TWI613229B - 聚醯胺組合物及方法 - Google Patents

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查爾斯 理查 藍格利克
Charles Richard Langrick
默羅 賽黎利
Mauro ZALTIERI
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英威達紡織(英國)有限公司
Invista Textiles (U.K.) Ltd.
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Abstract

本發明係關於包括耐綸(nylon)及聚醚胺之聚醯胺。該聚醚胺可具有至少1500之分子量、較該聚醚胺之理想化胺氫當量(AHEW)高不到10%之AHEW。該聚醯胺可具有介於約10%至約30%範圍內之回潮率。

Description

聚醯胺組合物及方法
多年來，業內出現多種將聚醚片段納入聚醯胺中以改良自該等聚醯胺製造之紗線之性質的方法。通常經由納入氧乙烯(-OCH2CH2-)重複單元來賦予用於服裝應用中之耐綸(nylon)紗線期望親水性。業內已實施實質性研究來尋找氧乙烯重複單元在聚醯胺聚合物骨架中之適當平衡。因此，該經修飾聚合物可能需要不同的聚合條件且紡紗條件不易預測或不易適用於傳統紡織業。
在1980年代，Allied引入了商品名為Hydrofil®耐綸之親水性耐綸，其係基於耐綸6(聚己醯胺)中之15wt% Jeffamine® ED-2001。該聚合物係藉由在255℃下加熱含有5%胺基己酸(以引起聚合)及Jeffamine® ED-2001之己內醯胺來製造。在將聚合物擠成小丸後，在100℃下將聚合物組合物用水萃取5次以移除殘留己內醯胺，且然後乾燥16hr。該萃取及乾燥係任何基於耐綸6之聚合物相對於基於耐綸6,6之聚合物之典型缺點。
在已知方法中，使用來自Arkema公司(King of Prussia,Pennsylvania,USA)之PEBAX®系列熱塑性彈性物使聚醚二醇(具有羥基端基之聚醚)與二酸(例如，己二酸)及耐綸聚合物單體(例如，耐綸66「鹽」、己內醯胺、胺基酸)反應。所得耐綸聚合物為聚醚酯醯胺。該等耐綸聚合物係聚醚經酯基與聚醯胺連接在一起之嵌段共聚物。該等聚合物係使用高真空(<10托)聚縮合製程製造。已知在該等聚合物 中形成之酯鍵易水解，且因此需要真空乾燥至極低水分含量。
此外，自合成纖維基質(包含聚醯胺處理劑以改良水分輸送)形成之經處理紡織物件闡述於WO2003/044263中。聚醯胺處理劑包含疏水性組份及親水性組份。在其中所闡述之實施例中，疏水性組份佔聚醯胺處理劑約19%與95%(莫耳百分數)之間。此外，聚醯胺處理劑可包含有效量之氧化烯衍生物、醚鍵及氧化烯衍生物與醚鍵中之任一者。
在另一方法中，所使用之聚醚在聚醚鏈之每一端皆具有胺端基。當此聚醚二胺與二酸(例如，己二酸)及耐綸單體(耐綸66鹽或己內醯胺)反應時，所得聚合物為聚醚醯胺。而且，其係聚醚與聚醯胺之嵌段共聚物但現並不與醯胺鍵連接。由於不存在酯基團，故聚合可減少一些麻煩且通常不採用高真空。然而，納入聚醚可具有包含不一致的聚合物組合物、較差處理性質等在內之挑戰。例如，該等聚醚醯胺無法提供用於後續處理成紗線之可紡絲組合物。
因此，業內仍在研究及研發合成聚醯胺組合物。
本文之揭示內容係關於合成聚醯胺組合物及其產生方法。通常，本發明聚醯胺組合物包含聚醚片段及耐綸。
具體而言，本發明之一態樣係聚醯胺，其中該聚醯胺包括耐綸及聚醚二胺，該聚醚二胺具有至少1500之分子量及較該聚醚二胺之理想化胺氫當量(AHEW)高不到10%之AHEW，且較佳地，其中該聚醯胺具有介於約10%至約30%範圍內之回潮率。
在另一態樣中，本發明係關於用於產生聚醯胺之製程，該製程包括使二酸、聚醚二胺與耐綸鹽接觸；形成混合物；在閉合容器中將混合物加熱至足以使混合物聚合之溫度及自生壓力；及形成聚醯胺；較佳地，其中聚醯胺之特徵在於約10%至約30%之回潮率。
在另一態樣中，本發明係關於包括聚醯胺之非服裝紡織紗線， 該聚醯胺包括耐綸及聚醚二胺，該聚醚二胺具有至少1500之分子量及較該聚醚二胺之理想化胺氫當量(AHEW)高不到10%之AHEW，且較佳地，其中聚醯胺具有介於約10%至約30%範圍內之回潮率值。
在一實施例中，本發明之非服裝紡織紗線係適用於且限於製造除服裝紡織品或服裝織物外之紡織品或織物之紡織紗線。在一實施例中，本發明之非服裝紡織紗線僅用於製造除服裝紡織品或織物外之紡織品或織物。
在另一態樣中，本發明係關於非服裝紡織品或織物。
在另一態樣中，本發明提供本文所揭示紗線之用途，其用於產生非服裝紡織品或織物。
圖1係本發明一實施例之聚醯胺之差示掃描量熱(DSC)曲線。
圖2係本發明一實施例之聚醯胺之差示掃描量熱(DSC)曲線。
圖3係本發明一實施例之聚醯胺之差示掃描量熱(DSC)曲線。
圖4係本發明一實施例之聚醯胺之差示掃描量熱(DSC)曲線。
圖5係本發明一實施例之聚醯胺之差示掃描量熱(DSC)曲線。
圖6係本發明一實施例之聚醯胺之差示掃描量熱(DSC)曲線。
圖7係本發明一實施例之聚醯胺之差示掃描量熱(DSC)曲線。
圖8係顯示本發明之聚醯胺之水分吸收之曲線。
應注意，該等圖僅例示本發明之若干實施例且由此並不欲限制本發明之範疇。
儘管以下詳細描述出於說明之目的含有諸多特定細節，但熟習此項技術者將瞭解，以下細節之諸多變化及改變係在本文所揭示實施例之範疇內。
因此，以下實施例係在不失一般性且不對任何所主張之發明加 以限制下進行闡釋。在詳細闡述本發明之前應理解，本發明並不限於所闡述之具體實施例，此乃因此可變化。亦應理解，本文所使用之術語僅出於闡述具體實施例之目的，且並不欲加以限制，此乃因本發明之範疇將僅受限於隨附申請專利範圍。除非另外定義，否則本文所使用之所有技術及科學術語皆具有與熟習本發明所屬技術者通常所理解相同之含義。
除非上下文明確指示其他含義，否則如本說明書及隨附申請專利範圍中所使用，單數形式「一(a、an)」及「該(the)」包含複數含義。因此，例如，對「聚醯胺」之提及包含複數個聚醯胺。
在本發明中，「包括(comprises、comprising)」、「含有」及「具有」及諸如此類可具有歸屬於美國專利法中之含義且可意指「包含(includes、including)」及諸如此類，且通常詮釋為開放式術語。術語「由......組成」為閉合術語，且僅包含所特定列出之組份、結構、步驟或諸如此類，且與美國專利法一致。「基本上由......組成」或「基本上組成」或諸如此類在應用於本發明所涵蓋之方法及組合物時係指如彼等本文所揭示、但可含有其他結構基團、組合物組份或方法步驟之組合物。然而，與彼等本文所揭示之相應組合物或方法相比，該等其他結構基團、組合物組份或方法步驟等並不會實質性地影響組合物或方法之基本及新穎特徵。更詳細而言，「基本上由......組成」或「基本上組成」或諸如此類在應用於本發明所涵蓋之方法及組合物時具有歸屬於美國專利法中之含義且該術語具有開放性，從而允許存在未列示者(例如，痕量污染物、不與聚合物或反應形成該聚合物之組份反應之組份及諸如此類)，只要未列示者之存在不改變所列示者之基本或新穎特徵即可，但不包含先前技術實施例。在使用如「包括」或「包含」等開放式術語時，應理解，亦應對語言「基本上由......組成」以及語言「由......組成」提供直接支持，如同明確說明一般。
術語胺氫當量(AHEW)定義為聚醚胺之分子量除以每分子活性胺氫數目。出於說明性目的，具有2000之平均分子量且其中所有聚醚端皆為胺端、因此每分子貢獻4.0個活性胺氫之理想化聚醚二胺將具有500g/當量之AHEW。出於比較，若該等端之10%實際上為羥基而非胺，則每分子僅將存在3.6個活性胺氫且聚醚胺將具有556g/當量之AHEW。所給出聚醚胺之每分子活性胺氫數目及因此AHEW可根據業內已知及習用技術來計算，然而，較佳藉由使用ISO 9702中所闡述之程序測定胺基氮含量來計算。
術語「脂肪族基團」係指飽和或不飽和直鏈或具支鏈烴基團且涵蓋例如烷基、烯基及炔基。
術語「alk」或「烷基」係指具有1至12個碳原子、例如1至8個碳原子之直鏈或具支鏈鏈烴基團，例如甲基、乙基、正丙基、異丙基、正丁基、異丁基、第三丁基、戊基、己基、庚基、正辛基、十二烷基、十八烷基、戊基、2-乙基己基及諸如此類。除非另有說明，否則烷基視情況經一或多個選自以下之基團取代：芳基(視情況經取代)、雜環(視情況經取代)、碳環(視情況經取代)、鹵基、羥基、經保護羥基、烷氧基(例如，C1至C7)(視情況經取代)、醯基(例如，C1至C7)、芳氧基(例如，C1至C7)(視情況經取代)、烷基酯(視情況經取代)、芳基酯(視情況經取代)、烷醯基(視情況經取代)、芳醯基(視情況經取代)、羧基、經保護羧基、氰基、硝基、胺基、經取代胺基、(經單取代)胺基、(經二取代)胺基、經保護胺基、醯胺基、內醯胺、尿素、胺基甲酸酯、磺醯基及諸如此類。
術語「烯基」係指具有2至12個碳原子、例如2至4個碳原子及至少一個碳碳雙鍵(順式或反式)之直鏈或具支鏈鏈烴基團，例如乙烯基。除非另有說明，否則烯基視情況經一或多個選自以下之基團取代：芳基(包含經取代芳基)、雜環(包含經取代雜環)、碳環(包含經取 代碳環)、鹵基、羥基、烷氧基(視情況經取代)、芳氧基(視情況經取代)、烷基酯(視情況經取代)、芳基酯(視情況經取代)、烷醯基(視情況經取代)、芳醯基(視情況經取代)、氰基、硝基、胺基、經取代胺基、醯胺基、內醯胺、尿素、胺基甲酸酯、磺醯基及諸如此類。
術語「炔基」係指具有2至12個碳原子、例如2至4個碳原子及至少一個碳碳三鍵之直鏈或具支鏈鏈烴基團，例如乙炔基。除非另有說明，否則炔基視情況經一或多個選自以下之基團取代：芳基(包含經取代芳基)、雜環(包含經取代雜環)、碳環(包含經取代碳環)、鹵基、羥基、烷氧基(視情況經取代)、芳氧基(視情況經取代)、烷基酯(視情況經取代)、芳基酯(視情況經取代)、烷醯基(視情況經取代)、芳醯基(視情況經取代)、氰基、硝基、胺基、經取代胺基、醯胺基、內醯胺、尿素、胺基甲酸酯、磺醯基及諸如此類。
在合成方法背景下，片語例如「適於提供」、「足以使」或「足以產生」或諸如此類係指與時間、溫度、溶劑、反應物濃度及諸如此類相關之反應條件，該等條件皆在實驗者欲改變以提供可用量或反應產物產率之一般技術內。並不需要使期望反應產物為唯一反應產物或使起始材料完全耗盡，只要可分離或以其他方式進一步使用期望反應產物即可。
應注意，在本文中可以範圍格式表現比率、濃度、量及其他數值型數據。應理解，該範圍格式係出於方便及簡潔之目的使用，且因此，應以靈活方式詮釋為不僅包含作為該範圍之限值所明確列示之數值，且亦包含該範圍內涵蓋之所有個別數值或子範圍，如同每一數值及子範圍包含「約「x」至約「y」」一般。為說明起見，「約0.1%至約5%」之濃度範圍應詮釋為不僅包含約0.1wt%至約5wt%之所明確列示之濃度，且亦包含所指示範圍內之個別濃度(例如，1%、2%、3%及4%)及子範圍(例如，0.5%、1.1%、2.2%、3.3%及4.4%)。在實施例 中，術語「約」可包含根據數值之有效數字之傳統舍入。此外，片語「約「x」至「y」」包含「約「x」至約「y」」。
如本文中所使用之術語「約」在提及數值或範圍時允許該值或範圍存在一定程度的差異，例如所述之值或範圍之所述限值的10%內，或在一態樣中為5%內。
此外，若以列表或馬庫西群組(Markush group)形式闡述本發明之特徵或態樣，則彼等熟習此項技術者將意識到，亦藉此以馬庫西群組之任何個別成員或成員亞組之形式來闡述本發明。例如，若將X闡述為選自由溴、氯及碘組成之群，則如同個別列示一般全面地闡述X為溴之主張及X為溴及氯之主張。例如，若以該等列表之形式闡述本發明之特徵或態樣，則彼等熟習此項技術者將意識到，亦藉此以列表或馬庫西群組之個別成員或成員亞組之任一組合之形式來闡述本發明。因此，若將X闡述為選自由溴、氯及碘組成之群，且將Y闡述為選自由甲基、乙基及丙基組成之群，則全面地闡述且支持X為溴及Y為甲基之主張。
如本文中所使用，除非另有說明，否則所有百分數組成皆係以重量百分比給出。除非另有說明，否則在提及溶液之組成時，百分比係指包含溶劑(例如，水)在內之組合物之重量百分比。
如本文中所使用，除非另有說明，否則聚合物之所有分子量(Mw)皆係重量平均分子量。
本說明書中所引用之所有公開案及專利皆以引用方式併入本文中，其程度如同特定地及個別地指定每一個別公開案或專利以引用方式併入且以引用方式併入本文中以結合公開案所引用來揭示或闡述方法及/或材料。任何公開案之引用內容係其申請日期之前之揭示內容且不能因揭示內容為先前發明而視為承認本發明無權居先於該公開案。此外，所提供之公開日期可與實際公開日期不同，實際公開日期 可能需要單獨確認。
如彼等熟習此項技術者在閱讀本發明後應瞭解，在不背離本發明之範疇或精神下，本文中所描述及說明之個別實施例中之每一者皆具有可與其他若干實施例中的任一者之特徵容易地分離或組合的離散組件及特徵。任何所列示方法可以所列示事件之順序或以在邏輯上可能的任何其他順序實施。
除非另有說明，否則本發明之實施例採用所屬技術領域內之化學技術及諸如此類。該等技術在文獻中給予全面解釋。
本發明之聚醯胺非常適用於製造親水性聚醯胺組合物。因此，本文之揭示內容通常亦關於經改良之合成聚醯胺(耐綸)聚合物組合物。通常，本發明之聚醯胺包括耐綸及聚醚胺。如本文中所使用，術語「組合物」係指不為紗線或纖維或不為含有該紗線或纖維之紡織品或織物或衣裝之組合物。然而，該組合物適用於製造紗線或纖維以及含有該等紗線或纖維之紡織品或織物或衣裝。
通常，該等聚醯胺包括耐綸及聚醚胺且可具有介於約10%至約30%、較佳約10至約25%、較佳約15至約25%範圍內之回潮率(如本文中所闡述來量測)。該回潮率可改良本發明聚醯胺組合物之後續處理期間之可處理性。例如，聚醯胺在紡成紗線時可具有20%至90%之斷裂伸長率。如本文所論述，聚醯胺組合物可係可酸(陰離子)或鹼(陽離子)染色聚合物。在一實施例中，至少85%之聚合物骨架(介於醯胺單元之間)可包括脂肪族基團。本文所論述之耐綸可係聚六亞甲基己二醯胺(耐綸6,6)、聚己醯胺(耐綸6)或該等耐綸中任一者之共聚物。在一實施例中，耐綸可為耐綸6,6。通常，耐綸可以介於約50重量%至95重量%範圍內之量存在於聚醯胺中。
聚醚胺可藉由以下方式來製造：使分子量為約2000之聚乙二醇與3至4分子之環氧丙烷反應以將初級末端羥基轉化成二級羥基端。隨 後將二級羥基端轉化成胺基。不完全轉化產生含有殘留羥基端基之聚醚胺產物，該等羥基無法在聚醯胺聚合製程期間形成醯胺基、限制聚合之速率及程度，且因此並不合意。該不完全轉化係以聚醚胺之大於理想化值之AHEW值來反映。針對Elastamine® RE-2000之技術數據表闡述聚醚胺為約分子量2000之聚醚二胺，因此其具有500g/當量之理想化AHEW，該數據表進一步報告實際AHEW為505g/當量。出於比較，針對Jeffamine ED-2003之技術數據表闡述聚醚胺為約分子量2000之聚醚二胺，因此其具有500g/當量之理想化AHEW，該數據表進一步報告實際AHEW為575g/當量。
聚醯胺通常包括AHEW較聚醚胺之理想化AHEW高不到10%之聚醚胺。聚醚胺較佳為聚醚二胺。在一實施例中，聚醚胺可為烷基聚醚胺。在一態樣中，聚醚胺可包含脂肪族基團。在又一態樣中，聚醚胺可為Elastamine® RE-2000(Huntsman International LLC)。在一實施例中，聚醚胺可具有以下結構：
Figure TWI613229BD00001
在又一實施例中，聚醚胺可為α,ω-二胺基聚(氧化烯-共-氧化烯醚)共聚物。在一態樣中，α,ω-二胺基聚(氧化烯-共-氧化烯醚)共聚物可為α,ω-二胺基聚(氧乙烯-共-氧基四亞甲基醚)共聚物，如美國專利申請案第20120065362A1號中所揭示。該聚醚胺可藉由使分子量為約2000之聚乙二醇與3至4分子之環氧丙烷反應以將初級末端羥基轉化成二級羥基端。
如本文所論述，聚醚二胺可用於耐綸單體之聚合以形成可紡成展現優良親水性之耐綸紗線之聚醯胺。該等性質可賦予自該等紗線製造之服飾商品非常需要之觸覺美感及穿著舒適度。
此外，聚醚胺可存在於聚醯胺中且可具有多個分子量，此端視所得聚合物之包含如本文所論述之可處理性在內之期望性質而定。在一實施例中，聚醚胺可具有至少1500之分子量。在其他態樣中，聚醚胺可具有至少2500或甚至至少5000之分子量。此外，聚醚胺可以佔聚醯胺約1wt%至約20wt%範圍內之量存在。在一態樣中，聚醚胺可以介於約5wt%至約15wt%、較佳約10wt%至約15wt%範圍內之量存在。在另一較佳實施例中，聚醚胺係以約8wt%至約18wt%之量存在。
本文所闡述之聚醯胺可進一步包括二酸。在一實例中，二酸可係含有6至12個碳原子之脂肪族二酸、對苯二甲酸、間苯二甲酸及其混合物。在一態樣中，二酸可為己二酸。二酸可以給予與聚醚胺之胺基實質上等莫耳比例之酸基之量存在於聚合物中。本文所闡述之聚醯胺可具有多種物理性質。在一實施例中，聚醯胺可具有42至49胺端基克當量/1000公斤聚合物。此外，聚醯胺可具有介於約35至約45範圍內之相對黏度。在另一實施例中，相對黏度可基於甲酸測試方法根據在美國專利商標局(United States Patent and Trademark Office)申請本發明時已知之ASTM D789-86來計算。聚醯胺可具有約30至約45之黃度指數。在更詳細態樣中，聚醯胺可具有約75至約85之L*色坐標。在另一態樣中，聚醯胺可具有約-5至約5之a*色坐標。在又一態樣中，聚醯胺可具有約5至約25之b*色坐標。
可使用與CIE白度等級一致之測試方法來測定每一樣品之白度。可使用GRETAG MACBETH「COLOR EYE」反射式分光光度計個別量測樣品之白度(W)及黃度(Y)。首先，測定CIELAB色坐標L、a*及b*；及然後，藉助業內已知方式計算W及Y(參見：ASTM方法E313-1996 Standard Practice for Calculating Whiteness and Yellowness Indices from Instrumentally Measured Color Coordinates)。此量測之細 節參見Color Technology in the Textile Industry第2版，由Committee RA 36,AATCC(1997)公開；參見此卷：Harold及Hunter，Special Scales for White Colors，第140-146頁及其中之參考文獻，所有該等文獻之全文皆以引用方式併入本文中。
此外，本發明聚醯胺可進一步包括觸媒。在一實施例中，觸媒可以重量計介於10ppm至1,000ppm範圍內之量存在於聚醯胺中。在另一態樣中，觸媒可以重量計介於10ppm至100ppm範圍內之量存在。觸媒可包含(但不限於)磷酸、亞磷酸、連二磷酸、芳基膦酸、芳基次膦酸、其鹽及其混合物。在一實施例中，觸媒可為次亞磷酸鈉、次亞磷酸錳、苯基亞膦酸鈉、苯基膦酸鈉、苯基亞膦酸鉀、苯基膦酸鉀、六亞甲基二銨雙苯基亞膦酸鹽、甲苯基亞膦酸鉀或其混合物。在一態樣中，觸媒可為次亞磷酸鈉。
本發明之聚醯胺及聚醯胺組合物可包含「光學增亮劑」。該光學增亮劑可根據以下文獻之揭示內容來提供：美國專利申請案第20080090945 A1號；POLYAMIDE COMPOSITION WITH IMPROVED HEAT STABILITY AND WHITENESS；INVISTA NORTH AMERICA S.à r.l。
本文所揭示實施例之聚醯胺及聚醯胺組合物之白度外觀可經由添加光學增亮劑來改良。該等聚醯胺可展現永久白度改良且可經由諸如加熱定型等操作保持此白度改良。在一實施例中，光學增亮劑可以介於0.01wt%至1wt%範圍內之量存在於聚醯胺中。
在另一實施例中，可藉由添加消光劑來改良白度外觀，消光劑可為二氧化鈦。
此外，該等聚醯胺組合物可含有抗氧化劑穩定劑或抗微生物添加劑。此外，聚醯胺組合物可含有消泡添加劑。在一實施例中，消泡添加劑可以重量計介於1ppm至500ppm範圍內之量存在於聚醯胺中。
本發明之聚醯胺固有地為可酸(陰離子)染色，但亦可藉由用在聚合物中共聚之陽離子染料感受性單體使該等聚合物或共聚物改質而表現為鹼性(陽離子)染色形式。此改質使組合物尤其可感受鹼(陽離子)染料著色。5-硫代間苯二甲酸鈉係該陽離子染料感受性單體之實例。
在又一態樣中，本發明提供用於產生聚醯胺之製程，該製程包括使二酸、聚醚二胺與耐綸鹽接觸；形成混合物；在閉合容器中將混合物加熱至足以使混合物聚合之溫度及自生壓力；及形成聚醯胺。
用於產生聚醯胺之製程可進一步包括將觸媒提供至混合物，包含彼等本文所論述者。該等製程可進一步包括將消泡添加劑提供至混合物。該等製程可進一步包括將光學增亮劑提供至混合物。
通常，聚醯胺之耐綸單體可以鹽、胺基酸或內醯胺形式來添加。耐綸單體可為耐綸6,6鹽且可以介於約50wt%至95wt%範圍內之量存在於聚醯胺中。
多種處理參數可用於本發明聚醯胺之聚合中，包含溫度及壓力。溫度可介於約190℃至約290℃範圍內且自生壓力可介於約250磅/平方英吋絕對壓力(psia)至約300磅/平方英吋絕對壓力(psia)範圍內。此外，加熱可在部分真空下實施。所獲得之部分真空受高壓釜設計及該製程之經濟考慮之約束。
通常，本發明聚合可涉及多個連續加熱循環。該等循環可個別包括加熱溫度曲線及壓力曲線。通常，目的係經由足夠熔融物之溫度與足夠溶解度之水含量之組合來保持系統流動。連續加熱循環可包括：第一加熱循環(C1)，其經20分鐘至40分鐘之時段，起始溫度介於170℃至215℃之間且終止溫度介於190℃至230℃之間，壓力介於130psia至300psia之間；第二加熱循環(C2)，其經20分鐘至45分鐘之時段，起始溫度介於190℃至230℃之間且終止溫度介於240℃至260℃之間，壓力介於130psia至300psia之間；第三加熱循環(C3)，其經15分 鐘至45分鐘之時段，起始溫度介於240℃至260℃之間且終止溫度介於250℃至320℃之間，壓力介於300psia至大氣壓之間；及第四加熱循環(C4)，其經15分鐘至80分鐘之時段，起始溫度介於250℃至320℃之間且終止溫度介於250℃至320℃之間，壓力介於大氣壓與約200毫巴絕對真空之間。最後，使用業內熟知之方法擠出聚合物。通常，聚醯胺組合物固有地可酸染色且可視情況包括可陽離子染色聚合物。聚醯胺組合物可含有聚六亞甲基己二醯胺(耐綸6,6)或聚己醯胺(耐綸6)或該等聚醯胺中任一者之共聚物。
通常，用於產生聚醯胺組合物之製程可藉由高壓釜製程來製造。該製程可起始於自耐綸鹽、胺基酸或內醯胺或例如耐綸6,6鹽之混合物之水溶液製備之濃漿液(術語漿液亦納入溶液之概念)，將該濃漿液提供至高壓釜容器。視情況，漿液可為稀漿液且藉助蒸發步驟變得更濃。漿液可以業內已知方式自諸如六亞甲基二胺及己二酸等單體之水溶液製備。在另一特定實施例中，漿液可含有少量耐綸6單體，且耐綸6,6單體之水溶液係呈己內醯胺水溶液形式。視情況添加之己內醯胺水溶液可與一定量之耐綸鹽混合以提供約0.5wt%至約10wt%之耐綸6含量。在另一特定實施例中，漿液可含有聚醚胺及一定量之二酸以給予聚醚胺實質上等莫耳比例之酸基對胺基。然後可將高壓釜容器加熱至約230℃(或某一其他功能溫度)，從而使內部(自生)壓力升高。可視情況將消光劑二氧化鈦(TiO2)注入高壓釜及作為水性分散液之單體混合物中。
在一實施例中，可將聚醚胺之水性分散液與一定量之二酸(例如，己二酸)一起注射至存於高壓釜容器中之混合物中，以給予與聚醚胺之胺基實質上等莫耳比例之酸基。然後可將混合物於高壓釜中加熱至約245℃(或某一其他功能溫度)。保持在此溫度的同時，可將高壓釜壓力降低至大氣壓且藉由以已知方式施加真空來進一步降低壓 力，以形成聚醯胺組合物。將含有聚醯胺組合物之高壓釜在此溫度下維持約30分鐘。於此步驟後可將存於高壓釜中之聚醯胺聚合物組合物進一步加熱至例如約285℃，並將乾燥氮引入高壓釜容器中且藉由引入乾燥氮將高壓釜加壓至約4巴至約5巴絕對壓力。可藉由打開高壓釜容器中之埠並使熔融聚醯胺組合物以帶形式自容器流出而自高壓釜釋放聚合物組合物。該等帶可在水流中冷卻並驟冷。然後，可藉由已知方式粒化聚醯胺聚合物之帶並進一步用水冷卻。
上文所闡述之高壓釜製程可提供甲酸方法RV為約25至約60之聚醯胺組合物。在另一實施例中，上文所闡述之高壓釜製程可提供甲酸方法RV為約38至約45之聚醯胺組合物。
視情況，該製程可經改質以製造具有約25克當量至約130克當量胺端/1000公斤聚合物之聚醯胺組合物，前提係將過量六亞甲基二胺水溶液添加至耐綸鹽水溶液中即可。
本文所闡述之耐綸聚合物及共聚醯胺可固有地可酸染色。在一實施例中，該等聚合物中游離胺端基(AEG)之數目係至少25克當量/1000公斤耐綸聚合物。為使聚合物更深度地進行酸染色，可使用增加之游離胺端基含量。更深度酸染色之耐綸聚合物具有增加的AEG含量(例如，至少35克當量/1000公斤耐綸聚合物)或可使用60克當量/1000公斤耐綸聚合物至130克當量/1000公斤耐綸聚合物之AEG含量。
此外，應注意，可製造包括與適宜二酸(例如己二酸)等量之胺端之聚醚胺母料。然後可將此母料提供至高壓釜製程。在替代性實施例中，可藉由母料製程來製造本文之聚醯胺組合物，其中使用包括分散於耐綸(耐綸6,6或耐綸6)中之聚醚胺之薄片或熔融物形式。然後隨後添加薄片或熔融物形式作為包括耐綸之母料。在實施例中，以薄片形式含有聚醚胺及耐綸之母料耐綸薄片皆熔融。在實施例中，熔融含有聚醚胺之耐綸薄片且添加至耐綸熔融物中。在任一情形下，迫使熔融 物自擠出機進入幫浦，該幫浦將聚醯胺組合物泵送至例如用於製造紗線之包(pack)及噴絲嘴中。
亦可將本文所闡述之耐綸聚合物及共聚醯胺表現為鹼性染色形式，即可感受鹼染料(亦稱為陽離子染料)著色。該等鹼染色組合物係自在聚合物中共聚有陽離子染料改質劑之聚醯胺聚合物製造。頒予Windley之美國專利第5,164,261號闡述該等經陽離子染料改質之聚醯胺之製備。在一實施例中，聚合物可在與0.5wt%至4wt%之陽離子染料改質劑(例如，5-硫代間苯二甲酸)聚合期間改質。通常，可使用業內已知之標準聚合程序將一定稱重量之5-硫代間苯二甲酸之鈉鹽與已知量之聚醯胺前驅物鹽於高壓釜中組合。在一實施例中，存在於聚合物中之陽離子染料改質劑之量可係約0.75wt%至約3wt%，如藉由聚合物之總硫分析所測定。陽離子染料改質劑之此量報告為等效磺酸根基團。磺酸根基團濃度可係至少25克當量/1000公斤聚合物至約150克當量/1000公斤聚合物。
本發明之聚醯胺組合物在紡成紗線時尤其可用。在一實施例中，可將聚醚胺提供至聚醯胺組合物，且因此在形成織物時為紗線自身所固有而非施加至織物上。在一實施例中，該紗線展現如藉由多個水虹吸及回潮率測試所量測之經改良之親水性。
自本文所闡述之聚醯胺製造之紗線可係呈低順向度紗線(LOY)、部分取向紗線(POY)或全拉伸紗線(FDY)形式之多絲紡織紗線。該紗線可係自部分取向紗線製造之具紋理紗線。此外，該紗線可實質上連續，即由一或多條連續長絲形成。在其他實施例中，可將連續長絲切割成短纖維且後者可藉由紡絲製程轉化成連續絲線，從而產生連續製品或包括較短纖維之物件。該等紗線可用於製造織物，該等織物進而可用於製造衣裝。
在一實施例中，用於紡紗之裝置及方法揭示於美國專利第 6,855,425號中，且類似技術可同樣地在本文所製備並闡述之聚醯胺之背景下。
自本文所闡述之聚醯胺製造之紗線可係尤其可用於服裝織物應用之紡織紗線。即，紗線重量為5dtex至300dtex且長絲重量為0.5dtex至7dtex之紗線可合意。在某些實施例中，紗線包括1至300條長絲。根據某些實施例，紗線包括3至150條長絲。
根據某些實施例，紗線具有0.5至2.5、例如1至1.5之DPF(dtex/長絲)。
自本文所闡述之聚醯胺製造之紗線可具有1.5%或更小、更通常1%或更小之長絲均勻度(以烏氏%(U%)表示)。該均勻度對於紗線可合意以具有服裝應用所需要之較高外觀均勻度，且亦減少紋理化、編織及針織操作中之紗線斷裂。
自本文所闡述之聚醯胺製造之紗線可具有20%至120%之斷裂伸長率。根據某些實施例，紗線具有20%至90%之斷裂伸長率。通常，紗線具有25cN/tex至65cN/tex、例如30cN/tex至45cN/tex之韌度。該等拉伸性質對於服裝紡織應用皆合意。
在某些實施例中，聚醯胺之紗線可具有小於0.1wt%、且更通常小於0.01wt%之二氧化鈦含量，從而使紗線光澤透明或明亮。在其他實施例中，聚醯胺之紗線可具有大於0.3wt%及或甚至大於2wt%之二氧化鈦含量，從而使紗線無光澤或光澤暗淡。亦可使用介於該等範圍內之二氧化鈦含量，例如0.1wt%至0.3wt%。
在一特定實施例中，聚醯胺之紗線可藉由使用已知熔融物紡絲製程技術來製備。藉助該技術，藉由使用高壓釜製程製造之粒化聚醯胺組合物或由母料製程製造之熔融物皆可具有上文所闡述之光學增亮劑，且可提供至紡絲機器。藉由計量幫浦將熔融聚合物向上傳送至過濾包，並經由含有所選形狀之毛細管口之噴絲板擠出以在紡絲溫度下 產生期望長絲橫截面。業內已知之該等橫截面形狀可包含圓形、非圓形、三葉形、中空及空竹形。典型中空長絲可如美國專利第6,855,425號中所揭示來產生。紡絲溫度可介於例如270℃至300℃範圍內。藉由經處理之驟冷空氣冷卻自噴絲板出現之長絲束，用紡絲油劑(spin finish，油/水乳液)處理，視情況使用例如交織噴氣機交織。
在一些實施例中，將由此獲得之連續紗線切割並轉變成短纖維，隨後使用該等短纖維藉由紡絲產生絲線或紗線或藉由水力纏結、針刺、超音波接合、化學鍵結、加熱接合或諸如此類製造非織造物。
在FDY之情形下，紡絲機上之線上處理通常包含繞一組導輥(Godet roll，進料輥)纏繞若干圈，圈數要足以防止在該等輥上滑動，然後將紗線傳送至另一組輥(拉伸輥)上，該另一組輥以足夠速度旋轉以將紗線拉長預定量(拉伸比率)。最後，藉由以下步驟繼續該製程：用蒸汽箱加熱定型並鬆弛紗線，然後以至少3000m/min、較佳地至少4000m/min、例如4800m/min或更高之速度捲繞。視情況，可使用諸如加熱輥等替代性加熱定型(或鬆弛)方法，且可在拉伸輥與捲繞器之間再納入一組導輥以在紗線定型或鬆弛時控制張力。而且，視情況，可在最終捲繞步驟之前再次施加紡絲油劑及/或額外交織。
在POY之情形下，額外線上處理通常僅包含在兩個以相同速度旋轉之導輥上進行S-纏繞，及然後將紗線傳送至高速捲繞器中，以至少3000m/min、較佳至少4000m/min、例如4800m/min或更高之速度捲繞。使用S-纏繞有益於控制張力，但並非必需。該POY可直接用作用於編織或針織之扁平紗線，或用作紋理化之原料。
LOY紡絲製程類似於POY，只是使用1000m/min或以下之捲繞速度。該等低順向度紗線通常經由例如習用拉伸-撚線機或拉伸-捲繞機上之第二階段進一步處理。
在一實施例中，本文所揭示之聚醯胺聚合物可高度適於紡成可 會聚以形成多絲紗線之連續長絲。將合成聚合物紡成連續長絲並形成多絲紗線之製程為熟習此項技術者已知。通常，長絲之成功紡絲使用具有至少一個單一毛細管口之噴絲板。毛細管口對應於包括紗線之每一個別長絲。端視長絲所尋求之橫截面形狀採用圓形及非圓形橫截面噴絲嘴毛細管口(或擠出管口)。通常，對於每毛細管某一聚合物通量G(例如，以克/分鐘表示)，應用以下等式：G=ρ (熔融物) D 2 (毛細管)(π/4)ν(擠出) 等式1.
在此等式中，ρ係聚合物熔融物密度(例如，對於290℃下熔融的耐綸6,6等於1.0克/cm3)，D係假定為圓形管口之毛細管直徑(等於半徑的兩倍)，且v係長絲之速率。
擠出速率由以下等式給出：ν(擠出)=G(4/π)D 2 (毛細管)ρ(熔融物) 等式2.
在一實施例中，聚合物係以介於20公分/秒至80公分/秒範圍內之擠出速率擠出。在另一實施例中，可使用經調節空氣以已知方式驟冷剛剛擠出之長絲。在此步驟中，在驟冷櫃中使用經調節空氣之側向通風冷卻個別長絲，並將其會聚且用如業內已知之初級油劑油浸成紗線。藉由進料輥將紗線向上傳送至拉伸輥對上，紗線在該拉伸輥對上經拉長且定向以形成拉伸紗線，該拉伸紗線藉由輥引導至紗線穩定裝置中。該穩定裝置為業內所常見且本文中視情況作為紗線後處理步驟來使用。最後，以介於1000米/分鐘至6500米/分鐘範圍內之紗線速度將紗線捲繞成紗線卷裝。紗線RV(或藉由甲酸方法測定之相對黏度)係約51至約54。
在實施例中，紗線係伸長率為22%至約60%之拉伸紗線，沸水收縮率介於3%至約10%範圍內，紗線韌度介於3克/丹尼(denier)至約7克/丹尼範圍內，且紗線之RV可變化並充分控制在約40至約60範圍內。紗線係光澤暗淡之多絲聚醯胺紗線。
表徵此紗線之優異性質之衍生參數稱為紗線品質且參見如等式3中紗線韌度(克/丹尼)與伸長率%之平方根之乘積。
紗線品質=韌度×(伸長率)1/2 等式3.
紗線品質係紗線「韌性」量度之近似值。如彼等熟習此項技術者已知，紗線負載伸長率曲線下之面積與伸長紗線所作之功成比例。若例如韌度係以每單位丹尼之力表示，且伸長率係以每單位長度之變化%表示，則負載伸長率曲線係應力-應變曲線。在此情形下，應力-應變曲線下之面積係延長紗線之功或紗線韌性。紗線品質改良提供在各種應用中更可接受之服裝聚醯胺紗線。該等應用可包含(但不限於)經編針織物、圓形針織物、無縫針織衣裝、針織品、非織造織物及光丹尼技術織物。
在某些實施例中，聚醯胺紗線具有與陰離子染料或陽離子染料不同之染色特徵。該等染色特徵可源於胺端基之不同數目。胺端基(AEG)之濃度影響陰離子染料對聚醯胺染色之程度。另一選擇為或此外，聚醯胺可含有使聚醯胺可陽離子染色之陰離子端基，例如磺酸根或羧酸根端基。
在某些實施例中，聚醯胺紗線係經納入乙烯基磺醯基及/或β-硫酸根合乙基磺醯基之纖維反應性染料染色。該等纖維反應性染料自美國專利第5,810,890號得知。
在某些實施例中，聚醯胺紗線係經納入諸如三
Figure TWI613229BD00002
、嘧啶及喹喔啉等氮雜環基團之鹵素衍生物之纖維反應性染料染色。該等纖維反應性染料闡述於例如美國專利第6,869,453號中。
在其他實施例中，長絲包括六亞甲基二胺之胺組份。
在其他實施例中，長絲包括為含有基於二胺之總重量至少20wt%之甲基五亞甲基二胺之六亞甲基二胺之混合物的胺組份。
在又一些其他實施例中，聚醯胺可包括耐綸6。
可使用以下測試論述來表徵如本文所論述之各種參數。紗線韌度及紗線伸長率可使用INSTRON拉伸測試裝置(Instron公司，Canton,Massachusetts,USA 02021)及恆定夾頭速度根據ASTM方法D 2256-80(在向美國專利商標局申請本發明時已知)測定。韌度表示為百分之一牛頓/tex克力/丹尼，且伸長率%係在斷裂負載下表示為初始長度之百分比之樣本長度增加。
紗線直鏈密度均勻度(亦稱為紗線烏氏%(U%))可使用熟習此項技術者已知之C型烏氏均勻度測試儀3來測定。
聚合物胺端可藉由使用過濾移除不溶性消光顏料後溶解於溶液中之經稱重聚合物樣品之標準化高氯酸溶液直接滴定來量測。
聚合物之回潮率係藉由以下方法量測。在80℃下在真空下將聚合物之樣品(100g)乾燥18小時。較佳地使用Aquatrac(PET版(4位數)；Brabender Messtechnik)在160℃設置下對約1.9g聚合物量測此乾燥聚合物樣品之初始水分含量。使用此方法量測之小於0.5w%之水分含量被視為指示該聚合物已經充分乾燥。
然後在無任何攪動下在環境溫度(20℃)下將乾燥樣品浸泡於去礦物質水(500g)中。48小時後，移除樣品(約10g)且用吸收性薄紙輕拍乾燥。將樣品之一部分(約5g；濕樣品之重量)精確稱量至箔盤中且在80℃下在真空下於烘箱中放置18小時。移除盤並置於乾燥器中冷卻，且然後再稱重(乾燥後剩餘之重量)。以下列間隔(例如72、144、190及220小時)最高220小時重複此程序。藉由以下計算測定水分吸收率：
Figure TWI613229BD00003
聚合物之回潮率定義為220小時後或直至樣品已達到水分吸收平衡(其定義為在24小時時段中重量變化不大於1%)之前(以較早者為准)之水分吸收率。因此，若220小時後尚未達到水分吸收平衡，則回潮 率係220小時時之水分吸收率。當在220小時之前達到水分吸收平衡時，回潮率係在平衡下進行之最初兩次連續量測之水分吸收率之平均數(平均值)。
自紗線構造之織物之水虹吸速率可藉由以下步驟來量測：將1英吋(2.5cm)寬之條狀經擦洗織物之底部1.8英吋(4.6cm)垂直浸泡於去離子水中，以視覺方式測定沿織物向上虹吸之水之高度，並記錄隨時間變化之高度。「初始虹吸速率」意指虹吸測試之最初兩分鐘期間之平均虹吸速率。
可使用織物或衣裝「乾燥時間%」測試來表徵親水性聚醯胺紗線、織物及衣裝。亦稱為乾燥時間%測試或「水平虹吸」測定。乾燥時間%測試係使用天平及電腦來實施；例如，Mettler天平AE163及運行Mettler BalanceLink 3.0程式之電腦。獲得並記錄直徑為2英吋(5.1cm)之圓形織物樣品之重量。使用自動吸管將0.10克自來水置於天平上且記錄其重量。立即將圓形織物樣品以該水為中心且然後置於該水上。在此時(時間=0分鐘)及在隨後30分鐘內每兩分鐘記錄織物及水之總重量。根據下式計算給定時間內乾燥%結果：乾燥%=100-[W總-W織物)/WH2O]×100。
實例
提出以下實例以為彼等熟悉此項技術者提供如何實施本文所揭示及主張之方法及如何使用本文所揭示及主張之組合物及化合物之完整揭示內容及描述。已努力確保數值(例如量、溫度等)之精確性，但應慮及一些誤差及偏差。除非另外指明，否則：份數為重量份數，溫度以℃表示，且壓力以大氣壓表示。標準溫度及壓力定義為25℃及1大氣壓。
實例1-含有5wt%聚醚胺之聚醯胺 鹽製備
將8380g去礦物質水裝填至燒瓶中且升溫至35℃。裝填27g(0.185mol)己二酸並攪拌至溶解。裝填460g 80% Elastamine® RE2000水溶液，然後裝填8077g耐綸6,6鹽。攪拌燒瓶直至溶解。收集樣品並稀釋，且檢查9.5%固體(近似值)時之pH並用HMD(或己二酸)調節至期望pH，初始為pH 8.3，然後降至8.1，此乃因聚合物上之胺端基(AEG)之結果反饋顯示AEG略高。使用IR加熱器水分天平檢查固體。將混合物在35℃下攪拌過夜。
聚合
將鹽製備溶液添加至24L高壓釜中且添加0.3g 48%水性Silwet L7605消泡劑(約佔最終聚合物之20ppm)。亦在連續加熱循環2(C2)期間添加0.17% Hombitan M二氧化鈦作為40wt%漿液。使聚合物定向具有RV 40、AEG 45、0.17% TiO2並含有5wt% Elastamine® RE2000。
對於聚合，不使用蒸發器，而是建立連續加熱循環0(C0)以提供類似於蒸發器批次之鹽濃度位置-基本上在「C0」中，將混合物加熱至約185℃，且在137psia下通氣87分鐘時段的同時將溫度升高至197℃，然後進入連續加熱循環(C1)。
用於連續加熱循環之製程如下：C1-起始溫度係約197℃，終止溫度係220℃，將壓力達到265psia定義為C1之終點，耗時約18min；C2-在265psia下保持22min，將溫度升高至242℃；連續加熱循環3(C3)-經35min使壓力降至14.5psia(atm)，將溫度升高至275℃之最終溫度；連續加熱循環4(C4)-在大氣壓下保持6min，同時手動設定真空系統，施加400毫巴真空並保持30min，然後釋放氮回到大氣壓並保持5min。然後澆注聚合物。在某一循環中，聚合物真空僅保持25min，此乃因聚合如藉由RV所證實稍微過度。製造並表徵4種聚合物且結果提供於表1中。
Figure TWI613229BD00004
第1批之DSC跡線提供於圖1中。再加熱後第1批之DSC跡線提供於圖2中。
實例2-含有10wt%聚醚胺之聚醯胺 鹽製備
將8223g去礦物質水裝填至燒瓶中且升溫至35℃，裝填54g(0.37mol)己二酸並攪拌至溶解，且裝填920g 80% Elastamine® RE2000水溶液，然後裝填7627g耐綸6,6鹽。攪拌燒瓶直至溶解。收集樣品並稀釋，且檢查9.5%固體(近似值)時之pH並用HMD(或己二酸)將pH調節至8.3-8.1之間。使用IR加熱器水分天平檢查固體。將混合物在35℃下攪拌過夜。
聚合
將鹽製備溶液添加至24L高壓釜中。添加2.51g次亞磷酸鈉單水合物(以獲得存於最終聚合物中之100ppm P)，然後添加0.3g 48%水性Silwet L7605消泡劑(約佔最終聚合物之20ppm)。在連續加熱循環2(C2)期間添加0.17% Hombitan M二氧化鈦作為40wt%漿液。使聚合物定向具有RV 40、AEG 45、0.17% TiO2並含有10wt% Elastamine® RE2000。
對於聚合，不使用蒸發器，而是建立連續加熱循環0(C0)以提供 類似於蒸發器批次之鹽濃度位置-基本上在「C0」中，將混合物加熱至約185℃，且在137psia下通氣90分鐘時段的同時將溫度升高至197℃，然後進入連續加熱循環1(C1)。
用於連續加熱循環之製程如下：C1-起始溫度係約202℃，終止溫度係221℃，將壓力達到265psia定義為C1之終點；C2-在265psia下保持24min，將溫度升高至244℃；連續加熱循環3(C3)-經25min使壓力降至14.5psia(atm)，將溫度升高至274℃之最終溫度；及連續加熱循環4(C4)-在大氣壓下保持11min，同時手動設定真空系統，施加350毫巴真空並保持24min，然後釋放氮回到大氣壓並保持6min。然後澆注聚合物。對於表2中之第6-10批，消泡劑係40ppm。對於表2中之第6-9批，壓力在C2結束時降至218psia，然後進入C3。所製造之聚合物係經表2中所提供之結果表徵。
Figure TWI613229BD00005
第5批之DSC跡線提供於圖3中。再加熱後第5批之DSC跡線提供於圖4中。第6批之DSC跡線提供於圖5中。
實例3-含有15wt%聚醚胺之聚醯胺 鹽製備
將8362g去礦物質水裝填至燒瓶中且升溫至35℃，裝填81g(0.555mol)己二酸並攪拌至溶解，且裝填1380g 80% Elastamine® RE2000水溶液，然後裝填7177g耐綸6,6鹽。攪拌燒瓶直至溶解。收集樣品並稀釋，且檢查9.5%固體(近似值)時之pH並用HMD調節至pH 8.1。使用IR加熱器水分天平檢查固體。將混合物在35℃下攪拌過夜。
聚合
將鹽製備溶液添加至24L高壓釜中。添加2.51g次亞磷酸鈉單水合物(以獲得存於最終聚合物中之100ppm P)，然後添加0.62g 48%水性Silwet L7605消泡劑(約佔最終聚合物之40ppm)。在連續加熱循環2(C2)期間添加0.17% Hombitan M二氧化鈦作為40wt%漿液。使聚合物定向具有RV 40、AEG 45、0.17% TiO2並含有15wt% Elastamine® RE2000。
對於聚合，不使用蒸發器。而是建立連續加熱循環0(C0)以提供類似於蒸發器批次之鹽濃度位置-基本上在「C0」中，將混合物加熱至約185℃，且在137psia下通氣87分鐘時段的同時將溫度升高至197℃，然後進入連續加熱循環1(C1)。
用於連續加熱循環之製程如下：C1-起始溫度係約197℃，終止溫度係220℃，將壓力達到265psia定義為C1之終點，耗時約17min；C2-在265psia下保持25min，將溫度升高至243℃；連續加熱循環3(C3)-經36min使壓力降至14.5psia(atm)，將溫度升高至275℃之最終溫度；及連續加熱循環4(C4)-在大氣壓下保持5min，同時手動設定真空系統，施加350毫巴真空並保持30min，然後釋放氮回到大氣壓並保持10min。然後澆注聚合物。聚合物係經表3中所提供之結果來表徵。
Figure TWI613229BD00006
第11批之DSC跡線提供於圖6中。再加熱後第11批之DSC跡線提供於圖7中。
實例4-回潮率
在80℃下在真空下將實例1至3中所獲得之每一聚合物樣品(100g)乾燥18小時。使用Aquatrac(PET版(4位數)；Brabender Messtechnik)在160℃設置下對約1.9g聚合物量測乾燥聚合物樣品之初始水分含量。收集使用此方法量測之小於0.5w%之水分含量以指示該聚合物已經充分乾燥。
然後在無任何攪動下在環境溫度(20℃)下將乾燥樣品浸泡於去礦物質水(500g)中。48小時後，移除樣品(約10g)且用吸收性薄紙輕拍乾燥。將樣品之一部分(約5g；濕樣品之重量)精確稱量至箔盤中且在80℃下在真空下於烘箱中放置18小時。移除盤並置於乾燥器中冷卻，且然後再稱重(乾燥後剩餘之重量)。以下列間隔(例如72、144、190及220小時)最高220小時重複此程序。藉由以下計算測定水分吸收率：
Figure TWI613229BD00007
結果概述於表4中。
Figure TWI613229BD00008
顯示表4中所概述結果之曲線提供於圖8中。

Claims (52)

  1. 一種聚醯胺，其包括耐綸(nylon)及聚醚二胺，其中該聚醚二胺係經聚乙二醇與環氧丙烷之反應及胺基轉化而製得，該聚醚二胺以介於約1重量%至約20重量%範圍內之量存在，該聚醚二胺具有至少1500之重量平均分子量及較該聚醚二胺之理想化胺氫當量(AHEW)高不到10%之AHEW，其中AHEW定義為聚醚二胺之重量平均分子量除以每分子活性胺氫數目，且其中該每分子活性胺氫數目係使用ISO 9702中所闡述之程序測定。
  2. 如請求項1之聚醯胺，其中該聚醚二胺具有下列結構：
    Figure TWI613229BC00001
  3. 如請求項1之聚醯胺，其中該聚醚二胺為α,ω-二胺基聚(氧化烯-共-氧化烯醚)共聚物，其中視情況該聚醚二胺藉由使分子量為約2000之聚乙二醇與3至4分子之環氧丙烷反應而製得。
  4. 如請求項1之聚醯胺，其具有介於約10%至約30%範圍內之回潮率。
  5. 如請求項1至4中任一項之聚醯胺，其中該耐綸係耐綸6,6。
  6. 如請求項1至4中任一項之聚醯胺，其中該耐綸係耐綸6。
  7. 如請求項1至4中任一項之聚醯胺，其中該聚醯胺在紡成紗線時具有20%至90%之斷裂伸長率。
  8. 如請求項1至4中任一項之聚醯胺，其中該聚醚二胺具有較該聚醚二胺之理想化AHEW高不到8%之AHEW。
  9. 如請求項8之聚醯胺，其中該聚醚二胺具有較該聚醚二胺之理想化AHEW高不到5%之AHEW。
  10. 如請求項8之聚醯胺，其中該聚醚二胺具有較該聚醚二胺之理想化AHEW高不到2%之AHEW。
  11. 如請求項1至4中任一項之聚醯胺，其中該聚醚二胺具有至少2500之重量平均分子量。
  12. 如請求項11之聚醯胺，其中該聚醚二胺具有至少5000之重量平均分子量。
  13. 如請求項1至4中任一項之聚醯胺，其中該聚醚二胺係以介於約5wt%至約15wt%範圍內之量存在。
  14. 如請求項13之聚醯胺，其中該聚醚二胺係以介於約10wt%至約15wt%範圍內之量存在。
  15. 如請求項13之聚醯胺，其中該聚醚二胺係以介於約8wt%至約18wt%範圍內之量存在。
  16. 如請求項1至4中任一項之聚醯胺，其中該聚醯胺具有25至130胺端基克當量/1000公斤聚合物。
  17. 如請求項1至4中任一項之聚醯胺，其中該聚醯胺具有介於約25至約60範圍內之相對黏度，該相對黏度係根據ASTM D789-86基於甲酸測試方法來計算。
  18. 如請求項1至4中任一項之聚醯胺，其中該聚醯胺具有約30至約45之黃度指數。
  19. 如請求項1至4中任一項之聚醯胺，其中該聚醯胺具有約75至約85之L*色坐標。
  20. 如請求項1至4中任一項之聚醯胺，其中該聚醯胺具有約-5至約5之a*色坐標。
  21. 如請求項1至4中任一項之聚醯胺，其中該聚醯胺具有約5至約25之b*色坐標。
  22. 如請求項1至4中任一項之聚醯胺，其進一步包括0.01wt%至1 wt%之光學增亮劑。
  23. 如請求項1至4中任一項之聚醯胺，其進一步包括0.01wt%至2wt%之二氧化鈦。
  24. 如請求項1至4中任一項之聚醯胺，其進一步包括以重量計1ppm至500ppm之消泡添加劑。
  25. 如請求項1至4中任一項之聚醯胺，其進一步包括觸媒。
  26. 如請求項25之聚醯胺，其中該觸媒為含磷觸媒。
  27. 如請求項26之聚醯胺，其中該含磷觸媒係以重量計以介於5ppm磷至1000ppm磷之範圍存在於該聚醯胺中。
  28. 如請求項25之聚醯胺，其中該觸媒係選自由以下組成之群：磷酸及其鹽、亞磷酸及其鹽、連二磷酸、芳基膦酸及其鹽、芳基次膦酸及其鹽、次亞磷酸鈉、次亞磷酸錳、苯基亞膦酸鈉、苯基膦酸鈉、苯基亞膦酸鉀、苯基膦酸鉀、六亞甲基二銨雙苯基亞膦酸鹽、甲苯基亞膦酸鉀及其混合物。
  29. 如請求項28之聚醯胺，其中該觸媒係次亞磷酸鈉。
  30. 一種組合物，其包括如請求項1至29中任一項之聚醯胺。
  31. 一種產生如請求項1之聚醯胺之方法，其包括：使二酸、聚醚二胺與耐綸鹽、胺基酸或內醯胺中之任一者或全部接觸以形成混合物；及在閉合容器中將該混合物加熱至足以使該混合物聚合並形成聚醯胺之溫度及自生壓力。
  32. 如請求項31之方法，其中該耐綸鹽係耐綸6,6鹽。
  33. 如請求項31或32之方法，其中該內醯胺係己內醯胺。
  34. 如請求項31或32之方法，其中接觸進一步包括將觸媒提供至該混合物。
  35. 如請求項34之方法，其中該觸媒為含磷觸媒。
  36. 如請求項35之方法，其中該含磷觸媒係以重量計以介於約5ppm磷至約1,000ppm磷範圍內之量存在於該聚醯胺中。
  37. 如請求項35之方法，其中該含磷觸媒係選自由以下組成之群：磷酸、亞磷酸、連二磷酸、芳基膦酸、芳基次膦酸、其鹽及其混合物。
  38. 如請求項35之方法，其中該含磷觸媒係選自由以下組成之群：次亞磷酸鈉、次亞磷酸錳、苯基亞膦酸鈉、苯基膦酸鈉、苯基亞膦酸鉀、苯基膦酸鉀、六亞甲基二銨雙苯基亞膦酸鹽、甲苯基亞膦酸鉀及其混合物。
  39. 如請求項38之方法，其中該含磷觸媒係次亞磷酸鈉。
  40. 如請求項31或32之方法，其中接觸進一步包括將消泡添加劑提供至該混合物，該消泡添加劑係以介於約1ppm至約500ppm範圍內之量存在於該聚醯胺中。
  41. 如請求項31或32之方法，其中接觸進一步包括將光學增亮劑提供至該混合物，該光學增亮劑係以介於約0.01wt%至1wt%範圍內之量存在於該聚醯胺中。
  42. 如請求項31或32之方法，其中接觸進一步包括將二氧化鈦提供至該混合物，該二氧化鈦係以介於約0.01wt%至2wt%範圍內之量存在於該聚醯胺中。
  43. 如請求項31或32之方法，其中該二酸係己二酸，且該己二酸係以給予與該聚醚二胺之胺基實質上等莫耳比例之酸基之量存在於該聚醯胺中。
  44. 如請求項31或32之方法，其中該聚醚二胺係以介於約1wt%至20wt%範圍內之量存在於該聚醯胺中。
  45. 如請求項31或32之方法，其中該耐綸係以介於約50wt%至95wt%範圍內之量存在於該聚醯胺中。
  46. 如請求項31或32之方法，其中該溫度係約190℃至約320℃且該自生壓力係約250磅/平方英吋絕對壓力(psia)至約300磅/平方英吋絕對壓力(psia)。
  47. 如請求項31或32之方法，其中加熱係在真空下在約200毫巴絕對壓力下實施。
  48. 如請求項31或32之方法，其中加熱進一步包括連續加熱循環，且其中每一加熱循環個別包括加熱溫度曲線及壓力曲線。
  49. 如請求項48之方法，其中該等連續加熱循環包括：第一加熱循環(C1)，其經20分鐘至40分鐘之時段，起始溫度介於170℃至215℃之間且終止溫度介於190℃至230℃之間，壓力介於130psia至300psia之間；第二加熱循環(C2)，其經20分鐘至45分鐘之時段，起始溫度介於190℃至230℃之間且終止溫度介於240℃至260℃之間，壓力介於130psia至300psia之間；第三加熱循環(C3)，其經15分鐘至45分鐘之時段，起始溫度介於240℃至260℃之間且終止溫度介於250℃至320℃之間，壓力介於300psia至大氣壓之間；及第四加熱循環(C4)，其經15分鐘至80分鐘之時段，起始溫度介於250℃至320℃之間且終止溫度介於250℃至320℃之間，壓力介於大氣壓與約200毫巴絕對真空之間。
  50. 如請求項31或32之方法，其中該聚醯胺之特徵在於約10%至約30%之回潮率。
  51. 一種非服裝紡織紗線，其包括如請求項1至29中任一項之聚醯胺。
  52. 一種非服裝紡織品，其包括如請求項51之非服裝紡織紗線。
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