用于粘合纤维单元的可聚合组合物制造技术

本发明专利技术涉及用于粘合纤维单元，特别是线性纺织品诸如长丝、纱线、捻线或绳索的可聚合的组合物，其包含至少一种具有至少两个可聚合的亚乙烯基的预聚物，例如具有至少两个(甲基)丙烯酸酯基的聚氨酯、至少一种光敏引发剂和至少一种具有至少一个重均分子量M

【技术实现步骤摘要】
用于粘合纤维单元的可聚合组合物
[0001]专利技术主题
[0002]本专利技术涉及用于粘合纤维单元，特别是线性纺织品诸如长丝、纱线、捻线(twines)或绳索的可聚合的组合物，其包含至少一种具有至少两个可聚合的亚乙烯基的预聚物、至少一种光敏引发剂和至少一种具有至少一个重均分子量M
w
为70
‑
800g/mol的可聚合的亚乙烯基的化合物。
[0003]本专利技术还涉及通过聚合，特别是通过照射根据本专利技术的组合物获得的聚合物。
[0004]另外，本专利技术涉及粘合纤维单元，特别是线性纺织品的方法，其包括将根据本专利技术的组合物施加于至少一种纤维单元，诸如长丝、纱线、捻线或绳索，并照射由此获得的纤维单元。

技术介绍

[0005]商购可得的缝纫线是通过将许多单独的线或长丝分别加捻和合股成具有螺旋状结构的线束或复丝而制成的。这通常会导致每米缝纫线大约1000至10000圈。
[0006]在一些情况下，这种缝纫线具有芯部，该芯部可由与加捻或合股线或长丝的材料相容的任何合适的抗拉强度材料制成。
[0007]例如，线或长丝可由棉、羊毛、丝、粘胶丝、聚酯、聚酰胺、聚氨酯、聚丙烯、聚乙烯、聚丙烯腈和/或聚四氟乙烯制成。芯可包含棉、弹性纤维(elastane)、凯夫拉尔纤维、碳纤维和/或玻璃纤维。芯可优选包含与线或长丝相同的材料。
[0008]在连续缝纫操作中，缝纫线由机器以高达每分钟300个缝纫行程(sewing stroke)进行缝纫。在这个过程中，由于交替的重新喂入和频繁变化的线张力，常规的纱线或缝纫线分别趋向于变得解捻，即它们具有从缝纫线的主股分离的线/长丝。吊索或环可由这些分离的线/长丝形成，并且由于针的摩擦，纱线也会分裂。这些缺陷会在进一步缝纫过程中被缝纫机针钩住，导致不规则的劣质接缝。通常，由于这种解捻，甚至会发生断线和针断裂。另外，由于缝纫过程中广泛存在的扭转应力，经线接缝(warp stitch seam)中的缝纫线也可能在其端部解捻。
[0009]为了减少上述问题，描述了各种解决方法。在这方面，目标是将单根长丝/线粘合在一起(通过所谓的纱线粘合)，以获得在缝纫过程中承受高机械应力，但仍具有良好加工性能的纱线。
[0010]DE 37 17 921 A1涉及一种纱线，该纱线通过热熔粘合线粘合，以获得单根长丝/纤维彼此之间的粘合，从而获得纤维复合材料。DE 43 27 783 A1涉及一种缝纫线，其首先用含水的成膜聚合物分散体或溶液处理。热干燥后剩余的聚合物粘合长丝/纤维，形成纤维复合材料。聚氨酯水分散体的应用也是已知的。
[0011]从含水介质中进行整理的一个问题是需要通过热处理除去水。干燥导致高能源成本、高耗水量以及所需工厂技术的高面积消耗(参见图1A)。另外，由于需要高干燥温度，在热不稳定的纱线上应用通常是不可能的。
[0012]使用聚合物水分散体，特别是基于聚氨酯的水分散体的另一个潜在问题是，当水
蒸发时，聚合物迁移到纱线表面。最初，在表面上形成一层聚合物膜，其覆盖纱线并防止水进一步蒸发。当水蒸气随后逸出时，在纱线表面形成气泡，所述气泡部分破裂，当完全干燥时，在粘合的纱线表面上形成诸如凸起和小颗粒的缺陷。这种所谓的“缩孔(cratering)”导致粘合纱线的不利性能。一方面，表面上的微粒导致摩擦增加，另一方面，表面上的聚合物材料在随后的缝合过程中被去除。这种磨损被技术人员称为“下雪效应”。
[0013]此外，在从水性介质施加的情况下，不是全部量的施加的聚合物用于粘合，因为聚合物材料没有分布在纱线的整个横截面上，而是由于例如如上所述的迁移效应而大部分位于纱线表面上，因此对纱线的纤维/长丝的粘合贡献很小。
[0014]尽管上述问题可以通过优化应用参数，诸如液体浓度、粘合装置中的纱线速度、干燥器温度、干燥器长度、空气湿度和通风量来减少，但是它们不能被完全避免。另外，优化是困难和耗时的，并且必须针对每种纱线和聚合物分散体单独进行。
[0015]WO 2018/130586 A1描述了用于纺织材料诸如天然纤维的基于聚氨酯的溶剂基涂料。然而，即使少量的有机溶剂也不适合纺织品。
[0016]US 6,436,484 B1描述了用于涂覆缝纫线的方法。该方法包括应用包含脂环族环氧化物和光引发剂的无溶剂可辐照固化的组合物。在组合物辐照后，产生了引发阳离子聚合的质子。然而，环氧树脂粘合的缺点是固化时间比较长，在固化不完全的情况下，会导致粘合的纱线在卷绕状态下粘连。此外，所用的光引发剂对待施涂基材上的杂质非常敏感，因此聚合可能不完全。此外，光引发剂和聚合物需要分开储存。
[0017]因此，本专利技术的目的是提供用于纤维单元诸如缝纫线的改进的粘合方法，该方法克服了现有技术中描述的方法的缺点。特别地，确保了粘合组合物在纤维单元上和纤维单元中更均匀的分布。粘合组合物可以通过简单、快速和廉价的方法施加，并且没有任何诸如“缩孔”，特别是“下雪效应(snowing)”的不利影响。
[0018]该任务通过根据本专利技术的组合物来解决，所述组合物包含(i)至少一种具有至少两个可聚合的亚乙烯基的预聚物，(ii)至少一种光引发剂，和(iii)至少一种具有至少一个可聚合的亚乙烯基的化合物，其中组分(iii)的重均分子量M
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为70
‑
800g/mol，优选100
‑
500g/mol，更优选100
‑
450g/mol。
[0019]该组合物适用于通过光聚合来粘合纤维单元，诸如长丝、纱线、捻线或绳索。因此，可以避免水和/或有机溶剂的不利使用以及对与其相关的粘合纤维单元性能的负面影响。
[0020]通过优选将不含水和不含溶剂的可光聚合的组合物施加到纤维单元诸如纱线上并随后进行辐照，可以生产没有“缩孔”、具有高机械强度并以非常好的缝纫性能为特征的粘合纤维单元。纤维的粘合减少了缝纫过程中的摩擦，这一事实特别地保证了机械强度，从而减少了纤维断裂。另外，可以提供明显更高的粘合组合物的涂覆量，使得纱线的所需稳定性可根据需要设定。
[0021]另外，根据本专利技术的组合物使得能够粘合热敏纱线，因为不需要纱线的热干燥，所述热干燥通常在高于150℃的温度下进行。
[0022]根据本专利技术的组合物具有低粘度，这使组合物易于处理和被良好应用、具有高反应性以及改善的对纤维复合材料的渗透行为，使得也可以在纤维单元内部分别获得单根纤维或长丝之间的良好粘合。
[0023]此外，水和能量的消耗显著减少，因为不需要复杂的干燥过程。另外，可以以更高
的处理速度工作，因此与缓慢的热干燥过程相比，生产率显著提高。
[0024]定义
[0025]如本文中所用，术语“粘合”是指纤维单元(特别是线性织物，诸如长丝、纱线、捻线或绳)的粘合和涂覆。该粘合在纤维单元的加工过程中导致抵抗机械应力的能力增强。特别地，可在缝纫过程中防止解捻。
[0026]“缩孔”是指粘合纱线表面的缺陷，诸本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种组合物，其包含：(i)至少一种具有至少两个可聚合的亚乙烯基的预聚物，(ii)至少一种光引发剂，和(iii)至少一种具有至少一个可聚合的亚乙烯基的化合物，其中组分(iii)的重均分子量为70
‑
800g/mol，优选为100
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500g/mol，更优选为100
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450g/mol，和其中组分(i)的重均分子量M
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优选为2000
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50000g/mol，更优选为4000
‑
10000g/mol。2.根据权利要求1的组合物，其中组分(i)和(iii)中的可聚合的亚乙烯基各自独立地选自(甲基)丙烯酸酯基、乙烯基和烯丙基，特别是(甲基)丙烯酸酯基团和(甲基)丙烯酸酰胺基团，诸如巴豆酸、衣康酸、富马酸、马来酸、丙烯酰胺乙醇酸和甲基丙烯酰胺乙醇酸，的酯或酰胺基团。3.根据前述权利要求中任一项所述的组合物，其中至少一种具有至少两个可聚合的亚乙烯基的预聚物通过NCO预聚物(A)与包含可聚合的亚乙烯基和NCO反应性基团的化合物(B)反应获得。4.根据前述权利要求中任一项所述的组合物，其中至少一种具有至少两个可聚合的亚乙烯基的预聚物通过多元醇化合物诸如聚酯多元醇、聚碳酸酯多元醇或聚醚多元醇，或聚环氧化合物(X1)与含亚乙烯基的羧酸诸如(甲基)丙烯酸、巴豆酸、衣康酸、富马酸、马来酸、丙烯酰胺乙醇酸和甲基丙烯酰胺乙醇酸反应获得。5.根据前述权利要求中任一项所述的组合物，其中组分(i)是聚氨酯、聚碳酸酯、聚醚、聚酯、官能化植物油或官能化糖聚合物，特别是任选地具有一个或多个脲基团、具有至少两个可聚合的亚乙烯基，特别是至少两个(甲基)丙烯酸酯基团的，(环)脂族聚氨酯，或其混合物。6.根据前述权利要求中任一项所述的组合物，其中所述光引发剂是自由基光引发剂，特别地选自二苯甲酮类、苯乙酮类，特别是羟基苯乙酮、噻吨酮、α
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二羰基化合物、苯乙醛酸、α
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羟基酮、膦氧化物，诸如酰基膦氧化物和双酰基膦氧化物、酰基膦硫化物和锗化合物，或其混合物，并且基于组合物的总质量，所述组合物中组分(ii)的含量优选为0.1
‑
15重量％。7.根据前述权利要求中任一项所述的组合物，其中组分(iii)具有根据DIN 2555在23℃下测量的1
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2,000mPa
·
s，优选1
‑
500mPa
·
s的粘度。8.根据前述权利要求中任一项所述的组合物，其中组分(iii)的至少一种具有至少一个可聚合的亚乙烯基的化合物是活性稀释剂。9.根据前述权利要求中任一项所述的组合物，其包含：(i)至少两种预聚物，优选任选地具有一个或多个脲基，具有...

【专利技术属性】
技术研发人员：R，
申请(专利权)人：鲁道夫有限公司，
类型：发明
国别省市：