KR20130132937A - 엘라스토머 수지, 이의 섬유 및 직물, 및 이들의 용도 - Google Patents

엘라스토머 수지, 이의 섬유 및 직물, 및 이들의 용도 Download PDF

Info

Publication number
KR20130132937A
KR20130132937A KR1020137019102A KR20137019102A KR20130132937A KR 20130132937 A KR20130132937 A KR 20130132937A KR 1020137019102 A KR1020137019102 A KR 1020137019102A KR 20137019102 A KR20137019102 A KR 20137019102A KR 20130132937 A KR20130132937 A KR 20130132937A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
fibers
resin
fabric
fiber
average molecular
Prior art date
Application number
KR1020137019102A
Other languages
English (en)
Other versions
KR101861227B1 (ko
Inventor
라비 알. 베두라
주니어 제임스 이. 브라이슨
모우-왕 이
다니엘 엠. 피셔
크리스토퍼 에이. 스프레이그
Original Assignee
루브리졸 어드밴스드 머티어리얼스, 인코포레이티드
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 루브리졸 어드밴스드 머티어리얼스, 인코포레이티드 filed Critical 루브리졸 어드밴스드 머티어리얼스, 인코포레이티드
Publication of KR20130132937A publication Critical patent/KR20130132937A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101861227B1 publication Critical patent/KR101861227B1/ko

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08G—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G18/00—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates
    • C08G18/06—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen
    • C08G18/28—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen characterised by the compounds used containing active hydrogen
    • C08G18/30—Low-molecular-weight compounds
    • C08G18/32—Polyhydroxy compounds; Polyamines; Hydroxyamines
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08G—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G18/00—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates
    • C08G18/06—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen
    • C08G18/28—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen characterised by the compounds used containing active hydrogen
    • C08G18/40—High-molecular-weight compounds
    • C08G18/42—Polycondensates having carboxylic or carbonic ester groups in the main chain
    • C08G18/4236—Polycondensates having carboxylic or carbonic ester groups in the main chain containing only aliphatic groups
    • C08G18/4238—Polycondensates having carboxylic or carbonic ester groups in the main chain containing only aliphatic groups derived from dicarboxylic acids and dialcohols
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08G—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G18/00—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates
    • C08G18/06—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen
    • C08G18/28—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen characterised by the compounds used containing active hydrogen
    • C08G18/30—Low-molecular-weight compounds
    • C08G18/32—Polyhydroxy compounds; Polyamines; Hydroxyamines
    • C08G18/3203—Polyhydroxy compounds
    • C08G18/3206—Polyhydroxy compounds aliphatic
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08G—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G18/00—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates
    • C08G18/06—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen
    • C08G18/28—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen characterised by the compounds used containing active hydrogen
    • C08G18/40—High-molecular-weight compounds
    • C08G18/42—Polycondensates having carboxylic or carbonic ester groups in the main chain
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08G—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G18/00—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates
    • C08G18/06—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen
    • C08G18/28—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen characterised by the compounds used containing active hydrogen
    • C08G18/40—High-molecular-weight compounds
    • C08G18/48—Polyethers
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08G—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G18/00—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates
    • C08G18/06—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen
    • C08G18/28—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen characterised by the compounds used containing active hydrogen
    • C08G18/40—High-molecular-weight compounds
    • C08G18/48—Polyethers
    • C08G18/4854—Polyethers containing oxyalkylene groups having four carbon atoms in the alkylene group
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08G—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G18/00—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates
    • C08G18/06—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen
    • C08G18/28—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen characterised by the compounds used containing active hydrogen
    • C08G18/65—Low-molecular-weight compounds having active hydrogen with high-molecular-weight compounds having active hydrogen
    • C08G18/66—Compounds of groups C08G18/42, C08G18/48, or C08G18/52
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08G—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G18/00—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates
    • C08G18/06—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen
    • C08G18/28—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen characterised by the compounds used containing active hydrogen
    • C08G18/65—Low-molecular-weight compounds having active hydrogen with high-molecular-weight compounds having active hydrogen
    • C08G18/66—Compounds of groups C08G18/42, C08G18/48, or C08G18/52
    • C08G18/6633—Compounds of group C08G18/42
    • C08G18/6637—Compounds of group C08G18/42 with compounds of group C08G18/32 or polyamines of C08G18/38
    • C08G18/664—Compounds of group C08G18/42 with compounds of group C08G18/32 or polyamines of C08G18/38 with compounds of group C08G18/3203
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08G—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G18/00—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates
    • C08G18/06—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen
    • C08G18/70—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen characterised by the isocyanates or isothiocyanates used
    • C08G18/72—Polyisocyanates or polyisothiocyanates
    • C08G18/74—Polyisocyanates or polyisothiocyanates cyclic
    • C08G18/76—Polyisocyanates or polyisothiocyanates cyclic aromatic
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08G—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G18/00—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates
    • C08G18/06—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen
    • C08G18/70—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen characterised by the isocyanates or isothiocyanates used
    • C08G18/72—Polyisocyanates or polyisothiocyanates
    • C08G18/74—Polyisocyanates or polyisothiocyanates cyclic
    • C08G18/76—Polyisocyanates or polyisothiocyanates cyclic aromatic
    • C08G18/7657—Polyisocyanates or polyisothiocyanates cyclic aromatic containing two or more aromatic rings
    • C08G18/7664—Polyisocyanates or polyisothiocyanates cyclic aromatic containing two or more aromatic rings containing alkylene polyphenyl groups
    • C08G18/7671—Polyisocyanates or polyisothiocyanates cyclic aromatic containing two or more aromatic rings containing alkylene polyphenyl groups containing only one alkylene bisphenyl group
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L75/00—Compositions of polyureas or polyurethanes; Compositions of derivatives of such polymers
    • C08L75/04—Polyurethanes
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D01—NATURAL OR MAN-MADE THREADS OR FIBRES; SPINNING
    • D01F—CHEMICAL FEATURES IN THE MANUFACTURE OF ARTIFICIAL FILAMENTS, THREADS, FIBRES, BRISTLES OR RIBBONS; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED FOR THE MANUFACTURE OF CARBON FILAMENTS
    • D01F6/00—Monocomponent artificial filaments or the like of synthetic polymers; Manufacture thereof
    • D01F6/58—Monocomponent artificial filaments or the like of synthetic polymers; Manufacture thereof from homopolycondensation products
    • D01F6/70—Monocomponent artificial filaments or the like of synthetic polymers; Manufacture thereof from homopolycondensation products from polyurethanes
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D01—NATURAL OR MAN-MADE THREADS OR FIBRES; SPINNING
    • D01F—CHEMICAL FEATURES IN THE MANUFACTURE OF ARTIFICIAL FILAMENTS, THREADS, FIBRES, BRISTLES OR RIBBONS; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED FOR THE MANUFACTURE OF CARBON FILAMENTS
    • D01F6/00—Monocomponent artificial filaments or the like of synthetic polymers; Manufacture thereof
    • D01F6/78—Monocomponent artificial filaments or the like of synthetic polymers; Manufacture thereof from copolycondensation products
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D01—NATURAL OR MAN-MADE THREADS OR FIBRES; SPINNING
    • D01F—CHEMICAL FEATURES IN THE MANUFACTURE OF ARTIFICIAL FILAMENTS, THREADS, FIBRES, BRISTLES OR RIBBONS; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED FOR THE MANUFACTURE OF CARBON FILAMENTS
    • D01F6/00—Monocomponent artificial filaments or the like of synthetic polymers; Manufacture thereof
    • D01F6/78—Monocomponent artificial filaments or the like of synthetic polymers; Manufacture thereof from copolycondensation products
    • D01F6/86—Monocomponent artificial filaments or the like of synthetic polymers; Manufacture thereof from copolycondensation products from polyetheresters
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D01—NATURAL OR MAN-MADE THREADS OR FIBRES; SPINNING
    • D01D—MECHANICAL METHODS OR APPARATUS IN THE MANUFACTURE OF ARTIFICIAL FILAMENTS, THREADS, FIBRES, BRISTLES OR RIBBONS
    • D01D5/00—Formation of filaments, threads, or the like
    • D01D5/08—Melt spinning methods
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T428/00—Stock material or miscellaneous articles
    • Y10T428/13—Hollow or container type article [e.g., tube, vase, etc.]
    • Y10T428/1352—Polymer or resin containing [i.e., natural or synthetic]
    • Y10T428/139—Open-ended, self-supporting conduit, cylinder, or tube-type article
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T428/00—Stock material or miscellaneous articles
    • Y10T428/249921—Web or sheet containing structurally defined element or component

Abstract

본 발명은 엘라스토머 수지, 상기 수지로부터 제조된 섬유, 상기 섬유로 제조된 직물, 상기 수지, 섬유 및 직물에 대한 적용 및 용도에 관한 것이다. 본 발명의 엘라스토머 수지는 높은 강도의 섬유, 및 우수한 물리적 특성 및 화학적 내성을 지닌 양호하게 밸런싱된 직물을 제공하여, 이들을 탄성 섬유 및 직물을 사용하는 다양한 적용에 사용하는데 유망하게 한다.

Description

엘라스토머 수지, 이의 섬유 및 직물, 및 이들의 용도 {ELASTOMER RESINS, FIBERS AND FABRICS THEREOF, AND USES THEREOF}
본 발명은 엘라스토머 수지, 상기 수지로 제조된 섬유, 상기 섬유로 제조된 직물, 및 상기 수지, 섬유 및 직물에 대한 적용 및 용도에 관한 것이다. 본 발명의 엘라스토머 수지는 우수한 물리적 특성 및 화학적 내성을 지닌 높은 강도의 섬유 및 직물을 제공하여, 이들을 탄성 섬유 및 직물을 사용하는 다양한 적용에 사용하는데 유망하게 한다.
의복 및 그 밖의 물품이 직물을 사용하여 제조된다. 직물은 섬유로부터 제조된다. 섬유는 수지로부터 제조된다. 수지의 화학적 조성, 및 섬유의 형태를 조절함으로써, 수지로부터 제조된 섬유의 다양한 특성, 및 또한 섬유로부터 제조된 직물 및 직물로부터 제조된 의복의 특성을 조절할 수 있다. 본 발명은 개선된 섬유를 제조하는데 사용될 수 있는 특정 엘라스토머 수지를 다루고 있으며, 개선된 섬유는 개선된 직물을 제조하는데 사용될 수 있고, 개선된 직물은 개선된 의복 및 그 밖의 물품을 제조하는데 사용될 수 있다.
최근에, 성능과 편안함이 조합된 직물에 대한 요구를 포함하여, 직물에서의, 특히 이러한 직물로 제조된 의복에서의 보다 큰 기능성에 대한 요구는 압축 직물을 포함하는 특수 직물에 대한 요구를 증가시켰다. 일반적으로 둘 이상의 상이한 유형의 섬유들의 조합으로 제조되는 압축 직물은 압축력을 제공하기는 하지만, 또한, 증가된 열 축적을 인해 불편하게 되고, 흔히 너무 조이게 되거나, 너무 무겁거나, 너무 벌키(bulky)하게 된다. 이러한 직물로부터 제조되는 의복, 및 그 밖의 물품은 편안함을 잃지 않으면서 착용자에게 특정한 최적의 압력도를 제공하는 것이 바람직할 것이다.
통상적인 압축 직물은 또한 제한된 밸런스(balance)를 지닌다. 즉, 통상적인 직물은 종종 한 방향 또는 축으로 우수한 신축성(stretch) 및 관련된 물리적 특성을 지니지만, 다른 방향 또는 축에서는 그렇지 않다. 양 방향으로(씨실/폭 및 날실/길이 방향 모두로) 우수한 특성을 지닌 직물은 또한 양호하게 밸런싱된(balanced) 직물로서 지칭되며, 일부 구체예에서, 그러한 직물은 양 방향에서 모듈러스와 같은 본질적으로 등가의 특성에 대해 매우 유사하다. 종종, 직물은 허용가능한 씨실 방향 신축성을 지니지만, 요망하는 것보다 낮은 날실 방향 신축성을 지닌다. 의복 및 그 밖의 물품을 제조하는데 사용될 수 있는 압축 직물이 그것의 다른 요망하는 특성을 잃지 않으면서 우수한 밸런스를 갖는 것이 바람직할 것이다. 또한, 의복 및 그 밖의 물품을 제조하는데 사용될 수 있는 압축 직물이 그것의 다른 요망하는 특성을 잃지 않으면서 개선된 날실 방향 신축성을 지니는 것이 바람직할 것이다.
통상적인 압축 직물은 또한 제한된 내용매성을 지녀 그러한 직물을 하나 이상의 용매로의 노출을 포함할 수 있는 적용에서 부적합하게 하거나 적어도 덜 유용하게 한다. 의복 및 그 밖의 물품을 제조하는데 사용될 수 있는 압축 직물이 그것의 다른 요망하는 특성을 잃지 않으면서 우수한 내용매성을 갖는 것이 바람직할 것이다.
통상적인 압축 직물은 또한 제한된 알칼리 및 염소 내성을 지녀 그러한 직물을 알칼리 염기 또는 염소로의 노출을 포함할 수 있는 적용에서, 예를 들어, 수영복 및 관련 품목의 제조 시에, 또는 통상적으로 세탁되어야 할 품목에 사용하는 데에 부적합하게 하거나 적어도 덜 유용하게 한다. 의복 및 그 밖의 물품을 제조하는데 사용될 수 있는 압축 직물이 그것의 다른 요망하는 특성을 잃지 않으면서 우수한 알칼리 및 염소 내성을 갖는 것이 바람직할 것이다.
유럽 특허 EP 0592668 B1는 열가소성 폴리우레탄 엘라스토머, 및 이를 제조하는 방법에 관한 것이지만, 상기 문헌은 본원에 기재된 것들과 같이 높은 분자량을 지닌 조성물, 특히 특이적으로 높은 분자량에도 불구하고, 기재된 엘라스토머 특성 및 가공성(processability)을 여전히 지니는 조성물을 교시하고 있지 않다.
미국 특허 제7,300,331호는 브래지어 또는 그 밖의 브레스트 쉐이핑(breast shaping) 의복을 교시하고 있으며, 이들의 구성에서 밸런싱된 직물을 사용하는 이점을 논하고 있다. 그러나, 상기 문헌은 다층이기는 하지만, 소정 밸러스를 지닌 직물의 전반적인 부분을 제공하도록 하는 방식으로 층들이 배향되는, 다층 직물을 구성함으로써 양호하게 밸런싱된 직물을 달성한다. 상기 문헌은 그 자체로 우수한 밸런스를 지닌 단일층 직물에 대한 교시를 전혀 제시하지 않고 있다.
발명의 요약
본 발명의 목적은 (i) 디카르복실산과, 두 알킬렌 글리콜의 수평균 분자량이 20% 이상 차이가 나는 둘 이상의 알킬렌 글리콜의 블렌드로부터 유도된 하이드록실 종결된 폴리에스테르 중간체; (ii) 디이소시아네이트; 및 (iii) 선형 알킬렌 글리콜 사슬 연장제를 반응시킴으로써 제조되는 엘라스토머 수지를 제공하는 것이다. 형성되는 수지는 중량 평균 분자량이 600,000 이상이고, 일부 구체예에서, 다분산 지수가 3 이상이다.
본 발명은 또한 (iv) 폴리알킬렌 에테르 글리콜과 디이소시아네이트의 반응 생성물을 포함하는 작용제와 추가로 반응하는, 본원에서 기술되는 수지로부터 제조된 용융-방사 섬유, 필름, 호스(즉, 배관), 또는 어떠한 그 밖의 압출된 부품을 제공한다. 형성되는 섬유의 중량 평균 분자량은 700,000 이상이다.
본 발명은 또한 본원에 기술된 어떠한 섬유로 제조된 직물을 제공한다. 일부 구체예에서, 본 발명의 섬유는 하나 이상의 통상적인 섬유와 함께 사용되어 직물을 생산한다.
본 발명은 또한 본원에 기술된 직물로부터 제조된 물품, 예컨대 의복을 제공한다.
본 발명은 또한 내부 혼합 장치에서 (i) 디카르복실산과, 두 알킬렌 글리콜의 수평균 분자량이 20% 이상 차이가 나는 둘 이상의 알킬렌 글리콜의 블렌드로부터 유도된 하이드록실 종결된 폴리에스테르 중간체; (ii) 디이소시아네이트 및 (iii) 선형 알킬렌 글리콜 사슬 연장제를 반응시키는 것을 포함하는, 엘라스토머 수지의 제조 방법을 제공한다. 형성되는 수지의 중량 평균 분자량은 600,000 이상이고, 일부 구체예에서, 다분산 지수는 3 이상이다.
또한, 본 발명은 섬유, 필름 또는 호스를 제조하는 방법으로서, (1) 본원에 기재된 임의의 엘라스토머 수지를 내부 혼합 장치에서 제조하고; (2) 수지 조성물을 폴리알킬렌 에테르 글리콜과 디이소시아네이트의 반응 생성물일 수 있는 작용제와 추가로 반응시키고; (3) 상기 엘라스토머 수지를 섬유, 필름 또는 호스로 가공하는 것을 포함하며, 상기 섬유, 필름 또는 호스의 중량 평균 분자량이 700,000 이상인 방법을 제공한다. 일부 구체예에서, 상기 방법은 모노필라멘트 섬유인 용융 방사 섬유를 제공한다.
또한, 본 발명은 직물을 제조하는 방법으로서, (1) 본원에 기재된 임의의 엘라스토머 수지를 내부 혼합 장치에서 제조하고; (2) 수지 조성물을 폴리알킬렌 에테르 글리콜과 디이소시아네이트의 반응 생성물일 수 있는 작용제와 추가로 반응시키고; (3) 상기 엘라스토머 수지를 섬유로 용융 방사시키되, 상기 섬유의 중량 평균 분자량은 700,000 이상이고; (4) 상기 섬유를 임의로 하나 이상의 다른 섬유와 함께 직물로 가공하는 것을 포함하는 방법을 제공한다.
또한, 본 발명은 물품의 내용매성을 개선시키는 방법으로서, 상기 물품이 직물을 포함하고, 상기 직물이 섬유로 구성되는 방법을 제공한다. 상기 방법은 (1) 본원에 기재된 임의의 엘라스토머 수지를 내부 혼합 장치에서 제조하는 단계; (2) 수지 조성물을 폴리알킬렌 에테르 글리콜과 디이소시아네이트의 반응 생성물일 수 있는 작용제와 추가로 반응시키는 단계; (3) 상기 엘라스토머 수지를 섬유로 용융 방사시키는 단계로서, 상기 섬유의 중량 평균 분자량은 700,000 이상인 단계; (4) 상기 섬유를 임의로 하나 이상의 다른 섬유와 함께 직물로 가공하는 단계; 및 (5) 상기 직물을 개선된 내용매성을 지닌 상기 물품으로 가공하는 단계를 포함한다.
또한, 본 발명은 물품의 알칼리 및 염소 내성을 개선시키는 방법으로서, 상기 물품이 직물을 포함하고, 상기 직물이 섬유로 구성되는 방법을 제공한다. 상기 방법은 (1) 본원에 기재된 임의의 엘라스토머 수지를 내부 혼합 장치에서 제조하는 단계; (2) 수지 조성물을 폴리알킬렌 에테르 글리콜과 디이소시아네이트의 반응 생성물일 수 있는 작용제와 추가로 반응시키는 단계; (3) 상기 엘라스토머 수지를 섬유로 용융 방사시키는 단계로서, 상기 섬유의 중량 평균 분자량은 700,000 이상인 단계; (4) 상기 섬유를 임의로 하나 이상의 다른 섬유와 함께 직물로 가공하는 단계; 및 (5) 상기 직물을 개선된 알칼리 내성을 지닌 상기 물품으로 가공하는 단계를 포함한다.
또한, 본 발명은 최종 니트 스트레치 직물(knit stretch fabric)의 날실 방향 신축성을 개선시키는 방법을 제공한다. 상기 방법은 (1) 본원에 기재된 임의의 엘라스토머 수지를 내부 혼합 장치에서 제조하는 단계; (2) 수지 조성물을 폴리알킬렌 에테르 글리콜과 디이소시아네이트의 반응 생성물일 수 있는 작용제와 추가로 반응시키는 단계; (3) 상기 엘라스토머 수지를 섬유로 용융 방사시키는 단계로서, 상기 섬유의 중량 평균 분자량은 700,000 이상인 단계; 및 (4) 상기 섬유를 임의로 하나 이상의 다른 섬유와 함께 개선된 날실 방향 신축성을 지닌 니트 스트레치 직물로 가공하는 단계를 포함한다.
이들 구체예 중 어느 하나에서, 사용되는 섬유는 모노필라멘트 섬유 또는 멀티필라멘트 섬유일 수 있다. 일부 구체예에서, 섬유는 모노필라멘트 섬유이다.
본 발명의 조성물, 특히 수지 및 섬유는 압출이 용이하다. 본 발명의 조성물은 종래의 TPU 수지 및 섬유 조성물과 비교할 때 특이하다. 일반적으로, 본 발명의 수지는 주기적 라인 중단 중에 일어나는, 예상되는 결정화된 덩어리, 겔, 또는 플러싱 문제 없이 안정한 점도로 용융되고 유지될 수 있다.
여러 바람직한 특징들 및 구체예들이 비제한적 예시로서 하기에서 기술될 것이다.
수지
본 발명은 섬유, 직물, 및 다양한 물품의 제조에 사용될 수 있는 엘라스토머 수지를 제공한다. 수지는 (i) 디카르복실산, 및 두 개의 알킬렌 글리콜의 수평균 분자량이 20% 이상 차이가 나는 둘 이상의 알킬렌 글리콜(또는 디올)의 블렌드로부터 유도된 하이드록실 종결된 폴리에스테르 중간체; (ii) 디이소시아네이트; 및 (iii) 선형 알킬렌 글리콜 사슬 연장제를 반응시킴으로써 제조될 수 있다.
하이드록실 종결된 폴리에스테르 중간체는 디카르복실산, 및 둘 이상의 선형 글리콜의 혼합물로부터 유도될 수 있다. 적합한 디카르복실산은 지방족 산, 지환족 산, 방향족 산 또는 이들의 조합물을 포함한다. 단독으로 또는 혼합하여 사용될 수 있는 적합한 디카르복실산은 일반적으로 총 4 내지 15개의 탄소 원자를 갖는다. 적합한 산의 예로는 숙신산, 글루타르산, 아디프산, 피멜산, 수베르산, 아젤라산, 세박산, 도데칸디오산, 이소프탈산, 테레프탈산, 시클로헥산 디카르복실산 및 이들의 조합물을 포함한다. 프탈산 무수물 및 테트라하이드로프탈산 무수물을 포함하여, 상기 디카르복실산의 어느 하나의 무수물이 또한 사용될 수 있다. 일부 구체예에서, 산은 아디프산이다.
하이드록실 종결된 폴리에스테르 중간체는 둘 이상의 알킬렌 글리콜의 혼합물로부터 유도된다. 일부 구체예에서, 본 발명에서 사용되는 알킬렌 글리콜은 선형 알킬렌 글리콜이며, 2 내지 10 개의 탄소 원자를 함유할 수 있다. 일부 구체예에서, 글리콜은 화학식: HO-R-OH(여기서, R은 1 또는 2 내지 20 또는 10개의 탄소 원자를 함유하는 알킬렌기임)을 지닌다. 다른 구체예에서, R은 1 내지 6, 2 내지 4, 또는 심지어 3 또는 4개의 탄소 원자를 함유한다. 이들 구체예 중 어느 하나에서, R은 선형 알킬렌기일 수 있다.
기재된 바와 같이, 블렌드에 사용되는 두 개의 알킬렌 글리콜의 수평균 분자량은 20% 이상 차이가 난다. 즉, 두 알킬렌 글리콜의 분자량의 차가 보다 높은 분자량을 지닌 알킬렌 글리콜의 분자량의 20% 이상이다.
일부 구체예에서, 알킬렌 글리콜의 블렌드는 둘 이상의 알킬렌 글리콜을 포함하며, 제 1 알킬렌 글리콜은 제 2 알킬렌 글리콜보다 하나 이상 더 많은 탄소 원자를 함유한다. 이러한 차이는 상기 논의된 분자량에서의 백분율 차이와 함께, 또는 일부 구체예에서는 그 대신에 사용될 수 있다. 다른 구체예에서, 제 1 알킬렌 글리콜은 제 2 알킬렌 글리콜보다 둘 이상 더 많은 탄소 원자를 함유할 수 있다. 또 다른 구체예에서, 제 1 알킬렌 글리콜은 제 2 알킬렌 글리콜보다 1 내지 10, 1 내지 6, 2 내지 4, 또는 2 개 더 많은 탄소 원자를 함유한다. 이들 구체예 중 어느 하나에서, 제 3의, 제 4의, 또는 심지어 추가의 알킬렌 글리콜이 존재할 수 있다. 일부 구체예에서, 제 1 알킬렌 글리콜 및 제 2 알킬렌 글리콜은 알킬렌 글리콜 블렌드의 50 중량% 이상을 구성한다.
알킬렌 글리콜의 적합한 예는 에틸렌 글리콜, 프로필렌 글리콜, 부탄디올, 펜탄디올, 헥산디올, 헵탄디올, 옥탄디올, 노난디올, 데칸 디올, 및 이들의 조합물을 포함한다. 비선형 알킬렌 글리콜이 일반적으로 단지 소량이기는 하지만 사용될 수 있으며, 예를 들어, 1,2-프로판디올, 1,3-부탄디올, 2,2-디메틸-1,3-프로판디올, 1,4-사이클로헥산디메탄올, 및 이들의 조합물을 포함할 수 있다. 일부 구체예에서, 알킬렌 글리콜은 선형 알킬렌 글리콜을 포함한다. 이들 구체예에서, 적합한 예는 메틸렌 글리콜, 에틸렌 글리콜, 1,3-프로판디올; 1,4-부탄디올, 1,5-펜탄디올, 1,6-헥산디올, 1,7-헵탄디올, 1,8-옥탄디올, 1,9-헵탄디올, 1,10-데칸디올, 데카메틸렌 글리콜, 도데카메틸렌 글리콜, 및 이들의 조합물을 포함한다. 일부 구체예에서, 본 발명에서 사용되는 알킬렌 글리콜의 블렌드는 1,4-부탄디올 및 1,6-헥산디올을 포함한다.
일부 구체예에서, 알킬렌 글리콜의 블렌드는 낮은 수준의 분지형 알킬렌 글리콜을 함유한다. 예를 들어, 폴리올의 블렌드는 25, 15, 10, 5 또는 심지어 1 또는 0.5 중량% 이하의 분지형 알킬렌 글리콜을 함유할 수 있다. 일부 구체예에서, 알킬렌 글리콜의 블렌드는 실질적으로 분지형 알킬렌 글리콜을 함유하지 않거나, 또는 심지어 전혀 함유하지 않는다.
일부 구체예에서, 알킬렌 글리콜의 블렌드는 3 초과의 홀수 개의 탄소 원자를 함유하는 알킬렌 글리콜을 실질적으로 함유하지 않거나, 심지어 전혀 함유하지 않는다. 다른 구체예에서, 알킬렌 글리콜의 블렌드는 5, 7, 9, 11, 13, 또는 15 개의 탄소 원자를 함유하는 알킬렌 글리콜을 실질적으로 함유하지 않거나, 심지어 전혀 함유하지 않는다. 용어 "실질적으로 함유하지 않는"은 상기된 바와 유사하게 정의된다.
일부 구체예에서, 알킬렌 글리콜의 블렌드는 네오펜틸 글리콜을 실질적으로 함유하지 않거나, 심지어 전혀 함유하지 않는다.
본원에서 사용되는 용어 "실질적으로 함유하지 않는"은 논의 중인 물질이 단지 상업적 등급의 요망하는 성분 중에 존재하는 부산물 및/또는 오염물과 같은 양으로 존재함을 의미한다. 즉, 일부 구체예에서, 분지형 알킬렌 글리콜은 단지 오염물, 부산물, 또는 그 밖의 유사한 공급물로 인해 상업적 등급의 선형 알킬렌 글리콜 중에 발견되는 분지형 알킬렌 글리콜의 존재와 일치하는 수준으로 알킬렌 글리콜의 블렌드 중에 존재한다.
제 1 및 제 2 알킬렌 글리콜은 제 1 글리콜 대 제 2 글리콜의 중량비가 95:5 내지 5:95 또는 25:75 내지 75:25 또는 60:40 내지 40:60 또는 55:45 내지 45:55가 되도록 블렌드 중에 존재할 수 있다. 일부 구체예에서, 제 1 글리콜 대 제 2 글리콜의 중량비는 50:50이다. 이들 비는 블렌드 중에 존재하는 제 1 및 제 2 알킬렌 글리콜에 대해서만 적용되고, 추가의 알킬렌 글리콜의 존재를 제외시키지 않는다.
이론에 결부되기를 바라는 것은 아니지만, 또한 폴리올로서 언급될 수 있는 하이드록실 종결된 폴리에스테르 중간체의 결정도(crystallinity) 및/또는 유리 전이 온도(Tg)가 본원에 기술된 성능 개선을 제공하는 중요한 특징인 것으로 여겨진다. 일부 구체예에서, 하이드록실 종결된 폴리에스테르 중간체의 Tg는 -20℃ 미만이다.
본 발명의 수지는 디이소시아네이트를 사용하여 제조된다. 본 발명에 유용한 디이소시아네이트는 지나치게 제한되지 않는다. 유용한 디이소시아네이트는 일반적으로 화학식 R(NCO)n(여기서, n은 일반적으로 2이고, R은 R(NCO)n 분자당 총 2 내지 20 개의 탄소 원자를 갖는, 방향족, 지환족, 지방족, 또는 이들의 조합물임)을 지닌다.
본 발명의 디이소시아네이트는 상기 제시된 동일한 화학식을 지니되, n이 3 또는 4인, 즉, 작용가가 3 또는 4인, 소정량의 폴리이소시아네이트를 포함할 수 있다. 이들 폴리이소시아네이트는 또한 이들이 일반적으로 증가된 가교 수준을 유도함으로써 보다 많은 양에서 형성되는 조성물의 열가소성 특성을 제한하기 시작할 것이기 때문에, 매우 소량으로 예를 들어, 모든 폴리이소시아네이트의 총 중량을 기준으로 하여 5 중량% 미만, 요망하게는 2 중량% 미만으로 사용될 수 있다.
적합한 방향족 디이소시아네이트의 예는 디페닐 메탄-4,4'-디이소시아네이트(MDI)로서 또한 공지되어 있는 메틸렌 디페닐 디이소시아네이트, H12 MDI, m-자일릴렌 디이소시아네이트(XDI), m-테트라메틸 자일릴렌 디이소시아네이트(TMXDI), 페닐렌-1,4-디이소시아네이트(PPDI), 1,5-나프탈렌 디이소시아네이트(NDI) 및 디페닐메탄-3,3'-디메톡시-4,4'-디이소시아네이트(TODI)를 포함한다. 적절한 지방족 디이소시아네이트의 예는 이소포론 디이소시아네이트(IPDI), 1,4-시클로헥실 디이소시아네이트(CHDI), 헥사메틸렌 디이소시아네이트(HDI), 1,6-디이소시아나토-2,2,4,4-테트라메틸 헥산(TMDI), 1,10-데칸 디이소시아네이트 및 트랜스-디시클로헥실메탄 디이소시아네이트(HMDI)를 포함한다. 일부 구체예에서, 디이소시아네이트는 방향족 및/또는 지방족 디이소시아네이트를 포함한다. 일부 구체예에서, 디이소시아네이트는 약 3 중량% 미만의 오르토-파라(2,4) 이성질체를 함유하는 MDI를 포함한다.
본 발명의 수지는 사슬 연장제를 사용하여 제조될 수 있다.
적합한 사슬 연장제는 탄소원자가 약 2개 내지 약 10개인 저급 지방족 또는 단쇄 글리콜을 포함하고, 예를 들어, 에틸렌 글리콜, 디에틸렌 글리콜, 프로필렌 글리콜, 디프로필렌 글리콜, 트리프로필렌 글리콜, 트리에틸렌 글리콜, 시클로헥실 디메틸올의 시스-트랜스-이성질체, 네오펜틸 글리콜, 1,4-부탄디올, 1,6-헥산디올, 1,3-부탄디올 및 1,5-펜탄디올을 포함한다. 방향족 글리콜이 또한 사슬 연장제로서 사용될 수 있고, 높은 열 적용을 위해 종종 선택된다. 벤젠 글리콜(HQEE) 및 자일릴렌 글리콜은 본 발명의 TPU 제조용으로 적합한 사슬 연장제이다. 자일릴렌 글리콜은 1,4-디(하이드록시메틸)벤젠과 1,2-디(하이드록시메틸)벤젠의 혼합물이다. 벤젠 글리콜이 하나의 적합한 방향족 사슬 연장제이고, 특히, 하이드로퀴논, 즉, 비스(베타-하이드록시에틸)에테르(또한, 1,4-디(2-하이드록시에톡시)벤젠으로도 공지됨); 레소르시놀, 즉, 비스(베타-하이드록시에틸)에테르(또한 1,3-디(2-하이드록시에틸)벤젠으로도 공지됨); 카테콜, 즉, 비스(베타-하이드록시에틸)에테르(또한, 1,2-디(2-하이드록시에톡시)벤젠으로도 공지됨) 및 이들의 조합물을 포함한다. 일부 구체예에서, 본 발명의 사슬 연장제는 벤젠 글리콜을 실질적으로 함유하지 않거나, 심지어 완전히 함유하지 않는다.
본 발명에 유용한 사슬 연장제는 상기 기술된 선형 알킬렌 글리콜 중 어느 하나를 포함할 수 있다. 일부 구체예에서, 사슬 연장제는 화학식: HO-R-OH(여기서, R은 1 또는 2 내지 20 또는 10개의 탄소 원자를 함유하는 선형 알킬렌기임)을 지닌 글리콜을 포함한다. 다른 구체예에서, R은 1 내지 6, 2 내지 4, 또는 심지어 3 또는 4 개의 탄소 원자를 함유한다. 적합한 예로는 에틸렌 글리콜, 1,3-프로판디올; 1,4-부탄디올, 1,5-펜탄디올, 1,6-헥산디올, 1,7-헵탄디올, 1,8-옥탄디올, 1,9-헵탄디올, 1,10-데칸디올, 도데카메틸렌 글리콜, 및 이들의 조합물을 포함한다.
일부 구체예에서, 본 발명에서 사용되는 사슬 연장제는 1,4-부탄디올, 에틸렌 글리콜, 하이드로퀴논 비스(베타-하이드록시에틸) 에테르, 또는 이들의 조합물을 포함한다. 일부 구체예에서, 사슬 연장제는 1,4-부탄디올, 1,6-헥산디올, 또는 이들의 조합물을 포함한다. 또 다른 구체예에서, 사슬 연장제는 1,4-부탄디올을 포함한다.
이들 성분의 반응은 600,000 이상의 중량 평균 분자량, 3 이상의 다분산 지수, 또는 이들의 조합을 지닌 엘라스토머 수지를 형성시킬 수 있다. 수지의 중량 평균 분자량의 조절은 사용되는 사용되는 성분들의 비, 반응 체류 시간, 및/또는 반응 온도를 조절함으로써 달성되며, 이들 모두는 당업자들이 알 수 있는 범위 내에 있다. 성분들은 촉매의 존재하에 반응할 수 있다. 일반적으로, 임의의 통상적인 촉매가 디이소시아네이트를 하이드록실 종결된 중간체 또는 사슬 연장제와 반응시키는데 사용될 수 있고 이들은 당업자들에게 널리 공지되어 있다. 적합한 촉매의 예는 비스무트 또는 주석의 다양한 알킬 에테르 또는 알킬 티올 에테르를 포함하고, 여기에서 알킬 부분은 탄소 원자가 1 내지 약 20개이고 이의 특정 예는 비스무트 옥토에이트 및 비스무트 라우레이트 등을 포함한다. 적합한 촉매는 주석 옥토에이트, 디부틸틴 디옥토에이트 및 디부틸틴 디라우레이트 등과 같은 다양한 주석 촉매를 포함한다. 그러한 촉매의 양은 폴리우레탄 형성 모노머의 총 중량을 기준으로 하여 약 20 내지 약 200 ppm (parts per million)과 같이 일반적으로 소량이다. 다른 구체예에서, 본 발명의 수지를 형성하는 반응은 촉매 없이 수행된다. 즉, 일부 구체예에서, 수지를 제조하는 방법은 어떠한 촉매도 함유하지 않는다.
본 발명의 엘라스토머 수지는 당업계 및 문헌에 널리 공지된 어떠한 통상적인 중합 방법에 의해 제조될 수 있다.
본 발명의 엘라스토머 수지는 모든 성분들을 함께 동시에 또는 실질적으로 동시에 가열된 압출기 또는 그 밖의 내부 혼합 장치에 첨가하고 반응시켜 수지를 형성하는 "원 샷(one shot)" 공정을 통해 제조될 수 있다. 하이드록실 종결된 중간체 및 디올 사슬 연장제에서 하이드록실기의 총 당량에 대한 디이소시아네이트 중에 존재하는 이소시아네이트기의 당량 비율은 일반적으로 약 0.95 내지 약 1.10이고, 또는 약 0.97 내지 약 1.03이며, 또는 심지어 약 0.97 내지 약 1.00이다. 형성된 TPU의 쇼어(Shore) A 경도는, 완성된 제품의 가장 바람직한 성질을 달성하기 위해 65A 내지 95A, 또는 약 75A 내지 약 85A여야 한다. 반응 온도는 일반적으로 약 175℃ 내지 약 245℃, 또는 약 180℃ 내지 약 220℃이다. 수지의 중량 평균 분자량(Mw)은 600,000 이상, 800,000 이상 또는 850,000 이상일 수 있다. 다른 구체예에서, 수지의 Mw는 폴리스티렌 표준과 비교하여 GPC에 의해 측정되는 경우 600,000, 800,000 또는 심지어 850,000 내지 1.5 x 106 또는 심지어 1.0 x 106일 수 있다. 이들 분자량 값은 일반적으로 그것의 사용 시기에서의 수지와 관련한 것이지만(즉, 수지가 섬유 또는 그 밖의 물품으로 가공될 때), 여러 구체예에서, 본원에서 언급되는 분자량은 (i) 수지가 제조될 때; (ii) 수지가 제조되고 20일 내지 30일에; (iii) 수지가 섬유 또는 소정의 그 밖의 물품으로 가공되는 때; 또는 (iv) 이들의 임의의 조합 시기에서 수지에 적용될 수 있다. 분자량은 그것이 제조되는 가공 조건 및 반응에 사용되는 과잉 원료의 양에 의거하여 시간 경과에 따라 변할 수 있다. 일반적으로, 수지의 분자량은 시간 경과에 따라 서서히 증가하는 것으로 예상되며, 이는 당업자들이 알고 있는, 많은 수지의 널리 공지된 성향이다. 수지의 다분산 지수는 3 이상, 3 내지 6, 3 내지 5.5 또는 심지어 3.05 내지 5.42일 수 있으며, 상기 논의된, 동일한 시기 측면이 여기에 또한 적용된다.
엘라스토머 수지는 또한 예비폴리머 공정을 사용하여 제조될 수 있다. 예비폴리머 경로에서, 하이드록실 종결된 중간체를 일반적으로 과 당량의 하나 이상의 폴리이소시아네이트와 반응시켜 그 안에 유리되거나 미반응된 이소시아네이트를 갖는 예비폴리머 용액을 형성한다. 반응은 임의로 적합한 우레탄 촉매의 존재하에 일반적으로 약 80℃ 내지 약 220℃의 온도, 또는 약 150℃ 내지 약 200℃의 온도에서 수행될 수 있다. 이어서, 상기된 바와 같은 선택적인 유형의 사슬 연장제가 일반적으로 어떠한 유리되거나 미반응된 디이소시아네이트 화합물 뿐만 아니라 이소시아네이트 말단기와 일반적으로 동일한 당량으로 첨가된다. 따라서 하이드록실 종결된 중간체 및 사슬 연장제 둘 모두의 총 당량에 대한 총 디이소시아네이트의 전체 당량 비율은 약 0.95 내지 약 1.10, 또는 약 0.98 내지 약 1.05, 또는 심지어 약 0.99 내지 약 1.03이다. 사슬 연장제에 대한 하이드록실 종결된 중간체의 당량 비율은 65A 내지 95A, 바람직하게는 75A 내지 85A 쇼어 경도를 제공하도록 조정된다. 사슬 연장 반응 온도는 일반적으로 약 180℃ 내지 약 250℃, 또는 약 200℃ 내지 약 240℃이다. 전형적으로, 예비폴리머 경로는 어떠한 통상적인 장치에서 수행될 수 있고 압출기가 바람직하다. 따라서, 하이드록실 종결된 중간체는 압출기의 제 1 부분에서 과 당량의 디이소시아네이트와 반응하여 예비폴리머 용액을 형성하고 이어서 사슬 연장제를 하류 부분에 첨가하여 예비폴리머 용액과 반응시킨다. 길이 대 직경의 비율이 20 이상, 또는 25 이상인 장벽 스크류가 장착되어 있는 압출기와 함께, 어떠한 통상적인 압출기를 사용할 수 있다. 예비폴리머 공정이 사용되는 경우, 본 발명의 조성물은 보다 낮은 다분산 지수를 나타낼 수 있다.
본 발명의 수지는 또한 하나 이상의 추가 첨가제를 함유할 수 있다. 유용한 첨가제가 적절한 양으로 사용될 수 있고, 요망에 따라 불투명 안료, 착색제, 무기 충전제, 안정화제, 윤활제, UV 흡수제, 가공 보조제 및 기타 첨가제를 포함한다. 유용한 불투명 안료는 이산화티탄, 산화아연 및 티타네이트 옐로우를 포함하는 반면, 유용한 틴팅(tinting) 안료는 카본 블랙, 황색 산화물, 갈색 산화물, 로(raw) 및 번트(burnt) 시에나(sienna) 또는 엄버(umber), 산화크로뮴 그린, 카드뮴 안료, 크로뮴 안료 및 기타 혼합된 금속 산화물 및 유기 안료를 포함한다. 유용한 충전제는 규조토(수퍼플로스(superfloss)) 클레이, 실리카, 활석, 운모, 월로스토나이트, 황산바륨 및 탄산칼슘을 포함한다. 요망되는 경우, 산화방지제와 같은 유용한 안정화제가 사용될 수 있고, 페놀계 산화방지제를 포함하는 반면, 유용한 광안정화제는 유기 포스페이트 및 유기주석 티올레이트(메르캅타이드)를 포함한다. 유용한 윤활제는 금속 스테아레이트, 파라핀 오일 및 아미드 왁스를 포함한다. 유용한 UV 흡수제는 2-(2'-하이드록시페놀)벤조트리아졸 및 2-하이드록시벤조페논을 포함한다.
또한, 가소제 첨가제는 성질에 영향을 미치지 않으면서 경도를 감소시키기 위해 유리하게 사용될 수 있다.
섬유, 직물, & 물품
본 발명의 탄성 수지는 섬유, 필름, 호스 또는 어떠한 그 밖의 압출된 물품으로 가공될 수 있다.
일부 구체예에서, 본 발명의 탄성 수지는 본원에서 기술되는 어떠한 수지가 (iv) 폴리알킬렌 에테르 글리콜과 디이소시아네이트의 반응 생성물과 같은 작용제와 추가로 반응한 섬유로 용융 방사된다. 형성된 섬유는 중량 평균 분자량이 700,000 이상이다. 섬유의 중량 평균 분자량의 조절은 사용되는 성분들의 비, 특히 사용되는 가교제의 양, 및 반응 체류 시간을 조절함으로써 달성되며, 이는 당업자들이 알 수 있는 범위 내에 있다.
본 발명의 섬유는 모노필라멘트 또는 멀티필라멘트일 수 있다. 일부 구체예에서, 본 발명의 섬유는 모노필라멘트 섬유이다. 본 발명의 섬유의 중량 평균 분자량은 700,000 이상, 800,000 이상, 또는 심지어 백만 이상일 수 있다. 이들 구체예 중 어느 하나에서, 섬유의 중량 평균 분자량은 또한 2 백만 미만일 수 있다.
용융 방사 공정 동안에, 상기 기술된 엘라스토머 수지는 일부 구체예에서, 가교제로서 기재될 수 있는 작용제(agent)로 약하게 가교될 수 있다. 본 발명의 가교제는 폴리알킬렌 에테르 글리콜과 디이소시아네이트를 반응시킴으로써 제조된다. 적합한 폴리알킬렌 에테르 글리콜은 폴리테트라메틸렌 에테르 글리콜 (PTMEG)을 포함한다. 가교제의 제조시에 사용하기에 적합한 이소시아네이트는 상기 기술된 것들 중 어느 하나를 포함한다. 일부 구체예에서, 폴리알킬렌 에테르 글리콜은 PTMEG을 포함하고, 디이소시아네이트는 MDI를 포함한다.
예비폴리머로서 언급될 수 있는 가교제는 약 1.0 이상, 또는 약 1.0 내지 3.0, 또는 심지어 약 1.8 내지 약 2.2의 이소시아네이트 작용가(functionality)를 지닐 수 있지만, 가교제의 일부는 2.0 초과의 이소시아네이트 작용가를 지닌 분자로 구성되는 것으로 여겨진다. 가교제는 1,000 내지 10,000 또는 1,200 내지 4,000 또는 심지어 1,500 내지 2,800의 수평균 분자량을 지닐 수 있다. 일부 구체예에서, 가교제는 1500 이상의 수평균 분자량을 지닌다.
엘라스토머 수지와 함께 사용되는 가교제의 중량 %는 2.0% 내지 20%, 8.0% 내지 15%, 또는 10% 내지 13%이다. 사용되는 가교제의 중량 %는 엘라스토머 수지와 가교제의 총 중량을 기준으로 한 중량 %이다.
본 발명의 섬유를 제조하기 위한 방사 공정은 압출기에 상기 기술된 엘라스토머 수지를 공급하여 수지를 용융시키는 것을 포함한다. 레올로지 개질제(RMA), 예를 들어, 가교제가 수지 용융물이 압출기로부터 배출되는 시점에 근접하여 또는 수지 용융물이 압출기로부터 배출된 이후에 하류에 연속적으로 첨가된다. RMA는 용융물이 압출기로부터 배출되기 이전에, 또는 용융물이 압출기로부터 배출된 이후에 첨가될 수 있다. 용융물이 압출기로부터 배출된 후에 첨가되는 경우, RMA를 정적 또는 동적 혼합기를 사용하여 수지 용융물과 혼합시킴으로써 적절한 혼합을 보장해야 한다. 압출기로부터 배출된 후, 용융물은 매니폴드(manifold)로 흐른다. 매니폴드는 용융물 스트림을 하나 이상의 보다 작은 스트림으로 분할하고, 각각의 스트림은 다수의 방사구로 공급된다. 방사구는 작은 홀(hole)을 갖고 이를 통해 용융물이 압박되어, 용융물이 섬유의 형태로 방사구로부터 배출되며, 일부 구체예에서, 섬유는 모노필라멘트 섬유로 존재한다. 방사구내 홀의 크기는 섬유의 요망되는 크기에 따를 것이다.
폴리머 용융물은 스핀 팩(spin pack) 어셈블리를 통과할 수 있고, 섬유로서 스핀 팩 어셈블리를 빠져 나온다. 일부 구체예에서, 사용되는 스핀 팩 어셈블리는 어셈블리를 통해 폴리머의 플러그(plug) 흐름을 제공하는 어셈블리이다. 일부 구체예에서, 스핀 팩 어셈블리는 그 전문이 본원에서 참조로서 포함된 PCT 특허 출원 WO 2007/076380호에 개시된 것이다.
일단 섬유가 방사구에서 나오면, 섬유를 보빈에 권사시키기 전에 냉각시킬 수 있다. 일부 구체예에서, 섬유를 제 1 고데(godet) 상을 통과시키고, 피니시 오일(finish oil)을 적용하고, 섬유를 제 2 고데로 진행시킨다. 본 공정의 중요한 양태는 섬유가 보빈에 권사되는 상대 속도이다. 상대 속도라 함은 보빈의 권사 속도와 관련하여 방사구에서 배출되는 용융물의 속도(용융물 속도)를 의미한다. 통상적인 용융 방사 공정에서, 섬유는 용융물 속도보다 4배 내지 6배 빠른 속도로 권사된다. 이에 의해 섬유를 연신시키거나 스트레칭시킨다. 본 발명의 독특한 섬유의 경우, 이러한 심한 연신은 바람직하지 않다. 섬유는 공정을 수행하기 위해 용융물 속도와 적어도 같은 속도로 권사되어야 한다. 본 발명의 섬유에 있어서, 섬유는 용융물 속도보다 50% 이하로 빠르게, 다른 구체예에서 용융물 속도보다 20% 이하, 10% 이하, 또는 심지어 5% 이하의 속도로 빠르게 보빈에 권사될 수 있다. 용융물 속도와 같은 권사 속도가 이상적일 것이나, 공정을 효과적으로 수행하기 위해서는 약간 더 높은 권사 속도가 필요한 것으로 여겨진다. 예를 들어, 분당 300 미터의 속도로 방사구에서 배출되는 섬유는 분당 300 내지 315 미터의 속도로 권사되는 것이 가장 바람직할 것이다. 유사한 예는 자명하다.
상기 기술된 바와 같이, 본 발명의 섬유는 다양한 데니어로 제조될 수 있다. 데니어는 섬유 크기를 지정하는 당 분야의 용어이다. 데니어는 9000 미터 섬유 길이의 그램 중량이다.
본 발명의 공정에 의해 섬유를 제조할 때, 냉각시킨 후 또는 냉각하는 동안 및/또는 보빈에 권사되기 직전에 점착 방지제(anti-tack additive), 예를 들어 피니시 오일, 그 예로서 실리콘 오일이 섬유의 표면에 첨가될 수 있다.
용융 방사 공정의 중요한 양태는 가교제와 폴리머 용융물을 혼합하는 것이다. 적절하고 균일한 혼합은 균일한 섬유 성질을 달성하고 섬유 파손의 발생 없이 장기간의 실행 시간을 달성하기 위해 중요하다. 용융물과 가교제의 혼합은 플러그-유동(plug-flow), 즉 선입 선출(first in first out)을 달성하는 방법이어야 한다. 적당한 혼합은 동적 혼합기 또는 정적 혼합기를 이용하여 달성될 수 있다. 정적 혼합기는 세척하기가 더욱 어려우므로, 동적 혼합기가 바람직하다. 공급 스크류 및 혼합 핀을 지니는 동적 혼합기가 바람직한 혼합기이다. 참조로서 본원에 포함된 미국 특허 제 6,709,147호에는 이러한 혼합기가 기재되어 있고, 이는 회전할 수 있는 혼합 핀을 지닌다. 또한, 혼합 핀은 고정된 위치에 있을 수 있는데, 예를 들어 혼합기의 배럴에 부착되어 공급 스크류의 중심선 쪽으로 연장될 수 있다. 혼합 공급 스크류는 쓰레드(thread)에 의해 압출기 스크류의 단부에 부착될 수 있고, 혼합기의 하우징은 압출기 기계에 대해 볼트로 고정될 수 있다. 동적 혼합기의 공급 스크류는 용융물의 플러그-유동을 달성하기 위해 매우 적은 역혼합과 함께 점진적 방식으로 폴리머 용융물을 이동시키는 설계여야 한다. 혼합 스크류의 L/D는 3 이상 내지 30 미만, 또는 약 7 내지 약 20, 또는 심지어 약 10 내지 약 12이어야 한다.
TPU 폴리머 용융물과 가교제가 혼합되는 혼합 구역내의 온도는 약 200℃ 내지 약 240℃, 또는 약 210℃ 내지 약 225℃일 수 있다. 이들 온도는 폴리머를 분해시키지 않으면서 반응을 일으키는데 일반적으로 필요하다.
방사 온도(방사구에서의 폴리머 용융물의 온도)는 폴리머의 용융점보다 높아야 한다. 방사 온도가 지나치게 높은 경우, 폴리머가 분해될 수 있다. 방사 온도가 너무 낮은 경우, 폴리머가 방사구 내에서 응고되어 섬유 파손을 일으킬 수 있다.
본 발명의 섬유는 직물로 추가로 가공될 수 있다. 본 발명의 직물은 상기 직물된 어떠한 섬유로 제조될 수 있으며, 이들 섬유는 그 자체로 상기 기술된 어떠한 탄성 수지로 제조될 수 있다. 직물은 임의로 하나 이상의 다른 유형의 섬유(상이한 재료로부터 재조된 섬유)와 함께 상기 기술된 어떠한 섬유를 직물로 가공함으로써 제조될 수 있다.
직물은 직포(woven fabrics), 부직포(non-woven fabrics) 또는 편직물일 수 있다. 상기 기술된 바와 같이, 본 발명의 직물은 양축으로(씨실/폭 및 날실/길이 방향 둘 모두로) 우수한 신축성을 갖는다는 점에 우수하게 밸런싱될 수 있으며, 이는 의복에 3차원적 압축을 제공한다. 일부 구체예에서, 양 방향으로의 직물의 신축성, 및 이에 따른 그것의 밸런스가 ASTM D4964에 의해 측정된다. 일부 구체예에서, 본 발명의 직물은 ASTM D4964에 의해 측정되는 경우, 씨실/폭 및 날실/길이 방향 둘 모두로 120% 이상, 또는 심지어 150% 이상의 신축 성능을 나타냈다. 일부 구체예에서, 본 발명의 직물은 서로의 40% 내에 있거나, 심지어 서로의 30%, 25% 또는 심지어 20% 또는 10% 내에 있는 씨실/폭 및 날실/길이 방향으로의 모듈러스 값을 나타냈다. 본원에서 기술된 수지 및 섬유로부터 제조된 직물은 구성은 지나치게 제한되지 않지만, 일부 구체예에서, 직물은 저지 니트 직물이다. 본 발명은 밸런싱된 단일층 직물을 제공하지만, 본 발명의 직물은 다층 구성에서도 여전히 사용될 수 있으며, 단지 직물에서의 우수한 밸런스를 달성하는데 다층 구성이 필요한 것은 아니다.
섬유 및 심지어 본 발명의 수지 뿐만 아니라 직물은 물품으로 추가로 가공될 수 있다. 일부 구체예에서, 이들 물품은 상기 기술된 하나 이상의 직물을 포함한다.
본 발명의 섬유를 사용하는 직물은 편직(knitting) 또는 제직(weaving)에 의해, 또는 멜트 블로운(melt blown) 또는 스펀 본드(spun bond)와 같은 부직포 공정에 의해 제조될 수 있다. 일부 구체예에서, 본 발명의 직물은 본 발명의 섬유와 함께 하나 이상의 상이한 (통상적인) 섬유를 사용하여 제조된다. 경질 섬유, 예컨대, 나일론 및/또는 폴리에스테르가 사용될 수 있으나, 그 밖의 것들, 예컨대, 레이온(rayon), 실크(silk), 울(wool), 개질된 아크릴 및 그 밖의 것들 또한 본 발명의 직물을 제조하는데 사용될 수 있다.
본 발명의 물품은 의복을 포함한다. 본 발명의 직물로 다양한 의복이 제조될 수 있다. 일부 구체예에서, 본 직물은 속옷 또는 타이트 피팅(tight fitting) 의복을 제조하는데 사용되며, 이에 대해 본 발명의 직물은 섬유에 의해 제공된 편안함으로 인해 적절하다. 브래지어와 같은 속옷 및 T-셔츠뿐 아니라 러닝, 스킹(skiing), 사이클링 또는 그 밖의 스포츠와 같은 활동에 사용되는 스포츠 웨어는 이러한 섬유의 성질로부터 유리할 수 있다. 어떠한 의복이 본 발명의 직물 및 섬유로부터 제조될 수 있음이 당업자에 의해 이해될 것이다. 예시적인 구체예는 제직된 직물로 제조된 브래지어 어깨끈 및 편직된 직물로 제조된 브래지어의 윙일 것이고, 둘 모두는 본 발명의 용융 방사 TPU 섬유를 함유하는 제직되고 편직된 직물이다.
또 다른 구체예에서, 본원에서 기술되는 섬유는 하기를 포함하나, 이로 제한되는 것은 아닌 하나 이상의 어떠한 수의 의복 및 물품을 제조하는데 사용된다: 스포츠 의류, 예컨대, 바이킹, 하이킹, 러닝, 컴프레션, 트레이닝, 골프, 야구, 농구, 치어리딩, 댄스, 축구 및/또는 하키 쇼츠를 포함하는 쇼츠; 상기 쇼츠에 대해 열거된 특정 타입 중 어느 하나를 포함하는 셔츠; 트레이닝 타이즈(training tights) 및 컴프레션 타이즈(compression tights)를 포함하는 타이즈; 경기용 및 리조트용 수영복을 포함하는 수영복; 레슬링, 러닝 및 수영용 바디 슈트를 포함하는 바디슈트; 및 신발. 추가의 구체예는 셔츠 및 유니폼과 같은 작업복을 포함한다. 추가의 구체예는 브래지어, 팬티, 남성 속옷, 캐미솔, 바디 쉐이퍼(body shaper), 나이트가운, 팬티 호즈(panty hose), 남성 속셔츠, 타이즈, 양말, 및 코르셋류(corsetry)와 같은 실내복(intimate)을 포함한다. 추가의 구체예는 양말류, 예컨대 컴프레션 양말, 당뇨 양말, 정적(static) 양말, 및 동적(dynamic) 양말; 치료용 화상 치료 붕대 및 필름; 상처 치유 드레싱(wound care dressings); 의료용 의복을 포함하는 의료용 의복 및 물품을 포함한다. 추가의 적용으로는 상기 기술된 특정 물품 중 하나 이상을 반영하는 군수 용품을 포함한다. 추가의 구체예는 시트, 담요, 컴포터(comforter), 매트리스 패드(mattress pad), 매트리스 탑(mattress top) 및 베개 케이스(pillow case)를 포함하는 침구류를 포함한다.
본 발명의 섬유는 나섬유(bare fiber)이거나 코팅될 수 있다.
본 발명의 또 다른 특징은 본원에 기술되는 섬유가 보다 큰 강도를 지닌다는 점이며, 예를 들어, 이들 섬유는 동일한 게이지의 통상적인 섬유와 비교하여 보다 높은 파열 강도를 지닌 직물을 생성하고/거나 보다 큰 게이지의 보다 통상적인 섬유와 비교하여 동일하거나 심지어 보다 높은 강도를 제공한다. 즉, 본 발명의 섬유는 통상적인 섬유와 비교하여 동일하거나 심지어 보다 낮은 게이지에서 보다 높은 강도를 제공한다.
일부 구체예에서, 본 발명의 섬유는 용융 방사 모노필라멘트 섬유이고, 400% 이상의 최종 연신율을 지니며, 또한 100% 내지 200% 연신율의 로드 및 언로드 사이클에서 비교적 균일한 모듈러스를 지닌다. 비교적 균일하다는 것은, 모듈러스가 나일론 및/또는 폴리에스테르와 같은 그 밖의 통상적인 섬유에 대해서와 같이 크게 변화하지 않음을 의미한다.
일부 구체예에서, 섬유의 모듈러스(상기 기술된 방법에 의해 측정됨)는 5번째 풀 사이클에 대해 100% 내지 200% 연신율의 로드 사이클에서 400% 초과로 증가하지 않는 모듈러스를 갖는다. 일부 구체예에서, 섬유는 4, 10, 20, 30, 40, 70 또는 심지어 140 내지 8000, 2000, 1500, 1200, 600, 400, 360, 또는 심지어 140의 데니어를 지닌다. 이러한 섬유는 첫번째 풀 사이클에 대해 100% 내지 200% 연신율의 로드 사이클에서 50% 또는 60% 내지 150% 또는 95%로 증가하는 모듈러스를 가질 수 있다. 이러한 섬유는 5번째 풀 사이클에 대해 100% 내지 200% 연신율의 로드 사이클에서 50% 또는 75% 내지 150% 또는 110%로 증가하는 모듈러스를 가질 수 있다.
일부 구체예에서, 본 발명의 섬유는 약 70 데니어로 제조되는 경우, 첫번째 풀 사이클에 대해 100% 내지 200% 연신율의 로드 사이클에서 70%, 80% 또는 심지어 85% 내지 120%, 100% 또는 심지어 95%로 증가하는 모듈러스를 갖는 섬유로서 기술될 수 있다. 일부 구체예에서, 본 발명의 섬유는 약 70 데니어로 제조되는 경우, 5번째 풀 사이클에 대해 100% 내지 200% 연신율의 로드 사이클에서 80%, 90% 또는 심지어 95% 내지 130%, 110% 또는 심지어 105%로 증가하는 모듈러스를 갖는 섬유로서 기술될 수 있다.
일부 구체예에서, 본 발명의 섬유는 약 140 데니어로 제조되는 경우, 첫번째 풀 사이클에 대해 100% 내지 200% 연신율의 로드 사이클에서 50%, 55% 또는 심지어 63% 내지 100%, 80% 또는 심지어 75%로 증가하는 모듈러스를 갖는 섬유로서 기술될 수 있다. 일부 구체예에서, 본 발명의 섬유는 약 140 데니어로 제조되는 경우, 5번째 풀 사이클에 대해 100% 내지 200% 연신율의 로드 사이클에서 50%, 95% 또는 심지어 100% 내지 150%, 120%, 115% 또는 심지어 109%로 증가하는 모듈러스를 갖는 섬유로서 기술될 수 있다.
일부 구체예에서, 본 발명의 섬유는 약 360 데니어로 제조되는 경우, 첫번째 풀 사이클에 대해 100% 내지 200% 연신율의 로드 사이클에서 40%, 60% 또는 심지어 65% 내지 100%, 80%, 85% 또는 심지어 70%로 증가하는 모듈러스를 갖는 섬유로서 기술될 수 있다. 일부 구체예에서, 본 발명의 섬유는 약 360 데니어로 제조되는 경우, 5번째 풀 사이클에 대해 100% 내지 200% 연신율의 로드 사이클에서 50%, 60% 또는 심지어 70% 내지 120%, 100%, 80% 또는 심지어 78%로 증가하는 모듈러스를 갖는 섬유로서 기술될 수 있다.
상기 구체예에서, 섬유는 결과가 명시된 특정 데니어 크기로 제한되지 않음을 유의한다. 오히려, 상기 섬유는 섬유가 특정 데니어로 제조되고 시험될 경우에 모듈러스가 어떠한 것인지를 인지함으로써 기술된다. 대조적으로, 하기 구체예는 명시된 데니어의 섬유를 다룬다.
일부 구체예에서, 본 발명의 섬유는 4, 10, 35, 40 또는 심지어 60 내지 130, 100, 80 또는 심지어 70의 데니어를 지닌다. 이들 구체예 중 어느 하나에 있어서, 섬유의 평균 데니어는 약 40 또는 70이다. 이러한 구체예에서, 섬유는 첫번째 풀에 대해 100% 내지 200% 연신율의 로드 사이클에서 70%, 80% 또는 심지어 85% 내지 120%, 100% 또는 심지어 95%; 및 5번째 풀에 대해 100% 내지 200% 연신율의 로드 사이클에서 80%, 90% 또는 심지어 95% 내지 130%, 110% 또는 심지어 105%의 모듈러스를 가질 수 있다.
일부 구체예에서, 본 발명의 섬유는 80, 90, 100, 120 또는 심지어 140 내지300, 250, 200, 또는 심지어 160의 데니어를 지닌다. 일부 구체예에서, 섬유의 평균 데니어는 약 140이다. 이들 구체예 중 어느 하나에 있어서, 섬유는 첫번째 풀에 대해 100% 내지 200% 연신율의 로드 사이클에서 50%, 55% 또는 심지어 63% 내지 100%, 80% 또는 심지어 75%; 및 5번째 풀에 대해 100% 내지 200% 연신율의 로드 사이클에서 50%, 95% 또는 심지어 100% 내지 150%, 120%, 115% 또는 심지어 109%의 모듈러스를 가질 수 있다.
일부 구체예에서, 본 발명의 섬유는 150, 200, 또는 심지어 300 내지 1500, 500, 450 또는 심지어 200의 데니어를 지닌다. 일부 구체예에서, 섬유의 평균 데니어는 약 360이다. 이들 구체예 중 어느 하나에 있어서, 섬유는 첫번째 풀에 대해 100% 내지 200% 연신율의 로드 사이클에서 40%, 60% 또는 심지어 65% 내지 100%, 80%, 85% 또는 심지어 75%; 및 5번째 풀에 대해 100% 내지 200% 연신율의 로드 사이클에서 50%, 60% 또는 심지어 70% 내지 120%, 100%, 80% 또는 심지어 78%의 모듈러스를 가질 수 있다.
일부 구체예에서, 본 발명은 본원에서 기술되는 섬유로부터 제조된 저지 니트 직물(Jersey knit fabric)의 성질을 고려함으로써 기술될 수 있다. 일부 구체예에서, 저지 직물로 편직되는 경우, 본 발명의 섬유는 ASTM D751에 측정되는 경우에, 파손시 로드/두께가 적어도 710, 800, 900, 1000, 1100, 1200, 1250 lbf/in, 또는 다른 구체예에서 적어도 124, 140, 158, 175, 193, 210 또는 심지어 219 N/mm가 되게 하는 파열 천공 강도를 지닌 직물을 제공한다. 이들 구체예 중 어느 하나에 있어서, 상기 파열 강도는 1600 또는 1500 lbf/in 이하, 또는 다른 구체예에서 280 또는 263 N/mm 이하의 최대값을 가질 수 있다.
일부 구체예에서, 본 발명은 상기 기재된 구체예들 중 어느 하나에 따른 섬유이며, 섬유는 70 데니어로 제조된 후, 저지 니트 직물로 제조되는 경우, 적어도 710, 800, 900, 1000, 1200, 또는 심지어 1250 내지 1400 lbf/in, 및 다른 구체예에서 적어도 124, 140, 158, 175, 210 또는 심지어 219 내지 245 N/mm의 파열 천공 강도(파손시 로드/두께)를 지닌 저지 니트 직물을 제공한다. 이들 구체예들 중 어느 하나에 있어서, 섬유는 또한 파손 에너지(energy to fail)가 적어도 25, 30, 35, 40, 또는 40.5 내지 200, 100 또는 75 lbf-in, 및 다른 구체예에서 적어도 2.8, 3.4, 4.0, 4.5, 또는 4.6 내지 22.6, 11.3, 또는 8.5 N-m이 되도록 하는 파열 천공 강도를 지닌 저지 니트 직물을 제공할 수 있다. 이들 구체예들 중 어느 하나에 있어서, 섬유는 또한 파손시 로드가 적어도 6, 7, 8, 또는 9 내지 50, 40 또는 20 lb, 및 다른 구체예에서 적어도 2.7, 3.2, 3.6 또는 심지어 4.1 내지 22.7, 18.1 또는 9.1 kg이 되도록 하는 파열 천공 강도를 지닌 저지 니트 직물을 제공할 수 있다.
일부 구체예에서, 본 발명은 상기 기재된 구체예들 중 어느 하나에 따른 섬유이며, 섬유는 140 데니어로 제조된 후, 저지 니트 직물로 제조되는 경우, 적어도 1200, 1300, 1500, 1700, 또는 심지어 1750, 내지 1900 lbf/in, 및 다른 구체예에서 적어도 210, 228, 263, 298 또는 심지어 306, 내지 333 N/mm의 파열 천공 강도(파손시 로드/두께)를 지닌 저지 니트 직물을 제공한다. 이들 구체예들 중 어느 하나에 있어서, 섬유는 또한 파손 에너지가 적어도 60, 70, 75, 80, 또는 심지어 83.5 내지 800, 200, 또는 150 lbf-in, 및 다른 구체예에서 적어도 6.8, 7.9, 8.5, 9.0, 또는 9.4 내지 90.3, 22.6, 또는 16.9 N-m이 되도록 하는 파열 천공 강도를 지닌 저지 니트 직물을 제공할 수 있다. 이들 구체예들 중 어느 하나에 있어서, 섬유는 또한 파손시 로드가 적어도 10, 15, 17, 또는 심지어 17.5 내지 100, 75, 50, 또는 25 lb, 및 다른 구체예에서 적어도 4.5, 6.8, 7.7 또는 심지어 7.9 내지 45.4, 34.0, 22.7 또는 11.3 kg이 되도록 하는 파열 천공 강도를 지닌 저지 니트 직물을 제공할 수 있다.
일부 구체예에서, 본 발명은 상기 기재된 구체예들 중 어느 하나에 따른 섬유이며, 섬유는 40 데니어로 제조된 후, 저지 니트 직물로 제조되는 경우, 적어도 500, 750, 1000, 1400 또는 심지어 1450 내지 1600 또는 1500 lbf/in, 및 다른 구체예에서 적어도 88, 131, 175, 245 또는 심지어 254, 내지 280 또는 263 N/mm의 파열 천공 강도(파손시 로드/두께)를 지닌 저지 니트 직물을 제공한다. 이들 구체예들 중 어느 하나에 있어서, 섬유는 또한 파손 에너지가 적어도 10, 15, 20 또는 심지어 20.5 내지 100, 75, 또는 50 lbf-in, 및 다른 구체예에서 적어도 1.1, 1.7, 또는 2.3 내지 11.3, 8.5, 또는 5.6 N-m이 되도록 하는 파열 천공 강도를 지닌 저지 니트 직물을 제공할 수 있다. 이들 구체예들 중 어느 하나에 있어서, 섬유는 또한 파손시 로드가 적어도 3, 4, 4.5 또는 심지어 5 내지 40, 20, 또는 10 lb, 및 다른 구체예에서 적어도 1.4, 1.8, 2.0, 또는 심지어 2.3 내지 18.1, 9.1, 또는 4.5 kg이 되도록 하는 파열 천공 강도를 지닌 저지 니트 직물을 제공할 수 있다.
상기 구체예에서, 섬유는 결과가 명시된 특정 데니어 크기로 제한되지 않음을 유의한다. 오히려, 상기 섬유는 섬유가 특정 데니어로 제조되고 시험될 경우에 섬유로부터 제조된 저지 니트 직물의 파열 강도가 어떠한 것인지를 인지함으로써 기술된다. 대조적으로, 하기 구체예는 명시된 데니어의 섬유를 다룬다.
일부 구체예에서, 본 발명의 섬유는 4, 10, 35, 또는 심지어 60 내지 130, 100, 또는 심지어 80 데니어를 지니고, 일부 구체예에서, 평균 데니어는 약 70이다. 이들 구체예들 중 어느 하나에 있어서, 섬유는 적어도 710, 800, 1000, 1200, 또는 심지어 1250, 내지 1400 lbf/in, 및 다른 구체예에서 적어도 124, 140, 175, 210 또는 심지어 219, 내지 245 N/mm의 파열 천공 강도를 지닌 저지 니트 직물을 제공할 수 있다. 이들 구체예들 중 어느 하나에 있어서, 섬유는 또한 파손 에너지가 적어도 25, 30, 35, 40, 또는 40.5 내지 200, 100 또는 75 lbf-in, 및 다른 구체예에서 적어도 2.8, 3.4, 4.0, 4.5, 또는 4.6 내지 22.6, 11.3, 또는 8.5 N-m 이 되도록 하는 파열 천공 강도를 지닌 저지 니트 직물을 제공할 수 있다. 이들 구체예들 중 어느 하나에 있어서, 섬유는 또한 파손시 로드가 적어도 6, 7, 8, 또는 9 내지 50, 40 또는 20 lb, 및 다른 구체예에서 적어도 2.7, 3.2, 3.6 또는 심지어 4.1, 내지 22.7, 18.1 또는 9.1 kg이 되도록 하는 파열 천공 강도를 지닌 저지 니트 직물을 제공할 수 있다.
일부 구체예에서, 본 발명의 섬유는 80, 90, 100, 120 또는 심지어 140 내지 300, 250, 200, 또는 심지어 160 데니어를 지니거나, 일부 구체예에서, 평균 데니어는 약 140이다. 이들 구체예들 중 어느 하나에 있어서, 섬유는 적어도 1200, 1300, 1500, 1700, 또는 심지어 1750, 내지 1900 lbf/in, 및 다른 구체예에서 적어도 210, 228, 263, 298 또는 심지어 306, 내지 333 N/mm의 파열 천공 강도(파손시 로드/두께)를 지닌 저지 니트 직물을 제공할 수 있다. 이들 구체예들 중 어느 하나에 있어서, 섬유는 또한 파손 에너지가 적어도 적어도 60, 70, 75, 80, 또는 심지어 83.5 내지 800, 200, 또는 150 lbf-in, 및 다른 구체예에서 적어도 6.8, 7.9, 8.5, 9.0, 또는 9.4 내지 90.3, 22.6, 또는 16.9 N-m이 되도록 하는 파열 천공 강도를 지닌 저지 니트 직물을 제공할 수 있다. 이들 구체예들 중 어느 하나에 있어서, 섬유는 또한 파손시 로드가 적어도 10, 15, 17, 또는 심지어 17.5 내지 100, 75, 50, 또는 25 lb, 및 다른 구체예에서 적어도 4.5, 6.8, 7.7 또는 심지어 7.9, 내지 45.4, 34.0, 22.7 또는 11.3 kg이 되도록 하는 파열 천공 강도를 지닌 저지 니트 직물을 제공할 수 있다.
일부 구체예에서, 본 발명의 섬유는 20, 30, 35, 또는 심지어 40 내지 100, 75, 60, 또는 심지어 50 데니어를 지니고, 일부 구체예에서, 평균 데니어는 약 40이다. 이들 구체예들 중 어느 하나에 있어서, 섬유는 적어도 500, 750, 1000, 1400 또는 심지어 1450, 내지 1600 또는 1500 lbf/in, 및 다른 구체예에서 적어도 88, 131, 175, 245 또는 심지어 254, 내지 280 또는 263 N/mm의 파열 천공 강도(파손시 로드/두께)를 지닌 저지 니트 직물을 제공할 수 있다. 이들 구체예들 중 어느 하나에 있어서, 섬유는 또한 파손 에너지가 적어도 적어도 10, 15, 20 또는 심지어 20.5 내지 100, 75, 또는 50 lbf-in, 및 다른 구체예에서 적어도 1.1, 1.7, 또는 2.3 내지 11.3, 8.5, 또는 5.6 N-m이 되도록 하는 파열 천공 강도를 지닌 저지 니트 직물을 제공할 수 있다. 이들 구체예들 중 어느 하나에 있어서, 섬유는 또한 파손시 로드가 적어도 3, 4, 4.5 또는 심지어 5 내지 40, 20, 또는 10 lb, 및 다른 구체예에서 적어도 1.4, 1.8, 2.0, 또는 심지어 2.3, 내지 18.1, 9.1, 또는 4.5 kg이 되도록 하는 파열 천공 강도를 지닌 저지 니트 직물을 제공할 수 있다.
본 발명의 섬유는 모노필라멘트 섬유일 수 있다. 일부 구체예에서, 섬유는 10, 30, 40 또는 심지어 45 내지 500, 400, 300 또는 심지어 200 마이크론의 직경을 갖는다.
일부 구체예에서, 본 발명의 섬유는 20 데니어로 제조되는 경우, 직경이 20 또는 30 내지 55 또는 50 마이크론일 것이고; 40 데니어로 제조되는 경우, 직경이 40 또는 60 내지 85 또는 80 마이크론일 것이고; 70 데니어로 제조되는 경우, 직경이 75 또는 80 내지 130 또는 100 마이크론일 것이고; 140 데니어로 제조되는 경우, 직경이 80 또는 100 내지 300 또는 150 마이크론일 것이고; 360 데니어로 제조되는 경우, 직경이 175 또는 190 내지 225 또는 210 마이크론일 것이고; 또는 이들의 어떠한 조합일 것이다.
상기 구체예에서, 섬유는 결과가 명시된 특정 데니어 크기 또는 직경으로 제한되지 않음을 유의한다. 오히려, 상기 섬유는 섬유가 특정 데니어로 제조될 경우 섬유가 어떠한 직경을 지닐 것인지를 인지함으로써 기술된다. 대조적으로, 하기 구체예는 명시된 데니어의 섬유를 다룬다.
일부 구체예에서, 본 발명의 섬유는 10 내지 30 데니어, 또는 약 20의 평균 데니어를 지니며, 이러한 구체예에서, 섬유의 직경은 10, 20 또는 심지어 30 내지 65, 60, 55 또는 심지어 50 마이크론이고, 일부 구체예에서, 평균 직경은 48 마이크론이다.
일부 구체예에서, 본 발명의 섬유는 30 내지 40 데니어, 또는 약 30의 평균 데니어를 지니며, 이러한 구체예에서, 섬유의 직경은 20, 30, 40 또는 심지어 60 내지 115, 100, 85 또는 심지어 80 마이크론이고, 일부 구체예에서, 평균 직경은 73 마이크론이다.
일부 구체예에서, 본 발명의 섬유는 4, 10, 35 또는 심지어 60 내지 130, 100, 또는 80 데니어, 또는 약 70의 평균 데니어를 지닌다. 이러한 구체예에서, 섬유의 직경은 50, 60, 70, 75, 또는 심지어 80 내지 220, 200, 150, 130, 또는 심지어 100 마이크론이고, 일부 구체예에서, 평균 직경은 89 마이크론이다.
일부 구체예에서, 본 발명의 섬유는 80, 90, 100, 120 또는 140 내지 300, 250, 200, 또는 160 데니어를 지닌다. 일부 구체예에서, 섬유의 평균 데니어는 약 140이다. 이러한 구체예에서, 섬유의 직경은 50, 70, 80, 또는 심지어 100 내지 300, 250, 200, 또는 심지어 150 마이크론이고, 일부 구체예에서, 평균 직경은 128 마이크론이다.
일부 구체예에서, 본 발명의 섬유는 150, 200, 또는 심지어 300 내지 1500, 500, 450 또는 심지어 200 데니어를 지닌다. 일부 구체예에서, 섬유의 평균 데니어는 약 360이다. 이러한 구체예에서, 섬유의 직경은 100, 150, 175, 또는 심지어 190 내지 400, 250, 225, 또는 심지어 210 마이크론이고, 일부 구체예에서, 평균 직경은 198 마이크론이다.
일부 구체예에서, 본 발명의 섬유의 직경은 마이크론의 섬유 직경이 0.48 승으로 상승되는 섬유 데니어를 11.7배 한 것과 거의 동일한, 식에 의해 기술된다(직경 = 11.7 x 데니어0 .48). 일부 구체예에서, 섬유의 직경은 기술된 등식의 결과를 중심으로 20, 10 또는 심지어 5 마이크론 범위 내에 있다.
일부 구체예에서, 본 발명의 섬유는 40 내지 90 데니어; 5번째 풀 사이클에 대해, 100% 내지 200% 연신율의 로드 사이클에서 80 내지 130%로 증가하는 모듈러스; 저지 니트 직물로 제조된 경우, ASTM D751에 의해 측정함에 따라 직물에 대한 파손시 로드/두께가 710 내지 1600 lbf/in (124 내지 280 N/mm)이 되도록 하는, 파열 천공 강도를 지니며, 80 내지 100 마이크론의 직경을 지닌 모노필라멘트이다.
일부 구체예에서, 본 발명의 섬유는 90 내지 160 데니어; 5번째 풀 사이클에 대해, 100% 내지 200% 연신율의 로드 사이클에서 50 내지 120%로 증가하는 모듈러스를 지니며, 100 내지 150 마이크론의 직경을 지닌 모노필라멘트이다.
일부 구체예에서, 본 발명의 섬유는 300 내지 400 데니어; 5번째 풀 사이클에 대해, 100% 내지 200% 연신율의 로드 사이클에서 50 내지 150%로 증가하는 모듈러스를 지니며, 180 내지 220 마이크론의 직경을 지닌 모노필라멘트이다.
본 발명은 하기 비제한적 실시예를 참조하여 보다 잘 이해될 것이다.
실시예
실시예 세트 1.
9 개의 수지 실시예의 세트를, 연속 반응기에서 (i) 75.5 중량부의, 아디프산과 1,4-부탄디올과 1,6-헥산디올의 50/50 몰 혼합물로부터 유도된 폴리에스테르 폴리올로서, 약 125 ℃의 반응 온도로 배치 반응기에서 제조된 후, 진공 건조되며, 수평균 분자량(Mn)이 약 2500인 폴리에스테르 폴리올; (ii) 20 중량부의 MDI; 및 (iii) 사슬 연장제로서, 4.5 중량부의 1,4-부탄디올을 반응시킴으로써 제조하였다. 연속 반응 동안, 0.08 중량부의 윤활제 패키지를 첨가하였으며, 이 패키지는 Acrawax C 비즈와 Glycolube VL의 90/10 중량 혼합물로 구성되었다. 엘라스토머의 요망하는 중량 평균 분자량(Mw)(>600,000)이 얻어질 때까지 폴리머를 반응시켰다.
형성되는 엘라스토머 수지의 중량 평균 분자량(Mw)은 687,055 내지 1,015,685의 범위였으며, 다분산 지수(PDI)는 3.05 내지 5.42의 범위였다. 각각의 수지 실시예에 대한 결과가 하기 표에 요약되어 있으며, 여기서 분자량은 GPC에 의해 측정되었다:
표 I - 수지 실시예의 데이터
Figure pct00001

실시예 세트 2 .
실시예 세트 1에 기술된 엘라스토머 수지를 90 중량부의 엘라스토머 수지를 수평균 분자량이 1500인 이소시아네이트 종결된 폴리에테르인, 10 중량부의 Hyperlast 5196와 함께 반응형 압출기에 첨가함으로써 40 데니어 섬유 (실시예 2-1), 70 데니어 섬유 (실시예 2-2) 및 140 D 섬유 (실시예 2-3)로 용융 방사하였다. 폴리머 용융물이 요망하는 데니어 섬유를 얻도록 선택된 방사 노즐을 통해 제공되는 통상적인 용융 방사 공정을 사용하였다. 스트랜드(strand)가 노즐에서 공기로 스트랜드로서 나왔으며, 스트랜드를 냉각에 의해 고화시킨 후, 권사 장치로 섬유를 권사함으로써 수집하였다. 요망하는 중량 평균 분자량 (>700,000)이 얻어질 때까지 섬유를 경화시켰다.
실시예 세트 3.
실시예 세트 1에서의 실시예들에 대해 기술된 엘라스토머 수지 포뮬레이션을 그것의 가공 특징을 평가하기 위해 반응형 압출기에서 가공하였다. 이러한 압출 품질 시험 과정에서, 수지를 압출된 필름 시험부로 가공하였다. 이미지 분석 시스템이 오버헤드 프로젝터(overhead projector)로부터 필름 시험부를 관찰하는 카메라로부터 비디오 이미지를 해석하였다. 시스템은 시험부의 이미지를 분석하여 시험부내 결함을 알아내고 계수하였다. 시스템에 의해 검출가능한 결함의 공칭 치수는 80 내지 500 마이크론이었다.
5개의 압출된 필름 시편을 생성물 샘플로부터 취하였다. 시편을 오버헤드 프로젝터 상에 두고, 이미지를 스크린 상에 투영하였다. 비디오 카메라가 이미지를 캡쳐하고 컴퓨터에 전달하였으며, 컴퓨터에서 이미지 분석 소프트웨어가 시그널을 해석하고 분석하였다. 4 제곱 인치의 각 시편 내에 캡쳐된 결함의 수의 측정치를 기록하였다. 5 개의 시편에 대한 값을 평균내고, 최종 이미지 분석(IA) 결과를 기록하였다. 20 미만의 IA 값은 일반적으로 케이블 및 그 밖의 두꺼운 단면 적용에 허용되지만, 10 미만의 IA 값은 일반적으로 블로운 필름(blown film) 및 섬유 적용에 허용된다. IA 값이 낮을 수록, 재료의 압출 가공 특성이 보다 우수하다.
하기 표는 압출기 처리 작업 동안 압출기에서 처리되는 수지로부터 제조된 부분들에 대해 수집된 데이터를 요약한 것이다. 모든 실시예에서 사용된 수지는 상기 실시예 세트 1에서 기술된 동일한 수지 포뮬레이션이다.
표 2 - 압출 품질 데이터
Figure pct00002
상기 결과는 본 발명의 수지가 우수한 가공 특징을 나타내며, 매우 압출가능함을 보여준다.
실시예 세트 4.
실시예 세트 2의 40 데니어 섬유(실시예 2-1), 및 동일한 데니어의 상업적으로 입수가능한 섬유를 이들의 알칼리 내성을 평가하기 위해 시험하였다. 시험할 섬유를 Teflon™ 카드 둘레로 180번 랩핑하였다. 네 개의 별개의 시험 부분을 시험하려는 각각의 섬유 물질에 대해 준비하였다. 권사 후, 섬유 단부를 각각의 시험 부분에 고정시키고, 형성된 시험부를 4 중량% 표백제 (Chlorox™ 표백제) 및 0.2 중량%의 음이온성 세제(Tide™ 세제)인 용액 중에 잠기게 하였다. 이 용액을 시험 동안 70℃로 유지시켰다. 시험부를 노출 시간 30, 60, 120 및 240 분 후에 분리시켰다. 용액으로부터 분리되면, 시험부를 탈이온수로 세척한 후, 약 12시간 동안 공기 건조시켰다. 건조 기간 경과 후, 각 시험부를 시험하였다. 노출된 섬유의 5cm 길이 샘플을 분리하고, 상부 상의 로드 셀(load cell) 및 아래로 이동하는 크로스헤드(crsshead)로 구성된 장력계를 사용하여 물리적 특성을 시험함으로써 시험부를 시험하였다. 크로스헤드는 100 mm/min으로 이동하였다. 용액에 노출되지 않은 섬유의 샘플은 또한 바탕선으로서 시험하였다. 섬유의 알칼리 내성을 나타내는, 강성(tenacity)(데니어 당 그램으로 측정됨)에서의 차이를 측정하였다. 섬유의 강성에 대한 영향이 작을 수록, 알칼리 내성이 보다 우수하다. 하기 표는 알칼리 내성 시험으로부터의 결과를 요약한 것이다.
표 3 - 알칼리 내성 데이터
Figure pct00003
1 - " BROKE " 표시는 시험이 완료되기 전에 섬유가 물리적으로 파단되었음을 의미한다.
2 - 이 시험에서 포함된 비교 섬유는 INVISTA ™로 시판되는 상업적으로 입수가능한 40 데니어 섬유인 40D LYCRA ™ 162C이다.
상기 결과는 본 발명의 수지로부터 제조된 섬유가 다른 상업적으로 입수가능한 섬유와 비교하여 현저히 우수한 알칼리 내성을 지님을 보여준다.
실시예 세트 5.
실시예 세트 2의 140 데니어 섬유(실시예 2-3), 및 실시예 세트 2의 70 데니어 섬유(실시예 2-2), 상업적으로 입수가능한 70 데니어 섬유를 이들의 내부식성(caustic resistance)을 평가하기 위해 시험하였다. 시험할 섬유를 Teflon™ 카드 둘레로 180번 랩핑하였다. 네 개의 별개의 시험 부분을 시험하려는 각각의 섬유 물질에 대해 준비하였다. 권사 후, 섬유 단부를 각각의 시험 부분에 고정시키고, 형성된 시험부를 3 중량% 부식제(NaOH)인 용액 중에 잠기게 하였다. 이 용액을 90분 노출 시간 동안 100℃로 유지시켰다. 용액으로부터 분리되면, 시험부를 탈이온수로 세척한 후, 약 12시간 동안 공기 건조시켰다. 건조 기간 경과 후, 각 시험부를 시험하였다. 노출된 섬유의 5cm 길이 샘플을 분리하고, 상부 상의 로드 셀(load cell) 및 아래로 이동하는 크로스헤드로 구성된 장력계를 사용하여 물리적 특성을 시험함으로써 시험부를 시험하였다. 시험은 300%로 연신되는 5회 사이클 및 파단 연신되는 여섯번째 사이클이다. 크로스헤드는 100 mm/min로 이동하였다. 장력계 시험 소프트웨어는 100%, 150%, 200%, 및 300%의 연신율에서 로드 풀(load pull)로 gf/den (그램 포스(gram force)/데니어)를 측정하였다. 또한, 200%, 150%, 및 100%에서 언로드 풀(unload pull)로 gf/den을 측정하였다. 로드 및 언로드 풀 둘 모두를 첫번째 및 다섯번째 사이클에 대해 측정하였다. 기록된 그 밖의 값들은 최대 로드(gf/den), 최대 로드에서의 연신율(%), 파단시 로드(gf/den), 및 파단시 연신율(%)이다. 측정된 최종 값은 첫번째 및 다섯번째 사이클에 대한 % 세트(% set)이다. % 세트는 언로드 풀에 대해 로드가 0에 도달하는 길이 마이너스 원래 길이를 원래 길이로 나눈 것이다(즉, 6-5/5=20%). 하기 표는 강성 및 다섯번째 사이클의 모듈러스 결과를 요약한 것이다. 용액에 노출되지 않은 섬유의 샘플은 또한 바탕선으로서 시험하였다. 섬유의 내부식성을 나타내는, 강성(데니어 당 그램으로 측정됨)에서의 차이를 측정하였다. 섬유의 강성에 대한 영향이 작을 수록, 내부식성이 보다 우수하다.
표 IV - 내부식성 데이터
Figure pct00004
1 - 이 시험에서 포함된 비교 섬유는 INVISTA ™로 시판되는 상업적으로 입수가능한 70 데니어 섬유인 70D LYCRA ™ 162C이다.
상기 결과는 본 발명의 수지로부터 제조된 섬유가 다른 상업적으로 입수가능한 섬유와 비교하여 현저히 우수한 내부식성을 지님을 보여준다.
실시예 세트 6.
여러 실시예 직물을 제조하고, 직물이 어느 정도 밸런싱되었는 지를 측정하기 위해 시험하였다. 직물의 밸런스는 직물을 제조하는데 사용된 섬유의 배합 및 조성 뿐만 아니라 직물 자체의 구성 둘 모두에 의존한다. 직물은 종종 존재하는 섬유의 믹스와 관련되어 있는 그것의 함량, 및 직물의 구성과 관련되어 있는 그것의 중량을 인용함으로써 기재된다. 본원에서 본 실시예들은 동일한 일반적인 유형의 구성인 것으로 여겨지며, 각각의 샘플 세트 내에서, 본 발명의 샘플은 비교 실시예의 중량에 대등하도록 제조되었으며, 이에 따라 의미있는 비교를 수행하였다.
수개의 직물을 제조하고, 시험하였으며 두 개의 통상적으로 이용가능한 직물과 비교하였다. 통상적인 샘플을 포함하는 모든 직물은 단일층 저지 구성으로 되어 있으며, 두 개의 섬유, 예를 들어, 섬유, 섬유와 보조 섬유로서 존재하는 나일론 섬유로 제조되었다. 통상적인 샘플을 포함하는 각각의 직물은 시험 전에 열경화되고, 염색되고, 피니싱되었다.
실시예 6-1은 실시예 2-2의 섬유(본 발명의 70 D 섬유) 및 유사한 데니어의 나일론으로부터 제조된 본 발명의 직물 실시예이고, 실시예 6-2는 INVISTA™로 시판되는 통상적으로 입수가능한 스판덱스 타입 섬유인 LYRCA™ 및 나일론으로부터 제조된 비교 실시예이다. 실시예 6-1의 섬유 함량은 6-1과 6-2의 중량이 대등하여 유의한 비교를 수행하도록 선택되었다.
실시예 6-3은 실시예 2-2의 섬유(본 발명의 70 D 섬유) 및 나일론으로부터 제조된 본 발명의 실시예이다. 실시예 6-4는 LYRCA™ 섬유 및 나일론으로부터 제조된 비교 실시예이다. 실시예 6-3의 섬유 함량은 6-3과 6-4의 중량이 대등하여 유의한 비교를 수행하도록 선택되었다.
실시예 6-5는 실시예 2-1의 섬유(본 발명의 40 D 섬유) 및 나일론으로부터 제조된 본 발명의 실시예이다. 섬유 함량은 60:40 실시예 2-1 섬유:나일론이고, 36 게이지 직물을 제공하였다.
상기 각각의 직물 실시예를 그것의 밸런스를 측정하기 위해 시험하였다. 직물의 밸런스를, 20 in/min의 사이클 속도 및 1000 mm/min의 속도 컨디셔닝 사이클(speed conditioning cycle)로 길이 방향에서 직물 샘플을 스트레칭하고, 15 lbf의 최대 포스-스트레스(force-stress)까지, 직물에 나타난 신축율에 대해 직물에 가해진, lbf로 측정되는 포스-스트레스의 양을 측정함으로써 시험하였다. 이후, 동일한 과정을 직물에 대해 폭 방향으로 수행하였다. 길이 및 폭 방향에서 직물에 대한 결과치가 가까울 수록, 직물이 보다 잘 밸런싱된 것이다. 본 발명에 대해 유리한 적용을 위해, 직물은 두 방향에서의 결과가 20% 내이고, 15 lbf에서 두 방향으로 100% 초과의 연신율을 허용해야 한다. 하기 표는 직물의 밸런스를 평가한 경우의 결과를 요약한 것이다.
표 V - 직물 실시예 데이터
Figure pct00005
상기 결과는 본 발명의 직물이, 실시예 6-2에 대해 길이 방향으로 15 lbf의 포스-스트레스 하에서 80% 연신율에도 미치지 못하였고, 실시예 6-4에 대해 100%에 도달하지 못한 비교 실시예들보다 훨씬 더 많이 밸런싱됨을 보여준다. 본 발명의 실시예들은 상응하는 신축율에서 유사한 포스-스트레스 수준을 최대 포스-스트레스까지 길이 및 폭 방향 둘 모두에서 보여주었으며, 이는 매우 잘 밸런싱된 직물임을 나타내는 것이다.
특허 법령에 따라, 최선의 방식 및 바람직한 구체예를 기술하였으나, 본 발명의 범위는 이로 제한되는 것이 아니라 첨부된 특허청구범위에 의해 제한된다.

Claims (19)

  1. (i) 디카르복실산과, 두 알킬렌 글리콜의 수평균 분자량이 20% 이상 차이가 나는 둘 이상의 알킬렌 글리콜의 블렌드로부터 유도된 하이드록실 종결된 폴리에스테르 중간체; (ii) 디이소시아네이트; 및 (iii) 선형 알킬렌 글리콜 사슬 연장제를 반응시킴으로써 제조되며, 이로써 형성되는 수지의 중량 평균 분자량이 600,000 이상인, 엘라스토머 수지.
  2. 제 1항에 있어서, 성분(i)가 아디프산을 포함하는 카르복실산으로부터 유도되는 수지.
  3. 제 1항 또는 제 2항에 있어서, 성분(i)가 1,4-부탄디올 및 1,6-헥산디올의 몰 기준으로 25:75 내지 75:25 혼합물로부터 유도되는 수지.
  4. 제 1항 내지 제 3항 중 어느 한 항에 있어서, 성분(ii)가 메틸렌 디페닐 디이소시아네이트를 포함하는 수지.
  5. 제 1항 내지 제 4항 중 어느 한 항에 있어서, 성분(iii)이 1,4-부탄디올, 1,6-헥산디올, 또는 이들의 조합물을 포함하는 수지.
  6. 제 1항 내지 제 5항 중 어느 한 항의 수지로부터 제조된 용융-방사 섬유, 필름 또는 호스로서, 수지가 (iv) 폴리알킬렌 에테르 글리콜과 디이소시아네이트의 반응 생성물을 포함하는 작용제와 추가로 반응하며, 상기 섬유, 필름 또는 호스의 중량 평균 분자량이 700,000 이상인, 섬유, 필름 또는 호스.
  7. 제 6항에 있어서, 성분(iv)가 폴리테트라메틸렌 에테르 글리콜을 포함하는 폴리알킬렌 에테르 글리콜로부터 유도되는, 섬유, 필름 또는 호스.
  8. 제 6항 또는 제 7항에 있어서, 성분(iv)가 메틸렌 디페닐 디이소시아네이트를 포함하는 디이소시아네이트로부터 유도되는, 섬유, 필름 또는 호스.
  9. 제 6항 내지 제 8항 중 어느 한 항의 섬유로부터 제조된 직물.
  10. 제 9항의 직물로부터 제조된 물품.
  11. 엘라스토머 수지를 제조하는 방법으로서,
    I. 내부 혼합 장치에서 (i) 디카르복실산과, 두 알킬렌 글리콜의 수평균 분자량이 20% 이상 차이가 나는 둘 이상의 알킬렌 글리콜의 블렌드로부터 유도된 하이드록실 종결된 폴리에스테르 중간체; (ii) 디이소시아네이트 및 (iii) 선형 알킬렌 글리콜 사슬 연장제를 반응시켜서 엘라스토머 수지를 형성시키는 단계를 포함하며, 이로써 형성되는 수지의 중량 평균 분자량이 600,000 이상인 방법.
  12. 섬유, 필름 또는 호스를 제조하는 방법으로서,
    I. 내부 혼합 장치에서 엘라스토머 수지를 제조하는 단계로서, 상기 엘라스토머 수지가 (i) 디카르복실산과, 두 알킬렌 글리콜의 수평균 분자량이 20% 이상 차이가 나는 둘 이상의 알킬렌 글리콜의 블렌드로부터 유도된 하이드록실 종결된 폴리에스테르 중간체; (ii) 디이소시아네이트, 및 (iii) 선형 알킬렌 글리콜 사슬 연장제를 반응시킴으로써 제조되고, 이로써 형성되는 수지의 중량 평균 분자량이 600,000 이상인 단계;
    II. 수지 조성물을
    (iv) 폴리알킬렌 에테르 글리콜과 디이소시아네이트의 반응 생성물을 포함하는 작용제와 추가로 반응시키는 단계; 및
    III. 상기 엘라스토머 수지를 섬유, 필름 또는 호스로 가공하는 단계로서, 상기 섬유, 필름 또는 호스의 중량 평균 분자량이 700,000 이상인 단계를 포함하는 방법.
  13. 직물을 제조하는 방법으로서,
    I. 내부 혼합 장치에서 엘라스토머 수지를 제조하는 단계로서, 상기 엘라스토머 수지가 (i) 디카르복실산과, 두 알킬렌 글리콜의 수평균 분자량이 20% 이상 차이가 나는 둘 이상의 알킬렌 글리콜의 블렌드로부터 유도된 하이드록실 종결된 폴리에스테르 중간체; (ii) 디이소시아네이트 및 (iii) 선형 알킬렌 글리콜 사슬 연장제를 반응시킴으로써 제조되고, 이로써 형성되는 수지의 중량 평균 분자량이 600,000 이상인 단계;
    II. 수지 조성물을
    (iv) 폴리알킬렌 에테르 글리콜과 디이소시아네이트의 반응 생성물을 포함하는 작용제와 추가로 반응시키는 단계;
    III. 상기 엘라스토머 수지를 섬유로 용융 방사시키는 단계로서, 상기 섬유의 중량 평균 분자량이 700,000 이상인 단계; 및
    IV. 상기 섬유를, 임의로 하나 이상의 다른 섬유와 함께 직물로 가공하는 단계를 포함하는 방법.
  14. 물품의 내용매성(solvent resistance)을 개선시키는 방법으로서, 상기 물품이 직물을 포함하고, 상기 직물이 섬유로 구성되며, 상기 방법이
    I. 내부 혼합 장치에서 엘라스토머 수지를 제조하는 단계로서, 상기 엘라스토머 수지가 (i) 디카르복실산과, 두 알킬렌 글리콜의 수평균 분자량이 20% 이상 차이가 나는 둘 이상의 알킬렌 글리콜의 블렌드로부터 유도된 하이드록실 종결된 폴리에스테르 중간체; (ii) 디이소시아네이트 및 (iii) 선형 알킬렌 글리콜 사슬 연장제를 반응시킴으로써 제조되고, 이로써 형성되는 수지의 중량 평균 분자량이 600,000 이상인 단계;
    II. 수지 조성물을
    (iv) 폴리알킬렌 에테르 글리콜과 디이소시아네이트의 반응 생성물을 포함하는 작용제와 추가로 반응시키는 단계;
    III. 상기 엘라스토머 수지를 섬유로 용융 방사시키는 단계로서, 상기 섬유의 중량 평균 분자량이 700,000 이상인 단계;
    IV. 상기 섬유를, 임의로 하나 이상의 다른 섬유와 함께 직물로 가공하는 단계; 및
    V. 상기 직물을 상기 물품으로 가공하는 단계를 포함하여 개선된 내용매성을 지닌 물품을 형성시키는 방법.
  15. 물품의 알칼리 및 염소 내성을 개선시키는 방법으로서, 상기 물품이 직물을 포함하고, 상기 직물이 섬유로 구성되며, 상기 방법이
    I. 내부 혼합 장치에서 엘라스토머 수지를 제조하는 단계로서, 상기 엘라스토머 수지가 (i) 디카르복실산과, 두 알킬렌 글리콜의 수평균 분자량이 20% 이상 차이가 나는 둘 이상의 알킬렌 글리콜의 블렌드로부터 유도된 하이드록실 종결된 폴리에스테르 중간체; (ii) 디이소시아네이트 및 (iii) 선형 알킬렌 글리콜 사슬 연장제를 반응시킴으로써 제조되고, 이로써 형성되는 수지의 중량 평균 분자량이 600,000 이상인 단계;
    II. 수지 조성물을
    (iv) 폴리알킬렌 에테르 글리콜과 디이소시아네이트의 반응 생성물을 포함하는 작용제와 추가로 반응시키는 단계;
    III. 상기 엘라스토머 수지를 섬유로 용융 방사시키는 단계로서, 상기 섬유의 중량 평균 분자량이 700,000 이상인 단계;
    IV. 상기 섬유를, 임의로 하나 이상의 다른 섬유와 함께 직물로 가공하는 단계; 및
    V. 상기 직물을 상기 물품으로 가공하는 단계를 포함하여 개선된 알칼리 내성을 지닌 물품을 형성시키는 방법.
  16. 제 15항에 있어서, 상기 물품이 수영복을 포함하는 방법.
  17. 제 15항에 있어서, 상기 물품의 직물이 추가로 마이크로섬유를 포함하는 방법.
  18. 제 15항에 있어서, 상기 물품이 코팅된 섬유, 코팅된 물품, 또는 이들의 조합을 포함하는 물품을 포함하는 방법.
  19. 최종 니트 스트레치 직물(knit stretch fabric)의 날실 방향 신축성을 개선시키는 방법으로서,
    I. 내부 혼합 장치에서 엘라스토머 수지를 제조하는 단계로서, 상기 엘라스토머 수지가 (i) 디카르복실산과, 두 알킬렌 글리콜의 수평균 분자량이 20% 이상 차이가 나는 둘 이상의 알킬렌 글리콜의 블렌드로부터 유도된 하이드록실 종결된 폴리에스테르 중간체; (ii) 디이소시아네이트 및 (iii) 선형 알킬렌 글리콜 사슬 연장제를 반응시킴으로써 제조되고, 이로써 형성되는 수지의 중량 평균 분자량이 600,000 이상인 단계;
    II. 수지 조성물을
    (iv) 폴리알킬렌 에테르 글리콜과 디이소시아네이트의 반응 생성물을 포함하는 작용제와 추가로 반응시키는 단계;
    III. 상기 엘라스토머 수지를 섬유로 가공하는 단계로서, 상기 섬유의 중량 평균 분자량이 700,000 이상인 단계; 및
    IV. 상기 섬유를, 임의로 하나 이상의 다른 섬유와 함께 니트 스트레치 직물로 가공하는 단계를 포함하여 개선된 날실 방향 신축성을 지닌 니트 스트레치 직물을 형성시키는 방법.
KR1020137019102A 2010-12-21 2011-12-19 엘라스토머 수지, 이의 섬유 및 직물, 및 이들의 용도 KR101861227B1 (ko)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US201061425320P 2010-12-21 2010-12-21
US61/425,320 2010-12-21
PCT/US2011/065746 WO2012087884A1 (en) 2010-12-21 2011-12-19 Elastomer resins, fibers and fabrics thereof, and uses thereof

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20130132937A true KR20130132937A (ko) 2013-12-05
KR101861227B1 KR101861227B1 (ko) 2018-05-25

Family

ID=45509665

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020137019102A KR101861227B1 (ko) 2010-12-21 2011-12-19 엘라스토머 수지, 이의 섬유 및 직물, 및 이들의 용도

Country Status (9)

Country Link
US (1) US9688805B2 (ko)
EP (2) EP3072913A1 (ko)
JP (1) JP6152056B2 (ko)
KR (1) KR101861227B1 (ko)
CN (1) CN103354817A (ko)
ES (1) ES2573114T3 (ko)
SG (1) SG191064A1 (ko)
TW (1) TWI563029B (ko)
WO (1) WO2012087884A1 (ko)

Families Citing this family (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20130255103A1 (en) 2012-04-03 2013-10-03 Nike, Inc. Apparel And Other Products Incorporating A Thermoplastic Polymer Material
CN104448221A (zh) * 2014-11-24 2015-03-25 晋江市闽高纺织科技有限公司 一种聚氨酯高回弹革服装及其制备方法
KR101879981B1 (ko) * 2016-10-10 2018-07-19 박희대 열가소성 폴리우레탄 원사의 제조방법
US11268213B2 (en) 2016-10-10 2022-03-08 Heedae Park Core-free thermoplastic polyurethane yarn with added nanosilica
US11286586B2 (en) * 2016-10-10 2022-03-29 Heedae Park Core-free thermoplastic polyurethane yarn with added nanosilica
US20180242651A1 (en) * 2017-02-28 2018-08-30 Christopher Kelly Compressive resistant fabric
KR102137274B1 (ko) * 2019-01-07 2020-07-23 (주) 정산인터내셔널 우수한 해사성, 제직성 및 원사 수축율 특성을 가지는 열가소성 탄성체 원사 및 이의 제조방법
CN111976240A (zh) * 2019-05-21 2020-11-24 高华奥秘有限公司 复合织物和用这种材料制成的胸罩及相关方法
WO2021026031A1 (en) 2019-08-02 2021-02-11 Nike, Inc. An outsole for an article of footwear

Family Cites Families (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS493451B1 (ko) * 1970-03-02 1974-01-26
JPS59179513A (ja) * 1983-03-29 1984-10-12 Asahi Chem Ind Co Ltd 新規なポリエステルポリエ−テル系線状ブロツクポリウレタンの製造法
US4877856A (en) 1987-08-31 1989-10-31 The Bf Goodrich Company Soft thermoplastic polyurethane for blown film application
CA2112578C (en) * 1991-07-03 2000-10-10 Yasuhiro Ogawa Thermoplastic polyurethane elastomer, process for producing same, apparatus for producing same and elastomer fibers made from same
JP3247777B2 (ja) * 1992-10-15 2002-01-21 カネボウ株式会社 ポリウレタン弾性体及びその製造方法
DE19722137A1 (de) * 1997-05-27 1998-12-03 Emtec Magnetics Gmbh Magnetische Aufzeichnungsträger
US7202322B2 (en) 2002-11-08 2007-04-10 Noveon, Inc. Heat resistant high moisture vapor transmission thermoplastic polyurethane
US6709147B1 (en) 2002-12-05 2004-03-23 Rauwendaal Extrusion Engineering, Inc. Intermeshing element mixer
US7357889B2 (en) * 2003-04-09 2008-04-15 Lubrizol Advanced Materials, Inc. Melt spun TPU fibers and process
US8148475B2 (en) 2003-06-30 2012-04-03 Lubrizol Advanced Materials, Inc. Melt spun polyether TPU fibers having mixed polyols and process
US7799255B2 (en) 2003-06-30 2010-09-21 Lubrizol Advanced Materials, Inc. Melt spun elastic tape and process
US7300331B2 (en) 2005-10-11 2007-11-27 Invista North America S.Ar.L. Brassiere construction using multiple layers of fabric
JP2009523918A (ja) 2005-12-22 2009-06-25 ルブリゾル アドバンスド マテリアルズ， インコーポレイテッド 紡糸パックアセンブリ
JP5751832B2 (ja) * 2007-10-22 2015-07-22 ルブリゾル アドバンスド マテリアルズ， インコーポレイテッド 軟質で弾性の可塑剤非含有熱可塑性ポリウレタンおよびそれを合成するプロセス
BRPI1015425B1 (pt) * 2009-06-25 2020-10-27 Lubrizol Advanced Materials, Inc. fibra elástica fiada por fusão feita a partir de poliuretano termoplástico reticulado, tecido, artigo de vestuário, e, processo para produzir uma fibra elástica
SG182624A1 (en) * 2010-01-25 2012-08-30 Lubrizol Advanced Mat Inc High strength non-woven elastic fabrics
TW201209234A (en) * 2010-06-15 2012-03-01 Lubrizol Advanced Mat Inc High strength constant compression elastic fibers and fabrics thereof

Also Published As

Publication number Publication date
JP2014507508A (ja) 2014-03-27
WO2012087884A1 (en) 2012-06-28
US9688805B2 (en) 2017-06-27
ES2573114T3 (es) 2016-06-06
TWI563029B (en) 2016-12-21
JP6152056B2 (ja) 2017-06-21
EP3072913A1 (en) 2016-09-28
SG191064A1 (en) 2013-07-31
US20130273285A1 (en) 2013-10-17
KR101861227B1 (ko) 2018-05-25
EP2655467B1 (en) 2016-05-11
EP2655467A1 (en) 2013-10-30
CN103354817A (zh) 2013-10-16
TW201231549A (en) 2012-08-01

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101861227B1 (ko) 엘라스토머 수지, 이의 섬유 및 직물, 및 이들의 용도
EP2446073B1 (en) High strength fabrics consisting of thin gauge constant compression elastic fibers
JP5467466B2 (ja) ポリウレタン弾性糸およびその製造方法
TWI625436B (zh) 具可分離、摩擦力降低之長絲的雙成份彈性纖維及其製造方法
US20160053408A1 (en) High strength constant compression elastic fibers and fabrics thereof
JP4974086B2 (ja) ポリウレタン弾性糸およびその製造方法

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant