制備單絲的方法及該單絲的用圖
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0002] 本發(fā)明設(shè)及一種由熱塑性聚合物材料制備至少一種單絲的方法。本發(fā)明還設(shè)及該 單絲的用途。
【背景技術(shù)】
[0003] 單絲用于例如制造人造草皮。其它用途包括例如用于假發(fā)的人造毛發(fā)W及用于軟 刷或硬刷的髪毛。
[0004] 人造草皮用于例如賓館設(shè)施的室外區(qū)域中或運(yùn)動(dòng)場(chǎng)地上。根據(jù)運(yùn)動(dòng)場(chǎng)地上進(jìn)行的 運(yùn)動(dòng)的種類，人造草皮纖維的彎曲恢復(fù)性和滑動(dòng)性特別重要。目前，人造草皮纖維利用聚締 控，其具有良好的滑動(dòng)性，但是彎曲恢復(fù)性差。另外，已知使用聚酷胺制造具有良好彎曲恢 復(fù)性的人造草皮。聚酷胺用于例如曲棍球場(chǎng)的人造草皮。然而，聚酷胺具有滑動(dòng)性差的缺 點(diǎn)。為了確保可接受的摩擦系數(shù)值，裝有由聚酷胺纖維構(gòu)成的人造草皮的板球場(chǎng)或場(chǎng)地必 須定期誘水。
[0005] 為了改善人造草皮表面的性質(zhì)，目前研究特別是集中于不同的纖維幾何形狀；不 同纖維簇的組合；或者使用共擠出多聚合物纖維。然而，運(yùn)些方案僅解決了主要需求的部分 方面，所述需求為摩擦小、彎曲恢復(fù)性好和成本低。
[0006] 利用聚締控的人造草皮仍然不具有理想的彎曲恢復(fù)性，盡管合成草皮單絲的幾何 結(jié)構(gòu)已優(yōu)化。相比而言，聚酷胺顯示出高的摩擦系數(shù)值，當(dāng)場(chǎng)地、板球場(chǎng)或球場(chǎng)沒有充分并 均勻地誘水時(shí)，運(yùn)可能會(huì)造成運(yùn)動(dòng)員受傷。類似地，使用不同的纖維制造人造草皮沒有得到 期望的性能特征，因?yàn)閺澢謴?fù)性和摩擦特征主要地由較長纖維決定。
[0007] 目前，使用共擠出纖維制造人造草皮從經(jīng)濟(jì)上來說是沒有吸引力的。

【發(fā)明內(nèi)容】

[000引本發(fā)明的一個(gè)目的是提供一種制備具有如在例如制備人造草皮中所期望的良好 彎曲恢復(fù)性和良好滑動(dòng)性的單絲的方法，
[0009] 我們發(fā)現(xiàn)通過由熱塑性聚合物材料制備至少一種單絲的方法可實(shí)現(xiàn)運(yùn)一目的，所 述熱塑性聚合物材料包括至少一種聚醋W及納米顆粒和任選地其它添加劑作為組分，所述 方法包括將所述組分W混合物的形式或分別地加入到擠出機(jī)中，并且首先擠出所述熱塑性 聚合物材料的線，冷卻并拉伸，最后在40至120°C的溫度下熱調(diào)節(jié)0.Ol至10分鐘。
[0010] 根據(jù)本發(fā)明制備的單絲的一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是，其即使與聚酷胺相比也具有改善的彎曲恢 復(fù)性。另外，單絲中的納米顆粒降低了熱塑性聚合物材料的摩擦系數(shù)值。因此，得到的單絲 可W特別地用于需要具有良好彎曲恢復(fù)性和低摩擦系數(shù)的纖維的應(yīng)用中。
【具體實(shí)施方式】
[0011] 用于制備單絲的聚合物材料包括優(yōu)選為10 %至99. 99 %重量、更優(yōu)選為50 %至 99. 8%重量，并且特別是80%至99. 5%重量的聚醋。還包括優(yōu)選0.Ol%至50%重量的納 米顆粒，更優(yōu)選0. 2%至10%重量并且特別是0. 5%至5%重量的納米顆粒。其它添加劑的 比例優(yōu)選為0%至60 %重量，更優(yōu)選為1%至40 %重量，并且特別是2%至20%重量。
[0012] 熱塑性聚合物材料中的聚醋優(yōu)選為基于芳香族二簇酸和脂肪族或芳香族二徑基 化合物的聚醋。
[0013] 優(yōu)選的聚醋是聚亞烷基對(duì)苯二甲酸醋，特別是在醇部分中具有2至10個(gè)碳原子的 聚亞烷基對(duì)苯二甲酸醋。
[0014] 運(yùn)樣的聚亞烷基對(duì)苯二甲酸醋是本身已知的，且在文獻(xiàn)中有描述。其主鏈包括一 個(gè)來自芳香族二簇酸的芳環(huán)。所述芳環(huán)也可W是被取代的，例如被面素比如氯和漠，或被Cl 至C4烷基比如甲基、乙基、異丙基或正丙基或正下基、異下基或叔下基所取代。
[0015] 運(yùn)些聚亞烷基對(duì)苯二甲酸醋可通過芳香族二簇酸、其醋或其它成醋衍生物與脂肪 族二徑基化合物W常規(guī)方式反應(yīng)而獲得。
[0016] 優(yōu)選的二簇酸包括2,6-糞二甲酸、對(duì)苯二甲酸和間苯二甲酸或其混合物。至多 30mol%，且優(yōu)選不超過IOmol%的芳香族二簇酸可W被脂肪族或脂環(huán)族二簇酸，比如己二 酸、壬二酸、癸二酸、十二燒二酸和環(huán)己燒二簇酸替代。
[0017] 對(duì)于所述脂肪族二徑基化合物，優(yōu)選具有2至6個(gè)碳原子的二醇，特別是1，2-乙 二醇、1，3-丙二醇、1，4-下二醇、1，6-己二醇、1，4-己二醇、1，4-環(huán)己二醇、1，4-環(huán)己二甲 醇和新戊二醇，或其混合物。
[0018] 特別優(yōu)選的聚醋包括來源于具有2至6個(gè)碳原子的燒二醇的聚亞烷基對(duì)苯二甲酸 醋。其中特別是優(yōu)選聚對(duì)苯二甲酸乙二醋、聚對(duì)苯二甲酸丙二醋和聚對(duì)苯二甲酸下二醋，或 其混合物。進(jìn)一步優(yōu)選聚對(duì)苯二甲酸乙二醋和/或聚對(duì)苯二甲酸下二醋，其包含至多1%重 量、優(yōu)選至多0. 75%重量的1，6-己二醇和/或2-甲基-1，5-戊二醇作為其它單體單元。 極特別優(yōu)選聚對(duì)苯二甲酸下二醋。
[0019] 根據(jù)ISO1628,在苯酪/鄰-二氯苯混合物（在25°C下，重量比1:1)中的0.5% 重量的溶液中測(cè)得的聚醋的粘數(shù)通常為50至220,優(yōu)選80至160。特別是優(yōu)選簇基端基含 量為至多l(xiāng)OOmeq/kg聚醋、優(yōu)選至多50meq/kg聚醋和特別是至多40meq/kg聚醋的聚醋。運(yùn) 類聚醋可例如按照DE-A44Ol055的方法獲得。所述簇基端基含量通常通過滴定法，例如 電勢(shì)測(cè)定法測(cè)定。
[0020] 還有利的是使用陽T回收物，也稱為PET廢料，如果合適，將其與聚亞烷基對(duì)苯二 甲酸醋比如聚對(duì)苯二甲酸下二醋混合。
[0021] 回收物通常為：
[0022] 1)被稱為工業(yè)用后回收物的那些回收物：其為在縮聚或加工期間產(chǎn)生的生產(chǎn)廢 料，例如注塑中的烙渣、注塑或擠出中的開車材料、或來自擠出片材或膜的邊緣修整料。
[0023] 2)消耗者用后的回收物：其為在消耗者使用之后所收集和處理的塑料物品。礦泉 水、軟飲料和果汁所用的吹塑的PET瓶就數(shù)量而言無疑為主要物品。
[0024] 運(yùn)兩種回收物可W是再粉碎的形式或粒狀的形式。在后一情形下，將粗回收物進(jìn) 行分離，并清洗，然后進(jìn)行烙化，并使用擠出機(jī)制粒。運(yùn)通常便于處理和自由流動(dòng)，W及在其 他加工步驟中計(jì)量加入。
[00巧]不僅可W使用粒狀形式的回收物，而且可W使用再粉碎形式的回收物，在運(yùn)種情 況下，邊緣長度不應(yīng)超過10mm，優(yōu)選小于8mm。
[00%] 因?yàn)榫鄞自诩庸て陂g會(huì)發(fā)生水解分裂（由于微量的水分），因此建議預(yù)干燥所述 回收物。干燥之后的殘留水分含量?jī)?yōu)選為<0. 2%，特別是<0. 05%。
[0027] 提及的另一組是由芳香族二簇酸和芳香族二徑基化合物得到的全芳香族聚醋。
[0028] 合適的芳香族二簇酸是之前針對(duì)聚亞烷基對(duì)苯二甲酸醋描述的化合物。優(yōu)選使用 5至IOOmol%的間苯二甲酸和0至95mol%的對(duì)苯二甲酸的混合物，特別是從約80%的對(duì) 苯二甲酸與20%的間苯二甲酸的混合物至運(yùn)兩種酸基本等量的混合物。
[0029] 所述芳香族二徑基化合物優(yōu)選具有通式
[0030]
[0031] 其中Z為具有至多8個(gè)碳原子的亞烷基或環(huán)亞烷基、具有至多12個(gè)碳原子的亞芳 基、幾基、橫酷基、氧原子或硫原子或化學(xué)鍵，m為0至2。所述化合物的亞苯基也可W具有 有Ci-C(3烷基或烷氧基W及氣、氯或漠取代基。
[0032] 對(duì)于運(yùn)些化合物的母體結(jié)構(gòu)，可提及的有例如
[0033] 二徑基聯(lián)苯，
[0034] 二（徑苯基）燒控，
[0035] 二（徑苯基）環(huán)燒控，
[0036] 二（徑苯基）硫酸，
[0037] 二（徑苯基）酸，
[00測(cè)二（徑苯基）酬，
[0039] 二（徑苯基）亞諷， W40]a，a' -二（徑苯基）二烷基苯， 陽OW 二（徑苯基）諷，
[0042] 二（徑基苯甲酯基）苯， 柳43] 間苯二酪，和
[0044] 氨釀，W及其環(huán)烷基化衍生物或環(huán)面代衍生物。 陽〇45] 其中，優(yōu)選
[0046] 4, 4,-二徑基聯(lián)苯，
[0047] 2, 4-二（4，-徑苯基）-2-甲基下燒 W48]a，a' -二（4-徑苯基）-對(duì)-二異丙基苯， W例 2, 2-二（3' -甲基-4' -徑苯基）丙烷，和
[0050] 2, 2-二（3,-氯-4,-徑苯基）丙烷，
[00川 W及，特別是
[0052] 2,2-二（4'-徑苯基）丙烷
[0053]2, 2-二（3'，5-二氯二徑苯基）丙烷，
[0054] 1，1-二（4' -徑苯基）環(huán)己燒，
[0055] 3, 4' -二徑基二苯甲酬，
[0056] 4, 4' -二徑基二苯諷，和
[0057]2, 2-二（3'，5' -二甲基-4' -徑苯基）丙烷
[0058] 或其混合物。
[0059] 應(yīng)認(rèn)識(shí)到也可W使用聚亞烷基對(duì)苯二甲酸醋和全芳香族聚醋的混合物。它們通常 包括20 %至98 %重量的聚亞烷基對(duì)苯二甲酸醋和2 %至80 %重量的全芳香族聚醋。
[0060] 應(yīng)認(rèn)識(shí)到也可W使用聚醋嵌段共聚物，比如共聚酸醋。該類產(chǎn)物是本身已知的，且 在文獻(xiàn)例如US-A3651014中有描述。相應(yīng)產(chǎn)物也可市售獲得，例如HytrelR值證ont)。
[0061] 用于本發(fā)明的目的的聚醋也包括不含面素的聚碳酸醋。合適的不含面素的聚碳酸 醋的實(shí)例為基于如下通式的二酪的那些：
[0062]
陽06引其中Q為單鍵、C產(chǎn)CS亞烷基、C2至C3燒叉、C3至Ce環(huán)燒叉、Ce至C12亞芳基 或-〇-、-S-或-S〇2-，m為0至2的整數(shù)。 W64] 所述二酪也可在其亞苯基基團(tuán)上具有取代基，比如Cl至Ce烷基或C1至Ce烷氧基。 W65] 優(yōu)選的所述式的二酪的實(shí)例為氨釀、間苯二酪、4,4'-二徑基聯(lián)苯、2, 2-二 (4-徑苯基）丙烷、2,4-二（4-徑苯基）-2-甲基下燒、1，1-二（4-徑苯基）環(huán)己燒。特 別優(yōu)選2, 2-二（4-徑苯基）丙烷和1，1-二（4-徑苯基）環(huán)己燒，W及1，1-二（4-徑苯 基）-3, 3, 5-二甲基環(huán)己燒。
[0066] 熱塑性聚合物材料中的納米顆粒優(yōu)選使用OH數(shù)為1至600mgKOH/g聚碳酸醋的 高度支化的或超支化的聚碳酸醋（根據(jù)DIN53240第2部分）、AxBy型高度支化的或超支 化的聚醋（其中X為至少1.l，y為至少2. 1)、金屬氧化物、半金屬氧化物，及其混合物。所 述納米顆粒還可W包括其它添加劑。
[0067] 對(duì)于本發(fā)明，高度支化的或超支化的聚碳酸醋是未交聯(lián)的大分子，其具有徑基和 碳酸醋基，并且同時(shí)具有結(jié)構(gòu)和分子的不均一性。首先，它們可W類似于樹枝狀聚合物由中 屯、分子開始進(jìn)行構(gòu)建，但具有不均勻的支鏈鏈長。它們也可W構(gòu)建成具有官能側(cè)基的線性 結(jié)構(gòu)，或者它們可W結(jié)合運(yùn)兩種極端情形，具有直鏈和支化部分。對(duì)于樹枝狀聚合物和超 支化聚合物的定義，另外參見P.J.Flory,J.Am.化em.Soc. 1952, 74, 2718和H.化巧等人， Qiem.Eur.J. 2000, 6,No. 14, 2499。
[0068]在本發(fā)明的上下文中，"超支化的"應(yīng)理解為指支化度值B)，即每個(gè)分子中的樹枝 狀連接的平均數(shù)加端基的平均數(shù)，為10至99. 9 %，優(yōu)選20至99 %，更優(yōu)選20至95 %。
[0069] 在本發(fā)明的上下文中，"樹枝狀的"應(yīng)理解為指支化度為99. 9至100%。對(duì)于"支 化度"的定義，參見H.化巧等人，ActaPolym. 1997, 48, 30。
[0070] 所述的物質(zhì)的支化度值B)定義為
陽072] 其中T為各物質(zhì)的大分子中的末端單體單元的平均數(shù)，Z為其中支鏈單體單元的 平均數(shù)，L為其中直鏈單體單元的平均數(shù)。
[0073] 高度支化的或超支化的聚碳酸醋的數(shù)均分子量Mn優(yōu)選為100至15000,優(yōu)選為