濃縮聚合物組合物(“母料”)、其制造方法和將其添加到聚酯纖維和長絲的用途
【專利摘要】本發(fā)明屬于紡織工業(yè)的合成纖維制造領(lǐng)域，并且涉及設(shè)計(jì)和使用一種濃縮的聚合物組合物(“母料”)，其包含：來自甲基丙烯酸酯族的聚合物作為支持體聚合物，占聚合物組合物的30重量％～99重量％；和至少一種添加劑和/或顏料，占所述組合物的1重量％～70重量％。在擠出過程中，將本發(fā)明的組合物加入到熔融的形成纖維和長絲的聚酯聚合物中，從而提高紡絲過程的速度(生產(chǎn)率)。
【專利說明】濃縮聚合物組合物（"母料")、其制造方法和將其添加到聚 酯纖維和長絲的用途
[0001] 發(fā)明目的：
[0002] 本發(fā)明屬于合成纖維制造領(lǐng)域，主要針對紡織工業(yè)，并且涉及到使用熔融紡絲工 序由聚酯聚合物制造合成紗和纖維。
[0003] 具體而言，本發(fā)明涉及設(shè)計(jì)和使用一種濃縮的聚合物組合物（"母料"），并在擠出 過程中使其結(jié)合到熔融的形成纖維和長絲的聚酯聚合物中，以提高紡絲過程的速度（生產(chǎn) 率）。
[0004] 具體而言，本發(fā)明的聚合物組合物優(yōu)選應(yīng)用到預(yù)取向紗中，目的是在較快的速度 下紡制它們，而且具有與在不包含"母料"的情況下以較慢的速度紡制時(shí)相似的流變行為 (負(fù)荷-伸長曲線）。

【背景技術(shù)】：
[0005] 聚合物支持體，在本領(lǐng)域中被稱為"載體"，是分散有濃縮的有色顏料或者其他添 加劑的介質(zhì)，被稱為"母料"，其被定量加入到主體聚合物中以改變纖維和長絲的性能，制造 對于其被設(shè)計(jì)針對的應(yīng)用具有不同技術(shù)特性和專門改善的產(chǎn)品。
[0006] 市場上有許多各種不同的"母料"，它們的組成取決于它們將被使用的用途。然而， 迄今為止并不知道使用聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA)作為"母料"中的添加劑的支持體或者載 體，目的是在熔融紡絲過程中提高生產(chǎn)率。
[0007] 在熔融紡絲工序中，PMMA被用作添加劑來降低取向，如西班牙專利ES2210929中 的情況那樣，其涉及包含相對于形成線的聚合物以〇. 1重量％?4重量％的量添加的PMMA 的聚酯纖維和長絲。PMM被注入到聚酯的主熔融體的流中；其在熔融聚合物中分散并均 化，導(dǎo)致在高紡絲速度下提高的斷裂伸長率（伸長率）。
[0008] 其在美國專利US2004076823和日本專利JP11350277中用于同樣的用途。專利 US2004076823涉及添加有PMM樹脂的PTT聚酯纖維（聚對苯二甲酸丙二醇酯）的共擠出 組合物，其中，纖維的斷裂伸長率提高30%，使得紡絲速度得以提高。專利JP11350277涉及 在PMM作為添加劑用于聚酯紗或者長絲的組合物時(shí)其作為結(jié)晶取向的限制劑的作用，其 提高纖維的斷裂伸長率，目的是通過混合具有不同收縮能力（差異收縮）的紗制備膨體紗 (HB)。
[0009] 工業(yè)需要在不影響制造的產(chǎn)品的質(zhì)量的情況下提高生產(chǎn)率，這是眾所周知的事 實(shí)。在紡織工業(yè)中制造纖維的情況中，這個(gè)需求尤其迫切。本發(fā)明提供了使用"母料"來解 決這個(gè)問題的解決方案。
[0010] 已知包含特定"母料"能夠在顏色、特性和紡絲工藝的成本方面有重大的影響。正 確的選擇和設(shè)計(jì)將調(diào)節(jié)添加劑的有效性和它與纖維的聚合物成分的相容性。
[0011] 因此，需要制備支持體聚合物達(dá)到高濃度添加劑的分散而在分散過程中和之后不 改變其特性，并且在聚酯纖維和長絲的紡絲過程中能夠獲得提高的生產(chǎn)率的"母料"。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0012] 本發(fā)明的主要目的是混配和使用下述聚合物組合物（"母料"），其包含甲基丙烯 酸酯族的聚合物作為用于分散在其中的顏料和/或添加劑的支持體（"載體"）聚合物，用 于在擠出過程中加入到熔融的形成纖維的聚酯聚合物中，其目的是在紡絲過程中實(shí)現(xiàn)提高 的生產(chǎn)率。
[0013] 這個(gè)目的由于甲基丙烯酸酯族的聚合物在作為載體用于"母料"（其中分散有至少 一種顏料和/或添加劑）時(shí)提供的最優(yōu)的特性而達(dá)到。
[0014] 優(yōu)選的是，在"母料"中用作支持體聚合物"載體"的所述族的成分是聚甲基丙烯 酸酯（PMMA)。
[0015] 在"母料"中用作支持體聚合物的這種聚甲基丙烯酸酯聚合物，以及由其使用獲得 的結(jié)果，此后將用來便利地解釋本發(fā)明。
[0016] 然而,這個(gè)解釋不應(yīng)該被理解為局限于使用PMMA作為支持體聚合物，因?yàn)楫?dāng)使用 甲基丙烯酸酯族的其他聚合物作為PMM的替代物時(shí)，可以獲得類似的結(jié)果。
[0017] 因此，在下文中，在認(rèn)識到對該聚合物的任何提及也可以適用于甲基丙烯酸酯族 的其他成員的情況下，將使用PMM作為聚合物支持體。
[0018] 有利地，包含PMM作為載體的"母料"的使用沒有引起由于在擠出機(jī)中與將此聚 合物定量加入的聚合物混合的過程中這種聚合物的降解所致的加工問題。
[0019] PMMA是一種惰性材料，其與形成纖維的熱塑性聚合物是不相容（互溶）。其是無 定形塑料，并且其對這些聚合物的影響局限于它的流變特性，不會制造任何結(jié)構(gòu)的改變，因 此可以將其用作"母料"中的"載體"。
[0020] 有時(shí)，該支持體聚合物可以由PMM與下述聚合物中的一種或者至少兩種的組合 構(gòu)成：聚對苯二甲酸丁二醇酯（PBT)、聚對苯二甲酸乙二醇酯（PET)、聚對苯二甲酸丙二醇 酯（PTT)或者聚乳酸（PLA)，其目的是優(yōu)化"母料"的最佳性質(zhì)。
[0021] 正如已提到的，本發(fā)明的聚合物組合物在擠出過程中添加到形成纖維的熔融聚酯 聚合物中。名稱"聚酯"包括其鏈由單體通過酯功能團(tuán)結(jié)合而形成的聚合物族的所有成員， 如聚對苯二甲酸乙二醇酯（PET)、聚對苯二甲酸丁二醇酯（PBT)、聚對苯二甲酸丙二醇酯 (PTT)或者聚乳酸（PLA)。
[0022] 在連續(xù)地研究和測試之后，已定義為，為了在紡絲過程中達(dá)到所希望的提高的生 產(chǎn)率的目的，本發(fā)明涉及的"母料"的組成將優(yōu)選包含聚甲基丙烯酸甲酯（PMM)，其分子量 為10, 000-500, 000g/mol，并且將以所述濃縮的聚合物組合物或者"母料"的30重量％?99 重量％的量存在。
[0023] 同樣，已確定，將被擠出的形成纖維的聚合物中PMMA的最終濃度優(yōu)選達(dá)到最終混 合物（即熔融聚合物）的至多10重量％，因此在紡絲過程中實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)率的非常重要的提 商。
[0024] 本發(fā)明的聚合物組合物，除了 PMMA之外，還包含1重量％?70重量％的顏料和/ 或添加劑和可選的其他聚合物和分散劑。其中，顏料和/或添加劑的百分比取決于所述顏 料和添加劑的類型和特性，以及將被添加的聚合物。
[0025] "母料"中使用的顏料選自有機(jī)顏料、無機(jī)顏料或者它們的混合物。
[0026] 本發(fā)明的聚合物組合物"母料"中優(yōu)選使用的顏料是炭黑或二氧化鈦（TiO2)。就 這一點(diǎn)而言，本發(fā)明記載了源自于PMM與這些顏料各自的組合的令人驚訝并且預(yù)料不到 的協(xié)同效應(yīng)的存在。這種組合加強(qiáng)了取向降低，在不必達(dá)到過高水平的用量的情況下能夠 獲得增長的生產(chǎn)率。
[0027] 此外，制造聚合物組合物使用的添加劑選自：潤滑劑、抗靜電劑、塑化劑、穩(wěn)定劑、 抗氧化劑、增容劑和阻燃劑，以及這些產(chǎn)品的混合物或者組合。
[0028] 如果支持體聚合物由PMM與其他聚合物（如PBT、PET、PTT和PLA)的混合物組 成，為了優(yōu)化"母料"的最終性質(zhì)，這些聚合物將以聚合物組合物的50重量％?70重量％ 的量存在。
[0029] 分散劑的有無與制造工藝有關(guān)。如本發(fā)明所述，有時(shí)在分散劑存在下的聚合物和 顏料和/或添加劑的預(yù)混階段對于在擠出后階段獲得顏料和/或添加劑的充足的分散是必 要的。
[0030] 本發(fā)明的濃縮的聚合物組合物將在形成纖維的熔融聚酯聚合物的擠出過程中定 量加入。
[0031] 所述熔融體中聚合物組合物的添加（添加劑）的流變學(xué)影響體現(xiàn)為添加添加劑的 聚合物的取向度降低，該降低取決于采用的用量。
[0032] 用于由添加有本發(fā)明的"母料"的熔融材料獲得紗或者纖維所使用的紡絲系統(tǒng)是 熔融紡絲系統(tǒng)，因?yàn)樗鼈兪呛铣衫w維和熱塑性聚合物，特別是聚酯聚合物。
[0033] 紗或者初紡纖維通常來自預(yù)取向紗（POY)家族，主要用來制造變形紗。
[0034] 本發(fā)明的聚合物組合物可以應(yīng)用到這種預(yù)取向紗（POY)的制造，目的是在更高的 速度下紡制它們，但具有與在不添加"母料"的情況下以較慢速度紡制時(shí)相似的流變行為 (負(fù)荷-伸長曲線）。
[0035] 預(yù)取向紗是在500m/min?4500m/min的速度下收集的線。這種紗具有良好的雙 相結(jié)構(gòu)（微觀結(jié)構(gòu)），具有取向的無定形相或者介晶嵌入相或者整合在非取向基質(zhì)中，并且 當(dāng)紡絲速度不高于3500m/min時(shí)，幾乎完全沒有結(jié)晶區(qū)。
[0036] 在隨后的加工中，完成POY紗的取向，如在變形中。POY紗的制造使得生產(chǎn)率能夠 提高大約30%，在變形操作中也有優(yōu)異的加工。POY紗具有大約18CN/tex的韌度和大約 150%的斷裂伸長率。POY紗的負(fù)荷-伸長曲線全局上顯示了最初的彈性行為（初始模塊區(qū) 域），接著是寬影響區(qū)域（在幾乎沒有任何負(fù)荷增加的情況下的伸長率增加）；該影響區(qū)域 之后是加強(qiáng)區(qū)域，其具有線性部分，直至斷裂。POY紗的負(fù)荷-伸長曲線的令人關(guān)注的參數(shù) 涉及到與100%伸長相對應(yīng)的負(fù)荷或者力。對應(yīng)于這些坐標(biāo)的點(diǎn)習(xí)慣性地位于加強(qiáng)區(qū)域。 導(dǎo)致100%伸長的該負(fù)荷可以被認(rèn)為是全局取向參數(shù)（取向指數(shù)，I ltltl)。其值越低，紗的精 細(xì)結(jié)構(gòu)會取向越低，并且將會有越多的變形性（延展性/拉伸性），并且其剛性越低。本文 中將其稱為取向指數(shù)或者I 1CICI。
[0037] 當(dāng)紡絲速度提高時(shí)，POY紗的斷裂伸長率降低并且Ilt?增加。為變形工藝確定的 POY紗的紡絲速度受到它們必須有一定的斷裂伸長率或者在POY紗中產(chǎn)生100%伸長（I1J 你必須要施加的力或者負(fù)荷的限制。
[0038] 如果通過添加到待擠出的聚合物的熔融體中可以增加POY紗的斷裂伸長率，其也 會呈現(xiàn)出I 1C?的降低。這導(dǎo)致如果I1C?不高于在涉及到熔融的未添加的聚合物時(shí)與紡絲速 度對應(yīng)的I 1C?，則有提高紡絲速度的可能性。
[0039] 通過應(yīng)用本發(fā)明的聚合物組合物所獲得的結(jié)果清楚地證明了其克服在紡絲過程 中提高性能時(shí)出現(xiàn)的技術(shù)問題的有效性。
[0040] 通過定量加入含有PMMA作為"載體"聚合物和如上述那些等顏料和/或添加劑的 聚合物組合物"母料"，獲得的結(jié)果證明，給予這些纖維的伸長率或者變形品質(zhì)高于含有另 一種載體和相同的顏料或者添加劑的"母料"的那些性質(zhì)，以及在相同擠出條件下與其本身 具有的性質(zhì)相比更高的伸長能力（延展性）。
[0041] 除了在紡絲期間擠出過程中更高的規(guī)整性，采用具有PMM作為支持體聚合物和 如上述那些等添加劑和/或顏料的"母料"獲得的紗，具有取向度更低的精細(xì)結(jié)構(gòu)，使得能 夠提高線收集的速度，產(chǎn)生比用其他聚合物作為載體時(shí)高得多的生產(chǎn)率（紡絲速度）。關(guān)于 此點(diǎn)，結(jié)果顯示可以獲得超過20 %的紡絲速度提升。
[0042] 添加本發(fā)明的聚合物組合物"母料"的功效被以下事實(shí)所確認(rèn)：當(dāng)制造的形成纖維 的聚合物的熔融體中聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA)濃度提高時(shí)，獲得的效果也提高了，維持紡 絲速度恒定。
[0043] 在本發(fā)明的可能的實(shí)施方式之一中，濃縮的聚合物組合物包含30重量％?50重 量％的聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA)作為支持體聚合物，50重量％?70重量和1重 量％?5重量％的添加劑和/或顏料。
[0044] 這種聚合物組合物以4重量％?8重量％的量添加到形成纖維和長絲的聚合物 中，并且聚甲基丙烯酸甲酯在聚合物中的存在量為1. 6重量％?3. 2重量％。
[0045] 如所述某種等組合物的應(yīng)用，當(dāng)在2000m/min?4500m/min速度下紡絲時(shí)，使預(yù)取 向POY 290/48dtex聚酯紗的取向指數(shù)降低到15.4(cN/tex)?11.8(cN/tex)的值。
[0046] 本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式是下述濃縮的聚合物組合物，其包含60重量％?90重 量％的聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA)作為支持體聚合物，和占所述聚合物組合物的10重 量％?40重量％的至少添加劑和/或顏料。
[0047] 本發(fā)明的另一優(yōu)選實(shí)施方式是下述濃縮的聚合物組合物，其優(yōu)選包含60重 量％?80重量％的聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA)作為支持體聚合物，和20重量％?40重量％ 的炭黑作為顏料。
[0048] 在擠出過程中，將這種濃縮的聚合物組合物以2重量％?8重量％的量添加到熔 融的形成纖維和長絲的聚酯聚合物中，以使聚甲基丙烯酸甲酯在所述形成纖維和長絲的聚 合物的熔融體中的存在量為1.4重量％?5. 6重量％。
[0049] 當(dāng)在2000m/min?4500m/min速度下紡絲時(shí)，這種第二優(yōu)選的組合物使預(yù)取向POY 290dtex聚酯紗的取向指數(shù)降低到11.7(cN/tex)?8. l(cN/tex)的值，并且使其斷裂伸長 率提高到152 %?186%的值。
[0050] 前述"母料"的配制使得兩種主要成分（即顏料和PMMA)能夠結(jié)合并且濃縮到最 大值，能夠獲得在完全可行的用量提供最佳的希望的功能的最終產(chǎn)品。
[0051] 已知的獲得相同的功能的替代方案將包括添加2種不同的母料：一種提高生產(chǎn)率 而另一種修改顏色。在此情況下，兩種母料的總花費(fèi)將會高得多，并且總用量水平將會如此 之高，以致將會影響加工性和紗的最終性質(zhì)。
[0052] 添加到這種"母料"的POY紗隨后進(jìn)行變形工藝，使得獲得的變形紗能夠呈現(xiàn)出 15% %?35%的斷裂伸長率的值的提高，因此比沒有添加的變形聚酯紗的紡絲生產(chǎn)率提高 多達(dá)22. 3%。
[0053] 本發(fā)明的另一優(yōu)選實(shí)施方式是下述濃縮的聚合物組合物，其包含50重量％?95 重量％的聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA)作為支持體聚合物和5重量％?50重量％的二氧化鈦 (TiO 2)作為顏料。
[0054] 所述聚合物組合物以熔融體的2重量％?8重量％的量添加到聚酯聚合物熔融體 中，并且聚甲基丙烯酸甲酯在熔融體中的存在量為1. 7重量％?6. 8重量％。
[0055] 當(dāng)紗在2000m/min?4500m/min的速度下紡絲時(shí)，這種第三組合物使得預(yù)取向紗 POY的取向指數(shù)能夠降低到12. l(cN/tex)?7. 9(cN/teX)的值，并且斷裂伸長率提高到 152%?185%的值。
[0056] 添加到這種"母料"的POY紗隨后進(jìn)行變形工藝，這使得獲得的雙倍的變形紗的斷 裂伸長率能夠提高22%?37. 2%，因此比沒有添加的變形聚酯紗的紡絲生產(chǎn)率提高多達(dá) 22. 3%。
[0057] "母料"的制造方法：
[0058] 本發(fā)明的另一個(gè)目的是如本發(fā)明中所定義的"母料"的制造方法，其包含擠出階段 和可選的在先預(yù)混階段。
[0059] 有時(shí)這種第一預(yù)混階段對某些聚合物、顏料和添加劑是不必要的，并且它們可以 在擠出階段直接定量加入。
[0060] 預(yù)混階段：
[0061] 該第一階段發(fā)生在被稱為渦輪混合器的設(shè)備或類似設(shè)備中，在其中顏料和/或添 加劑通過使用與基礎(chǔ)聚合物相容并且與要制造的纖維的聚合物成分相容的一種或多種分 散劑而預(yù)分散。為了使預(yù)分散最優(yōu)化，任何團(tuán)塊都必須被渦輪混合器的葉片機(jī)械性破碎并 且隨后浸泡或者浸漬顏料顆粒。團(tuán)塊由于顏料顆粒之間的強(qiáng)相互作用而形成。這種現(xiàn)象尤 其存在于高濃度有機(jī)顏料的情況中。浸泡被理解為用液體覆蓋固體表面：分散劑，例如蠟， 在渦輪混合器中達(dá)到的溫度下融化并且覆蓋混合物中的其他成分。
[0062] 擠出階段：
[0063] 這個(gè)階段的主要目標(biāo)是獲得"母料"成分的良好分散（分散的混合物）和均化（散 布的混合物）。有各種各樣的擠出設(shè)備，選擇哪一種來使用取決于要擠出的產(chǎn)品的特性和性 質(zhì)。本發(fā)明中用來制造基于PMM的"母料"的設(shè)備是反向旋轉(zhuǎn)雙螺桿擠出機(jī)，其特征在于 它的螺桿沿相同的方向旋轉(zhuǎn)。該擠出設(shè)備傳送大量的機(jī)械能（剪切力）到材料，使得大量 的顏料和/或添加劑能夠被分散。為了保證良好的生產(chǎn)率和最優(yōu)的產(chǎn)品質(zhì)量，螺桿的構(gòu)造 是必要的。螺桿由不同裝配元件構(gòu)成，這些元件根據(jù)它們的幾何形狀和位置來分布、分散或 者運(yùn)輸材料。材料在其經(jīng)過擠出設(shè)備的過程中的處理取決于螺桿的構(gòu)造，所使用元件的類 型與螺桿的位置同等重要。例如，在螺桿中具有相同元件但具有不同分布的兩種構(gòu)造產(chǎn)生 了不同品質(zhì)（分散、分布、顏色品質(zhì)）的擠出物。影響擠出的其他外部要素是計(jì)量器、浴、干 燥系統(tǒng)和制粒機(jī)（造粒機(jī)）。
[0064] "母料"的應(yīng)用方法：
[0065] 本發(fā)明的"母料"聚合物組合物的優(yōu)選應(yīng)用方法使用以下程序進(jìn)行：
[0066] 熔融紡絲的起始點(diǎn)是碎屑或者丸粒狀的熱塑性聚合物。它們在擠出機(jī)中熔融，形 成粘稠流體物。粘稠物通過容積泵定量加入到過濾系統(tǒng)和稱作噴絲頭的具有孔的板。使熔 融的聚合物在高壓下經(jīng)過噴絲頭的孔，獲得一系列的長絲，它們會共同形成紗。粘稠物在噴 絲頭出頭處的冷卻通過受控空氣流進(jìn)行，隨后長絲用漿紗乳化油潤滑，并且最終纏繞在線 筒上。
[0067] 本發(fā)明的"母料"聚合物組合物的添加在形成纖維的熔融聚合物的擠出區(qū)域進(jìn)行， 通過測重系統(tǒng)變成固體或者通過側(cè)向擠出機(jī)以粘稠形式進(jìn)行。
[0068] 在這一過程中在擠出機(jī)中采用的溫度范圍為290?300°C。這一范圍可以根據(jù)擠 出機(jī)的尺寸、熔融體在那里停留的時(shí)間和隨不同擠出設(shè)備而可能變化的其他參數(shù)來改變。

【專利附圖】

【附圖說明】：
[0069] 圖1顯示了在相同的紡絲速度下（3000m/min)隨著母料（PBT中15% PMMA)在待 擠出的聚合物熔融體中的用量而變的紗的斷裂伸長率和取向指數(shù)的變化。
[0070] 圖2顯示了在不同紡絲速度下隨著待擠出的聚合物熔融體中PMM濃度而變的取 向指數(shù)的變化。
[0071] 圖3顯示了對于變形紗的不同斷裂伸長率，隨著取向指數(shù)而變的變形中的拉伸比 (殘余拉伸）。
[0072] 圖4顯示了在兩種不同紡絲速度下隨著待擠出的聚合物熔融體中的PMM濃度而 變的取向指數(shù)的變化。在這種情況下，"母料"是PMM與PBT的組合。
[0073] 圖5顯示了在兩種不同紡絲速度下使用炭黑作為添加劑隨著待擠出的聚合物熔 融體中PMM的濃度而變的取向指數(shù)的變化。
[0074] 圖6顯示了在3500m/min速度下使用炭黑作為添加劑并且使用或者不使用PMMA 作為載體所獲得的紗的負(fù)荷/伸長曲線。
[0075] 圖7顯示了在兩種不同配方的聚合物組合物或者"母料"以及聚合物基質(zhì) (PETRT-20)中采用相同的PMM濃度獲得的負(fù)荷/伸長曲線。
[0076] 圖8顯示了以不同用量使用PMMA/Ti02 "母料"時(shí)獲得的負(fù)荷/伸長曲線。
[0077] 圖9顯示了隨著聚酯熔融體中PMMA的濃度（％)而變的斷裂伸長率和取向指數(shù)的 變化。
[0078] 圖10顯示了以不同用量使用PMMA/Ti02 "母料"時(shí)獲得的變形紗的負(fù)荷/伸長曲 線。
[0079] 圖11顯示了以不同用量使用PMMA/Ti02 "母料"時(shí)隨著聚酯熔融體中PMM濃度 (%)而變的斷裂伸長率的變化。
[0080] 圖12顯示了以兩種不同用量添加 PMMA/炭黑"母料"產(chǎn)生的預(yù)取向紗的負(fù)荷/伸 長曲線。

【具體實(shí)施方式】
[0081] 根據(jù)本發(fā)明，用于在擠出過程中添加熱塑性聚合物的纖維和/或長絲的濃縮的聚 合物組合物（在本領(lǐng)域中也稱作"母料"）由以下成分形成：(a)作為支持體（"載體"）聚 合物的分子量為100, 000g/m〇l的聚甲基丙烯酸甲酯（PMM)，和（b)添加劑和/或顏料。
[0082] 本發(fā)明的聚合物組合物跨越一組PMMA/添加劑和/或顏料組合物（30/70 %? 99/1 % )，獲得非常滿意的結(jié)果，因?yàn)樗鼈兪沟萌∠蛑笖?shù)能夠降低并且斷裂伸長率能夠增 力口，并且因此能夠獲得提高的紡絲速度。
[0083] 待擠出的形成纖維的聚合物中PMM的最終濃度可以達(dá)到最終混合物（即含有熱 塑性聚合物的纖維和/或長絲的"母料"）的10重量％，這種范圍的濃度提供了所希望的結(jié) 果。
[0084] 上面提到的結(jié)果可以從圖1中看到，其中清晰可見的是，對于同樣的紡絲速度，隨 著PMMA(其作為"母料"聚合物組合物中的載體或者支持體）濃度的增加而取向指數(shù)降低。 結(jié)果是較少取向的紗（更可變形），允許更高的紡絲速度并且同時(shí)斷裂伸長率像沒有添加 的紗的特性一樣。
[0085] 斷裂伸長率，與取向指數(shù)發(fā)生的情況相反，以這樣的方式變化：如從圖1中可以看 到的，當(dāng)增加聚合物中PMM的濃度時(shí)，斷裂伸長率也增加，這使得紡絲速度能夠提高，產(chǎn)生 提商的生廣率。
[0086] 圖2涉及對于不同紡絲速度隨著熔融體中的PMM濃度而變的取向指數(shù)的變化。 在此，可以觀察到在3490m/min速度下紡絲時(shí)向熔融體添加3. 2 % PMMA，導(dǎo)致紗的取向指數(shù) (I1J與在無 PMMA的情況下在3000m/min速度下紡絲時(shí)相同，產(chǎn)生了提高的生產(chǎn)率。
[0087] 圖3顯示了對于具有不同斷裂伸長率的變形紗隨著POY紗取向指數(shù)（I1J而變的 殘余拉伸比（變形操作中的拉伸）。在此，可以觀察到，對于變形紗的一定的斷裂伸長率， Iim越低，在變形機(jī)中可以施加的拉伸比越大。另一方面，對于一定的Iim值，變形紗的斷裂 伸長率越大，殘余拉伸比越低。這是合乎邏輯的，因?yàn)樽冃渭喌臄嗔焉扉L率越大，在變形機(jī) 中施加的取向（殘余拉伸比）越小。
[0088] 實(shí)施例：
[0089] 實(shí)施例1 :
[0090] 依據(jù)測重添加程序，在擠出過程中向聚酯熔融體添加丸?；蛘咚樾夹问降木酆衔?組合物（"母料"），獲得表1和圖4中提供的測試結(jié)果。"母料"包含40重量％的PMM和 60重量％的PBT。在添加"母料"后，在290?300°C的擠出機(jī)中使混合物熔融并且與熔融的 聚合物混合，形成流體粘稠體，使其在高壓下經(jīng)過噴絲頭的孔，產(chǎn)生長絲，該長絲在3500m/ min速度下被收集形成290/48dtex的POY紗。
[0091] 表1含有在3000和3500m/min.的速度下紡絲時(shí)隨添加到待擠出的聚合物中的 PMMA的百分比而變的取向指數(shù)（I1J的值。檢查它們顯示在3500m/min速度下紡絲時(shí)包含 3. 2%的PMMA(8%的所述"母料"）產(chǎn)生與在沒有PMMA的情況下在3000m/min速度下紡絲 時(shí)相同的Ikici值。
[0092] 表 1
[0093]

【權(quán)利要求】
1. 一種濃縮的聚合物組合物（"母料"），其用于在擠出過程中加入到熔融的形成纖維 和長絲的聚酯聚合物中，其特征在于，所述聚合物組合物包含： -支持體聚合物（"載體"），其中，所述支持體聚合物至少包含來自分子量為lOOOOg/ mol?500000g/mol的甲基丙烯酸酯族的聚合物，占所述聚合物組合物的30重量％?99重 量％ ;和 -至少一種添加劑和/或顏料，占所述聚合物組合物的1重量％?70重量％。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的濃縮的聚合物組合物，其特征在于，所述支持體聚合物（"載 體"）是聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA)。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1或者2所述的濃縮的聚合物組合物，其特征在于，所述顏料選自有機(jī) 顏料、無機(jī)顏料或者它們的混合物。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的濃縮的聚合物組合物，其特征在于，選擇的顏料為炭黑。
5. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的濃縮的聚合物組合物，其特征在于，選擇的顏料為二氧化鈦 (Ti02)。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1或者2所述的濃縮的聚合物組合物，其特征在于，除了聚甲基丙烯酸 甲酯之外，所述支持體聚合物還包含下述聚合物中的一種或者至少兩種的組合：聚對苯二 甲酸丁二醇酯（PBT)、聚對苯二甲酸乙二醇酯（PET)、聚對苯二甲酸丙二醇酯（PTT)或者聚 乳酸（PLA)。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1或者2所述的濃縮的聚合物組合物，其特征在于，該添加劑選自由潤 滑劑、抗靜電劑、塑化劑、穩(wěn)定劑、抗氧化劑、增容劑和阻燃劑以及它們的混合物構(gòu)成的組。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1?4中任一項(xiàng)所述的濃縮的聚合物組合物，其特征在于，所述聚合 物組合物包含60重量％?80重量％的聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA)作為支持體聚合物和20 重量％?40重量％的炭黑作為顏料。
9. 根據(jù)權(quán)利要求1?4中任一項(xiàng)所述的濃縮的聚合物組合物，其特征在于，所述聚合物 組合物包含50重量％?95重量％的聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA)作為支持體聚合物和5重 量％?50重量％的二氧化鈦（Ti0 2)作為顏料。
10. 根據(jù)權(quán)利要求1?9中任一項(xiàng)所述的濃縮的聚合物組合物，其特征在于，所述組合 物還包含分散劑。
11. 權(quán)利要求1?10中任一項(xiàng)所述的濃縮的聚合物組合物（"母料"）的制造方法，其 特征在于，所述制造方法包括擠出階段和可選的在先預(yù)混階段。
12. 根據(jù)權(quán)利要求11所述的制造方法，其特征在于，所述擠出階段使用擠出混合機(jī)來 獲得"母料"成分的良好的分散（分散的混合物）和均化（散布的混合物），所述擠出混合 機(jī)優(yōu)選反向旋轉(zhuǎn)雙螺桿擠出機(jī)，其傳送大量的機(jī)械能并且使得大量的顏料和/或添加劑能 夠分散，其中，所述螺桿由不同的裝配元件組成，這些元件根據(jù)其幾何形狀和位置來分布、 分散或者輸送材料。
13. 根據(jù)權(quán)利要求11所述的制造方法，其特征在于，在可選的預(yù)混階段，通過使用一種 或多種分散劑將所述顏料和/或添加劑預(yù)分散，所述分散劑與基礎(chǔ)聚合物和要制造的纖維 的聚合物成分相容，其中，通過渦輪混合器的葉片和隨后的顏料顆粒的浸泡或者浸漬，將所 有團(tuán)塊機(jī)械性破碎。
14. 權(quán)利要求1?10中任一項(xiàng)所述的濃縮的聚合物組合物的應(yīng)用，其特征在于，將該組 合物添加到熔融的聚酯聚合物中，其中，所述聚酯選自由聚對苯二甲酸乙二醇酯（PET)、聚 對苯二甲酸丁二醇酯（PBT)、聚對苯二甲酸丙二醇酯（PTT)或者聚乳酸（PLA)構(gòu)成的組，并 且所述濃縮的聚合物組合物按照使得所述聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA)在熔融體中的最終濃 度為至多10重量％的比例添加到所述熔融體中。
15. 根據(jù)權(quán)利要求14所述的濃縮的聚合物組合物（"母料"）的應(yīng)用，其特征在于，添 加該濃縮的聚合的組合物使得在紡絲時(shí)斷裂伸長率提高40% +/-10%，當(dāng)在2000m/min.? 4000m/min.的速度下紡絲時(shí)取向指數(shù)降低10cN/tex+/-5cN/tex，紡絲過程的投梭速度 和效能提商超過20 %。
16. 權(quán)利要求1?10中任一項(xiàng)所述的濃縮的聚合物組合物用于制造在500m/min.? 4500m/min.的速度下紡絲的取向紗的應(yīng)用。
17. 根據(jù)權(quán)利要求16所述的濃縮的聚合物組合物的應(yīng)用，其用于制造在2000m/min.? 4000m/min.的速度下紡絲的取向紗。
18. 權(quán)利要求8所述的濃縮的聚合物組合物的應(yīng)用，其特征在于，該聚合物組合物以2 重量％?8重量％的量添加到形成纖維和長絲的聚酯聚合物的熔融體中，并且聚甲基丙烯 酸甲酯以所述熔融體的1. 4重量％?5. 6重量％的量存在。
19. 根據(jù)權(quán)利要求18所述的濃縮的聚合物組合物的應(yīng)用，其特征在于，當(dāng)在2000m/ min.?4500m/min.的速度下紡絲時(shí)，該組合物將預(yù)取向聚酯紗的取向指數(shù)降低到 11. 7(cN/tex)?8. 1 (cN/tex)的值。
20. 權(quán)利要求9所述的濃縮的聚合物組合物的應(yīng)用，其特征在于，所述聚合物組合物以 2重量％?8重量％的量添加到形成纖維和長絲的聚酯聚合物的熔融體中，并且聚甲基丙 烯酸甲酯以該烙融體的1. 7重量％?6. 8重量％的量存在。
21. 權(quán)利要求20所述的濃縮的聚合物組合物的應(yīng)用，其特征在于，當(dāng)在2000m/min.? 4000m/min.的速度下紡絲時(shí)，該組合物將預(yù)取向聚酯紗的取向指數(shù)降低到12. 1 (cN/ tex)?7. 9 (cN/tex)的值。
22. 權(quán)利要求1?10中任一項(xiàng)所述的濃縮的聚合物組合物的應(yīng)用，其特征在于，在形成 纖維的熔融聚合物的擠出區(qū)域?qū)⒃摻M合物以固體丸粒的形式通過測重系統(tǒng)（具有或不具 有混合器）添加。
23. 權(quán)利要求1?10中任一項(xiàng)所述的濃縮的聚合物組合物的應(yīng)用，其特征在于，在形成 纖維的熔融聚合物的擠出區(qū)域?qū)⒃摻M合物以熔融形式通過側(cè)向擠出機(jī)添加。
【文檔編號】C08L33/10GK104271644SQ201380014197
【公開日】2015年1月7日 申請日期:2013年1月30日 優(yōu)先權(quán)日:2012年3月12日
【發(fā)明者】J·卡斯塔涅·科爾勒, M·埃斯帕納·普蘭斯 申請人:Iqap馬斯特巴切集團(tuán)公司