[发明专利]均匀性和热定形性好的聚氨酯脲弹性纱

说明书

技术领域

本发明涉及均匀性和热定形性好的聚氨酯脲弹性纱。特别涉及在制造聚氨酯预聚物时，作为二异氰酸酯，在包括4,4'-二苯基甲烷二异氰酸酯的一种以上的二异氰酸酯中混合2～25摩尔％的2,4'-二苯基甲烷二异氰酸酯进行使用，且最终聚氨酯脲聚合物的固体含量为40重量％以上的均匀性和热定形性好的聚氨酯脲弹性纱。

背景技术

一般而言，聚氨酯脲经过将多元醇和过量的二异氰酸酯化合物进行反应以获得在多元醇的两末端具备异氰酸酯的预聚物(prepolymer)的一次聚合反应物，以及将上述预聚物溶解于适当的溶剂之后向该溶液添加二胺类或二醇类增链剂并与一元醇或一元胺等终链剂进行反应制造聚氨酯脲纤维的纺纱液之后，通过干式及湿式纺纱而获得聚氨酯脲弹性纱。

上述聚氨酯脲弹性纱因具有良好的弹性及弹性恢复力的固有特性，而用于各种用途，并随着其用途范围的扩大，需在现有的纤维中附加新的特性。

发明内容

技术课题

一般而言，聚氨酯脲弹性纱在与对热敏感的相对纱(尼龙、丝(silk)、棉等)混合编织之后进行的后续加工中，由于用于进行定形的高的热处理，发生相对纱的热脆化，而这将导致布料的黄变及触感变差等问题。为了解决上述问题，可在低温下进行热定形的聚氨酯脲弹性纱的需求增加，而且目前为止，弹性纱制造企业一直致力于提高聚氨酯脲类弹性纱的热定形性。

例如，在美国专利第5,948,875号中公开了作为增链剂使用50摩尔％以上的2-甲基-1,5-戊二胺(2-methyl-1,5-pentanediamine)来改善聚氨酯脲弹性纱的热定形性的方法；在美国专利第6,472,494中公开了混合23～55摩尔％含量的2,4'-二苯基甲烷二异氰酸酯来改善聚氨酯脲弹性纱的热定形性的方法；在韩国本公司专利第0,942,359号中公开了混合2～25摩尔％的2,4'-二苯基甲烷二异氰酸酯且作为辅助增链剂使用1,2-丙二胺来改善热定形性的方法。但是，上述专利公开的技术具有如下缺点：耐热性降低，模量和弹性恢复率不足，因此纺纱过程中纱的张力(tension)减小，纱的移动增加，从而不利于纺纱作业，而且因原纱的均匀性差，在应用于交织物、编织物中时使布料的品质降低。

即，目前为止没有公开同时具备良好的均匀性和热定形性的聚氨酯脲弹性纱的制造技术。

解决方法

为解决上述技术课题，根据本发明的较佳实施方式，提供一种均匀性和热定形性好的聚氨酯脲弹性纱，由多元醇和二异氰酸酯聚合物构成的聚氨酯脲弹性纱，其制作过程如下：

1)利用相对于二异氰酸酯的总重量包含2～25摩尔％的2,4'-二苯基甲烷二异氰酸酯的混合物制造预聚物；

2)向预聚物添加增链剂获得聚氨酯脲聚合物；

3)制造最终聚氨酯脲聚合物的固体含量为40重量％以上的聚氨酯脲纺纱原液并进行纺纱。

根据本发明的另一较佳实施例，第一二异氰酸酯的含量为75～98摩尔％，第二二异氰酸酯的含量为2～25摩尔％，此时第二二异氰酸酯使用2,4'-二苯基甲烷二异氰酸酯。较之现有的4,4'-二苯基甲烷二异氰酸酯，2,4'-二苯基甲烷二异氰酸酯具有立体结构，所以因空间位阻导致硬段的分子间氢键结合力及分子内氢键结合力减弱，因此表现出与软段含量增加相同的效果，从而具有提高原纱的热定形性的效果。

根据本发明的另一较佳实施例，最终聚氨酯脲聚合物的固体含量为40重量％以上。当固体含量达到40重量％以上时，纺纱过程中原纱表面的干燥速度和原纱内部与表面之间的溶剂扩散速度之间的偏差减少，所以原纱的截面更接近圆形，截面异形度值接近1.0，原纱的截面异形度越接近1.0，则原纱的均匀性越得到改善。

本发明的聚氨酯脲弹性纱的原纱的截面异形度为1.20以下，uster％为小于1.0，在干热温度170℃进行处理之后HSE(HeatSetEfficiency)达到50％以上。

发明效果

本发明制造均匀性和热定形性好的聚氨酯脲弹性纱，其因没有均匀性的降低，布料的品质好，可在低温下进行热定形，防止相对纱的热脆化，因此较之现有技术，具有交织物、编织物的黄变得到改善及触感(touch)良好的效果。

具体实施方式

下面，对本发明的聚氨酯脲弹性纱进行详细说明。但本发明的实施例可变形为各种其他形式，而且本发明的范围不限于下面说明的实施方式。另外，对于在整篇说明书中所述的“包括”某构成要素，除非有特殊相反的记载，否则并不排除其他构成要素，可以包括其他构成要素。