可熔双组分氨纶的制作方法

本申请是申请日为2014年5月29日，申请号为201480043016.9，发明名称为“可熔双组分氨纶”的发明专利申请的分案申请。

发明背景

发明领域

本发明涉及链段聚氨酯弹性纤维或氨纶纤维，除了结合自身外，所述纤维还能够结合于诸如尼龙或聚酰胺纤维的聚合物纤维用于服装纺织品应用。更具体地说，本发明涉及具有耐热芯和热敏性外皮(sheath)，由聚合物溶液纺丝而成的双组分氨纶纤维。含有所述氨纶纤维的尼龙织物在热处理之后具有增强的拉伸性能和改进的表面外观以激活尼龙纤维与氨纶纤维之间的熔合和结合。

相关技术说明

具有优良耐久性、强度、柔软度以及光泽度的尼龙织物长期以来用作基础服装纺织品材料。在基于尼龙的织物中添加氨纶纤维进一步提供具有弹性和舒适感，使得它们在贴近身体的应用(诸如除了丝袜/织袜类之外贴身衣服、塑形内衣、泳衣以及运动装)中极受欢迎的织物。在这些应用中，亟需具有较低织物重量的较高织物恢复力以在没有牺牲穿用舒适感和活动性下保持身体轮廓形状。

此外，在切割和缝纫具有氨纶纱的尼龙织物过程中，在反复作用下，通常弹性纱可从缝合线中脱出，这是所谓的“滑移(slipin)”或脱缝(seamslippage)，并且由于密度不均匀，这个现象可导致织物拉伸性的损失以及不良的织物均匀性外观。

已经付出相当大的努力来开发具有在织物热处理(诸如蒸汽定形和热定形过程)时熔合自身和熔合配合硬纱的弹性纱的织物。美国专利申请20060030229a1公开了用于机织织物或针织织物的具有180℃或更低熔融温度的基于聚氨酯的熔体纺丝纤维。在100％延伸下在150℃下持续45秒的干热处理可使得这种聚氨酯弹性纤维彼此熔合或在交叉点上熔合到其他弹性或非弹性长丝上。美国专利8173558b2也公开了包括所述聚氨酯弹性纤维的纬编针织物。因为这种聚氨酯弹性纤维的低熔点和不良耐热性，所以当在需要提供基于尼龙的织物的尺寸稳定性的典型的190℃至200℃热定形温度范围中处理织物时，它们损失过多纤维韧性并且导致长丝断裂以及织物恢复力损失。另一方面，在低于180℃的温度下的热处理下，在这些熔体纺丝弹性纤维与尼龙纤维之间不能产生足够的可熔性。

美国专利6207276b1描述熔体纺丝外皮-芯型双组分纤维，其大部分包括聚酰胺或尼龙，用于造纸机毛毡应用中。对于在服装织物应用中或与氨纶纤维组合的纤维没有提供公开。类似地，在来自ems-chemieag的产品目录中，列举包括220℃熔融温度的尼龙-6芯和135℃熔融温度的共聚多酰胺外皮的外皮-芯型双组分纤维，然而，没有提供服装纺织品应用或氨纶纤维可溶性的可能性的公开。

pct专利申请wo2011052262a1也公开了具有聚氨酯芯的熔体纺丝外皮-芯型结合线，由异氰酸酯封端的预聚物和羟基封端的预聚物以及选自基于聚酯或聚酰胺的弹性体的弹性芯制备而成。由于在需要实现可接受的织物外观和收缩的热定形条件下的不良耐热性，含有所述结合纤维的尼龙织物将再次损失相当大的恢复力。

美国专利申请20120034834a1公开了在外皮中具有至少一种低温熔融聚氨酯作为可熔性改进添加剂的干燥的纺丝可熔外皮-芯型双组分氨纶纤维。基于低温熔融聚氨酯的所述添加剂必定改进氨纶纤维本身的可熔性。

技术实现要素：

以前提供的解决方案没有一个提供弹性纤维，所述弹性纤维解决提供尺寸稳定的织物的问题，所述尺寸稳定的织物提供足够的弹性并且抵抗脱缝。因此，可在尼龙织物热定形条件下在没有过度损失恢复力下经受热处理并且能够结合尼龙纤维用于增强织物恢复力和外观的弹性纤维或氨纶纤维仍是需要的。

已经很好地认识到基于链段聚氨酯脲的氨纶纤维与基于热塑性聚氨酯弹性体的氨纶纤维相比具有优异的弹性特性和热阻。事实上，由于脲硬链段域的高结晶度和高熔融温度，实际上不可能对基于聚氨酯脲聚合物的氨纶纤维熔体纺丝而不遇到严重的降解。关于为何通过经由湿纺进行的溶液纺丝法或通过干纺对基于聚氨酯脲的氨纶纤维纺丝，根本原因在于在没有损失过度的恢复力下，市售的产品和这些氨纶纤维可经受高温处理(诸如尼龙织物的热定形)。还认识到在高温处理下，所述耐热的聚氨酯脲氨纶纤维相对于尼龙纤维具有不良可熔性。因此，需要一种技术方案以在尼龙织物外观均匀性和尺寸稳定所需的热处理条件下，产生能够结合于织物中的尼龙纤维并且不损失过度的织物恢复力的弹性纤维或氨纶纤维。

一方面提供一种包括可熔合至包括其他聚合物纱(诸如聚酰胺或尼龙)的其他纱的双组分氨纶纱的物品。所述双组分氨纶纱包括：(a)包括具有芯和外皮的横截面的聚氨酯双组分纤维；和(b)外皮包括热熔性粘合剂(诸如聚酰胺热熔性粘合剂)。所述物品可为纱、织物或衣服。

一方面提供在没有过度损失恢复力下热处理时能够与织物中的尼龙纤维结合的具有耐热芯和热敏性外皮的溶液纺丝而成的外皮-芯型双组分氨纶纤维。包括纱和线的外皮-芯型双组分纤维可为复长丝或单长丝，并且每个长丝可为同心形状、偏心形状或不规则形状。在每个长丝中，

(a)芯组分包括具有不低于250℃的硬链段熔融温度的至少一种链段聚氨酯脲，并且外皮组分包括具有不高于180℃的熔融温度的至少一种基于聚酰胺的热熔性粘合剂；

(b)芯组分含有至少60重量％的链段聚氨酯脲或聚氨酯脲混合物，并且外皮组分含有至少25重量％的呈均聚物、共聚物、三元共聚物或共混聚合物形式的基于聚氨酯的热熔性粘合剂；

(c)并且芯组分为至少约80重量％并且外皮组分不超过约20重量％。

另一方面提供了用于制备可熔性双组分氨纶纱的方法。所述方法包括：

(a)提供包括第一聚氨酯溶液的芯聚合物组合物

(b)提供包括包含热熔性粘合剂的第二聚氨酯溶液的外皮聚合物组合物；

(c)通过分配板和孔组合芯组合物和外皮组合物以形成具有外皮-芯型横截面的长丝；

(d)通过普通的毛细管挤出长丝；并且

(e)从所述长丝中去除溶剂。

另一方面提供包括至少一种尼龙或聚酰胺纤维以及至少一种可熔的双组分氨纶纤维，通过针织或编织形成的织物。尼龙纤维可直接与可熔的双组分氨纶纤维组合使用，或它可在制造织物时用作尼龙覆盖的氨纶纱。尼龙纤维在热处理织物时可熔合到氨纶纤维上，使得与在没有将尼龙纤维与氨纶纤维之间结合时相比增强恢复力。此外，这种熔合的织物结构在重复的拉伸循环中还防止氨纶纤维脱缝。更具体地说，在尼龙长丝与氨纶长丝之间熔合的接触点或接触部分是由具有不高于180℃的熔融温度的至少一种聚酰胺热熔性粘合剂构成。

还提供了一种包括包含聚酰胺可熔性外皮-芯型双组分氨纶纤维的织物的物品。聚酰胺可熔性外皮-芯型双组分氨纶纤维可在热定形或其他热处理时结合于织物中的其他纱。

提供一种用于制备织物的方法，所述方法包括：

(a)提供聚合物纱，

(b)提供聚酰胺可熔的外皮-芯型双组分氨纶纤维；

(c)合并聚酰胺纱和所述双组分氨纶纤维以形成织物；并且

(d)通过将织物暴露于约150℃至约200℃的温度而在织物内将聚酰胺纱熔合至双组分氨纶。

附图简述

图1为用于测试脱缝阻力的方法的图。

详述

定义

本文的纤维定义为具有超过200的纵横比(长径比)的呈线或长丝形式的定形的物品。“纤维”可为单长丝或复长丝，并且可与“纱”互换使用。

如本文使用的尼龙纤维表示人造纤维，其中纤维形成物质为长链合成聚酰胺，其中少于85％百分比的酰胺键直接附接至两个芳环上。

双组分纤维定义为其中每个长丝具有不同组合物的两个单独且不同的区域的纤维，所述组合物可为不同的聚氨酯组合物。纤维的单独组合物(诸如芯和外皮)可从同一毛细管挤出成为单长丝。芯和外皮具有可辨别的边界，即沿着纤维长度连续的不同组合物的两个区域。术语“结合纤维”可与双组分纤维同义使用。横截面可为圆形或非圆形。

外皮-芯型双组分纤维表示双组分纤维，其中一种组分(芯)完全被第二组分(外皮)包围。每种组分的横截面形状或相对位置不是至关重要的。

如本文使用，“溶剂”是指用于双组分中的至少一种或两种的有机溶剂(诸如二甲基乙酰胺(dmac)、二甲基甲酰胺(dmf)以及n-甲基吡咯烷酮)，所述有机溶剂可形成聚合物和添加剂的均匀溶液。

本文的添加剂定义为少量添加至纤维中以改进在纤维制造、贮存、加工以及使用中的外观、性能和质量的物质。添加剂本身不能够形成纤维。

如本文使用的术语“其他聚合物”表示除了规定的聚合物材料，数均分子量高于500道尔顿的任何聚合材料。这些聚合物本身可能或不可能形成纤维。

如本文使用的术语“溶液纺丝”包括由溶液制备纤维，所述制备可为湿纺或干纺方法，两者是纤维生产的普通技术。

如本文使用的“聚酰胺热熔性粘合剂”定义为具有重复的酰胺基团的热塑性聚合物，其可通过加热熔融或软化并且然后在冷却时附着到另一衬底上。可包括诸如抗氧化剂、增粘剂和塑化剂的添加剂，然而，基于聚酰胺的聚合物必须为聚酰胺热熔性粘合剂中的主要组分。

如本文使用的术语“熔融温度”定义为用差示扫描量热法测定的晶畴热转变成非晶态的吸热峰位置。这种转变可为可逆的或不可逆的。

一些方面的双组分氨纶纤维具有外皮-芯型双组分组态并且满足“人造纤维，其中纤维形成物质为由至少85％链段聚氨酯组成的长链合成聚合物”的定义。那样意味着在本发明纤维的外皮和芯中合并的链段聚氨酯含量为纤维的至少85重量％。需要这个含量来保持由氨纶纤维表征的纤维的拉伸和恢复性能。在热处理氨纶纤维之后，弹性特性和弹性特性的保留在很大程度上取决于链段聚氨酯的含量，和链段聚氨酯的化学组成、微畴结构以及聚合物分子量。如已很好地证实，链段聚氨酯为一种包括通过羟基封端的聚合二醇、二异氰酸酯和低分子量增链剂的逐步聚合产生的硬链段和软链段的长链聚氨酯家族。根据使用的增链剂(二醇或二胺)的性质，链段聚氨酯中的硬链段可为氨基甲酸乙酯或脲。具有脲硬链段的链段聚氨酯归类为聚氨酯脲。通常，脲硬链段比氨基甲酸乙酯硬链段形成更强的链间氢键充当物理交联点。因此，二胺链延伸的聚氨酯脲通常比短链二醇延伸的聚氨酯更好形成具有更高熔融温度以及在软链段与硬链段之间更好的相分离的结晶硬链段域。由于热处理时脲硬链段的完整性和电阻率，聚氨酯脲可通过溶液纺丝法只被纺丝成纤维。

分别制备外皮-芯型双组分氨纶纤维的外皮和芯并且其包括独立选择的聚氨酯组合物。这样意味着根据需要的纤维特性，外皮和芯的组合物可包括相似的或不同的组分。例如，芯和外皮都可包括聚氨酯-脲。芯和外皮可各自独立包括：(1)聚氨酯、(2)至少一种聚氨酯和至少一种聚氨酯-脲的共混物或，(3)聚氨酯-脲。

一方面提供具有基于聚氨酯(诸如主要为聚氨酯脲)的耐热芯和包括聚氨酯和聚酰胺热熔性粘合剂的热敏性外皮的溶液纺丝外皮-芯型双组分氨纶纤维，使得在热处理时，如此形成的氨纶纤维能够结合于织物中的尼龙纤维或其他纤维而不损失过度拉伸伸长和恢复力。包括纱和线的外皮-芯型双组分纤维可为复长丝或单长丝，并且每个长丝可为同心形状、偏心形状或不规则形状。

芯组分包括具有不低于250℃的硬链段熔融温度的至少一种链段聚氨酯脲。芯组分可以纤维的至少约80重量％的量存在，诸如双组分氨纶纤维的约80重量％至约95重量％。芯组分具有至少60重量％的链段聚氨酯脲或聚氨酯脲混合物。

外皮组分包括聚氨酯组合物以及至少一种基于聚酰胺的热熔性粘合剂。聚氨酯可为本文描述的任何聚氨酯，诸如聚氨酯脲及其混合物。在下文将更加详细地描述热熔性粘合剂。热熔性粘合剂的合适熔融温度为不高于180℃。热熔性粘合剂的合适熔融温度包括约120℃至约180℃。外皮组分可为双组分氨纶纤维的约5重量％至约20重量％。外皮组分包括聚氨酯(诸如聚氨酯脲)，并且具有至少25重量％的呈均聚物、共聚物、三元共聚物或共混聚合物形式的基于聚酰胺的热熔性粘合剂的外皮组分。

芯组合物

在外皮-芯型双组分氨纶纤维的芯组分中主要组合物包含具有不低于250℃的硬链段熔融温度的至少一种链段聚氨酯脲。链段聚氨酯脲为芯组分的至少约60重量％。芯可为纤维的至少约80重量％，诸如纤维的约80重量％至约95重量％。可使用两种或更多种链段聚氨酯脲的混合物或共混物。任选地，链段聚氨酯脲的混合物或共混物还可与另一种链段聚氨酯或其他纤维形成聚合物一起使用。用于各种功能的添加剂也可包括在芯组分中。

用于芯组分的聚氨酯脲是通过两步骤方法制得的。在第一步骤中，通过使聚合二醇与二异氰酸酯反应形成异氰酸酯封端的氨基甲酸乙酯预聚物。关于二异氰酸酯与二醇的摩尔比的一个合适范围控制在约1.50至2.50范围内。需要时，在这个预聚合步骤中可使用催化剂来促进反应。在第二步骤中，将氨基甲酸乙酯预聚物溶解于溶剂(诸如n，n-二甲基乙酰胺(dmac))中，并且利用短链二胺或二胺的混合物增链以形成聚氨酯脲溶液。通过在第一步骤中和/或在第二步骤中添加少量的单官能醇或胺，通常少于60微当量每千克的聚氨酯脲固体并且反应来控制聚氨酯脲的聚合物分子量。在聚氨酯脲形成之后但是在溶液被纺成纤维之前的任何阶段可将添加剂混合至聚合物溶液中。在纤维芯组分中添加剂总量通常少于10重量％。在纺丝之前，在聚合物溶液中包含添加剂的固体含量通常控制在溶液的30.0重量％至40.0重量％的范围内。对于最佳纺丝性能来说，溶液粘度通常控制在2000泊至5000泊范围内。

用于芯组分中的聚氨酯脲的合适聚合二醇包括聚醚二醇、聚碳酸酯二醇以及数均分子量为约600至约3,500的聚酯二醇。可包括两种或更多种聚合二醇或共聚物的混合物。

可使用的聚醚二醇的实例包括从环氧乙烷、环氧丙烷、氧杂环丁烷、四氢呋喃以及3-甲基四氢呋喃的开环聚合和/或共聚合反应，或从在各分子中具有少于12个碳原子的多元醇(诸如二醇或二醇混合物，诸如乙二醇、1，3-丙二醇、1，4-丁二醇、1，5-戊二醇、1，6-己二醇、2，2-二甲基-1，3-丙二醇、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-癸二醇和1，12-十二烷二醇)的缩聚反应获得的具有两个末端羟基的那些二醇。线性双官能聚醚多元醇是优选的，且具有约1,700至约2,100的数均分子量的聚(四亚甲基醚)二醇，诸如官能度为2的1800(invistaofwichita，kans.)，是特定合适二醇的一个实例。共聚物可包括聚(四亚甲基醚-共-亚乙基醚)二醇和聚(2-甲基四亚甲基醚-共-四亚甲基醚)二醇。

可使用的聚酯二醇的实例包括通过脂肪族聚羧酸与在各分子中具有不多于12个碳原子的低分子量的多元醇或它们的混合物的缩聚反应产生的具有两个末端羟基的那些酯二醇。合适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、十一烷二羧酸以及十二烷二羧酸。用于制备聚酯多元醇的合适二醇的实例为乙二醇、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-癸二醇和1，12十二烷二醇。具有约5℃至约50℃的熔融温度的线性双官能聚酯多元醇为特定聚酯二醇的实例。

可使用的聚碳酸酯二醇的实例包括通过光气、氯甲酸酯、碳酸二烷基酯或碳酸二烯丙基酯与在各分子中具有不多于12个碳原子的低分子量的脂肪族多元醇或它们的混合物的缩聚反应产生的具有两个末端羟基的那些碳酸酯二醇。用于制备聚碳酸酯二醇的合适多元醇的实例为二甘醇、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℃至约50℃的熔融温度的线性双官能聚碳酸酯多元醇为特定聚碳酸酯多元醇的实例。

用于制备聚氨酯脲的二异氰酸酯组分可包括单个二异氰酸酯或不同二异氰酸酯的混合物，所述混合物包括含有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。可包括任何合适的芳族或脂肪族二异氰酸酯。可使用的二异氰酸酯的实例包括但不限于4，4’-亚甲基双(苯基异氰酸酯)、4，4’-亚甲基双(环己基异氰酸酯)、1，4-二甲苯二异氰酸酯、2，6-甲苯二异氰酸酯、2，4-甲苯二异氰酸酯及其混合物。特定的多异氰酸酯组分的实例包括500(mitsuichemicals)、mb(bayer)、m(basf)和125mdr(dowchemical)及其组合。

用于制备聚氨酯脲的合适的二胺增链剂的实例包括：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-己二胺；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-甲基环已烷；n-甲基氨基-双(3-丙基胺)；1，2-环己烷二胺；1，4-环己烷二胺；4，4’-亚甲基-双(环己胺)；异氟尔酮二胺；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-甲基环已烷；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-亚二甲苯基二胺；以及(texaco)。任选地，还可将水和叔醇(诸如叔丁醇和α-枯基醇)用作增链剂以制备聚氨酯脲。

可包括单官能醇或伯/仲单官能胺作为链终止剂以控制聚氨酯脲的分子量。还可包括一种或多种单官能醇与一种或多种单官能胺的共混物。

本发明可用作链终止剂的单官能醇的实例包括选自包括以下的组的至少一种成员：具有1至18个碳的脂肪族和脂环族伯醇和仲醇、酚、取代酚、分子量低于约750(包括分子量低于500)的乙氧基化烷基酚和乙氧基化脂肪醇、羟胺、羟甲基和羟乙基取代的叔胺、羟甲基和羟乙基取代的杂环化合物及其组合，包括糠醇、四氢糠醇、n-(2-羟乙基)琥珀酰亚胺、4-(2-羟乙基)吗啉、甲醇、乙醇、丁醇、新戊醇、己醇、环己醇、环己烷甲醇、苄醇、辛醇、十八烷醇、n，n-二乙基羟胺、2-(二乙基氨基)乙醇、2-二甲基氨基乙醇、和4-哌啶乙醇及其组合。优选地，所述单官能醇在制备氨基甲酸乙酯预聚物的步骤中反应以控制在后面的步骤中形成的聚氨酯脲的聚合物分子量。

可用作聚氨酯脲的链终止剂的合适单官能伯胺的实例包括但不限于乙胺、丙胺、异丙胺、正丁胺、仲丁胺、叔丁胺、异戊胺、己胺、辛胺、乙基己胺、十三胺、环己胺、油胺以及十八胺。合适单官能二烷基胺链封端剂的实例包括：n，n-二乙胺、n-乙基-n-丙胺、n，n-二异丙胺、n-叔丁基-n-甲胺、n-叔丁基-n-苄胺、n，n-二环己胺、n-乙基-n-异丙胺、n-叔丁基-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。优选地，在链延伸步骤期间，使用所述单官能胺以控制聚氨酯脲的聚合物分子量。任选地，在链延伸反应期间还可使用氨基-醇(诸如乙醇胺、3-氨基-1-丙醇、异丙醇胺以及n-甲基乙醇胺)以调节聚合物分子量。

外皮组合物

外皮-芯型双组分氨纶纤维的热敏性外皮组分提供具有在热处理后使氨纶纤维和聚合物纤维(诸如尼龙纤维)熔合和结合在一起的能力的纤维。这种外皮层应该包括足够量的聚酰胺热熔性粘合剂以能够湿润接触面并且使其粘附至聚合物长丝(诸如尼龙长丝)上；它还应该与氨纶聚合物可相容。结合强度应理想地足以经受住织物和衣服的反复穿着、洗涤、干燥和清洁。基于包括基于乙酸乙烯酯共聚物、丙烯酸酯共聚物、苯乙烯嵌段共聚物、聚酰胺、聚酯以及聚氨酯的那些热塑性塑料的各种热熔性粘合剂的大量筛选和比较，聚酰胺热熔性粘合剂被选择作为外皮组合物的主要成分之一。

根据本发明，为了在氨纶纤维与尼龙纤维之间产生足够的结合，外皮中的聚酰胺热熔性粘合剂的含量至少为外皮组分的25重量％。此外，根据本发明，聚酰胺热熔性粘合剂的熔融温度不高于约180℃，包括约120至约180℃以及约120至约160c，以维持热处理时的灵敏性。其他聚合物和添加剂也包括在外皮组分中。

关于外皮中包含的聚酰胺热熔性粘合剂，多种量是合适的。例如，聚氨酯热熔性粘合剂可以外皮组合物的高达约80重量％的量存在。这包括外皮组合物的约20重量％至约80重量％。

所选择的聚酰胺热熔性粘合剂可为均聚物、共聚物、三元聚合物、多元聚合物或共混聚合物或聚合物混合物，包括嵌段共聚物(诸如聚醚酯酰胺和聚酯酰胺)。部分被取代或完全被取代的n-取代的聚酰胺也可用作热熔性粘合剂。

热熔性粘合剂中的聚酰胺基础聚合物可由所选择的二胺和二元酸的缩聚反应、所选择的ω-氨基酸的缩聚反应和内酰胺的开环聚合制得。二元酸的实例包括但不限于己二酸、壬二酸、癸二酸、十二烷二酸以及二聚酸；二胺的实例包括但不限于六亚甲基二胺、三甲基六亚甲基二胺、1，5-二氨基-2-甲基戊烷、1，3-环己烷二胺、1，12-二氨基十二烷、1-(2-氨基乙基)哌嗪以及1，4-双(3-氨基丙基)哌嗪。ω-氨基酸的实例为11-氨基十一酸和12-氨基十二酸。内酰胺的实例为ε-己内酰胺和ω-十二内酰胺。

合适的且可商购获得的聚酰胺热熔性粘合剂的实例包括但不限于商品名为uni-rez^tm(arizonachemical)、(evonik)、(henkel)、(arkema)、(huntsman)、(dupont)、(ems-griltech)、(cognis)以及isocor^tm(jardenaplliedmaterials)的那些。

用于外皮组分的聚合物溶液通常通过在与其他热塑性聚合物(诸如乙酸乙烯酯共聚物、丙烯酸酯共聚物、苯乙烯嵌段共聚物、聚酯以及聚氨酯)组合的溶剂(诸如n，n-二甲基乙酰胺(dmac))中溶解呈块、小球或粉末形式提供的聚酰胺热熔性粘合剂来制备。为加速溶解过程，可通过外部加热介质或通过高速机械搅拌来施加热。任选地，选自氯化锂、溴化锂、硝酸锂、氯化钙以及氯化镁的碱金属盐和碱土金属盐可用于帮助聚酰胺热熔性粘合剂的溶解性并且促进dmac中的溶液粘度稳定性。用于各种功能的添加剂也通常包括在外皮组分中。在纺丝之前，外皮聚合物溶液中包含的添加剂的固体含量通常控制在溶液的25.0重量％至45.0重量％的范围内。对于最佳纺丝性能，溶液粘度通常控制在1000泊至5000泊范围内。

添加剂

下面列出可任选地包含在双组分氨纶纤维的外皮和/或芯组分中的添加剂的种类。包括例示性和非限制性清单。然而，额外添加剂是本领域众所周知的。实例包括：抗氧化剂、uv稳定剂、着色剂、颜料、交联剂、相变材料(石蜡)、抗菌剂、矿物(即铜)、微囊化添加剂(即，芦荟、维生素e凝胶、芦荟、海藻、尼古丁、咖啡因、香料或芳香剂)、纳米颗粒(即硅石或碳)、碳酸钙、阻燃剂、防粘剂、耐氯降解添加剂、维生素、药品、香料、导电添加剂、可染性和/或染色助剂(诸如季铵盐)。

可以添加的其他添加剂包括粘合促进剂和可熔性改进添加剂、抗静电剂、抗蠕变剂、光学增白剂、凝固剂、导电添加剂、发光添加剂、润滑剂、有机和无机填料、防腐剂、增稠剂(texturizingagent)、热致变色添加剂、驱虫剂、和湿润剂、稳定剂(受阻酚、氧化锌、受阻胺)、滑爽剂(硅油)及其组合。

添加剂可提供一种或多种有益特性，包括：可染性、疏水性(即聚四氟乙烯(ptfe))、亲水性(即纤维素)、摩擦控制、耐氯性、耐降解性(即抗氧化剂)、粘合性和/或可熔性(即粘合剂和粘合促进剂)、阻燃性、抗菌性能(银、铜、铵盐)、阻挡性、导电性(炭黑)、拉伸特性、颜色、发光、再循环性、生物可降解性、香味、粘性控制(即金属硬脂酸盐)、触觉特性、定形能力、热调节(即相变材料)、营养性、消光剂(诸如二氧化钛)、稳定剂(诸如水滑石)、碳酸钙镁石和水菱镁矿的混合物、uv屏蔽剂及其组合。

可包括适合于实现所需效果的任何量的添加剂。

其他聚合物

本发明的双组分纤维使用的其他聚合物包括可溶或具有有限溶解度或可以微粒形式包括的其他聚合物。所述聚合物可分散或溶解在外皮和/或芯聚合物溶液中，并且作为纤维的一部分挤出。

其他聚合物的实例包括热塑性聚合物，诸如乙酸乙烯酯共聚物、丙烯酸酯共聚物、苯乙烯嵌段共聚物、马来酸酐共聚物、聚酯以及聚氨酯。

纤维形成

用于通过包括干纺法的溶液纺丝对外皮-芯型双组分氨纶纤维纺丝的装置和方法是已知的，并且在美国专利申请20120034834a1和20110275265a1中公开，所述申请以引用的方式整体并入。

一些方面的物品可为纱、织物或衣服。物品包括聚合物纱，诸如聚酰胺纱和外皮-芯型双组分氨纶。

织物包括针织织物、机织织物或非机织织物，所述织物在外皮中包括具有聚酰胺热熔性粘合剂的外皮-芯型双组分氨纶。氨纶长丝将具有与诸如尼龙长丝或聚酯长丝的聚合物长丝的直接接触点。针织织物可通过纬编或经编法制得，包括通过圆形针织机、无缝针织机、特里科经编机以及拉舍尔经编机等等制造的那些织物结构。因此，针织物可为圆筒形针织物、无缝针织物、平针织物、拉舍尔经编织物、特里科经编织物、单面针织物等。机织织物可通过编织聚合物纤维(诸如具有双组分氨纶纤维的尼龙或聚酯纤维，或其中用另一种纤维或纱覆盖双组分氨纶纤维(诸如尼龙覆盖的氨纶))来制得。

在一些方面的织物中使用的尼龙纤维为具有至少一种超过180℃的熔融温度的那些基于聚酰胺的纤维，尼龙纤维的实例包括但不限于尼龙6、尼龙6/6、尼龙4/6、尼龙6/10以及尼龙6/12。任选地，外皮-芯型组态或肩并肩组态的双组分尼龙纤维也可用于织物。此外，在所述双组分纤维种类中，一种组分包括聚酰胺热熔性粘合剂。

在物品中使用的双组分氨纶纤维可呈裸纱的形式或呈尼龙覆盖的氨纶纱的形式。在织物中，氨纶含量在织物的约1重量％至35重量％范围内，诸如织物的约2重量％至约25重量％。

当一些方面的织物经受热处理(诸如热定形方法)时，织物可在聚合物长丝(诸如尼龙长丝)与双组分氨纶长丝之间产生熔合接触点或链段。可选择热定形温度以提供聚合物长丝和双组分氨纶长丝的至少部分熔合。热处理可包括织物经受120℃至210℃范围内的温度。合适范围包括约120℃至约180℃、约150℃至约165℃、约160℃至约180℃以及约180℃至200℃。熔合接触点或链段包括至少一种聚酰胺热熔性粘合剂。所述完成的织物将具有增强的织物拉伸和恢复力，并且具有减少的氨纶纱自缝或切开边缘的滑移。

本发明的特征和优点通过下面的实施例更完全地展示，这些实施例提供用于说明目的，并且不欲视为以任何方式限制本发明。

实施例

测试方法

根据astmd1343-69的方法用在40℃下操作的dv-8型fallingballviscometer(duratechcorp.，waynesboro，va)测定用于外皮和芯组分的聚合物溶液的粘度且其以泊报道。

通过微波加热水分/固体分析仪smartsystem5(cemcorp.(matthews，nc)测量用于外皮和芯组分的聚合物溶液中的固体含量。

根据s.siggia.″quantitativeorganicanalysisviafunctionalgroup″，第3版，wiley&sons，newyork，第559-561页(1963)的方法使用电位滴定来测定封端的二醇预聚物的异氰酸酯百分比(％nco)。

通过差示扫描量热计(dsc)q1000型(tainstruments-waterllc，newcastle，de)测定外皮和芯组分中使用的聚合物的熔融温度。在氮气气氛中将加热速率设置为每分钟10℃，吸热峰位置用作链段聚氨酯和包括聚酰胺热熔性粘合剂的其他热塑性聚合物的结晶相的硬链段域的熔融温度。

根据astmd2731-72的一般方法测量氨纶和膜的强度和弹性特性。三个长丝、2-英寸(5-cm)标距长度以及0-300％伸长循环用于每一次测量中。样品在50厘米/分钟的恒定伸长速率下循环五次。负载功率，即在初始延伸过程中氨纶上的应力是在200％延伸下针对第一循环测量的，并且报道为针对给定旦尼尔的克-力。无负载功率是对于第五个无负载循环在200％延伸下的应力并且也以克-力报道。在第六个延伸循环中测量断裂伸长百分比和韧度。针对经历了五个0-300％伸长/松弛循坏的样品也测量定形百分比。定形百分比(％s)接着如下计算：

％s＝100(lf-lo)/lo

其中lo和lf分别是在五个伸长/松弛循环之前和之后，当在没有张力下拉直时的长丝(纱)长度。

通过将本发明氨纶的15cm长样品安放在呈三角形的可调节框架上来测量本发明氨纶与聚合物长丝的纱可熔性，其中顶点在框架上居中并且具有两个7.5cm的相等边长。相同长度的尼龙长丝从相对侧安放在框架上，使得两根纱以单一接触点相交和交叉。纤维松弛到5cm，然后暴露于精练浴中1小时，漂洗，空气干燥，以及随后暴露于染浴中30分钟，漂洗和空气干燥。具有纤维的框架从5cm长度调节到30cm长度，然后暴露于规定温度(例如在180℃下)持续30秒，冷却3分钟，然后松弛。纱从框架上移出并且转移到拉伸测试机，其中每根纱在一端被夹持，使接触点位于夹具之间。纱以100％/分钟延伸，断裂该接触点的力(克-力)记录为熔合强度。

通过将氨纶纤维从针织织物中拉出的力测量尼龙织物中本发明氨纶的脱缝阻力。用必须限定脱缝阻力的氨纶制备拉舍尔经编织物。样品是以衬垫氨纶的方向24cm和垂直方向5cm的尺寸切割而成。必须根据图1制备这种样品织物。

必须暴露氨纶纤维使得它们能够被拉出。样品区域包括10根氨纶纤维，所述10根氨纶纤维如下使用：

·第1根、第4根、第7根以及第10根纤维用于通过应力-应变分析仪测量粘合强度

·切除第2根、第3根、第5根、第6根、第8根以及第9根

将去除的纤维中的一根夹持在应力-应变分析仪的移动的夹具中。固定夹具用于紧固织物末端，确保切割区域a在夹具外面。应力-应变分析仪用于以100/分钟的速度拉出纤维，同时测量并记录这种纤维产生的力。使用所描述的样品制备，可用剩余的去除的纤维将这种方法重复3次。

得到的图表将给出由于熔合点直到当纤维从织物中完全拉出时的点的断裂而产生的力和振动模式的增加。最大力以及振动模式的振幅将给出脱缝阻力的指示。通过这项测试的结果和由织物制作的衣服的性能的比较，具有已知氨纶的针织织物允许进行脱缝阻力的定性预测。

本文提到的纤维(包括但不限于本文提到的t162c、t162b和t269)可购自invistas.àr.l.，wichita，ks。

实施例

实施例1：

芯组分：通过用两步骤聚合方法在dmac溶剂中制备聚氨酯脲，接着混合添加剂浆料与聚合物溶液来制备芯组分的聚合物溶液。在第一步骤聚合或预聚合中，使100.00份1800二醇与23.46份125mdr反应以形成具有异氰酸酯端基的预聚物或封端的二醇。在形成的预聚物中异氰酸酯基团的浓度为预聚物的2.60重量％。然后通过高速混合将预聚物溶解于dmac中以产生约45重量％固体的溶液。这种稀释的预聚物进一步与含有摩尔比为90到10的乙二胺(eda)和2-甲基戊二胺的混合物的dmac溶液和n，n-二乙胺反应以形成具有约35.0重量％固体的聚氨酯脲聚合物溶液。聚氨酯脲聚合物具有伯胺端基和二乙脲端基，其比率通常控制在1∶1至1∶3之间的范围内。聚合物的固有粘度通常在0.95dl/g至1.20dl/g范围内。通过dsc测量的这种聚合物的硬链段熔融温度是在285℃下。

在dmac中将这种聚合物溶液与具有各种添加剂的浆料混合，使得最终氨纶的芯组分含有4.0重量％碳酸钙镁石/水菱镁矿、0.3重量％二氧化钛、少于15ppm蓝色调色剂、1.5重量％245、0.5重量％2462b以及0.6重量％硅油。

外皮组分：通过在90℃下在氮气覆盖的容器中在dmac中混合并溶解以下材料4小时来制备外皮组分的聚合物溶液。

纤维纺丝：根据美国专利申请2012/0034834a1中公开的方法，计量用于芯组分和外皮组分的聚合物溶液，并且纺成70旦尼尔的5根长丝的外皮-芯型双组分纤维。在纤维的每个长丝中，芯组分为88重量％并且外皮组分为12重量％。测量尼龙纤维的强度和弹性特性以及可熔性。

对比实施例1

如实施例1中所描述，除了只使用芯聚合物溶液外以类似的方式制备70旦尼尔的5根长丝的氨纶纤维。测量尼龙纤维的强度和弹性特性以及可熔性。

实施例2：

芯组分与实施例1中描述的相同，制备外皮聚合物溶液，其包括以下：

计量用于芯组分和外皮组分的聚合物溶液，并且纺成20旦尼尔的2根长丝的外皮-芯型双组分纤维。测量尼龙纤维的强度和弹性特性以及可熔性。

实施例3：

芯组分与实施例1中描述的相同，制备外皮聚合物溶液，其包括以下：

计量用于芯组分和外皮组分的聚合物溶液，并且纺成20旦尼尔的2根长丝的外皮-芯型双组分纤维。如表1所示，测量尼龙纤维的强度和弹性特性以及可熔性。

表1

实施例4：

用78分特氨纶和两种pa6纤维(20d/9f和30d/12f)制备拉含尔经编织物。用78分特t269b，即具有本发明的70d纤维的测试织物制备对照织物。织物在拉幅机上在180℃下以30m/分钟热定形，给定40秒的暴露时间。

通过如以上所述的方法分析得到的两种织物。

得到下面结果，如下表2中给出：

表2

0.1n的最大峰值力被视为在这个实施例的轻质织物中具有脱缝倾向的值，在0.2以上的值被视为提供脱缝的减少。

机织织物实施例：

关于以下四个实施例中的每一个，将100％棉纤维短纤纱用作经纱。其包括两种支纱：具有不规则排列模式的7.0neoe纱和8.5neoe纱。所述纱在整经(beaming)之前以线绳形式进行靛蓝染色。然后，对其上浆并且制备编织经轴。

将实施例1的氨纶(实施例1氨纶)/棉芯纺纱和实施例1氨纶弹性纤维/空气覆盖的聚酯变形纱用作纬纱。表1列出关于每个实施例用于制造包芯纱和空气覆盖的纱的材料和工艺条件。例如，在列首的弹性纤维70d表示70旦尼尔；以及3.7x表示通过包芯纺纱机施加的弹性牵伸(机器牵伸)。在列首的‘硬纱’中，10’s为如通过englishcottoncountsystem测量的纺纱的线密度。表3中剩下的项目都清楚地做好标记。

使用表3中每个实施例的包芯纱和空气覆盖的纱随后制备拉伸机织织物。包芯纱和空气覆盖的纱用作纬纱。表4总结了在织物中使用的纱、织纹图案以及织物的质量特征。下面给出了每个实施例的一些额外意见。除非另作说明，否则在donier喷气织机上编织织物。织机速度为500次投梭/分钟。在织机中和坯布状态下，织物宽度分别为约76英寸和约72英寸。

通过脱胶、退浆、松弛以及添加软化剂来完成实施例中的每个坯布织物。

表3纬纱规格

实施例5：具有正常弹性csy的弹力牛仔布

这是比较实施例，并未根据本发明。经纱为7.0ne支纱和8.4ne支纱混合的气流纱。经纱在整经之前进行靛蓝染色。纬纱为具有70dt162c氨纶的10ne包芯纱。纤维在覆盖过程中牵伸3.9x。表4列出织物特性。这种织物在12％延伸下具有重量(14.05g/m²)、拉伸(59.4％)、增长(9.5％)以及恢复力(357.7克)。

实施例6：含有弹性csy的弹力牛仔布

这种样品如实施例5具有相同的织物结构。差异为在纬纱方向上的包芯纱，其含有70d实施例1氨纶。这种织物如实施例5使用相同的经纱和结构。而且，编织方法和完成方法与实施例5相同。表4总结了测试结果。我们可以看出这种样品具有比实施例5中的织物低的织物增长(9.1％)以及高的恢复力(383.6克)。

实施例7：具有正常弹性ajy的弹力牛仔布

这是比较实施例，并未根据本发明。经纱为7.0ne支纱和8.4ne支纱混合的气流纱。经纱在整经之前进行靛蓝染色。纬纱为具有70dt162c氨纶的空气覆盖的300d/192长丝聚酯纱。纤维在覆盖过程中牵伸3.3x。表2列出织物特性。这种织物在20％延伸下具有重量(11.6g/m²)、拉伸(47.6％)、增长(2％)以及恢复力(580.8克)。

实施例8：含有弹性ajy的弹力牛仔布

这种样品如实施例7具有相同的织物结构。差异为在纬纱方向上的包芯纱，其含有70d实施例1氨纶。这种织物如实施例7使用相同的经纱和结构。而且，编织方法和完成方法与实施例3相同。表4总结了测试结果。我们可以看出这种样品具有比实施例7中的织物低的织物增长(2％)以及高的恢复力(588.3克)。

具有纤维的圆筒形针织织物实施例

为了制备以下四种实例织物(实施例9-12)，使用两种不同的尼龙纱：由invista，s.ár.l.wichita，kansas制造的具有140旦尼尔和长丝支数为34的第一平尼龙6，6，和由invista制造的具有156旦尼尔和长丝支数为136的第二假捻变形尼龙6，6。这些尼龙单独地与70旦尼尔的实施例1氨纶或由invista制造的70旦尼尔t162b氨纶纱组合，所述70旦尼尔t162b氨纶纱为标准的氨纶纱，在实施例中用作对照比较。

使用每线径添纱进线，在具有28刻纹、26英寸直径和42根进线的规格以及以每分钟16转进行针织的单面织物圆筒形针织机上同时编织每一种氨纶纱和尼龙纱，以产生如表5中详述的4种实例弹力织物。

然后使用精练(scour)、热定形、染色以及干燥方法完成这些织物中的每一种。具体地说，这些织物在375华氏度下在54英寸宽度下热定形45秒。然后在210华氏度下在喷射染色机中将它们染成白色，并且在250华氏度下在54英寸宽度下干燥45秒。完成的实例织物具有如表6中详述的特性。

使用instroncre机器，使用在所指示的织物方向上切取的具有长尺寸的3英寸×8英寸试样来测量恢复力。将这些试样折叠并且缝制成3英寸环。将这些环在cre机器上拉长3次至100％总伸长率，并且在第三次循环至100％之后进行50％恢复力测量。

实施例9：含有实施例1氨纶的拉伸圆筒形针织织物

这种织物具有单面织物圆筒形针织结构，并且使用70旦尼尔实施例1氨纶和140旦尼尔的34长丝平尼龙6，6制备。织物特性总结于表6中。

实施例10：含有标准氨纶的拉伸圆筒形针织织物

这是实施例9的比较织物，并且不是本发明的织物。这种织物具有如实施例9的相同的结构，并且含有70旦尼尔t162b纤维以及相同的尼龙纱。织物特性总结于表6中。可以看出织物重量、棱纹支数和线径支数是相似的，但是对于这种织物在织物长度和宽度方向上的恢复力比实施例9小(分别小17％和14％)。

实施例11：含有实施例1氨纶的拉伸圆筒形针织织物

这种织物具有单面织物圆筒形针织结构，并且使用70旦尼尔实施例1氨纶和156旦尼尔的136长丝变形尼龙6，6制备。织物特性总结于表6中。

实施例12：含有标准氨纶的拉伸圆筒形针织织物

这是实施例11的比较织物，并且不是本发明的织物。这种织物具有如实施例11的相同的结构，并且含有70旦尼尔t162b氨纶纱以及相同的尼龙纱。织物特性总结于表6中。可以看出织物重量、棱纹支数和线径支数是相似的，但是对于这种织物在织物长度和宽度方向上的恢复力比实施例11小(分别小16％和11％)。

尽管已描述目前据信是本发明的优选实施方案的实施方案，但本领域技术人员将认识到可在不脱离本发明的精神下对所述实施方案进行改变和修改，并且意图将所有所述改变和修改包括为属于本发明的真实范围。