CN106661767B - 复丝聚酯纤维 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及复丝纤维，其包含含有聚酯的至少一种聚合物和含有碳酸钙的至少一种填料。本发明还涉及制备这样的复丝纤维的方法以及碳酸钙作为填料在包含含有聚酯的至少一种聚合物的复丝纤维中的用途。
Description
本发明涉及复丝纤维、用于制备复丝纤维的方法、包含复丝纤维的制品和所述复丝纤维的用途以及碳酸钙作为填料用于复丝纤维的用途。
复丝纤维通常由大量细的连续的丝组成，所述细的连续的丝可紧紧地扭在一起或者可以以最小程度的扭曲或不扭曲聚集在一起。相比之下，纺成纤维由短纤维或已被切成短纤维的长丝纤维构成。短纤维扭在一起形成纺成纤维。与单丝织物相比，复丝织物可提供更好的保留(例如更好的过滤效率)和更低的通量。另外，复丝纤维是柔性的、易于操作、可织造成任意种类的织物。另一方面，单丝纤维更昂贵并且通常直径更大，这可能对于某些应用而言是劣势。
复丝纤维可通过成层、编辫、编结、打结、织造、针织、钩编或植绒而进一步加工成纺织制品。现今，很多纺织材料由热塑性聚合物例如聚丙烯、聚乙烯、聚酰胺或聚酯制备。聚酯纤维或丝的优势是其高结晶度、高强度和高韧度。聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)是应用最为广泛的聚酯类并且特征在于高模量、低收缩率、热定型稳定性、耐光性和耐化学性，使得PET具有高通用性。PET的一个主要缺点是其结晶速率缓慢，这不能实现制造工艺例如注塑的合理循环时间。因此，经常添加例如滑石的成核剂。然而，这些异质颗粒可充当应力集中物，并且从而可影响聚合物的机械特性。因此，通常用玻璃纤维来增强成核PET。
填充有滑石的PET公开在Sekelik等出版在Journal of Polymer Science：PartB：Polymer Physics，1999，37，847至857的标题为“Oxygen barrier properties ofcrystallized and talc-filled poly(ethylene terephthalate)”的文章中。US 5,886,088 A涉及包含无机成核剂的PET树脂组合物。WO 2009/121085 A1中描述了用于制备填充有碳酸钙的热塑性聚合物材料的方法。
WO 2012/052778 A1涉及包含聚酯和碳酸钙或云母填料的可撕裂聚合物膜。Boonsri Kusktham研究了包含改性碳酸钙的PET纤维的纺丝，并且其在出版于AsianJournal of Textile，2011，1(2)，106至113中的标题为“Spinning of PET fibres mixedwith calcium carbonate”的文章中进行了描述。
US 6,797,377 B1中公开了包含二氧化钛和至少一种矿物填料的挤出纤维和非织造网。WO 2008/077156 A2描述了包含聚合物树脂和一种填料的纺丝成网纤维以及包含所述纤维的非织造织物。EP 2 465 986 A1中公开了具有经改进的结合组合物的合成聚合物的非织造物。WO 97/30199涉及适于制造非织造织物的纤维或长丝，所述纤维或长丝基本上由聚烯烃和无机颗粒组成。
WO 2009/094321 A1公开了包含至少一种聚合物树脂和至少一种涂覆填料的单丝纤维。WO 2011/028934 A1中描述了包含至少一种聚合物树脂和至少一种涂覆填料的短纤维。Deshmukh等在出版于Bulletin of Material Science，2010，33(3)，277至284中的标题为“Effect of uncoated calcium carbonate and stearic acid coated calciumcarbonate on mechanical，thermal and structural properties of poly(butylenesterephthalate)(PBT)/calcium carbonate composites”的文章中公开了聚对苯二甲酸丁二醇酯/碳酸钙复合材料的制备。
Kanakasabai等在出版于International Journal of Plastic Technology，2007，11，1-31中的文章“Effect of fabric treatment and filler content on jutepolyester composites”中研究了填料对天然纤维复合材料的特性的作用。CS 269 812 B1公开了用于制造包含碳酸钙的聚酯纤维的方法，其中在酯交换状态期间或者在缩聚开始时向聚酯的反应混合物中添加碳酸钙。WO 2007/124866 A1涉及包含热塑性聚合物和填料的聚合物纤维以及由其制造的非织造材料。
此外，参考未公开的欧洲专利申请第12 199 746.4号。
鉴于前述内容，改进聚酯类纺织材料的特性仍然受到技术人员的关注。
本发明的一个目的是提供具有改进的机械刚度、热传导性和提高的不透明度的复丝纤维。还期望提供可针对其疏水或亲水特性而定制的复丝纤维。还期望提供包含降低量的聚合物而不显著影响复丝纤维的品质的复丝纤维。还期望提供可以以更高的生产率、更低的碳排放量(carbon footprint)和更低成本制备的复丝纤维。
本发明的另一个目的是提供用于由基于聚酯的聚合物组合物来制备复丝纤维的方法，其实现熔融加工期间的短循环时间。还期望提供允许使用再循环聚酯材料，尤其是再循环PET的用于制备复丝纤维的方法。
前述目的及其他目的通过如本文中独立权利要求中限定的主题而得以解决。
根据本发明的一个方面，提供了复丝纤维，其包含含有聚酯的至少一种聚合物和含有碳酸钙的至少一种填料，其中基于复丝纤维的总重量，碳酸钙以至少2重量％的量存在于复丝纤维中。
根据另一个方面，提供了纺织制品，其包含至少一种根据本发明的复丝纤维。
根据又一个方面，提供了用于制备复丝纤维的方法，其包括以下步骤：
a)提供混合物，所述混合物包含含有聚酯的至少一种聚合物和含有碳酸钙的至少一种填料，
b)使步骤a)的混合物熔融并使其通过成形孔以形成复丝纤维，以及
c)将复丝纤维骤冷，
其中基于复丝纤维的总重量，碳酸钙以至少2重量％的量存在于复丝纤维中。
根据又一个方面，提供了碳酸钙作为填料在包含含有聚酯的至少一种聚合物的复丝纤维中的用途，其中基于复丝纤维的总重量，碳酸钙以至少2重量％的量存在复丝纤维中。
根据又一个方面，提供了至少一种根据本发明的复丝纤维用于制备纺织制品的用途。
根据又一个方面，提供了至少一种根据本发明的复丝纤维和/或根据本发明的纺织制品在以下中的用途：建筑产品、防水、热绝缘、隔音、屋顶、消费类服装、装饰品和服装工业、工业装饰、医疗产品、家用陈设品、保护性产品、包装材料、美容产品、卫生产品、过滤材料、农业技术应用、建造应用、地质技术应用、工业应用、医疗应用、运输、生态技术应用、包装应用、个人防护、财产保护或运动应用。
本发明的有利实施方案在对应的从属权利要求书中进行了限定。
根据本发明复丝纤维的一个实施方案，聚酯选自聚乙醇酸、聚己内酯、聚己二酸乙二醇酯、聚羟基链烷酸酯、聚羟基丁酸酯、聚对苯二甲酸亚烷基酯、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚对苯二甲酸丙二醇酯、聚对苯二甲酸丁二醇酯、聚萘二甲酸乙二醇酯、聚乳酸，或其混合物，或其共聚物，优选地聚酯是聚对苯二甲酸乙二醇酯和/或聚对苯二甲酸丁二醇酯。
根据本发明复丝纤维的另一个实施方案，碳酸钙是研磨碳酸钙、沉淀碳酸钙、改性碳酸钙、表面处理碳酸钙，或其混合物，优选表面处理碳酸钙。
根据本发明复丝纤维的又一个实施方案，碳酸钙是表面处理碳酸钙，所述表面处理碳酸钙在其可及表面区域的至少一部分上包含含有疏水剂的处理层，优选地所述疏水剂选自碳原子总量为C4至C28的脂族羧酸或其反应产物；单取代的琥珀酸酐和/或其反应产物，所述单取代的琥珀酸酐由经选自取代基中碳原子总量为至少C2至C30的直链基团、支链基团、脂族基团和环状基团的基团单取代的琥珀酸酐组成；一种或更多种磷酸单酯和/或其反应产物与一种或更多种磷酸二酯和/或其反应产物的磷酸酯共混物；及其混合物，更优选地所述疏水剂是单取代的琥珀酸酐和/或其反应产物，所述单取代的琥珀酸酐由经选自取代基中碳原子总量为至少C2至C30的直链基团、支链基团、脂族基团和环状基团的基团单取代的琥珀酸酐组成；和/或一种或更多种磷酸单酯和/或其反应产物与一种或更多种磷酸二酯和/或其反应产物的磷酸酯共混物。
根据本发明复丝纤维的一个实施方案，碳酸钙的重量中值粒径d50为0.1μm至3μm，优选0.4μm至2.5μm，更优选1.0μm至2.3μm，并且最优选1.2μm至2.0μm。
根据本发明复丝纤维的另一个实施方案，基于复丝纤维的总重量，碳酸钙以2重量％至50重量％，优选5重量％至40重量％，更优选8重量％至35重量％并且最优选10重量％至30重量％的量存在于复丝纤维中。
根据本发明复丝纤维的又一个实施方案，复丝纤维的线性质量密度为0.5分特至4000分特，优选1分特至3000分特，更优选10分特至2000分特，并且最优选100分特至1500分特。
根据本发明纺织制品的一个实施方案，所述制品选自建筑产品、消费类服装、工业装饰、医疗产品、家用陈设品、保护性产品、包装材料、美容产品、卫生产品、过滤材料、软管、传动带、绳、网、线、轮胎帘布、汽车装饰、帆、软盘衬垫或纤维填充物。
根据本发明用于制备复丝纤维的方法的一个实施方案，步骤a)的混合物是母料和另外聚合物的混合物，其中母料包含含有聚酯的至少一种聚合物和含有碳酸钙的至少一种填料，优选地基于母料的总重量，在母料中存在10重量％至85重量％，优选20重量％至80重量％，更优选30重量％至75重量％并且最优选40重量％至75重量％的量的碳酸钙。
根据本发明方法的另一个实施方案，所述方法还包括拉制复丝纤维的步骤d)。
应了解，出于本发明的目的，以下术语具有下述含义：
本发明上下文中使用的术语“结晶度”指聚合物中有序分子的分数。剩余分数称为“无定形的”。聚合物在从熔融物中冷却、机械拉伸或溶剂蒸发之后可结晶。结晶区域一般比无定形区域更加致密地堆积，并且结晶可影响聚合物的光学特性、机械特性、热特性和化学特性。结晶度以百分比表示并且可通过差示扫描量热法(DSC)来确定。
出于本发明的目的，术语“分特”指纤维的线性质量密度并且定义为每10000米的以克计的质量。
“研磨碳酸钙”(GCC)在本发明中的含义是从天然来源(例如石灰石、大理石、白云石或白垩)获得并通过湿处理和/或干处理(例如研磨、筛选和/或分级，例如通过旋风分离器或分离器)加工而成的碳酸钙。
本发明上下文中使用的术语“本征粘度”是聚合物在溶液中增强溶液的粘度的能力的量度并且以dl/g表示。
“改性碳酸钙”(MCC)在本发明中的含义为可以以具有内部结构改性或表面反应产物(即，“表面反应碳酸钙”)的天然研磨碳酸钙或沉淀碳酸钙为特征。“表面反应碳酸钙”是一种包含碳酸钙以及在表面上的酸的阴离子的不溶的，优选至少部分结晶的钙盐的材料。优选地，不溶性钙盐从碳酸钙的至少一部分的表面延伸。形成阴离子的至少部分结晶钙盐的钙离子在很大程度上来源于起始碳酸钙材料。MCC描述于例如US 2012/0031576 A1、WO2009/074492 A1、EP 2 264 109 A1、EP 2 070 991 A1或2 264 108 A1中。
“纤维”在本发明的含义中为具有高的长度相对截面积的比并且具有线状形态的长、细的连续物质。“长丝”在本发明中的含义为被认为连续的长度非常大的纤维。“复丝纤维”在本发明中的含义为由两根或更多根长丝构成的纤维。优选地，复丝纤维是复丝纱。
本文中使用的术语“纺织制品”指通过例如以下方法制备的产品：成层、编辫、编结、打结、织造、针织、钩编或植绒。出于本发明的目的，术语“织造织物”指通过织造制备的纺织制品，并且术语“非织造织物”指通过使纤维、长丝或膜样丝状结构的层或网络互锁而制备的平的、柔性的多孔片材结构。
在本文件通篇，碳酸钙填料的“粒径”由其粒径分布描述。值dx表示这样的直径：相对于该直径按重量计x％的颗粒的直径小于dx。这意指，d20值是所有颗粒中20重量％为更小时的粒径，d98值为所有颗粒中98重量％为更小时的粒径。还将d98值称为“顶切”。因此，d50值为重量中值粒径，即所有粒子中的50重量％大于或小于该粒径。出于本发明的目的，除非另外指出，否则粒径指定为重量中值粒径d50。为了确定重量中值粒径d50值或顶切粒径d98值，可使用美国Micromeritics公司的Sedigraph 5100或5120设备。
本文中使用的术语“聚合物”一般包括均聚物和共聚物，例如嵌段共聚物、接枝共聚物、无规共聚物和交替共聚物及其共混物和改性物。
“沉淀碳酸钙”(PCC)在本发明中的含义为一般通过在使二氧化碳和氢氧化钙(熟石灰)在水性环境中反应之后沉淀或者通过钙源和碳酸盐/酯源在水中沉淀获得的合成材料。另外，沉淀碳酸钙还可以是在水性环境中引入钙盐和碳酸盐(例如氯化钙和碳酸钠)的产物。PCC可以是球霰石、方解石或文石。PCC描述于例如EP 2 447 213 A1、EP 2,524,898A1、EP 2 371 766 A1或未公开的欧洲专利申请第12 164 041.1号中。
在本发明的含义中，“表面处理碳酸钙”为包含处理层或涂层，例如疏水剂、脂肪酸、表面活性剂、硅氧烷或聚合物的层的研磨碳酸钙、沉淀碳酸钙或改性碳酸钙。
当在本说明书和权利要求书中使用术语“包含/包括”时，其并非排除其他要素。出于本发明的目的，认为术语“由…组成”是术语“包含/包括”的优选实施方案。如果在下文将组定义至少包含一定数量的实施方案，则还应理解公开了优选地仅由这些实施方案组成的组。
除非另外具体声明，否则当在提及单数名词时使用没有数量词修饰的名词时，这包括该名词的复数形式。
例如“可获得的”或“可定义的”和“获得的”或“定义的”可互换使用。这例如意指，除非另外明确指出，否则术语“获得的”并非意指例如一个实施方案必需通过例如在术语“获得的”之后的步骤顺序来获得，但是这样的限制性理解总是作为一个优选实施方案涵盖在术语“获得的”或“定义的”内。
本发明的复丝纤维包含含有聚酯的至少一种聚合物和含有碳酸钙的至少一种填料。基于复丝纤维的总重量，碳酸钙以至少2重量％的量存在于复丝纤维中。在本发明的以下细节和优选实施方案中，将对产品进行更详细的说明。应了解，这些技术细节和实施方案还适用于本发明用于制备所述复丝纤维的方法以及本发明的复丝纤维和碳酸钙用途。
至少一种聚合物
本发明的复丝纤维包含含有聚酯的至少一种聚合物。
聚酯是在其主链中包含酯官能团的一类聚合物并且一般通过缩聚反应来获得。聚酯可包括例如角质的天然存在聚合物以及例如聚碳酸酯或聚丁酸酯的合成聚合物。根据聚酯的结构，其可以是生物可降解的。术语“生物可降解的”在本发明中的含义涉及能够借助细菌或其他生物体而降解或分解从而避免环境污染的物质或物体。
根据一个实施方案，聚酯选自聚乙醇酸、聚己内酯、聚己二酸乙二醇酯、聚羟基链烷酸酯、聚羟基丁酸酯、聚对苯二甲酸亚烷基酯、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚对苯二甲酸丙二醇酯、聚对苯二甲酸丁二醇酯、聚萘二甲酸乙二醇酯、聚乳酸，或其混合物，或其共聚物。任意这些聚合物可以是纯形式，例如均聚物的形式，或者可通过共聚合和/或通过向主链或主链的侧链添加一个或更多个取代基来进行改性。
根据本发明的一个实施方案，至少一种聚合物由聚酯组成。聚酯可仅由一种特定类型的聚酯组成或者由一种或更多种类型的聚酯的混合物组成。
基于复丝纤维的总重量，所述至少一种聚合物可以以至少40重量％，优选至少60重量％，更优选至少80重量％并且最优选至少90重量％的量存在于复丝纤维中。根据一个实施方案，基于复丝纤维的总重量，所述至少一种聚合物以50重量％至98重量％，优选60重量％至95重量％，更优选65重量％至92重量％并且最优选70重量％至90重量％的量存在于非织造织物中。
根据一个实施方案，聚酯的本征粘度IV为0.2dl/g至2dl/g，优选0.3dl/g至1.5dl/g并且更优选0.4dl/g至1dl/g，例如0.4dl/g至0.7dl/g或者0.7dl/g至1dl/g。
根据一个实施方案，聚酯由对苯二甲酸或其聚酯形成衍生物之一和二醇的缩聚获得。对苯二甲酸的合适聚酯形成衍生物是对苯二甲酸二甲酯、对苯二甲酸二乙酯、对苯二甲酸二丙酯、对苯二甲酸二丁酯或其混合物。合适二醇的实例是烷二醇，例如碳链中具有2至12个碳原子的烷二醇，例如乙二醇、丙二醇、丁二醇、戊二醇、己二醇、庚二醇、辛二醇、壬二醇、癸二醇、十一烷二醇、十二烷二醇或其混合物。
根据一个实施方案，聚酯是聚对苯二甲酸亚烷基酯。
聚对苯二甲酸亚烷基酯中对苯二甲酸或其聚酯形成衍生物之一的部分可被其他二羧酸替代。合适的二羧酸的实例是间苯二甲酸、邻苯二甲酸、1，4-环己烷二羧酸、萘-2，6-二羧酸、己二酸、癸二酸或癸烷二羧酸。根据一个实施方案，聚对苯二甲酸亚烷基酯中多至5mol％，优选多至10mol％，更优选多至20mol％并且最优选多至30mol％的对苯二甲酸或其聚酯形成衍生物之一被其他二羧酸替代。
聚对苯二甲酸亚烷基酯中的烷二醇部分可被其他二醇替代。合适的其他二醇的实例是新戊二醇、1，4-二羟甲基环己烷或1，3-二羟甲基环己烷。根据一个实施方案，聚对苯二甲酸亚烷基酯中多至5mol％，优选多至10mol％，更优选多至20mol％并且最优选多至30mol％的烷二醇被其他二醇替代。
根据本发明，聚对苯二甲酸亚烷基酯包含未改性和改性对苯二甲酸酯。聚对苯二甲酸亚烷基酯可以是线性聚合物、支化聚合物或交联聚合物。例如，如果使甘油与二酸或其酸酐反应，则每个甘油单元将产生一个分支点。如果发生内部偶联(例如通过来自相同或不同分子上分支的羟基和酸官能反应)，则聚合物将变为交联的。任选地，聚对苯二甲酸亚烷基酯可以是经取代的，优选地经C1至C10烷基、羟基和/或胺基取代。根据一个实施方案，聚对苯二甲酸亚烷基酯经甲基、乙基、丙基、丁基、叔丁基、羟基和/或胺基取代。
根据本发明的一个优选实施方案，聚酯是聚对苯二甲酸乙二醇酯和/或聚对苯二甲酸丁二醇酯。
聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)是缩合聚合物并且在工业上可通过由对苯二甲酸或对苯二甲酸二甲酯与乙二醇形成缩合物来制备。类似地，聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)可通过使对苯二甲酸或对苯二甲酸二甲酯与丁二醇缩合来获得。
PET可通过使用单体对苯二甲酸二乙酯和乙二醇进行酯交换或者通过使用单体对苯二甲酸和乙二醇进行直接酯化聚合而成。酯交换和直接酯化两种方法分批地或连续地与缩聚步骤组合。分批系统需要两个反应容器：一个用于酯化或酯交换，另一个用于聚合。连续系统需要至少三个容器：一个用于酯化或酯交换，另一个用于减少过量二醇，且再一个用于聚合。
或者，可通过固相缩聚来制备PET。例如，在这样的方法中，持续进行熔融缩聚直至预聚物的本征粘度为1.0dl/g至1.4dl/g，在此点将聚合物浇铸成固体膜。通过加热，例如在高于200℃下加热来进行预结晶，直至获得聚合物的期望分子量。
根据一个实施方案，PET由连续聚合法、分批聚合法或固相聚合法获得。PBT可以以如PET所述的类似方式获得。
根据本发明，术语“聚对苯二甲酸乙二醇酯”或“聚对苯二甲酸丁二醇酯”分别包含未改性和改性的聚对苯二甲酸乙二醇酯或聚对苯二甲酸丁二醇酯。聚对苯二甲酸乙二醇酯或聚对苯二甲酸丁二醇酯可以是线性聚合物、支化聚合物或交联聚合物。例如，如果使甘油与二酸或其酸酐反应，则每个甘油单元将产生一个分支点。如果发生内部偶联(例如通过来自相同或不同分子上分支的羟基和酸官能团反应)，则聚合物将变为交联的。任选地，聚对苯二甲酸乙二醇酯可以是经取代的，优选地经C1至C10烷基、羟基和/或胺基取代。根据一个实施方案，聚对苯二甲酸乙二醇酯经甲基、乙基、丙基、丁基、叔丁基、羟基和/或胺基取代。聚对苯二甲酸乙二醇酯或聚对苯二甲酸丁二醇酯还可通过共聚物，例如与环己烷二甲醇或间苯二甲酸共聚合来进行改性。
根据PET和/或PBT的加工和热经历，其可作为无定形聚合物和作为半结晶聚合物(即作为包含结晶部分和无定形部分的聚合物)两者存在。半结晶材料根据其晶体结构和粒径而可呈现为透明的或不透明和白色的。
根据一个实施方案，PET和/或PBT是无定形的。根据另一个实施方案，PET和/或PBT是半结晶的，优选地PET和/或PBT的结晶度为至少20％，更优选地至少40％并且最优选地至少50％。根据又一个实施方案，PET和/或PBT的结晶度为10％至80％，更优选20％至70％并且最优选30％至60％。结晶度可用差示扫描量热法(DSC)来测量。
根据本发明的一个实施方案，PET和/或PBT的本征粘度IV为0.2dl/g至2dl/g，优选0.3dl/g至1.5dl/g并且更优选0.4dl/g至1dl/g，例如0.4dl/g至0.7dl/g或者0.7dl/g至1dl/g。
根据本发明的另一个实施方案，PET和/或PBT的玻璃化转变温度Tg为50℃至200℃，优选60℃至180℃，并且更优选70℃至170℃。
根据本发明的一个实施方案，PET和/或PBT的数均分子量为5000g/mol至100000g/mol，优选10000g/mol至50000g/mol，并且更优选15000g/mol至20000g/mol。
聚酯可以是未使用的聚合物、再循环的聚合物或其混合物。再循环的聚对苯二甲酸乙二醇酯可由消费后的PET瓶、预成形PET废料、重粒化PET或回收PET获得。
根据一个实施方案，基于聚酯的总量，聚酯包括10重量％，优选25重量％，更优选50重量％并且最优选75重量％的再循环聚酯。
根据一个实施方案，所述至少一种聚合物由聚对苯二甲酸乙二醇酯组成。PET可仅由一种特定类型的PET组成或者由两种或更多种类型的PET的混合物组成。根据另一个实施方案，所述至少一种聚合物由聚对苯二甲酸丁二醇酯组成。PBT可仅由一种特定类型的PBT组成或者由两种或更多种类型的PBT的混合物组成。根据又一个实施方案，所述至少一种聚合物由PET与PBT的混合物组成，其中PET可仅由一种特定类型的PET组成或者由两种或更多种类型的PET的混合物组成，PBT可仅由一种特定类型的PBT组成或者由两种或更多种类型的PBT的混合物组成。
根据一个实施方案，所述至少一种聚合物包含其他聚合物，优选聚烯烃、聚酰胺、纤维素、聚苯并咪唑，或其混合物，或其共聚物。此类聚合物的实例是聚六亚甲基二己二酰二胺、聚己内酰胺、芳族或部分芳族的聚酰胺(“芳纶”)、尼龙、聚亚苯基硫化物(PPS)、聚乙烯、聚丙烯、聚苯并咪唑或人造丝
根据一个实施方案，基于至少一种聚合物的总量，至少一种聚合物包含至少50重量％，优选至少75重量％，更优选至少90重量％并且最优选至少95重量％的聚酯。根据另一个实施方案，基于至少一种聚合物的总量，至少一种聚合物包含至少50重量％，优选至少75重量％，更优选至少90重量％并且最优选至少95重量％的PET和/或PBT。
至少一种填料
根据本发明，复丝纤维包含含有碳酸钙的至少一种填料。所述至少一种填料分散在至少一种聚合物中。
与常规的复丝纤维相比，在基于聚酯的复丝纤维中使用包含有碳酸钙的至少一种填料具有一定优势。例如，可通过使用合适的碳酸钙填料来调节复丝纤维的疏水或亲水特性用于期望应用。另外，碳酸钙填料的使用使得在制备复丝纤维中减少聚酯而不显著影响复丝纤维的品质。此外，本发明人令人吃惊地发现如果将碳酸钙作为填料添加至聚酯例如PET，聚合物显示出更高的热传导性，这导致聚合物的冷却速率更快。另外，期望不受任何理论的限制，认为碳酸钙用作PET的成核剂，并且由此提高PET的结晶温度。结果，结晶速率提高，这例如使得熔融加工期间的循环时间更短。本发明人还发现，与包含由仅聚酯制成的复丝纤维的纺织制品相比，由从包含碳酸钙填料的聚酯制造的复丝纤维制备的纺织制品具有改进的机械刚度、热传导性和提高的不透明度。
根据一个实施方案，碳酸钙是研磨碳酸钙、沉淀碳酸钙、改性碳酸钙、表面处理碳酸钙，或其混合物。根据一个实施方案，碳酸钙是研磨碳酸钙。根据另一个实施方案，碳酸钙是表面处理碳酸钙。
研磨(或天然)碳酸钙(GCC)理解为从例如石灰石或白垩的沉积岩或者从变质大理岩开采的天然存在形式的碳酸钙。已知碳酸钙以三种类型的晶体多晶型物存在：方解石、文石和球霰石。方解石(最常见的晶体多晶型物)认为是碳酸钙的最稳定结晶形式。较不常见的是文石，其具有离散或成簇的针状斜方晶晶体结构。球霰石是最罕见的碳酸钙多晶型物并且一般不稳定。研磨碳酸钙几乎完全为方解石型多晶型物，其认为是三方-菱面体并且代表最稳定的碳酸钙多晶型物。术语碳酸钙的“来源”在本发明中的含义指从其获得碳酸钙的天然存在矿物材料。碳酸钙的来源可包含例如碳酸镁、铝硅酸盐等的其他天然存在组分。
根据本发明的一个实施方案，研磨碳酸钙(GCC)的来源选自大理石、白垩、白云石、石灰石或其混合物。优选地，研磨碳酸钙的来源选自大理石。根据本发明的一个实施方案，GCC通过干磨来获得。根据本发明的另一个实施方案，GCC通过湿磨并随后干燥来获得。
“白云石”在本发明中的含义是具有CaMg(CO3)2(“CaCO3·MgCO3”)的化学组成的碳酸钙-镁-矿物。基于白云石的总重量，白云石矿物包含至少30.0重量％MgCO3，优选多于35.0重量％，更优选多于40.0重量％MgCO3。
“沉淀碳酸钙”(PCC)在本发明中的含义是一般通过在使二氧化碳和石灰在水性环境中反应之后沉淀或者通过钙离子源和碳酸根离子源在水中沉淀或者通过钙离子和碳酸根离子(例如CaCl2和Na2CO3)从溶液沉淀出获得的合成材料。制备PCC的其他可能方式是石灰苏打法或索耳未法(Solvay process)，其中PCC是合成氨的副产物。沉淀碳酸钙以三种主要晶形存在：方解石、文石和球霰石，并且这些晶形各自存在很多不同的多晶型物(晶体惯态)。方解石为具有例如以下典型晶体惯态的三方结构：偏三角面体(S-PCC)、菱面体(R-PCC)、六方棱柱、轴面、胶态(C-PCC)、立方和棱柱形(P-PCC)。文石为具有以下典型晶体惯态的斜方晶结构：孪生六方棱柱形晶体以及不同类别的细长棱柱形、弯曲叶片状、陡锥状、凿形晶体、分枝树状以及珊瑚或蠕虫状形式。球霰石属于六方晶系。可将获得的PCC浆料机械脱水并干燥。
根据本发明的一个实施方案，碳酸钙包含一种沉淀碳酸钙。根据本发明的另一个实施方案，碳酸钙包含选自沉淀碳酸钙的不同晶形和不同多晶型物的两种或更多种沉淀碳酸钙的混合物。例如，至少一种沉淀碳酸钙可包含选自S-PCC的一种PCC和选自R-PCC的一种PCC。
改性碳酸钙可以以具有内部结构改性的GCC或PCC或者表面反应GCC或PCC为特征。表面反应碳酸钙可通过提供水性悬液形式的GCC或PCC并向所述悬液添加酸来制备。合适的酸是例如硫酸、盐酸、磷酸、柠檬酸、草酸或其混合物。在下一步骤中，用气态二氧化碳处理碳酸钙。如果在酸处理步骤中使用例如硫酸或盐酸的强酸，则二氧化碳将自动地原位形成。可替选地或另外地，二氧化碳可从外部来源供应。表面反应碳酸钙描述于例如US 2012/0031576 A1、WO 2009/074492 A1、EP 2 264 109 A1、EP 2 070 991 A1或EP 2 264 108 A1中。
根据一个实施方案，改性碳酸钙是表面反应碳酸钙，优选由与硫酸、盐酸、磷酸、柠檬酸、草酸或其混合物和二氧化碳反应获得的表面反应碳酸钙。
表面处理碳酸钙可以以在其表面上包含处理层或涂层的GCC、PCC或MCC为特征。例如，可用疏水性表面处理剂(例如脂族羧酸、其盐或酯或者硅氧烷)处理或涂覆碳酸钙。合适的脂族酸是例如C4至C28脂肪酸，例如硬脂酸、棕榈酸、肉豆蔻酸、月桂酸或其混合物。还可用例如聚丙烯酸酯或聚二烯丙基二甲基氯化铵(聚DADMAC)处理或涂覆碳酸钙以使其变成阳离子的或阴离子的。表面处理碳酸钙描述于例如EP 2 159 258 A1中。
根据一个实施方案，表面处理碳酸钙在其可及表面区域的至少一部分上包含含有疏水剂的处理层。
在一个实施方案中，疏水剂为碳原子总量为C4至C24的脂族羧酸和/或其反应产物。因此，碳酸钙颗粒的至少一部分可及表面区域被包含碳原子总量为C4至C24的脂族羧酸和/或其反应产物的处理层覆盖。术语材料的“可及”表面区域指材料表面上与水溶液、悬浮液、分散体或反应分子(例如疏水剂)的液相接触的部分。
术语脂族羧酸的“反应产物”在本发明中的含义指通过使至少一种碳酸钙与至少一种脂族羧酸接触获得的产物。所述反应产物在所应用的至少一种脂族羧酸中的至少一部分与位于碳酸钙颗粒表面的反应分子之间形成。
脂族羧酸在本发明中的含义可选自直链的、支链的、饱和的、不饱和的和/或脂环族的羧酸。优选地，脂族羧酸是单羧酸，即脂族羧酸的特征在于存在单羧基。所述羧基位于碳骨架的末端。
在本发明的一个实施方案中，脂族羧酸选自饱和的未支化羧酸，也就是说，脂族羧酸优选地选自由以下组成的羧酸组：戊酸、己酸、庚酸、辛酸、壬酸、癸酸、十一烷酸、月桂酸、十三烷酸、肉豆蔻酸、十五烷酸、棕榈酸、十七烷酸、硬脂酸、十九烷酸、花生酸、二十一烷酸、二十二烷酸、二十三烷酸、二十四烷酸及其混合物。
在本发明的另一个实施方案中，脂族羧酸选自辛酸、癸酸、月桂酸、肉豆蔻酸、棕榈酸、硬脂酸、花生酸及其混合物。优选地，脂族羧酸选自肉豆蔻酸、棕榈酸、硬脂酸及其混合物。例如，脂族羧酸为硬脂酸。
另外地或可替选地，疏水剂可以是由经选自取代基中碳原子总量为C2至C30的直链基团、支链基团、脂族基团和环状基团的基团单取代的琥珀酸酐组成的至少一种单取代琥珀酸酐。因此，碳酸钙颗粒的至少一部分可及表面区域被包含至少一种单取代琥珀酸酐和/或其反应产物的处理层覆盖，所述至少一种单取代琥珀酸酐由经选自取代基中碳原子总量为C2至C30的直链基团、支链基团、脂族基团和环状基团的基团单取代的琥珀酸酐组成。支链基团在取代基和/或其反应产物中的碳原子总量可为C3至C30。环状基团在取代基和/或其反应产物中的碳原子总量可为C5至C30。
术语单取代琥珀酸酐的“反应产物”在本发明中的含义指通过使碳酸钙与至少一种单取代琥珀酸酐接触获得的产物，所述反应产物在所应用的至少一种单取代琥珀酸酐中的至少一部分与位于碳酸钙颗粒表面的反应分子之间。
例如，所述至少一种单取代琥珀酸酐由经一个基团单取代的琥珀酸酐组成，该基团为取代基中碳原子总量为C2至C30，优选C3至C20并且最优选C4至C18的直链烷基，或者为取代基中碳原子总量为C3至C30，优选C3至C20并且最优选C4至C18的支化烷基，或者为碳原子总量为C5至C30，优选C5至C20并且最优选C5至C18的环状基团。
例如，所述至少一种单取代琥珀酸酐由经一个基团单取代的琥珀酸酐组成，该基团为取代基中碳原子总量为C2至C30，优选C3至C20并且最优选C4至C18的直链烷基。另外地或可替选地，所述至少一种单取代琥珀酸酐由经一个基团单取代的琥珀酸酐组成，该基团为取代基中碳原子总量为C3至C30，优选C3至C20并且最优选C4至C18的支化烷基。
术语“烷基”在本发明的含义中指由碳和氢构成的直链的或支链的饱和有机化合物。换言之，“经烷基单取代的琥珀酸酐”由含有琥珀酸酐侧基的直链的或支链的饱和烃链构成。
在本发明的一个实施方案中，所述至少一种单取代琥珀酸酐为至少一种经直链或支链烷基单取代的琥珀酸酐。例如，所述至少一种经烷基单取代的琥珀酸酐选自乙基琥珀酸酐、丙基琥珀酸酐、丁基琥珀酸酐、三异丁基琥珀酸酐、戊基琥珀酸酐、己基琥珀酸酐、庚基琥珀酸酐、辛基琥珀酸酐、壬基琥珀酸酐、癸基琥珀酸酐、十二烷基琥珀酸酐、十六烷基琥珀酸酐、十八烷基琥珀酸酐及其混合物。
应理解，例如术语“丁基琥珀酸酐”包括直链和支链丁基琥珀酸酐。直链丁基琥珀酸酐的一个具体实例是正丁基琥珀酸酐。支链丁基琥珀酸酐的具体实例是异丁基琥珀酸酐、仲丁基琥珀酸酐和/或叔丁基琥珀酸酐。
此外，应理解，例如术语“十六烷基琥珀酸酐”包括直链和支链十六烷基琥珀酸酐。直链十六烷基琥珀酸酐的一个具体实例是正十六烷基琥珀酸酐。支链十六烷基琥珀酸酐的具体实例为14-甲基十五烷基琥珀酸酐、13-甲基十五烷基琥珀酸酐、12-甲基十五烷基琥珀酸酐、11-甲基十五烷基琥珀酸酐、10-甲基十五烷基琥珀酸酐、9-甲基十五烷基琥珀酸酐、8-甲基十五烷基琥珀酸酐、7-甲基十五烷基琥珀酸酐、6-甲基十五烷基琥珀酸酐、5-甲基十五烷基琥珀酸酐、4-甲基十五烷基琥珀酸酐、3-甲基十五烷基琥珀酸酐、2-甲基十五烷基琥珀酸酐、1-甲基十五烷基琥珀酸酐、13-乙基十四烷基琥珀酸酐、12-乙基十四烷基琥珀酸酐、11-乙基十四烷基琥珀酸酐、10-乙基十四烷基琥珀酸酐、9-乙基十四烷基琥珀酸酐、8-乙基十四烷基琥珀酸酐、7-乙基十四烷基琥珀酸酐、6-乙基十四烷基琥珀酸酐、5-乙基十四烷基琥珀酸酐、4-乙基十四烷基琥珀酸酐、3-乙基十四烷基琥珀酸酐、2-乙基十四烷基琥珀酸酐、1-乙基十四烷基琥珀酸酐、2-丁基十二烷基琥珀酸酐、1-己基癸基琥珀酸酐、1-己基-2-癸基琥珀酸酐、2-己基癸基琥珀酸酐、6，12-二甲基十四烷基琥珀酸酐、2，2-二乙基十二烷基琥珀酸酐、4，8，12-三甲基十三烷基琥珀酸酐、2，2，4，6，8-五甲基十一烷基琥珀酸酐、2-乙基-4-甲基-2-(2-甲基戊基)-庚基琥珀酸酐和/或2-乙基-4，6-二甲基-2-丙基壬基琥珀酸酐。
此外，应理解，例如术语“十八烷基琥珀酸酐”包括直链和支链十八烷基琥珀酸酐。直链十八烷基琥珀酸酐的一个具体实例是正十八烷基琥珀酸酐。支链十六烷基琥珀酸酐的具体实例是16-甲基十七烷基琥珀酸酐、15-甲基十七烷基琥珀酸酐、14-甲基十七烷基琥珀酸酐、13-甲基十七烷基琥珀酸酐、12-甲基十七烷基琥珀酸酐、11-甲基十七烷基琥珀酸酐、10-甲基十七烷基琥珀酸酐、9-甲基十七烷基琥珀酸酐、8-甲基十七烷基琥珀酸酐、7-甲基十七烷基琥珀酸酐、6-甲基十七烷基琥珀酸酐、5-甲基十七烷基琥珀酸酐、4-甲基十七烷基琥珀酸酐、3-甲基十七烷基琥珀酸酐、2-甲基十七烷基琥珀酸酐、1-甲基十七烷基琥珀酸酐、14-乙基十六烷基琥珀酸酐、13-乙基十六烷基琥珀酸酐、12-乙基十六烷基琥珀酸酐、11-乙基十六烷基琥珀酸酐、10-乙基十六烷基琥珀酸酐、9-乙基十六烷基琥珀酸酐、8-乙基十六烷基琥珀酸酐、7-乙基十六烷基琥珀酸酐、6-乙基十六烷基琥珀酸酐、5-乙基十六烷基琥珀酸酐、4-乙基十六烷基琥珀酸酐、3-乙基十六烷基琥珀酸酐、2-乙基十六烷基琥珀酸酐、1-乙基十六烷基琥珀酸酐、2-己基十二烷基琥珀酸酐、2-庚基十一烷基琥珀酸酐、异十八烷基琥珀酸酐和/或1-辛基-2-癸基琥珀酸酐。
在本发明的一个实施方案中，所述至少一种烷基单取代的琥珀酸酐选自：丁基琥珀酸酐、己基琥珀酸酐、庚基琥珀酸酐、辛基琥珀酸酐、十六烷基琥珀酸酐、十八烷基琥珀酸酐及其混合物。
在本发明的一个实施方案中，所述至少一种单取代的琥珀酸酐是一种烷基单取代的琥珀酸酐。例如，一种烷基单取代的琥珀酸酐是丁基琥珀酸酐。或者，一种烷基单取代的琥珀酸酐是己基琥珀酸酐。或者，一种烷基单取代的琥珀酸酐是庚基琥珀酸酐或辛基琥珀酸酐。或者，一种烷基单取代的琥珀酸酐是十六烷基琥珀酸酐。例如，一种烷基单取代琥珀酸酐是直链十六烷基琥珀酸酐如正十六烷基琥珀酸酐，或支链十六烷基琥珀酸酐如1-己基-2-癸基琥珀酸酐。或者，一种烷基单取代的琥珀酸酐是十八烷基琥珀酸酐。例如，一种烷基单取代的琥珀酸酐是直链十八烷基琥珀酸酐如正十八烷基琥珀酸酐，或支链十八烷基琥珀酸酐如异十八烷基琥珀酸酐或1-辛基-2-癸基琥珀酸酐。
在本发明的一个实施方案中，一种烷基单取代的琥珀酸酐是丁基琥珀酸酐，例如正丁基琥珀酸酐。
在本发明的一个实施方案中，至少一种单取代的琥珀酸酐是两种或更多种烷基单取代的琥珀酸酐的混合物。例如，至少一种单取代的琥珀酸酐是两种或三种烷基单取代的琥珀酸酐的混合物。
在本发明的一个实施方案中，至少一种单取代的琥珀酸酐由一个基团单取代的琥珀酸酐组成，所述基团是在取代基中具有C2至C30，优选C3至C20，最优选的C4至C18的碳原子总量的直链烯基，或在取代基中具有C3至C30，优选C4至C20，最优选C4至C18的碳原子总量的支链烯基。
本发明含义中的术语“烯基”是指由碳和氢组成的直链或支链的不饱和有机化合物。所述有机化合物还在取代基中含有至少一个双键，优选一个双键。换句话说，“烯基单取代的琥珀酸酐”由含有侧链琥珀酸酐基团的直链或支链不饱和烃链组成。应当理解，本发明含义中的术语“烯基”包括顺式和反式异构体。
在本发明的一个实施方案中，至少一种单取代的琥珀酸酐是至少一种直链或支链的烯基单取代的琥珀酸酐。例如，至少一种烯基单取代的琥珀酸酐选自：乙烯基琥珀酸酐、丙烯基琥珀酸酐、丁烯基琥珀酸酐、三异丁烯基琥珀酸酐、戊烯基琥珀酸酐、己烯基琥珀酸酐、庚烯基琥珀酸酐、辛烯基琥珀酸酐、壬烯基琥珀酸酐、癸烯基琥珀酸酐、十二烯基琥珀酸酐、十六烯基琥珀酸酐、十八烯基琥珀酸酐及其混合物。
因此，应当理解，例如术语“十六烯基琥珀酸酐”包括直链十六烯基琥珀酸酐和支链十六烯基琥珀酸酐。直链十六烯基琥珀酸酐的一个具体实例是正十六烯基琥珀酸酐，例如14-十六烯基琥珀酸酐、13-十六烯基琥珀酸酐、12-十六烯基琥珀酸酐、11-十六烯基琥珀酸酐、10-十六烯基琥珀酸酐、9-十六烯基琥珀酸酐、8-十六烯基琥珀酸酐、7-十六烯基琥珀酸酐、6-十六烯基琥珀酸酐、5-十六烯基琥珀酸酐、4-十六烯基琥珀酸酐、3-十六烯基琥珀酸酐和/或2-十六烯基琥珀酸酐。支链十六烯基琥珀酸酐的具体实例是14-甲基-9-十五烯基琥珀酸酐、14-甲基-2-十五烯基琥珀酸酐，1-己基-2-癸烯基琥珀酸酐和/或异十六烯基琥珀酸酐。
此外，应当理解，例如术语“十八烯基琥珀酸酐”包括直链十八烯基琥珀酸酐和支链十八烯基琥珀酸酐。直链十八烯基琥珀酸酐的一个具体实例是正十八烯基琥珀酸酐，例如16-十八烯基琥珀酸酐、15-十八烯基琥珀酸酐、14-十八烯基琥珀酸酐、13-十八烯基琥珀酸酐、12-十八烯基琥珀酸酐、11-十八烯基琥珀酸酐、10-十八烯基琥珀酸酐、9-十八烯基琥珀酸酐、8-十八烯基琥珀酸酐、7-十八烯基琥珀酸酐、6-十八烯基琥珀酸酐、5-十八烯基琥珀酸酐、4-十八烯基琥珀酸酐和/或2-十八烯基琥珀酸酐。支链十八烯基琥珀酸酐的具体实例是16-甲基-9-十七烯基琥珀酸酐、16-甲基-7-十七烯基琥珀酸酐、1-辛基-2-癸烯基琥珀酸酐和/或异十八烯基琥珀酸酐。
在本发明的一个实施方案中，所述至少一种烯基单取代的琥珀酸酐选自包含以下的组：己烯基琥珀酸酐、辛烯基琥珀酸酐、十六烯基琥珀酸酐、十八烯基琥珀酸酐及其混合物。
在本发明的一个实施方案中，至少一种单取代的琥珀酸酐是一种烯基单取代的琥珀酸酐。例如，一种烯基单取代的琥珀酸酐是己烯基琥珀酸酐。或者，一种烯基单取代的琥珀酸酐是辛烯基琥珀酸酐。或者，一种烯基单取代的琥珀酸酐是十六烯基琥珀酸酐。例如，一种烯基单取代的琥珀酸酐是直链十六烯基琥珀酸酐如正十六烯基琥珀酸酐，或支链十六烯基琥珀酸酐如1-己基-2-癸烯基琥珀酸酐。或者，一种烯基单取代的琥珀酸酐是十八烯基琥珀酸酐。例如，一种烷基单取代琥珀酸酐是直链十八烯基琥珀酸酐如正十八烯基琥珀酸酐，或支链十八烯基琥珀酸酐如异十八烯基琥珀酸酐或1-辛基-2-癸烯基琥珀酸酐。
在本发明的一个实施方案中，一种烯基单取代的琥珀酸酐是直链十八烯基琥珀酸酐，例如正十八烯基琥珀酸酐。在本发明的另一个实施方案中，一种烯基单取代的琥珀酸酐是直链辛烯基琥珀酸酐，例如正辛烯基琥珀酸酐。
如果至少一种单取代的琥珀酸酐是一种烯基单取代的琥珀酸酐，则应当理解，基于至少一种单取代的琥珀酸酐的总重量，一种烯基单取代的琥珀酸酐以≥95重量％，优选≥96.5重量％的量存在。
在本发明的一个实施方案中，至少一种单取代的琥珀酸酐是两种或更多种烯基单取代的琥珀酸酐的混合物。例如，至少一种单取代的琥珀酸酐是两种或三种烯基单取代的琥珀酸酐的混合物。
在本发明的一个实施方案中，至少一种单取代的琥珀酸酐是包含直链十六烯基琥珀酸酐和直链十八烯基琥珀酸酐的两种或更多种烯基单取代的琥珀酸酐的混合物。或者，至少一种单取代的琥珀酸酐是包含支链十六烯基琥珀酸酐和支链十八烯基琥珀酸酐的两种或更多种烯基单取代的琥珀酸酐的混合物。例如，一种或更多种十六烯基琥珀酸酐是直链十六烯基琥珀酸酐如正十六烯基琥珀酸酐和/或支链十六烯基琥珀酸酐如1-己基-2-癸烯基琥珀酸酐。另外或或者，一种或更多种十八烯基琥珀酸酐是直链十八烯基琥珀酸酐如正十八烯基琥珀酸酐和/或支链十八烯基琥珀酸酐如异十八烯基琥珀酸酐和/或1-辛基-2-癸烯基琥珀酸酐。
还应当理解，至少一种单取代的琥珀酸酐可以是至少一种烷基单取代的琥珀酸酐和至少一种烯基单取代的琥珀酸酐的混合物。
如果至少一种单取代的琥珀酸酐是至少一种烷基单取代的琥珀酸酐和至少一种烯基单取代的琥珀酸酐的混合物，应当理解，至少一种烷基单取代的琥珀酸酐的烷基取代基和至少一种烯基单取代的琥珀酸酐的烯基取代基优选相同。例如，至少一种单取代的琥珀酸酐是乙基琥珀酸酐和乙烯基琥珀酸酐的混合物。或者，至少一种单取代的琥珀酸酐是丙基琥珀酸酐和丙烯基琥珀酸酐的混合物。或者，至少一种单取代的琥珀酸酐是丁基琥珀酸酐和丁烯基琥珀酸酐的混合物。或者，至少一种单取代的琥珀酸酐是三异丁基琥珀酸酐和三异丁烯基琥珀酸酐的混合物。或者，至少一种单取代的琥珀酸酐是戊基琥珀酸酐和戊烯基琥珀酸酐的混合物。或者，至少一种单取代的琥珀酸酐是己基琥珀酸酐和己烯基琥珀酸酐的混合物。或者，至少一种单取代的琥珀酸酐是庚基琥珀酸酐和庚烯基琥珀酸酐的混合物。或者，至少一种单取代的琥珀酸酐是辛基琥珀酸酐和辛烯基琥珀酸酐的混合物。或者，至少一种单取代的琥珀酸酐是壬基琥珀酸酐和壬烯基琥珀酸酐的混合物。或者，至少一种单取代的琥珀酸酐是癸基琥珀酸酐和癸烯基琥珀酸酐的混合物。或者，至少一种单取代的琥珀酸酐是十二烷基琥珀酸酐和十二烯基琥珀酸酐的混合物。或者，至少一种单取代的琥珀酸酐是十六烷基琥珀酸酐和十六烯基琥珀酸酐的混合物。例如，至少一种单取代的琥珀酸酐是直链十六烷基琥珀酸酐和直链十六烯基琥珀酸酐的混合物或支链十六烷基琥珀酸酐和支链十六烯基琥珀酸酐的混合物。或者，至少一种单取代的琥珀酸酐是十八烷基琥珀酸酐和十八烯基琥珀酸酐的混合物。例如，至少一种单取代的琥珀酸酐是直链十八烷基琥珀酸酐和直链十八烯基琥珀酸酐的混合物或者支链十八烷基琥珀酸酐和支链十八烯基琥珀酸酐的混合物。
在本发明的一个实施方案中，至少一种单取代的琥珀酸酐是壬基琥珀酸酐和壬烯基琥珀酸酐的混合物。
如果至少一种单取代的琥珀酸酐是至少一种烷基单取代的琥珀酸酐和至少一种烯基单取代的琥珀酸酐的混合物，则至少一种烷基单取代的琥珀酸酐与至少一种烯基单取代的琥珀酸酐之间的重量比为90∶10至10∶90(重量％/重量％)。例如，至少一种烷基单取代的琥珀酸酐和至少一种烯基单取代的琥珀酸酐之间的重量比为70∶30至30∶70(重量％/重量％)或60∶40至40∶60。
另外或或者，疏水化试剂可以是磷酸酯共混物。因此，碳酸钙颗粒的可及表面区域的至少一部分被处理层覆盖，所述处理层包含一种或更多种磷酸单酯和/或其反应产物和一种或更多种磷酸二酯和/或其反应产物的磷酸酯共混物。
在本发明的含义中，术语磷酸单酯和一种或更多种磷酸二酯的“反应产物”是指通过使碳酸钙与至少一种磷酸酯共混物接触而获得的产物。所述反应产物在施加的磷酸酯共混物的至少一部分与位于碳酸钙颗粒表面的反应性分子之间形成。
在本发明的含义中，术语“磷酸单酯”是指用一个醇分子单酯化的正磷酸分子，所述一个醇分子选自醇取代基中的碳原子总量为C6至C30，优选C8至C22，更优选C8至C20，最优选C8至C18的不饱和或饱和、支链或直链、脂族或芳族醇。
本发明的含义中，术语“磷酸二酯”是指用选自醇取代基中的碳原子总量为C6至C30，优选C8至C22，更优选C8至C20，最优选C8至C18的相同或不同的不饱和或饱和、支链或直链、脂族或芳族醇的两个醇分子二酯化的正磷酸分子。
应当理解，表述“一种或更多种”磷酸单酯是指一种或更多种磷酸单酯可以存在于磷酸酯共混物中。
因此，应当注意，一种或更多种磷酸单酯可以是一种磷酸单酯。或者，一种或更多种磷酸单酯可以是两种或更多种磷酸单酯的混合物。例如，一种或更多种磷酸单酯可以是两种或三种磷酸单酯(如两种磷酸单酯)的混合物。
在本发明的一个实施方案中，一种或更多种磷酸单酯由用选自取代基中的碳原子总量为C6至C30的不饱和或饱和、支链或直链、脂族或芳族醇的一个醇分子酯化的正磷酸分子组成。例如，一种或更多种磷酸单酯由用选自醇取代基中的碳原子总量为C8至C22，更优选C8至C20，最优选C8至C18的不饱和或饱和、支链或直链、脂族或芳族醇的一个醇分子酯化的正磷酸分子组成。
在本发明的一个实施方案中，一种或更多种磷酸单酯选自：己基磷酸单酯、庚基磷酸单酯、辛基磷酸单酯、2-乙基己基磷酸单酯酯、壬基磷酸单酯、癸基磷酸单酯、十一烷基磷酸单酯、十二烷基磷酸单酯、十四烷基磷酸单酯、十六烷基磷酸单酯、庚基壬基磷酸单酯、十八烷基磷酸单酯、2-辛基-1-癸基磷酸单酯、2-辛基-1-十二烷基磷酸单酯及其混合物。
例如，一种或更多种磷酸单酯选自：2-乙基己基磷酸单酯、十六烷基磷酸单酯、庚基壬基磷酸单酯、十八烷基磷酸单酯、2-辛基-1-癸基磷酸单酯、2-辛基-1-十二烷基磷酸单酯及其混合物。在本发明的一个实施方案中，一种或更多种磷酸单酯是2-辛基-1-十二烷基磷酸单酯。
应当理解，表述“一种或更多种”磷酸二酯是指一种或更多种磷酸二酯可以存在于碳酸钙和/或磷酸酯共混物的涂层中。
因此，应当注意，一种或更多种磷酸二酯可以是一种磷酸二酯。或者，一种或更多种磷酸二酯可以是两种或更多种磷酸二酯的混合物。例如，一种或更多种磷酸二酯可以是两种或三种磷酸二酯(如两种磷酸二酯)的混合物。
在本发明的一个实施方案中，一种或更多种磷酸二酯由用选自醇取代基中的碳原子总量为C6至C30的不饱和或饱和、支链或直链、脂族或芳族醇的两个醇酯化的正磷酸分子组成。例如，所述一种或更多种磷酸二酯由用选自醇取代基中的碳原子总量为C8至C22，更优选C8至C20，最优选C8至C18的不饱和或饱和、支链或直链、脂族或芳族醇的两个脂肪醇酯化的正磷酸分子组成。
应当理解，用于酯化磷酸的两个醇可以独立地选自醇取代基中的碳原子总量为C6至C30的相同或不同的不饱和或饱和、支链或直链、脂族或芳族醇。换句话说，一种或更多种磷酸二酯可以包含衍生自相同醇的两个取代基，或者磷酸二酯分子可以包含衍生自不同醇的两个取代基。
在本发明的一个实施方案中，一种或更多种磷酸二酯由用选自醇取代基中的碳原子总量为C6至C30，优选C8至C22，更优选C8至C20，最优选C8至C18的相同或不同的饱和直链脂族醇的两个醇酯化的正磷酸分子组成。或者，一种或更多种磷酸二酯由用选自醇取代基中的碳原子总量为C6至C30，优选C8至C22，更优选C8至C20，最优选C8至C18的相同或不同的饱和支链脂族醇的两个醇酯化的正磷酸分子组成。
在本发明的一个实施方案中，一种或更多种磷酸二酯选自：己基磷酸二酯、庚基磷酸二酯、辛基磷酸二酯、2-乙基己基磷酸二酯、壬基磷酸二酯、癸基磷酸二酯、十一烷基磷酸二酯、十二烷基磷酸二酯、十四烷基磷酸二酯、十六烷基磷酸二酯、庚基壬基磷酸二酯、十八烷基磷酸二酯、2-辛基-1-癸基磷酸二酯、2-辛基-1-十二烷基磷酸二酯及其混合物。
例如，一种或更多种磷酸二酯选自：2-乙基己基磷酸二酯、十六烷基磷酸二酯、庚基壬基磷酸二酯、十八烷基磷酸二酯、2-辛基-1-癸基磷酸二酯、2-辛基-1-十二烷基磷酸二酯及其混合物。在本发明的一个实施方案中，一种或更多种磷酸二酯是2-辛基-1-十二烷基磷酸二酯。
在本发明的一个实施方案中，一种或更多种磷酸单酯选自：2-乙基己基磷酸单酯、十六烷基磷酸单酯、庚基壬基磷酸单酯、十八烷基磷酸单酯-酯、2-辛基-1-癸基磷酸单酯、2-辛基-1-十二烷基磷酸单酯及其混合物，并且一种或更多种磷酸二酯选自：2-乙基己基磷酸二酯、十六烷基磷酸二酯、庚基壬基磷酸二酯、十八烷基磷酸二酯、2-辛基-1-癸基磷酸二酯、2-辛基-1-十二烷基磷酸二酯及其混合物。
例如，碳酸钙的可及表面区域的至少一部分包含一种磷酸单酯和/或其反应产物与一种磷酸二酯和/或其反应产物的磷酸酯共混物。在这种情况下，一种磷酸单酯选自：2-乙基己基磷酸单酯、十六烷基磷酸单酯、庚基壬基磷酸单酯、十八烷基磷酸单酯、2-辛基-1-癸基磷酸单酯和2-辛基-1-十二烷基磷酸单酯，一种磷酸二酯选自：2-乙基己基磷酸二酯、十六烷基磷酸二酯、庚基壬基磷酸二酯、十八烷基磷酸二酯、2-辛基-1-癸基磷酸二酯和2-辛基-1-十二烷基磷酸二酯。
磷酸酯共混物以特定摩尔比包含一种或更多种磷酸单酯和/或其反应产物和一种或更多种磷酸二酯和/或其反应产物。特别地，处理层和/或磷酸酯共混物中的一种或更多种磷酸单酯和/或其反应产物相对一种或更多种磷酸二酯和/或其反应产物的摩尔比为1∶1至1∶100，优选为1∶1.1至1∶60，更优选为1∶1.1至1∶40，甚至更优选为1∶1.1至1∶20，最优选为1∶1.1至1∶10。
在本发明含义中，词语“一种或更多种磷酸单酯及其反应产物相对一种或更多种磷酸二酯及其反应产物的摩尔比”是指磷酸单酯分子的分子量总和和/或其反应产物中磷酸单酯分子的分子量总和相对磷酸二酯分子的分子量总和和/或其反应产物中磷酸二酯分子的分子量总和。
在本发明的一个实施方案中，涂覆在碳酸钙的至少一部分表面上的磷酸酯共混物可以进一步包含一种或更多种磷酸三酯和/或磷酸和/或其反应产物。
本发明含义中的术语“磷酸三酯”是指用选自醇取代基中的碳原子总量为C6至C30，优选C8至C22，更优选C8至C20，最优选C8至C18的相同或不同的不饱和或饱和、支链或直链、脂族或芳族醇的三个醇分子三酯化的正磷酸分子。
应当理解，表述“一种或更多种”磷酸三酯是指一种或更多种磷酸三酯可以存在于碳酸钙的可及表面区域的至少一部分上。
因此，应注意，一种或更多种磷酸三酯可以是一种磷酸三酯。或者，一种或更多种磷酸三酯可以是两种或更多种磷酸三酯的混合物。例如，一种或更多种磷酸三酯可以是两种或三种磷酸三酯(如两种磷酸三酯)的混合物。
根据一个实施方案，表面处理的碳酸钙在其可及表面区域的至少一部分上包含含有疏水剂的处理层，优选地所述疏水剂选自碳原子总量为C4至C24的脂族羧酸和/或其反应产物；单取代的琥珀酸酐和/或其反应产物，所述单取代的琥珀酸酐由取代基中碳原子总量为至少C2至C30的选自直链、支链、脂族和环状基团的基团单取代的琥珀酸酐组成；一种或更多种磷酸单酯和/或其反应产物与一种或更多种磷酸二酯和/或其反应产物的磷酸酯共混物，及其混合物，并且更优选地所述疏水剂是单取代的琥珀酸酐和/或其反应产物，所述单取代的琥珀酸酐由取代基中碳原子总量为至少C2至C30的选自直链、支链、脂族和环状基团的基团单取代的琥珀酸酐组成；和/或一种或更多种磷酸单酯和/或其反应产物与一种或更多种磷酸二酯和/或其反应产物的磷酸酯共混物。
根据一个实施方案，碳酸钙的重量中值粒径d50为0.1μm至3μm，优选0.4μm至2.5μm，更优选1.0μm至2.3μm，最优选1.2μm至2μm。此外或或者，碳酸钙的顶切粒径d98为1μm至10μm，优选5μm至8μm，更优选4μm至7μm，最优选6μm至7μm。
根据本发明，基于复丝纤维的总重量，碳酸钙以至少2重量％的量存在于复丝纤维中。基于复丝纤维的总重量，碳酸钙可以以2重量％至50重量％，优选5重量％至40重量％，更优选8重量％至35重量％，最优选10重量％至30重量％的量存在于复丝纤维中。根据一个实施方案，碳酸钙分散在所述至少一种聚合物中，并且基于所述至少一种聚合物的总重量，以2重量％至50重量％，优选5重量％至40重量％，更优选8重量％至35重量％，最优选10重量％至30重量％的量存在。
根据一个实施方案，所述至少一种填料由碳酸钙组成。碳酸钙可以仅由一种特定类型的碳酸钙组成或由两种或更多种类型的碳酸钙的混合物组成。
根据另一个实施方案，所述至少一种填料包含另外的矿物颜料。另外的颜料颗粒的实例包括二氧化硅、氧化铝、二氧化钛、粘土、煅烧粘土、滑石、高岭土、硫酸钙、硅灰石、云母、膨润土、硫酸钡、石膏或氧化锌。
根据一个实施方案，基于至少一种填料的总量，至少一种填料包含至少50重量％，优选至少75重量％，更优选至少90重量％，最优选至少95重量％的碳酸钙。
根据一个实施方案，基于复丝纤维的总重量，至少一种填料以0.1重量％至50重量％，优选0.2重量％至40重量％，更优选1重量％至35重量％的量存在于复丝纤维中。根据另一个实施方案，至少一种填料分散在至少一种聚合物中，并且基于至少一种聚合物的总重量，以1重量％至50重量％，优选2重量％至40重量％，更优选5重量％至35重量％的量存在。
根据本发明的一个方面，提供了碳酸钙作为填料在包含含有聚酯的至少一种聚合物的复丝纤维中的用途，其中基于复丝纤维的总重量，碳酸钙以至少2重量％的量存在于复丝纤维中。根据本发明的一个优选实施方案，提供了碳酸钙作为填料在包含聚对苯二甲酸乙二醇酯和/或聚对苯二甲酸丁二醇酯的纺织制品中的用途，其中基于复丝纤维的总重量，碳酸钙以至少2重量％的量存在于复丝纤维中。
复丝纤维
根据本发明，提供了复丝纤维，所述复丝纤维包含含有聚酯的至少一种聚合物和含有碳酸钙的至少一种填料，其中基于复丝纤维的总重量，所述碳酸钙以至少2重量％的量存在于复丝纤维中。
复丝纤维的长丝可以具有任何可能的截面形状。可能的截面形状的实例是圆形、椭圆形、有角形(如三角形或矩形)、叶形(如三叶形、五叶形、六叶形或八叶形)、锯齿形、哑铃形、豆形、肾形、带状或不规则形。复丝纤维的长丝还可以是实心或中空的和/或多组分长丝，例如双组分长丝和/或三组分长丝。
根据一个实施方案，复丝纤维是复丝纱，优选多缠绕纱、缆纱、股纱(foldedyarn)、交织纱、加捻纱和/或丝束纱。
复丝纤维的长丝数量可以变化很大，并且将由本领域技术人员根据所需的应用适当地选择。根据一个实施方案，复丝纤维由至少两根长丝，优选至少10根长丝，更优选至少50根长丝，甚至更优选至少100根长丝，最优选至少200根长丝组成。
复丝纤维可以具有1μm至600μm，优选3μm至400μm，更优选5μm至300μm，最优选8μm至200μm的直径。
根据本发明的一个实施方案，复丝纤维具有0.5分特至4000分特，优选1分特至3000分特，更优选10分特至2000分特，最优选100分特至1500分特的线性质量密度。
除了至少一种聚合物和至少一种填料之外，复丝纤维可以包含另外的添加剂，例如蜡、荧光增白剂、热稳定剂、抗氧化剂、抗静电剂、防粘连剂、染料、颜料、光泽改进剂、表面活性剂、天然油或合成油。
复丝纤维还可以包含另外的无机纤维，优选玻璃纤维、碳纤维或金属纤维。或者或另外，可添加天然纤维，例如棉、亚麻、丝或羊毛。
根据一个实施方案，复丝纤维由至少一种包含有聚酯的聚合物和含有碳酸钙的至少一种填料组成。根据另一个实施方案，复丝纤维包含至少一种包含聚对苯二甲酸乙二醇酯和/或聚对苯二甲酸丁二醇酯的聚合物和含有碳酸钙的至少一种填料。根据另一个实施方案，复丝纤维由聚对苯二甲酸乙二醇酯和/或聚对苯二甲酸丁二醇酯和碳酸钙组成。根据一个实施方案，碳酸钙是研磨碳酸钙。根据另一个实施方案，碳酸钙是表面处理碳酸钙，其在其可及表面区域的至少一部分上包含含有疏水剂的处理层。优选地，疏水剂是由取代基中碳原子总量为至少C2至C30的选自直链、支链、脂族和环状基团的基团单取代的琥珀酸酐组成的单取代的琥珀酸酐和/或其反应产物和/或一种或更多种磷酸单酯和/或其反应产物与一种或更多种磷酸二酯和/或其反应产物的磷酸酯共混物。
根据一个示例性实施方案，基于复丝纤维的总重量，复丝纤维包含50重量％至98重量％的量的至少一种聚合物和2重量％至50重量％的量的至少一种填料，优选60重量％至95重量％的量的至少一种聚合物和5重量％至40重量％的量的至少一种填料，更优选65重量％至92重量％的量的至少一种聚合物和8重量％至35重量％的量的至少一种填料，最优选70重量％至90重量％的量的至少一种聚合物和10重量％至30重量％的量的至少一种填料。
根据本发明，提供了一种生产复丝纤维的方法，其包括以下步骤：
a)提供包含含有聚酯的至少一种聚合物和含有碳酸钙的至少一种填料的混合物，
b)使步骤a)的所述混合物熔融并使其通过成形孔以形成复丝纤维，以及
c)将复丝纤维骤冷，
其中基于所述复丝纤维的总重量，所述碳酸钙以至少2重量％的量存在于所述复丝纤维中。
在方法步骤a)中提供的含有聚酯的至少一种聚合物和含有碳酸钙的至少一种填料的混合物可以通过本领域已知的任何方法制备。例如，所述至少一种聚合物和所述至少一种填料可以干共混、熔融共混和任选地形成为颗粒或小球，或者所述至少一种聚合物和所述至少一种填料的母料可以预混合，任选地形成颗粒或小球，并与另外的聚合物或填料混合。
根据一个实施方案，步骤a)的混合物是母料和另外的聚合物的混合物，其中母料包含含有聚酯的至少一种聚合物和含有碳酸钙的至少一种填料。根据一个实施方案，基于母料的总重量，碳酸钙以10重量％至85重量％、优选20重量％至80重量％、更优选30重量％至75重量％、最优选为40重量％至75重量％的量存在于母料中。
方法步骤b)的熔融温度将取决于聚合物的熔融温度。另外或或者，可以施加压力。合适的温度和压力是本领域技术人员已知的。根据一个实施方案，步骤b)在150℃至300℃、优选200℃至290℃、更优选250℃至280℃的温度下进行。
孔的形状将取决于复丝纤维的长丝的期望截面形状，并且可以是例如圆形、椭圆形、有角形(如三角形或矩形)、叶形(如三叶形、五叶形、六叶形或八叶形)、锯齿形、哑铃形、豆形、肾形、带状或不规则形。孔的数量将取决于所需的长丝数量，并且可以是例如至少2、至少10、至少50、至少100或至少200。
在离开成形孔之后，将长丝骤冷以使其固化。通常，所获得的长丝通过横向引导的空气或惰性气体流骤冷，其冷却长丝并使它们固化。
在本发明的方法中形成的复丝纤维可以被拉伸或拉长以诱导分子取向并影响结晶度。这可以导致直径的减小和物理特性的改善。根据一个实施方案，所述方法还包括拉伸复丝纤维的步骤d)。纤维可以在导丝轮的帮助下拉伸或拉长。复丝纤维的拉伸长度取决于所需的特性。对于更高的韧度，可以更大程度地拉伸复丝纤维。根据一个实施方案，复丝纤维被拉伸至其原始长度的两倍、三倍、四倍、五倍或六倍。
根据一个实施方案，将通过本发明方法获得的复丝纤维热定形，优选在100℃至250℃，优选140℃至220℃的温度下。热定形可以通过使大分子接近其平衡状态而赋予复丝纤维以尺寸稳定性，使得可以获得对热收缩性、尺寸变化、加捻纱的卷曲或缠结或者织物的褶皱的抗性。
根据一个实施方案，将通过本发明的方法获得的复丝纤维纹理化。纹理化是用于增加复丝纤维的体积和弹性的程序。当纹理化时，扁丝可获得体积和容量。纹理化步骤可以单独进行，或者如果存在拉伸步骤d)，则可以在拉伸步骤d)期间或之后对复丝纤维进行纹理化。
根据另一个实施方案，将通过本发明的方法获得的复丝纤维加捻。长丝加捻可以改善复丝纤维的内聚力和耐久性。捻的方向可以向右，描述为Z捻，或者向左，描述为S捻。单纱可以通过在一个方向上捻合长丝形成。合股纱可以通过将两个或更多个单纱捻合在一起而制成，通常通过将在一个方向上捻合的单纱与在相反方向上捻合的合股组合。麻线、绳或索可以用缆捻制成，每个捻在与前面的捻相反的方向(S/Z/S或Z/S/Z)，或者用粗缆捻制成，单纱和第一合股捻在一个方向并且第二合股捻在相反方向(S/S/Z或Z/Z/S)。纱中每单位长度的匝数影响由该纱制成的织物的外观和耐久性。用于软表面织物的纱比用于光滑表面织物的纱具有更少的捻度。制成绉纱织物的纱具有最大捻度。纹理化步骤可以单独进行，或者如果存在拉伸步骤d)的话，则可以在拉伸步骤d)期间或之后对复丝纤维加捻。
根据本发明的另一方面，提供了包含至少一种根据本发明的复丝纤维的纺织制品。
纺织制品可以是成层、编辫、编结、打结、织造、针织、钩编、植绒或无纺材料。此外，所述材料可以通过织物表面结构形式的增强丝增强，优选地以织物、成层、针织织物、编结或无纺织物的形式。根据一个实施方案，纺织制品是织造或非织造织物。
根据一个实施方案，纺织制品选自建筑产品、消费类服装、工业装饰、医疗产品、家用陈设品、保护性产品、包装材料、美容产品、卫生产品、过滤材料、软管、传动带、绳、网、线、轮胎帘布、汽车装饰、帆、软盘衬垫或纤维填充物。
根据本发明的另一方面，提供了根据本发明的至少一种复丝纤维用于制备纺织制品的用途。纺织制品可以由至少一种复丝纤维通过成层、编辫、编结、打结、织造、针织、钩编或植绒产生。非织造纺织制品或织物可通过将复丝纤维收集在表面或载体(例如移动筛网或成形网)上，然后进行任选的粘合步骤来形成。粘合方法的实例包括热点粘合或压延、超声波粘合、水刺、针刺和穿透空气粘合。根据一个实施方案，通过干或湿成层形成无纺材料。
此外，所生产的纺织制品可以经受后处理步骤，例如方向取向、起皱、水刺或压花工艺。
根据本发明的至少一种复丝纤维和/或根据本发明的纺织制品可以用于许多不同的应用中。根据一个实施方案，根据本发明的至少一种复丝纤维和/或根据本发明的纺织制品用于建筑产品、防水、热绝缘、隔音、屋面、消费类服装、装饰品和服装工业、工业装饰、医疗产品、家用陈设品、保护性产品、包装材料、美容产品、卫生产品、过滤材料、农业技术应用、建筑应用、地质技术应用、工业应用、医疗应用、运输、生态技术应用、包装应用、个人防护、财产保护或运动应用。
建筑产品的实例是房屋包裹物、沥青覆盖物、道路和铁路床、高尔夫球和网球场、墙布背衬、隔音墙面材料、屋顶材料和瓷砖垫层、土壤稳定剂和道路垫层、基础稳定剂、侵蚀控制产品、运河建设、排水系统、地质膜保护和防冻保护产品、农业覆盖物、池塘和运河水屏障或用于排水砖的砂渗透屏障。建筑产品的其他实例是用于地填充物的固定物或增强物。
消费类服装的实例是衬里、衣服和手套绝缘层、胸罩和肩部衬垫、手提包部件或鞋部件。工业装饰的实例是防水布、帐篷或运输(木材，钢)包装材料。医疗产品的实例是防护服、面罩、隔离罩、手术衣、手术巾和覆盖物、手术擦洗服、帽、海绵、敷料、擦拭物、矫形垫、绷带、胶带、牙科口罩、充氧器、透析器、IV溶液或血液的过滤器、或透皮药物递送组件。家用陈设品的实例是枕头、靠垫、棉被或床上用品中的垫料、防尘罩、绝缘体、窗上用品、毯子、窗帘部件、地毯背衬或地毯。
保护性产品的实例是涂布织物、增强塑料、防护服、实验服、吸着剂或阻燃剂。包装材料的实例包括干燥剂包装、吸着剂包装、礼品盒、文件盒、各种无纺布袋、书套、邮寄信封、快递信封或信使袋。过滤材料的实例是汽油、油和空气过滤器、包括过滤液体盒和袋式过滤器、真空袋或具有无纺层的层压材料。
基于旨在说明本发明的某些实施方案并且是非限制性的以下实施例，将更好地理解本发明的范围和兴趣。
实施例
1.测量方法和材料
在下文中，描述了实施例中应用的测量方法和材料。
粒径
使用来自美国Micromeritics公司的Sedigraph 5120测量碳酸钙填料的颗粒分布。该方法和仪器是本领域技术人员已知的，并且通常用于测定填料和颜料的粒径。测量在包含0.1重量％Na4P2O7的水溶液中进行。使用高速搅拌器和超声波分散器对样品进行分散。
滴度或线密度
根据EN ISO 2062测量滴度或线密度[分特]，并且对应于10’000m纱的克重量。将25或100米的样品在0.5cN/特的预张力下卷绕在标准卷轴上，并在分析秤上称重。然后计算每10′000m纱长度的克数。
韧度、最大力和最大载荷下的伸长率
由断裂力和线密度计算韧度，并以厘牛每分特[cN/分特]表示。该测试在具有恒定拉伸速度的测力计上进行。最大力是可以最大地施加在纱上的力，并且以牛顿[N]表示。伸长率是通过将纱拉伸至其最大载荷而产生的长度的增加，并且表示为其初始长度的百分比[％]。这些测试的适用标准是EN ISO 5079和ASTM D 3822。
灰含量
纤维和母料的灰含量[％]通过将样品在放入焚烧炉中的焚烧坩埚中在570℃下焚烧2小时来测定。灰含量测量为剩余无机残留物的总量。
2.材料
PET：聚对苯二甲酸乙二醇酯4060，由德国的INVISTA Resins＆Fibres GmbH市售(本征粘度：0.66dl/g至0.68dl/g；羧酸端基＜50meq/kg；二甘醇≤1.1重量％；无定形聚合物；在140℃至180℃下30分钟至60分钟结晶)。数据获自供应商的技术数据表(TDS)。
PBT：聚对苯二甲酸丁二醇酯Valox 315，由荷兰的Sabic Innovative PlasticsBV市售(熔融粘度：7500泊；在250℃/1.2kg下的熔体体积速率MVR：6cm3/10分钟)。数据获自供应商的技术数据表(TDS)。
CC1：研磨碳酸钙，可由瑞士的Omya International AG(d50：1.7μm；d98：6μm，未处理)获得。
CC2：研磨碳酸钙，由瑞士的Omya International AG(d50：1.7μm；d98：6μm)市售，基于研磨碳酸钙的总重量，用1重量％的硬脂酸(由Sigma-Aldrich，Croda市售)进行表面处理。
CC3：研磨碳酸钙，由瑞士的Omya International AG(d50：1.7μm；d98：6μm)市售，基于研磨碳酸钙的总重量，用1.1重量％的聚甲基氢硅氧烷(Silres BS94，由德国WackerChemie AG市售)进行表面处理。
CC4：研磨碳酸钙，由瑞士的Omya International AG(d50：1.7μm；d98：6μm)市售，基于研磨碳酸钙的总重量，用0.7重量％的琥珀酸酐(Hydrores AS 1000，由德国KemiraGermany GmbH市售)进行表面处理。
3.实施例
实施例1-母料的制备
在实验室规模的Buss捏合机(来自瑞士的Buss AG，PET使用MKS 30，PBT使用PR46)上制备含有PBT或PET和选自碳酸钙填料CC1至CC4中的一者的母料。将聚合物PET预干燥，之后在160℃的烘箱中处理4小时。制备的母料的组成和填料含量列于下表1中。精确的填料含量通过灰含量来确定。
表1：制备的母料的组成和填料含量。
| 母料 | 聚合物 | 填料 | 灰含量[wt.-％] |
| MB1 | PBT | CC1 | 49.9 |
| MB2 | PBT | CC2 | 48.7 |
| MB3 | PBT | CC3 | 48.7 |
| MB4 | PBT | CC4 | 49.0 |
| MB5 | PET | CC1 | 49.4 |
| MB6 | PET | CC2 | 49.0 |
| MB7 | PET | CC3 | 49.3 |
| MB8 | PET | CC4 | 48.6 |
实施例2-复丝纤维的制备
将不同量的根据实施例1制备的母料与另外的PBT或PET混合，其中的PET预干燥，之后在160℃的烘箱中处理4小时。使用配备有具有熔体泵的单螺杆挤出机和直径为50mm的喷丝头的Collin Multifilament Lab Line CMF 100(德国Dr.Collin GmbH)从所得混合物制备复丝纤维，34根长丝的直径为0.3mm。纺丝系统还配备有用于骤冷复丝纤维的冷却室以及拉伸导丝辊和卷绕器。Limanol 35F/1(由德国Schill+Seilacher GmbH市售)用作纺丝油。下表2给出了机器条件。下表3列出了所产生的复丝纤维的组成。
使用上述最大力测试和强度测试的伸长率测定测试样品的机械特性。机械试验的结果示于下表4中。
表2：复丝纤维纺丝的机器条件
表3.产生的复丝纤维的组成和拉伸比
表4：制备的复丝纤维的机械特性和线密度
表4中所示的结果表明，包含碳酸钙填料的聚丁烯和聚乙烯复丝纤维可以以不同的填料量和拉伸比制备良好品质和机械特性。此外，从表4可以看出，与不含有碳酸钙的复丝纤维相比，含有碳酸钙的复丝纤维在最大力下显示较小的伸长率和较低的韧度，即改进的机械刚度。
Claims (28)
1.一种复丝纤维，包含：
包含聚酯的至少一种聚合物，和
包含碳酸钙的至少一种填料，其中基于所述复丝纤维的总重量，所述碳酸钙以8重量％至50重量％的量存在于所述复丝纤维中，并且其中所述碳酸钙是在所述碳酸钙的可及表面区域的至少一部分上包含含有疏水剂的处理层的表面处理碳酸钙，所述疏水剂选自碳原子总量为C4至C28的脂族羧酸和/或其反应产物；单取代的琥珀酸酐和/或其反应产物，所述单取代的琥珀酸酐由经选自取代基中碳原子总量为C2至C30的直链基团的基团单取代的琥珀酸酐组成；一种或更多种磷酸单酯和/或其反应产物与一种或更多种磷酸二酯和/或其反应产物的磷酸酯共混物；及其混合物。
2.一种复丝纤维，包含：
包含聚酯的至少一种聚合物，和
包含碳酸钙的至少一种填料，其中基于所述复丝纤维的总重量，所述碳酸钙以8重量％至50重量％的量存在于所述复丝纤维中，并且其中所述碳酸钙是在所述碳酸钙的可及表面区域的至少一部分上包含含有疏水剂的处理层的表面处理碳酸钙，所述疏水剂选自碳原子总量为C4至C28的脂族羧酸和/或其反应产物；单取代的琥珀酸酐和/或其反应产物，所述单取代的琥珀酸酐由经选自取代基中碳原子总量为C2至C30的支链基团的基团单取代的琥珀酸酐组成；一种或更多种磷酸单酯和/或其反应产物与一种或更多种磷酸二酯和/或其反应产物的磷酸酯共混物；及其混合物。
3.一种复丝纤维，包含：
包含聚酯的至少一种聚合物，和
包含碳酸钙的至少一种填料，其中基于所述复丝纤维的总重量，所述碳酸钙以8重量％至50重量％的量存在于所述复丝纤维中，并且其中所述碳酸钙是在所述碳酸钙的可及表面区域的至少一部分上包含含有疏水剂的处理层的表面处理碳酸钙，所述疏水剂选自碳原子总量为C4至C28的脂族羧酸和/或其反应产物；单取代的琥珀酸酐和/或其反应产物，所述单取代的琥珀酸酐由经选自取代基中碳原子总量为C2至C30的脂族基团的基团单取代的琥珀酸酐组成；一种或更多种磷酸单酯和/或其反应产物与一种或更多种磷酸二酯和/或其反应产物的磷酸酯共混物；及其混合物。
4.一种复丝纤维，包含：
包含聚酯的至少一种聚合物，和
包含碳酸钙的至少一种填料，其中基于所述复丝纤维的总重量，所述碳酸钙以8重量％至50重量％的量存在于所述复丝纤维中，并且其中所述碳酸钙是在所述碳酸钙的可及表面区域的至少一部分上包含含有疏水剂的处理层的表面处理碳酸钙，所述疏水剂选自碳原子总量为C4至C28的脂族羧酸和/或其反应产物；单取代的琥珀酸酐和/或其反应产物，所述单取代的琥珀酸酐由经选自取代基中碳原子总量为C2至C30的环状基团的基团单取代的琥珀酸酐组成；一种或更多种磷酸单酯和/或其反应产物与一种或更多种磷酸二酯和/或其反应产物的磷酸酯共混物；及其混合物。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的复丝纤维，其中所述聚酯选自聚乙醇酸、聚己内酯、聚己二酸乙二醇酯、聚羟基链烷酸酯、聚羟基丁酸酯、聚对苯二甲酸亚烷基酯、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚对苯二甲酸丙二醇酯、聚对苯二甲酸丁二醇酯、聚萘二甲酸乙二醇酯、聚乳酸，或其混合物，或者其共聚物。
6.根据权利要求1至4中任一项所述的复丝纤维，其中所述碳酸钙是研磨碳酸钙、沉淀碳酸钙、改性碳酸钙、表面处理碳酸钙，或其混合物。
7.根据权利要求1至4中任一项所述的复丝纤维，其中所述碳酸钙的重量中值粒径d50为0.1μm至3μm。
8.根据权利要求1至4中任一项所述的复丝纤维，其中基于所述复丝纤维的总重量，所述碳酸钙以8重量％至35重量％的量存在于所述复丝纤维中。
9.根据权利要求1至4中任一项所述的复丝纤维，其中所述复丝纤维的线性质量密度为0.5分特至4000分特。
10.一种纺织制品，包含至少一种根据权利要求1至9中任一项所述的复丝纤维。
11.根据权利要求10所述的纺织制品，其中所述制品选自建筑产品、消费类服装、工业装饰、医疗产品、家用陈设品、过滤材料、轮胎帘布、汽车装饰、软盘衬垫或纤维填充物。
12.根据权利要求10所述的纺织制品，其中所述制品选自保护性产品、卫生产品、软管、传动带、绳、网、线、或帆。
13.根据权利要求10所述的纺织制品，其中所述制品选自包装材料或美容产品。
14.一种用于制备复丝纤维的方法，所述方法包括以下步骤：
a)提供混合物，所述混合物包含含有聚酯的至少一种聚合物和含有碳酸钙的至少一种填料，
b)使步骤a)的所述混合物熔融并使所述混合物通过成形孔以形成复丝纤维，以及
c)将所述复丝纤维骤冷，
其中基于所述复丝纤维的总重量，所述碳酸钙以8重量％至50重量％的量存在于所述复丝纤维中，并且其中所述碳酸钙是在所述碳酸钙的可及表面区域的至少一部分上包含含有疏水剂的处理层的表面处理碳酸钙，所述疏水剂选自碳原子总量为C4至C28的脂族羧酸和/或其反应产物；单取代的琥珀酸酐和/或其反应产物，所述单取代的琥珀酸酐由经选自取代基中碳原子总量为C2至C30的直链基团的基团单取代的琥珀酸酐组成；一种或更多种磷酸单酯和/或其反应产物与一种或更多种磷酸二酯和/或其反应产物的磷酸酯共混物；及其混合物。
15.一种用于制备复丝纤维的方法，所述方法包括以下步骤：
a)提供混合物，所述混合物包含含有聚酯的至少一种聚合物和含有碳酸钙的至少一种填料，
b)使步骤a)的所述混合物熔融并使所述混合物通过成形孔以形成复丝纤维，以及
c)将所述复丝纤维骤冷，
其中基于所述复丝纤维的总重量，所述碳酸钙以8重量％至50重量％的量存在于所述复丝纤维中，并且其中所述碳酸钙是在所述碳酸钙的可及表面区域的至少一部分上包含含有疏水剂的处理层的表面处理碳酸钙，所述疏水剂选自碳原子总量为C4至C28的脂族羧酸和/或其反应产物；单取代的琥珀酸酐和/或其反应产物，所述单取代的琥珀酸酐由经选自取代基中碳原子总量为C2至C30的支链基团的基团单取代的琥珀酸酐组成；一种或更多种磷酸单酯和/或其反应产物与一种或更多种磷酸二酯和/或其反应产物的磷酸酯共混物；及其混合物。
16.一种用于制备复丝纤维的方法，所述方法包括以下步骤：
a)提供混合物，所述混合物包含含有聚酯的至少一种聚合物和含有碳酸钙的至少一种填料，
b)使步骤a)的所述混合物熔融并使所述混合物通过成形孔以形成复丝纤维，以及
c)将所述复丝纤维骤冷，
其中基于所述复丝纤维的总重量，所述碳酸钙以8重量％至50重量％的量存在于所述复丝纤维中，并且其中所述碳酸钙是在所述碳酸钙的可及表面区域的至少一部分上包含含有疏水剂的处理层的表面处理碳酸钙，所述疏水剂选自碳原子总量为C4至C28的脂族羧酸和/或其反应产物；单取代的琥珀酸酐和/或其反应产物，所述单取代的琥珀酸酐由经选自取代基中碳原子总量为C2至C30的脂族基团的基团单取代的琥珀酸酐组成；一种或更多种磷酸单酯和/或其反应产物与一种或更多种磷酸二酯和/或其反应产物的磷酸酯共混物；及其混合物。
17.一种用于制备复丝纤维的方法，所述方法包括以下步骤：
a)提供混合物，所述混合物包含含有聚酯的至少一种聚合物和含有碳酸钙的至少一种填料，
b)使步骤a)的所述混合物熔融并使所述混合物通过成形孔以形成复丝纤维，以及
c)将所述复丝纤维骤冷，
其中基于所述复丝纤维的总重量，所述碳酸钙以8重量％至50重量％的量存在于所述复丝纤维中，并且其中所述碳酸钙是在所述碳酸钙的可及表面区域的至少一部分上包含含有疏水剂的处理层的表面处理碳酸钙，所述疏水剂选自碳原子总量为C4至C28的脂族羧酸和/或其反应产物；单取代的琥珀酸酐和/或其反应产物，所述单取代的琥珀酸酐由经选自取代基中碳原子总量为C2至C30的环状基团的基团单取代的琥珀酸酐组成；一种或更多种磷酸单酯和/或其反应产物与一种或更多种磷酸二酯和/或其反应产物的磷酸酯共混物；及其混合物。
18.根据权利要求14至17中任一项所述的方法，其中步骤a)的所述混合物是母料和另外聚合物的混合物，其中所述母料包含含有聚酯的至少一种聚合物和含有碳酸钙的至少一种填料，优选地基于所述母料的总重量，在所述母料中存在10重量％至85重量％的量的所述碳酸钙。
19.根据权利要求14至17中任一项所述的方法，其中所述方法还包括拉制所述复丝纤维的步骤d)。
20.碳酸钙作为填料在包含含有聚酯的至少一种聚合物的复丝纤维中的用途，其中基于所述复丝纤维的总重量，所述碳酸钙以8重量％至50重量％的量存在于所述复丝纤维中，并且其中所述碳酸钙是在所述碳酸钙的可及表面区域的至少一部分上包含含有疏水剂的处理层的表面处理碳酸钙，所述疏水剂选自碳原子总量为C4至C28的脂族羧酸和/或其反应产物；单取代的琥珀酸酐和/或其反应产物，所述单取代的琥珀酸酐由经选自取代基中碳原子总量为C2至C30的直链基团的基团单取代的琥珀酸酐组成；一种或更多种磷酸单酯和/或其反应产物与一种或更多种磷酸二酯和/或其反应产物的磷酸酯共混物；及其混合物。
21.碳酸钙作为填料在包含含有聚酯的至少一种聚合物的复丝纤维中的用途，其中基于所述复丝纤维的总重量，所述碳酸钙以8重量％至50重量％的量存在于所述复丝纤维中，并且其中所述碳酸钙是在所述碳酸钙的可及表面区域的至少一部分上包含含有疏水剂的处理层的表面处理碳酸钙，所述疏水剂选自碳原子总量为C4至C28的脂族羧酸和/或其反应产物；单取代的琥珀酸酐和/或其反应产物，所述单取代的琥珀酸酐由经选自取代基中碳原子总量为C2至C30的支链基团的基团单取代的琥珀酸酐组成；一种或更多种磷酸单酯和/或其反应产物与一种或更多种磷酸二酯和/或其反应产物的磷酸酯共混物；及其混合物。
22.碳酸钙作为填料在包含含有聚酯的至少一种聚合物的复丝纤维中的用途，其中基于所述复丝纤维的总重量，所述碳酸钙以8重量％至50重量％的量存在于所述复丝纤维中，并且其中所述碳酸钙是在所述碳酸钙的可及表面区域的至少一部分上包含含有疏水剂的处理层的表面处理碳酸钙，所述疏水剂选自碳原子总量为C4至C28的脂族羧酸和/或其反应产物；单取代的琥珀酸酐和/或其反应产物，所述单取代的琥珀酸酐由经选自取代基中碳原子总量为C2至C30的脂族基团的基团单取代的琥珀酸酐组成；一种或更多种磷酸单酯和/或其反应产物与一种或更多种磷酸二酯和/或其反应产物的磷酸酯共混物；及其混合物。
23.碳酸钙作为填料在包含含有聚酯的至少一种聚合物的复丝纤维中的用途，其中基于所述复丝纤维的总重量，所述碳酸钙以8重量％至50重量％的量存在于所述复丝纤维中，并且其中所述碳酸钙是在所述碳酸钙的可及表面区域的至少一部分上包含含有疏水剂的处理层的表面处理碳酸钙，所述疏水剂选自碳原子总量为C4至C28的脂族羧酸和/或其反应产物；单取代的琥珀酸酐和/或其反应产物，所述单取代的琥珀酸酐由经选自取代基中碳原子总量为C2至C30的环状基团的基团单取代的琥珀酸酐组成；一种或更多种磷酸单酯和/或其反应产物与一种或更多种磷酸二酯和/或其反应产物的磷酸酯共混物；及其混合物。
24.至少一种根据权利要求1至9中任一项所述的复丝纤维用于制备纺织制品的用途。
25.至少一种根据权利要求1至9中任一项所述的复丝纤维和/或根据权利要求10至13中任一项所述的纺织制品在以下中的用途：建筑产品、装饰品和服装工业、医疗产品、家用陈设品、过滤材料、农业技术应用、地质技术应用、运输、生态技术应用、或运动应用。
26.至少一种根据权利要求1至9中任一项所述的复丝纤维和/或根据权利要求10至13中任一项所述的纺织制品在以下中的用途：建造应用、工业应用、医疗应用、包装应用、个人防护、或财产保护。
27.至少一种根据权利要求1至9中任一项所述的复丝纤维和/或根据权利要求10至13中任一项所述的纺织制品在以下中的用途：防水、热绝缘、隔音、消费类服装、工业装饰、保护性产品、或卫生产品。
28.至少一种根据权利要求1至9中任一项所述的复丝纤维和/或根据权利要求10至13中任一项所述的纺织制品在以下中的用途：屋顶、包装材料或美容产品。
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