蓄光母粒及纤维的制作方法
【专利摘要】本发明提供一种蓄光母粒，包括1至50重量份的蓄光材料、43至98.8重量份的热塑性聚合物、0.1至5重量份的分散剂以及0.1至2重量份的结晶成核剂，其中结晶成核剂用以提高热塑性聚合物的结晶速率及热结晶温度。本发明还提供一种蓄光纤维，包括由如上述的蓄光母粒所制成的芯层以及鞘层。本发明的蓄光母粒中具有结晶成核剂，能减少结晶尺寸使蓄光材料所发出的光线不易被遮蔽，从而提升蓄光母粒的发光强度。本发明的蓄光母粒更可利用简单的纺丝及加工成型制程制造高机械强度的纤维。
【专利说明】
蓄光母粒及纤维
技术领域
[0001] 本发明是有关一种蓄光母粒及纤维，且特别是有关于一种具有高发光强度的蓄光 母粒及使用其所制造的纤维。
【背景技术】
[0002] 蓄光材料已广泛地运用于制造蓄光物体，其在吸收紫外线或其他射线后可发出光 线，此种光线被称为余辉(afterglow)。在移除了外来的刺激源之后，蓄光材料可持续发光 一段时间，又称为余辉时间。
[0003] 在应用上，蓄光材料与热塑性聚合物共同混炼以制备蓄光母粒(masterbatch)，且 通常需添加大量的蓄光材料以提升蓄光母粒或由其所制成的蓄光物体的发光强度。然而， 当蓄光母粒中蓄光材料的含量提高时，其机械强度却会随之降低。因此在纺织品的相关应 用中，利用含有高浓度蓄光材料的母粒制成纤维时，常会面临难以纺丝和/或加工成型的难 题。
[0004] 有鉴于上述问题，相关领域亟需提出一种方法以提升蓄光母粒的发光强度，以在 降低蓄光材料含量下仍使蓄光母粒维持良好的发光强度与余辉特性。
【发明内容】
[0005] 本发明的目的之一在于提供一种可以在降低蓄光材料含量下仍维持良好的发光 强度与余辉特性的蓄光母粒。
[0006] 本发明的一个方面是提供一种蓄光母粒，其包括1至50重量份的蓄光材料、43至 98.8重量份的热塑性聚合物、0.1至5重量份的分散剂以及0.1至2重量份的结晶成核剂，其 中结晶成核剂用以提高热塑性聚合物的结晶速率及热结晶温度。
[0007] 根据本发明一或多个实施方式，蓄光材料的尺寸介于3微米至100微米之间。
[0008] 根据本发明一或多个实施方式，蓄光材料为铝酸盐或硅酸盐。
[0009] 根据本发明一或多个实施方式，铝酸盐为MlAl2〇4:Eu，M2,其中Ml为Mg、Ca、Sr或Ba， 且 M2为Y、La、Ce、Pr、Nd、Sm、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Tm、YbSLu。
[0010] 根据本发明一或多个实施方式，硅酸盐为M3Si(k: Eu，M4，其中M3为Mg、Ca、Sr或Ba， 且 M4为 Y、La、Ce、Pr、Nd、Sm、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Tm、YbSLu。
[0011] 根据本发明一或多个实施方式，热塑性聚合物为乙稀醋酸乙稀(Ethylene vinyl acetate;EVA)、聚乙稀（Polyethylene)、聚丙稀（Polypropylene)、聚对苯二甲酸乙二酯 (PET)、聚对苯二甲酸丁二酯(PBT)、热塑性弹性体(TPE)、热塑性聚酯弹性体(TPEE)、尼龙6 (Nylon 6)、尼龙6,6(Nylon6,6)或其组合。
[0012] 根据本发明一或多个实施方式，分散剂为蜡聚合物。
[0013] 根据本发明一或多个实施方式，蜡聚合物为石蜡油、乙撑双硬脂酸酰胺蜡、乙撑双 月桂胺蜡、聚酯蜡、酰胺腊或其组合。
[0014] 根据本发明一或多个实施方式，分散剂包括马来酸酐接枝聚乙烯或马来酸酐接枝 聚丙烯。
[0015] 根据本发明一或多个实施方式，分散剂为硅烷系偶合剂、钛系偶合剂或其组合。
[0016] 根据本发明一或多个实施方式，结晶成核剂使热塑性聚合物的热结晶温度提高1 °C~20°C。
[0017] 根据本发明一或多个实施方式，结晶成核剂包括碱金属羧酸盐、碱土金属羧酸盐、 芳香族羧酸盐、山梨醇衍生物、羧酸金属盐、有机磷酸盐、松香酸、乙烯-甲基丙烯酸离子键 聚合物或其组合。
[0018] 根据本发明一或多个实施方式，山梨醇衍生物为1，3:2,4_二(3,4_二甲基苯亚甲 基）山梨醇。
[0019] 根据本发明一或多个实施方式，有机磷酸盐为2,2'-亚甲基双(4,6_二叔丁基苯 基)磷酸钠。
[0020] 本发明的另一方面是提供一种蓄光纤维，包括芯层以及鞘层。芯层是由如上述的 蓄光母粒所制成。鞘层用以包覆芯层。芯层及鞘层的重量比为10:90至90:10的范围内。
[0021] 根据本发明一或多个实施方式，鞘层包括聚酯、聚烯烃、聚酰胺或其组合。
[0022]本发明的优点在于:本发明的蓄光母粒中具有结晶成核剂，能减少其结晶尺寸使 蓄光材料所发出的光线不易被遮蔽，提升蓄光母粒的发光强度。本发明的蓄光母粒更可利 用简单的纺丝及加工成型制程制造高机械强度的蓄光纤维。
【附图说明】
[0023]为让本发明的上述和其他目的、特征、优点与实施例能更明显易懂，所附附图的详 细说明如下。
[0024]图1绘示本发明比较例al的示差扫描热分析图；
[0025] 图2绘示本发明实验例A1的示差扫描热分析图；
[0026] 图3绘示本发明比较例bl的示差扫描热分析图；
[0027]图4绘示本发明实验例B1的示差扫描热分析图；
[0028]图5绘示本发明实验例B2的示差扫描热分析图；
[0029] 图6绘示本发明实验例B3的示差扫描热分析图；
[0030] 图7绘示本发明实验例Μ的示差扫描热分析图；
[0031 ]图8绘示本发明比较例cl的示差扫描热分析图；
[0032] 图9绘示本发明实验例C1的示差扫描热分析图。
【具体实施方式】
[0033] 以下将以图式揭露本发明的多个实施方式，为明确说明起见，许多实务上的细节 将在以下叙述中一并说明。然而，应了解到，这些实务上的细节不应用以限制本发明。也就 是说，在本发明部分实施方式中，这些实务上的细节是非必要的。此外，为简化图式起见，一 些习知惯用的结构与元件在图式中将以简单示意的方式绘示之。
[0034] 本发明提供一种蓄光母粒，包含蓄光材料、热塑性聚合物、分散剂以及热塑性聚合 物结晶成核剂，兹将上述组分的实施例与比例分述如下。
[0035] 蓄光材料在受到能量(例如:光或热)激发后，其电子会由基态跃升至激发态，并储 存能量。此激发态电子在回到基态时，再将能量以光的形式释放。蓄光材料的特性为无辐 射，且短暂吸收能量后即可长时间持续发光。蓄光材料可为铝酸盐或硅酸盐，但不以此为 限。更详细的说，蓄光材料可为稀土族元素掺杂的铝酸盐，并具有M1A1 2〇4:Eu，M2的化学通 式，其中 Ml 可为 Mg、Ca、Sr 或 Ba，且 M2 可为 Y、La、Ce、Pr、Nd、Sm、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Tm、YbSLu。 作为另一方面，蓄光材料可为稀土族元素掺杂的硅酸盐，并具有M3Si0 4:Eu，M4的化学通式， 其中 M3可为 Mg、Ca、Sr或Ba，且 M4可为Y、La、Ce、Pr、Nd、Sm、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Tm、YbSLu。
[0036]以100重量份的蓄光母粒计，蓄光材料占1至50重量份。在本发明的部分实施例中， 蓄光材料占10至30重量份。在本发明的其他部分实施例中，蓄光材料占15至25重量份。此 外，蓄光材料的尺寸例如是介于3微米至100微米之间。在本发明的部分实施例中，蓄光材料 的平均尺寸例如是介于8微米至20微米之间。
[0037] 热塑性聚合物包含乙稀醋酸乙稀（EVA)、聚乙稀（Polyethylene)、聚丙稀 (Polypropylene)、聚对苯二甲酸乙二酯（PET)、聚对苯二甲酸丁二酯（PBT)、热塑性弹性体 (TPE)、热塑性聚酯弹性体(TPEE)、尼龙6(Nylon 6)、尼龙6,6(Nylon6,6)或其组合。以100重 量份的蓄光母粒计，热塑性聚合物占43至98.8重量份。在本发明的部分实施例中，热塑性聚 合物占63至89.8重量份。在本发明的其他部分实施例中，热塑性聚合物占68至84.8重量份。
[0038] 分散剂有助于使组成物中各组分均匀分散，进而增加热塑性聚合物的白度与透明 度。以1〇〇重量份的蓄光母粒计，蓄光材料占0.1至5重量份。在本发明的部分实施例中，分散 剂为蜡聚合物，其可为石蜡油、乙撑双硬脂酸酰胺蜡、乙撑双月桂胺蜡、聚酯蜡、酰胺腊或其 组合。在本发明的其他部分实施例中，分散剂包括马来酸酐接枝聚乙烯或马来酸酐接枝聚 丙烯。在本发明的其他部分实施例中，分散剂为硅烷系偶合剂、钛系偶合剂或其组合。
[0039] 本发明的蓄光母粒中更具有结晶成核剂，其增加热塑性聚合物中的结晶点，并提 升热塑性聚合物的结晶速度及热结晶温度。以100重量份的蓄光母粒计，蓄光材料占0.1至2 重量份。具体而言，在制备蓄光母粒的过程中，热塑性聚合物受热呈熔融状，使其余的组分 和呈熔融状的热塑性聚合物均匀混合，接着再冷却此混合物以形成蓄光母粒。但在冷却过 程中，过慢的结晶速度会使热塑性聚合物的结晶过大，而遮蔽蓄光材料并降低蓄光母粒的 透明度。
[0040] 结晶成核剂则提供热塑性聚合物结晶时所需的晶核，使热塑性聚合物在冷却时易 于晶核处结晶，从而加速了热塑性聚合物的结晶速度及提高其热结晶温度。更详细地说，热 塑性聚合物由均相成核转变成异相成核，使晶粒结构细化，从而大幅降低热塑性聚合物的 结晶尺寸。藉此，热塑性聚合物成核剂有助于提升蓄光母粒的透明度，以达到较高的发光效 率。在本发明的部分实施例中，加入结晶成核剂使热塑性聚合物的热结晶温度提高1°C~20 〇C。
[0041] 结晶成核剂包括碱金属羧酸盐、碱土金属羧酸盐、芳香族羧酸盐、山梨醇衍生物、 羧酸金属盐、有机磷酸盐、松香酸、乙烯-甲基丙烯酸离子键聚合物或其组合，但不以此为 限。在本发明的部分实施例中，山梨醇衍生物为1，3:2，4-二(3，4-二甲基苯亚甲基）山梨醇 (1，3:2，4_bis-〇-(3，4-dimethylbenzylidene)-D-sorbitol，DMDBS)。在本发明的其他部分 实施例中，有机磷酸盐为2,2'-亚甲基双（4,6-二叔丁基苯基）磷酸钠（ 8〇(11111112,2- methylenebis_(4，6-di-tert-buty1 phenel)phosphate)〇
[0042] 在本发明的部分实施例中，蓄光母粒更包括交联剂，且本发明并不对其种类做特 别的限制。值得一提地是，若依照上述实施例内容来制备本发明的蓄光母粒，即使在不提供 交联剂的情形下，蓄光母粒亦可维持良好的发光强度与余辉特性。
[0043] 在前文中揭示了本发明的蓄光母粒的多种组成物及其重量份，下文将参照各实施 例来描述用以制备蓄光母粒的方法与步骤。
[0044] 实施例1
[0045]在实施例1中，以化学通式为SrAl2〇4:Eu，Dy的铝酸盐作为蓄光材料，且蓄光材料的 平均尺寸为8至20微米，其中以聚丙烯作为热塑性聚合物、乙撑双硬脂酸酰胺蜡作为分散 剂、且以1，3:2,4_二(3,4_二甲基苯亚甲基）山梨醇作为结晶成核剂。请参阅表1，表1列出实 施例1中的实验例与比较例中，基于100重量份的蓄光母粒，各个组分所占重量份。
[0046] 表1:实施例1的蓄光母粒中各组分所占的重量份。
[0047]
[0048] 接着，将蓄光材料、热塑性聚合物、分散剂以及热塑性聚合物成核剂混合以形成一 混合物。其中，可利用任何适当的容器或混合设备来进行上述混合步骤。接着，将上述混合 物馈送至押出机(extruder)进行混炼。在实施例1中，所使用的热塑性聚合物为聚丙烯，因 此混炼的温度介于175至195°C之间，且处理时间约为0.5至10分钟。混炼过程中，组成物中 的热塑性聚合物会受热而呈熔融状，从而混合物中其余的组分和熔融状的热塑性聚合物均 匀混合。在分散剂与押出机的帮助下，蓄光材料会均匀分散在热塑性聚合物中。
[0049] 在混炼后，接着将混合物进行冷却及造粒制程，藉以制备蓄光母粒。请参阅图1，图 1绘示本发明比较例al的示差扫描热分析(differential scanning calorimetry，DSC)图。 示差扫描热分析图中具有一放热峰，代表混合物在冷却过程中由熔融态逐渐转变为结晶 态。对此放热峰进行分析可得知结晶开始温度、热结晶温度与结晶放热值，其中放热峰的最 高点对应的温度即为热结晶温度，而放热峰与基线之间的面积(斜线部份）即为结晶放热 值。需说明的是，恪点与热结晶温度差值例如是A Tm。，当ATm。越小时，表示熔体在降温时越 容易形成晶核，且结晶速度越快，材料的结晶性能更好。
[0050] 如图1所示，未加入结晶成核剂的比较例al在119.99°C开始产生结晶，其热结晶温 度为115.37°C，结晶放热值为82.3886J/g，熔点为165.85°C，且Δ ??值为50.48°C。
[0051] 请继续参阅图2,图2绘示本发明实验例A1的示差扫描热分析图。如图2所示，加入 结晶成核剂的实验例A1在127.01°C就开始产生结晶，且其热结晶温度为122.59°C，明显高 于比较例al的热结晶温度(115.37°C)。此外，实验例A1的结晶放热值为74.2665J/g，熔点为 164.46°C，且Δ Tmc值为41.87°C，小于比较例al的Δ Tmc值(50.48°C)。据此可知，结晶成核剂 能提升热结晶温度及降低A Tm。，从而达到较快的结晶速率。最后，再经过造粒以形成颗粒状 的蓄光母粒。
[0052]针对以上制得的蓄光母粒进行了余辉发光强度的分析，分析方法如下。样本经过 国际照明委员会（International Commission on Illumination,CIE)标准照明物D65照射 约20分钟。其后，将样本置入暗房中以使得样本能够在暗处发光。每隔两分钟测量并记录每 一样本所发出的光线强度，持续测量120分钟。并同时分析蓄光母粒发出光线的Lab色彩空 间（Lab color space)。表2列出了蓄光母粒的Lab色彩空间，与其在2分钟与10分钟后测得 的发光强度。
[0053]表2:实施例1的蓄光母粒的Lab色彩空间与发光强度。
[0054]
[0055] 由表2能得知，比较例al包括20重量份的蓄光材料，其在2分钟后的余辉发光强度 为约859mcd/m2,而在10分钟后的余辉发光强度则降低为约214mcd/m 2。另一方面，实验例A1 同样包括20重量份的蓄光材料，其余辉发光强度在2分钟后(约1063mcd/m2)与10分钟后(约 270mcd/m 2)均高于比较例al，且实验例A1的明暗度（78.5)亦大于比较例&1的明暗度 (76.6)。藉此得知，使用相同重量份的蓄光材料下，加入结晶成核剂提升了蓄光母粒的发光 强度。结晶成核剂能增加热塑性材料中的结晶点，使其在冷却过程中热结晶温度变高、结晶 速度变快而形成较小的结晶尺寸，以避免蓄光材料发出的光线被遮蔽。在本发明的其他部 分实施例中，可减少蓄光材料在蓄光母粒中的含量，并加入结晶成核剂使蓄光母粒维持一 定的发光强度。
[0056] 实施例2
[0057]在实施例2中，以化学通式为SrAl204:Eu，Dy的铝酸盐作为蓄光材料，且蓄光材料的 平均尺寸为8至20微米，其中以聚对苯二甲酸乙二酯作为热塑性聚合物、微粉化的聚酰胺蜡 作为分散剂，且以2,2'_亚甲基双(4,6_二叔丁基苯基)磷酸钠作为结晶成核剂。请参阅表3， 表3列出实施例2的实验例与比较例中，基于100重量份的蓄光母粒，各个组分所占重量份。
[0058] 表3:实施例2的蓄光母粒中各组分所占的重量份。
[0059]
[0060] 接着混合蓄光材料、热塑性聚合物、分散剂以及热塑性聚合物成核剂以形成混合 物。接着将此混合物馈送至押出机(extruder)进行混炼，在实施例2中使用的热塑性聚合物 为聚对苯二甲酸乙二酯，因此混炼的温度介于250至270°C之间，且处理时间为约0.5至10分 钟。混炼过程中，组成物中的热塑性聚合物会受热而呈熔融状，并使得混合物中其余的组分 和熔融状的热塑性聚合物均匀混合。
[0061] 混炼后，进行混合物的冷却及造粒以制备得蓄光母粒。请参阅图3,图3绘示本发明 比较例bl的示差扫描热分析图。如图3所示，未加入结晶成核剂的比较例bl在212.15°C开始 产生结晶，其热结晶温度为205.29°C，而结晶放热值为34.4689J/g，熔点为253.50°C，Δ Tmc 值为48.21°C。请继续参阅图4~图7,图4~图7绘示本发明实验例Bl~Μ的示差扫描热分析 图。如图4~图7所示，加入结晶成核剂的实验例Β1~Β4分别在约213. 18°C、214.52°C、 214.39°C与214.60°C即开始产生结晶，且其热结晶温度分别约为208.51°C、210.27°C、 208.91°C与210.15°C，均高于比较例bl的热结晶温度(205.29°C)。此外，实验例Bl~Μ的结 晶放热值分别约为34.4654J/g、33.2381 J/g、36.4399J/g与32.9889J/g，而熔点分别约为 254°C、255 · 72°C、255 · 87°C及254 · 19°C，因此实验例B1 ~Μ的 Δ !"值分别为45 · 49°C、45 · 45 °C、46.96°C及44.04°C，均小于比较例bl的Δ ??值(48.21°C)。据此可知，结晶成核剂能够提 升热结晶温度及增加结晶速率。最后，再经过造粒以形成颗粒状的蓄光母粒。
[0062] 接着请参阅表4,表4列出了蓄光母粒的Lab色彩空间，与在2分钟与10分钟后测得 的发光强度。可使用与实施例1相同的方式进行蓄光母粒的分析，在此不再详述。
[0063] 表4:实施例2的蓄光母粒的Lab色彩空间与发光强度。
[0064]
[0065]由表4得知，比较例bl包括20重量份的蓄光材料，其在2分钟后的余辉发光强度为 约572mcd/m2,且在10分钟后的余辉发光强度则降低至约145mcd/m2。另一方面，实验例B1~ B4同样包括20重量份的蓄光材料，余辉发光强度在2分钟后（约613~716mcd/m2)与10分钟 后（约158~186mcd/m 2)均高于比较例bl。实验例B1~Μ的明暗度(68.5~71.2)亦大于比较 例bl的明暗度(67.2)。由此可知，在使用相同重量份的蓄光材料的条件下，加入结晶成核剂 提升了蓄光母粒的发光强度。
[0066]在此特别说明，结晶成核剂虽提升了蓄光母粒的发光强度，但过多的结晶成核剂 会使热塑性聚合物的结晶度过高，此将使得蓄光母粒的透明度下降，而无法达到较高的发 光强度。在实验例B2、B3与Μ中，结晶成核剂分别占1、1.5与2重量份。请同时参阅表4，实验 例Β2的余辉发光强度(2分钟后约716mcd/m 2，10分钟后约186mcd/m2)高于实验例Β3的余辉发 光强度(2分钟后约701mcd/m2，10分钟后约183mcd/m2)，且实验例B3的余辉发光强度更高于 实验例Μ的余辉发光强度(2分钟后约635mcd/m2，10分钟后约165mcd/m2)。因此，可推测过量 的结晶成核剂可能会使得热塑性聚合物的结晶度过高，从而降低蓄光母粒的发光强度。因 此，需控制结晶成核剂的含量介于0.1至2重量份之间，以有效地提升蓄光母粒的发光强度。 [0067] 实施例3
[0068]在实施例3中，以化学通式为SrAl2〇4:Eu，Dy的铝酸盐作为蓄光材料，且蓄光材料的 平均尺寸为8至20微米，其中以聚对苯二甲酸丁二酯(PBT)作为热塑性聚合物且以2,2'_亚 甲基双(4,6_二叔丁基苯基)磷酸钠作为结晶成核剂。相较于实施例1及2而言，实施例3中更 比较不同分散剂对于蓄光母粒的发光强度的影响，其中比较例cl与实验例C1使用微粉化的 聚酰胺錯作为分散剂，而比较例c2使用钛系偶合剂(titanate coupling agent)作为分散 剂。请参阅表5，表5列出实施例3的实验例与比较例中，基于100重量份的蓄光母粒，各个组 分所占重量份。
[0069] 表5:实施例3的蓄光母粒中各组分所占的重量份。
[0070]
[0071]接着，将混合蓄光材料、热塑性聚合物、分散剂以及热塑性聚合物成核剂以形成一 混合物。接着将此混合物馈送至押出机(extruder)进行混炼。在实施例3中，使用的热塑性 聚合物为聚对苯二甲酸丁二酯，因此混炼的温度介于225至245°C之间，且处理时间为约0.5 至10分钟。混炼过程中，组成物中的热塑性聚合物会受热而呈熔融状，并使得混合物中其余 的组分和熔融状的热塑性聚合物均匀混合，从而能够提升热结晶温度，并达到较快的结晶 速率。
[0072] 混炼后，进行混合物的冷却及造粒以制备得蓄光母粒。请参阅图8,图8绘示本发明 比较例cl的示差扫描热分析图。如图8所示，未加入结晶成核剂的比较例cl在197.38°C开始 产生结晶，其热结晶温度为192.63°C，结晶放热值为39.4293J/g，熔点为222.28°C，Δ !"值 为29.65°C。请继续参阅图9,图9绘示本发明实验例C1的示差扫描热分析图。如图9所示，加 入结晶成核剂的实验例C1在约200.16°C即开始产生结晶，且热结晶温度约为198.59°C，其 高于比较例cl的热结晶温度（192.63°C)。此外，实验例C1的结晶放热值约为39.5623J/g，熔 点约为223.10°C，且Δ Tmc值为24.51°C，小于比较例cl的Δ Tmc值(29.65°C)。据此可知，结晶 成核剂能够提升热结晶温度及增加结晶速率。最后，再经过造粒以形成颗粒状的蓄光母粒。
[0073] 接着请参阅表6，表6列出了蓄光母粒的Lab色彩空间，与在2分钟与10分钟后测得 的发光强度。可使用与实施例1相同的方式进行蓄光母粒的分析，在此不再详述。
[0074] 表6:实施例3的蓄光母粒的Lab色彩空间与发光强度。
[0075]
[0076]请先参阅比较例cl与c2。比较例cl与c2均包括20重量份的蓄光材料，并分别使用 不同的分散剂，但比较例c 1的余辉发光强度(2分钟后约499mcd/m2，10分钟后约123mcd/m2) 高于比较例c2的余辉发光强度(2分钟后约457mcd/m 2，10分钟后约120mcd/m2)，且比较例cl 更具有较高的明暗度。因此，分散剂的种类同样会影响蓄光母粒的发光强度，可视不同的蓄 光材料、热塑性聚合物以及热塑性聚合物成核剂而选用合适的分散剂。
[0077]此外，实验例C1同样包括20重量份的蓄光材料，其余辉发光强度在2分钟后（约 642111〇(1/1112)与10分钟后（约167111〇(1/1112)均高于比较例(31。实验例(：1的明暗度(79.86)亦大于 比较例cl的明暗度(75.49)。同实施例1，使用相同重量份的蓄光材料下，加入结晶成核剂能 够有效地提升蓄光母粒的发光强度。
[0078] 上述具有结晶成核剂的蓄光母粒可用于制备各式各样的蓄光物体，例如：蓄光纤 维、长纤(filament)、纱线、织物、薄膜、薄片或切片(chip)。本发明在此以蓄光纤维为例，但 不以此为限，应理解其他的蓄光物体均可用于本发明，而不影响本发明的精神。
[0079] 本发明的另一方面提供一种蓄光纤维，包括一芯层以及一鞘层。芯层是由前述的 蓄光母粒所制成，而鞘层则用以包覆芯层，且芯层及鞘层的重量比为10:90至90:10的范围 内。其中，鞘层包括聚酯、聚烯烃、聚酰胺或其组合，具体而言，鞘层为热塑性聚合物，包括前 述的乙烯醋酸乙烯、聚乙烯、聚丙烯、聚对苯二甲酸乙二酯、聚对苯二甲酸丁二酯、热塑性弹 性体、热塑性聚酯弹性体、尼龙6、尼龙6,6或其组合。随着蓄光物体本身设计与用途的不同， 蓄光母粒中所含的热塑性聚合物和鞘层中所含的热塑性聚合物可为相同或不同的材料。
[0080] 接着以上述实验例与比较例的蓄光母粒制备蓄光纤维的芯层，更分别以尼龙6或 聚对苯二甲酸丁二酯（PBT)制备蓄光纤维的鞘层，利用熔融纺丝制成芯鞘型蓄光纤维。其 中，芯层及鞘层的重量比为50:50。在表7中，列出了蓄光纤维的强度，与在2分钟与10分钟后 测得的发光强度。可使用与实施例1相同的方式进行蓄光纤维的分析，在此不再详述。
[0081] 表7:蓄光纤维的纤维强度与发光强度。
[0082]
[0083]如表7所示，以比较例al与实验例A1的蓄光母粒作为蓄光纤维的芯层，而尼龙6作 为蓄光纤维的鞘层。2分钟后，以实验例A1制备的蓄光纤维的余辉发光强度为约42mcd/m2， 而以比较例al制备的蓄光纤维的余辉发光强度仅约39mcd/m 2。在10分钟后，蓄光纤维的余 辉发光强度均为约9mcd/m2。此外，以实验例A1制备的蓄光纤维具有较高的纤维强度与较小 的变异系数。据此得知，加入结晶成核剂不仅增加蓄光纤维的余辉发光强度，更提升了蓄光 纤维的纤维强度，使其能更广泛的应用于各领域。
[0084]同样以比较例cl与实验例C1的蓄光母粒作为蓄光纤维的芯层，而以聚对苯二甲酸 丁二酯(PBT)作为蓄光纤维的鞘层。如表7所示，以实验例C1制备的蓄光纤维的余辉发光强 度(2分钟后约155mcd/m 2,10分钟后约34mcd/m2)高于以比较例cl制备的蓄光纤维的余辉发 光强度(2分钟后约128mcd/m 2，10分钟后约28mcd/m2)，且以实验例C1制备的蓄光纤维同样具 有较高的纤维强度与较小的变异系数。因此，加入结晶成核剂增加了蓄光纤维的余辉发光 强度与纤维强度。
[0085]由上述本发明实施例可知，本发明具有下列优点。本发明的蓄光母粒中具有结晶 成核剂，以提供多个晶核使热塑性聚合物在所述晶核处结晶，不仅能够提升结晶速度与热 结晶温度，更大幅减少了结晶尺寸。因此，蓄光材料所发出的光线不易被遮蔽，让蓄光母粒 具有较高的发光强度。藉由结晶成核剂，使用本发明蓄光母粒制备得的蓄光纤维能够展现 良好的发光强度及更好的纤维强度。在此基础上，在仅含有低含量蓄光材料的情况下，本发 明的蓄光母粒及其所制备的纤维可展现高的发光强度，且可利用简单的纺丝及加工成型制 程制造出具有高机械强度的纤维。此外，由于藉由本发明的蓄光母粒可制备具有高发光强 度的蓄光纤物，进而可增加织物的设计感、提示功能及应用广度。
[0086]虽然本发明已以实施方式揭露如上，然其并非用以限定本发明，任何熟习此技艺 者，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作各种的更动与润饰，因此本发明的保护范围当 视后附的权利要求书所界定的范围为准。
【主权项】
1. 一种蓄光母粒，其特征在于，包括： 蓄光材料，占1至50重量份； 热塑性聚合物，占43至98.8重量份； 分散剂，占〇. 1至5重量份；以及 结晶成核剂，占0.1至2重量份，所述结晶成核剂是用以提高所述热塑性聚合物的结晶 速率及热结晶温度。2. 根据权利要求1所述的蓄光母粒，其特征在于，所述蓄光材料的尺寸介于3微米至100 微米之间。3. 根据权利要求1所述的蓄光母粒，其特征在于，所述蓄光材料为铝酸盐或硅酸盐。4. 根据权利要求3所述的蓄光母粒，其特征在于，所述铝酸盐为M1A12〇4:Eu，M2,其中Ml 为 Mg、Ca、Sr或 Ba，且 M2为Y、La、Ce、Pr、Nd、Sm、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Tm、YbSLu。5. 根据权利要求3所述的蓄光母粒，其特征在于，所述硅酸盐为M3Si〇4: Eu，M4，其中M3为 Mg、Ca、Sr 或Ba，且 M4为 Y、La、Ce、Pr、Nd、Sm、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Tm、YbSLu。6. 根据权利要求1所述的蓄光母粒，其特征在于，所述热塑性聚合物为乙烯醋酸乙烯、 聚乙烯、聚丙烯、聚对苯二甲酸乙二酯、聚对苯二甲酸丁二酯、热塑性弹性体、热塑性聚酯弹 性体、尼龙6、尼龙6，6或其组合。7. 根据权利要求1所述的蓄光母粒，其特征在于，所述分散剂为蜡聚合物。8. 根据权利要求7所述的蓄光母粒，其特征在于，所述蜡聚合物为石蜡油、乙撑双硬脂 酸酰胺蜡、乙撑双月桂胺蜡、聚酯蜡、酰胺腊或其组合。9. 根据权利要求1所述的蓄光母粒，其特征在于，所述分散剂包括马来酸酐接枝聚乙烯 或马来酸酐接枝聚丙烯。10. 根据权利要求1所述的蓄光母粒，其特征在于，所述分散剂为硅烷系偶合剂、钛系偶 合剂或其组合。11. 根据权利要求1所述的蓄光母粒，其特征在于，所述结晶成核剂使所述热塑性聚合 物的热结晶温度提高I °C~20°C。12. 根据权利要求1所述的蓄光母粒，其特征在于，所述结晶成核剂包括碱金属羧酸盐、 碱土金属羧酸盐、芳香族羧酸盐、山梨醇衍生物、羧酸金属盐、有机磷酸盐、松香酸、乙烯-甲 基丙烯酸离子键聚合物或其组合。13. 根据权利要求12所述的蓄光母粒，其特征在于，所述山梨醇衍生物为1，3:2,4_二 (3,4_二甲基苯亚甲基）山梨醇。14. 根据权利要求12所述的蓄光母粒，其特征在于，所述有机磷酸盐为2,2'_亚甲基双 (4,6-二叔丁基苯基)磷酸钠。15. -种蓄光纤维，其特征在于，包括： 芯层，是由如权利要求1-14中任一项所述的蓄光母粒所制成；以及 鞘层，用以包覆所述芯层，其中所述芯层及所述鞘层的重量比为10:90至90:10的范围 内。16. 根据权利要求15所述的蓄光纤维，其特征在于，所述鞘层包括聚酯、聚烯烃、聚酰胺 或其组合。
【文档编号】D01F8/14GK105906933SQ201610048713
【公开日】2016年8月31日
【申请日】2016年1月25日
【发明人】赖伟仁, 洪滉进, 陈素真
【申请人】财团法人纺织产业综合研究所