弹性纤维购自特拉华州威明顿和堪萨斯州维奇托的英威达责任有限公司(Invista,s.á.r.L.)。举例来说，在以弹性纤维为表头的列中，78分特克斯意味着70旦尼尔且3.8×意味着通过包芯纺丝机施加的弹性牵伸(机器牵伸)。在以‘硬纱’为表头的列中，16支是如通过英国棉支系统(English Cotton Count System)所测量的纺纱的线性密度。明显地标记表4中的物品的其余内容。

随后使用表4中的每个实例的包芯纺纱作为纬纱来制作伸展机织织物。表5概括用于织物的纱线、织纹和织物的品质特征。下文给出关于实例中的每一个的一些额外评述。除非另外指出，否则在Donier喷气织机上机织织物。织机速度是500纬/分钟。织物的宽度在织机和本色纱状态中分别为约76英寸和约72英寸。

实例中的每个本色纱织物通过以下来精加工：精练、退浆、松弛和添加软化剂。

表4纬纱规格

表5：织物实例列表

实例7：具有正常弹芯纺纱(CSY)的伸展粗斜纹棉布

这是不根据本发明的一比较实例。经纱是7.0Ne支数和8.4Ne支数混合的开口端纱线。经纱在整经之前染成靛蓝。纬纱是具有70D/5f T162C氨纶的16Ne包芯纺纱。纤维在覆盖制程期间牵伸3.8×。表5列举织物特性。这种织物具有重量(11.6g/m²)、伸展(42.7％)、增长(7.2％)、回复率(78.9％)和在12％扩展下的回复能力(395.6克)。

实例8：含有本发明弹性CSY的伸展粗斜纹棉布

这种样本具有与实例7相同的织物结构。区别是在纬纱方向上的包芯纺纱，其含有70D/5f的在正常速度下的2c纺丝的本发明纤维。这种织物使用与实例7相同的经纱和结构。同样，机织和精加工工艺与实例7相同。表5概述测试结果。我们可看见这种样本相较于实例7中的织物具有较低织物增长(6.1％)、较高回复率(81.5％)和较高回复能力(455.7克)。

实例9：具有在高速下纺丝的本发明弹性CSY的伸展粗斜纹棉布

这种样本具有与实例7和实例8中相同的织物结构。唯一区别是使用70D/7f的实例2d的本发明纤维。这种新纤维在高速下纺丝。表5概括测试结果。明显地展示这种样本具有更高伸展(44.5％)、较低织物增长水平(5.5％)、更高回复率(84.56％)、较低滞后作用(11.0％)和窄的织物宽度(46英寸)和较重重量(11.99Oz/y^2)。所有这些数据展示本发明弹性纤维相较于普通氨纶纤维具有更高回复力和能力。通过使用这种新纤维，织物具有较高伸展、较高回复率和极佳形状保持力。

实例10：具有正常弹性CSY的伸展粗斜纹棉布

这是不根据本发明的一比较实例。经纱是7.0Ne支数和8.4Ne支数混合的开口端纱线。经纱在整经之前染成靛蓝。纬纱是具有70D/5f的T162C氨纶的16s棉包芯纺纱。纤维在覆盖制程期间牵伸4.1×。表5列举织物特性。这种织物具有重量(11.8g/m²)、伸展(42.0％)、增长(8.8％)、回复率(73.8％)和在12％扩展下的回复能力(419.4克)。

实例11：含有本发明CSY的伸展粗斜纹棉布

这种样本具有恰好与实例10相同的织物结构。区别是在纬纱方向上的包芯纺纱，其含有70D/5f的在正常速度下的实例2c纺丝的本发明纤维。本发明纤维在覆盖制程期间牵伸4.1×。这种织物使用与实例10相同的经纱和结构。同样，机织和精加工工艺与实例10相同。表5概述测试结果。我们可看见这种样本相较于实例10中的织物具有较低织物增长(7.7％)、较高回复率(77.98％)和较高回复能力(454.1克)。

实例12：具有在高速下纺丝的本发明弹性CSY的伸展粗斜纹棉布

这种样本具有与实例10和实例11中相同的织物结构。唯一区别是使用70D/7f的在4.1×牵伸下的实例2d新弹性纤维的本发明纤维。这种新纤维在高速下纺丝。表5概括测试结果。明显地展示这种样本具有更高伸展(45.9％)、较低织物增长水平(7.0％)、更高回复率(80.93％)、较低滞后作用(10.8％)和窄的织物宽度(45.5英寸)和较重重量(11.87Oz/y^2)。所有这些数据再次指示本发明弹性纤维相较于普通氨纶纤维具有更高回复力和能力。通过使用这种新纤维，织物具有较高伸展、较高回复率和极佳形状保持力。

针织织物实例：

以下实例展现本发明和其用于针织织物的能力。在不脱离本发明范围和精神的情况下，本发明能够具有其它和不同实施例，并且其若干细节能够在各种明显方面进行修改，因此，实例应被视为本质上是说明性的而不是限制性的。

制作伸展针织织物的三个实例。表6概括用于织物的纱线、织物构造、弹性纤维牵伸和已完成织物的实体品质特征。举例来说，在以弹性纤维牵伸为表头的列中，2.6×意味着在针织制程中施加于弹性纤维上的扩展。对于3个最右列，热湿润老化制程需要将织物样本浸没在呈130℃和pH 5.0的水中持续在列的表头中提到的时间量。同样在这些列中，残余％是以百分比表示的相对于织物在热湿润老化之前的回复能力的回复能力的量。明显地标记剩余物品。织物在具有28个切口、26英寸直径和呈每分钟18转的莫纳克单一平针织物圆形针织机上织成。对于实例中的每一个，尼龙纱线用作织物中的配套硬纱。具体来说，这种尼龙纱线是具有类型名称40/13-T6300的购自特拉华州威明顿的英威达责任有限公司的类型6,6完整抽取纱线。也购自特拉华州威明顿的英威达责任有限公司的实例2a、2b的本发明弹性纤维和标准T162B纤维用作针织实例中的编缠纱线。

通过应用抗氧化剂、在193℃下热定形45秒、在98℃下水性染色40分钟且在140℃下干燥45秒来精加工实例中的每个本色纱织物。

表6

实例13：具有标准弹性的伸展针织织物

这是不根据本发明的一比较实例。弹性纤维是40旦尼尔T162B弹性纤维。弹性纤维在针织制程中牵伸2.6×。配套硬纤维是40/13-T6300。表6列举织物特性。这种织物具有重量(93.6g/m²)宽度(51英寸)、伸长(195％)、回复能力(261.5gF)和热湿润老化30分钟、60分钟和90分钟后的残余回复能力(分别78.5％、73.4％、61.6％)。

实例14：具有在高速下纺丝的本发明弹性的伸展针织品

这个实例具有与实例13相同的织物结构。唯一区别是使用在高速下纺丝的实例2b纤维的本发明纤维而不是40旦尼尔T162B弹性纤维。表6列举织物特性。这种织物具有重量(88.8g/m²)、宽度(50英寸)、伸长(192％)、回复能力(228.1gF)和热湿润老化30分钟、60分钟和90分钟后的残余回复能力(分别87.5％、85.8％、84.5％)。这些数据展示本发明弹性纤维相较于标准弹性在热湿润衰老之后具有更高残余能力。

实例15：具有在低速下纺丝的本发明弹性纤维的伸展针织品

这个实例具有与实例13相同的织物结构。唯一区别是使用在低速下纺丝的实例2a纤维的本发明纤维而不是40旦尼尔弹性纤维。表6列举织物特性。这种织物具有重量(91.2g/m²)、宽度(50英寸)、伸长(192％)、回复能力(241.4gF)和热湿润老化30分钟、60分钟和90分钟后的残余回复能力(分别85.8％、84.1％、75.8％)。这些数据展示本发明弹性纤维相较于标准弹性在热湿润老化之后具有更高残余能力。

针对卫生应用的更高能力纤维益处：

本发明实例3中的纤维T837 680dtx和688dtx纤维的压力/张力曲线(未示出)的评述展现用于本发明纤维的力通过循环的大多数回缩侧明显地高于T837。更高回缩力对应于纤维克服热熔弹性连接粘着剂和非编织品用于构造尿布或卫生物品的支腿、套箍、腰带或其它伸展组件的的阻止动作的更大能力。尿布支腿和/或套箍的更稳固回缩将对应于针对穿戴者的身体的更强的密封作用和更低渗漏机率。本发明纤维提供重新分布卫生物品内的回缩力以改进舒适度和合身度的机会。

用本发明的较低旦尼尔替换纤维T837

氨纶的供应包装提供与辊上的纤维长度有关的运行时间，以供卫生物品制造商使用滚动退纱退绕设备。对于相同质量供应包装，较低旦尼尔将提供比较高旦尼尔更长的长度。运行时间对于较低旦尼尔包装比较高旦尼尔包装将更长，因此在所给生产时段内将需要停止的生产线更少。较少停机时间对应于较高生产率。对于越端退纱退绕设备，具有更大长度的较轻包装对应于在所给生产时段内的更少转移，其减少故障转移的机会以及对应的用于维修故障的停机时间。

使用较低旦尼尔本发明氨纶也减少在尿布中消耗的氨纶质量。尽管每单位节省的质量为克的分数，但行业中节省的总质量可能是几千吨。

使用更高能力的本发明氨纶的另一益处是有机会维持或增加纺丝廉线的旦尼尔，以潜在地减少用于尿布组件中的纺丝廉线的总数目。具有相同或不同旦尼尔的更高回缩力纤维可用于减少纺丝廉线的数目，同时维持所需回缩力。这种情况的益处是减少相对于与纺丝廉线减少所消耗的粘着剂。管理更少纺丝廉线也简化卫生物品制造过程，其中减少材料处理并且减少对应的纺丝廉线引导件和粘着剂施加组件。

虽然已描述了当前被认为是本发明的优选实施例的实施例，但所属领域的技术人员将认识到可对其进行改变和修改而不会偏离本发明的精神，且希望将所有这类改变及修改包括在本发明的真实范围内。

Claims (16)

1.一种弹性纤维，包含为以下各物的反应产物的聚氨酯脲：

(a)预聚物，包含以下各物的反应产物：

(i)多元醇，包含具有1000到2000的数目平均分子量的四氢呋喃和3-甲基四氢呋喃的共聚物，和

(ii)二异氰酸酯；以及

(b)扩链剂。

2.根据权利要求1所述的弹性纤维，其中四氢呋喃和3-甲基四氢呋喃的所述共聚物具有1200到1800的数目平均分子量。

3.根据权利要求1所述的弹性纤维，其中所述预聚物具有2.6到3.6的NCO％。

4.根据权利要求1所述的弹性纤维，其中所述预聚物具有2.8到3.6的NCO％。

5.根据权利要求1所述的弹性纤维，其中所述预聚物具有2.8到3.2的NCO％。

6.根据权利要求1所述的弹性纤维，其中所述扩链剂是二胺扩链剂。

7.根据权利要求1所述的弹性纤维，其中所述扩链剂仅由线性二胺扩链剂组成。

8.根据权利要求1所述的弹性纤维，其中所述扩链剂仅由乙二胺组成。

9.根据权利要求1所述的弹性纤维，其中所述多元醇仅包含四氢呋喃和3-甲基四氢呋喃的所述共聚物或所述共聚物与不同多元醇的组合。

10.根据权利要求9所述的弹性纤维，其中所述不同多元醇是单个额外多元醇或选自以下组成的组的多元醇的掺合物：聚碳酸酯二醇、聚酯二醇、聚醚二醇和其组合。

11.根据权利要求1所述的弹性纤维，其中所述多元醇包含四氢呋喃和3-甲基四氢呋喃的所述共聚物的约50％到约100％。

12.根据权利要求1所述的弹性纤维，其中四氢呋喃和3-甲基四氢呋喃的所述共聚物包括约5到约75摩尔％的3-甲基四氢呋喃。

13.一种织物，包含弹性纤维，所述弹性纤维包含为以下各物的反应产物的聚氨酯脲：

(a)预聚物，包含以下各物的反应产物：

(i)多元醇，包含具有1000到2000的数目平均分子量的四氢呋喃和3-甲基四氢呋喃的共聚物，和

(ii)二异氰酸酯；以及

(b)扩链剂。

14.根据权利要求13所述的织物，其中所述织物在热处理之后保留能力。

15.根据权利要求13所述的织物，其中所述织物包含针织或机织构造。

16.一种卫生物品，包含为以下各物的反应产物的聚氨酯脲：

(a)预聚物，包含以下各物的反应产物：

(i)多元醇，包含具有1000到2000的数目平均分子量的四氢呋喃和3-甲基四氢呋喃的共聚物，和

(ii)二异氰酸酯；以及

(b)扩链剂。