本發(fā)明涉及一種具有改善的退卷性和增強(qiáng)的與熱熔粘合劑的粘結(jié)特性的氨綸纖維的制造方法，更具體而言，涉及通過將數(shù)均分子量為20,000～500,000的聚苯乙烯聚合物引入至聚氨酯脲的紡絲溶液中而制造氨綸的方法，其能夠有效地防止在退卷過程中發(fā)生的不規(guī)則的鼓脹和張力峰，并增強(qiáng)與熱熔粘合劑(hotmeltadhesive)的粘結(jié)特性。

背景技術(shù)：

氨綸保持高程度的橡膠彈性，并且由于其優(yōu)異的物理性質(zhì)如拉伸應(yīng)力和可恢復(fù)性，其廣泛地應(yīng)用于內(nèi)衣、襪子和運(yùn)動(dòng)裝。如今，氨綸的應(yīng)用進(jìn)一步拓展，從而使其還已經(jīng)應(yīng)用于功能性纖維，并正在用于如尿片和醫(yī)用纖維等特殊應(yīng)用中。

與通常的醫(yī)用纖維相比，常規(guī)醫(yī)用氨綸纖維顯示出增強(qiáng)的粘結(jié)力以使纖維粘在一起。這導(dǎo)致在如遮蓋、翹曲和編織等后續(xù)過程中細(xì)絲斷裂，并由于退卷性較差而造成靜電的產(chǎn)生，導(dǎo)致纖維張力不均勻。

通常，為了改善這一問題，一般向聚合物中添加抗粘劑，以增強(qiáng)聚合物的特性。

盡管常規(guī)上使用無機(jī)物質(zhì)(mg-st或ca-st、zn-st)作為抗粘劑，在用于尿片制造目的時(shí)，此種添加劑會(huì)造成氨綸退卷性質(zhì)的問題，原因在于其在乳液中的不均勻分布導(dǎo)致纖維表面上的不均勻涂布。

此前，為了解決與氨綸退卷相關(guān)的問題，kr2011-0128884a提出使用聚氨酯或聚氨酯脲彈性纖維，并使用包含其量為約0.5重量％～25重量％的可溶性抗粘劑組合物的彈性纖維。此處，使用纖維素(cab)作為抗粘劑。

另外，jp2001-509877a提出使用酰胺作為抗粘劑，例如包含氮的如亞乙基雙油酰胺/硬脂酰胺等。cn001291079b使用諸如磷酸鋯、玻璃和沸石等抗菌性材料作為粘結(jié)劑。

盡管在常規(guī)氨綸制造方法中使用的此種抗粘劑確實(shí)在一定程度上降低了使纖維粘在一起的粘結(jié)力，但是，其在尿片制造過程中不能恰當(dāng)?shù)胤乐拱本]纖維在退卷時(shí)的不規(guī)則鼓脹和張力峰現(xiàn)象。而且，即使抗粘劑是有機(jī)物，由于纖維滑動(dòng)，與熱熔體的粘結(jié)特性劣化或與氨綸聚合物的不相容問題，其也不能解決上述問題。

另外，在一些情況中，在乳液中使用粘結(jié)增強(qiáng)劑，或者將聚氨酯或松香化合物引入聚合物中，從而在氨綸纖維制造過程中增強(qiáng)與熱熔粘合劑的粘結(jié)特性。不過，當(dāng)將粘結(jié)增強(qiáng)劑引入乳液時(shí)，會(huì)造成在乳液中不均勻分布的問題，導(dǎo)致纖維表面上的不均勻涂布。另外，在聚合物中使用熱塑性聚氨酯不會(huì)有增強(qiáng)粘結(jié)力的作用。同樣，如果引入松香化合物，會(huì)造成退卷性較差的問題，其原因在于氨綸纖維具有較高退卷張力。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

技術(shù)問題

本發(fā)明致力于解決現(xiàn)有技術(shù)的上述問題，并且目的在于有效地防止退卷過程中發(fā)生的不規(guī)則鼓脹和張力峰，并且還在于增強(qiáng)與熱熔粘合劑的粘結(jié)特性，而不造成其他物理性質(zhì)的問題。

因此，本發(fā)明涉及提供一種具有改善的退卷性和增強(qiáng)的與熱熔粘合劑的粘結(jié)特性的氨綸纖維的制造方法。

技術(shù)方案

為了提供本發(fā)明的上述問題的解決方案，本發(fā)明涉及提供一種在使用聚氨酯脲紡絲溶液的衛(wèi)生用氨綸的制造過程中，具有改善的退卷性和增強(qiáng)的與熱熔粘合劑的粘結(jié)特性的氨綸纖維的制造方法。該氨綸纖維的制造方法包括兩個(gè)步驟：通過將以下化學(xué)式1表示的聚苯乙烯聚合物添加至聚氨酯脲紡絲溶液中而制備紡絲溶液；和對上述紡絲溶液進(jìn)行紡絲和卷繞。

化學(xué)式1

(-ch(c6h5)-ch2-)x

此處，優(yōu)選的是，上述聚苯乙烯聚合物的分子量為20,000～500,000。

另外，優(yōu)選的是，上述聚苯乙烯聚合物以上述聚氨酯脲紡絲溶液的固形物總重量的0.1重量％～20重量％的量添加在聚氨酯脲紡絲溶液中。

另外，本發(fā)明涉及提供一種使用上述制造方法制得的氨綸。

有益效果

本發(fā)明涉及通過將數(shù)均分子量為20,000～500,000的聚苯乙烯聚合物引入漿體狀的氨綸纖維的紡絲溶液中的方法制備氨綸，這能夠在尿片制造過程中有效地防止此前由引入無機(jī)抗粘劑(mg-st、ca-st、zn-st)的常規(guī)方法導(dǎo)致的在氨綸纖維退卷過程中發(fā)生的不規(guī)則鼓脹和張力峰的問題。另外，本發(fā)明能夠增強(qiáng)與熱熔粘合劑的粘結(jié)特性。

此種添加劑具有與占熱熔粘合劑成分的60％～70％的基質(zhì)聚合物和增粘劑樹脂相似或相同的化學(xué)結(jié)構(gòu)，由此在160℃～200℃的高溫狀態(tài)下應(yīng)用時(shí)具有優(yōu)異的相容性。另外，當(dāng)高溫?zé)崛壅澈蟿┩坎荚诎本]的表面上時(shí)，該添加劑的存在提高了玻璃化轉(zhuǎn)變溫度，由此促進(jìn)了粘結(jié)。

附圖說明

圖1顯示了片材的制造方法的示意圖，該片材通過在排布第1層和第2層從而使它們相互之間呈直角后，在上述第1層和第2層之間設(shè)置聚乙烯膜而制造。

圖2是評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)圖，顯示了本發(fā)明實(shí)驗(yàn)例4中評價(jià)退卷性的方法。

具體實(shí)施方式

下面，對本發(fā)明的實(shí)施方式進(jìn)行以下詳細(xì)說明。

本發(fā)明涉及一種制備氨綸的新方法，其通過在氨綸制造過程中將數(shù)均分子量為20,000～500,000的聚苯乙烯聚合物添加到漿體狀的聚氨酯脲溶液的紡絲溶液中而改善退卷性質(zhì)，并且還增強(qiáng)與熱熔粘合劑的粘結(jié)特性。

現(xiàn)將更詳細(xì)地描述依照本發(fā)明的氨綸的制造方法。

本發(fā)明提供了一種聚氨酯脲彈性纖維的制造方法，其包括以下步驟：通過多元醇與過量的二異氰酸酯化合物之間的反應(yīng)而產(chǎn)生在多元醇的兩個(gè)端部具有異氰酸酯基的加合預(yù)聚物的制造工序；和在通過將由以下化學(xué)式1表示的聚苯乙烯聚合物添加至上述聚氨酯脲紡絲溶液中制得紡絲溶液后，對上述紡絲溶液進(jìn)行紡絲和卷繞。

化學(xué)式1

(-ch(c6h5)-ch2-)x

此處，優(yōu)選的是，上述聚苯乙烯聚合物的分子量為20,000～500,000。當(dāng)上述聚苯乙烯聚合物的分子量小于20,000時(shí)，可能發(fā)生與熱熔粘合劑的粘結(jié)特性劣化的問題。相反，如果上述聚苯乙烯聚合物的分子量超過500,000時(shí)，可能發(fā)生在漿體制備期間在溶劑中不均勻分布的問題，以及在氨綸制造過程期間影響物理性質(zhì)的問題。

另外，在聚氨酯脲紡絲溶液中添加相對于固形物的總重量為0.1重量％～20重量％的上述聚苯乙烯聚合物。

如果上述聚苯乙烯聚合物的含量低于0.1重量％，將沒有增強(qiáng)與熱熔粘合劑的粘結(jié)特性和改善退卷性的效果，且如果上述聚苯乙烯聚合物的含量超過20重量％，則存在能力減小(其是纖維的物理性質(zhì)的一部分)的不良效果。

另外，將聚苯乙烯聚合物添加到漿體狀紡絲溶液中，從而僅帶來退卷性和與熱熔粘合劑的粘結(jié)特性的改善。這是因?yàn)?，將其引入聚合物中引起聚合物的基本物理性質(zhì)的改變。此處，更好的是，通過制備為dma中的溶液狀，而利用漿體狀態(tài)。

另一方面，用于制備本發(fā)明的氨綸的二異氰酸酯的非限制性實(shí)例為：4,4'-二苯基甲烷二異氰酸酯、1,5'-萘二異氰酸酯、1,4'-亞苯基二異氰酸酯、六亞甲基二異氰酸酯、1,4'-環(huán)己烷二異氰酸酯、4,4'-二環(huán)己基甲烷二異氰酸酯和異佛爾酮二異氰酸酯等。不過，在這些二異氰酸酯中，可以使用4,4'-二苯基甲烷二異氰酸酯，且優(yōu)選的是使用以上列出的一種或多種。

本發(fā)明使用的高分子二醇的實(shí)例為：聚四亞甲基醚二醇、聚三亞甲基醚二醇、聚丙二醇、聚碳酸酯二醇、氧化亞烷基和內(nèi)酯單體和聚(四亞甲基醚)二醇的混合物的聚合物，以及3-甲基-四氫呋喃和四氫呋喃的共聚物。在以上列出的那些實(shí)例中，可以使用一種或多種的混合物，不過并不一定限于這些實(shí)例。

不過，作為上述增鏈劑，可以使用二胺，并且優(yōu)選的是，在本發(fā)明中使用乙二胺。

另外，即使可以使用具有官能團(tuán)的伯胺(如二乙胺、單乙醇胺和二甲胺等)作為聚氨酯脲的鏈終止劑，但其不限于此。

此外，在本發(fā)明中，為了防止聚氨酯脲因在氨綸制造過程中涉及的uv光、氣氛煙霧和熱處理過程而致的顏色變化和物理性質(zhì)劣化，可以適當(dāng)?shù)亟M合位阻型酚類化合物、苯并呋喃類化合物、半咔唑類化合物、苯并三唑類化合物或聚合型叔胺穩(wěn)定劑，并將其添加至紡絲溶液中。

此外，除了上述組分，本發(fā)明的聚氨酯脲彈性彈性纖維還可以包括如二氧化鈦和硬脂酸鎂等添加劑。

當(dāng)利用如上所述的本發(fā)明方法制備氨綸時(shí)，不僅可以修復(fù)不規(guī)則的鼓脹和張力峰現(xiàn)象，還可以增強(qiáng)與尿片制造應(yīng)用中所必需的熱熔粘合劑的粘結(jié)特性。

下面，將通過實(shí)施例詳細(xì)描述本發(fā)明。不過，以下描述的實(shí)施例和實(shí)驗(yàn)例僅示出了本發(fā)明的一種形式，并且本發(fā)明的范圍不受該實(shí)施例和實(shí)驗(yàn)例的限制。

實(shí)施例1

兩端均具有異氰酸酯基的聚氨酯聚合物由601.1g4,4'-二苯基甲烷二異氰酸酯和2664.5g聚四亞甲基醚二醇(分子量為1800)在90℃的氮?dú)饬髦械姆磻?yīng)(同時(shí)攪拌95分鐘)制得。

將4811g二甲基乙酰胺添加到并溶解在冷卻至室溫的上述預(yù)聚物中，并制得聚氨酯聚合物溶液。

然后，將43.3g乙二胺和13.4g1,2-丙二胺和5.7g二乙胺溶解在829g二甲基乙酰胺中，并在低于90度添加到上述預(yù)聚物中。這產(chǎn)生了聚氨酯溶液。引入1重量％的三乙二醇-雙-3-(3-叔丁基-4-羥基-5-甲基苯基)丙酸酯作為聚合物添加劑的固體制劑和1％的二氧化鈦?zhàn)鳛楣獠东@劑，以生成紡絲溶液。相對于固形物的重量，使用3重量％的在紡絲溶液中為漿體狀的數(shù)均分子量為10,000的聚苯乙烯聚合物來產(chǎn)生紡絲溶液。

在干燥紡絲過程中，將紡絲溫度保持高于260℃，并以500m/分鐘的卷繞速度完成卷繞。

實(shí)施例2

以與實(shí)施例1描述相同的方式制造氨綸纖維，不同之處在于，將相對于固形物的總重量為聚合物的5重量％的聚苯乙烯聚合物(分子量為100,000)作為添加劑引入紡絲溶液中。

比較例1

以與實(shí)施例1描述相同的方式制備氨綸纖維，不同之處在于，相對于固形物的總重量，將為聚合物的1重量％的硬脂酸鎂作為添加劑，來代替聚苯乙烯聚合物(分子量為100,000)而引入紡絲溶液中。

比較例2

以與實(shí)施例1描述相同的方式制備氨綸纖維，不同之處在于，相對于固形物的總重量，將為聚合物的25重量％的聚苯乙烯聚合物(分子量為100,000)作為添加劑引入紡絲溶液中。

比較例3

以與實(shí)施例1描述相同的方式制備氨綸纖維，不同之處在于，相對于固形物的總重量，將為聚合物的3重量％的分子量為10,000的聚苯乙烯聚合物作為添加劑，來代替聚苯乙烯聚合物(分子量為100,000)而引入紡絲溶液中。

比較例4

以與實(shí)施例1描述相同的方式制備氨綸纖維，不同之處在于，相對于固形物的總重量，將為聚合物的3重量％的聚苯乙烯聚合物(分子量為1,000,000)作為添加劑引入紡絲溶液中，并作為分子量為1,000,000的聚合物。

比較例5

以與實(shí)施例1描述相同的方式制備氨綸纖維，不同之處在于，將硅酮乳液代替抗粘接劑引入紡絲溶液中，不過氨綸的表面涂布有0.5％的硅酮乳液。

比較例6

以與實(shí)施例1描述相同的方式制備氨綸纖維，不同之處在于，紡絲溶液中未引入抗粘接劑。

實(shí)驗(yàn)例1伸展

以與下述相同的方式測量力(g)，從而比較上述實(shí)施例和比較例中制得的氨綸纖維在重復(fù)伸展過程中的物理性質(zhì)評價(jià)。

使用來自textechnoco.的mel作為評價(jià)儀器，并基于astmd2731-72標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行評價(jià)。并且，在與設(shè)備彼此相隔10cm處夾住樣品，并以300％重復(fù)伸展總共5次，并測量各次伸展的力值。評價(jià)結(jié)果呈現(xiàn)在下表1中。

【表1】

※200％m：在第一次伸展時(shí)200％伸展部分的力(g)

第5次卸荷，200％：在第5次伸展后的恢復(fù)過程中200％伸展部分的力(g)

參見表1，當(dāng)引入分子量為100,000的聚苯乙烯聚合物時(shí)，除了以下方面之外，與未發(fā)生引入的比較例6相比沒有區(qū)別：在引入量超過20重量％的情況下(如比較例2)，或者引入超過500,000分子量的情況下(如比較例4)，存在第5次卸荷力減小的問題。

實(shí)驗(yàn)例2

以下述方式進(jìn)行抗蠕變性評價(jià)，從而評價(jià)上述實(shí)驗(yàn)例和比較例中制得的氨綸與熱熔粘合劑的粘結(jié)特性。評價(jià)結(jié)果呈現(xiàn)于下表2中。

為此，使用無紡布和氨綸纖維制造層壓片。

此處，以下述方式使用nordsonco.的實(shí)驗(yàn)室用涂布機(jī)作為評價(jià)儀器(參見圖1)。

(1)引入無紡布1和2，并在中心并排引入氨綸纖維。

(2)在將供給氨綸纖維期間的伸長率保持為250％的同時(shí)，以螺形噴灑形式供給henkelco.的熱熔粘合劑，并且該熱熔粘合劑用軋輥擠壓通過軋輥，以與無紡布粘結(jié)。同時(shí)，膠量為60mg/m。

(3)樣品生產(chǎn)速率為100m/分鐘。

使用所制造的層壓片，以下述方式，采用日本uco.的評價(jià)方法對抗蠕變性進(jìn)行評價(jià)。

(1)使層壓片部件伸展至最大，并固定在寬度為30cm且長度為50cm的塑料板上。

(2)基于中心，左側(cè)和右側(cè)100mm的部分(共200mm)均用永久性標(biāo)記物進(jìn)行標(biāo)記。

(3)使用尖刀裁剪標(biāo)記區(qū)域，并測量氨綸的回收的長度。

表示粘結(jié)性質(zhì)的抗蠕變性(％)由以下等式1算出。

等式1

粘結(jié)性質(zhì)(抗蠕變性)(％)＝[200-(回收長度)]/200×100

上述實(shí)施例1～2和比較例1～6中制得的氨綸纖維的粘結(jié)特性如上進(jìn)行評價(jià)。評價(jià)結(jié)果呈現(xiàn)于下表2中。

【表2】

參見上表2，可以確認(rèn)，與未引入聚苯乙烯聚合物的比較例1和5相比，以及與引入較低分子量的聚苯乙烯聚合物的比較例3相比，當(dāng)引入分子量為100,000的聚苯乙烯聚合物時(shí)(實(shí)施例1和2)，顯示出優(yōu)異的粘結(jié)性質(zhì)。

不過，甚至在如比較例2和4所示引入超過20重量％或超過500,000的添加劑時(shí)，也顯示出優(yōu)異的粘結(jié)性質(zhì)。

實(shí)驗(yàn)例3

為了確認(rèn)上述實(shí)施例和比較例中制得的氨綸纖維除粘結(jié)特性以外的退卷性質(zhì)的均一性程度，進(jìn)行下述評價(jià)。

作為退卷性質(zhì)的評價(jià)方法，在距固定的筒管架30cm處安裝束縛纖維的導(dǎo)軌，并安裝能夠測量張力的傳感器和能夠控制速度的卷繞設(shè)備。

評價(jià)儀器中使用的張力測量設(shè)備是rothschildco.的電子張力計(jì)。測量最大(max.)值、最小(min.)值、平均(ave.)值和誤差(dev.)值。結(jié)果呈現(xiàn)在下表3中。

在評價(jià)結(jié)果中，如果保證max和min值之間的差與ave值為較低水平，并且隨dev值減小，則可以認(rèn)為退卷性質(zhì)的均一性程度是優(yōu)異的。

【表3】

參見表3，當(dāng)引入分子量為100,000的聚苯乙烯聚合物(實(shí)施例1～2)時(shí)，可以看出，退卷張力水平保持為與將硅酮乳液或紡絲溶液引入或涂布在纖維上而不引入抗粘劑時(shí)(比較例5)相同的水平。并且，當(dāng)與使用無機(jī)抗粘接劑的情況(比較例1)相比，max值顯示為低水平。另外，與不引入添加劑的情況(比較例6)相比，顯示出優(yōu)異的退卷張力值。

實(shí)驗(yàn)例4

對上述實(shí)施例和比較例制得的氨綸纖維進(jìn)行退卷評價(jià)。

此種評價(jià)退卷性質(zhì)的oeto方法以下述方式進(jìn)行。

當(dāng)在oeto方法中退卷時(shí)，根據(jù)作用在纖維上的離心力和使纖維粘接在一起的粘結(jié)力的強(qiáng)度，纖維卷將產(chǎn)生3種形式的退卷。

(a)離心力>纖維間聚結(jié)力：產(chǎn)生不規(guī)則鼓脹

(b)離心力≒纖維間聚結(jié)力：產(chǎn)生不規(guī)則鼓脹

(c)離心力<纖維間聚結(jié)力：不能退卷(細(xì)絲斷裂)

對于這些退卷性質(zhì)的評價(jià)，參見圖2，并且圖2的附圖標(biāo)記表示以下條件。

圖中的附圖標(biāo)記1是固定導(dǎo)軌：在旋轉(zhuǎn)時(shí)卷線通過oeto方法運(yùn)動(dòng)，并從此點(diǎn)沿直線運(yùn)動(dòng)；

圖中的附圖標(biāo)記2是纖維卷的退卷點(diǎn)：是指這樣一個(gè)點(diǎn)，在該點(diǎn)處，纖維卷在卷線處于張力下時(shí)首次進(jìn)行退卷；

圖中的附圖標(biāo)記3是在理想退卷形式時(shí)，連接固定導(dǎo)軌與纖維卷的中心的線與退卷線之間的角度；

圖中的附圖標(biāo)記4是在理想退卷角度之外時(shí)，對應(yīng)于附圖標(biāo)記3的1/2的角度；

圖中的附圖標(biāo)記5是第一等級退卷形式：是指這樣一種退卷形式，其中，卷線根據(jù)附圖標(biāo)記3的角度沿直線退卷；

圖中的附圖標(biāo)記6是第二等級退卷形式：是指這樣一種退卷形式，其中，卷線根據(jù)附圖標(biāo)記3的角度退卷，不過發(fā)生輕微的震動(dòng)；

圖中的附圖標(biāo)記7是第三等級退卷形式：卷線偏離附圖標(biāo)記3的軌跡并且發(fā)生較弱的鼓脹增大現(xiàn)象，不過并未偏離附圖標(biāo)記4的軌跡，因而不可能導(dǎo)致細(xì)絲的斷裂；

圖中的附圖標(biāo)記8是第四等級退卷形式：卷線的鼓脹變得更大，并且偏離附圖標(biāo)記4的軌跡，并由此取決于周邊環(huán)境而非?？赡軐?dǎo)致細(xì)絲斷裂。

進(jìn)行上述評價(jià)退卷性質(zhì)的oeto方法的結(jié)果呈現(xiàn)在下表4中。

【表4】

參見表4所示的結(jié)果，與比較例(1～6)相比，發(fā)現(xiàn)本發(fā)明的實(shí)施例的情況表現(xiàn)出優(yōu)異的退卷特性。