利用中空微胶囊降低密度的合成纤维制造技术

本发明专利技术提供一种合成纤维，包括0.4至30wt％的平均直径为4至30μm的中空微胶囊；和70至99.6wt％的聚合物材料，其中所述合成纤维具有0.1至11.0的旦数。本发明专利技术还提供包括所述合成纤维的纱线、隔热材料和制品，以及所述合成纤维的制备方法。

Using hollow microcapsules to reduce the density of synthetic fibers

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】利用中空微胶囊降低密度的合成纤维相关申请的交叉引用本申请要求于2017年11月15日递交的美国临时申请号为62/586,507的优先权，其全部内容通过援引并入本文。
本专利技术主要涉及包括聚合物材料和中空微胶囊的降低密度的合成纤维、包括所述合成纤维的隔热材料、包括所述合成纤维的制品以及形成所述合成纤维的方法。
技术介绍
隔热材料和包括隔热材料的制品的合意性和有效性高度取决于例如用于制备该隔热材料的纤维的性能。纤维具有不同的物理性能，尤其取决于其性质和组成。例如，天然纤维(如羊毛纤维)具有不同于聚合物纤维的性能，并且聚合物纤维取决于制备该纤维的聚合物而具有不同的性能。保持纤维旦数和纤维聚合物材料恒定，获得轻量制品通常取决于织物结构和纤维用量。因此，关于尤其是轻量级制品的可行的结构替代方案的数量而言，可用的纤维技术可能是一个限制变量。尽管在纺织领域取得了各种进步，但仍然需要有利于在制品和隔热材料中整合且提供所需性能(例如热性能)，同时还允许降低密度，使得所需性能不会以不需要的附加重量为代价的纤维。虽然已经讨论了常规技术的某些方面有助于本专利技术的公开内容，申请人不会否认这些技术方面，并且可以预期所要求保护的专利技术可以涵盖一个或多个常规技术方面。在本说明书中，当参考或讨论已知的文献、法案或项目时，该参考或讨论并非承认所述已知的文献、法案或项目或其任何组合处于优先权日期、可公开获得、公众已知、公知常识的一部分，或者根据适用的法律规定构成现有技术；或者已知与解决本说明书涉及的任何问题的尝试有关。
技术实现思路
简言之，本专利技术满足了对具有降低密度的改良纤维的需求。在各种实施例中，本专利技术的纤维使其自身适用于展现所需性能(例如热性能)的隔热材料中，而不会不合需要地增加该隔热材料的重量。本专利技术可以解决上问所讨论的现有技术中的一个或多个问题和不足。然而，可以预期的是，本专利技术证明可用于解决许多
中的其他问题和不足。因此，要求保护的本专利技术不应被认为局限于解决本文讨论的任何特定问题或不足。第一方面，本专利技术提供一种合成纤维，包括：-0.4至30wt％的平均直径为4至30μm的中空微胶囊；和-70至99.6wt％的聚合物材料，其中，所述合成纤维具有0.1至11.0的旦数。第二方面，本专利技术提供一种隔热材料，包括根据本专利技术第一方面所述的合成纤维。第三方面，本专利技术提供一种制品，包括根据本专利技术第一方面所述的合成纤维。第四方面，本专利技术提供一种制备本专利技术的合成纤维、包括所述合成纤维的隔热材料或制品的非限制性方法，所述方法包括：-混合中空微胶囊和聚合物材料，从而形成微胶囊/聚合物的混合物；-挤出所述微胶囊/聚合物的混合物；和-任选的执行一个或多个额外的处理步骤，从而形成所述合成纤维。本申请所公开的合成纤维、包括该合成纤维的隔热材料和制品以及制备该合成纤维的方法的某些实施例具有若干特征，其中没有一个单独对其所需属性负责。在不限制由所附权利要求限定的合成纤维、隔热材料、制品和方法的范围的情况下，现在将简要讨论其较为突出的特征。在考虑了此讨论后，特别是在阅读了本说明书中题为“具体实施方式”的章节之后，人们将理解本文所公开的各种实施例的特征如何提供优于现有技术的许多优点。例如，在一些实施例中，相对于具有类似聚合物组成、密度和旦数的对比纤维而言，合成纤维提供所需性能如密度降低。因此，在一些实施例中，本专利技术的纤维使其适用于轻量级应用。在一些实施例中，本专利技术的降低密度的纤维有利于其用于例如纱线、纺织和非纺织隔热材料以及制品(如服装、鞋类、床上用品和工业织物)中。合成纤维的实施例可提供尤其适用于制备服装的纱线、织物和隔热材料的低密度结构和所需热性能。结合所附权利要求和附图，本专利技术的这些和其他特征及优点将根据下文对本专利技术各个方面的详细描述而变得显而易见。附图说明下面结合附图对本专利技术进行描述，这些附图不一定按比例绘制，其中相同的附图标记在各个附图中保持其对相同或相似元件的标号和含义，并且其中：图1描绘了球形玻璃中空微胶囊的一个实施例。图2描绘了根据本专利技术一个实施例的漂浮在水中的中空微胶囊/聚合物颗粒。图3是根据本专利技术的某些实施例的混合入聚合物材料中的中空微胶囊的容器的侧面透视图。图4是根据本专利技术某些实施例的包括中空微胶囊的合成纤维的放大视图。图5是根据本专利技术某些实施例的包括中空微胶囊的聚合物颗粒的视图。图6是根据本专利技术的某些实施例沿线6-6截取的图5的颗粒的放大横截面图。图7A是根据本专利技术一个实施例的纤维的横截面的显微镜图像照片；图7B是根据本专利技术一个实施例的纤维的横截面的简化线图。图8A是根据本专利技术一个实施例的纤维的显微镜图像照片；图8B是根据本专利技术一个实施例的纤维的简化线图。具体实施方式下面参考附图中示出的非限制性实施例，更全面地解释本专利技术的各方面及其某些特征、优点和细节。省略对众所周知的材料、制造工具、处理技术等的描述，以免不必要地模糊了本专利技术的细节。然而，应当理解的是，在说明本专利技术的实施例时，详细的描述和具体示例仅用于示例说明，而非限制。根据本公开内容的各种替换、修改、添加和/或设置均落入本专利技术构思的精神和/或范围内，对于本领域技术人员来说将是显而易见的。获得轻量级制品通常以不合需要地牺牲一种或多种其它性能(例如热性能)为代价。本专利技术通过在制备例如织物、隔热材料、制品等之前将中空微胶囊整合到聚合物材料中解决了这一问题和其他问题。这是通过形成包括中空微胶囊的合成纤维来实现。本专利技术的合成纤维以及由合成纤维形成的隔热材料和制品的实施例可以具有例如降低密度，同时保持令人满意的所需的其它性能例如热性能和/或透气性。在一些实施例中，与包括相同纤维组成但缺少中空微胶囊的隔热材料和制品相比，包括合成纤维的隔热材料和制品具有良好的热性能和降低密度。第一方面，本专利技术提供一种合成纤维，包括：-0.4至30wt％的平均直径为4至30μm的中空微胶囊；和-70至99.6wt％的聚合物材料，其中，所述合成纤维具有0.1至11.0的旦数。旦是定义为9000米的纤维或纱线的以克计量的重量的测量单位。这是一种说明纤维或纱线的重量(或尺寸)的常见方法。例如，1.0旦的聚酯纤维通常具有约10μm的直径。微旦纤维是具有1.0或更小的旦数的纤维，而大旦纤维(Macro-Denier)具有大于1.0的旦数。本专利技术的合成纤维的旦数为0.1至11.0(例如0.1、0.2、0.3、0.4、0.5、0.6、0.7、0.8、0.9、1.0、1.1、1.2、1.3、1.4、1.5、1.6、1.7、1.8、1.9、2.0、2.1、2.2、2.3、2.4、2.5、2.6、2.7、2.8、2.9、3.0、3.1、3.2、3.3、3.4、3.5、3.6、3.7、3.8、3.9、4.0、4.1、4.2、4.3、4.4、4.5、4.6、4.7、4.本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种合成纤维，包括：/n-0.4至30wt％的平均直径为4至30μm的中空微胶囊；和/n-70至99.6wt％的聚合物材料，/n其中，所述合成纤维具有0.1至11.0的旦数。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20171115 US 62/586,5071.一种合成纤维，包括：
-0.4至30wt％的平均直径为4至30μm的中空微胶囊；和
-70至99.6wt％的聚合物材料，
其中，所述合成纤维具有0.1至11.0的旦数。


2.根据权利要求1所述的合成纤维，其中所述中空微胶囊是微球。


3.根据权利要求1或2所述的合成纤维，其中所述微胶囊是玻璃微球。


4.根据前述权利要求任一项所述的合成纤维，其中所述微胶囊是钠钙硼硅酸盐玻璃微球。


5.根据前述权利要求任一项所述的合成纤维，其中所述合成纤维被硅化。


6.根据权利要求1-5任一项所述的合成纤维，包括7至15wt％的所述中空微胶囊。


7.根据权利要求1-6任一项所述的合成纤维，其中所述中空微胶囊的平均直径为5至20μm。


8.根据权利要求1-7任一项所述的合成纤维，其中所述中空微胶囊的平均直径为4至12μm。


9.根据权利要求1-8任一项所述的合成纤维，其中所述中空微胶囊均匀地分散在所述聚合物材料中。


10.根据权利要求1-9任一项所述的合成纤维，其中所述聚合物材料包括尼龙、聚酯、聚丙烯、丙烯酸或聚烯烃聚合物，或它们的组合。


11.根据权利要求10所述的合成纤维，其中所述聚合物材料包括聚酯。


12.根据权利要求11所述的合成纤维，其中所述聚酯是聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚对苯二甲酸丁二醇酯，或...

【专利技术属性】
技术研发人员：瓦内萨·梅森，罗伯特·邓普西，
申请(专利权)人：普莱玛有限公司，
类型：发明
国别省市：美国;US