双组分斯潘德克斯制造技术

本发明专利技术涉及双组分斯潘德克斯。一种弹性多重组分纤维，其包括截面，其中所述截面的至少第一区包含聚氨酯脲组合物；且包括第二区。

【技术实现步骤摘要】
本申请是申请号为200980151646.7(国际申请日为2009年10月12日)、专利技术名称为“双组分斯潘德克斯”的进入国家阶段的PCT申请的分案申请专利技术背景专利
本专利技术包括通过溶液纺丝方法制备的包含聚氨酯脲组合物的弹性纤维，诸如斯潘德克斯(Spandex)，其具有包含具有可限定边界的至少两个单独区的截面，其中由所述截面的边界限定的至少一个区包含聚氨酯脲组合物。相关技术描述历史上，遍寻熔融可加工聚合物诸如热塑性聚氨酯(TPU)、聚酯、聚烯烃和聚酰胺来寻找高功能弹性多重组分(多组分)纤维。然而，这些结构缺乏足够的回复力、受低耐热性困扰或当延长超出某一程度时引起严重永久变形。具有优良回复性、耐热性和低变形的优选且众所周知的聚合物种类为基于聚氨酯-脲的体系，其通常归类为斯潘德克斯或弹力纤维(elastane)。然而，由于强烈的分子间键合，得自此种类的纤维必须由挤出的聚合物溶液在热惰性气体下形成以便于溶剂回收。诸如斯潘德克斯(也称作弹力纤维)的弹性纤维现在用于各式各样的产品中。实例主要包括针织袜类、泳衣、衣服、诸如尿布等的卫生产品。用以制备斯潘德克斯纤维的聚氨酯脲组合物具有一些限制，这些限制已导致诸如加入添加剂或改变聚合物组成的改进以防止降解和增强染色性等。在美国专利5,626,960号中，包含碳钙镁石和水菱镁石添加剂，其降低由于暴露于氯气随时间过去而降解。美国专利申请公开案2005/0165200A1号提供特定的聚氨酯脲组合物，其包含增加数目的胺端基，这增加了斯潘德克斯纤维的染色性。美国专利6,403,682号提供了包含作为增加斯潘德克斯纤维的染色性的添加剂的季铵的聚氨酯脲组合物。虽然这些斯潘德克斯组合物中的每一种都为纤维提供额外的功能性，但是这会是以纤维的有利性质为代价。例如，改变斯潘德克斯组成或包含添加剂可降低纤维的弹性或增加纤维在加工期间断裂的可能性或具有某些其他负面影响。因此，需要将保持纤维的有利性质诸如弹性、同时还提供增加纤维功能性的其他益处(特别是在诸如衣服、泳衣和针织袜类的最终用途产品中)的新斯潘德克斯纤维。专利技术概述本专利技术涉及生产具有增强的功能性的多组分斯潘德克斯纤维的产品和方法。一些实施方案为弹性多重组分纤维，其包括截面，其中所述截面的至少第一区包含聚氨酯脲组合物；且包括第二区。在一些实施方案中，第一区和第二区包含不同的组合物。一些实施方案为弹性多重组分溶液纺丝纤维，其包括截面，其中所述截面的至少第一区包含聚氨酯或聚氨酯脲组合物；且包括第二区。一些实施方案为弹性双组分纤维，其包括皮-芯截面，芯区包含聚氨酯或聚氨酯脲组合物，皮区包含聚氨酯或聚氨酯脲组合物，其中所述芯区和所述皮区的组成不同。一些实施方案为包含包括截面的弹性多重组分纤维的制品，其中所述截面的至少一个区包含聚氨酯脲组合物。一些实施方案为制备多重组分纤维的方法。一种方法包括：(a)提供至少两种聚合物组合物，其中所述组合物中的至少一种包括聚氨酯脲溶液；(b)通过分配板和喷丝孔合并组合物以形成具有截面的长丝；(c)将所述长丝挤出通过公共毛细管；和(d)从所述长丝中除去溶剂；其中所述截面包括在所述聚合物组合物之间的边界。还包括包括截面的弹性多重组分纤维，其中所述截面的至少一个区包含聚氨酯或聚氨酯脲组合物且所述纤维的至少一个区经溶液纺丝。另一实施方案为包括并列型截面的弹性双组分纤维，所述截面具有各自包含组成不同的聚氨酯脲的第一区和第二区。附图简述图1表示可在一些实施方案中实现的纤维截面的实例。图2为一些实施方案的纺丝板的截面的示意图。图3为一些实施方案的纺丝板的截面的示意图。图4为一些实施方案的纺丝板的截面的示意图。图5为一个实施方案的纤维的差示扫描量热计结果的绘图。专利技术详述定义如本文所用的术语“多重组分纤维”是指如下纤维，其具有边界可辨别的不同组合物的至少两个单独且不同的区，即，沿纤维长度连续的不同组合物的两个或更多个区。这与其中多于一种组合物合并形成沿纤维的长度没有清晰连续的边界的纤维的聚氨酯或聚氨酯脲共混物形成对比。术语“多重组分纤维”和“多组分纤维”是同义的且在本文中可互换使用。术语“组成不同”定义为包含不同聚合物、共聚物或共混物的两种或更多种组合物或具有一种或多种不同添加剂的两种或更多种组合物，其中包括在组合物内的聚合物可相同或不同。在两种比较组合物包含不同聚合物和不同添加剂的情况下，它们也是“组成不同的”。术语“边界”、“多个边界”和“边界区”用以描述多组分纤维截面的不同区之间的接触点。该接触点是“明确限定的”，其中在两个区的组合物之间存在极小重叠或没有重叠。在两个区之间存在重叠的情况下，边界区将包含两个区的共混物。该共混区可为在共混边界区与其他两个区中的每一个之间具有单独边界的单独均质共混区。或者，边界区可包含从邻近第一区的较高浓度的第一区组合物到邻近第二区的较高浓度的第二区组合物的梯度。如本文所用，“溶剂”是指诸如二甲基乙酰胺(DMAC)、二甲基甲酰胺(DMF)和N-甲基吡咯烷酮的有机溶剂。如本文所用的术语“溶液纺丝”包括自溶液制备纤维，其可为湿纺或干纺工艺，这两者都是纤维生产的常见技术。本专利技术的一些实施方案为包含溶液纺丝聚氨酯脲组合物的多组分或双组分纤维，其也称作斯潘德克斯或弹力纤维。多组分纤维的不同区的组合物包含不同的聚氨酯脲组合物，其中聚合物不同、添加剂不同或聚合物和添加剂两者都不同。通过提供多重组分纤维，可以实现多种不同益处。例如，由于仅在纤维的一个区中使用添加剂或更加昂贵的聚氨酯脲组合物而降低了成本，同时保持了可媲美的性质。并且，通过引入与常规单组分斯潘德克斯纱线不相容的新添加剂或通过合并两种组合物的协同效应可以实现改善的纤维性质。为了帮助确保斯潘德克斯纤维适合于纱线加工、织物制造和包含在衣服中时消费者的满意度，可以调节许多额外性质。斯潘德克斯组合物在本领域中众所周知且可包括诸如在Monroe Couper中公开的那些变体。纤维科技手册(Handbook ofFiber Science and Technology)：第III卷，高技术纤维(High Technology Fibers)部分A.Marcel Dekker,INC:1985，51-85页。潘德克斯纤维的一些实例在此列出。斯潘德克斯纤维可含有含量为0.01-6％重量的诸如TiO2的消光剂或折光指数不同于基础纤维聚合物的其他颗粒。当需要光亮或有光泽的外观时，也可以使用更低量。随着含量增加，可改变纱线的表面摩擦，其可影响加工期间纤维接触表面处的摩擦。可根据分子量和/或纺丝条件将以断裂每单位旦尼尔的力克数所测得的纤维断裂强度(以克/旦尼尔为单位的强度)调节为0.7-1.2克/旦尼尔。可基于所要织物构造生产旦尼尔为5-2000的纤维。5-30旦尼尔的斯潘德克斯纱线可具有1-5的长丝支数，且30-2000旦尼尔的纱线可具有20-200的长丝支数。纤维可根据织物的所要最终用途以0.5％-100％的含量用于任何种类的织物(机织织物、经编织物或纬编织物)中。斯潘德克斯纱线可单独使用或可将其与如FTC(联邦贸易委员会(Federal Trade Commission))认可的适于服装最终用途的任何其他纱线合股、加捻、共插(co-inserted)本文档来自技高网...

【技术保护点】
弹性多重组分纤维，其包括截面，所述截面包括第一区和第二区，第一区和第二区是具有边界可辨别的不同组合物的单独且不同的区，这些区沿所述纤维的长度连续，其中所述截面的第一区包含聚氨酯脲组合物和选自染料、颜料、聚烯烃、纳米粘土、壳聚糖、尼龙、聚酯、纤维素、聚四氟乙烯(PTFE)、相变物质及其组合的至少一种添加剂；和其中，第一区和第二区的组合物包含不同的聚合物组合物，其中添加剂不同或聚合物和添加剂两者都不同；并且所述纤维经溶液纺丝。

【技术特征摘要】
2008.10.17 US 61/1062881.弹性多重组分纤维，其包括截面，所述截面包括第一区和第二区，第一区和第二区是具有边界可辨别的不同组合物的单独且不同的区，这些区沿所述纤维的长度连续，其中所述截面的第一区包含聚氨酯脲组合物和选自染料、颜料、聚烯烃、纳米粘土、壳聚糖、尼龙、聚酯、纤维素、聚四氟乙烯(PTFE)、相变物质及其组合的至少一种添加剂；和其中，第一区和第二区的组合物包含不同的聚合物组合物，其中添加剂不同或聚合物和添加剂两者都不同；并且所述纤维经溶液纺丝。2.权利要求1的纤维，其中所述纤维的多重组分挤出通过同一毛细管形成单一长丝。3.权利要求1的纤维，其中所述纤维的多重组分挤出通过单独毛细管形成单独长丝且聚结成单一熔合纤维。4.权利要求1的纤维，其还包括第三区，所述第三区包括在所述第一区和所述第二区之间、包含所述第一区和所述第二区的共混物的边界区。5.权利要求1的纤维，其中所述截面包括选自同心皮-芯型、偏心皮-芯型、并列型和熔合股线的构造。6.权利要求1的纤维，其中所述截面为非圆形。7.权利要求1的纤维，其中所述第二区包含聚氨酯脲组合物。8.权利要求1的纤维，其中所述第二区包含非聚氨酯脲组合物。9.权利要求8的纤维，其中所述非聚氨酯脲由热塑性聚合物和可溶性聚合物中的一种制备。10.权利要求1的纤维，其中至少一个区包含为纺织纤维提供给增强的功能性或性质的组合物。11.权利要求10的纤维，其中所述增强的功能性包括至少一种选自以下的性质：染色性、疏水性、亲水性、摩擦控制、耐氯性、耐降解性、粘着性、可熔性、阻燃性、抗微生物性能、阻挡性、导电性、拉伸性质、颜色、发光、再循环性、香味、粘着控制、触觉性质、可定形性、热调节、营养性及其组合。12.权利要求1的纤维，其中所述聚氨酯或聚氨酯脲包含嵌段聚氨酯。13.权利要求1的纤维，其中所述截面包括选自同心皮-芯型、偏心皮-芯型、并列型和熔合股线的构造。14.权利要求1的纤维，其中所述截面为非圆形。15.权利要求13的纤维，其中第二区包含为纺织纤维提供增强的功能性的组合物。16.权利要求15的纤维，其中所述增强的功能性包括至少一种选自以下的性质：染色性、疏水性、摩擦控制、耐氯性、耐降解性、粘着性、可熔性、阻燃性、抗微生物性能、阻挡性、导电性、拉伸性质、颜色、再循环性、香味、粘着控制、触觉性质及其组合。17.包含权利要求1所述的弹性多重组分纤维的制品。18.权利要求1的纤维，或者权利要求17的制品，其中所述截面包括选自...

【专利技术属性】
技术研发人员：SW史密斯，刘洪，DA威尔逊，JB埃尔莫尔，
申请(专利权)人：英威达技术有限公司，
类型：发明
国别省市：瑞士;CH