具有平坦模量的熔纺弹性纤维制造技术

具有至少400%的极限伸长率并具有在100%至200%伸长率的加载和卸载循环中相对平坦的模量的熔纺纤维。制备所述纤维的方法。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】具有平坦模量的熔纺弹性纤维专利
本专利技术涉及由薄隔距恒定压缩弹性纤维制成的高强度织物。由该恒定压缩弹性纤维制成的服装对于穿着者来说具有更舒适的感觉。该服装由于由该弹性纤维制成的高强度织物而耐戳刺。专利技术背景近年来，对于功能性更强的服装的需求使对压缩织物的需求提高。这些织物虽然提供压缩，但还变得不舒服，这是由于越来越多的热量积累，以及经常变得太紧或太重或太臃肿。期望服装提供针对穿着者的最佳程度的压缩而不损失舒适性。还期望较薄隔距的织物，其能够实现较小的堆放体积，减少“臃肿”的感觉，并且在内衣的情况下，没有透过外层服装的外部可视性。合成弹性纤维(SEF)一般由具有软和硬链段的聚合物制成以赋予弹性。具有硬和软链段聚合物的典型地为聚(醚-酰胺)，如或共聚酯，如或热塑性聚氨酯，如然而，非常高伸长率的SEF典型地采用硬和软链段化的聚合物，如干纺聚氨酯或熔纺热塑性聚氨酯虽然这些SEF的断裂伸长率从低到非常高之间变化，但都可以共同描述为具有随着伸长率(应变)提高的几何级数级增加的模量(应力)。也就是说，它们不具有相对恒定的和/或平坦的压缩特性。熔纺TPU弹性纤维提供一些超过干纺聚氨酯弹性纤维的优点，亦即熔纺过程中不使用溶剂，而在干纺过程中，将聚合物溶于溶剂中并纺丝。然后将溶剂从纤维部分蒸发。极其难以将全部溶剂完全从干纺纤维去除。为了便于从干纺纤维除去溶剂，将它们典型地制成小尺寸并束缚在一起以产生多丝(带条状)纤维。这导致对于给定的旦尼尔来说与熔纺纤维相比较大的物理尺寸。这些物理特性产生更臃肿的织物，并且多丝束的特性导致舒适性的丧失。期望具有这样的TPU纤维，其在0和250%伸长率之间具有相对恒定压缩，或与更常规的纤维相比至少更相对恒定的压缩。而且，还期望这些由此类纤维制成的恒定压缩织物是薄隔距的并具有高耐戳刺性。由此类织物制成的服装将为穿着者提供更多的舒适性和信心。附图说明图1是市售干纺聚氨酯纤维的70旦尼尔多丝的显微照片。图2是本专利技术的熔纺恒定压缩热塑性聚氨酯纤维的70旦尼尔的显微照片。图3是显示作为旦尼尔的X轴对纤维宽度平方(平方微米)的Y轴的图。本专利技术的纤维与市售干纺纤维比较。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供极限伸长率为至少400%并且具有在100%至200%伸长率的加载和卸载循环中相对平坦的模量的熔纺纤维。本专利技术进一步提供这样的纤维，其具有在第5次拉循环时在100%至200%伸长率的加载循环上增加不超过400%的模量。还提供任何这样的纤维，其作为直径30-300微米的单丝纤维。本专利技术进一步提供由任何所述纤维得到的平纹针织织物，其具有由ASTMD751测得的使得失效时的载荷/厚度为至少710lbf/in(124N/mm)的顶破戳刺强度(burstpuncturestrength)，并且在这些实施方式的一些中，该平纹针织织物由平均旦尼尔不超过80、75、或甚至约70的纤维制成，其中这些极限可适用于由100%所描述的纤维制成的平纹针织织物(即，没有辅助纤维(co-fibers)存在)。本专利技术提供任何本文描述的纤维，其中：(i)该纤维的旦尼尔为40-90；(ii)该纤维在第5次拉循环时的模量在100%至200%伸长率的加载循环上提高80%至130%；(iii)由所述纤维制备的平纹针织织物具有由ASTMD751测得的使得该织物失效时的载荷/厚度为710至1600lbf/in(124至280N/mm)的顶破戳刺强度；(iv)其中该纤维为单丝并且直径为80-100微米；或(v)任何以上的组合。本专利技术提供任何本文描述的纤维，其中：(i)该纤维的旦尼尔为90-160；(ii)该纤维在第5次拉循环时的模量在100%至200%伸长率的加载循环上提高50至120%；(iii)该纤维是单丝并且直径为100-150微米；或(iv)任何以上的组合。本专利技术提供任何本文描述的纤维，其中：(i)该纤维的旦尼尔为300-400；(ii)该纤维在第5次拉循环时的模量在100%至200%伸长率的加载循环上提高50至150%；(iii)该纤维是单丝并且直径为180-220微米；或(iv)任何以上的组合。本专利技术进一步提供由任何本文描述的纤维制备的平纹针织织物。在一些实施方式中，该织物具有由ASTMD751测得的顶破戳刺强度，使得(i)达到失效的能量为至少25lbf-in.(2.8N-m)，(ii)失效时的载荷为至少6磅(2.7kg)，或(iii)其组合。在这些实施方式的一些中，该平纹针织织物由平均旦尼尔不超过80、75、或甚至约70的纤维制成，其中这些极限可适用于由100%所描述的纤维制成的平纹针织织物(即，没有辅助纤维存在)。在一些实施方式中，纤维是热塑性聚氨酯纤维。在这些实施方式的一些中，纤维是聚酯热塑性聚氨酯，其任选地与流变改性剂(RMA)反应，例如，其可用聚醚交联剂交联。本专利技术进一步提供包含至少两种不同纤维的织物，其中所述纤维的至少之一是本文描述的纤维的任一种。本专利技术进一步提供制备极限伸长率为至少400%并具有在100%至200%伸长率的加载和卸载循环中相对平坦的模量的熔纺弹性纤维的方法，所述方法包括：(a)通过喷丝头熔纺热塑性弹性体聚合物；和(b)以不大于排出喷丝头的聚合物熔体速度的50%的缠绕速度将弹性纤维缠绕到梭心上。专利技术详述以下将通过非限制性的说明来描述各种优选的特征和实施方式。纤维和织物本专利技术的纤维具有在室温在100%至200％伸长率的加载和卸载循环中相对恒定的模量。在一些实施方式中，本专利技术的纤维的断裂伸长率为至少400%，或约450-500％。本专利技术的上乘纤维在体温下具有接近完美的恒定的模量。这样的室温/体温恒定压缩由本文提供的实施例得到证明。用于获得这里所述的数值的标准试验方法是由DuPont为弹性纱线开发的一种。该试验使纤维进行一个系列5个循环。在各循环中，使纤维拉伸到300%伸长率，并采用恒定的延伸速率(在原始隔距(gaugelength)和300%伸长率之间)松弛。在第5次循环后测量％永久变形。然后，使纤维试样进行第6次循环并拉伸到断裂。仪器记录各次延伸时的载荷，断裂前的最高载荷，断裂载荷的单位是克-力/旦尼尔，以及断裂伸长率和最大载荷时的伸长率。试验一般在室温(23℃±2°C；和50%±5%湿度)进行。在一些实施方式中，本专利技术的纤维具有圆形截面。参考图2，可以看到，根据本专利技术的70旦尼尔纤维的截面形状基本上是圆的。图1显示了典型的和工业标准的70旦尼尔带条状高伸长率SEF，其具有不同的和较大的截面宽度。图3显示了室温下典型的和工业标准的70旦尼尔带条状高伸长率SEF与本专利技术的薄隔距恒定压缩高强度纤维的比较。变量旦尼尔/截面基(d/平方微米)用于进行比较。本专利技术的纤维具有小的恒定的斜率，而干纺纤维斜率不但大而且还是以几何级数级增加的。结果，由本专利技术的纤维制成的织物不仅如图3所示能够在总体较薄隔距的织物中赋予相当的强度(由测量得到证明)，而且服装(或其它应用)中的单一织物可以顺应不同的尺寸，不会舍弃舒适性，也不会由于纤维的相对恒定压缩性质导致产生太紧或硬的感觉。由本专利技术的纤维制成的织物的另一特征是，与类似拉伸和隔距的织物相比，该织物具有优异的顶破强度。并且本专利技术的织物的独特感觉和手感赋予使用者精细纺织品的感觉，这与对于基本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2010.06.15 US 61/354,8231.一种熔纺纤维，其具有至少400％的极限伸长率并具有在100％至200％伸长率的加载和卸载循环中相对平坦的模量，其中所述纤维是重均分子量为至少500,000的用聚醚交联剂交联的聚酯热塑性聚氨酯纤维，以及该纤维在第5次拉循环时的模量为在100％至200％伸长率的加载循环上增加不超过400％的模量。2.权利要求1的纤维，其中所述纤维为直径30-300微米的单丝纤维。3.权利要求1-2任一项的纤维，其中该纤维的旦尼尔为40-90；其中该纤维在第5次拉循环时的模量在100％至200％伸长率的加载循环上提高80％至130％；其中由所述纤维制备的平纹针织织物具有由ASTMD751测得的使得该织物失效时的载荷/厚度为710至1600lbf/in的顶破戳刺强度；和其中该纤维是单丝并且直径为80-100微米。4.权利要求1-2任一项的纤维，其中该纤维的旦尼尔为90-160；其中该纤维在第5次拉循环时的模量在100％至200％伸长率的加载循环上提高50％至120％；和其中所述纤维是单丝并且直径为100-150微米。5.权利要求1-2任一项的纤维，其中该纤维的旦尼尔为300-400；其中该纤维在第5次拉循环时的模量在100％至200％伸长率的加载循环上提高50％至150％；和其中所述纤维是单丝并...

【专利技术属性】
技术研发人员：R·R·威杜拉，小J·E·布里森，MW·李，D·M·菲舍，C·A·斯普拉格，
申请(专利权)人：路博润高级材料公司，
类型：
国别省市：