DE112014003380T5 - Elastogarn aus Polyurethanharnstoff mit ausqezeichneter Gleichmäßigkeit und Thermofixierbarkeit - Google Patents
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Abstract
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Polyurethanharnstoff-Elastogarn und dabei insbesondere ein Polyurethanharnstoff-Elastogarn mit ausgezeichneter Gleichmäßigkeit und Thermofixierbarkeit, hergestellt durch (1) Herstellung eines Prepolymers aus einer 2 bis 25 mol.-% 2,4'-Diphenylmethandiisocyanat, bezogen auf das Gesamtgewicht an Diisocyanat, enthaltenden Mischung, (2) Zugabe eines Kettenverlängerungsmittels zum Prepolymer sowie (3) Herstellung eines Polyurethanharnstoffpolymers mit einem Festgehalt von mindestens 40 mol.-% im fertigen Polymer, Verrühren des Polyurethanharnstoffpolymers unter Erhalt einer Polyurethanharnstoff-Spinnsuspension und anschließender Reifung und Verspinnung der Polyurethanharnstoff-Spinnsuspension. Das durch das obige Verfahren hergestellte Polyurethanharnstoff-Elastogarn zeigt ausgezeichnete Gleichmäßigkeits- und Thermofixiereigenschaften, wobei auf diesem Elastogarn basierendes Misch- bzw. Strickgarn keine Verschlechterung der Gleichmäßigkeit zeigt, was also eine gute Warenqualität sicherstellt, und ermöglicht gleichzeitig ein Thermofixieren bei niedriger Temperatur und somit eine thermische Versprödung des Mitgarns vermeidet und damit ausgezeichnete Werte für das Vergilben und den Griff des Misch- bzw. Strickgarns ergibt.
Description
- TECHNISCHES GEBIET
- Die vorliegende Erfindung betrifft ein Elastogarn aus Polyurethanharnstoff mit ausgezeichneter Gleichmäßigkeit und Thermofixierbarkeit und dabei insbesondere ein Elastogarn aus Polyurethanharnstoff mit ausgezeichneter Gleichmäßigkeit und Thermofixierbarkeit, bei dem man bei der Herstellung eines Polyurethan-Prepolymers 2 bis 25 mol.-%, 2,4'-Diphenylmethandiisocyanat in Kombination mit mindestens einem Diisocyanat, einschließlich 4,4'-Diphenylmethandiisocyanat einsetzt und beim fertigen Polyurethanharnstoff-Polymer den Festgehalt auf mindestens 40 Gew.-% einstellt.
- STAND DER TECHNIK
- Die Herstellung eines Polyurethanharnstoff-Elastogarns erfolgt ganz allgemein durch Umsetzung eines Polyols und einer überschüssigen Diisocyanatverbindung zu einem über Isocyanatgruppen an beiden Enden des Polyols verfügenden Prepolymer als erstem Polyreaktionsedukt, Lösen des Prepolymers in einem entsprechenden Lösungsmittel, Versetzen der dabei entstandenen Lösung mit einem Kettenverlängerungsmittel auf Basis von Diamin oder Diol, Zugabe eines Kettenabbruchmittels wie Monoalkohol, Monoamin usw. unter Erhalt einer Spinnlösung für Polyurethanharnstoffgarn und anschließende Durchführung von Trocken- und Nassspinnverfahren unter Erhalt eines Polyurethanharnstoff-Elastogarns.
- Aufgrund der inhärenten Eigenschaften wie ausgezeichneter Elastizität und elastischer Rückstellung ist das Polyurethanharnstoff-Elastogarn für verschiedene Anwendungen marktüblich. Für einen größeren Anwendungsbereich für das Polyurethanharnstoff-Elastogarn werden von den bestehenden Polyurethanharnstofffasern einheitlich zusätzliche Eigenschaften gefordert.
- Darstellung der Erfindung
- Ganz allgemein gilt, dass bei Verweben des Polyurethanharnstoff-Elastogarns zusammen mit jeweils hitzeempfindlichen Garnen (beispielsweise aus Polyamid, Seide, Baumwolle usw.) die jeweiligen Garne unter einer im Zuge der nach der Maschenbildung erfolgenden Nachverarbeitung durchgeführten Hochtemperatur-Wärmebehandlung zum Zwecke der Thermofixierung gegenüber einer hitzebedingten Versprödung anfällig sind, so dass das Flächengebilde eine Vergilbung und eine Griffbeeinträchtigung zeigt. Zur Lösung dieses Problems gibt es ein zunehmendes Bedürfnis nach einem auch bei niedrigen Temperaturen thermofixierbares Polyurethanharnstoff-Elastogarn und hat es entsprechend schon vielfach angestrengte Versuche von zahlreichen Herstellern von Elastogarnen gegeben, die Thermofixierbarkeit des Polyurethanharnstoff-Elastogarns zu verbessern.
- Verwiesen sei bezüglich Verfahren zur Verbesserung der Thermofixierbarkeit des Polyurethanharnstoff-Elastogarns beispielsweise auf die
US-PS 5,948,875 , aus der der Einsatz von mindestens 50 mol.-% 2-Methyl-1,5-pentandiamin als Kettenverlängerungsmittel bekannt ist, auf dieUS-PS 6,472,494 , in der der Einsatz von 23 bis 55 mol.-% 2,4'-Diphenylmethandiisocyanat beschrieben wird, und auf die eigene KR-PS 0,942,359, aus der der Einsatz von 2 bis 25 mol.-% 2,4'-Diphenylmethandiisocyanat und der Zusatz von 1,2-Diaminopropan als Hilfskettenverlängerungsmittel bekannt ist. Allerdings können die durch diese Patentschriften bekannten Techniken zu einer Verschlechterung der Thermostabilität und zu ungenügenden Werten für den Modul und die elastische Rückstellung führen, was beim Spinnverfahren zu einer verminderten Fadenspannung und einem erhöhten Fadenflattern und so zur schlechten Verspinnbarkeit des Garns und schlechter Garngleichmäßigkeit führt, was bei Mischgeweben bzw. Maschenwaren einer guten Warenqualität abträglich ist. - Bisher gibt es also kein etabliertes Verfahren zur Herstellung eines Polyurethanharnstoff-Elastogarns mit gleichzeitig ausgezeichneter Gleichmäßigkeit und Thermofixierbarkeit.
- Zur Lösung der aus dem Stand der Technik bekannten Probleme wird erfindungsgemäß nach einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ein Polyurethanharnstoff-Elastogarn mit ausgezeichneter Gleichmäßigkeit und Thermofixierbarkeit zur Verfügung gestellt, das wenigstens zum Teil aus einem Polyol- und Diisocyanat-Polymer besteht, hergestellt durch (1) Herstellung eines Prepolymers aus einer 2 bis 25 mol.-% 2,4'-Diphenylmethandiisocyanat, bezogen auf das Gesamtgewicht an Diisocyanat, enthaltenden Mischung, (2) Zugabe eines Kettenverlängerungsmittels zum Prepolymer unter Erhalt eines Polyurethanharnstoffpolymers sowie (3) Herstellung einer Polyurethanharnstoff-Spinnsuspension mit einem Feststoffgehalt von mindestens 40 Gew.-% im fertigen Polyurethanharnstoffpolymer und Verspinnen der Suspension.
- Nach einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann das Polyurethanharnstoff-Elastogarn 75 bis 98 mol.-% eines ersten Diisocyanats und 2 bis 25 mol.-% eines zweiten Diisocyanats enthalten, wobei es sich bei dem zweiten Diisocyanat um 2,4'-Diphenylmethandiisocyanat handelt. Aufgrund seiner gegenüber 4,4'-Diphenylmethandiisocyanat sterischen Konformation bewirkt das 2,4'-Diphenylmethandiisocyanat so eine sterische Hinderung, dass die intermolekulare Wasserstoffbrückenbindungskraft und die intramolekulare Wasserstoffbrückenbindungskraft des Hartsegments geschwächt werden. Dies bedeutet im Ergebnis einen größeren Weichsegmentanteil und so eine verbesserte Thermofixierbarkeit des Garns.
- Nach einer noch weiteren bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann das fertige Polyurethanharnstoffpolymer über einen Feststoffgehalt von mindestens 40 Gew.-% verfügen. Bei einem Feststoffgehalt von 40 Gew.-% und mehr lässt sich die Differenz zwischen der Trockengeschwindigkeit an der Garnoberfläche und der Lösungsmitteldiffusionsgeschwindigkeit im Inneren bzw. an der Oberfläche des Garns beim Spinnverfahren soweit verringern, dass das Garn mit einem nahezu kreisförmigen Querschnitt ersponnen werden kann und somit über ein Querschnittsverhältnis nahe 1,0 verfügt. Dabei gilt, dass sich bei einem Garn mit dem Querschnittsverhältnis näher 1,0 die Garngleichmäßigkeit verbessert.
- Das erfindungsgemäße Polyurethanharnstoff-Elastogarn kann über ein Querschnittsverhältnis von 1,20 und weniger, eine Ustergleichmäßigkeit von weniger als 1,0% und über eine Thermofixiereffizienz (Heat Set Efficiency, HSE) von 50% und mehr nach einer Trockenhitzebehandlung bei 170°C verfügen.
- EFFEKTE DER ERFINDUNG
- Die vorliegende Erfindung ermöglicht die Herstellung eines Polyurethanharnstoff-Elastogarns mit ausgezeichneter Gleichmäßigkeit und Thermofixierbarkeit, das keine Verschlechterung der Gleichmäßigkeit zeigt, was eine gute Warenqualität gewährleistet, und ein Thermofixieren bei niedriger Temperatur ermöglicht und so eine Thermoversprödung des Mitgarns vermeidet und damit ausgezeichnete Werte für das Vergilben und den Griff des Misch- bzw. Strickgarns ergibt.
- BEVORZUGTE AUSFÜHRUNGSFORMEN DER ERFINDUNG
- Im Folgenden wird das Polyurethanharnstoff-Elastogarn der vorliegenden Erfindung näher erläutert. Dabei lässt sich die Ausführungsform der vorliegenden Erfindung auf verschiedenste Art und Weise modifizieren, wobei sich der Schutzbereich der vorliegenden Erfindung nicht auf die im Folgenden beschriebenen Ausführungsformen beschränkt. Dabei ist in dieser ganzen Schrift, solange sich nicht aus dem Zusammenhang zwangsläufig etwas anderes ergibt, das Wort „umfassen”, „einschließen” oder Varianten davon so zu verstehen, dass neben der angegebenen Komponente der Einbezug einer oder mehrerer beliebiger anderen Komponenten impliziert ist.
- Ein Elastogarn gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist herstellbar durch eine Polymerisationsreaktion eines Polyols und eines überschüssigen Diisocyanats unter Erhalt eines Prepolymers, Lösen des Prepolymers in einem organischen Lösungsmittel und anschließende Zugabe eines Kettenverlängerungsmittels und eines Kettenabbruchmittels zu der entstandenen Lösung zur Durchführung einer zweiten Polymerisationsreaktion und die Herstellung einer Spinnsuspension. Dabei werden Kettenverlängerungsmittel und Kettenabbruchmittel auf einmal in einem einzigen Schritt oder getrennt in mindestens zwei Schritten zugesetzt.
- Als Diisocyanat zum Einsatz bei der Herstellung des erfindungsgemäßen Polyurethanharnstoff-Elastogarns kommen beispielsweise unter anderem 4,4'-Diphenylmethandiisocyanat, 1,5'-Naphthalindiisocyanat, 1,4'-Phenylendiisocyanat, Hexamethylendiisocyanat, 1,4'-Cyclohexandiisocyanat, 4,4'-Dicyclohexylmethandiisocyanat, Isophorondiisocyanat usw. in Frage. Unter diesen Diisocyanaten eignet sich 2,4'-Diphenylmethandiisocyanat zum Einsatz in Kombination mit mindestens einem auch 4,4'-Diphenylmethandiisocyanat umfassenden Diisocyanat. Dabei liegt der Anteil an 2,4'-Diphenylmethandiisocyanat im Bereich von 2 bis 25 mol.-%.
- Aufgrund seiner gegenüber 4,4'-Diphenylmethandiisocyanat sterischen Konformation bewirkt das 2,4'-Diphenylmethandiisocyanat so eine sterische Hinderung, dass die intermolekulare Wasserstoffbrückenbindungskraft und die intramolekulare Wasserstoffbrückenbindungskraft des Hartsegments geschwächt werden. Dies bedeutet im Ergebnis einen größeren Weichsegmentanteil und so eine verbesserte Thermofixierbarkeit des Garns.
- Ein Anteil an 2,4'-Diphenylmethandiisocyanat von weniger als 2 mol.-% ist zu unbedeutend, um damit die Verbesserung der Thermofixierbarkeit zu bewirken. Bei einem Anteil an 2,4'-Diphenylmethandiisocyanat von mehr als 25 mol.-% geht der Elastizitätsmodul des Garns stark zurück. Es ist daher bevorzugt, dass sich der Gehalt an 2,4'-Diphenylmethandiisocyanat im definierten Bereich bewegt.
- Als erfindungsgemäß einsetzbares Polyol seien beispielsweise speziell unter anderem genannt Polytetramethylenetherglykol, Polytrimethylenetherglykol, Polypropylenglykol, Polycarbonatdiol, ein Copolymer aus einer Mischung von Alkylenoxid und Lactonmonomer und Poly(tetramethylenether)glykol, ein Copolymer aus 3-Methyltetrahydrofuran und Tetrahydrofuran usw., die einzeln oder als Mischung von mindestens zwei der genannten Polyole Einsatz finden. Das Polyol ist jedoch nicht speziell auf diese Beispiele beschränkt.
- Das Isocyanat des Prepolymers verfügt erfindungsgemäß bevorzugt über einen Gewichtsanteil von 1,7 bis 4,1%, um die für das Polyurethanharnstoff-Elastogarn geeigneten Eigenschaften einzustellen. Verfügt das Isocyanat über einen Gewichtsanteil am Prepolymer von weniger als 1,7% oder von mehr als 4,1%, kann es zu einer schwerwiegenden Verschlechterung bei den Eigenschaften des Elastogarns kommen.
- Als Kettenverlängerungsmittel kommen Diamine in Betracht. Zu speziellen Beispielen für die Diamine zählen unter anderem Ethylendiamin, 1,2-Diaminopropan, 1,3-Diaminopropan, 1,4-Diaminobutan, 2,3-Diaminobutan, 1,5-Diaminopentan, 1,6-Hexamethylendiamin, 1,4-Cyclohexandiamin usw., wobei diese allein oder als Mischung mindestens zwei der genannten Diamine zum Einsatz kommen können.
- Als Kettenabbruchmittel für den Polyurethanharnstoff kommt ein Amin mit genau einer funktionellen Gruppe in Betracht. Zu speziellen Beispielen für das Diamin gehören unter anderem Diethylamin, Monoethanolamin, Dimethylamin usw.
- Die vorliegende Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass das fertige Polyurethanharnstoff-Polymer über einen Festgehalt von mindestens 40 Gew.-% verfügt. Bei einem Festgehalt von 40 Gew.-% und mehr verringert sich die Differenz zwischen der oberflächlichen Diffusionsgeschwindigkeit des Lösungsmittels im Garn und der Trockengeschwindigkeit des Lösungsmittels an der Garnoberfläche im Laufe des Spinnprozesses aufgrund des gegenüber dem Festgehalt niedrigeren Lösungsmittelgehalt, wodurch ein gleichmäßigeres Trocknen erreicht wird und somit der Querschnitt des Polyurethanharnstoff-Elastogarns nahezu kreisförmig wird, was bedeutet, dass das Querschnittsverhältnis annähernd 1,0 beträgt. Da das Querschnittsverhältnis näher 1,0 beträgt, verfügt das Elastogarn über einen kreisförmigen Querschnitt größerer Gleichmäßigkeit und somit über eine verbesserte prozentuale Ustergleichmäßigkeit. Wird unter Verwendung eines derartigen Elastogarns ein Maschengewebe bzw. eine Maschenware hergestellt oder ein Färbeverfahren durchgeführt, kann dies zu einer besseren Warenqualität führen.
- Desweiteren kann man erfindungsgemäß die Spinnsuspension mit einer entsprechenden Kombination einer sterisch gehinderten Phenolverbindung, einer Benzfuranonverbindung, einer Semicarbizidverbindung, einer Benztriazolverbindung, eines polymeren Stabilisators des Typs tertiäres Amin usw. versetzen, um eine gegebenenfalls durch UV-Strahlen, Smog und die im Spandex-Verfahren erfolgende Wärmebehandlung bedingte Verfärbung oder Eigenschaftsverschlechterung des Polyurethanharnstoffs zu vermeiden.
- Darüber hinaus kann das erfindungsgemäße Polyurethanharnstoff-Elastogarn neben den obengenannten Komponenten ferner auch ein Additiv, wie Titandioxid, Magnesiumstearat usw., enthalten.
- Im Folgenden wird die vorliegende Erfindung anhand spezieller Beispiele näher erläutert, die die vorliegende Erfindung veranschaulichen, dabei aber den Schutzbereich der vorliegenden Erfindung nicht einschränken sollen.
- Im Folgenden werden die Messverfahren für den prozentualen NCO-Gehalt des Polymers und für die Eigenschaften des Polyurethanharnstoff-Elastogarns angegeben.
- Messverfahren für % NCO
-
-
% NCO = [100 × 2 × NOC Bruttoformelgewicht × (Verkappungsverhältnis – 1]/[(Molekulargewicht Diisocyanat × Verkappungsverhältnis) + Molekulargewicht Polyoll - In der obigen Gleichung ist unter Verkappungsverhältnis das Molverhältnis von Diisocyanat zu Polyol zu verstehen.
- Festigkeit und Dehnung des Garns
- Die Messung der Festigkeits- und Dehnungseigenschaften des Garns erfolgt mittels einer Festigkeits-/Dehnungsprüfautomatik (der Reihe MEL, Textechno Inc.) an einer 10 cm langen Probe bei einer Zuggeschwindigkeit von 110 cm/min. Dabei wird neben der Reißfestigkeit und -dehnung auch die Belastung des Garns bei 200%iger Dehnung (d. h. der 200%ige Modul) ermittelt.
- QUERSCHNITTSVERHÄLTNIS DES GARNS
- Das Garn wird senkrecht zur Längsrichtung durchgeschnitten. Am Querschnitt werden die Breite W und die Höhe H unter dem Mikroskop vermessen, um das Verhältnis Breite zu Höhe zu ermitteln. Je näher das Verhältnis Breite zu Höhe an 1,0 liegt, desto kreisförmiger und gleichmäßiger ist der Querschnitt.
Querschnittsverhältnis = W/H - In der Gleichung ist W gemäß
1 die Länge der längsten den Querschnitt des Garns kreuzenden Geraden und H die Länge der längsten Geraden, die die längste den Querschnitt des Garns kreuzende Gerade im rechten Winkel schneidet. - USTERGLEICHMÄSSIGKEIT DES GARNS
- Mit einem Prüfgerät für die prozentuale Ustergleichmäßigkeit (KET-QT) wird die prozentuale Ustergleichmäßigkeit dadurch gemessen, indem man die Geschwindigkeit der Zuführwalze in Abhängigkeit vom Garntiter variiert (30 m/min bei 20 den). Dabei wird die Dicke eines 20 Sekunden lang mit einer konstanten Geschwindigkeit abgewickelten Garns durch einen Sensor automatisch kontrolliert und gemittelt, um eine Referenzlinie 0% zu zeichnen. Wenn die durch den Sensor kontrollierte Garndicke pro Zeiteinheit den Referenzwert überschreitet, so wird gemäß
2 im positiven Plusbereich (+) oberhalb der Referenzlinie 0% ein Punkt eingetragen. Wenn die durch den Sensor kontrollierte Garndicke pro Zeiteinheit den Referenzwert unterschreitet, so wird im negativen Minusbereich (–) unterhalb der Referenzlinie 0% ein Punkt eingetragen. Die Abweichung der jeweiligen Punkte von der Referenzlinie 0% wird als eine Fläche errechnet, die als U% ausgedrückt wird. Je kleiner der U%-Wert, desto gleichmäßiger das Garn.U% = (die von der Referenzlinie 0% abweichende Fläche)/(die Fläche unterhalb der Referenzlinie 0%) × 100 - Thermofixierbarkeit des Garns
- Unter Einwirkung der Atmosphäre wird eine Anfangsgarnlänge (L0) um 100% gedehnt (L1), einer einminütigen Trockenhitzebehandlung bei 170°C unterworfen, auf Raumtemperatur abgekühlt und anschließend dessen Länge vermessen (L2). Das Garn, das sich unter Trockenhitze lockert, wird einer 30minütigen Nasshitzebehandlung bei 100°C unterworfen, bei Raumtemperatur getrocknet und anschließend längenmäßig vermessen (L3). Dabei bedeuten L0, L1, L2 bzw. L3 jeweils die Garnlänge nach der Behandlung.
- Messung der Garnlänge durch Durchführung einer 30minütigen Nasshitzebehandlung bei 100°C in dem durch vorhergehende Trockenhitzebehandlung lockeren Garnzustand und anschließende Trocknung bei Raumtemperatur.
- • Thermofixierbarkeit trocken (%) = {(L2 – L0)/(L1 – L0)} × 100
- • HSE (%) = {(L3 – L0)/(L1 – L0) × 100
- Beispiel 1
- 95 mol 4,4'-Diphenylmethandiisocyanat und 5 mol.-% 2,4'-Diphenylmethandiisocyanat werden bei einem Verkappungsverhältnis (CR) von 1,80 miteinander vermischt. Dazu gibt man ein Kettenverlängerungsmittel, bei dem es sich um 80 mol.-% Ethylendiamin und 20 mol.-% 1,2-Diaminopropan handelt, sowie ein Kettenabbruchmittel, bei dem es sich um Diethylamin handelt. Dabei liegt das Verhältnis von Kettenverlängerungsmittel zu Kettenabbruchmittel bei 10 zu 1. Das Amin wird in einer solchen Menge eingesetzt, dass sich eine Amingesamtkonzentration von 7 mol.-% ergibt. Mit Dimethylacetamid als Lösungsmittel wird eine Polyurethanharnstoff-Spinnsuspension hergestellt, in der der Festgehalt des fertigen Polymers bei 45 Gew.-% liegt.
- Die so hergestellte Spinnsuspension wird mit 900 m/min zu einem 20 Denier starken, 1 Filament enthaltendes Polyurethanharnstoff-Elastogarn trocken versponnen. Das Elastogarn wird hinsichtlich seiner Eigenschaften beurteilt, wobei die Beurteilungsergebnisse in Tabelle 1 aufgeführt sind.
- Beispiel 2
- Analog Beispiel 1 wird ein Polyurethanharnstoff-Elastogarn mit der Ausnahme hergestellt, dass 85 mol.-% 4,4'-Diphenylmethandiisocyanat und 15 mol.-% 2,4'-Diphenylmethandiisocyanat miteinander vermischt werden. Das Elastogarn wird hinsichtlich seiner Eigenschaften beurteilt, wobei die Beurteilungsergebnisse in Tabelle 1 aufgeführt sind.
- Beispiel 3
- Analog Beispiel 1 wird ein Polyurethanharnstoff-Elastogarn mit der Ausnahme hergestellt, dass 75 mol.-% 4,4'-Diphenylmethandiisocyanat und 25 mol.-% 2,4'-Diphenylmethandiisocyanat miteinander vermischt werden. Das Elastogarn wird hinsichtlich seiner Eigenschaften beurteilt, wobei die Beurteilungsergebnisse in Tabelle 1 aufgeführt sind.
- Beispiel 4
- Analog Beispiel 1 wird ein Polyurethanharnstoff-Elastogarn mit der Ausnahme hergestellt, dass 70 mol.-% 4,4'-Diphenylmethandiisocyanat und 30 mol.-% 2,4'-Diphenylmethandiisocyanat miteinander vermischt werden. Das Elastogarn wird hinsichtlich seiner Eigenschaften beurteilt, wobei die Beurteilungsergebnisse in Tabelle 1 aufgeführt sind.
- Vergleichsbeispiel 1
- Analog Beispiel 3 wird ein Polyurethanharnstoff-Elastogarn mit der Ausnahme hergestellt, dass der Festgehalt des fertigen Polymers bei 35 Gew.-% liegt. Das Elastogarn wird hinsichtlich seiner Eigenschaften beurteilt, wobei die Beurteilungsergebnisse in Tabelle 1 aufgeführt sind.
- Vergleichsbeispiel 2
- Analog Beispiel 1 wird ein Polyurethanharnstoff-Elastogarn mit der Ausnahme hergestellt, dass 100 mol.-% 4,4'-Diphenylmethandiisocyanat eingesetzt werden. Das Elastogarn wird hinsichtlich seiner Eigenschaften beurteilt, wobei die Beurteilungsergebnisse in Tabelle 1 aufgeführt sind. (Tabelle 1)
Beispiel Vergleichsbeispiel 1 2 3 4 1 2 Erstes MDI/zweites MDI 95/5 85/15 75/25 70/30 75/25 100/0 NCO% 3,0 3,0 3,0 3,0 3,0 3,0 Festgehalt (%) des fertigen Polymers 45 45 45 45 35 45 Festigkeit (g/den) 1,18 1,12 1,07 1,02 1,09 1,22 Dehnung (%) 494 501 517 523 505 468 Modul 200% (g) 4,0 3,8 3,4 2,7 3,7 4,1 Querschnittsver -hältnis 1,20 1,12 1,08 1,06 1,31 1,64 U% 0,89 0,72 0,65 0,62 1,13 1,37 Trockenhitzefixierbarkeit (%) 68,6 77,6 83,8 85,8 78,2 46,2 HSE (%) 48,4 57,4 64,2 66,6 58,2 23,8 - Wie aus Tabelle 1 ersichtlich, führt zwar der Einsatz von mindestens 25 mol.-% 2,4'-Diphenylmethandiisocyanat zu ausgezeichneter Gleichmäßigkeit und Thermofixierbarkeit, aber auch zu einem schlechteren Modul 200%. Ferner ist ersichtlich, dass das fertige Polymer bei einem Gehalt 2 bis 25 mol-% 2,4'-Diphenylmethandiisocyanat und bei einem Festgehalt von weniger als 40 Gew.-% das Elastogarn zwar über eine ausgezeichnete Thermofixierbarkeit, aber auch über schlechte Werte für das Querschnittsverhältnis und Uster% verfügt.
- Die vorliegende Erfindung ist zwar anhand einiger Ausführungsbeispiele näher erläutert worden, ist jedoch nicht darauf beschränkt. Für den Fachmann versteht es sich nämlich, dass an diesen Ausführungsbeispielen Änderungen vorgenommen werden können, ohne dabei von den Prinzipien und vom Wesen der Erfindung abzuweichen, deren Schutzbereich durch die Patentansprüche und deren Äquivalente definiert ist.
Claims (4)
- Polyurethanharnstoff-Elastogarn mit einem Querschnittsverhältnis von 1,20 und weniger und einem HSE-Wert von 50% und mehr gemäß folgenden Messverfahren: (1) Querschnittsverhältnismessverfahren: das Polyurethanharnstoff-Elastogarn vertikal zu einer Längsrichtung zerschneiden, am Querschnitt die Breite W und die Höhe H messen und das Verhältnis errechnen, wobei sich bei einem dem Wert 1,0 nähernden Querschnittsverhältnis der Querschnitt des Elastogarns sich einem Kreis höherer Gleichmäßigkeit nähert, wobei das Querschnittsverhältnis = W/H ist, wobei W die Länge der längsten den Querschnitt des Garns kreuzenden Gerade und H die Länge der längsten Gerade ist, die die längste den Querschnitt des Garns kreuzende Gerade W im rechten Winkel schneidet, (2) HSE-Messverfahren: eine der Atmosphäre ausgesetzte Anfangsgarnlänge L0 um 100% dehnen (L1), am Garn eine einminütige Trockenhitzebehandlung bei 170°C durchführen, das Garn auf Raumtemperatur abkühlen, die Länge des Garns messen (L2), am trockenhitzebehandelten Garn eine 30minütige Nasshitzebehandlung bei 100°C im losen Zustand des Garns durchführen, das Garn bei Raumtemperatur trocknen und anschließend die Länge des Garns messen (L3), wobei
HSE (%) = {(L3 – L0)/(L1 – L0)} × 100. - Polyurethanharnstoff-Elastogarn nach Anspruch 1, bei dem die Herstellung des Polyurethanharnstoff-Elastogarns unter Einsatz von 2,4'-Diphenylmethandiisocyanat in einer Menge von 2 bis 25 mol.-% bezogen auf das Gesamtgewicht an Diisocyanat erfolgt.
- Polyurethanharnstoff-Elastogarn nach Anspruch 1, bei dem die Herstellung des Polyurethanharnstoff-Elastogarns mit einem Festgehalt des Polymers direkt vor Durchlaufen einer Spinndüse von mindestens 40 Gew.-% erfolgt.
- Polyurethanharnstoff-Elastogarn nach Anspruch 1, bei dem die Herstellung des Polyurethanharnstoff-Elastogarns bei einem prozentualen NCO-Gehalt bei einer ersten Polyreaktion von Polyol und Diisocyanat im Bereich von 1,7 bis 4,1% erfolgt.
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