TWI401285B - 用以製備近紅外線遮蔽母粒的組成物與方法以及近紅外線遮蔽母粒與其應用 - Google Patents

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Description

用以製備近紅外線遮蔽母粒的組成物與方法以及近紅外線遮蔽母粒與其應用
本發明是有關於一種近紅外線遮蔽材料。
紡織品在日常生活中隨處可見，而具有額外功能的機能性紡織品更逐漸成為全球紡織業發展的主流。
傳統上，要使得紡織品具備額外的功能，可利用後處理的方式，以可賦予織物機能性的原料在纖維或織物的表面上進行處理，以得到機能性紡織品。利用這種方法製得之機能性紡織品可能會面臨耐水洗性與透氣性不佳、織物手感較差等問題；此外機能性材料可能容易脫落，因此效能不易持久。
相較於上述後處理加工方式，從上游部分直接進行高分子改質而使產物具有機能性效果，則是目前較受到矚目的研發方向。然而，要利用物理或化學的方法來改質高分子材料，面臨到了很多挑戰。舉例來說，要將機能性材料物理地混合至高分子材料中的時候，必須考量這些原料彼此間是否能夠均勻混合、混合物是否具有足夠穩定性等因素。此外，機能性材料的添加量也很重要，添加量不足可能會使得最終產物不具備所需的機能性；但添加量過高可能影響高分子材料本身的性能，甚至影響紡絲與後續製程的可行性。
因此，雖然透過高分子改質的方式來得到機能性紡織品是本領域努力的方向，但對於每一種的機能性材料，在進行改質的過程中都面臨了不同的挑戰。
發明內容旨在提供本揭示內容的簡化摘要，以使閱讀者對本揭示內容具備基本的理解。此發明內容並非本揭示內容的完整概述，且其用意並非在指出本發明實施例的重要/關鍵元件或界定本發明的範圍。
本發明之一態樣提出了一種用以製備近紅外線遮蔽母粒的組成物。利用此種組成物製成的母粒可用以製備薄膜和/或纖維，且所製成的母粒、薄膜和/或纖維具有近紅外線遮蔽與隔熱之功能。
依據本發明一具體實施例，上述組成物包含重量百分比約1-25%的金屬化合物粉體、重量百分比約0.1-2%的交聯劑、重量百分比約67-98.7%的熱塑性聚合物、重量百分比約0.1-1%的交聯起始劑以及重量百分比約0.1-2%的分散劑。上述金屬化合物粉體選自硫酸鋇粉體、三氧化二鐵粉體、氧化銅粉體、氧化銥粉體與氧化鋅粉體或上述粉體之混合物。
本發明的另一態樣提出了一種製備近紅外線遮蔽母粒的方法。利用此一方法搭配本發明上述態樣/具體實施例提出的組成物，可以製備出具有近紅外線遮蔽與隔熱之功能的母粒，且此一母粒可用於進行紡絲製程。
根據本發明一具體實施例，上述方法至少包含以下步驟。首先，製備根據本發明上述態樣/具體實施例所述的組成物。接著，以上述混合物進行混練。一般來說，進行混練的時間約1-20分鐘，而混練溫度為約220-270℃。在混練過程中，熱塑性聚合物會呈現熔融狀，且交聯劑會和呈熔融狀的熱塑性聚合物進行交聯反應，且藉此使金屬化合物粉體分散於經交聯的熱塑性聚合物中。其後，造粒上述經混練後的混合物，即可得到近紅外線遮蔽母粒。
本發明又一態樣提出了一種近紅外線遮蔽母粒，其係利用本發明上述態樣/具體實施例所述的組成物與方法所製成。此一近紅外線遮蔽母粒中所含的金屬化合物粉體較高(相較於下文提出的對照例)，且仍可用於進行紡絲製程。
根據本發明一具體實施例，上述近紅外線遮蔽母粒至少包含：經交聯熱塑性聚合物以及分散於該經交聯熱塑性聚合物中的金屬化合物粉體。上述金屬化合物粉體至少選自硫酸鋇粉體、三氧化二鐵粉體、氧化銅粉體、氧化銥粉體與氧化鋅粉體其中一種，或可為上述粉體的混合物。上述經交聯熱塑性聚合物與金屬化合物粉體的重量比為約2.8：1至約98.8：1。
本發明又一態樣提出了一種近紅外線遮蔽物體，其至少包含一近紅外線遮蔽部分，且該近紅外線遮蔽部分至少係由本發明上述態樣/具體實施例所述的近紅外線遮蔽母粒所製成。
本發明另一態樣提出了一種製備近紅外線遮蔽纖維的方法。利用此一方法搭配本發明上述態樣/具體實施例提出的近紅外線遮蔽母粒，可以製備出金屬化合物粉體含量較高的近紅外線遮蔽纖維(相較於下文提出的對照例)。
根據本發明一具體實施例，上述方法包含以下步驟。首先，製備如本發明上述態樣/具體實施例所述的近紅外線遮蔽母粒。利用熔融紡絲法將上述近紅外線遮蔽母粒製成近紅外線遮蔽纖維，其中熔融紡絲的製程參數至少包含：熔融紡絲溫度為約180至300℃；母粒進料轉速為約5至30rpm；以及導絲輪轉速為約400至3500m/min。
在參閱下文實施方式後，本發明所屬技術領域中具有通常知識者當可輕易瞭解本發明之基本精神及其他發明目的，以及本發明所採用之技術手段與實施態樣。
為了使本揭示內容的敘述更加詳盡與完備，下文針對本發明的實施態樣與具體實施例提出了說明性的描述；但這並非實施或運用本發明具體實施例的唯一形式。實施方式中涵蓋了多個具體實施例的特徵以及用以建構與操作這些具體實施例的方法步驟與其順序。然而，亦可利用其他具體實施例來達成相同或均等的功能與步驟順序。
利用高分子改質的方法來製備機能性母粒時，必須考量機能性材料(或所得機能性產物)的效率、機能性材料和熱塑性材料的相容性、機能性材料對於熱塑性材料本身物性的影響、所得機能性母粒和/或產物的加工特性以及機能性產物的性能/價格比等各種因素。
在考量上述諸多面向後，本發明一態樣提出了一種用以製備近紅外線遮蔽母粒的組成物。一般而言，此處提出之用以製備近紅外線遮蔽母粒的組成物至少包含金屬化合物粉體、交聯劑、熱塑性聚合物、交聯起始劑與分散劑。
根據本發明具體實施例，上述金屬化合物粉體係選自硫酸鋇粉體、三氧化二鐵粉體、氧化銅粉體、氧化銥粉體與氧化鋅粉體其中一種粉體，或上述粉體的任意混合物。上述金屬氧化物粉體或金屬鹽類粉體具有光線反射和/或折射的功能。在此處，金屬化合物粉體中所含的各種金屬氧化物粉體或金屬鹽類粉體的用量並無特別的限制而可任意調整。由於這些粉體可能各具有不同的光學性質，因此可視想要達到的光學性質來調整其用量。此外，亦可在金屬化合物粉體中添加其他的金屬氧化物粉體(如二氧化鈦粉體)和/或金屬鹽類粉體，以提供額外的光學性能。
然而，這些無機材料與熱塑性聚合物的相容性不佳，因此若直接將其添加於熱塑性聚合物中，即便額外使用了分散劑，無機材料也不易與熱塑性聚合物均勻混合而產生團聚現象。此一問題不但限制了金屬化合物粉體相對於熱塑性聚合物的添加量；同時也限制了產物所能展現的近紅外線遮蔽效能。
因此，本發明此一態樣在組成物中添加了交聯劑，透過交聯技術，來提升金屬化合物粉體於熱塑性聚合物中的分散性與均勻性，且可避免團聚現象，使均勻分佈之粉體於交聯網狀結構中形成一多層次反射鏡面，以達到近紅外線熱源之反射效果。
此外，由下文提出的實驗例可以發現，此一技術同時能夠提升金屬化合物粉體相對於熱塑性聚合物的添加量。因而，此處所提出的近紅外線遮蔽母粒、近紅外線遮蔽薄膜/纖維，都展現了近紅外線遮蔽與隔熱之效能。
再者，提升母粒中無機改質成分的比例，通常不利於母粒的可紡絲性。然而，利用此處提出的方法製得之近紅外線遮蔽母粒，不但含有較高的金屬化合物粉體含量，且可用於紡絲製程。
一般而言，在整體組成物中，上述金屬化合物粉體的重量百分濃度可為約1-25%。舉例來說，其重量百分濃度可為約1、1.5、2、2.5、3、3.5、4、4.5、5、5.5、6、6.5、7、7.5、8、8.5、9.、9.5、10、10.5、11、11.5、12、12.5、13、13.5、14、14.5、15、15.5、16、16.5、17、17.5、18、18.5、19、19.5、20、20.5、21、21.5、22、22.5、23、23.5、24、24.5或25%。
在本發明任選的具體實施例中，所使用的金屬化合物粉體的粒徑大小為微米或次微米等級，因此可進一步提升金屬化合物粉體分散於熱塑性聚合物中的均勻性。一般而言，上述金屬化合物粉體粉體的粒徑大小可為約0.1-10μm，例如約0.1、0.2、0.3、0.4、0.5、0.6、0.7、0.8、0.9、1、2、3、4、5、6、7、8、9或10μm。
根據本發明一具體實施例，可利用二丙烯基化合物或三丙烯基化合物來作為交聯劑。
二丙烯基化合物的例示性實施例包括但不限於鄰苯二甲酸二烯丙酯(diallyl phthalate,DAP)、琥珀酸二烯丙酯(diallyl succinate,DASu)與己二烯酒石醯胺(N,N'-diallyl tartramide,DATD)。
三丙烯基化合物的其他例示性實施例包括但不限於三烯丙胺(triallyl amine)、對稱苯三甲酸三烯丙酯(triallyl trimesate,TAM)、三聚氰酸三烯丙酯(triallyl cyanurate,TAC)、異三聚氰酸三烯丙酯(triallyl isocynaurate,TAIC)與三丙烯三聚氰胺(triallyl-ammonium cyanurate)。
根據本發明多個具體實施例，在用以製備近紅外線遮蔽母粒的組成物中，上述交聯劑的重量百分比為約0.1%至約5%。具體而言，交聯劑在整體組成物中所佔的重量百分比可為約0.1，0.2、0.3、0.4，0.5、0.6、0.7、0.8、0.9、1、1.1、1.2、1.3、1.4、1.5、1.6、1.7、1.8、1.9、2、2.1、2.2、2.3、2.4、2.5、2.6、2.7、2.8、2.9、3、3.1、3.2、3.3、3.4、3.5、3.6、3.7、3.8、3.9、4、4.1、4.2、4.3、4.4、4.5、4.6、4.7、4.8、4.9或5%。
根據本發明具體實施例，在上述組成物中添加了交聯起始劑，以利交聯反應的進行。在用以製備近紅外線遮蔽母粒的組成物中，交聯劑的重量百分比為約0.1-1%；更具體地說，可為約0.1、0.2、0.3、0.4、0.5、0.6、0.7、0.8、0.9或1%。
所採用的交聯起始劑的種類係取決於所使用的交聯劑種類。交聯起始劑的例示性實施例包括但不限於過硫酸鉀(potassium persulfate)、偶氮雙異丁腈(azobisisobutyronitrile)、苯基二甲基縮酮(benzyl dimethyl ketal,BDK)或上述的混合物。
分散劑有助於組成物中各組分的均勻分散。一般而言，分散劑可為C15-38 烷類、C15-38 酯類、C15-38 有機酸或其混合物。根據本發明多個具體實施例，在用以製備無融滴阻燃母粒的組成物中，所用的分散劑為石蠟，且其重量百分比為約0.1-2%。具體而言，在整體組成物中分散劑的重量百分比組成物可為約0.1、0.2、0.3、0.4、0.5、0.6、0.7、0.8、0.9、1、1.1、1.2、1.3、1.4、1.5、1.6、1.7、1.8、1.9或2%。
根據本發明具體實施例，可運用各種熱塑性聚合物來實施本揭示內容所述的技術內容，特別是能夠用於紡絲的熱塑性聚合物。舉例來說，可用的熱塑性聚合物包括但不限於聚酯、聚醯胺與聚丙烯。
具體而言，聚酯的例示性實施例包括但不限於聚對苯二甲酸乙二酯(polyethylene terephthalate,PET)、聚對苯二甲酸丁二酯(polybutylene terephthalate,PBT)與聚對苯二甲酸丙二酯(polytrimethylene terephthalate,PTT)。聚醯胺的例示性實施例包括但不限於隆耐隆6、耐隆6.6與耐隆6.10。
在整體組成物中，熱塑性聚合物的重量百分比為約67-98.7%。具體而言，在整體組成物中，熱塑性聚合物的重量百分比可為約67、68、69、70、71、72、73、74、75、76、77、78、79、80、81、82、83、84、85、86、87、88、89、90、91、92、93、94、95、96、97、98或98.7%。
本發明的另一態樣則提出了利用上述態樣/具體實施例所述的組成物來製備近紅外線遮蔽母粒的方法。
根據本發明一具體實施例，上述方法至少包含以下步驟。首先，製備根據本發明上述態樣/具體實施例所述的組成物。接著，以上述混合物進行混練。一般來說，進行混練的時間約1-20分鐘，而混練溫度為約220-270℃。在混練過程中，熱塑性聚合物會呈現熔融狀，且交聯劑會和呈熔融狀的熱塑性聚合物進行交聯反應，且藉此使金屬化合物粉體分散於經交聯的熱塑性聚合物中。其後，造粒上述經混練後的混合物，即可得到近紅外線遮蔽母粒。
根據一任選的具體實施例，製備上述組成物的步驟至少包含以下步驟。先混合熱塑性聚合物與交聯劑以得到一混合物。接著，將交聯起始劑加入上述混合物中。其後，將分散劑與金屬化合物粉體加入含有交聯起始劑的混合物中。
在另一任選的具體實施例中，可在進行混練步驟之前，先利用3D混合機來混合所得到之組成物。
根據本發明具體實施例，可利用任何適當或習知的技術與設備來進行上述的混練步驟，常用的混練設備包括但不限於雙螺桿混練機。
在操作雙螺桿混練機時，可視實際情形調整各項製程參數，在一任選的具體實施例中，可將螺桿轉速調整為約200-350rpm。
本發明另一態樣提出了利用本發明上述態樣/具體實施例所述的組成物與方法所製成的近紅外線遮蔽母粒。
因此，此一近紅外線遮蔽母粒至少包含由一交聯劑交聯的熱塑性聚合物以及分散於該經交聯熱塑性聚合物中的金屬化合物粉體。
根據本發明多個具體實施例，在近紅外線遮蔽母粒中，經交聯熱塑性聚合物與金屬化合物粉體與的重量百分比為約2.8：1至約98.8：1。
舉例來說，當整體組成物中，金屬化合物粉體的重量百分比為約1%時，熱塑性聚合物與交聯劑二者的重量百分比最高可達約98.8%；此時經交聯熱塑性聚合物與金屬化合物粉體與的重量百分比約98.8：1。相似地，當整體組成物中，金屬化合物粉體的重量百分比為約25%時，熱塑性聚合物與交聯劑二者的重量百分比最高可達約72%；此時經交聯熱塑性聚合物與金屬化合物粉體與的重量百分比約72：25(約等於2.8：1)。
由於此近紅外線遮蔽母粒係由上述本發明組成物所製成，因此近紅外線遮蔽母粒的組成物與配比皆已為上述具體實施例及其均等物所揭露；在此處基於簡潔之故，不再贅述。
本發明又一態樣提出了一種近紅外線遮蔽物體，其至少包含一近紅外線遮蔽部分，且該近紅外線遮蔽部分至少係由本發明上述態樣/具體實施例所述的近紅外線遮蔽母粒所製成。
在本發明任選的具體實施例中，可將上述阻燃部分製成纖維、長纖、紗線、織物、薄膜、薄片(sheet)或切片(chip)等各種形式。
根據一任選的具體實施例，可將近紅外線遮蔽物體製成芯鞘型纖維的形式。一般而言，芯鞘型纖維包含一芯纖維與一鞘纖維，且芯纖維在鞘纖維中可呈同心圓式或非同心圓式的排列。在此處，將紅外線遮蔽母粒製成芯纖維，如此一來，所得到的芯鞘型纖維就是一種具有近紅外線遮蔽功能的纖維。經試驗發現，此種芯鞘型纖維具有理想的纖維強度與染色耐水洗牢度。
在任選的具體實施例中，上述芯纖維與鞘纖維的芯鞘比為約1：1至約3：1。在此處，所謂芯鞘比係指芯纖維與鞘纖維的重量比。舉例來說，此一芯鞘比可為約1：1、1.5：1、2：1、2.5：1或3：1。
在另一任選的具體實施例中，可將近紅外線遮蔽物體製成海島型纖維的形式。一般而言，海島型纖維包含一海成分纖維以及包埋於海成分纖維中的多個島成分纖維。在此處，將紅外線遮蔽母粒製成島成分纖維。
本發明另一態樣提出了一種製備近紅外線遮蔽纖維的方法。
根據本發明一具體實施例，上述方法包含以下步驟。首先，製備如本發明上述態樣/具體實施例所述的近紅外線遮蔽母粒。利用熔融紡絲法將上述近紅外線遮蔽母粒製成近紅外線遮蔽纖維，其中熔融紡絲的製程參數至少包含：熔融紡絲溫度為約180至300℃；母粒進料轉速為約5至30rpm；以及導絲輪轉速為約400至3500m/min。
舉例來說，上述熔融紡絲溫度可以是約180、190、200、210、220、230、240、250、260、270、280、290或300℃。在本發明一任選的具體實施例中，熔融紡絲溫度為約240至275℃。
上述母粒進料轉速可為約5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、20、21、22、23、24、25、26、27、28、29或30rpm。根據本發明一任選的具體實施例，所用的母粒進料轉速為約15至30rpm。
在下文所述的多個實驗例中，調整了上述組成物中某些成分的配比以製得多種母粒，並將這些母粒製成薄膜和/或纖維。此外，針對製得之薄膜和/或纖維進行了近紅外線穿透評估以及升溫測試。
在以下實驗例中，利用近紅外線光譜儀(Jasco V-570 UV/Vis/NIR Spectrophotometer)來分析樣本在約900-2500nm此一波長範圍中的透光性。
此外，進行近紅外線光照升溫測試的方法如下所述。將薄膜或織物形式的樣本(尺寸約為10cm x 10cm)放置在密閉環境中，先測量此環境中的溫度作為基準值，再以近紅外燈管(波長範圍800-2500nm)進行照射，每隔5分鐘進行取樣，記錄樣本經照射後的溫度值，並將記錄到的數值作成溫度對時間曲線圖。
實驗1
在本系列實驗中，改變了交聯劑的用量並根據上文所述的方法來製備近紅外線遮蔽母粒，並將其製成薄膜(厚度約0.01cm)後進行升溫測試。
此處所用的金屬化合物粉體包含三氧化二鐵與氧化銅混合粉體(約5重量份)、氧化銥粉體(約1重量份)、硫酸鋇粉體(約2重量份)以及氧化鋅粉體(約2重量份)。其他材料與配比如下：交聯劑為TAIC；所用的交聯起始劑為約0.1wt%的苯基二甲基縮酮；所用的分散劑為約0.5wt%的石蠟；所用的熱塑性聚合物為耐隆6。
表1列出了本系列各實驗例與對照例中所用的金屬氧化物粉體與交聯劑的重量比以及升溫測試的結果第1圖為本系列實驗例的升溫曲線圖。
同時參照表1與第1圖，可以發現，經過1小時的升溫測試後，以純耐隆薄膜遮蔽的空間內溫度上升了約13.3℃(38.3℃-25℃)；另一方面，在對照組1中添加了5wt%的金屬化合物粉體時，其溫度上升了約10.8℃，比起純耐隆低了約2.5℃。此外，當添加了交聯劑之後，可進一步將降低升溫溫度，以實驗例1A為例，升溫溫度僅有約9.7℃，比純耐隆低了3.6℃也比對照例1低了1.1℃。由此可知，此處所提出的紅外線遮蔽母粒所製成的薄膜具有熱遮蔽的功能。
實驗2
在本系列實驗中所用的成分與配比基本上與上述實驗1相同，不過改變了金屬化合物粉體的用量，並將交聯劑用量固定為1wt%，並將近紅外線遮蔽母粒製成薄膜(厚度約0.01cm)後進行近紅外線光照升溫測試與近紅外線光譜分析。
表2列出了本系列各實驗例與對照例中所用的金屬氧化物粉體的重量比以及近紅外線光照升溫測試的結果與近紅外線穿透率。第2圖為本系列實驗例的升溫曲線圖；第3圖為本系列部分實驗例的近紅外線光譜分析圖(分析範圍900-2500nm)。
從表2與第2圖可以看出，隨著金屬化合物粉體的含量提升，所得到之近紅外線遮蔽薄膜的熱遮蔽效果越好(升溫測試中，溫度上升較少)。以實驗例2F為例，經過1小時的升溫測試後，實驗例2F的溫度僅上升了約8℃；相較之下，純耐隆製成的薄膜上升的溫度達到約13.3℃，兩者相差了達約5.3℃。而實驗例2H與純耐隆薄膜的溫差更達到了約6.0℃。
此外，由表2與第3圖則可以發現，金屬化合物粉體的含量越高，則近紅外線的穿透率就越低。
由此可知，利用此處提出的近紅外線遮蔽母粒所製成的近紅外線遮蔽薄膜兼具近紅外線遮蔽與熱遮蔽的效能。
近紅外線遮蔽織物主要把熱源反射出去，因此溫度較純耐隆織物低，達到熱遮蔽效果。
在紡絲製程中，紡絲壓力決定了紡絲製程的可行性，假若母粒中的無機粉體分散不均或是產生團聚情形，在進行紡絲時，會導致紡絲壓力急速上升，而可能損毀紡絲機台；因此，必須針對所製得的母粒進行紡絲壓力評估，以確認其可紡絲性。
此外，進一步針對實驗例2A-2H之近紅外線遮蔽母粒與對照例2的母粒(含有15wt%金屬化合物粉體且不含交聯劑的母粒)進行了紡絲壓力評估。
紡絲壓力評估結果顯示，對照例2的母粒在試驗後40分鐘，就無法於壓力約40bar的條件下穩定平衡，因此不適用於紡絲製程。另一方面，本發明實驗例2H的母粒在評估開始後約5分鐘，即可達到壓力平衡的狀態，且在整個評估期間內，均可保持穩定。
雖然發明人的本意並不是要提出任何特定理論來限制本發明之範圍，但由上述紡絲壓力評估的結果可以說明，本發明提出的專利之自由基交聯技術於耐隆材料與近紅外線無機氧化物粉體混練後，會產生內穿透網路結構(Inter-penetrating network,IPN)，而使粉體與粉體間於耐隆高分子鏈中由外至內產生均勻分佈；因而解決了無機氧化物粉體於在耐隆結構中因為強烈之氫鍵以及與粉體間之強耦極作用等現象，而導致所產生之嚴重粉體聚集與分佈不均等問題。
由此可知，此處提出的組成物與製備方法，不但有助於解決粉體分佈不均的問題，還能夠提升製得之母粒的可紡絲性。
實驗3
本實驗中，將實驗例2C之母粒分別製成原絲以及芯鞘比為1：1、2：1與3：1的芯鞘型纖維，第4A、4B與4C圖分別為上述三種芯鞘型纖維截面的光學顯微照片。
傳統上，將耐隆材料與無機粉體混合製成母粒之後，此種母粒不適合用於和耐隆純粒一起製備芯鞘型纖維，因為此時鞘纖維往往無法有效完整包覆芯纖維。
然而，由第4A至4C圖的照片可以看出，此處提出的纖維中鞘纖維能夠完整包覆芯纖維。雖然發明人的本意並不是要提出任何特定理論來限制本發明之範圍，但發明人認為，本發明提出之自由基交聯技術所製備之近紅外線耐隆材料，解決了上述芯鞘層無法完整包覆的問題，而能夠製備出芯鞘層完整包覆之近紅外線反射耐隆纖維。
本實驗中進行紡絲時所用的部分參數如下：紡絲溫度約240-275℃；紡絲入料轉速約15-30rpm；導絲輪延伸倍率為約2.5-2.7倍。將上述纖維製成針織物後進行升溫測試(30分鐘)，其結果顯示於第5圖。
由第5圖可以發現，根據上述方法製得的織物，其熱遮蔽效能都優於純耐隆織物。此外，由芯鞘型纖維所製成之織物的熱遮蔽效果優於原絲織物；其中又以芯鞘比3：1的芯鞘型纖維效能較佳。這可能是因為原絲在紡絲過程中可能會因表面磨損導致於粉體剝落及纖維損傷，因而使得其熱遮蔽效能較為低落。
因此，在本實驗中進一步將實驗例2C、2F、2G與2H之近紅外線遮蔽母粒製成芯鞘比3：1的芯鞘型複合纖維，並製成針織物後進行近紅外線光照升溫測試的結果，試驗時間為30分鐘，結果請見第6圖。此外，第7圖為上述織物的近紅外線光譜分析圖(分析範圍900-2500nm)。
由第6圖可以發現，相較於純耐隆6母粒製成的織物，根據本發明實驗例製備的織物皆展現了較佳的熱遮蔽能力。由第7圖可以看出，相較於純耐隆6母粒製成的織物，根據本發明實驗例製備的織物皆展現了較佳的近紅外線遮蔽效能。
另外，將上述原絲與芯鞘型纖維製成平織物，並根據AATCC 61-2008規範進行染色耐水洗牢度測試，及果顯示這些織物的退色級數平均可達4.5級，因此具有合宜的染色耐水洗牢度。
另一方面，將實驗例2H的母粒製成芯鞘比分別為1：1、2：1與3：1的芯鞘型纖維，並根據ASTM測試標準D1907-89 option 1、ASTM測試標準1425-89以及ASTM測試標準D2256-90 option A1分別測試了上述芯鞘型複合纖維的丹尼數、強度與伸度，其結果請見下表3。
一般來說，當耐隆材料中添加的無機材料達到約20wt%時，纖維的強度通常無法達到約2g/d；然而由表3可以看出，即使實驗例2H母粒中金屬化合物粉體的含量高達約25wt%，其纖維強度仍可達到約3g/d。
實驗4
在本實驗例(實驗例3)中採用聚酯作為熱塑性高分子，並加入了約5wt%的金屬化合物粉體(配方與實驗1相同)、約1wt%的交聯劑(TAIC)、約0.1wt%的交聯起始劑(苯基二甲基縮酮)以及約0.5wt%的分散劑(石蠟)，並將近紅外線遮蔽母粒製成薄膜(厚度約0.01cm)後進行升溫測試，測試時間1小時。對照例3為純聚酯製成的薄膜。第8圖為實驗例3與對照例3的升溫曲線圖。
由第8圖可以看出，經過一小時候，純聚酯製成的薄膜組溫度上升了約11.6℃；相較之下，實施例3的溫度僅上升了約8.3℃。
此外，紡絲壓力評估結果顯示實驗例3的母粒可以達到平穩的紡絲壓力，因此適用於紡絲製程。
雖然上文實施方式中揭露了本發明的具體實施例，然其並非用以限定本發明，本發明所屬技術領域中具有通常知識者，在不悖離本發明之原理與精神的情形下，當可對其進行各種更動與修飾，因此本發明之保護範圍當以附隨申請專利範圍所界定者為準。
為讓本發明的上述與其他目的、特徵、優點與實施例能更明顯易懂，所附圖式之說明如下：
第1圖是根據本發明一實驗的升溫曲線圖；
第2圖是根據本發明一實驗的升溫曲線圖；
第3圖是根據本發明一實驗之薄膜的近紅外線光譜分析圖；
第4A-4C圖是根據本發明一實驗的芯鞘型纖維截的光學顯微照片；
第5圖是根據本發明一實驗之織物的升溫曲線圖；
第6圖是根據本發明另一實驗之織物的升溫曲線圖；以及
第7圖是根據本發明一實驗之織物的近紅外線光譜分析圖；
第8圖是根據本發明另一實驗之薄膜的升溫曲線圖

Claims (35)

  1. 一種用以製備一近紅外線遮蔽母粒的組成物，其至少包含：一金屬化合物粉體，選自：硫酸鋇粉體、三氧化二鐵粉體、氧化銅粉體、氧化銥粉體與氧化鋅粉體其中至少一種粉體，其中該金屬化合物粉體在該組成物中的一含量為約1至約25重量百分比；一交聯劑，其在該組成物中的一含量為約0.1至約2重量百分比；一熱塑性聚合物，其在該組成物中的一含量為約67至約98.7重量百分比；一交聯起始劑，其在該組成物中的一含量為約0.1至約1重量百分比；以及一分散劑，其在該組成物中的一含量為約0.1至約2重量百分比。
  2. 如申請專利範圍第1項所述的組成物，其中該金屬化合物粉體的粒徑為約0.1至約10 μm。
  3. 如申請專利範圍第1項所述的組成物，其中該金屬化合物粉體的粒徑為約1 μm。
  4. 如申請專利範圍第1項所述的組成物，其中該交聯劑為一種二丙烯基化合物或一種三丙烯基化合物。
  5. 如申請專利範圍第4項所述的組成物，其中該二丙烯基化合物為鄰苯二甲酸二烯丙酯(diallyl phthalate,DAP)、琥珀酸二烯丙酯(diallyl succinate,DASu)、或己二烯酒石醯胺(N,N'-diallyl tartramide,DATD)。
  6. 如申請專利範圍第4項所述的組成物，其中該三丙烯基化合物為三烯丙胺(triallyl amine)、三丙烯醯基六氫-1,3,5-三嗪(triacryloylhexahydro-1,3,5-triazine,TAT)、對稱苯三甲酸三烯丙酯(triallyl trimesate,TAM)、三聚氰酸三烯丙酯(triallyl cyanurate,TAC)、異三聚氰酸三烯丙酯(triallyl isocynaurate,TAIC)或三丙烯三聚氰胺(triallyl-ammoniumcyanurate)。
  7. 如申請專利範圍第1項所述的組成物，其中該交聯起始劑為過硫酸鉀(potassium persulfate)、偶氮雙異丁腈(azobisisobutyronitrile)、苯基二甲基縮酮(benzyl dimethyl ketal,BDK)或上述的混合物。
  8. 如申請專利範圍第1項所述的組成物，其中該分散劑係選自由下列物質所組成的一群組：C15-38 烷類、C15-38 酯類、C15-38 有機酸與其混合物。
  9. 如申請專利範圍第1項所述的組成物，其中該熱塑性聚合物為聚酯、聚醯胺或聚丙烯。
  10. 如申請專利範圍第9項所述的組成物，其中該聚酯為聚對苯二甲酸乙二酯、聚對苯二甲酸丁二酯或聚對苯二甲酸丙二酯。
  11. 如申請專利範圍第9項所述的組成物，其中該聚醯胺為耐隆6、耐隆6.6或耐隆6.10。
  12. 一種用以製備一近紅外線遮蔽母粒的方法，該方法至少包含下列步驟：製備如申請專利範圍第1項所述的組成物；將該組成物進行混練，其中混練時間約1-20分鐘且混練溫度約220-270℃；以該經混練的組成物造粒，以得到該近紅外線遮蔽母粒。
  13. 如申請專利範圍第12項所述的方法，其中製備組成物之該步驟至少包含：混合該熱塑性聚合物與該交聯劑；將該交聯起始劑加入上述混合物中；以及將該分散劑與該金屬化合物粉體加入含有該交聯起始劑的該混合物中。
  14. 如申請專利範圍第12項所述的方法，至少更包含在該混練步驟之前，利用一3D混合機來混合該組成物。
  15. 如申請專利範圍第12項所述的方法，其中該混練步驟係利用一雙螺桿混練機來進行。
  16. 如申請專利範圍第15項所述的方法，其中在進行混練時，所使用的一螺桿轉速為約200-350 rpm。
  17. 如申請專利範圍第12項所述的方法，其中該金屬化合物粉體的粒徑為約0.1至約10 μm。
  18. 如申請專利範圍第12項所述的方法，其中該金屬化合物粉體的粒徑為約1 μm。
  19. 如申請專利範圍第12項所述的方法，其中該交聯劑為一種二丙烯基化合物或一種三丙烯基化合物。
  20. 如申請專利範圍第19項所述的方法，其中該二丙烯基化合物為鄰苯二甲酸二烯丙酯(diallyl phthalate,DAP)、琥珀酸二烯丙酯(diallyl succinate,DASu)、或己二烯酒石醯胺(N,N'-diallyl tartramide,DATD)。
  21. 如申請專利範圍第19項所述的方法，其中該三丙 烯基化合物為三烯丙胺(triallyl amine)、三丙烯醯基六氫-1,3,5-三嗪(triacryloylhexahydro-1,3,5-triazine,TAT)、對稱苯三甲酸三烯丙酯(triallyl trimesate,TAM)、三聚氰酸三烯丙酯(triallyl cyanurate,TAC)、異三聚氰酸三烯丙酯(triallyl isocynaurate,TAIC)或三丙烯三聚氰胺(triallyl-ammoniumcyanurate)。
  22. 如申請專利範圍第12項所述的方法，其中該交聯起始劑為過硫酸鉀(potassium persulfate)、偶氮雙異丁腈(azobisisobutyronitrile)、苯基二甲基縮酮(benzyl dimethyl ketal,BDK)或上述的混合物。
  23. 如申請專利範圍第12項所述的方法，其中該分散劑係選自由下列物質所組成的一群組：C15-38 烷類、C15-38 酯類、C15-38 有機酸與其混合物。
  24. 如申請專利範圍第12項所述的方法，其中該熱塑性聚合物為聚酯、聚醯胺、聚丙烯。
  25. 如申請專利範圍第24項所述的方法，其中該聚酯為聚對苯二甲酸乙二酯、聚對苯二甲酸丁二酯或聚對苯二甲酸丙二酯。
  26. 如申請專利範圍第24項所述的方法，其中該聚醯胺為耐隆6、耐隆6.6或耐隆6.10。
  27. 一種近紅外線遮蔽母粒，其係由如申請專利範圍第12至25項中任一項所述的方法所製成。
  28. 一種近紅外線遮蔽物體，其至少包含一近紅外線遮蔽部分，其中該近紅外線遮蔽部分至少係由如申請專利範圍第22或23項所述的近紅外線遮蔽母粒之製備方法所製成。
  29. 如申請專利範圍第28項所述的近紅外線遮蔽物體，其中該近紅外線遮蔽部分為一纖維、一長纖、一紗線、一織物、一薄膜、一薄片或一切片的形式。
  30. 如申請專利範圍第28項所述的近紅外線遮蔽物體，其中該近紅外線遮蔽物體為一芯鞘型纖維，其中該芯鞘型纖維包含一芯纖維與一鞘纖維，其中該芯纖維為該近紅外線遮蔽部分。
  31. 如申請專利範圍第30項所述的近紅外線遮蔽物體，其中該芯纖維與鞘纖維之一芯鞘比為約1：1至約3：1。
  32. 如申請專利範圍第28項所述的近紅外線遮蔽物體，其中該近紅外線遮蔽物體為一海島型纖維，其中該芯 鞘型纖維包含一海成分纖維與複數個島成分纖維，其中該些島成分纖維為該近紅外線遮蔽部分。
  33. 一種用以製備一近紅外線遮蔽纖維的方法，該方法至少包含下列步驟：製備如申請專利範圍第12項所述的近紅外線遮蔽母粒；以及利用熔融紡絲法將該近紅外線遮蔽母粒製成該近紅外線遮蔽纖維，其中該熔融紡絲的一製程參數至少包含：一熔融紡絲溫度為約180至約300℃；一母粒進料轉速為約5至約30 rpm；以及一導絲輪轉速為約400至約3500 m/min。
  34. 如第33項所述的方法，其中該熔融紡絲溫度為約260至約270℃。
  35. 如第33項所述的方法，其中該母粒進料轉速為約15至約30 rpm。
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Families Citing this family (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9298788B1 (en) * 2013-03-11 2016-03-29 DataTorrent, Inc. Checkpointing in distributed streaming platform for real-time applications
SE537818C2 (sv) 2013-04-05 2015-10-27 Ten Medical Design Ab Strålskyddande material
WO2015035282A1 (en) * 2013-09-06 2015-03-12 Polyone Corporation Radiopaque, optically translucent thermoplastic compounds
JP7080908B2 (ja) 2017-06-29 2022-06-06 ダウ グローバル テクノロジーズ エルエルシー ポリオレフィン組成物
US11952470B2 (en) 2018-02-01 2024-04-09 Dow Global Technologies Llc Masterbatch with semi-crystalline polyolefin carrier resin
TWI693310B (zh) * 2018-12-20 2020-05-11 財團法人紡織產業綜合研究所 本質型螢光纖維母粒、螢光纖維及其製備方法
TWI707905B (zh) * 2019-08-21 2020-10-21 南亞塑膠工業股份有限公司 一種未包含金屬成分的深色紅外線反射纖維、其製造方法、及深色紅外線反射纖維紡織品
CN113999501B (zh) * 2021-12-09 2023-02-21 嘉兴市富达化学纤维厂 一种近红外伪装母粒及其制备方法以及近红外伪装纤维和面料

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH07189018A (ja) * 1993-12-22 1995-07-25 Toyobo Co Ltd 遮光性合成繊維
JP2006008972A (ja) * 2004-05-26 2006-01-12 Kri Inc 樹脂組成物、樹脂成型体、及び樹脂成型体の製造方法
US20060258796A1 (en) * 2005-05-13 2006-11-16 General Electric Company Crosslinked polyethylene compositions

Family Cites Families (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3975348A (en) * 1973-12-07 1976-08-17 Vulcan Materials Company Water-extended polyesteramide resins and methods for their production
JPS52136251A (en) * 1976-05-11 1977-11-14 Asahi Glass Co Ltd Fluorine-containing elastomer composition
JPH0757842B2 (ja) * 1987-03-26 1995-06-21 ダイセル・ヒユルス株式会社 ゴム状樹脂組成物
US4996263A (en) * 1988-10-06 1991-02-26 The Goodyear Tire & Rubber Company High modulus rubber composition
KR950007662B1 (ko) * 1991-12-24 1995-07-14 주식회사럭키 우수한 도장성을 가진 올레핀계 수지 조성물
JPH0757842A (ja) * 1994-04-12 1995-03-03 Central Japan Railway Co 深埋設接地極の接地法
JP2904708B2 (ja) * 1994-07-20 1999-06-14 三井化学株式会社 自動車内装部品
EP1127926A1 (en) * 2000-02-22 2001-08-29 Nippon Paint Co., Ltd. Heat radiation shield coating composition
JP3500429B2 (ja) * 2000-11-01 2004-02-23 現代自動車株式会社 ポリプロピレン樹脂組成物
CN100344704C (zh) * 2002-08-07 2007-10-24 大科能树脂有限公司 低蓄热性热塑性树脂组合物和成型品
KR100901949B1 (ko) * 2003-01-15 2009-06-10 삼성토탈 주식회사 내후안정성이 우수한 난연성 폴리프로필렌 수지조성물
DE10311500A1 (de) * 2003-03-15 2004-09-30 Cooper-Standard Automotive (Deutschland) Gmbh Rohr, insb. flexibles Kühlwasserleitungsrohr

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH07189018A (ja) * 1993-12-22 1995-07-25 Toyobo Co Ltd 遮光性合成繊維
JP2006008972A (ja) * 2004-05-26 2006-01-12 Kri Inc 樹脂組成物、樹脂成型体、及び樹脂成型体の製造方法
US20060258796A1 (en) * 2005-05-13 2006-11-16 General Electric Company Crosslinked polyethylene compositions

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