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CN121127637A - 用于三维打印的纤维和长丝 - Google Patents

用于三维打印的纤维和长丝

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CN121127637A
CN121127637A CN202480032846.5A CN202480032846A CN121127637A CN 121127637 A CN121127637 A CN 121127637A CN 202480032846 A CN202480032846 A CN 202480032846A CN 121127637 A CN121127637 A CN 121127637A
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polyhydroxyalkanoate
polyester
fiber
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CN202480032846.5A
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M·施韦泽
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Ocean Safety Co ltd
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Ocean Safety Co ltd
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Publication date
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Abstract

本发明涉及一种由包含脂族聚酯、脂族‑芳族聚酯和聚羟基链烷酸酯的混合物制成的纤维,以及制备这种纤维的方法。本发明还涉及一种适用于三维打印的长丝,所述长丝由包含脂族聚酯、脂族‑芳族聚酯和聚羟基链烷酸酯的混合物制成,以及制备此类长丝的方法。

Description

用于三维打印的纤维和长丝
相关申请的交叉引用
本申请要求于2023年3月15日提交的欧洲专利申请23162116.0的优先权的权益,其内容在此通过引用整体并入以用于所有目的。
技术领域
本发明涉及一种包含脂族聚酯、脂族-芳族聚酯和聚羟基链烷酸酯的纤维、制备这种纤维的方法以及这种纤维在纱线或纺织品中的用途。本发明还涉及一种适用于三维打印的长丝,其包含脂族聚酯、脂族-芳族聚酯和聚羟基链烷酸酯,制备这种长丝的方法,以及这种长丝用于三维打印的用途。
背景技术
可持续的纺织品应基于生态、经济和社会可持续性。可持续产品应考虑从原料到加工、精加工、销售和再循环的这些因素。
现今用于可持续纺织品的纤维包括,例如天然纤维如棉、羊毛、亚麻、SeaCellTM(从藻类获得的纤维素纤维,其由SmartFiber AG生产)、再生纤维,如再生聚酯(例如,来自聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)瓶)、Econyl®(再生尼龙纤维)或再生纤维(再生纤维是通过化学方法由天然材料如木材制备的纤维的统称),如Lyocell (例如以商品名TencelTM获自Lenzing)或Modal。
然而,尽管这些纤维用于可持续的纺织品中,但仍存在各种缺点。例如,棉和羊毛的生产需要高的水消耗,并且与高的土地消耗相关。获得再生纤维,例如再生PET,通常需要大量的能量、水和化学品。
进一步期望可持续的纺织品和纤维适于在循环经济的概念下使用。特别地,期望纺织品和纤维可通过表现出合适的可生物降解性并因此避免不可降解的废物而用于生物循环中,例如在摇篮至摇篮设计下。当纺织品产品在其生命周期期满之后被回收并被供给到工业堆肥处理时,就实现了纤维或纺织品有益地进入生物循环。这产生生物质和生物气(CH4、CO2、水),其可以直接进料到生物循环中。
因此,对纤维,特别是满足生态学要求的纤维存在持续的需求。因此,本发明的目的是提供这种纤维。
类似的考虑也适用于可用于三维打印的长丝和三维打印制品。因此,还需要适用于三维打印的长丝,尤其满足生态要求的长丝。同样,需要特别满足生态要求的三维打印制品。因此,本发明的目的还在于提供适于三维打印的这种长丝。此外,本发明的目的是提供这种三维打印制品。
发明内容
该目的通过具有独立权利要求特征的纤维、纱线、服装和方法来实现。
第一方面,本发明涉及一种由包含脂族聚酯、脂族-芳族聚酯和聚羟基链烷酸酯的混合物制成的纤维。
第二方面,本发明涉及一种包含本发明纤维的纱线。
第三方面,本发明涉及一种包含本发明的纤维或本发明的纱线的纺织品。
第四方面,本发明涉及一种制备根据本发明的纤维的方法,包括:
- 将包含脂族聚酯、脂族-芳族聚酯和聚羟基链烷酸酯的熔体通过纺丝喷嘴纺丝,得到前驱体纤维;以及
- 冷却所述前驱体纤维,从而获得所述纤维。
第五方面,本发明涉及包含脂族聚酯、脂族-芳族聚酯和聚羟基链烷酸酯的熔体用于制备纤维的用途,其中所述纤维如本文所定义。
第六方面,本发明涉及包含脂族聚酯、脂族-芳族聚酯和聚羟基链烷酸酯的熔体用于制备纤维的用途。
第七方面,本发明涉及包含脂族聚酯、脂族-芳族聚酯和聚羟基链烷酸酯的混合物用于制备纤维的用途,其中所述纤维如本文所定义。
第八方面,本发明涉及包含脂族聚酯、脂族-芳族聚酯和聚羟基链烷酸酯的混合物在制备纤维中的用途。
本发明的目的还通过具有独立权利要求特征的适于三维打印的长丝、包括所述长丝的辊、适于三维打印机的料筒、三维打印制品和方法来实现。
第九方面,本发明涉及一种适用于三维打印的长丝,所述长丝由包含脂族聚酯、脂族-芳族聚酯和聚羟基链烷酸酯的混合物制成。
第十方面,本发明涉及一种包括根据本发明的适用于三维打印的长丝的辊。 第十一方面,本发明涉及一种适用于三维打印机的料筒,所述料筒包括适用于本发明的三维打印的长丝。
第十二方面,本发明涉及一种三维打印制品,其可通过使本发明的适用于三维打印的长丝经受三维打印而获得或由其获得。
第十三方面,本发明涉及一种制备根据本发明的适用于三维打印的长丝的方法,所述方法包括将包含脂族聚酯、脂族-芳族-聚酯和聚羟基链烷酸酯的熔体挤出成长丝形式。
第十四方面,本发明涉及包含脂族聚酯、脂族-芳族聚酯和聚羟基链烷酸酯的熔体用于制备适用于三维打印的长丝的用途,其中所述长丝如本文所定义。
第十五方面,本发明涉及包含脂族聚酯、脂族-芳族聚酯和聚羟基链烷酸酯的熔体用于制备适用于三维打印的长丝的用途。
第十四方面,本发明涉及包含脂族聚酯、脂族-芳族聚酯和聚羟基链烷酸酯的混合物用于制备适于三维打印的长丝的用途,其中所述长丝如本文所定义。
第十五方面,本发明涉及包含脂族聚酯、脂族-芳族聚酯和聚羟基链烷酸酯的混合物用于制备适用于三维打印的长丝的用途。
附图简要说明
参考结合非限制性实施例和附图的详细描述,将更好地理解本发明,其中:图1显示根据本发明的实施方案的用于制备纤维的熔融纺丝设备的示意图。
图2显示根据本发明的实施方案的纤维的生产过程的示意图,该生产过程包括在纤维后处理线上对纤维的进一步处理。
图3显示可以用于制备根据本发明的适于注塑成型的纤维或长丝的混合物的颗粒、根据本发明的实施方案的纤维、由所述纤维制成的纱线和使用根据本发明的实施方案的纤维(特别是由所述纤维制成的纱线)制造的衬衫的照片。图3还显示根据本发明的本发明的实施方案的适于三维打印的长丝。
图4显示衬衫的其它视图的照片,所述衬衫使用根据本发明的实施方案的纤维,特别是由所述纤维制成的纱线制造。
具体实施方式
纤维
如上所述,第一方面,本发明涉及由包含脂族聚酯、脂族-芳族聚酯和聚羟基链烷酸酯的混合物制成的纤维。
已经发现,包含脂族聚酯、脂族-芳族聚酯和聚羟基链烷酸酯的混合物非常适于制备纤维。特别是,含有脂肪族聚酯、脂肪族-芳香族聚酯和聚羟基链烷酸酯的纤维可以通过将含有脂肪族聚酯、脂肪族-芳香族聚酯和聚羟基链烷酸酯的混合物进行熔融纺丝而得到。在这一点上,已经发现包含脂族聚酯、脂族-芳族聚酯和聚羟基链烷酸酯的混合物表现出良好的可纺性,这对于熔体纺丝是有用的。还已经证明,包含脂族聚酯、脂族-芳族聚酯和聚羟基链烷酸酯的纤维表现出用作纺织纤维的良好性能,例如良好的机械强度、伸长率、柔韧性、弹性和耐磨性。作为进一步的优点,同时纤维的制备需要比棉花低得多的水和土地消耗(参见实施例3)。作为又一个优点,纤维的生产可以在没有有毒物质,例如锑的情况下进行(参见实施例2)。此外,通过使用脂族聚酯、脂族-芳族聚酯和聚羟基链烷酸酯,可以获得可生物降解的纤维,甚至满足统一的欧洲标准EN 13432,因此可以在工业堆肥厂中处理。本发明的纤维可以用作纺织纤维,例如用于生产服装如衬衫(参见实施例4和图3和4)。已经发现,这种服装的生物降解程度如此之高,以至于这样一件服装在放入有机废物后仅几周内就完全降解/分解。在此要注意的是,各种产品,例如板、箔以及纤维,其包含脂族聚酯、脂族-芳族聚酯和/或聚羟基链烷酸酯中的一种或多种,例如描述于EP3626767、WO 2010/034689、WO 2010/034711、WO 2015/169660、EP1966419、EP2984138、CN 103668540、CN103668541、WO 2014/173055和CN 104120502中。
本文所用的术语“脂族聚酯”通常是指通常通过脂族二醇与脂族二羧酸或其酸酐的缩聚反应合成的聚酯。作为说明性实例,本文所用的脂族聚酯可包含脂族C2-C20二羧酸和脂族C2-C12二醇。优选地,所述脂族二醇是脂族C2-C8二醇。更优选地,所述脂族二醇是脂族C2-C6二醇。甚至更优选地,所述脂族二醇是脂族C3二醇或脂族C4二醇。作为说明性示例,用于脂族聚酯的脂族二醇可包括乙二醇、丙二醇、1,3-丙二醇、1,3-丁二醇、1,4-丁二醇、1,5-戊二醇和1,6-己二醇。优选地,所述脂族二醇是1,3-丙二醇或1,4-丁二醇。更优选地,所述脂族二醇是1,4-丁二醇。优选地,所述脂族二羧酸是脂族C2-C12二羧酸。更优选地,所述脂族二羧酸是脂族C2-C8二羧酸,甚至更优选脂族C4二羧酸。作为说明性示例,所述脂族聚酯中使用的脂肪族二羧酸,可包括草酸、丙二酸、琥珀酸、戊二酸、己二酸等。优选地,所述脂族二羧酸是丙二酸或琥珀酸。更优选地,所述脂族二羧酸是琥珀酸。任选地,当所述二羧酸是脂族C2-C12二羧酸时,所述脂族聚酯可进一步包含不同于C2-C12二羧酸的其它脂族C6-C20二羧酸。作为说明性示例,任选的脂族C6-C12二羧酸可以包括己二酸、辛二酸、壬二酸、癸二酸、巴西基酸和花生四烯酸。优选地,任选的脂族C6-C12二羧酸可以包括己二酸、辛二酸、壬二酸、癸二酸和巴西基酸。任选的脂族C2-C12二羧酸可以基于脂族聚酯中脂族二羧酸的总量的100mol%的0-10 mol%的比例存在于脂族聚酯中。任选地,所述脂族聚酯可进一步包含扩链剂和/或支化剂。任选的扩链剂和/或支化剂可包括,作为说明性示例,多官能异氰酸酯、异氰脲酸酯、噁唑啉、羧酸酐例如马来酸酐、环氧化物(特别是含环氧基的聚(甲基)丙烯酸酯)、至少三元醇和至少三元羧酸。任选的扩链剂和/或支化剂可以基于100重量%的脂族二羧酸和脂族二醇的总量以0至1重量%的比例存在于脂族聚酯中。术语“脂族聚酯”也可以包括两种或更多种不同脂族聚酯的混合物。脂族聚酯的数均分子量(Mn)可以为2,500至150,000g/mol,优选为5,000至100,000g/mol,更优选为7,500至75,000g/mol,还更优选为10,000至65,000g/mol,甚至更优选为12,000至60,000g/mol。脂族聚酯的重均分子量(Mw)可以为5,000至300,000g/mol,优选为10,000至250,000g/mol,更优选为20,000至220,000g/mol,还更优选为50,000至200,000g/mol,甚至更优选为60,000至190,000g/mol。脂族聚酯的多分散指数(即重均分子量与数均分子量的比率(Mw/Mn))可为1至6,优选1至4,更优选1.0至3.0,还更优选1.2至2.0,甚至更优选1.4至1.8。
可用于本发明的脂族聚酯的说明性实例可包括选自以下的脂族聚酯:聚琥珀酸丁二醇酯(PBS)、聚草酸乙二醇酯、聚丙二酸乙二醇酯、聚琥珀酸乙二醇酯、聚草酸丙二醇酯、聚丙二酸丙二醇酯、聚琥珀酸丙二醇酯、聚草酸丁二醇酯、聚丙二酸丁二醇酯、聚琥珀酸-共-己二酸丁二醇酯(PBSA)、聚琥珀酸-共-壬二酸丁二醇酯(PBSAz)、聚琥珀酸-共-巴西基酸丁二醇酯(PBSBr)以及它们的任意组合。所述脂肪族聚酯可以优选地选自:聚琥珀酸丁二醇酯(PBS)、聚琥珀酸-共-己二酸丁二醇酯(PBSA)、聚琥珀酸-共-壬二酸丁二醇酯(PBSAz)、聚琥珀酸-共-巴西基酸丁二醇酯(PBSBr)及其任意组合。在一个优选的实施方案中,所述脂族聚酯是聚琥珀酸丁二醇酯。本文所用的术语“聚丁二酸丁二醇酯”特别表示脂族二羧酸丁二酸与脂族二醇1,4-丁二醇的缩合产物。所述脂族聚酯聚琥珀酸丁二醇酯(PBS)和聚琥珀酸-共-己二酸丁二醇酯(PBSA)是可商购的,例如,从Showa Highpolymer以Blanche®获得,和从Mitsubishi以GSPIa®获得。所述脂族聚酯,特别是聚琥珀酸丁二醇酯(PBS),可以从可再生资源或化石资源获得。优选地,使用来自可再生资源的脂族聚酯。更优选地,可以使用由生物基琥珀酸和1,4-丁二醇生产的生物基聚丁二酸丁二醇酯(PBS),其例如可以商品名BioPBSTM FZ71从Mitsubishi Chemicals商购获得。优选地,所述脂族聚酯是可生物降解的。特别地,聚丁二酸丁二醇酯(PBS)是生物可降解的脂族聚酯。优选地,基于脂族聚酯、脂族-芳族聚酯和聚羟基链烷酸酯的总量为100重量%,所述纤维包含30至70重量%的脂族聚酯。更优选地,基于脂族聚酯、脂族-芳族聚酯和聚羟基链烷酸酯的总量为100重量%,所述纤维包含35至65重量%的脂族聚酯。还更优选地,基于脂族聚酯、脂族-芳族聚酯和聚羟基链烷酸酯的总量为100重量%,所述纤维包含40至60重量%或42至62重量%的脂族聚酯。甚至更优选地,基于脂族聚酯、脂族-芳族聚酯和聚羟基链烷酸酯的总量为100重量%,所述纤维包含45至55重量%的脂族聚酯。特别地,当所述脂族聚酯是聚丁二酸丁二醇酯时,可以应用这些范围。在优选的实施方案中,基于聚丁二酸丁二醇酯、脂肪族芳香族聚酯和聚羟基链烷酸酯的总量为100重量%,所述纤维包含52重量%的聚丁二酸丁二醇酯。
本文所用的术语“脂族-芳族聚酯”通常是指通常由脂族二醇、脂族二羧酸和芳族二羧酸合成的聚酯。作为说明性实例,所述脂族-芳族聚酯可以包含脂族C2-C20二羧酸、芳族二羧酸和脂族C2-C12二醇。优选地,所述脂族二醇是脂族C2-C8二醇。更优选地,所述脂族二醇是脂族C2-C6二醇。甚至更优选地,所述脂族二醇是脂族C3二醇或脂族C4二醇。作为说明性实例,用于脂族-芳族聚酯的脂族二醇可包括乙二醇、丙二醇、1,3-丙二醇、1,3-丁二醇、1,4-丁二醇、1,5-戊二醇和1,6-己二醇。优选地,所述脂族二醇是1,3-丙二醇或1,4-丁二醇。更优选地,所述脂族二醇是1,4-丁二醇。优选地,所述脂族二羧酸是脂族C2-C12二羧酸。更优选地,所述脂族二羧酸是脂族C4-C10二羧酸,甚至更优选脂族C6二羧酸。作为说明性实例,用于脂族-芳族聚酯的脂族二羧酸可以包括戊二酸、己二酸、庚二酸、壬二酸、癸二酸、巴西基酸、辛二酸和衣康酸。优选地,所述脂族二羧酸是己二酸、壬二酸或癸二酸。更优选地,所述脂族二羧酸是己二酸。优选地,所述芳族二羧酸是对苯二甲酸。所述芳族二羧酸,特别是对苯二甲酸,可以基于脂族二羧酸和芳族二羧酸的总量为100 mol%,以例如30-70 mol%,优选40-60 mol%,更优选40-55 mol%的量存在于脂族-芳族聚酯中。任选地,所述脂族聚酯可进一步包含扩链剂和/或支化剂。任选的扩链剂可以包括,作为说明性实例,二-或多官能异氰酸酯,优选六亚甲基二异氰酸酯。任选的支化剂可包括,作为说明性实例,三羟甲基丙烷、季戊四醇,和优选甘油。任选的扩链剂和/或支化剂可以基于脂族二羧酸、芳族二羧酸和脂族二醇的总量为100重量%,以0至1重量%的比例存在于脂族聚酯中。术语“脂族-芳族聚酯”也可以包括两种或更多种不同的脂族-芳族聚酯的混合物。脂肪族-芳香族聚酯的数均分子量(Mn)可以为1,000至500,000g/mol,优选为5,000至300,000g/mol,更优选为5,000至100,000g/mol,还更优选为10,000至75,000g/mol,甚至更优选为15,000至50,000g/mol。脂肪族-芳香族聚酯的重均分子量(Mw)可以为10,000至500,000g/mol,优选为20,000至400,000g/mol,更优选为30,000至300,000g/mol,还更优选为60,000至200,000g/mol。所述脂族-芳族聚酯的多分散指数(即重均分子量与数均分子量的比率(Mw/Mn))可为1至6,优选2至4,更优选1.0至3.0,还更优选1.2至2.0,甚至更优选1.4至1.8。
可用于本发明的脂族-芳族聚酯可包括但不限于选自聚己二酸对苯二甲酸丁二醇酯(PBAT)、聚琥珀酸对苯二甲酸丁二醇酯(PBST)、聚癸二酸对苯二甲酸丁二醇酯(PBSeT)及其任意组合。在一个优选的实施方案中,所述脂族-芳族聚酯是聚己二酸对苯二甲酸丁二醇酯(PBAT)。本文所用的术语“聚己二酸对苯二甲酸丁二醇酯”表示脂族-芳族聚酯,其包含脂族二羧酸己二酸、芳族二羧酸对苯二甲酸和脂族二醇1,4-丁二醇。所述脂肪族-芳香族聚酯,特别是聚己二酸对苯二甲酸丁二醇酯(PBAT),可以从可再生资源或化石资源获得。优选地,使用来自可再生资源的脂族-芳族聚酯。聚己二酸对苯二甲酸丁二醇酯(PBAT)例如由BASF以Ecoflex®销售,例如Ecoflex® F Blend C1200或Ecoflex® FBX 7011,或者由ShowaDenko以Bionolle®销售。优选地,所述脂肪族-芳香族聚酯是可生物降解的。特别地,聚己二酸对苯二甲酸丁二醇酯(PBAT)是可生物降解的脂族-芳族聚酯。
优选地,基于脂族聚酯、脂族-芳族聚酯和聚羟基链烷酸酯的总量为100重量%,所述纤维包含10至60重量%的脂族-芳族聚酯。更优选地,基于脂族聚酯、脂族-芳族聚酯和聚羟基链烷酸酯的总量为100重量%,所述纤维包含20至50重量%的脂族-芳族聚酯。还更优选地,基于脂族聚酯、脂族-芳族聚酯和聚羟基链烷酸酯的总量为100重量%,所述纤维包含25至40重量%或26至46重量%的脂族-芳族聚酯。甚至更优选地,基于脂族聚酯、脂族-芳族聚酯和聚羟基链烷酸酯的总量为100重量%,所述纤维包含30至40重量%的脂族-芳族聚酯。特别地,当脂族-芳族聚酯是聚己二酸对苯二甲酸丁二醇酯(PBAT)时,可以应用这些范围。在优选的实施方案中,基于脂族聚酯、聚己二酸对苯二甲酸丁二醇酯(PBAT)和聚羟基链烷酸酯的总量为100重量%,所述纤维包含36重量%的聚己二酸对苯二甲酸丁二醇酯(PBAT)。如本文所用,术语“聚羟基链烷酸酯”通常是指来自羟基链烷羧酸单体的聚酯。聚羟基链烷酸酯可由多种微生物产生,包括通过糖或脂质的细菌发酵。优选地,所述羟基链烷羧酸为C4-C18羟基链烷羧酸,即优选羟基链烷羧酸包含4-18个碳原子。更优选地,聚羟基链烷酸酯包含具有下式(I)的单体单元:
(I),
其中R为具有式CnH2n +1的烷基,和n为1-15,优选1-6的整数。在一些优选的实施方案中,聚羟基链烷酸酯是均聚物。在一些优选实施方案中,所述聚羟基链烷酸酯是共聚物。当聚羟基链烷酸酯是共聚物时,该共聚物可包含两种不同的式(I)的单体单元。术语“聚羟基链烷酸酯”也可包括两种或更多种不同的聚羟基链烷酸酯的混合物。所述聚羟基链烷酸酯的重均分子量(Mw)可在70,000至1,000,000g/mol的范围内,优选在100,000至1,000,000g/mol的范围内,更优选在300,000至600,000g/mol的范围内。
可用于本公开的聚羟基链烷酸酯的说明性实例可包括选自聚羟基丁酸酯、聚羟基戊酸酯、聚羟基丁酸酯-共-羟基己酸酯、以及它们的任何组合。优选地,聚羟基烷酸酯选自聚-3-羟基丁酸酯(P3HB)、聚-4-羟基丁酸酯(P4HB)、聚-3-羟基戊酸酯(PHV)、聚(3-羟基丁酸酯-共-4-羟基丁酸酯)、聚(3-羟基丁酸酯-共-3-羟基戊酸酯) (PHBV)、聚(3-羟基丁酸酯-共-3-羟基己酸酯) (PHBH)及其任何组合。更优选地,聚羟基链烷酸酯选自聚-3-羟基丁酸酯(PHB)
聚(3-羟基丁酸酯-共-3-羟基戊酸酯) (PHBV)
,和
聚(3-羟基丁酸酯-共-3-羟基己酸酯) (PHBH)
,和
它们的任意组合。甚至更优选地,所述聚羟基链烷酸酯是聚羟基丁酸酯-共-羟基己酸酯。在非常优选的实施方案中,所述聚烷氧基链烷酸酯是聚(3-羟基丁酸酯-共-3-羟基己酸酯) (PHBH)。优选地,前述结构式中的摩尔比m:n为95:5至85:15,更优选为90:10至88:12。优选地,使用3-羟基己酸酯的摩尔比为5-15 mol%,优选7-13 mol%,更优选10-13 mol%的聚(3-羟基丁酸酯-共-3-羟基己酸酯) (PHBH),各自基于聚(3-羟基丁酸酯-共-3-羟基己酸酯) (PHBH)中单体总量为100 mol%。聚(3-羟基丁酸酯-共-3-羟基己酸酯) (PHBH)例如由P & G或Kaneka销售。所述聚羟基链烷酸酯,尤其是聚(3-羟基丁酸酯-共-3-羟基己酸酯)(PHBH),可以从可再生资源或化石资源获得。优选地,使用来自可再生资源的聚羟基链烷酸酯。更优选地,可以使用基于生物的聚(3-羟基丁酸酯-共-3-羟基己酸酯) (PHBH),其例如可以商品名AONILEX151A购自Kaneka。优选地,聚羟基链烷酸酯是可生物降解的。特别地,聚(3-羟基丁酸酯-共-3-羟基己酸酯) (PHBH)是可生物降解的聚羟基链烷酸酯。
优选地,基于脂族聚酯、脂族-芳族聚酯和聚羟基链烷酸酯的总量为100重量%,所述纤维包含1至25重量%的量的聚羟基链烷酸酯。更优选地,基于脂族聚酯、脂族-芳族聚酯和聚羟基链烷酸酯的总量为100重量%,所述纤维包含2至22重量%的量的聚羟基链烷酸酯。还更优选地,基于脂族聚酯、脂族-芳族聚酯和聚羟基链烷酸酯的总量为100重量%,所述纤维包含3至20重量%的量的聚羟基链烷酸酯。还更优选地,基于脂族聚酯、脂族-芳族聚酯和聚羟基链烷酸酯的总量为100重量%,所述纤维包含3至18重量%的量的聚羟基链烷酸酯。甚至更优选地,基于脂族聚酯、脂族-芳族聚酯和聚羟基链烷酸酯的总量为100重量%,所述纤维包含5至15重量%的量的聚羟基链烷酸酯。特别地,当所述聚羟基链烷酸酯是聚羟基丁酸酯-共-羟基己酸酯,优选聚(3-羟基丁酸酯-共-3-羟基己酸酯) (PHBH)时,可以应用这些范围。优选地,当所述聚羟基烷酸酯是聚羟基丁酸酯-共-羟基己酸酯,优选聚(3-羟基丁酸酯-共-3-羟基己酸酯) (PHBH)时,基于脂族聚酯、脂族-芳族聚酯和聚羟基丁酸酯-共-羟基己酸酯,优选聚(3-羟基丁酸酯-共-3-羟基己酸酯) (PHBH)的总量为100重量%,所述纤维包含20重量%或更少,更优选18重量%或更少的聚羟基丁酸酯-共-羟基己酸酯,优选聚(3-羟基丁酸酯-共-3-羟基己酸酯) (PHBH)。如果聚羟基丁酸酯-共-羟基己酸酯,优选聚(3-羟基丁酸酯-共-3-羟基己酸酯) (PHBH)的比例超过18%重量,则在没有预堆肥或工业堆肥的情况下达到EN 13432的生物降解性标准可能变得困难,当超过20%重量时,更加困难。在优选的实施方案中,基于聚丁二酸丁二醇酯、己二酸对苯二甲酸丁二醇酯和聚(3-羟基丁酸酯-共-3-羟基己酸酯) (PHBH)的总量为100重量%,所述纤维包含12重量%的聚(3-羟基丁酸酯-共-3-羟基己酸酯) (PHBH)。在一个非常优选的实施方案中,所述脂族聚酯是聚琥珀酸丁二醇酯(PBS),所述脂族-芳族聚酯是聚己二酸对苯二甲酸丁二醇酯(PBAT),所述聚烷氧基链烷酸酯是聚(3-羟基丁酸酯-共-3-羟基己酸酯) (PHBH)。因此,在一个非常优选的实施方案中,所述纤维包括聚琥珀酸丁二醇酯(PBS)、聚己二酸对苯二甲酸丁二醇酯(PBAT)和聚(3-羟基丁酸酯-共-3-羟基己酸酯) (PHBH)。
脂族聚酯、脂族-芳族聚酯和聚羟基链烷酸酯的量的范围也可彼此组合。因此,作为说明性实例,纤维可包含42至62重量%,优选45至55重量%的量的脂族聚酯,纤维可包含26至46重量%,优选30至40重量%的量的脂族-芳族聚酯,并且纤维可包含2至22重量%,优选3至20重量%,更优选3至18重量%的量的聚羟基链烷酸酯,各自基于脂族聚酯、脂族-芳族聚酯和聚羟基链烷酸酯的总量的100重量%。本领域技术人员将容易地在本文提供的范围内选择一种或多种聚合物的合适量,使得不超过脂族聚酯、脂族-芳族聚酯和聚羟基链烷酸酯的总量的100重量%。特别地,当脂族聚酯是聚丁二酸丁二醇酯,脂族芳族聚酯是聚己二酸对苯二甲酸丁二醇酯,和聚羟基链烷酸酯是聚羟基丁酸酯-共-羟基己酸酯,优选聚(3-羟基丁酸酯-共-3-羟基己酸酯) (PHBH)时,可以应用这些范围。在一个非常优选的实施方案中,所述纤维包含52重量%的聚丁二酸丁二醇酯、36重量%的聚己二酸对苯二甲酸丁二醇酯和12重量%的聚羟基丁酸酯-共-羟基己酸酯,优选聚(3-羟基丁酸酯-共-3-羟基己酸酯) (PHBH),各自基于所述聚丁二酸丁二醇酯、所述聚己二酸对苯二甲酸丁二醇酯和所述聚羟基丁酸酯-共-羟基己酸酯,优选所述聚(3-羟基丁酸酯-共-3-羟基己酸酯) (PHBH)的总量为100重量%。
在一些实施方案中,聚羟基链烷酸酯可部分或完全地被聚丙交酯(PLA,或也称为聚乳酸或聚(乳酸))代替。因此,在一些实施方案中,当聚羟基链烷酸酯被聚丙交酯部分代替时,纤维包含脂族聚酯、脂族-芳族聚酯、聚羟基链烷酸酯和聚丙交酯。在一些实施方案中,当聚羟基链烷酸酯完全被聚丙交酯代替时,纤维包含脂族聚酯、脂族-芳族聚酯和聚丙交酯。然而,在聚羟基链烷酸酯完全被聚丙交酯替代的实施方案中,纤维不包含聚羟基链烷酸酯。
优选地,纤维是纺织纤维。如本文所用,术语“纺织纤维”通常是指适于生产纺织品的纤维。作为示例性的非限制性实例,纺织纤维可适于制备纱线、纺织品或纺织品表面。
任选地,纤维可进一步包含至少一种添加剂(一种或多种添加剂)。例如,纤维可以包含至少一种通常已知用于纺织纤维的添加剂(或一种或多种添加剂)。任选的添加剂可以包括但不限于添加剂,例如阻燃剂、消光剂、用于鉴定的标记物(例如,荧光标记物)、抗微生物剂、着色剂、增塑剂、填料、以及它们的任何组合。
优选地,纤维还包含阻燃剂,例如,阻燃剂如磷酸盐。本文所用的术语“磷酸盐”是指包含选自[H2PO4]-、[HPO4]2-和[PO4]3-的阴离子的盐。优选地,阳离子是铵[NH4]+。因此,在优选的实施方案中,阻燃剂选自磷酸二氢铵([NH4][H2PO4])、磷酸氢二铵([NH4]2[HPO4])、磷酸三铵([NH4]3[PO4])及其任意组合。更优选地,阻燃剂选自磷酸二氢铵([NH4][H2PO4])、磷酸氢二铵([NH4]2[HPO4])及其任意组合。更优选地,阻燃剂是磷酸二氢铵([NH4][H2PO4])或磷酸氢二铵([NH4]2[HPO4])。更优选地,阻燃剂是磷酸氢二铵([NH4]2[HPO4])。或者,或另外,阻燃剂可以是多磷酸盐。“多磷酸盐”是由通过共用氧原子连接在一起的四面体PO4 (磷酸盐)结构单元形成的聚合氧阴离子的盐或酯。优选地,当阻燃剂是多磷酸盐时,阻燃剂是多磷酸铵。
基于纤维总重量为100重量%,所述纤维可包含0.01至5重量%的量的阻燃剂。优选地,基于纤维总重量为100重量%,纤维包含0.1至4重量%的量的阻燃剂。更优选地,基于纤维总重量为100重量%,纤维包含0.2重量%至3重量%的量的阻燃剂。还更优选地,基于纤维总重量为100重量%,纤维包含0.3至3重量%的量的阻燃剂。甚至更优选地,基于纤维总重量为100重量%,纤维包含0.3至2重量%的量的阻燃剂。特别地,当阻燃剂是磷酸盐或多磷酸盐时,优选当阻燃剂是磷酸氢二铵([NH4]2[HPO4])时,可以应用上述范围。
任选地,纤维可(还)包含消光剂。可以使用本领域技术人员已知的任何消光剂,例如用于纤维中的典型消光剂。作为说明性实例,消光剂可以是硫化锌。
任选地,纤维(也)可以包含适于鉴定的标记物。作为说明性的非限制性实例,适于鉴定的标记物可以是荧光标记物。然后,纤维的荧光可由合适的装置检测,并用来鉴别纤维。例如,可以使用可从Polysecure,Freiburg im Breisegau,Germany获得的荧光标记物。适于鉴定的标记物通常仅以少量使用,其通常不改变纤维的性质。通常,纤维中适于鉴定的标记物的量在ppb (十亿分之几)范围内。
任选地,纤维可(也)包括抗微生物剂。可使用本领域技术人员已知的、适用于纤维中的任何抗微生物剂。作为说明性的非限制性实例,抗微生物剂可以是用聚对苯二甲酸乙二醇酯包封的锌。这种抗微生物剂,例如,可以商品名SMARTZINC 213 PET热熔体从德国Rudolstadt的SmartPolymer GmbH商购获得。
任选地,纤维可(还)包括增塑剂。可以使用本领域技术人员已知的、适合用于纤维中的任何增塑剂。作为说明性实例,增塑剂可以是聚己内酯。特别地,聚己内酯是可生物降解的。在一些实施方案中,基于纤维总重量为100重量%,纤维可包含1重量%或更少的量的聚己内酯。已经证实,包含1重量%或更少聚己内酯的纤维表现出令人满意的柔软性和柔韧性。然而,应注意,根据本发明的包含脂族聚酯、脂族-芳族聚酯和聚羟基链烷酸酯的纤维通常可在不添加聚己内酯或其它增塑剂的情况下已经表现出令人满意的柔软性和柔韧性。
任选地,纤维可(也)包括着色剂。可以使用任何提供所需颜色、适用于纤维的着色剂。作为说明性实例,着色剂可以是无机或有机颜料。
任选地,纤维可(也)包括填料。可以使用本领域技术人员已知的任何适合用于纤维的填料,优选可生物降解的填料。作为说明性实例,(可生物降解的)填料可以是木质素或可包括木质素。优选地,木质素是氧漂白的木质素。与传统的氯漂白相比,木质素的氧漂白是环境友好的方法。
本领域技术人员将容易地选择要包含在纤维中的添加剂的合适的量。作为说明性实例,基于100重量%的纤维总重量,纤维可包含15重量%或更少的添加剂总量。基于100重量%的纤维总重量,所述纤维可包含10重量%或更少的添加剂总量。优选地,基于100重量%的纤维总重量,纤维包含7重量%或更少的添加剂总量。更优选地,基于100重量%的纤维总重量,纤维包含5重量%或更少的添加剂总量。还更优选地,基于100重量%的纤维总重量,纤维包含总量为4重量%或更少的添加剂。甚至更优选地,基于100重量%的纤维总重量,纤维包含3至4重量%的添加剂总量。优选的是,纤维包含总量为7重量%或更少、更优选3至4重量%的添加剂,各自基于100重量%的纤维总重量,以便实现可用于纺织纤维的纤维刚度。纤维纤度没有特别限制。例如,可以应用纺织工业中常用的任何纤维纤度。作为说明性实例,纤维纤度可以是0.5到8旦。优选地,纤维纤度为0.8至6旦。更优选地,纤维纤度为0.9至3旦。还更优选地,纤维纤度为1.0至2旦。还更优选地,纤维纤度为1.0至1.5旦。甚至更优选地,纤维纤度为1.1至1.2旦。
纤维可以是短纤维。本文所用术语“短纤维”通常是指离散长度的纤维。短纤维长度没有特别限制。例如,可以应用纺织工业中常用的任何短纤维长度。因此,作为说明性实例,纤维可具有2至80 mm的短纤维长度。优选地,纤维具有5至70 mm的短纤维长度。更优选地,纤维具有10至60 mm的短纤维长度。还更优选地,纤维具有15至50 mm的短纤维长度。甚至更优选地,纤维具有20至40 mm的短纤维长度。甚至更优选地,纤维具有22至35 mm的短纤维长度。甚至更优选地,纤维具有25至32 mm的短纤维长度。术语“短纤维长度”通常是指样品中纤维的平均长度。
纤维可以是长丝。术语“长丝”或“长丝纤维”通常是指实际上不限长度的纤维。因此,术语“长丝”或“长丝纤维”通常是指连续纤维。
优选地,纤维是可生物降解的。更优选地,纤维是根据EN 13432可生物降解的。因此,当纤维在规定的时间段后具有等于至少90%的DIN EN 13432生物降解百分比时,纤维可根据EN 13432被认为是可生物降解的。生物可降解性的一般效果是纤维在适当的和可证实的时间间隔内分解。降解可以通过酶、水解、氧化和/或通过电磁辐射例如UV辐射的作用来实现,并且可以主要是由于微生物例如细菌、酵母、真菌和藻类的作用。例如,通过将纤维与堆肥混合并储存一定时间,可以量化生物可降解性。例如,在堆肥过程中,不含CO2的空气可流过熟化堆肥,并且熟化堆肥经历限定的温度程序。可生物降解性可例如通过样品释放的净CO2 (在扣除由不含样品的堆肥释放的CO2之后)与样品可释放CO2的最大量(从样品的碳含量计算)的比率定义为生物降解的百分比程度。生物可降解纤维通常在堆肥处理仅几天后就显示出明显的降解迹象,例如真菌生长、开裂和成孔。测定生物可降解性的其它方法描述于例如ASTM D 5338和ASTM D 6400中。
优选地,纤维是卷曲纤维。
任选地,本文描述的任何纤维可以进行纤维后处理,例如使用纤维后处理生产线。后处理可以包括通常用于处理纤维的步骤,例如筘、引入结构、浸渍、牵伸、拉伸、汽蒸、恢复、卷曲、干燥和/或短纤维切割。
在一些实施方案中,纤维不是中空纤维。如本文所用和本领域已知的术语“中空纤维”通常是指在横截面中具有一个或多个空腔的任何纤维。如本文所用,术语“空腔”一般表示存在于纤维的横截面内的中空空间。空腔可以填充有气体,例如填充有空气。作为示例性实例,中空纤维的横截面可具有一个连续的空腔。然而,中空纤维也可以包括多于一个的空腔(例如,2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、20或甚至更多个空腔)。除了一个或多个空腔之外,中空纤维还可以包括具有致密结构的一个或多个部分。如本文所用,术语“致密结构”也可称为“紧凑结构”,通常表示纤维材料以基本上致密或紧凑的形式存在,特别是当与中空纤维的空腔相比时。术语“致密结构”或“紧凑结构”也可包括各自的结构含有孔,然而,所述孔通常明显小于中空纤维的空腔。包括空腔和致密(或紧凑)结构的中空纤维也可以称为分段纤维或分段中空纤维。作为示例性实例,中空纤维可包括沿纤维的纵向以交替图案布置的空腔和致密结构。
特别地,在一些实施方案中,所述纤维不是国际专利申请PCT/EP2022/075084中描述的纤维。PCT/EP2022/075084中描述的纤维也描述于下。因此,在一些实施方案中,所述纤维不是:
可通过包括以下步骤的方法获得或通过包括以下步骤的方法获得的纤维:
- 将脂族聚酯、脂族-芳族聚酯和聚羟基链烷酸酯的熔体通过中空纤维纺丝喷嘴进行纺丝,得到前驱体纤维;以及
- 在温度梯度下冷却前驱体纤维,即得纤维。
通过该方法可获得或可获得的纤维包括两种部分,其中一种部分是较厚部分,而另一种部分是较薄部分,并且具有如下所述的结构。因此,在一些实施方案中,所述纤维不是:
- 由包含脂族聚酯、脂族-芳族聚酯和聚羟基链烷酸酯的混合物制成的纤维,
其中,所述纤维在纵向方向上包括两种部分,其中,一种部分是较厚部分,而另一种部分是较薄部分,其中,所述较厚部分和所述较薄部分相对于所述纤维的纵向方向在垂直方向上延伸,并且其中,所述较厚部分在垂直方向上的延伸大于所述较薄部分在垂直方向上的延伸;
其中,所述较厚部分的至少一部分具有空腔,所述较薄部分的至少一部分具有紧凑结构。在一些实施方案中,所述纤维不是:
由包含脂族聚酯、脂族-芳族聚酯和聚羟基链烷酸酯的混合物制成的中空纤维。在一些实施方案中,所述纤维不是分段纤维或分段中空纤维。
在一些实施方案中,所述纤维是实心纤维。在一些实施方案中,所述纤维是非中空纤维。如本文所用和本领域已知的,术语“实心纤维”或也表示为“非中空纤维”通常是指其中纤维材料以基本上致密或紧凑形式存在并且不具有空腔的任何纤维,如本文对于中空纤维所述。然而,术语“实心纤维”或“非中空纤维”不排除纤维可含有少数孔,然而,所述孔通常显著小于中空纤维的腔。
本发明还涉及包含如本文所述的纤维的纱线。可以考虑任何类型的纱线。作为非说明性的例子,纱线可以是细纱、粗梳纱或精梳纱、针织纱、气流纱、花式纱、长丝纱或变形纱。纱线可以通过任何适于制备纱线的方法由本文所述的纤维制备。制备纱线的方法通常是已知的,并且容易由本领域技术人员选择。
本发明还涉及包含本文所述纤维的纺织品表面。本发明还涉及包含纱线的纺织品表面,所述纱线包含如本文所述的纤维。作为说明性的非限制性实例,纺织品表面可以选自机织物、针织物和非织造物。纤维或包含纤维的纱线也可用于制备羊毛。本发明还涉及包含如本文所述的纤维的纺织品。本发明还涉及包含纱线的纺织品,所述纱线包含本文所述的纤维。所述纺织品可以是服装。作为说明性的非限制性示例,服装可以选自衬衫、Polo衫、裤子、夹克、内衣、袜子、外套、鞋和鞋带。特别地,所述服装可以是衬衫或Polo衫,优选衬衫。纺织品可以是家用纺织品。作为说明性的非限制性示例,家用纺织品可以选自窗帘、地毯、毯子、床单、羽绒被、被套、垫子、垫罩和毛巾。
本发明还涉及一种制备根据本发明的纤维的方法,包括:
- 将脂族聚酯、脂族-芳族聚酯和聚羟基链烷酸酯的熔体通过纺丝喷嘴纺丝,得到前驱体纤维;以及
- 冷却前驱体纤维,从而获得纤维。所述纤维可如本文对任何纤维所述进一步定义。
本文所用术语“前驱体纤维”一般是指在本发明的制造过程中在离开纺丝喷嘴之后和在冷却期间作为中间体出现的纤维。通过该方法可获得的或通过该方法获得的本发明的(最终)纤维,特别是在冷却之后,通常仅称为“纤维”。
用于纺丝纤维的熔体可以使用本领域技术人员已知的任何用于生产纺丝纤维的熔体的方法来生产。作为说明性实例,脂族聚酯、脂族-芳族聚酯和聚羟基链烷酸酯可以在未熔融状态下混合,例如通过混合聚合物颗粒,任选地加入一种或多种其它添加剂。任选地,聚合物和(如果存在的话)添加剂可以在混合和制备熔体之前干燥。然后,为了制备熔体,可以将混合物加热至聚合物的熔点或以上。作为说明性实例,混合和加热可以在挤出机中进行。在一些实施方案中,熔体的温度,特别是在通过纺丝喷嘴纺丝之前,可以为200℃-260℃,优选220℃-250℃,更优选230℃-250℃,还更优选230℃-240℃。作为说明性实例,可以将熔体加热到235℃的温度,然后使熔体通过纺丝喷嘴。作为说明性实例,可以使用挤出机使熔体通过中空纤维纺丝喷嘴。可以使用本领域通常已知的任何纺丝喷嘴。通过将含有脂族聚酯、脂族芳族聚酯和聚羟基链烷酸酯的熔融物通过纺丝喷嘴进行纺丝,得到热的前驱体纤维。将熔体通过纺丝喷嘴纺丝得到的热的前驱体纤维冷却,从而得到纤维。
前驱体纤维的冷却可通过使用任何合适的冷却装置/设备来实现。本领域技术人员可以容易地选择用于冷却的合适的装置/设备。例如,一个或多个温度控制元件可以用于冷却。作为说明性示例,温度控制元件可在纺丝设备内或纺丝设备附近布置和/或操作。用于熔融纺丝的设备通常是本领域技术人员已知的。温度控制元件可以是加热和/或冷却元件,其可以主动或被动地向前驱体纤维提供加热或冷却效果。作为冷却元件的温度控制元件的示例性而非限制性实例是空气冷却聚集体(air cooling aggregate),其可将空气流提供到前驱体纤维上。例如,空气冷却聚集体可布置在前驱体纤维的侧面上,这可提供在相对于前驱体纤维的纵向基本上垂直的方向上的空气流;例如,见图1,前驱体纤维3和空气流7,通过在前驱体纤维的两侧上布置冷却聚集体,前驱体纤维的冷却可以在纤维中在基本上均匀的温度分布下进行。用于空气冷却的空气可以具有环境温度,优选室温,更优选+20℃+/-5℃的温度。然而,尽管使用冷却聚集体的空气冷却示于图1中,但是也可以通过简单地将前驱体纤维暴露于环境空气,即不从冷却聚集体向前体纤维提供气流,来实现空气冷却。还可以使用任何其它合适的冷却装置,例如水冷却。
在一些实施方案中,冷却通过空气冷却实现。
优选地,基于脂族聚酯、脂族-芳族聚酯和聚羟基链烷酸酯的总量为100重量%,所述熔体包含的脂族聚酯的量为30至70重量%。更优选地,基于脂族聚酯、脂族-芳族聚酯和聚羟基链烷酸酯的总量为100重量%,所述熔体包含的脂族聚酯的量为35至65重量%。还更优选地,基于脂族聚酯、脂族-芳族聚酯和聚羟基链烷酸酯的总量为100重量%,所述熔体包含的脂族聚酯的量为40至60重量%或42至62重量%。甚至更优选地,基于脂族聚酯、脂族-芳族聚酯和聚羟基链烷酸酯的总量为100重量%,所述熔体包含的脂族聚酯的量为45至55重量%。特别地,当脂族聚酯是聚丁二酸丁二醇酯时,可以应用这些范围。在优选的实施方案中,基于聚丁二酸丁二醇酯、脂肪族芳香族聚酯和聚羟基链烷酸酯的总量为100重量%,所述熔体包含52重量%的聚丁二酸丁二醇酯。
优选地,基于脂族聚酯、脂族-芳族聚酯和聚羟基链烷酸酯的总量为100重量%,所述熔体包含10至60重量%的脂族-芳族聚酯。更优选地,基于脂族聚酯、脂族-芳族聚酯和聚羟基链烷酸酯的总量为100重量%,所述熔体包含20至50重量%的脂族-芳族聚酯。还更优选地,基于脂族聚酯、脂族-芳族聚酯和聚羟基链烷酸酯的总量为100重量%,所述熔体包含25至40重量%或26至46重量%的脂族-芳族聚酯。甚至更优选地,基于脂族聚酯、脂族-芳族聚酯和聚羟基链烷酸酯的总量为100重量%,所述熔体包含的脂族-芳族聚酯的量为30至40重量%。特别地,当脂族-芳族聚酯是聚己二酸对苯二甲酸丁二醇酯(PBAT)时,可以应用这些范围。在优选的实施方案中,基于脂族聚酯、聚己二酸对苯二甲酸丁二醇酯(PBAT)和聚羟基链烷酸酯的总量为100重量%,所述熔体包含36重量%聚己二酸对苯二甲酸丁二醇酯(PBAT),。
优选地,基于脂族聚酯、脂族-芳族聚酯和聚羟基链烷酸酯的总量为100重量%,所述熔体包含的聚羟基链烷酸酯的量为1至25重量%。更优选地,基于脂族聚酯、脂族-芳族聚酯和聚羟基链烷酸酯的总量为100重量%,所述熔体包含2至22重量%的量的聚羟基链烷酸酯。还更优选地,基于脂族聚酯、脂族-芳族聚酯和聚羟基链烷酸酯的总量的100重量%,所述熔体包含3至20重量%的量的聚羟基链烷酸酯。还更优选地,基于脂族聚酯、脂族-芳族聚酯和聚羟基链烷酸酯的总量为100重量%,所述熔体包含3至18重量%的量的聚羟基链烷酸酯。甚至更优选地,基于脂族聚酯、脂族-芳族聚酯和聚羟基链烷酸酯的总量为100重量%,所述熔体包含的聚羟基链烷酸酯的量为5至15重量%。特别地,当聚羟基链烷酸酯是聚羟基丁酸酯-共-羟基己酸酯,优选聚(3-羟基丁酸酯-共-3-羟基己酸酯) (PHBH)时,可以应用这些范围。优选地,当聚羟基烷酸酯是聚羟基丁酸酯-共-羟基己酸酯,优选聚(3-羟基丁酸酯-共-3-羟基己酸酯) (PHBH)时,基于脂族聚酯、脂族-芳族聚酯和聚羟基丁酸酯-共-羟基己酸酯,优选聚(3-羟基丁酸酯-共-3-羟基己酸酯) (PHBH)的总量为100重量%,所述熔体包含20重量%或更少,更优选18重量%或更少的聚羟基丁酸酯-共-羟基己酸酯,优选聚(3-羟基丁酸酯-共-3-羟基己酸酯) (PHBH)。
脂族聚酯、脂族-芳族聚酯和聚羟基链烷酸酯的量的范围也可彼此组合。因此,作为说明性实例,所述熔体可包含42至62重量%,优选45至55重量%的量的脂族聚酯,所述熔体可包含26至46重量%,优选30至40重量%的量的脂族-芳族聚酯,并且所述熔体可包含2至22重量%,优选3至20重量%,更优选3至18重量%的量的聚羟基链烷酸酯,各自基于脂族聚酯、脂族-芳族聚酯和聚羟基链烷酸酯的总量为100重量%。本领域技术人员将容易地在本文提供的范围内选择一种或多种聚合物的合适量,使得不超过脂族聚酯、脂族-芳族聚酯和聚羟基链烷酸酯的总量的100重量%。特别地,当脂族聚酯是聚丁二酸丁二醇酯,脂族芳族聚酯是聚己二酸对苯二甲酸丁二醇酯,和聚羟基链烷酸酯是聚羟基丁酸酯-共-羟基己酸酯,优选聚(3-羟基丁酸酯-共-3-羟基己酸酯) (PHBH)时,可以应用这些范围。在非常优选的实施方案中,所述熔体包含52重量%的聚丁二酸丁二醇酯、36重量%的聚己二酸对苯二甲酸丁二醇酯和12重量%的聚羟基丁酸酯-共-羟基己酸酯,优选聚(3-羟基丁酸酯-共-3-羟基己酸酯)(PHBH),各自基于聚丁二酸丁二醇酯、聚己二酸对苯二甲酸丁二醇酯和聚羟基丁酸酯-共-羟基己酸酯,优选聚(3-羟基丁酸酯-共-3-羟基己酸酯) (PHBH)的总量为100重量%。
在一些实施方案中,聚羟基链烷酸酯可部分或完全地被聚丙交酯(PLA,或也称为聚乳酸或聚(乳酸))代替。因此,在一些实施方案中,当聚羟基烷酸酯部分地被聚丙交酯代替时,所述熔体包含脂族聚酯、脂族-芳族聚酯、聚羟基烷酸酯和聚丙交酯。在一些实施方案中,当聚羟基链烷酸酯完全被聚丙交酯代替时,所述熔体包含脂族聚酯、脂族-芳族聚酯和聚丙交酯。然而,在聚羟基链烷酸酯完全被聚丙交酯替代的实施方案中,所述熔体不包含聚羟基链烷酸酯。
任选地,所述熔体可以进一步包含至少一种添加剂。例如,所述熔体可以包含至少一种通常已知用于纺织纤维的添加剂。任选的添加剂可以包括但不限于选自阻燃剂、消光剂、鉴定标记物(例如,荧光标记物)、抗微生物剂、增塑剂、着色剂、填料及其任意组合的添加剂。
优选地,所述熔体进一步包含阻燃剂。更优选地,阻燃剂是磷酸盐。在优选的实施方案中,阻燃剂选自磷酸二氢铵([NH4][H2PO4])、磷酸氢二铵([NH4]2[HPO4])、磷酸三铵([NH4]3[PO4])及其任意组合。更优选地,阻燃剂选自磷酸二氢铵([NH4][H2PO4])、磷酸氢二铵([NH4]2[HPO4])及其任意组合。更优选地,阻燃剂是磷酸二氢铵([NH4][H2PO4])或磷酸氢二铵([NH4]2[HPO4])。更优选地,阻燃剂是磷酸氢二铵([NH4]2[HPO4])。或者或另外,阻燃剂可以是多磷酸盐。优选地,当阻燃剂是多磷酸盐时,阻燃剂是多磷酸铵。
基于熔体的总重量的100重量%,所述熔体可包含0.01至5重量%的量的阻燃剂。优选地,基于熔体总重量的100重量%,所述熔体包含0.1至4重量%的量的阻燃剂。更优选地,基于熔体总重量的100重量%,所述熔体包含0.2重量%至3重量%的量的阻燃剂。还更优选地,基于熔体总重量的100重量%,所述熔体包含0.3至3重量%的量的阻燃剂。甚至更优选地,基于熔体总重量的100重量%,所述熔体包含0.3至2重量%的量的阻燃剂。特别地,当阻燃剂是磷酸盐或多磷酸盐时,优选当阻燃剂是磷酸氢二铵([NH4]2[HPO4])时,可以应用上述范围。
本领域技术人员将容易地选择熔体中包含的添加剂的合适量。作为说明性实例,基于熔体总重量为100重量%,所述熔体可包含总量为15重量%或更少的添加剂。基于熔体总重量为100重量%,所述熔体可包含总量为10重量%或更少的添加剂。优选地,基于熔体总重量为100重量%,所述熔体包含总量为7重量%或更少的添加剂。更优选地,基于熔体总重量为100重量%,所述熔体包含总量为5重量%或更少的添加剂。还更优选地,基于熔体总重量为100重量%,所述熔体包含总量为4重量%或更少的添加剂。甚至更优选地,基于熔体总重量为100重量%,所述熔体包含总量为3至4重量%的添加剂。优选所述熔体包含总量为7重量%或更少、更优选3-4重量%的添加剂,各自基于熔体总重量为100重量%,以获得可用于纺织纤维的刚度。
所述纤维可制备为短纤维。
所述纤维可制备为长丝。
在一些实施方案中,纺丝喷嘴不是中空纤维纺丝喷嘴。本文所用术语“中空纤维纺丝喷嘴”是指本领域通常已知的任何中空纤维纺丝喷嘴。中空纤维纺丝喷嘴的仅仅说明性示例描述于,例如,EP 2 112 256,其全部内容通过引用并入本文。
在一些实施方案中,该方法不是如国际专利申请PCT/EP2022/075084中所述的制备纤维的方法。特别地,在一些实施方案中,该方法不是:
一种制备纤维的方法,包括:
- 脂肪族聚酯、脂肪族-芳香族聚酯和聚羟基脂肪酸酯的熔体通过中空纤维纺丝喷嘴进行纺丝,得到前驱体纤维;以及
- 在温度梯度下冷却前驱体纤维,即得纤维。
本发明还涉及通过制备根据本发明的纤维的方法可获得的或获得的纤维。
本发明还涉及包含脂族聚酯、脂族-芳族聚酯和聚羟基链烷酸酯的熔体用于制备纤维的用途,其中所述纤维如本文所定义。
本发明还涉及包含脂族聚酯、脂族-芳族聚酯和聚羟基链烷酸酯的熔体用于制备纤维的用途。
适用于三维打印的长丝
本发明还涉及一种适用于三维打印的长丝,所述长丝由包含脂族聚酯、脂族-芳族聚酯和聚羟基链烷酸酯的混合物制成。
已经发现,包含脂族聚酯、脂族-芳族聚酯和聚羟基链烷酸酯的混合物非常适合于制备长丝,该长丝可用于三维打印。特别是,含有脂族聚酯、脂族-芳族聚酯和聚羟基链烷酸酯的长丝,可以通过将含有脂族聚酯、脂族芳族聚酯和聚羟基链烷酸酯的熔融物挤出成长丝形状而得到,或者也可以通过将该熔融物挤出成长丝形状而得到。在这方面,已经发现包含脂族聚酯、脂族-芳族聚酯和聚羟基链烷酸酯的混合物表现出良好的可挤出性,特别是挤出成长丝的良好性能。作为另一个优点,如关于本发明的纤维所示(参见实施例2),可以在没有有毒物质(例如锑)的情况下进行适于三维打印的长丝的生产。此外,通过使用脂族聚酯、脂族-芳族聚酯和聚羟基链烷酸酯,可以获得适于三维打印的长丝,其是可生物降解的,甚至满足统一的欧洲标准EN 13432,并因此可以在工业堆肥厂中处理。还已经证明,包含脂族聚酯、脂族-芳族聚酯和聚羟基链烷酸酯的本发明的长丝非常适合于通过使用常规三维打印机(3D打印机),例如在材料挤出技术下操作的三维打印机,来制备三维打印制品。因此,也可生物降解并且甚至可满足统一的欧洲标准EN 13432的三维打印制品可由根据本发明的适用于三维打印的长丝制备。在此要注意的是,各种产品,例如板和箔,以及包含脂族聚酯、脂族-芳族聚酯和/或聚羟基链烷酸酯中的一种或多种的纤维,描述于例如EP3626767、WO 2010/034689、WO 2010/034711、WO 2015/169660、EP1966419、EP2984138、CN103668540、CN 103668541、WO 2014/173055和CN 104120502中。
如在本领域中使用的术语三维打印,也称为“3D打印”或“增材制造”,通常是指例如从CAD模型或数字3D模型构造三维物体。它可以在各种过程中完成,其中材料在计算机控制下沉积、结合或固化,材料通常逐层地添加到一起(例如塑料、液体或粉末颗粒被熔化)。目前,市场上存在各种增材制造技术(例如,粘合剂喷射技术、材料挤出技术和瓮光聚合技术)的三维打印机(以下有时称为“3D打印机”)。其中,基于材料挤出技术的3D打印机系统(例如,由Stratasys公司制造的系统)用于基于计算机辅助设计(CAD)模型,通过从设置在挤出头的喷嘴部件挤出可流动原材料来逐层构建三维物体。该系统是一个简单系统的说明性例子,其中,包括由热塑性树脂构成的原材料的长丝被插入到挤出头中,并且在加热和熔化的同时从设置在挤出头上的喷嘴部连续地挤出到腔室内的X-Y平面台板上,挤出的树脂沉积在已经形成的树脂沉积物上并与其熔合,并且随着挤出的树脂变冷而通过固化与该树脂沉积物成为一体。在材料挤出方法中,挤出步骤通常随着喷嘴相对于平台在垂直于X-Y平面的Z轴方向上上升而重复,从而构建类似于CAD模型的三维物体。根据本发明的适用于三维打印的长丝可用于应用例如材料挤出技术制备三维打印制品。
适用于本发明的三维打印的长丝可进一步如本文针对本发明的任何纤维所述来定义。
本文所用的术语“脂族聚酯”通常是指通常通过脂族二醇与脂族二羧酸或其酸酐的缩聚反应合成的聚酯。作为说明性实例,本文所用的脂族聚酯可包含脂族C2-C20二羧酸和脂族C2-C12二醇。优选地,所述脂族二醇是脂族C2-C8二醇。更优选地,所述脂族二醇是脂族C2-C6二醇。甚至更优选地,所述脂族二醇是脂族C3二醇或脂族C4二醇。作为说明性实例,用于脂族聚酯的脂族二醇可包括乙二醇、丙二醇、1,3-丙二醇、1,3-丁二醇、1,4-丁二醇、1,5-戊二醇和1,6-己二醇。优选地,所述脂族二醇是1,3-丙二醇或1,4-丁二醇。更优选地,所述脂族二醇是1,4-丁二醇。优选地,所述脂族二羧酸是脂族C2-C12二羧酸。更优选地,所述脂族二羧酸是脂族C2-C8二羧酸,甚至更优选脂族C4二羧酸。作为说明性示例,所述脂族聚酯中使用的脂族二羧酸,可包括草酸、丙二酸、琥珀酸、戊二酸、己二酸等。优选地,所述脂族二羧酸是丙二酸或琥珀酸。更优选地,所述脂族二羧酸是琥珀酸。任选地,当二羧酸是脂族C2-C12二羧酸时,脂族聚酯可进一步包含不同于C2-C12二羧酸的其它脂族C6-C20二羧酸。任选的脂族C6-C12二羧酸可以包括,作为说明性实例,己二酸、辛二酸、壬二酸、癸二酸、巴西基酸和花生四烯酸。优选地,任选的脂族C6-C12二羧酸可以包括己二酸、辛二酸、壬二酸、癸二酸和巴西基酸。基于脂族聚酯中脂族二羧酸的总量为100 mol%,任选的脂族C2-C12二羧酸可以0-10mol%的比例存在于脂族聚酯中。任选地,所述脂族聚酯可进一步包含扩链剂和/或支化剂。作为说明性实例,任选的扩链剂和/或支化剂可包括,多官能异氰酸酯、异氰脲酸酯、噁唑啉、羧酸酐例如马来酸酐、环氧化物(特别是含环氧基的聚(甲基)丙烯酸酯)、至少三元的醇和至少三元的羧酸。任选的扩链剂和/或支化剂可以基于脂族二羧酸和脂族二醇的总量为100重量%以0至1重量%的比例存在于脂族聚酯中。术语“脂族聚酯”也可以包括两种或更多种不同脂族聚酯的混合物。脂肪族聚酯的数均分子量(Mn)可以为2,500至150,000g/mol,优选为5,000至100,000g/mol,更优选为7,500至75,000g/mol,还更优选为10,000至65,000g/mol,甚至更优选为12,000至60,000g/mol。脂肪族聚酯的重均分子量(Mw)可以为5,000至300,000g/mol,优选为10,000至250,000g/mol,更优选为20,000至220,000g/mol,还更优选为50,000至200,000g/mol,甚至更优选为60,000至190,000g/mol。脂族聚酯的多分散指数(即重均分子量与数均分子量的比率(Mw/Mn))可为1至6,优选1至4,更优选1.0至3.0,还更优选1.2至2.0,甚至更优选1.4至1.8。
可用于本发明的脂族聚酯的说明性实例可包括选自以下的脂族聚酯:聚琥珀酸丁二醇酯(PBS)、聚草酸乙二醇酯、聚丙二酸乙二醇酯、聚琥珀酸乙二醇酯、聚草酸丙二醇酯、聚丙二酸丙二醇酯、聚琥珀酸丙二醇酯、聚草酸丁二醇酯、聚丙二酸丁二醇酯、聚琥珀酸-共-己二酸-丁二醇酯(PBSA)、聚琥珀酸-共-壬二酸-丁二醇酯(PBSAz)、聚琥珀酸-共-巴西酸-丁二醇酯(PBSBr)以及它们的任意组合。脂肪族聚酯可以优选地选自聚琥珀酸丁二醇酯(PBS)、聚琥珀酸-共-己二酸丁二醇酯(PBSA)、聚琥珀酸-共-壬二酸丁二醇酯(PBSAz)、聚琥珀酸-共-巴西酸丁二醇酯(PBSBr)及其任意组合。在一个优选的实施方案中,脂族聚酯是聚琥珀酸丁二醇酯。本文所用的术语“聚琥珀酸丁二醇酯”特别表示脂族二羧酸琥珀酸与脂族二醇1,4-丁二醇的缩合产物。脂族聚酯聚琥珀酸丁二醇酯(PBS)和聚琥珀酸-共-己二酸丁二醇酯(PBSA)是可商购的,例如,从Showa Highpolymer以Blanche®获得,和由Mitsubishi以GSPIa®获得。脂肪族聚酯,特别是聚琥珀酸丁二醇酯(PBS),可以从可再生资源或化石资源获得。优选地,使用来自可再生资源的脂族聚酯。更优选地,可以使用由生物基琥珀酸和1,4-丁二醇生产的生物基聚琥珀酸丁二醇酯(PBS),其例如可以商品名BioPBSTM FZ71从Mitsubishi Chemicals商购获得。优选地,脂族聚酯是可生物降解的。特别地,聚琥珀酸丁二醇酯(PBS)是生物可降解的脂肪族聚酯。
优选地,基于脂族聚酯、脂族-芳族聚酯和聚羟基链烷酸酯的总量为100重量%,适于三维打印的长丝包含30至70重量%的脂族聚酯。更优选地,基于脂族聚酯、脂族-芳族聚酯和聚羟基链烷酸酯的总量为100重量%,所述长丝包含35至65重量%的脂族聚酯。还更优选地,基于脂族聚酯、脂族-芳族聚酯和聚羟基链烷酸酯的总量为100重量%,所述长丝包含40至60重量%或42至62重量%的脂族聚酯。甚至更优选地,基于脂族聚酯、脂族-芳族聚酯和聚羟基链烷酸酯的总量为100重量%,所述长丝包含45至55重量%的脂族聚酯。特别地,当脂族聚酯是聚丁二酸丁二醇酯时,可以应用这些范围。在优选的实施方案中,基于聚丁二酸丁二醇酯、脂肪族芳香族聚酯和聚羟基链烷酸酯的总量为100重量%,所述丝包含52重量%的聚丁二酸丁二醇酯。
本文所用的术语“脂族-芳族聚酯”通常是指通常由脂族二醇、脂族二羧酸和芳族二羧酸合成的聚酯。作为说明性实例,脂族-芳族聚酯可以包含脂族C2-C20二羧酸、芳族二羧酸和脂族C2-C12二醇。优选地,脂族二醇是脂族C2-C8二醇。更优选地,脂族二醇是脂族C2-C6二醇。甚至更优选地,脂族二醇是脂族C3二醇或脂族C4二醇。作为说明性实例,用于脂族-芳族聚酯的脂族二醇可包括乙二醇、丙二醇、1,3-丙二醇、1,3-丁二醇、1,4-丁二醇、1,5-戊二醇和1,6-己二醇。优选地,脂族二醇是1,3-丙二醇或1,4-丁二醇。更优选地,脂族二醇是1,4-丁二醇。优选地,脂族二羧酸是脂族C2-C12二羧酸。更优选地,脂族二羧酸是脂族C4-C10二羧酸,甚至更优选脂族C6二羧酸。作为说明性实例,用于脂族-芳族聚酯的脂族二羧酸可以包括戊二酸、己二酸、庚二酸、壬二酸、癸二酸、巴西基酸、辛二酸和衣康酸。优选地,脂族二羧酸是己二酸、壬二酸或癸二酸。更优选地,脂族二羧酸是己二酸。优选地,芳族二羧酸是对苯二甲酸。芳族二羧酸,特别是对苯二甲酸,可以以例如30-70 mol%,优选40-60 mol%,更优选40-55 mol%的量存在于脂族-芳族聚酯中,各自基于脂族二羧酸和芳族二羧酸的总量的100 mol%。任选地,脂族聚酯可进一步包含扩链剂和/或支化剂。任选的扩链剂可以包括,作为说明性实例,二-或多官能异氰酸酯,优选六亚甲基二异氰酸酯。任选的支化剂可包括,作为说明性实例,三羟甲基丙烷、季戊四醇,和优选甘油。任选的扩链剂和/或支化剂可以基于的脂族二羧酸、芳族二羧酸和脂族二醇的总量为100重量%计以0至1重量%的比例存在于脂族聚酯中。术语“脂族-芳族聚酯”也可以包括两种或更多种不同的脂族-芳族聚酯的混合物。脂肪族-芳香族聚酯的数均分子量(Mn)可以为1,000至500,000g/mol,优选为5,000至300,000g/mol,更优选为5,000至100,000g/mol,还更优选为10,000至75,000g/mol,甚至更优选为15,000至50,000g/mol。脂族-芳族聚酯的重均分子量(Mw)可以为10,000至500,000g/mol,优选为20,000至400,000g/mol,更优选为30,000至300,000g/mol,还更优选为60,000至200,000g/mol。脂族-芳族聚酯的多分散指数(即重均分子量与数均分子量的比率(Mw/Mn))可为1至6,优选2至4,更优选1.0至3.0,还更优选1.2至2.0,甚至更优选1.4至1.8。
可用于本发明的脂族-芳族聚酯可包括但不限于选自以下的脂族-芳族聚酯:聚己二酸对苯二甲酸丁二醇酯(PBAT)、聚琥珀酸对苯二甲酸丁二醇酯(PBST)、聚癸二酸对苯二甲酸丁二醇酯(PBSeT)及其任意组合。在一个优选的实施方案中,脂族-芳族聚酯是聚己二酸对苯二甲酸丁二醇酯(PBAT)。本文所用的术语“聚己二酸对苯二甲酸丁二醇酯”表示脂族-芳族聚酯,其包含脂族二羧酸己二酸、芳族二羧酸对苯二甲酸和脂族二醇1,4-丁二醇。脂肪族-芳香族聚酯,特别是聚己二酸对苯二甲酸丁二醇酯(PBAT),可以从可再生资源或化石资源获得。优选地,使用来自可再生资源的脂族-芳族聚酯。聚己二酸对苯二甲酸丁二醇酯(PBAT)例如由BASF以Ecoflex®销售,例如Ecoflex® F Blend C1200或Ecoflex® FBX7011,或者由Showa Denko以Bionolle®销售。优选地,脂族-芳族聚酯是可生物降解的。特别地,聚己二酸对苯二甲酸丁二醇酯(PBAT)是可生物降解的脂族-芳族聚酯。
优选地,基于脂族聚酯、脂族-芳族聚酯和聚羟基链烷酸酯的总量为100重量%,适于三维打印的长丝包含10至60重量%的脂族-芳族聚酯。更优选地,基于脂族聚酯、脂族-芳族聚酯和聚羟基链烷酸酯的总量为100重量%,长丝包含20至50重量%的量的脂族-芳族聚酯。还更优选地,基于脂族聚酯、脂族-芳族聚酯和聚羟基链烷酸酯的总量为100重量%,长丝包含25至40重量%或26至46重量%的脂族-芳族聚酯。甚至更优选地,基于脂族聚酯、脂族-芳族聚酯和聚羟基链烷酸酯的总量为100重量%,长丝包含30至40重量%的量的脂族-芳族聚酯。特别地,当脂族-芳族聚酯是聚己二酸对苯二甲酸丁二醇酯(PBAT)时,可以应用这些范围。在优选的实施方案中,基于脂族聚酯、聚己二酸对苯二甲酸丁二醇酯(PBAT)和聚羟基链烷酸酯的总量为100重量%,长丝包含36重量%的聚己二酸对苯二甲酸丁二醇酯(PBAT)。如本文所用,术语“聚羟基链烷酸酯”一般是指来自羟基链烷羧酸单体的聚酯。聚羟基链烷酸酯可由多种微生物产生,包括通过糖或脂质的细菌发酵。优选地,羟基链烷羧酸为C4-C18羟基链烷羧酸,即优选羟基链烷羧酸包含4-18个碳原子。更优选地,聚羟基链烷酸酯包含具有下式(I)的单体单元:
(I),
其中R为具有式CnH2n +1的烷基,和n为1-15,优选1-6的整数。在一些实施方案中,所述聚羟基链烷酸酯是均聚物。在一些优选的实施方案中,聚羟基链烷酸酯是共聚物。当聚羟基链烷酸酯是共聚物时,该共聚物可包含两种不同的式(I)的单体单元。术语“聚羟基链烷酸酯”也可包括两种或更多种不同的聚羟基链烷酸酯的混合物。聚羟基链烷酸酯的重均分子量(Mw)可在70,000至1,000,000g/mol的范围内,优选在100,000至1,000,000g/mol的范围内,更优选在300,000至600,000g/mol的范围内。
可用于本公开的聚羟基链烷酸酯的说明性实例可包括选自以下的聚羟基链烷酸酯:聚羟基丁酸酯、聚羟基戊酸酯、聚羟基丁酸酯-共-羟基己酸酯、以及它们的任何组合。优选地,聚羟基烷酸酯选自聚-3-羟基丁酸酯(P3HB)、聚-4-羟基丁酸酯(P4HB)、聚-3-羟基戊酸酯(PHV)、聚(3-羟基丁酸酯-共-4-羟基丁酸酯)、聚(3-羟基丁酸酯-共-3-羟基戊酸酯)(PHBV)、聚(3-羟基丁酸酯-共-3-羟基己酸酯) (PHBH)及其任何组合。更优选地,聚羟基链烷酸酯选自聚-3-羟基丁酸酯(PHB)
聚(3-羟基丁酸酯-共-3-羟基戊酸酯) (PHBV)
,和
聚(3-羟基丁酸酯-共-3-羟基己酸酯) (PHBH)
,和
它们的任意组合。甚至更优选地,聚羟基链烷酸酯是聚羟基丁酸酯-共-羟基己酸酯。在非常优选的实施方案中,聚烷氧基链烷酸酯是聚(3-羟基丁酸酯-共-3-羟基己酸酯)(PHBH)。优选地,前述结构式中的摩尔比m:n为95:5至85:15,更优选为90:10至88:12。优选使用3-羟基己酸酯的摩尔比为5-15 mol%,优选7-13 mol%,更优选10-13 mol%的聚(3-羟基丁酸酯-共-3-羟基己酸酯) (PHBH),各自基于聚(3-羟基丁酸酯-共-3-羟基己酸酯)(PHBH)中单体总量为100 mol%。聚(3-羟基丁酸酯-共-3-羟基己酸酯) (PHBH)例如由P & G或Kaneka销售。聚羟基链烷酸酯,尤其是聚(3-羟基丁酸酯-共-3-羟基己酸酯) (PHBH),可以从可再生资源或化石资源获得。优选地,使用来自可再生资源的聚羟基链烷酸酯。更优选地,可以使用基于生物的聚(3-羟基丁酸酯-共-3-羟基己酸酯) (PHBH),其例如可以商品名AONILEX151A购自Kaneka。优选地,聚羟基链烷酸酯是可生物降解的。特别地,聚(3-羟基丁酸酯-共-3-羟基己酸酯) (PHBH)是可生物降解的聚羟基链烷酸酯。
优选地,基于脂族聚酯、脂族-芳族聚酯和聚羟基链烷酸酯的总量为100重量%,适于三维打印的长丝包含1至25重量%的量的聚羟基链烷酸酯。更优选地,基于脂族聚酯、脂族-芳族聚酯和聚羟基链烷酸酯的总量为100重量%,长丝包含2至22重量%的量的聚羟基链烷酸酯。仍然更优选地,基于脂族聚酯、脂族-芳族聚酯和聚羟基链烷酸酯的总量为100重量%,长丝包含3至20重量%的量的聚羟基链烷酸酯。还更优选地,基于脂族聚酯、脂族-芳族聚酯和聚羟基链烷酸酯的总量为100重量%,长丝包含3至18重量%的量的聚羟基链烷酸酯。甚至更优选地,基于脂族聚酯、脂族-芳族聚酯和聚羟基链烷酸酯的总量为100重量%,长丝包含5至15重量%的量的聚羟基链烷酸酯。特别地,当聚羟基链烷酸酯是聚羟基丁酸酯-共-羟基己酸酯,优选聚(3-羟基丁酸酯-共-3-羟基己酸酯) (PHBH)时,可以应用这些范围。优选地,当聚羟基烷酸酯是聚羟基丁酸酯-共-羟基己酸酯,优选聚(3-羟基丁酸酯-共-3-羟基己酸酯) (PHBH)时,基于脂族聚酯、脂族-芳族聚酯和聚羟基丁酸酯-共-羟基己酸酯,优选聚(3-羟基丁酸酯-共-3-羟基己酸酯) (PHBH)的总量为100重量%,长丝包含20重量%或更少,更优选18重量%或更少的聚羟基丁酸酯-共-羟基己酸酯,优选聚(3-羟基丁酸酯-共-3-羟基己酸酯) (PHBH)。如果聚羟基丁酸酯-共-羟基己酸酯,优选聚(3-羟基丁酸酯-共-3-羟基己酸酯) (PHBH)的比例超过18%重量,则在没有预堆肥或工业堆肥的情况下达到EN13432的生物降解性标准可能变得困难,当超过20%重量时,更加困难。在优选的实施方案中,基于聚丁二酸丁二醇酯、己二酸对苯二甲酸丁二醇酯和聚(3-羟基丁酸酯-共-3-羟基己酸酯) (PHBH)的总量为100重量%,所述长丝包含12重量%的聚(3-羟基丁酸酯-共-3-羟基己酸酯) (PHBH)。
在一个非常优选的实施方案中,脂族聚酯是聚琥珀酸丁二醇酯(PBS),脂族-芳族聚酯是聚己二酸对苯二甲酸丁二醇酯(PBAT),聚烷氧基链烷酸酯是聚(3-羟基丁酸酯-共-3-羟基己酸酯) (PHBH)。因此,在一个非常优选的实施方案中,适用于三维打印的长丝包含聚琥珀酸丁二醇酯(PBS)、聚己二酸对苯二甲酸丁二醇酯(PBAT)和聚(3-羟基丁酸酯-共-3-羟基己酸酯) (PHBH)。
脂族聚酯、脂族-芳族聚酯和聚羟基链烷酸酯的量的范围也可彼此组合。因此,作为示例性实例,适于三维打印的长丝可包含42至62重量%,优选45至55重量%的量的脂族聚酯,长丝可包含26至46重量%,优选30至40重量%的量的脂族-芳族聚酯,并且长丝可包含2至22重量%,优选3至20重量%,更优选3至18重量%的量的聚羟基链烷酸酯,各自基于脂族聚酯、脂族-芳族聚酯和聚羟基链烷酸酯的总量的100重量%。本领域技术人员将容易地在本文提供的范围内选择一种或多种聚合物的合适量,使得不超过脂族聚酯、脂族-芳族聚酯和聚羟基链烷酸酯的总量为100重量%。特别地,当脂族聚酯是聚丁二酸丁二醇酯,脂族芳族聚酯是聚己二酸对苯二甲酸丁二醇酯,和聚羟基链烷酸酯是聚羟基丁酸酯-共-羟基己酸酯,优选聚(3-羟基丁酸酯-共-3-羟基己酸酯) (PHBH)时,可以应用这些范围。在非常优选的实施方式中,长丝包含52重量%的聚丁二酸丁二醇酯、36重量%的聚己二酸对苯二甲酸丁二醇酯和12重量%的聚羟基丁酸酯-共-羟基己酸酯,优选聚(3-羟基丁酸酯-共-3-羟基己酸酯)(PHBH),各自基于聚丁二酸丁二醇酯、聚己二酸对苯二甲酸丁二醇酯和聚羟基丁酸酯-共-羟基己酸酯,优选聚(3-羟基丁酸酯-共-3-羟基己酸酯) (PHBH)的总量为100重量%。
在一些实施方案中,聚羟基链烷酸酯可部分或完全地被聚丙交酯(PLA,或也称为聚乳酸或聚(乳酸))代替。因此,在一些实施方案中,当聚羟基链烷酸酯被聚丙交酯部分地代替时,适用于三维打印的长丝包含脂族聚酯、脂族-芳族聚酯、聚羟基链烷酸酯和聚丙交酯。在一些实施方案中,当聚羟基链烷酸酯完全被聚丙交酯代替时,长丝包含脂族聚酯、脂族-芳族聚酯和聚丙交酯。然而,在其中聚羟基链烷酸酯完全被聚丙交酯替代的实施方案中,长丝不包含聚羟基链烷酸酯。
任选地,适用于三维打印的长丝还可包含至少一种添加剂(一种或多种添加剂)。例如,长丝可包含通常已知用于三维打印长丝中的至少一种添加剂(或一种或多种添加剂)。任选的添加剂可以包括但不限于添加剂,例如阻燃剂、消光剂、用于鉴定的标记物(例如,荧光标记物)、抗微生物剂、着色剂、增塑剂、填料、以及它们的任何组合。
优选地,适用于三维打印的长丝还包括阻燃剂,例如,诸如磷酸盐的阻燃剂。本文所用的术语“磷酸根”是指包含选自[H2PO4]、[HPO4]2–和[PO4]3–的阴离子的盐。优选地,阳离子是铵[NH4]+。因此,在优选的实施方案中,阻燃剂选自磷酸二氢铵([NH4][H2PO4])、磷酸氢二铵([NH4]2[HPO4])、磷酸三铵([NH4]3[PO4])及其任意组合。更优选地,阻燃剂选自磷酸二氢铵([NH4][H2PO4])、磷酸氢二铵([NH4]2[HPO4])及其任意组合。更优选地,阻燃剂是磷酸二氢铵([NH4][H2PO4])或磷酸氢二铵([NH4]2[HPO4])。更优选地,阻燃剂是磷酸氢二铵([NH4]2[HPO4])。或者,或另外,阻燃剂可以是多磷酸盐。“多磷酸盐”是由通过共用氧原子连接在一起的四面体PO4 (磷酸盐)结构单元形成的聚合氧阴离子的盐或酯。优选地,当阻燃剂是多磷酸盐时,阻燃剂是多磷酸铵。
基于长丝的总重量为100重量%,适用于三维打印的长丝可包含0.01至5重量%的量的阻燃剂。优选地,基于长丝总重量为100重量%,长丝包含0.1至4重量%的量的阻燃剂。更优选地,基于长丝总重量为100重量%,长丝包含0.2重量%至3重量%的量的阻燃剂。仍然更优选地,基于长丝总重量为100重量%,长丝包含0.3至3重量%的量的阻燃剂。甚至更优选地,基于长丝总重量为100重量%,长丝包含0.3至2重量%的量的阻燃剂。特别地,当阻燃剂是磷酸盐或多磷酸盐时,优选当阻燃剂是磷酸氢二铵([NH4]2[HPO4])时,可以应用上述范围。
任选地,适用于三维打印的长丝可以(也)包含消光剂。可以使用本领域技术人员已知的任何消光剂,例如在适用于三维打印的长丝中使用的典型消光剂。作为说明性实例,消光剂可以是硫化锌。
任选地,用于三维打印的长丝(也)可以包括适于鉴定的标记物。作为说明性的非限制性实例,适于鉴定的标记可以是荧光标记物。然后,可以通过合适的装置检测长丝以及由长丝制备的三维打印物品的荧光,并进行鉴定。例如,可以使用可从德国弗莱堡Polysecure获得的荧光标记物。适于鉴定的标记物通常仅以少量使用,其通常不改变长丝的性质。通常,适合鉴别的标记物在长丝中的量在ppb (十亿分之几)范围内。
任选地,适用于三维打印的长丝可以(也)包含抗微生物剂。可以使用本领域技术人员已知的适合用于三维打印的丝中的任何抗微生物剂。作为说明性的非限制性实例,抗微生物剂可以是用聚对苯二甲酸乙二醇酯包封的锌。这种抗微生物剂,例如,可以商品名SMARTZINC 213 PET热熔体从德国Rudolstadt的SmartPolymer GmbH商购获得。
任选地,用于三维打印的长丝可以(也)包含增塑剂。可以使用本领域技术人员已知的、适用于三维打印的长丝中的任何增塑剂。作为说明性实例,增塑剂可以是聚己内酯。特别地,聚己内酯是可生物降解的。在一些实施方案中,基于长丝的总重量为100重量%,长丝可包含1重量%或更少的量的聚己内酯。已经发现,包含1重量%或更少聚己内酯的长丝表现出令人满意的柔软性和柔韧性。然而,应当注意,根据本发明的适用于三维打印的包含脂族聚酯、脂族-芳族聚酯和聚羟基链烷酸酯的长丝通常可以在不添加聚己内酯或其它增塑剂的情况下已经表现出令人满意的柔软性和柔韧性。
任选地,所述长丝可以(也)包含着色剂。可以使用提供所需颜色的适用于适合三维打印的长丝的任何着色剂。作为说明性实例,着色剂可以是无机或有机颜料。任选地,所述打印长丝可(也)包括填料。可以使用本领域技术人员已知的、适用于三维打印的长丝的任何填料,优选可生物降解的填料。作为说明性实例,(可生物降解的)填料可以是木质素或可包括木质素。优选地,木质素是氧漂白的木质素。与传统的氯漂白相比,木质素的氧漂白是环境友好的方法。
本领域技术人员将容易地选择要包含在长丝中的添加剂的合适的量。作为说明性实例,基于100重量%的长丝总重量,适用于三维打印的长丝可包含15重量%或更少的添加剂总量。基于100重量%的长丝总重量,长丝可包含10重量%或更少的添加剂总量。优选地,基于100重量%的长丝总重量,长丝包含7重量%或更少的添加剂总量。更优选地,基于100重量%的长丝总重量,长丝包含5重量%或更少的添加剂总量。还更优选地,基于100重量%的长丝总重量,长丝包含4重量%或更少的添加剂总量。甚至更优选地,基于100重量%的长丝总重量,长丝包含3至4重量%的添加剂总量。优选地,所述长丝包含基于长丝总重量为100重量%的7重量%或更少,更优选3至4重量%的添加剂总量,以实现对于三维打印有用的长丝刚度。
长丝可以具有适合于在3D打印机中使用的任何直径。因此,适于三维打印的长丝的直径可以是1.0 mm或更大。优选地,长丝的直径可以是1.5 mm或更大。更优选地,长丝的直径可以是1.6 mm或更大。甚至更优选地,长丝的直径可以是1.7 mm或更大。另外,或替代地,适合于三维打印的长丝的直径可以是5.0 mm或更小。优选地,长丝的直径可以是4.0 mm或更小。更优选地,长丝的直径可以是3.5 mm或更小。甚至更优选地,长丝的直径可以是3.0mm或更小。在一些实施方案中,适用于三维打印的长丝的直径可在1.70 mm至1.80 mm的范围内。在一些实施方案中,适用于三维打印的长丝的直径可在2.80 mm至3.05 mm的范围内。
优选地,适用于三维打印的长丝是可生物降解的。更优选地,根据EN 13432,该长丝是可生物降解的。因此,当在规定的时间段之后,长丝具有等于至少90%的DIN EN 13432生物降解百分比时,根据EN 13432,长丝可被认为是可生物降解的。生物可降解性的一般效果是长丝在适当的和可证实的时间间隔内分解。降解可以通过酶、水解、氧化和/或通过电磁辐射例如UV辐射的作用来实现,并且可以主要是由于微生物例如细菌、酵母、真菌和藻类的作用。例如,通过将长丝与堆肥混合并储存一定时间,可以量化生物可降解性。例如,在堆肥过程中,不含CO2的空气可流过熟化堆肥,并且熟化堆肥经历限定的温度程序。可生物降解性可例如通过样品释放的净CO2 (在扣除由不含样品的堆肥释放的CO2之后)与样品可释放CO2的最大量(从样品的碳含量计算)的比率定义为生物降解的百分比程度。可生物降解的长丝通常在堆肥处理仅几天后就显示出明显的降解迹象,例如真菌生长、开裂和成孔。测定生物可降解性的其它方法描述于例如ASTM D 5338和ASTM D 6400中。还优选地,通过使根据本发明的适用于三维打印的长丝进行三维打印而获得或由其获得的三维打印制品是可生物降解的。更优选地,所述三维打印制品根据EN 13432是可生物降解的。
在一些实施方案中,适用于三维打印的长丝不是中空纤维或中空长丝。如本文所用和本领域已知的术语“中空纤维”通常是指在横截面中具有一个或多个空腔的任何纤维。如本文所用,术语“空腔”一般表示存在于纤维的横截面内的中空空间。空腔可以填充有气体,例如填充有空气。作为示例性实例,中空纤维的横截面可具有一个连续的空腔。然而,中空纤维也可以包括多于一个的腔(例如,2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、20或甚至更多个腔)。除了一个或多个空腔之外,中空纤维还可以包括具有致密结构的一个或多个部分。如本文所用,术语“致密结构”也可称为“紧凑结构”,通常表示纤维材料以基本上致密或紧凑的形式存在,特别是当与中空纤维的空腔相比时。术语“致密结构”或“紧凑结构”也可包括各自的结构含有孔,然而,所述孔通常明显小于中空纤维的空腔。包括空腔和致密(或紧凑)结构的中空纤维也可以称为分段纤维或分段中空纤维。作为一个示例性实例,中空纤维可包括沿纤维的纵向以交替图案布置的空腔和紧凑结构。所有上述对“中空纤维”的定义同样适用于“中空长丝”。
特别地,在一些实施方案中,适用于三维打印的长丝不是如国际专利申请PCT/EP2022/075084中所述的纤维。PCT/EP2022/075084中描述的纤维也描述于下。因此,在一些实施方案中,适用于三维打印的长丝不是:
可通过包括以下步骤的方法获得或通过包括以下步骤的方法获得的纤维:
- 将包含脂族聚酯、脂族-芳族聚酯和聚羟基链烷酸酯的熔体通过中空纤维纺丝喷嘴进行纺丝,得到前驱体纤维;以及
- 在温度梯度下冷却前驱体纤维,即得纤维。
通过该方法可获得或获得的纤维包括两种部分,其中一种部分是较厚部分,而另一种部分是较薄部分,并且具有如下所述的结构。因此,在一些实施方案中,适用于三维打印的长丝不是:
由包含脂族聚酯、脂族-芳族聚酯和聚羟基链烷酸酯的混合物制成的纤维,
其中,所述纤维在纵向方向上包括两种部分,其中,所述一种部分是较厚部分,而所述另一种部分是较薄部分,其中,所述较厚部分和所述较薄部分在相对于所述纤维的纵向方向的垂直方向上延伸,并且其中,较厚部分在垂直方向上的延伸大于较薄部分在垂直方向上的延伸;
其中,较厚部分的至少一部分具有空腔,较薄部分的至少一部分具有紧凑结构。在一些实施方案中,适用于三维打印的长丝不是:
由包含脂族聚酯、脂族-芳族聚酯和聚羟基链烷酸酯的混合物制成的中空纤维。在一些实施方案中,适用于三维打印的长丝不是分段纤维或分段中空纤维。
在一些实施方案中,适用于三维打印的长丝是实心长丝。在一些实施方案中,适于三维打印的长丝为非中空长丝。如本文所用和本领域已知的,术语“实心长丝”或也表示为“非中空长丝”通常是指其中长丝的材料以基本上致密或紧凑的形式存在并且不具有空腔的任何长丝,如本文对于中空长丝或中空纤维所述。然而,术语“实心长丝”或“非中空长丝”不排除长丝可包含少数孔,然而,所述孔通常显著小于中空长丝或中空纤维的空腔。
期望稳定存储用于三维打印的长丝并将其稳定供应到三维打印机。因此,从长期保存、稳定抽丝、保护免受包括紫外线在内的环境因素的影响、防止扭曲等观点来看,优选将本发明的长丝包装为通过将长丝卷绕在线轴上而获得的辊,或者将该辊容纳在盒体中。因此,本发明还涉及一种包括根据本发明的适用于三维打印的长丝的辊。本发明还涉及一种适用于三维打印机的盒体,其包括适用于根据本发明的三维打印的长丝。盒体的示例包括:不仅容纳有将长丝卷绕在线轴上的辊,而且在内部使用防汽材料或吸湿剂,并且至少将用于抽出长丝的开口部以外的部分密封。通常将通过将用于三维打印的长丝缠绕在线轴上获得的辊或包括辊的盒体安装在三维打印机中或周围,并且在3D打印过程期间将长丝从盒体连续地引入到三维打印机中。
本发明还涉及一种三维打印制品,其可通过使根据本发明的适用于三维打印的长丝经受三维打印而获得或通过其而获得,从而获得三维打印制品。本发明还涉及包含脂族聚酯、脂族-芳族聚酯和聚羟基链烷酸酯的三维打印制品。可通过使用适用于三维打印的长丝通过三维打印机进行成型来获得三维打印制品。通常,可以使用本领域已知的常规三维打印机。作为三维打印机所使用的成型方法的示例包括材料挤出法(ME法)、粉末烧结法、喷墨法、光固化成型法(SLA法)等。优选地,本发明的长丝用于材料挤出法。三维打印制品不受特别限制。通常,具有所需形状的任何制品可由所述长丝在三维打印工艺中制备。可由根据本发明的长丝获得或由根据本发明的长丝获得的三维打印制品的说明性实例可包括用于固定的产品;玩具;手机、智能手机等的外壳;部件,例如把手;学校教材;家用电器;汽车、摩托车、自行车等的部件;电气/电子设备;农业用材料;园艺用材料;渔业材料;用于土木工程/建筑的材料;和医疗用品。在一些实施方案中,三维打印制品可以是塑料卡,例如信用卡形式的塑料卡。
本发明还涉及一种制备根据本发明的适用于三维打印的长丝的方法,所述方法包括将包含脂族聚酯、脂族-芳族聚酯和聚羟基链烷酸酯的熔体挤出成长丝形式,从而获得所述长丝。如本文所述,长丝可进一步限定为适用于三维打印的任何长丝。用于制备长丝的熔体可以使用本领域技术人员已知的任何用于制备熔体的方法来制备。作为说明性实例,脂族聚酯、脂族-芳族聚酯和聚羟基链烷酸酯可以在未熔融状态下混合,例如通过混合聚合物颗粒,任选地加入一种或多种其它添加剂。任选地,聚合物和如果存在的话添加剂可以在混合和制备熔体之前干燥。然后,为了制备熔体,可以将混合物加热至聚合物的熔点或以上。作为说明性实例,混合和加热可以在挤出机中进行。在一些实施方案中,特别是在挤出之前,熔体可具有200℃至260℃,优选220℃至250℃,更优选230℃至250℃,还更优选230℃至240℃的温度。作为说明性实例,可将熔体加热至235℃的温度,然后将熔体挤出成长丝形状。为了获得长丝,可以通过具有合适形状,特别是圆形形状的喷嘴或任何其它孔口挤出熔体。任选地,在挤出之后,可以冷却长丝,例如通过空气冷却或水冷却。用于冷却的合适的冷却装置/设备通常是已知的,并且容易由本领域技术人员选择。优选地,基于脂族聚酯、脂族-芳族聚酯和聚羟基链烷酸酯的总量为100重量%,熔体包含的脂族聚酯的量为30至70重量%。更优选地,基于脂族聚酯、脂族-芳族聚酯和聚羟基链烷酸酯的总量为100重量%,熔体包含的脂族聚酯的量为35至65重量%。还更优选地,基于脂族聚酯、脂族-芳族聚酯和聚羟基链烷酸酯的总量为100重量%,熔体包含的脂族聚酯的量为40至60重量%或42至62重量%。甚至更优选地,基于脂族聚酯、脂族-芳族聚酯和聚羟基链烷酸酯的总量为100重量%,熔体包含的脂族聚酯的量为45至55重量%。特别地,当脂族聚酯是聚丁二酸丁二醇酯时,可以应用这些范围。在优选的实施方案中,基于聚丁二酸丁二醇酯、脂肪族芳香族聚酯和聚羟基链烷酸酯的总量为100重量%,所述熔体包含52重量%的聚丁二酸丁二醇酯。
优选地,基于脂族聚酯、脂族-芳族聚酯和聚羟基链烷酸酯的总量为100重量%,熔体包含10至60重量%的脂族-芳族聚酯。更优选地,基于脂族聚酯、脂族-芳族聚酯和聚羟基链烷酸酯的总量为100重量%,熔体包含20至50重量%的脂族-芳族聚酯。还更优选地,基于脂族聚酯、脂族-芳族聚酯和聚羟基链烷酸酯的总量为100重量%,熔体包含25至40重量%或26至46重量%的脂族-芳族聚酯。甚至更优选地,基于脂族聚酯、脂族-芳族聚酯和聚羟基链烷酸酯的总量为100重量%,熔体包含30至40重量%的脂族-芳族聚酯。特别地,当脂族-芳族聚酯是聚己二酸对苯二甲酸丁二醇酯(PBAT)时,可以应用这些范围。在优选的实施方案中,基于脂族聚酯、聚己二酸对苯二甲酸丁二醇酯(PBAT)和聚羟基链烷酸酯的总量为100重量%,熔体包含36重量%聚己二酸对苯二甲酸丁二醇酯(PBAT)。
优选地,基于脂族聚酯、脂族-芳族聚酯和聚羟基链烷酸酯的总量为100重量%,熔体包含的聚羟基链烷酸酯的量为1至25重量%。更优选地,基于脂族聚酯、脂族-芳族聚酯和聚羟基链烷酸酯的总量为100重量%,熔体包含2至22重量%的量的聚羟基链烷酸酯。还更优选地,基于脂族聚酯、脂族-芳族聚酯和聚羟基链烷酸酯的总量的100重量%,熔体包含3至20重量%的量的聚羟基链烷酸酯。还更优选地,基于脂族聚酯、脂族-芳族聚酯和聚羟基链烷酸酯的总量为100重量%,熔体包含3至18重量%的量的聚羟基链烷酸酯。甚至更优选地,基于脂族聚酯、脂族-芳族聚酯和聚羟基链烷酸酯的总量为100重量%,熔体包含的聚羟基链烷酸酯的量为5至15重量%。特别地,当聚羟基链烷酸酯是聚羟基丁酸酯-共-羟基己酸酯,优选聚(3-羟基丁酸酯-共-3-羟基己酸酯) (PHBH)时,可以应用这些范围。优选地,当聚羟基烷酸酯是聚羟基丁酸酯-共-羟基己酸酯,优选聚(3-羟基丁酸酯-共-3-羟基己酸酯) (PHBH)时,基于脂族聚酯、脂族-芳族聚酯和聚羟基丁酸酯-共-羟基己酸酯,优选聚(3-羟基丁酸酯-共-3-羟基己酸酯) (PHBH)的总量为100重量%,熔体包含20重量%或更少,更优选18重量%或更少的聚羟基丁酸酯-共-羟基己酸酯,优选聚(3-羟基丁酸酯-共-3-羟基己酸酯) (PHBH)。
脂族聚酯、脂族-芳族聚酯和聚羟基链烷酸酯的量的范围也可彼此组合。因此,作为说明性实例,熔体可包含42至62重量%,优选45至55重量%的量的脂族聚酯,熔体可包含26至46重量%,优选30至40重量%的量的脂族-芳族聚酯,并且熔体可包含2至22重量%,优选3至20重量%,更优选3至18重量%的量的聚羟基丁酸酯,各自基于脂族聚酯、脂族-芳族聚酯和聚羟基链烷酸酯的总量为100重量%。本领域技术人员将容易地在本文提供的范围内选择一种或多种聚合物的合适量,使得不超过脂族聚酯、脂族-芳族聚酯和聚羟基链烷酸酯的总量为100重量%的总量。特别地,当脂族聚酯是聚丁二酸丁二醇酯,脂族芳族聚酯是聚己二酸对苯二甲酸丁二醇酯,和聚羟基链烷酸酯是聚羟基丁酸酯-共-羟基己酸酯,优选聚(3-羟基丁酸酯-共-3-羟基己酸酯) (PHBH)时,可以应用这些范围。在非常优选的实施方案中,熔体包含52重量%的聚丁二酸丁二醇酯、36重量%的聚己二酸对苯二甲酸丁二醇酯和12重量%的聚羟基丁酸酯-共-羟基己酸酯,优选聚(3-羟基丁酸酯-共-3-羟基己酸酯) (PHBH),各自基于聚丁二酸丁二醇酯、聚己二酸对苯二甲酸丁二醇酯和聚羟基丁酸酯-共-羟基己酸酯,优选聚(3-羟基丁酸酯-共-3-羟基己酸酯) (PHBH)的总量为100重量%。
在一些实施方案中,聚羟基链烷酸酯可部分或完全地被聚丙交酯(PLA,或也称为聚乳酸或聚(乳酸))代替。因此,在一些实施方案中,当聚羟基烷酸酯部分地被聚丙交酯代替时,熔体包含脂族聚酯、脂族-芳族聚酯、聚羟基烷酸酯和聚丙交酯。在一些实施方案中,当聚羟基链烷酸酯完全被聚丙交酯代替时,熔体包含脂族聚酯、脂族-芳族聚酯和聚丙交酯。然而,在聚羟基链烷酸酯完全被聚丙交酯替代的实施方案中,熔体不包含聚羟基链烷酸酯。
任选地,熔体可以进一步包含至少一种添加剂。例如,熔体可包含至少一种通常已知用于适合三维打印的长丝中的添加剂。任选的添加剂可以包括但不限于选自阻燃剂、消光剂、鉴定标记物(例如,荧光标记物)、抗微生物剂、增塑剂、着色剂、填料及其任意组合的添加剂。
优选地,熔体进一步包含阻燃剂。更优选地,阻燃剂是磷酸盐。在优选的实施方案中,阻燃剂选自磷酸二氢铵([NH4][H2PO4])、磷酸氢二铵([NH4]2[HPO4])、磷酸三铵([NH4]3[PO4])及其任意组合。更优选地,阻燃剂选自磷酸二氢铵([NH4][H2PO4])、磷酸氢二铵([NH4]2[HPO4])及其任意组合。更优选地,阻燃剂是磷酸二氢铵([NH4][H2PO4])或磷酸氢二铵([NH4]2[HPO4])。更优选地,阻燃剂是磷酸氢二铵([NH4]2[HPO4])。或者,或另外,阻燃剂可以是多磷酸盐。优选地,当阻燃剂是多磷酸盐时,阻燃剂是多磷酸铵。
基于熔体的总重量为100重量%,熔体可包含0.01至5重量%的量的阻燃剂。优选地,基于熔体的总重量为100重量%,熔体包含0.1至4重量%的量的阻燃剂。更优选地,基于熔体的总重量为100重量%,熔体包含0.2重量%至3重量%的量的阻燃剂。还更优选地,基于熔体的总重量为100重量%,熔体包含0.3至3重量%的量的阻燃剂。甚至更优选地,基于熔体的总重量为100重量%,熔体包含0.3至2重量%的量的阻燃剂。特别地,当阻燃剂是磷酸盐或多磷酸盐时,优选当阻燃剂是磷酸氢二铵([NH4]2[HPO4])时,可以应用上述范围。
本领域技术人员将容易地选择熔体中包含的添加剂的合适量。作为说明性实例,基于熔体的总重量为100重量%,熔体可包含总量为15重量%或更少的添加剂。基于熔体的总重量为100重量%,熔体中添加剂的总量可为10重量%或更少。优选地,基于熔体的总重量为100重量%,熔体包含7重量%或更少的添加剂总量。更优选地,基于熔体的总重量为100重量%,熔体包含总量为5重量%或更少的添加剂。还更优选地,基于熔体的总重量为100重量%,熔体包含总量为4重量%或更少的添加剂。甚至更优选地,基于熔体的总重量为100重量%,熔体包含总量为3至4重量%的添加剂。优选地,熔体包含总量为7重量%或更少、更优选3至4重量%的添加剂,各自基于熔体的总重量为100重量%,以便实现适用于三维打印的长丝刚度。
在一些实施方案中,熔体不是通过中空纤维纺丝喷嘴挤出以形成适于三维打印的长丝。本文所用术语“中空纤维纺丝喷嘴”是指本领域通常已知的任何中空纤维纺丝喷嘴。中空纤维纺丝喷嘴的说明性示例描述于例如EP 2112256,其全部内容通过引用并入本文。
在一些实施方案中,制备适用于三维打印的长丝的方法不是如国际专利申请PCT/EP2022/075084中所述的制备纤维的方法。特别地,在一些实施方案中,制备适用于三维打印的长丝的方法不是:
一种制备纤维的方法,包括:
- 将脂族聚酯、脂族-芳族聚酯和聚羟基链烷酸酯的熔体通过中空纤维纺丝喷嘴进行纺丝,得到前驱体纤维;以及
- 在温度梯度下冷却前驱体纤维,即得纤维。
本发明还涉及一种适用于三维打印的长丝,其可通过或通过根据本发明的制备用于三维打印的长丝的方法获得。
本发明还涉及包含脂族聚酯、脂族-芳族聚酯和聚羟基链烷酸酯的熔体用于制备适于三维打印的长丝的用途,其中所述长丝如本文所定义。
本发明还涉及包含脂族聚酯、脂族-芳族聚酯和聚羟基链烷酸酯的熔体用于制备适用于三维打印的长丝的用途。
包含脂族聚酯、脂族-芳族聚酯和聚羟基链烷酸酯的混合物
本发明还涉及包含脂族聚酯、脂族-芳族聚酯和聚羟基链烷酸酯的混合物。这种混合物可用于例如制备适用于根据本发明的三维打印的纤维或长丝。
包含在混合物中的脂族聚酯、脂族-芳族聚酯和聚羟基链烷酸酯可如本文所述进一步定义,尤其如本文所述用于任何适于三维打印的纤维或任何长丝。在一个非常优选的实施方案中,脂族聚酯是聚琥珀酸丁二醇酯(PBS),脂族-芳族聚酯是聚己二酸对苯二甲酸丁二醇酯(PBAT),聚羟基链烷酸酯是聚(3-羟基丁酸酯-共-3-羟基己酸酯) (PHBH)。因此,本发明还涉及一种混合物,其包含聚丁二酸丁二醇酯(PBS)、聚己二酸对苯二甲酸丁二醇酯(PBAT)和聚(3-羟基丁酸酯-共-3-羟基己酸酯) (PHBH)。在一些实施方案中,所述混合物基本上由脂族聚酯、脂族-芳族聚酯和聚羟基链烷酸酯组成。在一些实施方案中,混合物基本上由聚丁二酸丁二醇酯(PBS)、聚己二酸对苯二甲酸丁二醇酯(PBAT)和聚(3-羟基丁酸酯-共-3-羟基己酸酯) (PHBH)组成。在一些实施方案中,所述混合物由脂族聚酯、脂族-芳族聚酯和聚羟基链烷酸酯组成。在一些实施方案中,混合物由聚琥珀酸丁二醇酯(PBS)、聚己二酸对苯二甲酸丁二醇酯(PBAT)和聚(3-羟基丁酸酯-共-3-羟基己酸酯) (PHBH)组成。
在混合物中,脂族聚酯、脂族-芳族聚酯和聚羟基链烷酸酯可以以颗粒形式存在。可用于混合物中的颗粒的说明性实例可选自颗粒、丸粒、挤出物、珠粒、球粒及其任何组合。优选地,脂族聚酯、脂族-芳族聚酯和聚羟基链烷酸酯是颗粒形式。在非常优选的实施方案中,混合物包含颗粒形式的聚丁二酸丁二醇酯(PBS)、聚己二酸对苯二甲酸丁二醇酯(PBAT)和聚(3-羟基丁酸酯-共-3-羟基己酸酯) (PHBH)。本发明还涉及包含聚丁二酸丁二醇酯(PBS)、聚己二酸对苯二甲酸丁二醇酯(PBAT)和聚(3-羟基丁酸酯-共-3-羟基己酸酯)(PHBH)的颗粒。为了制备适用于三维打印的纤维或长丝,可将包含聚合物颗粒的混合物加热到聚合物的熔点以上。在一些实施方案中,混合物因此可以以熔体的形式存在。如本文所述,可使熔体经受纺丝纤维或挤出成适于三维打印的长丝。
优选地,基于脂族聚酯、脂族-芳族聚酯和聚羟基链烷酸酯的总量为100重量%,所述混合物包含30至70重量%的脂族聚酯。更优选地,基于脂族聚酯、脂族-芳族聚酯和聚羟基链烷酸酯的总量为100重量%,所述混合物包含35至65重量%的脂族聚酯。还更优选地,基于脂族聚酯、脂族-芳族聚酯和聚羟基链烷酸酯的总量为100重量%,所述混合物包含40至60重量%或42至62重量%的脂族聚酯。甚至更优选地,基于脂族聚酯、脂族-芳族聚酯和聚羟基链烷酸酯的总量为100重量%,所述混合物包含45至55重量%的脂族聚酯。特别地,当脂族聚酯是聚丁二酸丁二醇酯时,可以应用这些范围。在优选的实施方案中,基于聚丁二酸丁二醇酯、脂肪族芳香族聚酯和聚羟基链烷酸酯的总量为100重量%,所述混合物包含52重量%的聚丁二酸丁二醇酯。
优选地,基于脂族聚酯、脂族-芳族聚酯和聚羟基链烷酸酯的总量为100重量%,所述混合物包含10至60重量%的脂族-芳族聚酯。更优选地,基于脂族聚酯、脂族-芳族聚酯和聚羟基链烷酸酯的总量为100重量%,所述混合物包含20至50重量%的脂族-芳族聚酯。还更优选地,基于脂族聚酯、脂族-芳族聚酯和聚羟基链烷酸酯的总量为100重量%,所述混合物包含25至40重量%或26至46重量%的脂族-芳族聚酯。甚至更优选地,基于脂族聚酯、脂族-芳族聚酯和聚羟基链烷酸酯的总量为100重量%,所述混合物包含30至40重量%的量的脂族-芳族聚酯。特别地,当脂族-芳族聚酯是聚己二酸对苯二甲酸丁二醇酯(PBAT)时,可以应用这些范围。在优选的实施方案中,基于脂族聚酯、聚己二酸对苯二甲酸丁二醇酯(PBAT)和聚羟基链烷酸酯的总量为100重量%,该混合物包含36重量%的聚己二酸对苯二甲酸丁二醇酯(PBAT)。
优选地,基于脂族聚酯、脂族-芳族聚酯和聚羟基链烷酸酯的总量为100重量%,所述混合物包含1至25重量%的量的聚羟基链烷酸酯。更优选地,基于脂族聚酯、脂族-芳族聚酯和聚羟基链烷酸酯的总量为100重量%,所述混合物包含2至22重量%的量的聚羟基链烷酸酯。还更优选地,基于脂族聚酯、脂族-芳族聚酯和聚羟基链烷酸酯的总量为100重量%,所述混合物包含3至20重量%的量的聚羟基链烷酸酯。还更优选地,基于脂族聚酯、脂族-芳族聚酯和聚羟基链烷酸酯的总量为100重量%,所述混合物包含3至18重量%的量的聚羟基链烷酸酯。甚至更优选地,基于脂族聚酯、脂族-芳族聚酯和聚羟基链烷酸酯的总量为100重量%,所述混合物包含5至15重量%的量的聚羟基链烷酸酯。特别地,当聚羟基链烷酸酯是聚羟基丁酸酯-共-羟基己酸酯,优选聚(3-羟基丁酸酯-共-3-羟基己酸酯) (PHBH)时,可以应用这些范围。优选地,当聚羟基链烷酸酯是聚羟基丁酸酯-共-羟基己酸酯,优选聚(3-羟基丁酸酯-共-3-羟基己酸酯) (PHBH)时,基于脂族聚酯、脂族-芳族聚酯和聚羟基丁酸酯-共-羟基己酸酯,优选聚(3-羟基丁酸酯-共-3-羟基己酸酯) (PHBH)的总量为100重量%,该混合物包含20重量%或更少,更优选18重量%或更少的聚羟基丁酸酯-共-羟基己酸酯,优选聚(3-羟基丁酸酯-共-3-羟基己酸酯) (PHBH)。
脂族聚酯、脂族-芳族聚酯和聚羟基链烷酸酯的量的范围也可彼此组合。因此,作为说明性实例,各自基于脂族聚酯、脂族-芳族聚酯和聚羟基链烷酸酯的总量为100重量%,混合物可包含42至62重量%,优选45至55重量%的量的脂族聚酯,混合物可包含26至46重量%,优选30至40重量%的量的脂族-芳族聚酯,并且混合物可包含2至22重量%,优选3至20重量%,更优选3至18重量%的量的聚羟基丁酸酯。本领域技术人员将容易地在本文提供的范围内选择一种或多种聚合物的合适量,使得不超过脂族聚酯、脂族-芳族聚酯和聚羟基链烷酸酯的总量为100重量%的总量。特别地,当脂族聚酯是聚丁二酸丁二醇酯,脂族芳族聚酯是聚己二酸对苯二甲酸丁二醇酯,和聚羟基链烷酸酯是聚羟基丁酸酯-共-羟基己酸酯,优选聚(3-羟基丁酸酯-共-3-羟基己酸酯) (PHBH)时,可以应用这些范围。在非常优选的实施方案中,各自基于聚丁二酸丁二醇酯、聚己二酸对苯二甲酸丁二醇酯和聚羟基丁酸酯-共-羟基己酸酯,优选聚(3-羟基丁酸酯-共-3-羟基己酸酯) (PHBH)的总量为100重量%,混合物包含52重量%的聚丁二酸丁二醇酯、36重量%的聚己二酸对苯二甲酸丁二醇酯和12重量%的聚羟基丁酸酯-共-羟基己酸酯,优选聚(3-羟基丁酸酯-共-3-羟基己酸酯) (PHBH)。
任选地,混合物可进一步包含至少一种添加剂。例如,混合物可以包含至少一种通常已知用于适合三维打印的纺织纤维或长丝中的添加剂。任选的添加剂可以包括但不限于选自阻燃剂、消光剂、鉴定标记物(例如,荧光标记物)、抗微生物剂、增塑剂、着色剂、填料及其任意组合的添加剂。
优选地,混合物还包含阻燃剂。更优选地,阻燃剂是磷酸盐。在优选的实施方案中,阻燃剂选自磷酸二氢铵([NH4][H2PO4])、磷酸氢二铵([NH4]2[HPO4])、磷酸三铵([NH4]3[PO4])及其任意组合。更优选地,阻燃剂选自磷酸二氢铵([NH4][H2PO4])、磷酸氢二铵([NH4]2[HPO4])及其任意组合。更优选地,阻燃剂是磷酸二氢铵([NH4][H2PO4])或磷酸氢二铵([NH4]2[HPO4])。更优选地,阻燃剂是磷酸氢二铵([NH4]2[HPO4])。或者或另外,阻燃剂可以是多磷酸盐。优选地,当阻燃剂是多磷酸盐时,阻燃剂是多磷酸铵。
基于混合物总重量为100重量%,混合物可以包含0.01至5重量%的量的阻燃剂。优选地,基于混合物总重量为100重量%,混合物包含0.1至4重量%的量的阻燃剂。更优选地,基于混合物总重量为100重量%,混合物包含0.2重量%至3重量%的量的阻燃剂。还更优选地,基于混合物总重量为100重量%,混合物包含0.3至3重量%的量的阻燃剂。甚至更优选地,基于混合物总重量为100重量%,混合物包含0.3至2重量%的量的阻燃剂。特别地,当阻燃剂是磷酸盐或多磷酸盐时,优选当阻燃剂是磷酸氢二铵([NH4]2[HPO4])时,可以应用上述范围。
本领域技术人员将容易地选择要包含在混合物中的添加剂的合适的量。作为说明性实例,基于混合物总重量为100重量%,混合物可包含总量为15重量%或更少的添加剂。基于混合物总重量为100重量%,混合物可包含总量为10重量%或更少的添加剂。优选地,基于混合物总重量为100重量%,混合物包含总量为7重量%或更少的添加剂。更优选地,基于混合物总重量为100重量%,混合物包含总量为5重量%或更少的添加剂。还更优选地,基于混合物总重量为100重量%,混合物包含总量为4重量%或更少的添加剂。甚至更优选地,基于混合物总重量为100重量%,混合物包含总量为3至4重量%的添加剂。优选的是,各自基于混合物总重量为100重量%,混合物包含总量为7重量%或更少、更优选3至4重量%的添加剂,以便获得可用于纺织纤维或适用于三维打印的长丝的刚度。
本发明还涉及包含脂族聚酯、脂族-芳族聚酯和聚羟基链烷酸酯的混合物在制备纤维中的用途,其中所述纤维如本文所定义。
本发明还涉及包含脂族聚酯、脂族-芳族聚酯和聚羟基链烷酸酯的混合物在制备纤维中的用途。
本发明还涉及包含脂族聚酯、脂族-芳族聚酯和聚羟基链烷酸酯的混合物用于制备适于三维打印的长丝的用途,其中所述长丝如本文所定义。
本发明还涉及包含脂族聚酯、脂族-芳族聚酯和聚羟基链烷酸酯的混合物用于制备适于三维打印的长丝的用途。
应注意,如本文所用,单数形式“一个”、“一种”和“该”包括复数指代,除非上下文另有明确指示。因此,例如,提及“一种试剂”包括一种或多种这样的不同试剂,并且提及“该方法”包括提及本领域普通技术人员已知的等同步骤和方法,其可以被修改或替代本文所述的方法。
除非另有说明,在一系列元素之前的术语“至少”应理解为是指该系列中的每个元素。本领域技术人员将认识到或能够使用不超过常规实验确定本文所述的本发明的具体实施方案的许多等同方案。这些等同物也包括在本发明中。
本文无论何处使用术语“和/或”都包括“和”、“或”和“由所述术语连接的元素的全部或任何其它组合”的含义。
术语“小于”或“大于”不包括具体的数字。例如,“小于20”意味着小于所指示的数目。类似地,“大于”意指大于指示的数目,例如,大于80%意指大于指示的80%的数目。
在整个说明书和随后的权利要求书中,除非上下文另有要求,词语“包括”及其变体如“包含”和“含有”应理解为暗示包括所述的整体或步骤或整体或步骤的组,但不排除任何其它整体或步骤或整体或步骤的组。当在本文中使用时,术语“包含”可以用术语“含有”或“包括”代替,或者有时当在本文中使用时用术语“具有”代替。
当在本文中使用时,“由……组成”排除权利要求要素中未指定的任何要素、步骤或成分,当在本文中使用时,“基本上由……组成”不排除实质上不影响权利要求的基本和新颖特征的材料或步骤,在本文的每种情况下,术语“包含”、“基本上由……组成”和“由……组成”中的任一个可以用其它两个术语中的任一个来代替。
术语“包括”是指“包括但不限于”。“包括”和“包括但不限于”可互换使用。
当在本文中使用时,术语“约”应理解为是指在相应的值或范围(如pH、浓度、百分比、摩尔浓度、时间等)中可以存在变化,其可以是给定值的至多5%、至多10%。例如,如果制剂包含约5 mg/ml的化合物,这被理解为是指制剂可以具有4.5至5.5 mg/ml。
应当理解,本发明不限于本文所述的特定方法、方案、材料、试剂和物质等,因此可以变化。本文所用的术语仅用于描述特定实施方案的目的,而不是要限制本发明的范围,本发明的范围仅由权利要求书限定。
本说明书全文中引用的所有出版物(包括所有专利、专利申请、科学出版物、说明书等),无论在上文或下文中,均全文以引用方式并入本文。本文中没有任何内容被解释为承认本发明无权凭借在先发明而早于这些公开。在通过引用并入的材料与本说明书矛盾或不一致的程度上,本说明书将取代任何这样的材料。
在此引用的所有文献和专利文献的内容通过引用整体并入。
本发明的特征还在于以下项目:
1. 一种由包含脂族聚酯、脂族-芳族聚酯和聚羟基链烷酸酯的混合物制成的纤维。
2. 根据项目1所述的纤维,其中所述脂族聚酯包含脂族C2-C20二羧酸和脂族C2-C12二醇。
3. 根据项目1或2所述的纤维,其中所述脂族聚酯选自聚琥珀酸丁二醇酯(PBS)、聚草酸乙二醇酯、聚丙二酸乙二醇酯、聚琥珀酸乙二醇酯、聚草酸丙二醇酯、聚丙二酸丙二醇酯、聚丁二酸丙二醇酯、聚草酸丁二醇酯、聚丙二酸丁二醇酯、聚琥珀酸-共-己二酸丁二醇酯(PBSA)、聚琥珀酸-共-壬二酸丁二醇酯(PBSAz)、聚琥珀酸-共-巴西酸丁二醇酯(PBSBr)及其任意组合。
4. 根据前述项目中任一项所述的纤维,其中所述脂族聚酯选自聚琥珀酸丁二醇酯(PBS)、聚琥珀酸-共-己二酸-丁二醇酯(PBSA)、聚琥珀酸-共-壬二酸-丁二醇酯(PBSAz)、聚琥珀酸-共-巴西酸-丁二醇酯(PBSBr)及其任意组合。
5. 根据前述项目中任一项所述的纤维,其中所述脂族聚酯是聚琥珀酸丁二醇酯(PBS)。
6. 根据前述项目中任一项所述的纤维,其中基于所述脂族聚酯、所述脂族-芳族聚酯和所述聚羟基链烷酸酯的总量为100重量%,所述纤维包含30重量%至70重量%的量的所述脂族聚酯。
7. 根据前述项目中任一项所述的纤维,其中所述脂族-芳族聚酯包含C2-C12脂族二羧酸、芳族二羧酸和脂族C2-C12二醇。
8. 根据前述项目中任一项所述的纤维,其中所述脂族-芳族聚酯选自聚己二酸对苯二甲酸丁二醇酯(PBAT)、聚琥珀酸对苯二甲酸丁二醇酯(PBST)、聚癸二酸对苯二甲酸丁二醇酯(PBSeT)以及它们的任何组合。
9. 根据前述项目中任一项所述的纤维,其中所述脂族-芳族聚酯是聚己二酸对苯二甲酸丁二醇酯(PBAT)。
10. 根据前述项目中任一项所述的纤维,其中基于所述脂族聚酯、所述脂族-芳族聚酯和所述聚羟基链烷酸酯的总量为100%重量,所述纤维包含10重量%至60重量%的量的所述脂族-芳族化合物,。
11. 根据前述项目中任一项所述的纤维,其中所述聚羟基链烷酸酯包含C3-C18羟基烷基羧酸。
12. 根据前述项目中任一项所述的纤维,其中所述聚羟基链烷酸酯选自聚羟基丁酸酯-共-羟基己酸酯、聚羟基丁酸酯、聚羟基戊酸酯、聚羟基丁酸酯-共-羟基戊酸酯、以及它们的任何组合。
13. 根据前述项目中任一项所述的纤维,其中所述聚羟基链烷酸酯选自聚(3-羟基丁酸酯-共-3-羟基己酸酯) (PHBH)、聚-3-羟基丁酸酯(P3HB)、聚-4-羟基丁酸酯(P4HB)、聚-3-羟基戊酸酯(PHV)、聚(3-羟基丁酸酯-共-4-羟基丁酸酯)、聚(3-羟基丁酸酯-共-3-羟基戊酸酯) (PHBV)及其任何组合。
14. 根据前述项目中任一项所述的纤维,其中所述聚羟基链烷酸酯是聚羟基丁酸酯-共-羟基己酸酯。
15. 根据前述项目中任一项所述的纤维,其中所述聚羟基链烷酸酯是聚(3-羟基丁酸酯-共-3-羟基己酸酯) (PHBH)。
16. 根据前述项目中任一项所述的纤维,其中基于所述脂族聚酯、所述脂族-芳族聚酯和所述聚羟基链烷酸酯的总量为100重量%,所述纤维包含1至25重量%的量的所述聚羟基链烷酸酯。
17. 根据前述项目中任一项所述的纤维,其中基于所述脂族聚酯、所述芳族-脂族聚酯和所述聚羟基链烷酸酯的总量为100重量%,所述纤维包含42重量%至62重量%的量的所述脂族聚酯、26重量%至46重量%的量的所述芳族-脂族聚酯和2重量%至22重量%的量的所述聚羟基链烷酸酯。
18. 根据前述项目中任一项所述的纤维,其中所述脂族聚酯为聚琥珀酸丁二醇酯(PBS),所述脂族-芳族聚酯为聚己二酸对苯二甲酸丁二醇酯(PBAT),所述聚羟基链烷酸酯为聚(3-羟基丁酸酯-共-3-羟基己酸酯) (PHBH)。
19. 根据前述项目中任一项所述的纤维,其中所述聚羟基链烷酸酯部分或完全被聚丙交酯替代。
20. 根据前述项目中任一项所述的纤维,其中所述纤维是纺织纤维。
21. 根据前述项目中任一项所述的纤维,其中所述纤维还包含至少一种添加剂。
22. 根据项目21所述的纤维,其中所述至少一种添加剂选自阻燃剂、消光剂、荧光标记物、抗微生物剂、增塑剂、填料、以及它们的任何组合。
23. 根据项目22所述的纤维,其中所述添加剂为阻燃剂。
24. 根据项目23所述的纤维,其中所述阻燃剂是磷酸盐,选自磷酸二氢铵([NH4][H2PO4])、磷酸氢二铵([NH4]2[HPO4])、磷酸三铵([NH4]3[PO4])、聚磷酸铵及其任意组合的磷酸盐。
25. 根据项目24所述的纤维,其中所述磷酸盐是磷酸氢二铵([NH4]2[HPO4])。
26. 根据项目22至25中任一项所述的纤维,其中基于纤维总重量为100重量%,所述纤维包含0.01至5重量%,优选0.1至4重量%,更优选0.2至3重量%,还更优选0.3至2重量%的量的阻燃剂。
27. 根据项目22所述的纤维,其中所述添加剂为消光剂。
28. 根据项目27所述的纤维,其中所述消光剂是硫化锌。
29. 根据项目22所述的纤维,其中所述添加剂为荧光标记物。
30. 根据项目22所述的纤维,其中所述添加剂为抗微生物剂。
31. 根据项目30所述的纤维,其中所述抗微生物剂是用聚对苯二甲酸乙二醇酯封装的锌。
32. 根据项目31所述的纤维,其中所述添加剂为填料。
33. 根据项目32所述的纤维,其中所述填料是木质素或包含木质素。
34. 根据项目21至33中任一项所述的纤维,其中基于纤维总重量为100重量%,所述纤维包含总量为15重量%或更少,优选10重量%或更少,更优选7重量%或更少,还更优选5重量%或更少,甚至更优选4重量%或更少,甚至更优选3至4重量%的添加剂。
35. 根据前述项目中任一项所述的纤维,其中所述纤维的纤度为0.5至8旦,优选0.8至6旦,更优选0.9至3旦,还更优选1.0至2旦,甚至更优选1.0至1.5旦,甚至更优选1.1至1.2旦。
36. 根据前述项目中任一项所述的纤维,其中所述纤维为短纤维。
37. 根据项目36所述的纤维,其中所述纤维具有2至80 mm,优选5至70 mm,更优选10至60 mm,还更优选15至50 mm,甚至更优选20至40 mm,甚至更优选22至35 mm,甚至更优选25至32 mm的短纤维长度。
38. 根据项目1至35中任一项所述的纤维,其中所述纤维是长丝。
39. 根据前述项目中任一项所述的纤维,其中所述纤维根据EN 13432是可生物降解的。
40. 根据前述项目中任一项所述的纤维,其中所述纤维不是:
可通过包括以下步骤的方法获得或通过包括以下步骤的方法获得的纤维:
- 将脂族聚酯、脂族-芳族聚酯和聚羟基链烷酸酯的熔体通过中空纤维纺丝喷嘴进行纺丝,得到前驱体纤维;以及
- 在温度梯度下冷却前驱体纤维,即得纤维。
41. 根据前述项目中任一项所述的纤维,其中所述纤维不是:
由包含脂族聚酯、脂族-芳族聚酯和聚羟基链烷酸酯的混合物制成的纤维,
其中,所述纤维在纵向方向上包括两种部分,其中,所述一种部分是较厚部分,而所述另一种部分是较薄部分,其中,所述较厚部分和所述较薄部分在相对于所述纤维的纵向方向的垂直方向上延伸,并且其中,较厚部分在垂直方向上的延伸大于较薄部分在垂直方向上的延伸;
其中,较厚部分的至少一部分具有空腔,较薄部分的至少一部分具有致密结构。
42. 根据前述项目中任一项所述的纤维,其中所述纤维不是:
一种由包含脂族聚酯、脂族-芳族聚酯和聚羟基链烷酸酯的混合物制成的中空纤维。
43. 根据前述项目中任一项所述的纤维,其中所述纤维不是分段纤维或分段中空纤维。
44. 一种纱线,其包含根据项目1至43中任一项所述的纤维。
45. 一种纺织品,其包含根据项目1至43中任一项所述的纤维或根据项目44所述的纱线。
46. 根据项目45所述的纺织品,其中所述纺织品是服装或家用纺织品。
47. 根据项目46所述的纺织品,其中所述服装选自衬衫、polo衫、裤子、夹克、内衣、袜子、外套、鞋和鞋带。
48. 根据项目47所述的纺织品,其中所述家用纺织品选自窗帘、地毯、毯子、床单、羽绒被罩、垫套和毛巾。
49. 一种制备根据项目1至43中任一项所述的纤维的方法,包括:
- 将脂族聚酯、脂族-芳族聚酯和聚羟基链烷酸酯的熔体通过纺丝喷嘴纺丝,得到前驱体纤维;以及
- 冷却前驱体纤维,从而获得所述纤维。
49a. 根据项目49所述的方法,其中所述熔体的温度在200℃至260℃的范围内,优选在220℃至250℃的范围内,更优选在230℃至250℃的范围内,还更优选在230℃至240℃的范围内。
50. 根据项目49所述的方法,其中所述冷却通过空气冷却来实现。
51. 根据项目49或50所述的方法,其中基于脂族聚酯、脂族-芳族聚酯和聚羟基链烷酸酯的总量为100重量%,所述熔体包含30重量%至70重量%的量的脂族聚酯。
52. 根据项目49至51中任一项所述的方法,其中基于脂族聚酯、脂族-芳族聚酯和聚羟基链烷酸酯的总量为100重量%,所述熔体包含10重量%至60重量%的量的脂族-芳族化合物。
53. 根据项目49至52中任一项所述的方法,其中基于脂族聚酯、脂族-芳族聚酯和聚羟基链烷酸酯的总量为100重量%,所述熔体包含1至25重量%的量的聚羟基链烷酸酯。
54. 根据项目49至53中任一项所述的方法,其中基于脂族聚酯、芳族-脂族聚酯和聚羟基链烷酸酯的总量为100重量%,所述熔体包含42至62重量%的量的脂族聚酯、26至46重量%的量的芳族-脂族聚酯和2至22重量%的量的聚羟基链烷酸酯。
55. 根据项目49至54中任一项所述的方法,其中所述聚羟基链烷酸酯被聚丙交酯部分或完全替代。
56. 根据项目49至55中任一项所述的方法,其中所述熔体还包含至少一种添加剂。
57. 根据项目56所述的方法,其中所述至少一种添加剂选自阻燃剂、消光剂、荧光标记物、抗微生物剂、增塑剂、填料、以及它们的任何组合。
58. 根据项目57所述的方法,其中所述添加剂是阻燃剂。
59. 根据项目58所述的方法,其中基于熔体的总重量为100重量%,所述熔体包含0.01至5重量%,优选0.1至4重量%,更优选0.2至3重量%,还更优选0.3至2重量%的量的阻燃剂。
60. 根据项目56至59中任一项所述的方法,其中基于熔体总重量为100重量%,所述添加剂的总量为15重量%或更少,优选10重量%或更少,更优选7重量%或更少,还更优选5重量%或更少,甚至更优选4重量%或更少,甚至更优选3至4重量%。
61. 根据项目49至60中任一项所述的方法,其中所述纤维被制备为短纤维。
62. 根据项目49至60中任一项所述的方法,其中将所述纤维制备为长丝。
63. 根据项目49至62中任一项所述的方法,其中所述纺丝喷嘴不是中空纤维纺丝喷嘴。
64. 根据项目49至63中任一项所述的方法,其中该方法不是:
一种制备纤维的方法,包括:
- 将脂族聚酯、脂族-芳族聚酯和聚羟基链烷酸酯的熔体通过中空纤维纺丝喷嘴进行纺丝,得到前驱体纤维;以及
- 在温度梯度下冷却前驱体纤维,即得纤维。
65. 一种纤维,其可通过或通过根据项目49至64中任一项所述的方法获得。
66. 包含脂族聚酯、脂族-芳族聚酯和聚羟基链烷酸酯的熔体用于制备纤维的用途,其中所述纤维如项目1至43任一项中所定义。
67. 包含脂族聚酯、脂族-芳族聚酯和聚羟基链烷酸酯的熔体用于制备纤维的用途。
68. 包含脂族聚酯、脂族-芳族聚酯和聚羟基链烷酸酯的混合物在制备纤维中的用途,其中所述纤维如项目1至43任一项中所定义。
69. 包含脂族聚酯、脂族-芳族聚酯和聚羟基链烷酸酯的混合物在制备纤维中的用途。
70. 一种适用于三维打印的长丝,所述长丝由包含脂族聚酯、脂族-芳族聚酯和聚羟基链烷酸酯的混合物制成。
71. 根据项目70所述的长丝,其中所述脂族聚酯包含脂族C2-C20二羧酸和脂族C2-C12二醇。
72. 根据项目70或71所述的长丝,其中所述脂族聚酯选自聚琥珀酸丁二醇酯(PBS)、聚草酸乙二醇酯、聚丙二酸乙二醇酯、聚琥珀酸乙二醇酯、聚草酸丙二醇酯、聚丙二酸丙二醇酯、聚琥珀酸丙二醇酯、聚草酸丁二醇酯、聚丙二酸丁二醇酯、聚琥珀酸-共-己二酸丁二醇酯(PBSA)、聚琥珀酸-共-壬二酸丁二醇酯(PBSAz)、聚琥珀酸-共-巴西酸丁二醇酯(PBSBr)及其任意组合。
73. 根据项目70至72中任一项所述的长丝,其中所述脂族聚酯选自聚琥珀酸丁二醇酯(PBS)、聚琥珀酸-共-己二酸-丁二醇酯(PBSA)、聚琥珀酸-共-壬二酸-丁二醇酯(PBSAz)、聚琥珀酸-共-巴西酸-丁二醇酯(PBSBr)及其任何组合。
74. 根据项目70至73中任一项所述的长丝,其中所述脂族聚酯为聚琥珀酸丁二醇酯(PBS)。
75. 根据项目70至74中任一项所述的长丝,其中基于所述脂族聚酯、所述脂族-芳族聚酯和所述聚羟基链烷酸酯的总量为100%,所述长丝包含30重量%至70重量%的量的所述脂族聚酯。
76. 根据项目70至75中任一项所述的长丝,其中所述脂族-芳族聚酯包含C2-C12脂肪族二羧酸、芳香族二羧酸和脂肪族C2-C12二醇。
77. 根据项目70至76中任一项所述的长丝,其中所述脂族-芳族聚酯选自聚己二酸对苯二甲酸丁二醇酯(PBAT)、聚琥珀酸对苯二甲酸丁二醇酯(PBST)、聚癸二酸对苯二甲酸丁二醇酯(PBSeT)及其任何组合。
78. 根据项目70至77中任一项所述的长丝,其中所述脂族-芳族聚酯为聚己二酸对苯二甲酸丁二醇酯(PBAT)。
79. 根据项目70至78中任一项所述的长丝,其中基于脂族聚酯、脂族-芳族聚酯和聚羟基链烷酸酯的总量为100重量%,所述长丝包含10重量%至60重量%的量的脂族-芳族化合物。
80. 根据项目70至79中任一项所述的长丝,其中所述聚羟基链烷酸酯包含C3-C18羟烷基羧酸。
81. 根据项目70至80中任一项所述的长丝,其中所述聚羟基链烷酸酯选自聚羟基丁酸酯-共-羟基己酸酯、聚羟基丁酸酯、聚羟基戊酸酯、聚羟基丁酸酯-共-羟基戊酸酯、以及它们的任何组合。
82. 根据项目70至81中任一项所述的长丝,其中所述聚羟基链烷酸酯选自聚(3-羟基丁酸酯-共-3-羟基己酸酯) (PHBH)、聚-3-羟基丁酸酯(P3HB)、聚-4-羟基丁酸酯(P4HB)、聚-3-羟基戊酸酯(PHV)、聚(3-羟基丁酸酯-共-4-羟基丁酸酯)、聚(3-羟基丁酸酯-共-3-羟基戊酸酯) (PHBV)及其任何组合。
83. 根据项目70至82中任一项所述的长丝,其中所述聚羟基链烷酸酯是聚羟基丁酸酯-共-羟基己酸酯。
84. 根据项目70至83中任一项所述的长丝,其中所述聚羟基链烷酸酯是聚(3-羟基丁酸酯-共-3-羟基己酸酯) (PHBH)。
85. 根据项目70至84中任一项所述的长丝,其中基于所述脂族聚酯、所述脂族-芳族聚酯和所述聚羟基链烷酸酯的总量为100重量%,所述长丝包含按1重量%至25重量%的量的所述聚羟基链烷酸酯。
86. 根据项目70至85中任一项所述的长丝,其中基于所述脂族聚酯、所述芳族-脂族聚酯和所述聚羟基链烷酸酯的总量为100重量%,所述长丝包含42重量%至62重量%的量的脂族聚酯、26重量%至46重量%的量的芳族-脂族聚酯和2重量%至22重量%的量的聚羟基链烷酸酯。
87. 根据项目70至86中任一项所述的长丝,其中所述脂族聚酯为聚琥珀酸丁二醇酯(PBS),所述脂族-芳族聚酯为聚己二酸对苯二甲酸丁二醇酯(PBAT),并且所述聚羟基链烷酸酯为聚(3-羟基丁酸酯-共-3-羟基己酸酯) (PHBH)。
88. 根据项目70至87中任一项所述的长丝,其中所述聚羟基链烷酸酯部分或全部地被聚丙交酯替代。
89. 根据项目70至88中任一项所述的长丝,其中所述纤维还包含至少一种添加剂。
90. 根据项目89所述的长丝,其中所述至少一种添加剂选自阻燃剂、消光剂、荧光标记物、抗微生物剂、增塑剂、填料、及其任何组合。
91. 根据项目90所述的长丝,其中所述添加剂为阻燃剂。
92. 根据项目91所述的长丝,其中所述阻燃剂为磷酸盐,选自:磷酸二氢铵([NH4][H2PO4])、磷酸氢二铵([NH4]2[HPO4])、磷酸三铵([NH4]3[PO4])和多磷酸铵及其任意组合。
93. 根据项目92所述的长丝,其中所述磷酸盐是磷酸氢二铵([NH4]2[HPO4])。
94. 根据项目90至93中任一项所述的长丝,其中基于所述长丝总重量为100重量%,所述纤维包含0.01至5重量%,优选0.1至4重量%,更优选0.2至3重量%,还更优选0.3至2重量%的量的阻燃剂。
95. 根据项目90所述的长丝,其中所述添加剂为消光剂。
96. 根据项目95所述的长丝,其中所述消光剂为硫化锌。
97. 根据项目90所述的长丝,其中所述添加剂为荧光标记物。
98. 根据项目90所述的长丝,其中所述添加剂为抗微生物剂。
99. 根据项目98所述的长丝,其中所述抗微生物剂是用聚对苯二甲酸乙二醇酯封装的锌。
100. 根据项目90所述的长丝,其中所述添加剂为填料。
101. 根据项目100所述的长丝,其中所述填料为或包含木质素。
102. 根据项目89至101中任一项所述的长丝,其中基于所述长丝总重量为100重量%,所述长丝包含总量为15重量%或更少,优选10重量%或更少,更优选7重量%或更少,还更优选5重量%或更少,甚至更优选4重量%或更少,甚至更优选3至4重量%的添加剂。
103. 根据项目70至102中任一项所述的长丝,其中所述长丝的直径为1.0 mm或更大,优选地1.5 mm或更大,更优选地1.6 mm或更大,甚至更优选地1.7 mm或更大;以及
其中所述长丝的直径为5.0 mm或更小,优选4.0 mm或更小,更优选3.5 mm或更小,甚至更优选3.0 mm或更小。
104. 根据项目103所述的长丝,其中所述长丝的直径在1.70 mm至1.80 mm的范围内。
105. 根据项目103所述的长丝,其中所述长丝的直径在2.80 mm至3.05 mm的范围内。
106. 根据项目70至105中任一项所述的长丝,其中所述长丝根据EN 13432是可生物降解的。
107. 根据项目70至106中任一项所述的长丝,其中所述长丝不是:
可通过包括以下步骤的方法获得或通过包括以下步骤的方法获得的纤维:
- 将脂族聚酯、脂族-芳族聚酯和聚羟基链烷酸酯的熔体通过中空纤维纺丝喷嘴进行纺丝,得到前驱体纤维;以及
- 在温度梯度下冷却前驱体纤维,即得纤维。
108. 根据项目70至107中任一项所述的长丝,其中所述长丝不是:
由包含脂族聚酯、脂族-芳族聚酯和聚羟基链烷酸酯的混合物制成的纤维,
其中,所述纤维在纵向方向上包括两种部分,其中,所述一种部分是较厚部分,而所述另一种部分是较薄部分,其中,所述较厚部分和所述较薄部分在相对于所述纤维的纵向方向的垂直方向上延伸,并且其中,所述较厚部分在垂直方向上的延伸大于所述较薄部分在垂直方向上的延伸;
其中,所述较厚部分的至少一部分具有空腔,所述较薄部分的至少一部分具有致密结构。
109. 根据项目70至108中任一项所述的长丝,其中所述长丝不是:
由包含脂族聚酯、脂族-芳族聚酯和聚羟基链烷酸酯的混合物制成的中空纤维。
110. 根据项目70至109中任一项所述的长丝,其中所述长丝不是分段纤维或分段中空纤维。
111. 一种辊,包含根据项目70至110中任一项所述的适用于三维打印的长丝。
112. 一种适用于三维打印机的盒,包含根据项70至110中任一项所述的适用于三维打印的长丝。
113. 一种三维打印制品,其可通过或通过将根据项目70至110中任一项所述的适用于三维打印的长丝进行三维打印而获得。
114. 一种制备根据项目70至110中任一项所述的适用于三维打印的长丝的方法,包括将包含脂族聚酯、脂族-芳族聚酯和聚羟基链烷酸酯的熔体挤出成长丝形式。
114a. 根据项目114所述的方法,其中所述熔体的温度在200℃至260℃的范围内,优选地在220℃至250℃的范围内,更优选地在230℃至250℃的范围内,还更优选地在230℃至240℃的范围内。
115. 根据项目114所述的方法,其中基于所述脂族聚酯、所述脂族-芳族聚酯和所述聚羟基链烷酸酯的总量为100重量%,所述熔体包含30重量%至70重量%的量的脂族聚酯。
116. 根据项目114或115所述的方法,其中基于所述脂族聚酯、所述脂族-芳族聚酯和所述聚羟基链烷酸酯的总量为100重量%,所述熔体包含10重量%至60重量%的所述脂族-芳族化合物。
117. 根据项目114至116中任一项所述的方法,其中基于所述脂族聚酯、所述脂族-芳族聚酯和所述聚羟基链烷酸酯的总量为100重量%,所述熔体包含1重量%至25重量%的量的聚羟基链烷酸酯。
118. 根据项目114至117中任一项所述的方法,其中基于脂族聚酯、芳族-脂族聚酯和聚羟基链烷酸酯的总量为100重量%,所述熔体包含42重量%至62重量%的量的脂族聚酯、26重量%至46重量%的量的芳族-脂族聚酯和2重量%至22重量%的量的聚羟基链烷酸酯。
119. 根据项目114至118中任一项所述的方法,其中所述聚羟基链烷酸酯被聚丙交酯部分或完全替代。
120. 根据项目114至119中任一项所述的方法,其中所述熔体进一步包含至少一种添加剂。
121. 根据项目120所述的方法,其中所述至少一种添加剂选自阻燃剂、消光剂、荧光标记物、抗微生物剂、增塑剂、填料、以及它们的任何组合。
122. 根据项目121所述的方法,其中所述添加剂是阻燃剂。
123. 根据项目122所述的方法,其中基于熔体的总重量为100重量%,所述熔体包含0.01至5重量%,优选0.1至4重量%,更优选0.2至3重量%,还更优选0.3至2重量%的量的阻燃剂。
124. 根据项目120至123中任一项所述的方法,其中基于熔体的总重量为100重量%,所述添加剂的总量为15重量%或更少,优选10重量%或更少,更优选7重量%或更少,还更优选5重量%或更少,甚至更优选4重量%或更少,甚至更优选3至4重量%。
125. 根据项目114至124中任一项所述的方法,其中该方法不是:
一种制备纤维的方法,包括:
- 将脂族聚酯、脂族-芳族聚酯和聚羟基链烷酸酯的熔体通过中空纤维纺丝喷嘴进行纺丝,得到前驱体纤维;以及
- 在温度梯度下冷却前驱体纤维,即得纤维。
126. 一种长丝,其可通过或通过项目114至125中任一项所述的方法获得。
127. 包含脂族聚酯、脂族-芳族聚酯和聚羟基链烷酸酯的熔体用于制备适于三维打印的长丝的用途,其中所述长丝如项目70至110中任一项所定义。
128. 包含脂族聚酯、脂族-芳族聚酯和聚羟基链烷酸酯的熔体用于制备适于三维打印的长丝的用途。
129. 包含脂族聚酯、脂族-芳族聚酯和聚羟基链烷酸酯的混合物用于制备适于三维打印的长丝的用途,其中所述长丝如项目70至110中任一项所定义。
130. 包含脂族聚酯、脂族-芳族聚酯和聚羟基链烷酸酯的混合物用于制备适于三维打印的长丝的用途。
通过以下实施例将提供对本发明及其优点的更好理解,提供这些实施例仅用于说明性目的。这些实施例不以任何方式限制本发明的范围。
实施例
实施例1:根据本发明的实施方案制备纤维
根据本发明的实施方案,使用以下组分(聚合物I、聚合物II、聚合物III和添加剂的母料)制备纤维:
聚合物I:聚琥珀酸丁二醇酯(PBS,三菱化工BioPBS FZ71,生物基)
聚合物II:聚己二酸对苯二甲酸丁二醇酯(PBAT, BASF ECOFLEX PBAT)
聚合物III:聚(3-羟基丁酸酯-共-3-羟基己酸酯) (PBHB,KANEKA AONILEX151A,生物基)
母料:母料包括下表1中所示量的添加剂
表1
10重量% 硫化锌(Kremer Zinksulfid 46350,克莱默颜料有限公司,德国艾希施泰滕) 纤维消光,提高熔点
22重量% 磷酸氢二铵((NH4)2HPO4)(EMSURE®,Sigma Aldrich 产品编号 1.01207,Millipore) 阻燃剂
50 PPB 荧光颗粒(来自 Polysecure GmbH,弗莱堡,德国的寡聚物) 标记物,用于认证
13重量% SMARTZINC 213 PET 热熔胶(用聚对苯二甲酸乙二醇酯包封的锌,Smartpolymer GmbH,鲁多尔施塔特,德国) 抗菌剂
55重量% 填料(木塑复合材料(WPC))不含铬酸铜砷(CCA)高纯度木质素GRAANUL Biotech(斯威特伍兹),塔林,爱沙尼亚 填料
100重量% (总计)
使用Fourné pilot熔融纺丝试验机(2013年构造,Fournémachinenbau GmbH,Alfter-Impekweat,德国)制备根据本发明的实施方案的纤维,所述熔融纺丝试验机具有用于母料添加剂的侧流进料的模块、纺丝喷嘴(可以使用任何适用于纤维的熔融纺丝的纺丝喷嘴;在本实例中,喷嘴具有圆形孔口并且不是中空纤维纺丝喷嘴)和纤维后处理线。在纤维后处理线上使用以下步骤进行进一步的外部处理:钢筘、入口结构、浸渍浴、牵伸系统I、拉伸浴、牵伸系统II、汽蒸、牵伸系统III、再生辊、卷曲、干燥和短纤维切断机。
将聚合物I (15,600g,聚丁二酸丁二醇酯(PBS))、聚合物II (10,800g,聚己二酸对苯二甲酸丁二醇酯(PBAT))和聚合物III (3,600g,聚(3-羟基丁酸酯-共-3-羟基己酸酯)(PHBH))以颗粒形式加入到熔融纺丝机中。此外,通过简单的螺旋进料器将1.650 kg粉末形式的母料(添加剂)加入到侧流进料模块中。水分含量为约0.1重量%。聚合物I、II和III以及母料(添加剂)在加入之前在真空干燥箱中于60℃干燥24小时。
使用以下工艺参数:
流量:2.5 kg/h至5.12m/min的丝束;
加工温度:230至250℃(例如235℃);
纺丝喷嘴与导丝辊之间的距离:200厘米;
牵引导丝盘:85℃,800m/min;
导丝辊1:80℃,980m/min;
导丝辊2:80℃,1350m/min;
使用空气冷却进行冷却,以从两侧将空气流提供到前驱体纤维上。
图1示意性地描述了可用于制备纤维的熔融纺丝设备和制备纤维的方法,图1的熔融纺丝设备包括具有圆形喷丝孔的纺丝喷嘴1。使用挤出机,通过纺丝喷嘴1 (在本实施例中不是中空纤维纺丝喷嘴)将包含三种聚合物的熔体(在本实施例中其加工温度为250℃)纺丝,以获得热的前驱体纤维3。从两侧向前驱体纤维3上提供空气流7,以冷却前驱体纤维3,空气流7可以由空气冷却聚集体提供,所述聚集体示意性地由雪花片表示。在本实施例中,用于空气流7的空气具有环境温度(大约20℃)。空气冷却产生纤维11,然后纤维11通过导丝辊13卷绕。
图2示出根据本发明的实施方案的制备纤维和通过后处理进一步加工纤维的扩展方案。如图2所示,纤维可进行例如整理、切割和压成包。
实施例2:锑含量试验
由Matt,Schaan,Liechtenstein博士的实验室测试例如在实施例1中获得的纤维的锑含量。原则上,毒性元素锑可以作为聚合物生产过程中所用催化剂的残余物存在。
锑含量测试如下:
将实施例1的纤维插入水中,并(a)加热至水的沸点;(b)在水中储存8周;和(c)进一步在装有水和空气的玻璃杯中储存4周(封闭,1/3空气,2/3水)。
在纤维和水中没有检测到锑(锑S6<0.1 mg/kg ICP-MS)。因此,该试验表明,可以在不使用有毒的锑的情况下制备纤维。
实施例3:根据本发明实施方案的纤维的其它特征
与用于生产纺织品的已知市售纤维相比,根据本发明实施方案的纤维(如实施例1中所述获得)的其它特性列于下表2中。
表2
主要产品 阻燃(B1) 亲水性 不含锑 可生物降解EN13432 防污 抗皱 可含一定比例的可再生原料 耗水量/kg 每1吨(1000kg)纤维的土地消耗
根据本发明的实施方案的纤维* X X X X X X X 0.4% 0.19
Diolen X X 0.5% 0.002
Trevira CS X X X 0.5% 0.002
Tencel X X X X 1.5% 0.24
Viscose(Lenzing) X X X X 2.6% 0.69
棉花 X X X X 50% 0.82
羊毛 X X X X X X X 100% 170
如例如实施例1中所述获得的纤维。
“X”表示满足相应的特性。
从表2中可以看出,根据本发明实施方案的纤维可以制备成具有阻燃性、亲水性、无锑、符合EN 13432标准可生物降解、防污、抗皱,并且可以包含一定比例的可再生原料。根据本发明的实施方案的纤维的制备需要比棉花低得多的水消耗。此外,制备每1吨(1000kg)根据本发明一个实施方案的纤维所需的土地面积也远低于棉花。因此,从生态学的观点来看,与棉花相比,根据本发明的实施方案的纤维是有益的。
实施例4:包含本发明实施方案的纤维的服装
根据本发明的实施方案的纤维(如例如实施例1中所述获得的),特别是由该纤维制成的纱线,已经用于生产衬衫。
图3是照片,其中示出可用于制备根据本发明的适用于注射成型的纤维或长丝的混合物颗粒15。图3还描绘了根据本发明实施方案的纤维17 (如例如实施例1中所述获得)和由该纤维制成的、缠绕在线轴上的纱线19。图3还示出由所述纤维制成的衬衫21,特别是由所述纤维制成的纱线制成的衬衫,所述纤维包含约40%的根据本发明实施方案的纤维和约60%的棉花。图4示出衬衫21的其它视图的照片。
实施例5:根据本发明的实施方案的用于三维打印的长丝的制备
使用与实施例1中所述相同的组分(聚合物I、聚合物II、聚合物III和根据表1的添加剂的母料)制备根据本发明的实施方案的三维打印用长丝。
将聚合物I (15,600g,聚丁二酸丁二醇酯(PBS))、聚合物II (10,800g,聚己二酸对苯二甲酸丁二醇酯(PBAT))和聚合物III (3,600g,聚(3-羟基丁酸酯-共-3-羟基己酸酯)(PHBH))与1.650 kg母料(添加剂)混合。水分含量为约0.1重量%。聚合物I、II和III以及母料(添加剂)在加入之前在真空干燥箱中于60℃干燥24小时。
制备熔体,并使用单轴熔融捏合挤出机在230-250℃(例如235℃)的熔体温度下从直径为2.5 mm的喷嘴中挤出,然后在40℃的水中冷却,获得直径为1.75 mm的长丝。
图3中描述了根据本发明的实施方案的适用于三维打印的长丝23,其可以如例如在本实施例5中所述的那样制备。
基于材料挤出方法在常规3D打印机上,使用该长丝生产信用卡形式的塑料卡。

Claims (52)

1.一种由包含脂族聚酯、脂族-芳族聚酯和聚羟基链烷酸酯的混合物制成的纤维,其中所述脂族聚酯包含脂族C2-C20二羧酸和脂族C2-C12二醇。
2.根据权利要求1所述的纤维,其中所述纤维不是中空纤维。
3.根据权利要求1或2所述的纤维,其中所述脂族聚酯选自聚琥珀酸丁二醇酯(PBS)、聚草酸乙二醇酯、聚丙二酸乙二醇酯、聚琥珀酸乙二醇酯、聚草酸丙二醇酯、聚丙二酸丙二醇酯、聚琥珀酸丙二醇酯、聚草酸丁二醇酯、聚丙二酸丁二醇酯、聚(琥珀酸-共-己二酸)丁二醇酯(PBSA)、聚(琥珀酸-共-壬二酸)丁二醇酯(PBSAz)、聚(琥珀酸-共-巴西酸)丁二醇酯(PBSBr)及其任意组合,
其中所述脂族聚酯优选选自聚琥珀酸丁二醇酯(PBS)、聚(琥珀酸-共-己二酸)丁二醇酯(PBSA)、聚(琥珀酸-共-壬二酸)丁二醇酯(PBSAz)、聚(琥珀酸-共-巴西酸)丁二醇酯(PBSBr) 及其任意组合,
其中所述脂族聚酯更优选为聚琥珀酸丁二醇酯(PBS),
其中基于所述脂族聚酯、所述脂族-芳族聚酯和所述聚羟基链烷酸酯的总量为100重量%计,所述纤维优选包含30至70重量%的量的所述脂族聚酯。
4.根据前述权利要求中任一项所述的纤维,其中所述脂族-芳族聚酯包含C2-C12脂族二羧酸、芳族二羧酸和脂族C2-C12二醇,
其中所述脂族-芳族聚酯优选选自聚己二酸对苯二甲酸丁二醇酯(PBAT)、聚琥珀酸对苯二甲酸丁二醇酯(PBST)、聚癸二酸对苯二甲酸丁二醇酯(PBSeT)及其任意组合,
其中所述脂族-芳族聚酯更优选为聚己二酸对苯二甲酸丁二醇酯(PBAT),
其中基于所述脂族聚酯、所述脂族-芳族聚酯和所述聚羟基链烷酸酯的总量为100重量%计,所述纤维优选包含10至60重量%的所述脂族-芳族聚酯。
5.根据前述权利要求中任一项所述的纤维,其中所述聚羟基链烷酸酯包含C3-C18羟烷基羧酸,
其中所述聚羟基链烷酸酯优选选自聚(羟基丁酸酯-共-羟基己酸酯)、聚羟基丁酸酯、聚羟基戊酸酯、聚(羟基丁酸酯-共-羟基戊酸酯)及其任何组合,
其中所述聚羟基链烷酸酯更优选选自聚(3-羟基丁酸酯-共-3-羟基己酸酯) (PHBH)、聚-3-羟基丁酸酯(P3HB)、聚-4-羟基丁酸酯(P4HB)、聚-3-羟基戊酸酯(PHV)、聚(3-羟基丁酸酯-共-4-羟基丁酸酯)、聚(3-羟基丁酸酯-共-3-羟基戊酸酯) (PHBV)及其任何组合,
其中所述聚羟基链烷酸酯最优选为聚(羟基丁酸酯-共-羟基己酸酯),
其中所述聚羟基链烷酸酯仍然最优选为聚(3-羟基丁酸酯-共-3-羟基己酸酯)(PHBH),
其中基于所述脂族聚酯、所述脂族-芳族聚酯和所述聚羟基链烷酸酯的总量为100重量%计,所述纤维优选包含1至25重量%的量的所述聚羟基链烷酸酯。
6.根据前述权利要求中任一项所述的纤维,其中基于所述脂族聚酯、所述芳族-脂族聚酯和所述聚羟基链烷酸酯的总量为100重量%计,所述纤维包含42至62重量%的量的所述脂族聚酯、26至46重量%的量的所述芳族-脂族聚酯和2至22重量%的量的所述聚羟基链烷酸酯。
7.根据前述权利要求中任一项所述的纤维,其中所述脂族聚酯为聚琥珀酸丁二醇酯(PBS),所述脂族-芳族聚酯为聚己二酸对苯二甲酸丁二醇酯(PBAT),并且所述聚羟基烷酸酯为聚(3-羟基丁酸酯-共-3-羟基己酸酯) (PHBH)。
8.根据前述权利要求中任一项所述的纤维,其中所述聚羟基链烷酸酯部分或完全地被聚丙交酯替代。
9.根据前述权利要求中任一项所述的纤维,其中所述纤维是纺织纤维。
10.根据前述权利要求中任一项所述的纤维,其中所述纤维进一步包含至少一种添加剂,其中基于所述纤维的总重量为100重量%计所述纤维优选包含总量为15重量%或更少、优选10重量%或更少、更优选7重量%或更少、还更优选5重量%或更少、甚至更优选4重量%或更少、甚至更优选3至4重量%的添加剂。
11.根据权利要求10所述的纤维,其中所述至少一种添加剂优选选自阻燃剂、消光剂、荧光标记物、抗微生物剂、增塑剂、着色剂、填料及其任意组合,
其中所述添加剂任选为所述阻燃剂,
其中所述阻燃剂更优选选自磷酸二氢铵([NH4][H2PO4])、磷酸氢二铵([NH4]2[HPO4])、磷酸三铵([NH4]3[PO4])、聚磷酸铵及其任意组合的磷酸盐,
其中所述磷酸盐更优选为磷酸氢二铵([NH4]2[HPO4]),或
其中基于所述纤维总重量为100重量%计所述纤维还更优选包含0.01至5重量%,优选0.1至4重量%,更优选0.2至3重量%,还更优选0.3至2重量%的量的阻燃剂,和/或
其中所述添加剂任选为消光剂,其中所述消光剂优选为硫化锌,和/或其中所述添加剂任选是荧光标记物,和/或其中所述添加剂任选是抗微生物剂,其中所述抗微生物剂优选是用聚对苯二甲酸乙二醇酯封装的锌,和/或其中所述添加剂任选是填料,其中所述填料优选是木质素或包含木质素。
12.根据前述权利要求中任一项所述的纤维,其中所述纤维纤度为0.5至8旦,优选0.8至6旦,更优选0.9至3旦,还更优选1.0至2旦,甚至更优选1.0至1.5旦,甚至更优选1.1至1.2旦。
13.根据前述权利要求中任一项所述的纤维,其中所述纤维是短纤维,
其中所述纤维优选具有2至80 mm,优选5至70 mm,更优选10至60 mm,还更优选15至50mm,甚至更优选20至40 mm,甚至更优选22至35 mm,甚至更优选25至32 mm的短纤维长度。
14.根据权利要求1至12中任一项所述的纤维,其中所述纤维是长丝。
15.根据前述权利要求中任一项所述的纤维,其中所述纤维根据EN 13432是可生物降解的。
16.根据前述权利要求中任一项所述的纤维,其中所述纤维不是:
可通过包括以下步骤的方法获得或通过包括以下步骤的方法获得的纤维:
- 将包含脂族聚酯、脂族-芳族聚酯和聚羟基链烷酸酯的熔体通过中空纤维纺丝喷嘴进行纺丝,得到前驱体纤维;以及
- 在温度梯度下冷却所述前驱体纤维,从而获得纤维和/或
其中所述纤维不是:
由包含脂族聚酯、脂族-芳族聚酯和聚羟基链烷酸酯的混合物制成的纤维,
其中,所述纤维在纵向方向上包括两种部分,其中,所述一种部分是较厚部分,而所述另一种部分是较薄部分,其中,所述较厚部分和所述较薄部分在相对于所述纤维的纵向方向的垂直方向上延伸,并且其中,较厚部分在垂直方向上的延伸大于较薄部分在垂直方向上的延伸;
其中较厚部分的至少一部分具有空腔,较薄部分的至少一部分具有致密结构和/或
其中所述纤维不是由包含脂族聚酯、脂族-芳族聚酯和聚羟基链烷酸酯的混合物制成的中空纤维,和/或
其中所述纤维不是分段纤维(segmented fiber)或分段中空纤维(segmented hollowfiber)。
17.一种纱线,包含权利要求1至16中任一项所述的纤维。
18.一种纺织品,包含权利要求1至16中任一项所述的纤维或权利要求17所述的纱线,
其中所述纺织品优选是服装或家用纺织品,
其中所述服装优选选自衬衫、polo衫、裤子、夹克、内衣、袜子、外套、鞋和鞋带,
其中所述家用纺织品优选选自窗帘、地毯、毯子、床单、羽绒被、羽绒被套、垫套和毛巾。
19.一种制备根据权利要求1至16中任一项所述的纤维的方法,包括:
-将包含脂族聚酯、脂族-芳族聚酯和聚羟基链烷酸酯的熔体通过纺丝喷嘴纺丝,得到前驱体纤维;以及
-冷却所述前驱体纤维,从而获得所述纤维,
其中优选地,所述熔体的温度在200℃至260℃的范围内,优选在220℃至250℃的范围内,更优选在230℃至250℃的范围内,还更优选在230℃至240℃的范围内,和/或
其中所述冷却优选通过空气冷却来实现,
其中所述脂聚酯包含脂族C2-C20二羧酸和脂族C2-C12二醇。
20.根据权利要求19所述的方法,其中基于所述脂族聚酯、所述脂族-芳族聚酯和所述聚羟基链烷酸酯的总量为100重量%计,所述熔体包含30至70重量%的量的所述脂族聚酯,和/或
其中基于所述脂族聚酯、所述脂族-芳族聚酯和所述聚羟基链烷酸酯的总量为100重量%计,所述熔体包含10至60重量%的量的所述脂族-芳族聚酯,和/或
其中,基于所述脂族聚酯、所述脂族-芳族聚酯和所述聚羟基链烷酸酯的总量为100重量%,所述熔体包含1重量%至25重量%的所述聚羟基链烷酸酯。
21.根据权利要求19或20中任一项所述的方法,其中,基于所述脂族聚酯、所述芳族-脂族聚酯和所述聚羟基链烷酸酯的总量为100重量%,所述熔体包含42至62重量%的量的所述脂族聚酯、26至46重量%的量的所述芳族-脂族聚酯和2至22重量%的量的所述聚羟基链烷酸酯。
22.根据权利要求19至21中任一项所述的方法,其中,所述聚羟基链烷酸酯部分或全部被聚丙交酯替代。
23.根据权利要求19至22中任一项所述的方法,其中,所述熔体还包含至少一种添加剂,
其中基于熔体总重量为100重量%,所述添加剂的总量优选为15重量%或更少,优选10重量%或更少,更优选7重量%或更少,还更优选5重量%或更少,甚至更优选4重量%或更少,甚至更优选3至4重量%,
其中所述至少一种添加剂优选选自阻燃剂、消光剂、荧光标记物、抗微生物剂、增塑剂、填料及其任意组合,
其中所述添加剂任选为阻燃剂,并且其中优选地,基于熔体的总重量为100重量%,所述熔体包含0.01至5重量%,优选0.1至4重量%,更优选0.2至3重量%,还更优选0.3至2重量%的量的所述阻燃剂。
24.根据权利要求19至23中任一项所述的方法,其中所述纤维被制备为短纤维,或其中所述纤维被制备为长丝。
25.根据权利要求19至24中任一项所述的方法,其中所述纺丝喷嘴不是中空纤维纺丝喷嘴,和/或其中所述方法不是:
制备纤维的方法,包括:
-将含有脂族聚酯、脂族-芳族聚酯和聚羟基链烷酸酯的熔体通过中空纤维纺丝喷嘴进行纺丝,得到前驱体纤维;以及
-将所述前驱体纤维在温度梯度下冷却,得到所述纤维。
26.一种可通过或通过根据权利要求19至25中任一项所述的方法获得的纤维,其中优选地所述纤维不是中空纤维。
27.包含脂族聚酯、脂族-芳族聚酯和聚羟基链烷酸酯的熔体用于制备纤维的用途,其中所述脂族聚酯包含脂族C2-C20二羧酸和脂族C2-C12二醇,其中优选所述纤维如权利要求1至16中任一项所定义。
28.包含脂族聚酯、脂族-芳族聚酯和聚羟基链烷酸酯的混合物用于制备纤维的用途,其中所述脂族聚酯包含脂族C2-C20二羧酸和脂族C2-C12二醇,其中优选所述纤维如权利要求1至16中任一项所定义。
29.一种适用于三维打印的长丝,其由包含脂族聚酯、脂族-芳族聚酯和聚羟基链烷酸酯的混合物制成,其中所述脂族聚酯包含脂族C2-C20二羧酸和脂族C2-C12二醇。
30.根据权利要求29所述的长丝,其中所述脂族聚酯选自聚琥珀酸丁二醇酯(PBS)、聚草酸乙二醇酯、聚丙二酸乙二醇酯、聚琥珀酸乙二醇酯、聚草酸丙二醇酯、聚丙二酸丙二醇酯、聚琥珀酸丙二醇酯、聚草酸丁二醇酯、聚丙二酸丁二醇酯、聚(琥珀酸-共-己二酸)丁二醇酯(PBSA)、聚(琥珀酸-共-壬二酸)丁二醇酯(PBSAz)、聚(琥珀酸-共-巴西酸)丁二醇酯(PBSBr)及其任何组合,
其中所述脂族聚酯优选选自聚琥珀酸丁二醇酯(PBS)、聚(琥珀酸-共-己二酸)丁二醇酯(PBSA)、聚(琥珀酸-共-壬二酸)丁二醇酯(PBSAz)、聚(琥珀酸-共-巴西酸)丁二醇酯(PBSBr)及其任意组合,
其中所述脂族聚酯更优选是聚丁二酸丁二醇酯(PBS),
其中所述长丝优选包含基于所述脂族聚酯、所述脂族-芳族聚酯和所述聚羟基链烷酸酯的总量为100%计30重量%至70重量%的量的脂族聚酯。
31.根据权利要求29或30中任一项所述的长丝,其中所述脂族-芳族聚酯包含C2-C12脂族二羧酸、芳族二羧酸、和脂族C2-C12二醇,
其中所述脂族-芳族聚酯优选选自聚己二酸对苯二甲酸丁二醇酯(PBAT)、聚琥珀酸对苯二甲酸丁二醇酯(PBST)、聚癸二酸对苯二甲酸丁二醇酯(PBSeT)及其任意组合,
其中所述脂族-芳族聚酯更优选为聚己二酸对苯二甲酸丁二醇酯(PBAT),
其中所述长丝优选包含基于所述脂族聚酯、所述脂族-芳族聚酯和所述聚羟基链烷酸酯的总量为100重量%计10重量%至60重量%的量的所述脂族-芳族聚酯。
32.根据权利要求29至31中任一项所述的长丝,其中所述聚羟基链烷酸酯包含C3-C18羟烷基羧酸,
其中所述聚羟基链烷酸酯优选地选自聚羟基丁酸酯-共-羟基己酸酯、聚羟基丁酸酯、聚羟基戊酸酯、聚羟基丁酸酯-共-羟基戊酸酯及其任何组合,
其中所述聚羟基链烷酸酯更优选选自聚(3-羟基丁酸酯-共-3-羟基己酸酯) (PHBH)、聚-3-羟基丁酸酯(P3HB)、聚-4-羟基丁酸酯(P4HB)、聚-3-羟基戊酸酯(PHV)、聚(3-羟基丁酸酯-共-4-羟基丁酸酯)、聚(3-羟基丁酸酯-共-3-羟基戊酸酯) (PHBV)及其任何组合,
其中所述聚羟基链烷酸酯更优选为聚羟基丁酸酯-共-羟基己酸酯,
其中所述聚羟基链烷酸酯最优选为聚(3-羟基丁酸酯-共-3-羟基己酸酯) (PHBH),
其中所述长丝优选包含基于所述脂族聚酯、所述脂族-芳族聚酯和所述聚羟基链烷酸酯的总重量为100重量%计1至25重量%的量的聚羟基链烷酸酯。
33.根据权利要求29至32中任一项所述的长丝,其中基于所述脂族聚酯、所述脂族-芳族聚酯和所述聚羟基链烷酸酯的总重量为100重量%计,所述长丝包含42重量%至62重量%的量的所述脂族聚酯、26重量%至46重量%的量的所述芳族-脂族聚酯和2重量%至22重量%的量的所述聚羟基链烷酸酯。
34.根据权利要求29至33中任一项所述的长丝,其中所述脂族聚酯为聚琥珀酸丁二醇酯(PBS),所述脂族-芳族聚酯为聚己二酸对苯二甲酸丁二醇酯(PBAT),并且所述聚羟基烷酸酯为聚(3-羟基丁酸酯-共-3-羟基己酸酯) (PHBH)。
35.根据权利要求29至34中任一项所述的长丝,其中所述聚羟基链烷酸酯部分或全部地被聚丙交酯代替。
36.根据权利要求29至35中任一项所述的长丝,其中所述纤维还包含至少一种添加剂,其中所述长丝优选地包含基于所述长丝的总重量的100重量%计15重量%或更少、优选10重量%或更少、更优选7重量%或更少、还更优选5重量%或更少、甚至更优选4重量%或更少、甚至更优选3至4重量%的添加剂总量。
37.根据权利要求36所述的长丝,其中所述至少一种添加剂优选选自阻燃剂、消光剂、荧光标记物、抗微生物剂、增塑剂、填料及其任何组合,
其中所述添加剂任选是阻燃剂,和
其中所述阻燃剂优选选自磷酸二氢铵([NH4][H2PO4])、磷酸氢二铵([NH4]2[HPO4])、磷酸三铵([NH4]3[PO4])、聚磷酸铵及其任意组合的磷酸盐,并且其中所述磷酸盐更优选是磷酸氢二铵([NH4]2[HPO4]),
其中基于100重量%的长丝总重量,所述纤维还更优选包含0.01至5重量%,优选0.1至4重量%,更优选0.2至3重量%,还更优选0.3至2重量%的量的阻燃剂,和/或
其中所述添加剂任选地为消光剂,其中所述消光剂优选为硫化锌,和/或其中所述添加剂任选地为荧光标记物,和/或其中所述添加剂任选地为抗微生物剂,优选地所述抗微生物剂为用聚对苯二甲酸乙二醇酯封装的锌,和/或其中所述添加剂任选地为填料,优选地所述填料为木质素或包含木质素。
38.根据权利要求29至37中任一项所述的长丝,其中所述长丝的直径为1.0 mm或更大,优选地1.5 mm或更大,更优选地1.6 mm或更大,甚至更优选地1.7 mm或更大;和/或
其中所述长丝的直径为5.0 mm或更小,优选4.0 mm或更小,更优选3.5 mm或更小,甚至更优选3.0 mm或更小,和/或
其中所述长丝的直径优选在1.70 mm至1.80 mm的范围内,和/或
其中所述长丝的直径优选在2.80至3.05 mm的范围内。
39.根据权利要求29至38中任一项所述的长丝,其中所述长丝根据EN 13432是可生物降解的。
40.根据权利要求29至39中任一项所述的长丝,其中所述长丝不是:
可通过包括以下步骤的方法获得或通过包括以下步骤的方法获得的纤维:
-将含有脂族聚酯、脂族-芳族聚酯和聚羟基链烷酸酯的熔体通过中空纤维纺丝喷嘴进行纺丝,得到前驱体纤维;以及
-在温度梯度下冷却所述前驱体纤维,从而获得纤维和/或
其中所述长丝不是:
由包含脂族聚酯、脂族-芳族聚酯和聚羟基链烷酸酯的混合物制成的纤维,
其中,所述纤维在纵向方向上包括两种部分,其中,所述一种部分是较厚部分,而所述另一种部分是较薄部分,其中,所述较厚部分和所述较薄部分在相对于所述纤维的纵向方向的垂直方向上延伸,并且其中,较厚部分在所述垂直方向上的延伸大于较薄部分在所述垂直方向上的延伸;
其中较厚部分的至少一部分具有空腔,较薄部分的至少一部分具有致密结构和/或
其中所述长丝不是:
由包含脂族聚酯、脂族-芳族聚酯和聚羟基链烷酸酯的混合物制成的中空纤维;和/或
其中所述长丝不是分段纤维或分段中空纤维。
41.一种辊,其包含权利要求29至40中任一项所述的适用于三维打印的长丝。
42.一种适用于三维打印机的料筒,包括适用于权利要求29至40中任一项所述的三维打印的丝。
43.一种三维打印物品,可通过使适用于根据权利要求29至40中任一项所述的三维打印的长丝经受三维打印来获得或由其获得。
44.一种制备根据权利要求29至40中任一项所述的适于三维打印的长丝的方法,包括将包含脂族聚酯、脂族-芳族聚酯和聚羟基链烷酸酯的熔体挤出成长丝形式,
其中优选地,所述熔体的温度在200℃至260℃的范围内,优选在220℃至250℃的范围内,更优选在230℃至250℃的范围内,还更优选在230℃至240℃的范围内,
其中所述脂族聚酯包含脂族C2-C20二羧酸和脂族C2-C12二醇。
45.根据权利要求44所述的方法,其中所述熔体包含基于所述脂族聚酯、所述脂族-芳族聚酯和所述聚羟基链烷酸酯的总重量为100重量%计的30至70重量%的量的所述脂族聚酯,和/或
其中所述熔体包含基于所述脂族聚酯、所述脂族-芳族聚酯和所述聚羟基链烷酸酯的总重量为100重量%计的10至60重量%的量的所述脂族-芳族化合物,和/或
其中,所述熔体包含基于所述脂族聚酯、所述脂族-芳族聚酯和所述聚羟基链烷酸酯的总重量为100重量%计的1重量%至25重量%的所述聚羟基链烷酸酯。
46.根据权利要求44或45中任一项所述的方法,其中,所述熔体包含基于所述脂族聚酯、所述脂族-芳族聚酯和所述聚羟基链烷酸酯的总重量为100重量%计的42至62重量%的量的所述脂族聚酯、26至46重量%的量的所述芳族-脂族聚酯和2至22重量%的量的所述聚羟基链烷酸酯。
47.根据权利要求44至46中任一项所述的方法,其中所述聚羟基烷酸酯部分地或全部地被聚丙交酯替代。
48.根据权利要求44至47中任一项所述的方法,其中所述熔体还包含至少一种添加剂,
其中优选地,所述添加剂的总量为基于所述熔体总重量为100重量%计的15重量%或更少,优选10重量%或更少,更优选7重量%或更少,还更优选5重量%或更少,甚至更优选4重量%或更少,甚至更优选3-4重量%,
其中所述至少一种添加剂优选选自阻燃剂、消光剂、荧光标记物、抗微生物剂、增塑剂、填料及其任意组合,
其中所述添加剂更优选为阻燃剂,
其中,基于熔体总重量为100重量%,所述熔体优选包含0.01至5重量%,优选0.1至4重量%,更优选0.2至3重量%,还更优选0.3至2重量%的阻燃剂。
49.根据权利要求44至48中任一项所述的方法,其中所述方法不是:
制备纤维的方法,包括:
-将包含脂族聚酯、脂族-芳族聚酯和聚羟基链烷酸酯的熔体通过中空纤维纺丝喷嘴进行纺丝,得到前驱体纤维;以及
-在温度梯度下冷却所述前驱体纤维,即得所述纤维。
50.一种长丝,所述长丝可通过或通过权利要求44至49中任一项所述的方法获得。
51.包含脂族聚酯、脂族-芳族聚酯和聚羟基链烷酸酯的熔体用于制备适于三维打印的长丝的用途,其中所述脂族聚酯包含脂族C2-C20二羧酸和脂族C2-C12二醇,其中所述长丝优选如权利要求29至40中任一项所限定。
52.包含脂族聚酯、脂族-芳族聚酯和聚羟基链烷酸酯的混合物用于制备适于三维打印的长丝的用途,其中所述脂族聚酯包含脂族C2-C20二羧酸和脂族C2-C12二醇,其中所述长丝优选如权利要求29至40中任一项所定义。
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