专利名称：聚合物塑料材料及其制造方法
技术领域：
本发明涉及聚合物塑料材料及其制造方法。该材料适合作为单丝、纤维和织物用于一般商业和工业用途，包括暴露于包括水分的环境要素下的覆盖物、窗帘、蒙蔽物、标牌(signage)和防水帽，并在下文中公开与那些示例性应用有关的本发明将是适宜地。然而，应该理解本发明不限于那些应用。
背景技术：
以下发明背景的讨论旨在促进对本发明的理解。然而，应该理解的是，该讨论不是确认或承认所涉及的任何材料截至本申请优先日期止是公开的、已知的或构成公知常识的一部分。
一种先前通用的覆盖织物具有由聚丙烯纤维机织的材料基底，将聚丙烯涂料施加到该基底的每侧以赋予该织物包括液体阻隔性的各种特性和印刷用表面。该织物的纤维由许多挤出和加捻单丝组成。
该织物的一个问题是该材料基底具有经由毛细管作用而迅速吸收水分(如水)的倾向。为了促进后续加工成纤维，在该单丝的挤出之后将聚甘油脂肪酸酯表面活性剂的涂料施涂于其上使该作用获得提高。该表面活性剂具有降低该单丝表面张力从而辅助水分吸收的效果。
水分吸收通常发生在该织物的切边处，和在该完整的表面涂层中的任何裂缝或破裂部位，并且水分即使进入该材料基底的微细部分也能导致水分快速并显著的渗透进入该材料基底。该水分吸收有时夹带污垢颗粒和其它杂质，导致该基底的受到玷污以及引发细菌在该材料基底内的繁殖。结果，该织物变得难看并最后导致该织物的恶化。
此外，该水分吸收使该织物的重量显著增加。因此，当用于悬吊或悬挂的应用时，要求更加结实的配件来确保该织物的适当支撑。在任何情况下，该润湿织物是更重并更难以处理的。
发明内容
本发明目的是提供具有降低的水分(如水)吸收倾向的聚合物塑料材料。
本发明的另一个目的是提供制造改进的聚合物塑料材料的方法。
考虑到那些目的，在一个广泛方面中，本发明提供具有包括蜡的组合物的聚合物塑料材料，其中该材料具有降低的水分吸收倾向。
在本发明的一个特定方面中，上述聚合物塑料材料以细丝形式存在。
在另一个特定方面中，本发明提供由许多单丝制成的纤维。
在另一个广泛方面中，本发明提供制造聚合物塑料材料的方法，包括制备包括蜡的聚合物塑料组合物；和，将该组合物形成材料；其中该材料具有降低的水分吸收倾向。
在另一个特定方面中，本发明提供制造聚合物塑料材料的方法，包括制备包括蜡的聚合物塑料组合物；将该组合物形成材料；和，润滑所形成的材料，其中该材料具有降低的水分吸收倾向。
在另外的其它方面中，本发明提供当根据上述方法制造时的单丝和纤维。
优选，该蜡处于该材料的表面。这优选当该组合物形成材料时通过允许该蜡迁移到该表面来实现。在至少一个优选形式中，该蜡间歇性分布于该材料表面上。
优选，该蜡以至少基本上阻止该材料通过毛细管作用吸收水分的量存在。在至少一个优选形式中，该蜡的量占该材料的0.5wt％到5wt％，并且更优选为大约1wt％。
优选，该蜡是烃化合物或混合物。在至少一个优选形式中，该化合物或混合物选自一种或多种Fischer-Tropsch范围的烃。
优选，该塑料材料在该材料的表面上包括润滑剂。该润滑剂优选在材料形成之后施加到该材料表面上。
优选，该润滑剂存在量占该材料的0.5体积％到5体积％，并更优选为大约2体积％。
该润滑剂优选是作为薄膜存在于该材料表面上的油料。
优选，该组合物包括丙烯的聚合物或共聚物。制备该组合物优选包括制备聚丙烯母料并向该母料中添加烃化合物或混合物蜡。优选挤出所制备的组合物来形成该材料。该挤出优选形成细丝材料。
具体实施例方式
在至少一个优选实施方案中，本发明的聚合物塑料材料具有包括丙烯聚合物或共聚合物的组合物。然而，应该理解的是，取决于该材料想要的应用，其它的聚合物和共聚合物也可以是适合的，例如包括尼龙的聚酰胺、和聚酯。
在这个实施方案中，在该组合物中的蜡是选自Fischer-Tropsch范围内的烃的烃化合物或混合物。尤其适合与聚丙烯一起用于制造该材料和单丝的那些烃由Sasol在产品名称AdSperse下销售。一种优选的产品称为AdSperse 868。具体来说，该产品开发作为分散助剂用于制造聚烯烃母料和着色母料。
该聚合物塑料组合物在形成该材料之前作为母料制备。然后，将该蜡添加到该聚丙烯母料中。该蜡以占该组合物大约2体积％的量存在。
在该优选实施方案中，该聚合物塑料组合物形成该材料导致该蜡迁移到该材料的表面，其中该蜡间歇地分布于该材料表面上。该蜡优选以小球形式以占该材料大约1wt％的量分布于该材料表面上。
在这个实施方案中，该聚合物塑料材料通过挤出该母料形成单丝来形成。该挤出按照相关领域技术人员熟知的任何方式进行。通常，该组合物经由多丝模孔挤出以同时生产大约120到130根单丝用于随后形成纤维。
在该优选实施方案中，该聚合物塑料材料在形成之后立即加以润滑。因此，在这个实施方案中，该单丝在经由该多丝纤维模孔挤出之后立即加以润滑。润滑通过使该挤出的单丝通过润滑剂来实现，以致该润滑剂施加到它们的表面上。
该润滑剂呈液态，并以液滴形式提供给该挤出的单丝。因此，该挤出单丝通过该润滑剂液滴从而使它们的表面涂有润滑剂的薄膜。
在该优选实施方案中，该润滑剂以占单丝大约2体积％的量涂覆于该材料上。
取决于该材料想要的应用，该润滑剂可以具有任何适合的组成。在该聚合物塑料单丝的示例性应用中，该润滑剂具有包括透明性的特性以致不影响该单丝的外观。此外，该润滑剂不应干扰该单丝的后续加工(包括加捻成纤维和机织成织物)以及该织物的任何后续处理，如涂覆。优选，该润滑剂通过将该单丝保持在一起，并且在后续加热，拉伸和加捻成纤维的过程中发挥抗静电剂的作用来促进该单丝形成纤维。
在这个实施方案中，该润滑剂是高粘度烃白油。这样一种适合的油料由Exxon-Mobil Corporation在产品名称N172下销售。
在这一优选实施方案中，该润滑剂可以包括添加到该油料中的抗静电剂以降低在后续加工期间该挤出单丝之间的静电。
该聚合物塑料材料，尤其以单丝和纤维形式存在，可以使用任何适合的包括用来制造当前聚丙烯单丝和纤维的常规设备的设备来制造。该设备能使用与已知制造技术相同的参数来操作。由本发明聚合物塑料材料组成的单丝和纤维制成的织物能以类似的方式涂覆到预先涂覆的机织聚丙烯材料基底上。
本发明的聚合物塑料材料具有降低的经由毛细管作用的吸湿(如水)倾向。该耐吸湿性的原因没有完全地理解。然而，在某种程度上相信，分布于该材料表面上的蜡小球起到水沿着该表面进行毛细流动的阻挡层的作用。所抑制的水流倾向于在该小球处聚集成水滴，后者最终克服该液滴和材料之间的表面张力，并在它们的自重下下落。
实施例为了进一步理解本发明，现在将描述实施例材料。
制备具有以下大致组成的母料10％UV稳定剂40％AdSperse蜡
50％聚丙烯载体以大约4.5％的比率将该母料添加到聚丙烯中并完全地混合该组合物。具体来说，该混合将使该蜡分布在整个组合物中。
然后，经由多-单丝模孔挤出该混合的组合物以同时生产大约120根单丝。
该单丝向下通过Exxon-Mobil Corporation的烃白油N172从而用该油料膜涂该单丝。
然后，将该单丝加捻成多单丝纤维，后者绕成束或辊用于后续的使用。
在一个测试中，用已知的聚丙烯纤维与根据上述实施例制造的聚丙烯纤维进行比较以量化它们的通过毛细管作用的耐吸湿性，尤其是耐大气吸湿性。该测试包括悬挂数段两类聚丙烯纤维在自来水容器之上，其中该纤维的端部浸在水中。该纤维具有相同的标称尺寸，并且该测试在环境条件中进行。可以观察到水由于毛细管作用而被吸收或通过毛细作用沿着该已知的纤维以大约1cm/分钟的速度上升。该吸收沿着该整段纤维继续进行。相比之下，沿着根据本发明的纤维通过毛细作用移动的水于更长的时段内上升到该水表面之上大约1厘米处，然后停止。即，该水没有继续通过毛细作用沿着该纤维上升。
在另一个测试中，水平地支撑由根据上述实施例制造的纤维机织的1.5平方米织物片。在该织物片的中心切割大约50mm的孔，并经由管子以大约5升/分钟的速度向界定该孔的织物的边缘施加水。该水从小水槽供给该管子。同样，该测试是在环境条件中进行。
最初，将具有零压头的水施加到该织物24小时。没有观察到吸收进入该孔周围的织物。该织物显示显著的疏水性。
然后，提高该水槽在该织物片之上使得以1英尺的压头施加该水。在该压头下，观察到水由于毛细管作用以大约0.01升/分钟的速度吸收进入该织物片中。
为了对比，用由已知的聚丙烯纤维机织的1.5平方米织物片进行相同的测试。在零压头下，该织物以大约0.05升/分钟的速度吸收水，而在1英尺的压头下该吸水速度增加到大约0.1升/分钟。
该油润滑剂产生的材料表面张力要高于该未润滑的材料显示出的表面张力，并因此降低了该材料和水之间的毛细管作用。
本发明的材料适合于广泛范围内的用途和应用。由于该降低的水分吸收能力，由该材料组成的纤维，并机织或针织成织物，将更适于外部和暴露的环境。具体来说，该织物将有更少的沾污和细菌侵袭倾向，并在此类环境中还将更容易处理。
最后，应该理解的是，在不脱离所附权利要求书所限定的本发明范围的情况下，可以对该材料及其制造方法作出各种各样的变化、修改和/或增补。
权利要求
1.一种具有包括蜡的组合物的聚合物塑料材料，其中该材料具有降低的水分吸收倾向。
2.根据权利要求1的材料，其中该蜡处于该材料的表面。
3.根据权利要求1或2的材料，其中该蜡间歇地分布于该材料的表面上。
4.根据任何前述权利要求的材料，其中该蜡以小球形式分布于该材料的表面上。
5.根据任何前述权利要求的材料，其中该蜡以至少基本上防止该材料通过毛细管作用吸收水分的量存在。
6.根据任何前述权利要求的材料，其中该蜡以占该材料0.5wt％到5wt％的量存在。
7.根据任何前述权利要求的材料，其中该蜡以占该材料大约1wt％的量存在。
8.根据任何前述权利要求的材料，其中该蜡是烃化合物或混合物。
9.根据权利要求8的材料，其中该化合物或混合物选自一种或多种Fischer-Tropsch范围内的烃。
10.根据任何前述权利要求的材料，其中该蜡是AdSperse 868。
11.根据任何前述权利要求的材料，并且在该材料的表面上包括润滑剂。
12.根据权利要求11的材料，其中该润滑剂以占该材料0.5体积％到5体积％的量存在。
13.根据权利要求12的材料，其中该润滑剂以占该材料大约2体积％的量存在。
14.根据权利要求11到13中任一项的材料，其中该润滑剂是作为薄膜存在于该材料表面上的油料。
15.根据权利要求14的材料，其中该油料是烃白油。
16.根据任何前述权利要求的材料，其中该组合物包括丙烯的聚合物或共聚物。
17.根据任何前述权利要求的材料，其中该材料以挤出单丝的形式存在。
18.一种基本上在上文中参照实施例描述的聚合物塑料材料。
19.根据权利要求1到16或18中任一项的材料的挤出单丝。
20.一种由许多根据权利要求19的单丝制成的纤维。
21.制造聚合物塑料材料的方法，包括制备包括蜡的聚合物塑料组合物；和将该组合物形成材料；并且其中该材料具有降低的水分吸收倾向。
22.根据权利要求21的方法，其中将该组合物形成材料包括允许该蜡迁移到该材料的表面。
23.根据权利要求22的方法，其中该蜡间歇地分布于该材料的表面上。
24.根据权利要求22或23的方法，其中该蜡以小球形式分布于该材料的表面上。
25.根据权利要求21到24中任一项的方法，其中该蜡以至少基本上防止该材料通过毛细管作用吸收水分的量存在于该组合物中。
26.根据权利要求21到25中任一项的方法，其中该蜡以占该组合物0.5体积％到5体积％的量存在于该组合物中。
27.根据权利要求21到26中任一项的方法，其中该蜡以占该组合物大约2体积％的量存在于该组合物中。
28.根据权利要求21到27中任一项的方法，其中制备该聚合物塑料组合物包括制备聚丙烯母料和将烃化合物或混合物蜡添加到该母料中。
29.根据权利要求21到28中任一项的方法，其中该材料通过挤出该组合物来形成。
30.根据权利要求29的方法，其中该组合物挤出成材料单丝。
31.根据权利要求21到30中任一项的方法，并且包括润滑所形成的材料。
32.根据权利要求31的方法，其中润滑所形成的材料包括将润滑剂以占该材料0.5体积％到5体积％的量施加到该材料的表面上。
33.根据权利要求32的方法，其中该润滑剂以占该材料大约2体积％的量施加。
34.根据权利要求31到33中任一项的方法，其中润滑所形成的材料包括将油料施加到该材料的表面上。
35.根据权利要求31到34中任一项的方法，其中润滑所形成的材料包括将烃白油施加到该材料的表面上。
36.根据权利要求31到35中任一项的方法，其中引用权利要求28时，其中该润滑剂通过使该单丝通过润滑剂液滴来施加，使得在该单丝的表面上形成润滑剂膜。
37.一种基本上在上文中参照实施例描述的制造聚合物塑料材料的方法。
38.一种当根据权利要求21到37中任一项的方法制造时的聚合物塑料材料。
全文摘要
本发明涉及具有包括蜡的组合物的聚合物塑料材料，该材料具有降低的水分吸收倾向。该材料尤其以细丝形式制造。还公开了制造该聚合物塑料材料的方法。
文档编号D01F6/46GK1898312SQ200480039001
公开日2007年1月17日 申请日期2004年12月24日 优先权日2003年12月24日
发明者安德鲁·纳萨兹克 申请人:戈尔太平洋有限公司