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生物基聚合物共混物及制造 纤维的方法

阅读：812发布：2020-11-26

专利汇可以提供生物基聚合物共混物及制造纤维的方法专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且聚合物共混物包含生物基聚合物或共聚物，以及回收和/或工业回收聚合物或共聚物，和增容剂。可以由该聚合物共混物制备纤维。此外，该聚合物共混物的生命周期分析可以在该生命周期分析的七个类目的至少四个中相对于原始状态的聚酰胺6.6占优。还描述了由聚合物共混物制造该纤维的方法。该聚合物共混物特别可用于地面材料应用，如地毯。，下面是生物基聚合物共混物及制造纤维的方法专利的具体信息内容。

权利要求

1.聚合物共混物，其包含：
基于该聚合物共混物总重量的约10重量%至约50重量%的至少一种生物基聚合物、生物基共聚物、或其混合物；
基于该聚合物共混物总重量的约50重量%至约90重量%的至少一种回收聚合物、回收共聚物、工业回收聚合物、工业回收共聚物或其混合物；和
至少一种增容剂。
2.权利要求1的聚合物共混物，
其中所述至少一种增容剂以基于所述聚合物共混物总重量的小于约5重量%的含量存在。
3.权利要求1的聚合物共混物，
其中所述增容剂是生物基聚合物。
4.权利要求1的聚合物共混物，
其中所述增容剂是乙烯-(甲基)丙烯酸(C2-C12)烷基酯-马来酸酐共聚物。
5.权利要求1的聚合物共混物，
其中所述乙烯以基于所述增容剂总重量的约70重量%至约90重量%的含量存在；
其中所述(甲基)丙烯酸(C2-C12)烷基酯以基于所述增容剂总重量的约3重量%至约
15重量%的含量存在；和
其中所述马来酸酐以基于所述增容剂总重量的约3重量%至约10重量%的含量存在。
6.权利要求5的聚合物共混物，
其中所述(甲基)丙烯酸(C2-C12)烷基酯是丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸缩水甘油酯或其混合物。
7.权利要求1的聚合物共混物，
其中所述增容剂是热塑性共聚酰胺。
8.权利要求1的聚合物共混物，
其中所述回收聚合物、所述回收共聚物、所述工业回收聚合物、所述工业回收共聚物或其混合物与所述生物基聚合物不相容。
9.权利要求1的聚合物共混物，
其中所述生物基聚合物、所述生物基共聚物、或其混合物以基于所述聚合物共混物总重量的约25重量%至约35重量%的含量存在；和
其中所述回收聚合物、所述回收共聚物、所述工业回收聚合物、所述工业回收共聚物、或其混合物以基于所述聚合物共混物总重量的约65重量%至约75重量%的含量存在。
10.权利要求1的聚合物共混物，
其中所述生物基聚合物、所述生物基共聚物、或其混合物是选自聚酰胺4.6、聚酰胺
4.10、聚酰胺6.10、聚酰胺6.12、聚酰胺10.10、聚酰胺10.12、聚酰胺11、聚酰胺12、聚交酯、聚对苯二甲酸丙二醇酯、及其共聚物和混合物的至少一种聚合物。
11.权利要求1的聚合物共混物，
其中所述回收聚合物、所述回收共聚物、所述工业回收聚合物、所述工业回收共聚物、或其混合物选自聚酰胺6、聚酰胺6.6、聚酰胺4.6、聚酰胺4.10、聚酰胺6.10、聚酰胺6.12、聚酰胺10.10、聚酰胺10.12、聚酰胺11、聚酰胺12、聚交酯、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚对苯二甲酸丙二醇酯、聚对苯二甲酸丁二醇酯、及其共聚物和混合物。
12.权利要求1的聚合物共混物，
其中所述生物基聚合物、所述生物基共聚物、或其混合物是选自聚酰胺11、聚酰胺
10.10和聚酰胺6.10的至少一种聚合物并以基于所述聚合物共混物总重量的约30重量%的含量存在；和
其中所述回收聚合物、所述回收共聚物、所述工业回收聚合物、所述工业回收共聚物、或其混合物选自聚酰胺6和聚酰胺6.6并以基于所述聚合物共混物总重量的约70重量%的含量存在。
13.权利要求1的聚合物共混物，
其中，当所述聚合物共混物熔融时，所述至少一种生物基聚合物的一部分在所述至少一种回收聚合物或所述至少一种工业回收聚合物或其混合物中形成球粒；
其中所述球粒具有小于约4微米的直径。
14.包含多个由权利要求1的聚合物共混物形成的连续长丝的纤维。
15.权利要求14的纤维，
其中所述纤维具有约1.5 至约3.0的改性比。
16.权利要求14的纤维，
其中所述长丝是多叶形的。
17.权利要求14的纤维，
其中所述纤维的横截面包含：
一部分原纤形式的所述至少一种生物基聚合物、生物基共聚物、或其混合物；
一部分不相容外层形式的所述至少一种生物基聚合物、生物基共聚物、或其混合物。
18.权利要求17的纤维，
其中所述原纤具有约0.1微米至约1微米的平均直径和约100微米至约500微米的平均长度。
19.权利要求14的纤维，
其中所述长丝各自包含：
所述至少一种回收聚合物、回收共聚物、工业回收聚合物、工业回收共聚物或其混合物的芯；和
所述至少一种生物基聚合物、生物基共聚物、或其混合物的外皮。
20.聚合物共混物，包含：
基于所述聚合物共混物总重量的大于约50重量%的至少一种生物基聚合物、生物基共聚物、或其混合物；
基于所述聚合物共混物总重量的小于约50重量%的至少一种回收聚合物、回收共聚物、工业回收聚合物、工业回收共聚物或其混合物；和
基于所述聚合物共混物总重量的小于约5重量%的至少一种增容剂；
其中所述至少一种回收聚合物、回收共聚物、工业回收聚合物、工业回收共聚物或其混合物与所述至少一种生物基聚合物、生物基共聚物、或其混合物不相容；
其中所述聚合物共混物的生命周期分析在所述生命周期分析的七个类目的至少四个中相对于原始状态的聚酰胺6.6占优；和
其中所述类目选自化石能源、酸化、富营养化、全球变暖、人体毒性、臭氧消耗和烟雾。
21.权利要求20的聚合物共混物，其进一步包含：
基于所述聚合物共混物总重量的小于约10重量%的至少一种回收聚合物、回收共聚物、工业回收聚合物、工业回收共聚物或其混合物的原始状态对应物。
22.权利要求20的聚合物共混物，
其中所述聚合物共混物的生命周期分析在所述生命周期分析的七个类目的至少五个中相对于原始状态的聚酰胺6.6占优。
23.权利要求20的聚合物共混物，
其中所述至少一种生物基聚合物、生物基共聚物、或其混合物以基于所述聚合物共混物总重量的大于约60重量%的含量存在；
其中所述至少一种回收聚合物、回收共聚物、工业回收聚合物、工业回收共聚物或其混合物以基于所述聚合物共混物总重量的小于约40重量%的含量存在；和
其中所述至少一种增容剂以基于所述聚合物共混物总重量的约2重量%至约5重量%的含量存在。
24.权利要求20的聚合物共混物，
其中所述生物基聚合物是选自聚酰胺4.6、聚酰胺4.10、聚酰胺6.10、聚酰胺6.12、聚酰胺10.10、聚酰胺10.12、聚酰胺11、聚酰胺12、聚交酯、聚对苯二甲酸丙二醇酯、及其共聚物和混合物的至少一种聚合物。
25.权利要求20的聚合物共混物，
其中所述回收聚合物或工业回收聚合物选自聚酰胺6、聚酰胺6.6、聚酰胺4.6、聚酰胺
4.10、聚酰胺6.10、聚酰胺6.12、聚酰胺10.10、聚酰胺10.12、聚酰胺11、聚酰胺12、聚交酯、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚对苯二甲酸丙二醇酯、聚对苯二甲酸丁二醇酯、及其共聚物和混合物。
26.权利要求20的聚合物共混物，
其中，当所述聚合物共混物熔融时，所述至少一种生物基聚合物、生物基共聚物、或其混合物的一部分在所述至少一种回收聚合物、回收共聚物、工业回收聚合物、工业回收共聚物或其混合物中形成球粒；
其中所述球粒具有小于约4微米的直径。
27.包含多个由权利要求20的聚合物共混物形成的连续长丝的纤维。
28.权利要求27的纤维，
其中所述纤维具有约1.5至约3.0的改性比。
29.形成纤维的方法，包括：
提供至少一种生物基聚合物、生物基共聚物、或其混合物；
提供至少一种回收聚合物、回收共聚物、工业回收聚合物、工业回收共聚物或其混合物；
提供至少一种增容剂；
将所述至少一种生物基聚合物、生物基共聚物、或其混合物与所述至少一种回收聚合物、回收共聚物、工业回收聚合物、工业回收共聚物或其混合物和所述至少一种增容剂熔融共混以形成初始共混物；和
经由喷丝板挤出所述初始共混物以形成纤维；
-1 -1
其中所述喷丝板提供约1,500 sec 至约4,000 sec 的剪切速率。
30.权利要求29的方法，
其中所述喷丝板包括多个毛细管；
其中所述毛细管具有约0.5毫米至约1.0毫米的毛细管高度。
31.权利要求30的方法，
其中所述毛细管具有约2至约4的长度对直径的比率，并且所述纤维具有约1.5至约
3.0的改性比。

说明书全文

生物基聚合物共混物及制造 纤维的方法

[0001] 相关申请本申请要求2013年7月11日提交的美国临时专利申请第61/845,026号的权益，其公开内容经此引用全文并入本文。

技术领域

[0002] 本发明总体上涉及聚合物共混物。更特别涉及含有一定比例的生物基聚合物的聚合物共混物、由此制备的纤维以及制造纤维的方法。

[0003] 发明背景聚合物产品的环保性能可以采用“摇篮到坟墓”生命周期评估（LCA）方法来量度。LCA评价产品生命的所有阶段，包括原材料获取、产品制造、运输、使用和最终的再循环（即“摇篮到摇篮”和废弃物管理）。生物-基、回收-基（post-consumer-based）和/或工业回收-基（post-industrial-based）产品可以改善其LCA状况（LCA profile）。

[0004] 生物基产品，如2002 U.S. Farm Bill所定义的那样，是全部或显著部分由生物产品、可再生农业材料（包括植物、动物和海产材料）或林业材料构成的商业或工业产品（除食品或饲料之外）。2008 U.S. Farm Bill将生物基产品的定义扩展至包括生物基中间体成分或原料。

[0005] 地面材料制造商出于许多重要的原因已经接受了可持续性，这些原因包括减少废弃物、改善制造工艺以及开发创新的、更环境友好的地面材料选择。作为使环境影响最小化的这些努力的结果，过去在地面材料工业中使用的标准合成原材料现在已经被生物基植物材料如玉米淀粉、大豆油和蓖麻子油替代或与之结合使用。

[0006] 由可再生来源制得的生物基植物材料影响产品生命周期的多个方面。例如，它们通常在靠近生产设施处收获以减少碳足迹（carbon footprint），并可以导致更少的温室气体排放。此外，生产它们所需要的能量可能更少。吸引人的是，它们可潜在地为制造商和最终用户节约在法规许可和遵守方面的时间和费用。另外，最小化或消除了处置问题。在一些情况下，它们比合成材料毒性低。

[0007] 在住宅和商用地面材料（包括地毯）工程中已经采用生物基技术的地面材料制造商遇到的挑战是寻找一种方法，以便使用含有生物基聚合物的植物物质在相关的成本、可购性、耐久性、防污、柔软性以及审美方面实现与尼龙基地毯相当的水平。

[0008] 合意的是提高来自可再生来源而非石油基来源的内容物的使用以进一步降低对油的依赖。减少温室气体的排放和降低能量消耗也是必要的。但是，含有来自此类可再生来源的内容物的产品必需具有与石油基纤维一致的加工和性能性质，能够在成本有效的同时获得加工、性能和环境益处。本发明的聚合物共混物和方法涉及这些以及其它重要的目的。

[0009] 发明概述本专利中使用的术语“发明”、“该发明”、“此发明”以及“本发明”意在广泛地指本专利及下文的专利权利要求的所有主题。含有这些术语的陈述不应理解为限制本文中所描述的主题或限制下文中专利权利要求的含义或范围。由下文的权利要求而非本概述来限定本专利覆盖的本发明的实施方案。本概述是本发明的各个方面的高度概括，并引介了一些在下文的详细描述部分中进一步描述的概念。该概述既非意在确认所要求保护的主题的关键特征或基本特征，也非意在孤立地用于确定所要求保护的主题的范围。该主题应参照本专利的整个说明书、所有附图和各个权利要求来理解。

[0010] 本发明总体上涉及公开包含生物基聚合物和/或共聚物与回收和/或工业回收聚合物和/或共聚物和增容剂（compatibilizer）的聚合物共混物。本发明还涉及由该聚合物共混物制备的纤维。在一些实施方案中，本发明的聚合物共混物在生命周期分析的七个类目的至少四个中相对于原始状态的聚酰胺（virgin polyamide）6.6占优。在进一步的实施方案中，本发明涉及制造所述纤维的方法。该聚合物共混物特别可用于地面材料应用，如地毯。

[0011] 因此，在一个实施方案中，本发明涉及聚合物共混物，其包含：基于该聚合物共混物总重量的约10重量%至约50重量%,的至少一种生物基聚合物、生物基共聚物、或其混合物；
基于该聚合物共混物总重量的约50重量%至约90重量%的至少一种回收聚合物、回收共聚物、工业回收聚合物、工业回收共聚物或其混合物；和
至少一种增容剂。

[0012] 在其它实施方案中，本发明涉及纤维，其包含多个由上述聚合物共混物形成的连续长丝。

[0013] 在另一实施方案中，本发明涉及聚合物共混物，包含：基于该聚合物共混物总重量的大于约50重量%的至少一种生物基聚合物、生物基共聚物或其混合物；
基于该聚合物共混物总重量的小于约50重量%的至少一种回收聚合物、回收共聚物、工业回收聚合物、工业回收共聚物或其混合物；和
基于该聚合物共混物总重量的小于约5重量%的至少一种增容剂；
其中所述至少一种回收聚合物、回收共聚物、工业回收聚合物、工业回收共聚物或所述其混合物与所述至少一种生物基聚合物、生物基共聚物、或所述其混合物不相容；
其中所述聚合物共混物的生命周期分析在所述生命周期分析的七个类目的至少四个中相对于原始状态的聚酰胺6.6占优；和
其中所述类目选自化石能源（fossil energy）、酸化、富营养化、全球变暖、人体毒性、臭氧消耗和烟雾。

[0014] 在其它实施方案中，本发明涉及纤维，其包含多个由上述聚合物共混物形成的连续长丝。

[0015] 在再其它的实施方案中，本发明涉及形成纤维的方法，包括以下步骤：提供至少一种生物基聚合物、生物基共聚物、或其混合物；
提供至少一种回收聚合物、回收共聚物、工业回收聚合物、工业回收共聚物或其混合物；
提供至少一种增容剂；
将所述至少一种生物基聚合物、生物基共聚物、或所述其混合物与所述至少一种回收聚合物、回收共聚物、工业回收聚合物、工业回收共聚物或所述其混合物和所述至少一种增容剂熔融共混以形成初始共混物；和
经由喷丝板挤出所述初始共混物以形成纤维；
-1 -1
其中所述喷丝板提供约1,500 sec 至约4,000 sec 的剪切速率。

[0016] 发明详述在本文中特异性地描述本发明的实施方案的主题以满足法定要求，但是该描述不一定意在限制权利要求的范围。所要求保护的主题可以以其它方式体现，可以包括不同的要素或步骤，并可以与其它现有或未来的技术结合使用。该描述不应解释为意味着在各个步骤或要素中或各个步骤或要素之间的任何特定次序或排列，除非当明确描述个别步骤的次序或要素的排列时。

[0017] 定义如上文和本公开通篇中所用的那样，除非另行描述，下列术语应理解为具有以下含义。

[0018] 如本文中所用的单数形式“一个”、“一种”和“该”包括复数引用对象，除非上下文明确地另行说明。

[0019] 如本文中所用的术语“以显著部分”指的是具有基于组合物总重量的至少约50重量%、优选至少约70重量%和更优选至少约90重量%的组成。

[0020] 尽管本发明能够以各种形式体现，但在下文中描述数个实施方案，要理解的是，本公开应被视为本发明的范例，而非意在将本发明限于所例举的具体实施方案。仅为方便起见提供标题，并且不解释为以任何方式限制本发明。在任何标题下例举的实施方案可以与任何其它标题下例举的实施方案结合。

[0021] 除非另行明确说明，在本申请中详细说明的各种量化值中对数值的使用均以近似值形式陈述，如同所陈述的范围中的最小值和最大值均前接词语“约”。以这种方式，从所陈述的值的轻微变化可用于实现与所陈述的值基本相同的结果。同样，范围的公开意在为连续的范围的形式，该范围包括所列举的最小值与最大值之间的每一个值以及可以由此类值形成的任何范围。同样在本文中公开的是可以通过所列举的数值除以任何其它所列举的数值所形成的任何与所有比率（以及任何此类比率的范围）。因此，本领域技术人员将意识到，许多此类比率、范围和比率的范围可以明白地衍生自本文中提出的数值，并且在所有情况下此类比率、范围和比率的范围代表本发明的各个实施方案。

[0022] 如本文中关于聚合物或共聚物所用的，“生物基”指的是以全部或以显著部分含有生物制品、可再生农业材料（包括植物、动物和海产材料）或林业材料并与直接或间接衍生自石油的组分、中间体和最终产品形成对比的组分部分、中间体或最终产品（除食品或饲料之外）。

[0023] 如本文中关于聚合物或共聚物所用的，“回收”指的是以全部或以显著部分含有由材料流的终端消费者所产生的废弃材料的组分部分、中间体或最终产品。

[0024] 如本文中关于聚合物或共聚物所用的，“工业回收”指的是以全部或以显著部分含有在材料流的终端消费者之前所产生的废弃材料的组分部分、中间体或最终产品，并且其可以作为制造废料重新引入到相同或不同的制造过程中。

[0025] 如本文中所用，“增容剂”指的是当添加到不混溶的聚合物或共聚物或其混合物的共混物中时改变它们的界面并稳定化该共混物的聚合物添加剂。典型的增容剂可以是嵌段或接枝共聚物。

[0026] 如本文中所用，“共聚物”指的是衍生自超过一种单体物类的聚合物。通过两种单体物类的共聚获得的共聚物可以称为“二元聚合物”，获自三种单体的共聚物可以称为“三元聚合物”，获自四种单体的共聚物可以称为“四元聚合物”等等。

[0027] 如本文中关于聚合物或共聚物所用的，“可持续”指的是满足终端消费者的需求并同时使对环境和接触该聚合物或共聚物的那些人的健康的破坏最小化的聚合物或共聚物（并其优选是经济上可行的）。可持续聚合物和共聚物的生产与它们不可持续的对应物相比应当使用更少的净水和不可再生的能源、排放更少的温室气体和具有更少的碳足迹，优选同时仍然是经济上可行的。

[0028] 如本文中所用，“纤维”指的是物质单元，特征在于其长度是其直径或宽度的至少100倍，并且其相对于特定轴线具有其确切的优选晶胞取向。纤维可以由一个或多个连续或非常长的长丝或较短的、切断的部分或其组合制成。

[0029] 如本文中所用，“（甲基）丙烯酸酯”指的是丙烯酸酯和甲基丙烯酸酯。

[0030] 聚合物共混物因此，在一个实施方案中，本发明涉及聚合物共混物，其包含：
基于该聚合物共混物总重量的约10重量%至约50重量%的至少一种生物基聚合物、生物基共聚物、或其混合物；
基于该聚合物共混物总重量的约50重量%至约90重量%的至少一种回收聚合物、回收共聚物、工业回收聚合物、工业回收共聚物或其混合物；和
至少一种增容剂。

[0031] 在其它实施方案中，本发明涉及纤维，其包含多个由上述聚合物共混物形成的连续长丝。

[0032] 在某些实施方案中，所述回收聚合物、所述回收共聚物、所述工业回收聚合物、所述工业回收共聚物或所述其混合物与所述生物基聚合物不相容。

[0033] 在该聚合物共混物的某些实施方案中，所述生物基聚合物是聚酰胺11；并且所述回收聚合物或工业回收聚合物是聚酰胺6。在优选的某些实施方案中，所述聚酰胺11以基于该聚合物共混物总重量的约30重量%的含量存在；并且所述聚酰胺6以基于该聚合物共混物总重量的约70重量%的含量存在。在某些其它优选实施方案中，所述聚酰胺11以该聚合物共混物总重量的约30重量%的含量存在；所述回收聚合物以基于该聚合物共混物总重量的约20重量%的含量存在；并且所述工业回收聚合物以基于该聚合物共混物总重量的约50重量%的含量存在。在该聚合物共混物的某些实施方案中，所述回收聚合物是聚酰胺6；并且所述工业回收聚合物是聚酰胺6。

[0034] 在该聚合物共混物的某些实施方案中，所述生物基聚合物是聚酰胺11；并且所述回收聚合物或工业回收聚合物是聚酰胺6.6。在某些优选的实施方案中，所述聚酰胺11以基于该聚合物共混物总重量的约30重量%的含量存在；并且所述聚酰胺6.6以基于该聚合物共混物总重量的约70重量%的含量存在。在某些其它优选实施方案中，所述聚酰胺11以基于该聚合物共混物总重量的约30重量%的含量存在；所述回收聚合物以基于该聚合物共混物总重量的约20重量%的含量存在；并且所述工业回收聚合物以基于该聚合物共混物总重量的约50重量%的含量存在。在某些实施方案中，所述回收聚合物是聚酰胺6.6；并且所述工业回收聚合物是聚酰胺6.6。

[0035] 在该聚合物共混物的某些实施方案中，所述生物基聚合物是聚酰胺10.10；并且所述回收聚合物或工业回收聚合物是聚酰胺6。在某些优选的实施方案中，所述聚酰胺10.10以基于该聚合物共混物总重量的约30重量%的含量存在；并且所述聚酰胺6以基于该聚合物共混物总重量的约70重量%的含量存在。在某些其它优选实施方案中，所述聚酰胺10.10以基于该聚合物共混物总重量的约30重量%的含量存在；所述回收聚合物以基于该聚合物共混物总重量的约20重量%的含量存在；并且所述工业回收聚合物以基于该聚合物共混物总重量的约50重量%的含量存在。在某些实施方案中，所述回收聚合物是聚酰胺
6；并且所述工业回收聚合物是聚酰胺6。

[0036] 在该聚合物共混物的某些实施方案中，所述生物基聚合物是聚酰胺10.10；并且所述回收聚合物或工业回收聚合物是聚酰胺6.6。在某些优选的实施方案中，所述聚酰胺10.10以基于该聚合物共混物总重量的约30重量%的含量存在；并且所述聚酰胺6.6以基于该聚合物共混物总重量的约70重量%的含量存在。在某些其它优选实施方案中，所述聚酰胺10.10以基于该聚合物共混物总重量的约30重量%的含量存在；所述回收聚合物以基于该聚合物共混物总重量的约20重量%的含量存在；并且所述工业回收聚合物以基于该聚合物共混物总重量的约50重量%的含量存在。在某些其它实施方案中，所述回收聚合物是聚酰胺6.6；并且所述工业回收聚合物是聚酰胺6.6。

[0037] 在该聚合物共混物的某些实施方案中，所述生物基聚合物是聚酰胺6.10；并且所述回收聚合物或工业回收聚合物是聚酰胺6。在某些优选的实施方案中，所述聚酰胺6.10以基于该聚合物共混物总重量的约30重量%的含量存在；并且所述聚酰胺6以基于该聚合物共混物总重量的约70重量%的含量存在。在某些其它优选实施方案中，所述聚酰胺6.10以基于该聚合物共混物总重量的约30重量%的含量存在；所述回收聚合物以基于该聚合物共混物总重量的约20重量%的含量存在；并且所述工业回收聚合物以基于该聚合物共混物总重量的约50重量%的含量存在。在其它实施方案中，所述回收聚合物是聚酰胺6；并且所述工业回收聚合物是聚酰胺6。

[0038] 在该聚合物共混物的某些实施方案中，所述生物基聚合物是聚酰胺6.10；并且所述回收聚合物或工业回收聚合物是聚酰胺6.6。在某些优选的实施方案中，所述聚酰胺6.10以基于该聚合物共混物总重量的约30重量%的含量存在；并且所述聚酰胺6.6以基于该聚合物共混物总重量的约70重量%的含量存在。在某些其它优选实施方案中，所述聚酰胺6.10以基于该聚合物共混物总重量的约30重量%的含量存在；所述回收聚合物以基于该聚合物共混物总重量的约20重量%的含量存在；并且所述工业回收聚合物以基于该聚合物共混物总重量的约50重量%的含量存在。在某些实施方案中，所述回收聚合物是聚酰胺6.6；并且所述工业回收聚合物是聚酰胺6.6。

[0039] 在另一实施方案中，本发明涉及第二聚合物共混物，其包含：基于该聚合物共混物总重量的大于约50重量%的至少一种生物基聚合物、生物基共聚物、或其混合物；
基于该聚合物共混物总重量的小于约50重量%的至少一种回收聚合物、回收共聚物、工业回收聚合物、工业回收共聚物或其混合物；和
基于该聚合物共混物总重量的小于约5重量%的至少一种增容剂；
其中所述至少一种回收聚合物、回收共聚物、工业回收聚合物、工业回收共聚物或所述其混合物与所述至少一种生物基聚合物、生物基共聚物、或所述其混合物不相容；
其中所述聚合物共混物的生命周期分析在所述生命周期分析的七个类目的至少四个中相对于原始状态的聚酰胺6.6占优；和
其中所述类目选自化石能源、酸化、富营养化、全球变暖、人体毒性、臭氧消耗和烟雾。

[0040] 在其它实施方案中，本发明涉及纤维，其包含多个由上述聚合物共混物形成的连续长丝。在某些优选的实施方案中，所述聚合物共混物的生命周期分析在所述生命周期分析的七个类目的至少五个或六个中相对于原始状态的聚酰胺6.6占优。

[0041] 在该第二聚合物共混物的某些实施方案中，所述至少一种生物基聚合物、生物基共聚物、或所述其混合物以基于该聚合物共混物总重量的大于约60重量%的含量存在；所述至少一种回收聚合物、回收共聚物、工业回收聚合物、工业回收共聚物或所述其混合物以基于该聚合物共混物总重量的小于约40重量%的含量存在；并且所述至少一种增容剂以基于该聚合物共混物总重量的约2重量%至约5重量%的含量在。

[0042] 在该第二聚合物共混物的某些实施方案中，所述至少一种生物基聚合物、生物基共聚物、或所述其混合物以基于该聚合物共混物总重量的约65重量%至约75重量%的含量存在；所述至少一种回收聚合物、回收共聚物、工业回收聚合物、工业回收共聚物或所述其混合物以基于该聚合物共混物总重量的约25重量%至约35重量%的含量存在；并且所述至少一种增容剂以基于该聚合物共混物总重量的约2重量%至约5重量%的含量存在。在某些实施方案中，所述回收聚合物或所述回收共聚物或所述其混合物以基于该聚合物共混物总重量的约20重量%的含量存在；并且所述工业回收聚合物或工业回收共聚物或所述其混合物以基于该聚合物共混物总重量的约50重量%的含量存在。

[0043] 在任一种聚合物共混物的某些实施方案中，当所述聚合物共混物熔融时，所述至少一种生物基聚合物的一部分在所述至少一种回收聚合物或所述至少一种工业回收聚合物或所述其混合物中形成球粒（nodules）；其中所述球粒具有小于约4微米、优选小于约的直径，其中所述球粒具有小于约2微米的直径。大于约4微米的球粒可造成过滤问题。

[0044] 在某些实施方案中，该聚合物共混物包含基于该聚合物共混物总重量的小于约10重量%的至少一种回收聚合物、回收共聚物、工业回收聚合物、工业回收共聚物或所述其混合物的原始状态对应物。

[0045] 在某些实施方案中，该聚合物共混物至少约95%是可持续的。

[0046] 生物基组分在本发明的任一种聚合物共混物的某些实施方案中，所述生物基聚合物、所述生物基共聚物、或所述其混合物是选自聚酰胺4.6、聚酰胺4.10、聚酰胺6.10、聚酰胺6.12、聚酰胺
10.10、聚酰胺10.12、聚酰胺11、聚酰胺12、聚交酯、聚对苯二甲酸丙二醇酯及其共聚物和混合物的至少一种聚合物。

[0047] 在本发明的任一种聚合物共混物的某些实施方案中，所述生物基聚合物是聚酰胺4.6。

[0048] 在本发明的任一种聚合物共混物的某些实施方案中，所述生物基聚合物是聚酰胺4.10。

[0049] 在本发明的任一种聚合物共混物的某些实施方案中，所述生物基聚合物是聚酰胺6.10。

[0050] 在本发明的任一种聚合物共混物的某些实施方案中，所述生物基聚合物是聚酰胺6.12。

[0051] 在本发明的任一种聚合物共混物的某些实施方案中，所述生物基聚合物是聚酰胺10.10。

[0052] 在本发明的任一种聚合物共混物的某些实施方案中，所述生物基聚合物是聚酰胺10.12。

[0053] 在本发明的任一种聚合物共混物的某些实施方案中，所述生物基聚合物是聚酰胺11。

[0054] 在本发明的任一种聚合物共混物的某些实施方案中，所述生物基聚合物是聚酰胺12。

[0055] 在本发明的任一种聚合物共混物的某些实施方案中，所述生物基聚合物是聚交酯（或称为聚乳酸）。

[0056] 在本发明的任一种聚合物共混物的某些实施方案中，所述生物基聚合物是聚对苯二甲酸丙二醇酯。

[0057] 回收和工业回收组分在本发明的任一种聚合物共混物的某些实施方案中，所述回收聚合物、所述回收共聚物、所述工业回收聚合物、所述工业回收共聚物、或所述其混合物选自聚酰胺6、聚酰胺
6.6、聚酰胺4.6、聚酰胺4.10、聚酰胺6.10、聚酰胺6.12、聚酰胺10.10、聚酰胺10.12、聚酰胺11、聚酰胺12、聚交酯、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚对苯二甲酸丙二醇酯、聚对苯二甲酸丁二醇酯、及其共聚物和混合物。

[0058] 在本发明的任一种聚合物共混物的某些实施方案中，所述回收聚合物或工业回收聚合物是聚酰胺6。

[0059] 在本发明的任一种聚合物共混物的某些实施方案中，所述回收聚合物或工业回收聚合物是聚酰胺6.6。

[0060] 增容剂本发明的聚合物共混物含有至少一种增容剂作为一种组分。该增容剂优选是具有极性基团的热塑性聚合物。在优选的实施方案中，该增容剂是生物基的。

[0061] 在本发明的任一种聚合物共混物的某些实施方案中，所述至少一种增容剂以基于该聚合物共混物总重量的小于约5重量%、优选小于2重量%的含量存在。在某些实施方案中，所述至少一种增容剂以基于该聚合物共混物总重量的约2重量%至约5重量%的含量存在。

[0062] 在某些优选的实施方案中，所述增容剂是乙烯-(甲基)丙烯酸(C2-C12)烷基酯-马来酸酐共聚物。在某些实施方案中，所述乙烯以基于该增容剂总重量的约70重量%至约90重量%的含量存在；所述(甲基)丙烯酸(C2-C12)烷基酯以基于该增容剂总重量的约3重量%至约15重量%的含量存在；并且所述马来酸酐以基于该增容剂总重量的约TM3重量%至约10重量%的含量存在。合适的增容剂是市售的，例如以Lotader 系列获自Arkema, Inc。在该增容剂的某些实施方案中，所述(甲基)丙烯酸(C2-C12)烷基酯是丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸缩水甘油酯、或其混合物。

[0063] 在某些实施方案中，所述增容剂是热塑性共聚酰胺。合适的热塑性共聚酰胺是十二内酰胺（lauryllactam）和己内酰胺的缩聚产物，例如来自Arkema, Inc的市售PLATAMID® 1和PLATAMID® 2。

[0064] 纤维在某些实施方案中，本发明涉及纤维，其包含多个由本文中描述的聚合物共混物形成的连续长丝。

[0065] 在某些实施方案中，所述纤维是经干燥的。

[0066] 在某些实施方案中，所述纤维具有约1.5 至约3.0、优选约1.9 至约2.1的改性比。

[0067] 在某些实施方案中，所述长丝是多叶形的，优选三叶形的。

[0068] 在某些实施方案中，所述纤维的横截面包含：一部分原纤维形式的所述至少一种生物基聚合物、生物基共聚物、或所述其混合物；
一部分不相容外层形式的所述至少一种生物基聚合物、生物基共聚物、或所述其混合物。

[0069] 虽然不希望被理论束缚，据信，该原纤维提供强化并由此改善了机械性质。还据信，不相容外层对水较不敏感，由此改善了该纤维的耐污性。

[0070] 在某些实施方案中，所述原纤维具有约0.1微米至约1微米的平均直径和约100微米至约500微米的平均长度。在某些优选的实施方案中，所述原纤维具有约0.5微米的平均直径和约400 微米的平均长度。

[0071] 在某些实施方案中，所述长丝各自包含：所述至少一种回收聚合物、回收共聚物、工业回收聚合物、工业回收共聚物或所述其混合物的芯；和
所述至少一种生物基聚合物、生物基共聚物、或所述其混合物的外皮。

[0072] 该聚合物共混物和纤维特别可用于地面材料应用，如工业和住宅地毯。

[0073] 形成纤维的方法在再其它的实施方案中，本发明涉及形成纤维的方法，包括以下步骤：
提供至少一种生物基聚合物、生物基共聚物、或其混合物；
提供至少一种回收聚合物、回收共聚物、工业回收聚合物、工业回收共聚物或其混合物；
提供至少一种增容剂;
将所述至少一种生物基聚合物、生物基共聚物、或所述其混合物与所述至少一种回收聚合物、回收共聚物、工业回收聚合物、工业回收共聚物或所述其混合物和所述至少一种增容剂熔融共混以形成初始共混物；和
经由喷丝板挤出所述初始共混物以形成纤维；
-1 -1 -1
其中所述喷丝板提供约1,500 sec 至约4,000 sec 、优选2,000 sec 至约3,000 -1
sec 的剪切速率。

[0074] 在某些实施方案中，所述喷丝板包括多个毛细管；其中所述毛细管具有约0.5毫米至约1.0毫米的毛细管高度。

[0075] 在某些实施方案中，所述毛细管具有约2至约4的长度对直径的比率。

[0076] 在某些实施方案中，所述纤维具有约1.9至约2.1的改性比。

[0077] 在下面的实施例中进一步限定了本发明，其中除非另行说明，所有份数和百分比按重量计。应当理解的是，虽然说明了本发明的优选实施方案，这些实施例仅以例示的方式给出，并且不解释为以任何方式限制。由上面的讨论和这些实施例，本领域技术人员可以确定本发明的基本特征，并且在不背离其精神与范围的情况下可对本发明进行各种改变和修改以使其适于各种用途和条件。实施例

[0078] 实施例1：生物基聚酰胺11和回收聚酰胺6的聚合物共混物生物基聚酰胺11
3
比重：1.05 g/cm
特性粘度：1.0-1.05 dL/g（间甲酚）
-1
在2500 sec 下的剪切粘度：在250℃下100-150 Pa-s
含量：20-40重量%，基于聚合物共混物的总重量。

[0079] 回收聚酰胺63
比重：1.25 g/cm
特性粘度：1.25-1.35 dL/g（间甲酚）
-1
在2500 sec 下的剪切粘度：在260℃下100-150 Pa-s
灰分含量：最高2%
滤过试验（ΔP）：在2次矿物过滤（2 ore with filtration）后0.04 daN/g（15微米）热稳定性：在300℃下20分钟后粘度的变化小于5%
含量：60-80重量%，基于聚合物共混物的总重量。

[0080] 增容剂90.5/6/3.5 聚乙烯/丙烯酸酯/马来酸酐（Lotader 3210）
熔体流动指数：6-9克聚合物/10分钟流动时间
含量：2-5重量%，基于聚合物共混物的总重量。

[0081] 实施例2：生物基聚酰胺11和回收聚酰胺6.6的聚合物共混物生物基聚酰胺11
3
比重：1.05 g/cm
特性粘度：1.0-1.05 dL/g（间甲酚）
-1
在2500 sec 下的剪切粘度：在280℃下150-200 Pa-s
含量：20-40重量%，基于聚合物共混物的总重量。

[0082] 回收聚酰胺6.63
比重：1.25 g/cm
特性粘度：1.25-1.35 dL/g（间甲酚）
-1
在2500 sec 下的剪切粘度：在260℃下100-150 Pa-s
灰分含量：最高2%
滤过试验（ΔP）：在2次矿物过滤后0.04 daN/g（15微米）
热稳定性：在300℃下20分钟后粘度的变化小于5%
含量：60-80重量%，基于聚合物共混物的总重量。

[0083] 增容剂90.5/6/3.5 聚乙烯/丙烯酸酯/马来酸酐（Lotader 3210）
熔体流动指数：6-9克聚合物/10分钟流动时间
含量：2-5重量%，基于聚合物共混物的总重量。

[0084] 实施例3：共混方法使用实施例1和实施例2的共混组合物，使该生物基聚合物、该回收聚合物和该增容剂在主进料器中混合足以增容该组分的时间。

[0085] 采用双螺杆挤出机。螺杆轮廓（screw profile）引入一定的剪切以便在具有以下熔融区域参数的熔融区域中获得良好的混合：- 两个在45℃下的捏合段（kneading block）
- 两个在90℃下的捏合段
- 左旋元件
- 250℃和260℃的温度，使得该生物基聚合物与该回收聚合物的粘度为充分熔融的但不会过度流体化，使得存在组分的有效混合。将熔体共混物制粒并冷却。

[0086] 实施例4：纤维挤出将实施例3中制备的聚合物共混物在70℃下干燥4-6小时以达到200至500 ppm的水分含量，并随后如下处理。
过滤：金属筛网325目（熔融聚合物）
挤出机单螺杆：28/30:1d
在265℃下挤出
 拉伸比：3.0-3.5
骤冷空气温度：12-16℃
第一辊温度：50℃
第一牵伸辊温度：120℃
热定型辊温度：160℃
变形喷嘴（texturizing jet）温度：170℃
喷丝板：58孔（三叶形）。

[0087] 膨体连续长丝（BCF）纤维的平均性质（基于计算：1250/58旦尼尔，使用例如Testometric Micro 350拉力试验机，采用500毫米的标距长度和300毫米/分钟的测试速度）显示如下：韧性：3.3-3.5克/旦尼尔
伸长率：45-48%
卷曲：22-25%。

[0088] 虽然已经公开了本发明的优选形式，对本领域技术人员将明确的是，可以进行各种改变和修改，其将在不背离本发明的精神与范围的情况下实现本发明的某些优点。因此，本发明的范围仅由所附权利要求书来确定。

[0089] 当范围在本文中用于物理性质如分子量或化学性质如化学式时，意在包括本文中的具体实施方案的范围的所有组合和子组合。

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生物基聚合物共混物及制造纤维的方法

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