Многофиламентные сложнополиэфирные волокна

Многофиламентные сложнополиэфирные волокна

Реферат

Настоящее изобретение относится к многофиламентному волокну, к способу получения многофиламентного волокна, изделиям, содержащим многофиламентные волокна и к применению указанных многофиламентных волокон, а также к применению карбоната кальция в качестве наполнителя многофиламентных волокон.

Многофиламентные волокна обычно состоят из множества тонких непрерывных филаментов, которые могут быть скручены плотно вместе или могут удерживаться вместе с минимальным скручиванием или нескрученными. Напротив, спряденные волокна состоят из коротких штапельных волокон, или длинных филаментных волокон, которые разрезаны на короткие штапельные волокна. Штапельные волокна скручиваются вместе с формованием спряденных волокон. По сравнению с однофиламентными волокнами многофилмантные ткани могут обеспечивать лучшее удерживание, например, лучшую фильтрующую эффективность и более низкую проницаемость. Кроме того, многофиламентные волокна являются гибкими, легкими для переработки, могут быть сотканы в любой вид ткани. Однофиламентные волокна, с другой стороны, являются более дорогостоящими и имеют обычно более крупный диаметр, что может быть недостатком в некоторых применениях.

Многофиламентные волокна могут быть переработаны дополнительно в текстильные изделия наслаиванием, гофрированием, плетением, вязкой узлов, ткачеством, вязанием, ручным вязанием или прошиванием. В настоящее время много текстильных материалов получают из термопластичных полимеров, таких как полипропилен, полиэтилен, полиамиды или сложные полиэфиры. Преимуществом сложнополиэфирных волокон или филаментов является их высокая кристалличность, высокая прочность и высокая разрывная прочность. Полиэтилентерефталат (ПЭТФ) является наиболее широко используемым классом сложного полиэфира и характеризуется высоким модулем упругости, низкой усадкой, стабильностью при термоусадке, легкой жесткостью и химической стойкостью, учитывая большую гибкость ПЭТФ. Одним главным недостатком ПЭТФ является его медленная скорость кристаллизации, что не обеспечивает приемлемые времена циклов для способов получения, таких как литье под давлением. Поэтому часто вводятся зародышеобразователи, такие как тальк. Однако, указанные гетерогенные частицы могут действовать как концентраторы напряжения и поэтому могут влиять на механические свойства полимера. Поэтому ПЭТФ с зародышеобразователями часто армируются стеклянными волокнами.

Тальконаполненный ПЭТФ рассматривается в статье авторов Sekelik et al., озаглавленной ʺOxygen barrier properties of crystallized and talc-filled poly(ethylene terephthalate)ʺ, опубликованной в Journal of Polymer Science: Part B: Polymer Physics, 1999, 37, 847-857. US5886088A относится к композиции ПЭТФ смолы, содержащей неорганический зародышеобразователь. Способ получения термопластичного полимерного материала, который наполнен карбонатом кальция, описан в WO2009/121085A1.

WO2012/052778A1 относится к разрушающимся полимерным пленкам, содержащим сложный полиэфир и наполнители карбонат кальция или слюда. Прядение ПЭТФ волокон, содержащих модифицированный карбонат кальция, было исследовано by Boonsri Kusktham и описано в статье, озаглавленной ʺSpinning of PET fibres mixed with calcium carbonateʺ, которая была опубликована в Asian Journal of Textile, 2011, 1(2), 106-113.

Экструдированные волокна и нетканые холсты, содержащие диоксид титана и, по меньшей мере, один минеральный наполнитель, рассматриваются в US6797377B1. WO2008/077156A2 описывает спряденные волокна, содержащие полимерную смолу и один наполнитель, а также нетканые ткани, содержащие указанные волокна. Нетканые материалы из синтетических полимеров с улучшенной композицией связующего рассматриваются в EP2465986A1. WO97/30199 относится к волокнам или филаментам, подходящим для получения нетканой ткани, причем волокна или филаменты состоят по существу из полиолефина и неорганических частиц.

WO2009/094321A1 рассматривает однофиламентные волокна, содержащие, по меньшей мере, одну полимерную смолу и, по меньшей мере, один наполнитель с покрытием. Штапельные волокна, содержащие, по меньшей мере, одну полимерную смолу и, по меньшей мере, один наполнитель с покрытием, описываются в WO2011/028934A1. Получение композитов полибутилентерефталат/(карбонат кальция) рассматривается в статье авторов Deshmukh et al., озаглавленной ʺEffect of uncoated calcium carbonate and stearic acid coated calcium carbonate on mechanical, thermal and structural properties of poly(butylenes terephthalate) (PBT)/ calcium carbonate compositesʺ, которая была опубликована в Bulletin of Material Science, 2010, 33(3), 277-284.

Влияние наполнителей на характеристики композитов из натурального волокна было исследовано авторами Kanakasabai et al. в статье ʺEffect of fabric treatment and content on jute polyester compositeʺ, опубликованной в International Journal of Plastic Technology, 2007, 11, 1-31. CS269812B1 рассматривает способ получения сложнополиэфирных волокон, содержащих карбонат кальция, где карбонат кальция вводится в реакционную смесь сложного полиэфира в процессе стадии переэтерификации или вначале поликонденсации. WO2007/124866A1 относится к полимерному волокну, содержащему термопластичный полимер и наполнитель, и к нетканым материалам, получаемым из него.

Кроме того, ссылка делается на неопубликованную заявку на Европейский патент № 12199746.4.

Ввиду вышеизложенного улучшение свойств (сложный полиэфир)содержащих текстильных материалов остается предметом интереса специалиста в данной области техники.

Целью настоящего изобретения является создание многофиламентного волокна, имеющего улучшенную механическую жесткость, теплопроводность и повышенную непрозрачность. Было бы желательно создать многофиламентное волокно, которое могло бы быть специально разработано относительно его гидрофобных или гидрофильных свойств. Было бы также желательно создать многофиламентное волокно, содержащее сниженное количество полимера без значительного ухудшения качества многофиламентного волокна. Было бы желательно создать многофиламентное волокно, которое могло бы быть получено с высокой производительностью, сниженной зоной углерода и со сниженными затратами.

Также целью настоящего изобретения является создание многофиламентного волокна из (сложный полиэфир)содержащей полимерной композиции, которое обеспечивает короткие циклы времени в процессе переработки из расплава. Также желательно создать способ получения многофиламентного волокна, который позволяет применять регенерированный сложнополиэфирный материал, в частности, регенерированный ПЭТФ.

Вышеуказанные цели и другие цели достигаются предметом изобретения, как определено здесь в независимых пунктах формулы изобретения.

Согласно одному аспекту настоящего изобретения предусматривается многофиламентное волокно, содержащее, по меньшей мере, один полимер, содержащий сложный полиэфир, и, по меньшей мере, один наполнитель, содержащий карбонат кальция, где карбонат кальция присутствует в многофиламентном волокне в количестве, по меньшей мере, 2% мас. по отношению к общей массе многофиламентного волокна.

Согласно другому аспекту предусматривается текстильное изделие, содержащее, по меньшей мере, одно многофиламентное волокно согласно настоящему изобретению.

Согласно еще другому аспекту предусматривается способ получения многофиламентного волокна, который (способ) содержит следующие стадии:

а) обеспечение смеси, содержащей, по меньшей мере, один полимер, содержащий сложный полиэфир, и, по меньшей мере, один наполнитель, содержащий карбонат кальция,

b) расплавление смеси со стадии а) и пропускание ее через формующие отверстия с формованием многофиламентного волокна и

с) быстрое охлаждение многофиламентного волокна, где карбонат кальция присутствует в многофиламентном волокне в количестве, по меньшей мере, 2% мас. по отношению к общей массе многофиламентного волокна.

Согласно еще другому аспекту предусматривается применение карбоната кальция в качестве наполнителя в многофиламентном волокне, содержащем, по меньшей мере, один полимер, содержащий сложный полиэфир, где карбонат кальция присутствует в многофиламентном волокне в количестве, по меньшей мере, 2% мас. по отношению к общей массе многофиламентного волокна.

Согласно еще другому аспекту предусматривается применение, по меньшей мере, одного многофиламентного волокна согласно настоящему изобретению для получения текстильного изделия.

Согласно еще другому аспекту предусматривается применение, по меньшей мере, одного многофиламентного волокна согласно настоящему изобретению и/или текстильного изделия согласно настоящему изобретению в конструкционных продуктах, в отраслях водоизоляции, теплоизоляции, звукоизоляции, кровельных материалов, одежды ширпотреба, обивочных материалов и верхней одежды, в рабочей одежде, медицинских продуктах, домашних отделочных материалах, защитных продуктах, упаковочных материалах, косметической продукции, гигиенических изделиях, фильтрационных материалах, в агротехнических применениях, геотехнических применениях, промышленных применениях, медицинских применениях, на транспорте, в экотехнических применениях, упаковочных применениях, в индивидуальной защите, защите качества или в спортивных применениях.

Предпочтительные варианты настоящего изобретения определены в соответствующих зависимых пунктах формулы изобретения.

Согласно одному варианту настоящего многофиламентного волокна сложный полиэфир выбран из группы, состоящей из полимера гликолевой кислоты, поликапролактона, полиэтиленадипата, полигидроксиалканоата, полигидроксибутирата, полиалкилентерефталата, полиэтилентерефталата, политриметилентерефталата, полибктилентерефталата, полиэтиленнафталата, полимера молочной кислоты или их смеси, или их сополимеров, предпочтительно, сложным полиэфиром является полиэтилентерефталат и/или полибутилентерефталат.

Согласно другому варианту настоящего многофиламентного волокна карбонатом кальция является измельченный карбонат кальция, осажденный карбонат кальция, модифицированный карбонат кальция, поверхностнообработанный карбонат кальция или их смесь, предпочтительно, поверхностнообработанный карбонат кальция.

Согласно еще другому варианту настоящего многофиламентного волокна карбонатом кальция является поверхностнообработанный карбонат кальция, содержащий на, по меньшей мере, части его доступной площади поверхности обработанный слой, содержащий гидрофобизирующий агент, причем, предпочтительно, гидрофобизирующий агент выбран их группы, состоящей из алифатической карбоновой кислоты, имеющей общее количество углеродных атомов от С₄ до С₂₄, и/или ее продуктов реакции, однозамещенного янтарного ангидрида, состоящего из янтарного ангидрида, однозамещенного группой, выбранной из линейной, разветвленной, алифатической и циклической группы, имеющей общее количество углеродных атомов от С₄ до С₃₀ в заместителе, и/или его продуктов реакции, смеси эфира фосфорной кислоты одного или более моноэфиров фосфорной кислоты и/или их продуктов реакции и одного или более диэфиров фосфорной кислоты и/или их продуктов реакции и их смесей, и, более предпочтительно, гидрофобизирующим агентом является однозамещенный янтарный ангидрид, состоящий из янтарного ангидрида, однозамещенного группой, выбранной из линейной, разветвленной, алифатической и циклической группы, имеющей общее количество углеродных атомов от С₄ до С₃₀ в заместителе, и/или его продуктов реакции, и/или смеси эфира фосфорной кислоты одного или более моноэфиров фосфорной кислоты и/или их продуктов реакции и одного или более диэфиров фосфорной кислоты и/или их продуктов реакции.

Согласно одному варианту настоящего многофиламентного волокна карбонат кальция имеет средневесовой размер частиц d₅₀ от 0,1 до 3 мкм, предпочтительно, от 0,4 до 2,5 мкм, более предпочтительно, от 1,0 до 2,3 мкм, и, наиболее предпочтительно, от 1,2 до 2,0 мкм.

Согласно другому варианту настоящего многофиламентного волокна карбонат кальция присутствует в многофиламентном волокне в количестве от 2 до 50% мас., предпочтительно, от 5 до 40% мас., более предпочтительно, от 8 до 35% мас., и, наиболее предпочтительно, от 10 до 30% мас. по отношению к общей массе многофиламентного волокна.

Согласно еще другому варианту настоящего многофиламентного волокна многофиламентное волокно имеет линейную массовую плотность от 0,5 до 4000 дтекс, предпочтительно, от 1 до 3000 дтекс, более предпочтительно, от 10 до 2000 дтекс и, наиболее предпочтительно, от 100 до 1500 дтекс.

Согласно одному варианту настоящего текстильного изделия указанное изделие выбрано из конструкционных продуктов, одежды ширпотреба, рабочей одежды, медицинских продуктов, домашних отделочных материалов, защитных продуктов, упаковочных материалов, косметической продукции, гигиенических изделий, фильтрационных материалов, рукавов, силовых ремней, тросов, сеток, нитей, кордов шин, автомобильных обивочных материалов, парусов, вкладышей флоппи-дисков или волокнистых заполнителей.

Согласно одному варианту настоящего способа получения многофиламентного волокна смесью стадии а) является смесь маточной смеси и дополнительного полимера, где маточная смесь содержит, по меньшей мере, один полимер, содержащий сложный полиэфир и, по меньшей мере, один наполнитель, содержащий карбонат кальция, предпочтительно, в маточной смеси карбонат кальция присутствует в количестве от 10 до 85% мас., предпочтительно, от 20 до 80% мас., более предпочтительно, от 30 до 75% мас., и, наиболее предпочтительно, от 40 до 75% мас. по отношению к общей массе маточной смеси.

Согласно другому варианту настоящего способа способ, кроме того, содержит стадию d) вытяжки многофиламентного волокна.

Должно быть понятно, что в целях настоящего изобретения следующие термины имеют следующие значения.

Термин «степень кристалличности», как применено в контексте настоящего изобретения, относится к фракции упорядоченных молекул в полимере. Остальная фракция обозначается как «аморфная». Полимеры могут кристаллизоваться при охлаждении из расплава, механическом растяжении или выпаривании растворителя. Кристаллические зоны являются обычно более плотно упакованными, чем аморфные зоны, и кристаллизация может влиять на оптические, механические, термические и химические свойства полимера. Степень кристалличности указывается в процентах и может быть определена дифференциальной сканирующей калориметрией ((ДСК)(DSC)).

В целях настоящего изобретения термин «дтекс» относится к линейной массовой плотности волокна и определяется как масса в граммах на 10000м.

«Измельченный карбонат кальция» ((ИКК)(GCC)) в значении настоящего изобретения представляет собой карбонат кальция, полученный из природных источников, такой как известняк, мрамор, доломит или мел, и прошедший мокрую или сухую обработку, такую как измельчение, рассев и/или фракционирование, например, циклоном или классификатором.

Термин «характеристическая вязкость», как применено в контексте настоящего изобретения, является мерой способности полимера в растворе улучшать вязкость раствора, и измеряется в дл/г.

«Модифицированный карбонат кальция» ((МКК)(MCC)) в значении настоящего изобретения может характеризовать природный измельченный или осажденный карбонат кальция с модификацией внутренней структуры или продукт поверхностной реакции, т.е. «поверхностнореакционный карбонат кальция». «Поверхностнореакционный карбонат кальция» представляет собой материал, содержащий карбонат кальция и нерастворимые, предпочтительно, по меньшей мере, частично кристаллические соли кальция анионов кислот на поверхности. Предпочтительно, нерастворимая соль кальция идет от поверхности, по меньшей мере, части карбоната кальция. Кальциевые ионы, образующие указанную, по меньшей мере, частично кристаллическую соль кальция указанного аниона, происходят, главным образом, от исходного материала карбоната кальция. МКК описан, например, в US2012/0031576A1, WO2009/074492A1, EP2264109A1, EP2070991A1 или ЕР2264108А1.

«Волокно» в значении настоящего изобретения представляет собой длинное тонкое непрерывное изделие, имеющее высокое соотношение длина/(поперечное сечение) и нитеподобное строение. «Филамент» в значении настоящего изобретения представляет собой волокно очень большой длины, считающееся непрерывным. «Многофиламентное волокно» в значении настоящего изобретения представляет собой волокно, состоящее из двух или более филаментов. Предпочтительно, многофиламентным волокном является многофиламентная нить.

Как применено здесь, термин «текстильное изделие» к продукту, полученному такими способами, как наслаивание, гофрирование, плетение, вязка узлов, ткачество, вязание, ручное вязание или прошивание. Для целей настоящего изобретения термин «тканая ткань» относится к текстильному изделию, полученному ткачеством, а термин «нетканая ткань» к плоской пористой листовой структуре, которая получается переплетением слоев или сеток волокон, филаментов или пленкоподобных филаментных структур.

По всему настоящему документу «размер частиц» наполнителя карбоната кальция описывается его распределением частиц по размеру. Значение d_x представляет собой диаметр, относительно которого x % мас. частиц имеют диаметры менее d_x. Это означает, что значение d₂₀ представляет собой размер частиц, при котором 20% мас. всех частиц являются мельче, и значение d₉₈ представляет собой размер частиц, при котором 98% мас. всех частиц являются мельче. Значение d₉₈ также обозначается как «верхний срез». Значение d₅₀ представляет собой, таким образом, средневесовой размер частиц, т.е. 50% мас. всех зерен являются больше или меньше указанного размера частиц. В целях настоящего изобретения размер частиц определяется как средневесовой размер частиц d₅₀, если не указано иное. Для определения значения d₅₀ средневесового размера частиц или значения d₉₈ верхнего среза размера частиц может применяться прибор Sedigraph 5100 или 5120 от компании Micrometrics, США.

Как применено здесь, термин «полимер» обычно включает в себя блок-, привитой, статистический или чередующийся сополимеры, а также их смеси и модификации.

«Осажденный карбонат кальция» ((ОКК)(PСС)) в значении настоящего изобретения представляет собой синтезированный материал, обычно получаемый осаждением после реакции диоксида углерода и гидроксида кальция (гашеная известь) в водной среде или осаждением источника кальция и карбоната в воде. Кроме того, осажденным карбонатом кальция также может быть продукт введения солей кальция и карбоната, например, хлорида кальция и карбоната натрия, в водную среду. ОКК могут представлять собой фатерит, кальцит или арагонит. ОКК описывается, например, в ЕР2447213А1, ЕР2524898А1, ЕР2371766А1 или в неопубликованной заявке на Европейский патент № 12164041.1.

В значении настоящего изобретения «поверхностно обработанный карбонат кальция» представляет собой измельченный, осажденный или модифицированный карбонат кальция, содержащий обработку или обработанный слой, например, слой гидрофобизирующего агента, жирных кислот, поверхностно-активных веществ, силоксанов или полимеров.

Когда термин «содержащий» используется в настоящем описании и формуле изобретения, он не исключает другие элементы. В целях настоящего изобретения термин «состоящий из» считается в предпочтительном варианте термином «содержащий». Если далее определяется, что группа содержит, по меньшей мере, некоторое число вариантов, это также понимается, что рассматривается группа, которая, предпочтительно, состоит только из указанных вариантов.

Когда неопределенное или определенное изделие используется со ссылкой на имя существительное в единственном числе, например, с артиклем ʺaʺ, ʺanʺ или ʺtheʺ, то включается имя существительное во множественном числе, которое иногда специально еще не установлено.

Подобные термины «получаемый» или «определяемый» и «полученный» или «определенный» используются взаимозаменяемо. Это означает, например, что, если контекст ясно не указывает иное, термин «полученный» не означает указания, что, например, вариант должен быть получен, например, последовательностью стадий после термина «полученный», даже хотя такое ограниченное понимание всегда включается терминами «полученный» или «определенный» как предпочтительный вариант.

Многофиламентное волокно изобретения содержит, по меньшей мере, один полимер, содержащий сложный полиэфир и, по меньшей мере, один наполнитель, содержащий карбонат кальция. Карбонат кальция присутствует в многофиламентном волокне в количестве, по меньшей мере, 2% мас. по отношению к общей массе многофиламентного волокна. В последующих деталях и предпочтительных вариантах изобретения продукт изобретения будет представлен более подробно. Должно быть понятно. что указанные технические детали и варианты также применимы к способу изобретения для получения указанного многофиламентного волокна и применению изобретения многофиламентного волокна и карбоната кальция.

По меньшей мере, один полимер

Многофиламентное волокно изобретения содержит, по меньшей мере, один полимер, содержащий сложный полиэфир.

Сложные полиэфиры являются классом полимеров, которые содержат сложноэфирную функциональную группу в их главной цепи и обычно получаются реакцией поликонденсации. Сложные полиэфиры могут включать в себя встречающиеся в природе полимеры, такие как кутин, а также синтетические полимеры, такие как поликарбонат или полибутират. В зависимости от их структуры сложные полиэфиры могут быть биоразрушающимися. Термин «биоразрушающийся» в значении настоящего изобретения относится к веществу или предмету, способному разрушаться или разлагаться с помощью бактерий или других живых организмов и поэтому избегать загрязнения окружающей среды.

Согласно одному варианту сложные полиэфир выбран из группы, состоящей из полимера гликолевой кислоты, поликапролактона, полиэтиленадипата, полигидроксиалканоата, полигидроксибутирата, полиалкилентерефталата, полиэтилентерефталата, политриметилентерефталата, полибутилентерефталата, полиэтиленнафталата, полимера молочной кислоты или их смеси или их сополимеров. Любой из указанных полимеров может быть в чистой форме, т.е. в форме гомополимера, или может быть модифицирован сополимеризацией и/или введением одного или более заместителей в главную цепь или в боковые цепи главной цепи.

Согласно одному варианту настоящего изобретения, по меньшей мере, один полимер состоит из сложного полиэфира. Сложный полиэфир может состоять только из одного отдельного типа сложного полиэфира или смеси одного или более типов сложных полиэфиров.

По меньшей мере, один полимер может присутствовать в многофиламентном волокне в количестве, по меньшей мере, 40% мас., предпочтительно, по меньшей мере, 60% мас., более предпочтительно, по меньшей мере, 80% мас. и, наиболее предпочтительно, по меньшей мере, 90% мас. по отношению к общей массе многофиламентного волокна. Согласно одному варианту, по меньшей мере, один полимер присутствует в нетканой ткани в количестве от 50 до 98% мас., предпочтительно, от 60 до 95% мас., более предпочтительно, от 65 до 92% мас. и, наиболее предпочтительно, от 70 до 90% мас. по отношению к общей массе многофиламентного волокна.

Согласно одному варианту сложный полиэфир имеет характеристическую вязкость ((ХВ)(IV)) от 0,2 до 2 дл/г, предпочтительно, от 0,3 до 1,5 дл/г и, более предпочтительно, от 0,4 до 1 дл/г, например, от 0,4 до 0,7 дл/г или от 0,7 до 1 дл/г.

Согласно одному варианту сложный полиэфир получается поликонденсацией терефталевой кислоты или одного из ее (сложный полиэфир)образующих производных и диола. Подходящими (сложный полиэфир)образующими производными терефталевой кислоты являются диметилтерефталат, диэтилтерефталат, дипропилтерефталат, дибутилтерефталат или их смеси. Примерами подходящих диолов являются алкандиолы, например, алкандиолы, имеющие 2-12 углеродных атомов в углеродной цепи, такие как этиленгликоль, пропандиол, бутандиол, пентандиол, гександиол, гептандиол, октандиол, нонандиол, декандиол, ундекандиол, додекандиол или их смеси.

Согласно одному варианту сложным полиэфиром является полиалкилентерефталат.

Часть терефталевой кислоты или одного из ее (сложный полиэфир)образующих производных в полиалкилентерефталате может быть заменена другими дикарбоновыми кислотами. Примерами подходящих дикарбоновых кислот являются изофталевая кислота, фталевая кислота, 1,4-циклогександикарбоновая кислота, нафталин-2,6-дикарбоновая кислота, адипиновая кислота, себациновая кислота или декандикарбоновая кислота. Согласно одному варианту до 5% мол., предпочтительно, до 10% мол., более предпочтительно, до 20% мол. и, наиболее предпочтительно, до 30% мол. терефталевой кислоты или одного из ее (сложный полиэфир)образующих производных в полиалкилентерефталате заменяется другими дикарбоновыми кислотами.

Часть алкандиола в полиалкилентерефталате может быть заменена другими диолами. Примерами подходящих других диолов являются неопентилгликоль, 1,4- или 1,3-диметилолциклогексан. Согласно одному варианту до 5% мол., предпочтительно, до 19% мол., более предпочтительно, до 20% мол. и, наиболее предпочтительно, до 30% мол. алкандиола в полиалкилентерефталате заменяется другими диолами.

Согласно настоящему изобретению полиалкилентерефталат содержит немодифицированный и модифицированный терефталат. Полиалкилентерефталат может быть линейным полимером, разветвленным полимером или сшитым полимером. Например, если глицерин используется для взаимодействия с дикислотой или ее ангидридом, каждое звено глицерина образует точку разветвления. Если имеет место внутреннее сопряжение, например, при взаимодействии гидроксильной группы и кислотной функциональной группы из разветвлений в той же или другой молекуле, полимер становится сшитым. Необязательно, полиалкилентерефталат может быть замещен, предпочтительно, С₁-С₁₀-алкил-группой, гидроксильной группой и/или аминогруппой. Согласно одному варианту полиалкилентерефталат замещается метил-, этил-, пропил-, бутил-, трет-бутил-, гидроксил- и/или аминогруппой.

Согласно предпочтительному варианту настоящего изобретения сложным полиэфиром является полиэтилентерефталат и/или полибутилентерефталат.

Полиэтилентерефталат (ПЭТФ) является конденсационным полимером и может получаться в промышленности при образовании конденсата из либо терефталевой кислоты, либо диметилтерефталата с этиленгликолем. Аналогично полибутилентерефталат (ПБТФ) может получаться при конденсации либо терефталевой кислоты, либо диметилтерефталата с бутиленгликолем.

ПЭТФ может быть полимеризован переэтерификацией с применением мономеров диэтилтерефталата и этиленгликоля или прямой этерификацией с применением мономеров терефталевой кислоты и этиленгликоля. Способы как переэтерификации, так и прямой этерификации комбинируются со стадиями поликонденсации либо периодически, либо непрерывно. Периодические системы требуют два реакционных сосуда: один для этерификации или переэтерификации и один для поликонденсации. Непрерывные системы требуют, по меньшей мере, три реакционных сосуда: один - для этерификации или переэтерификации, другой - для снижения избытка гликолей и еще другой - для полимеризации.

Альтернативно, ПЭТФ может быть получен твердофазной поликонденсацией. Например, в таком способе поликонденсация в расплаве продолжается до тех пор, пока характеристическая вязкость форполимера не станет равной 1,0-1,4дл/г, в который момент полимер отливается в твердую пленку. Предварительная кристаллизация выполняется при нагревании, например, выше 200°C, до получения требуемой молекулярной массы полимера.

Согласно одному варианту ПЭТФ получается непрерывным способом полимеризации, периодическим способом полимеризации или способом твердофазной полимеризации. ПБТФ может быть получен аналогичным способом, как описано для ПЭТФ.

Согласно настоящему изобретению термин «полиэтилентерефталат» или «полибутилентерефталат» содержит немодифицированный и модифицированный полиэтилентерефталат или полибутилентерефталат, соответственно. Полиэтилентерефталат или полибутилентерефталат могут быть линейным полимером, разветвленным полимером или сшитым полимером. Например, если глицерин используется для взаимодействия с дикислотой или ее ангидридом, каждое звено глицерина образует точку разветвления. Если имеет место внутреннее сопряжение, например, при взаимодействии гидроксильной группы и кислотной функциональной группы из разветвлений в той же или другой молекуле, полимер становится сшитым. Необязательно, полиалкилентерефталат может быть замещен, предпочтительно, С₁-С₁₀-алкил-группой, гидроксильной группой и/или аминогруппой. Согласно одному варианту полиалкилентерефталат замещается метил-, этил-, пропил-, бутил-, трет-бутил-, гидроксил- и/или аминогруппой. Полиэтилентерефталат или полибутилентерефталат также могут быть модифицированы сополимеризацией, например, с циклогександиметанолом или изофталевой кислотой.

В зависимости от их переработки и тепловой предыстории ПЭТФ и/или ПБТФ могут существовать как аморфный, так и как полукристаллический полимер, т.е. как полимер, содержащий кристаллическую и аморфную фракции. Полукристаллический материал может быть прозрачным или непрозрачным и белым в зависимости от его кристаллической структуры и размера частиц.

Согласно другому варианту ПЭТФ и/или ПБТФ является/являются аморфными. Согласно одному варианту ПЭТФ и/или ПБТФ является/являются полукристаллическими, предпочтительно, ПЭТФ и/или ПБТФ имеет/имеют степень кристалличности, по меньшей мере, 20%, более предпочтительно, по меньшей мере, 40%, и, наиболее предпочтительно, по меньшей мере, 50%. Согласно еще другому варианту ПЭТФ и/или ПБТФ имеет/имеют степень кристалличности от 10 до 80%, более предпочтительно, от 20 до 70%, и, наиболее предпочтительно, ль 30 до 60%. Степень кристалличности может быть измерена дифференциальной сканирующей калориметрией (ДСК).

Согласно одному варианту настоящего изобретения ПЭТФ и/или ПБТФ имеет/имеют характеристическую вязкость ((ХВ)IV)) от 0,2 до 2 дл/г, предпочтительно, от 0,3 до 1,5 дл/г, и, более предпочтительно, от 0,4 до 1 дл/г, например, от 0,4 до 0,7 дл/г или от 0,7 до 1 дл/г.

Согласно другому варианту настоящего изобретения ПЭТФ и/или ПБТФ имеет/имеют температуру стеклования ((Тст)(Tg)) от 50 до 200°C, предпочтительно, от 60 до 180°C, и, более предпочтительно, от 70 до 170°C.

Согласно одному варианту настоящего изобретения ПЭТФ и/или ПБТФ имеет/имеют среднечисленную молекулярную массу от 5000 до 100000 г/моль, предпочтительно, от 10000 до 50000 г/моль, и, более предпочтительно, от 15000 до 20000 г/моль.

Сложным полиэфиром может быть исходный полимер, вторичный полимер или их смесь. Вторичный полиэтилентерефталат может быть получен из ПЭТФ бутылей после потребления, лома формованного ПЭТФ, повторно гранулированного ПЭТФ или регенерированного ПЭТФ.

Согласно одному варианту сложный полиэфир содержит 10% мас., предпочтительно, 25% мас., более предпочтительно, 50% мас., и, наиболее предпочтительно, 75% мас. вторичного сложного полиэфира по отношению к общему количеству сложного полиэфира.

Согласно одному варианту, по меньшей мере, один полимер состоит из полиэтилентерефталата. ПЭТФ может состоять только из одного отдельного типа ПЭТФ или смеси двух или более типов ПЭТФ. ПБТФ может состоять только из одного отдельного типа ПБТФ или смеси двух или более типов ПБТФ. Согласно еще другому варианту, по меньшей мере, один полимер состоит из смеси ПЭТФ и ПБТФ, где ПЭТФ может состоять только из одного отдельного типа ПЭТФ или смеси двух или более типов ПЭТФ, а ПБТФ может состоять только из одного отдельного типа ПБТФ или смеси двух или более типов ПБТФ.

Согласно одному варианту, по меньшей мере, один полимер содержит другие полимеры, предпочтительно, полиолефины, полиамиды, целлюлозу, полибензимидазолы или их смеси, или их сополимеры. Примерами таких полимеров являются полигексаметилендиадипамид, поликапролактам, ароматические или частично ароматические полиамиды («арамиды»), полиамид, полифениленсульфид ((ПФС)(PPS)), полиэтилен, полипропилен, полибензимидазолы или вискоза.

Согласно одному варианту, по меньшей мере, один полимер содержит, по меньшей мере, 50% мас., предпочтительно, по меньшей мере, 75% мас., более предпочтительно, по меньшей мере, 90% мас. и, наиболее предпочтительно, по меньшей мере, 95% мас. сложного полиэфира по отношению к общему количеству, по меньшей мере, одного полимера. Согласно другому варианту, по меньшей мере, один полимер содержит, по меньшей мере, 50% мас., предпочтительно, по меньшей мере, 75% мас., более предпочтительно, по меньшей мере, 90% мас. и, наиболее предпочтительно, по меньшей мере, 95% мас. ПЭТФ и/или ПБТФ по отношению к общему количеству, по меньшей мере, одного полимера.

По меньшей мере, один наполнитель

Согласно настоящему изобретению многофиламентное волокно содержит, по меньшей мере, один наполнитель, содержащий карбонат кальция. По меньшей мере один наполнитель диспергирован в, по меньшей мере, одном полимере.

Применение, по меньшей мере, одного наполнителя, содержащего карбонат кальция, в (сложный эфир)содержащих многофиламентных волокнах имеет некоторые преимущества по сравнению с традиционными многофиламентными волокнами. Например, гидрофобные или гидрофильные свойства многофиламентных волокон могут быть приспособлены к предназначенному применению при применении соответствующего наполнителя карбоната кальция. Кроме того, применение наполнителя карбоната кальция обеспечивает снижение количества сложных полиэфиров в получении многофиламентных волокон без значительного ухудшения качества многофиламентных волокон. Кроме того, авторами изобретения неожиданно было установлено, что, если карбонат кальция вводится как наполнитель в сложный полиэфир, такой как ПЭТФ, полимер показывает более высокую теплопроводность, что приводит к более высокой скорости охлаждения полимера. Кроме того, без связи с какой-либо теорией считается, что карбонат кальция действует как зародышеобразователь для ПЭТФ и, таким образом, увеличивает температуру кристаллизации ПЭТФ. В результате увеличивается скорость кристаллизации, что, например, позволяет сократить время цикла в процессе переработки в расплаве. Авторами изобретения также было установлено, что текстильные изделия, полученные из многофиламентных волокон, изготовленных из сложных полиэфиров, содержащих наполнитель карбоната кальция, имеют улучшенную механическую жесткость, теплопроводность и повышенную непрозрачность по сравнению с текстильными изделиями, содержащими многофиламентные волокна, выполненные только из сложного полиэфира.

Согласно одному варианту карбонатом кальция является измельченный карбонат кальция, осажденный карбонат кальция, модифицированный карбонат кальция, поверхностнообработанный карбонат кальция или их смесь. Согласно одному варианту карбонатом кальция является измельченный карбонат кальция. Согласно другому варианту карбонатом кальция является поверхностнообработанный карбонат кальция.

Под измельченным (или природным) карбонатом кальция (ИКК) понимается встречающаяся в природе форма карбоната кальция, добываемая из осадочных пород, таких как известняк или мел, или из метаморфических пород мрамора. Известно, что карбонат кальция существует как три типа кристаллических полиморфов; кальцит, арагонит и фатерит. Кальцит, наиболее распространенный кристаллический полиморф, считается наиболее стабильной кристаллической формой карбоната кальция. Менее распространенным является арагонит, который имеет дискретную или пучкообразную игольчатую орторомбическую кристаллическую структуру. Фатерит является самым редким полиморфом карбоната кальция и обычно является нестабильным. Измельченным карбонатом кальция является почти исключительно кальцитный полиморф, т.е. тригональный-ромбоэдрический, и представляет собой наиболее стабильный из полиморфов карбоната кальция. Термин «источник» карбоната кальция в значении настоящего изобретения относится к встречающемуся в природе минеральному материалу, из которого получается карбонат кал