TW201713723A - 用來改良聚合性構件之耐磨耗性的組成物及方法 - Google Patents

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Abstract

在此所描述的是包含有一具有一聚合物樹脂連同矽石玻璃珠的摻合物的構件組成物。在某些具體例中，該等構件證明經改良的耐磨耗性如同所生產的工業織物包含有本揭示的至少一構件。

Description

用來改良聚合性構件之耐磨耗性的組成物及方法 發明領域
在此所描述的這個申請案和揭示一般而言討論和有關於包含有矽石顆粒(silica particles)的聚合性組成物。更特別地，本發明有關於一種聚合物樹脂組成物，它被使用在製造自混合一聚合物樹脂與矽石顆粒添加劑所做出供使用在工業織物和皮帶的構件以改良該包含有該構件的工業織物或皮帶的耐磨耗性。
發明背景
一工業織物或皮帶是一呈一連續環的型式的環形結構，諸如一成形織物、壓榨織物、乾燥機織物或加工皮帶(例如，靴形壓榨帶、傳輸帶、曆帶)、捲軸帶、一被使用作為一壓印織物的結構、被使用在生產薄絹和毛巾(一起被知曉為“造紙機針布”或“PMC”)的空氣乾燥機(“TAD”)織物。其他工業織物包括：用於生產瓦楞盒板的瓦楞機皮帶、被使用在藉由諸如熔噴、紡黏、水刺或氣流法的製程生產非織物的織物與皮帶和袖；一被使用在汙泥濾器或其他濕過濾製程的織物；或者一被使用在織物整理製程(諸如預縮) 的織物；被使用在皮鞣製的皮帶；以及其他輸送帶(諸如被使用在食品加工的那些)。
雖然這裡的討論一般而言是用於造紙製程，本揭示的應用不被認為限制於此。
在造紙製程的期間，一纖維素纖維網是藉由沉積一纖維漿而被形成，那是，在一造紙機的一成形區段中一具有纖維素纖維的水性分散液至一移動成形織物上。一大數量的水經由該成形織物而從漿液被排出，留下纖維素纖維網在該成形織物的表面上。
新形成的纖維素纖維網自該成形區段進行至一包括一系列壓榨壓區的壓榨區段。該纖維素纖維網穿過該等藉由一壓榨織物所支撐的壓榨壓區，或者正如通常的情況，在2個此等壓榨織物之間。在壓榨壓區中，該纖維素纖維網受到壓縮力，從那裡壓擠水並且互相黏附纖維素纖維在網上使該等纖維素纖維網成為一紙張。水藉由該壓榨織物或織物們而被接受，以及理想地，沒有返回至紙張。
紙張最後進行至一乾燥機區段，它包括至少一系列的藉由蒸氣內部地加熱的可旋轉乾燥鼓或圓筒。新形成的紙張藉由一緊密地抓住紙張對抗鼓的表面的乾燥機織物以一蜿蜒的路徑被相繼地引導各個圍繞在該系列的鼓中。被加熱的鼓經由蒸發降低紙張的剩餘水含量至一所欲的位準。
應該被瞭解的是：成形、壓榨和乾燥機織物全部採取環形環的形式在造紙機上並且以輸送機的方式作用。 應該進一步被瞭解的是：紙製造是一在相當大的速度下進行的連續製程。那就是說，纖維漿在成形區段中被連續地沉積在成形織物上，而新製造的紙張在它離開乾燥機區段之後被連續地環繞在輥上。
在生產薄絹或毛巾中，成形和壓榨織物與在上面的造紙提供相同的功能。亦可有其他織物，諸如壓印織物或TAD織物以及捲軸帶。
形成上面所討論的織物的一重要部分的基底織物採取許多不同的形式。例如，它們可被環形地編織或平織，並且隨後使用一或多層的機器方向(machine direction “MD”)和橫機器方向(cross-machine direction,“CD”)紗而成為具有一編織接縫的環形形式。進一步，編織的基底織物可藉由放置一基底織物在由另一個所形成的環形環內而被積層，以及藉由那些熟習此技藝者所知曉的各種不同的方式(諸如藉由經由這兩個基底織物針刺一短纖維棉絮以接合它們彼此)而被接合或積層在一起。
不同的聚合性材料可被使用在形成MD/CD紗，以及若存在的話，形成這些織物的棉絮纖維。一可被使用於這個目的的聚合樹脂的一實例是聚酯。因為這些織物被暴露至惡劣的環境，必需的是：被使用以形成這些紗和纖維的材料展現出良好的耐磨耗性質。雖然純(100%)材料被使用於一紗或纖維(例如，聚酯作為一成形織物紗)具有優異的所需紗模數，它具有相對差的耐磨耗性。雖然企圖改良這些已被做出的缺點，沒有已顯示所需位準的改良。
其他結構構件(諸如箔或薄膜)可被使用作為在一用於上述用途的結構的一層。此等薄膜包含有聚合物諸如，但不限於，聚酯或聚胺甲酸酯(polyurethane)。
最後，諸如被使用以製造靴形壓榨帶、曆帶、傳輸帶、薄絹/毛巾壓印織物和數個工程織物的塗層亦具有抗-污染或較容易移除污染物的這個需求。該等塗層可包含有聚胺甲酸酯或其他聚合物。
包含有各種不同數量的無機化合物和/或礦物填料的產品已被知曉。例如，美國專利第6,323,271號涉及一種被使用在飲料容器的含有矽石珠的聚酯樹脂以降低表面摩擦係數。美國專利第5,278,221號、第5,278,205號、第5,137,939號和第5,132,356號同樣地涉及含有玻璃球的聚酯的薄膜以降低該薄膜的動態摩擦係數以及添加燻矽(fumed silica)以改良該薄膜的靜態摩擦係數。美國專利第3,230,184號有關於一種具有一纖維材料和矽石為基礎的玻璃的中空離散球用於成型的PET樹脂。進一步，歐洲專利第EP648,802號有關於具有含有聚酯聚合物的沉澱矽石顆粒和煅燒黏土的聚酯薄膜。英國專利第GB954024A號揭示生產具有一些形式的在直徑上小於20微米的矽石顆粒的經改良的聚酯絲。美國專利第3,486,266號似乎揭示一種以具有微觀玻璃珠被分散在其中的塑化聚氯乙烯的鞘芯材料。美國專利第5,207,959號揭示具有一在5與15nm之間的粒徑的燻矽被混合至一熔融的聚合物內。進一步，美國專利第5,132,356號有關於一種含有小玻璃球和燻矽的聚酯薄膜。在那個揭示 中，該聚酯薄膜含有具有一為2-3微米的平均粒徑和一為99.9%低於約8微米的顆粒分布的玻璃球。美國專利第6,544,644號針對耐磨耗性紡絲物品並且揭示含有0.05-20wt%被分散在樹脂的奈米顆粒的線、纖維或絲。美國專利第6,838,173號涉及一種聚酯纖維和聚酯組成物的生產方法。在那個揭示中，該聚酯纖維包含有具有一為0.01-10微米的平均粒徑的矽石為基礎的無機顆粒(1-20wt%)。美國專利第8,691,906號揭示一種用於生產單絲纖維的方法，該單絲纖維包含有一脂族-芳族聚酯、一水解安定劑和具有一不超過100nm的平均粒徑的矽、鋁和/或鈦的氧化物的球形顆粒。美國專利第8,383,716號有關於由聚酯和矽石奈米顆粒在其中所做出的聚酯奈米複合物，其中該等奈米顆粒的表面藉由3-[(丙烯基氧基羰基醯胺基)丙基]-三烷氧基矽烷(3-[(propyleneoxycarbonylamido)propyl]-trialkyloxysilane)而被修飾。最後，美國專利第8,883,917號揭示具有一低磨擦係數的尼龍聚合物以及用於製備一包含有實質上被均勻地分散至一聚醯胺基質內的微粒矽石的聚醯胺為基礎的組成物的方法。
當一織物結構被使用作為一造紙機針布時，該等構件(例如，呈一編織結構的單絲)一般而言被暴露至對該等織物引起磨損和撕裂的有害、磨耗環境。一證明耐磨耗性質的構件因此被需要。
發明概要
這個揭示的一標的是產生一種被使用以形成一供使用在一具有經改良的耐磨耗性質的工業織物的構件的聚合性組成物。
本揭示是針對包含有至少一聚合性樹脂和至少一種矽石顆粒的組成物。該等組成物可被擠壓或紡絲成為纖維、紗、薄膜、箔、結網、網目、結構化沉積和其他擠壓或紡絲元件(像環和螺旋線圈)。該等組成物可被使用作為工業織物(諸如造紙機針布(PMC))或工程織物的磨損表面，包括使用作為黏合紗在多層編織織物。已被發現：在擠壓或紡絲製程的期間添加某些微米級矽石顆粒至一聚合物熔體產生一具有經改良的耐磨耗性的構件。
“構件”包括纖維、絲紗、薄膜、箔、帶子、結網(網目)、環、螺旋連接線圈或其他擠壓或紡絲元件、一呈一所欲圖型的結構化沉積或一塗層(無論該沉積或塗層可以是連續的在一表面或不連續的呈一所欲的圖型(例如矩形)，或者並列地連續或不連續的MD或CD條帶，其中相鄰條帶的邊緣不互相接觸，例如，有一個“空間”在相鄰條帶之間)。該等條帶亦可以在一對MD的角度，並且在形狀上可以是彎曲的、鋸齒形的或正弦的。在某些具體例中，本揭示的一優點是改良該構件的耐磨耗性質。
本揭示的一標的是提供一種包含有至少一聚合物樹脂和至少一矽石顆粒的構件組成物，它適合用於生產相較於純100%聚合物樹脂或樹脂和添加劑的其他組合的構件展現出經改良的耐磨耗性的纖維、絲、薄膜、箔、帶 子、結網、網目、環或其他擠壓或紡絲元件、一呈一所欲圖型的結構化沉積或一塗層。
本揭示的另一個標的是提供一具有耐磨耗性質的工業織物或皮帶，其中那個織物或皮帶使用一包含有至少一下列的聚酯樹脂的構件而被生產，諸如例如：聚對酞酸乙二酯(polyethylene terephthalate,PET)、聚萘二甲酸乙二酯(polyethylene naphthalate,PEN)、聚對酞酸丁二酯(polybutylene terephthalate,PBT)、聚萘二甲酸丁二酯(polybutylene naphthalate,PBN)、聚萘二甲酸丙二酯(polytrimethylene naphthalate,PTN)、聚(對苯二甲酸環己二甲酯)酸(poly(cyclohexylene dimethylene terephthalate)acid,PCTA)、聚酯的共聚物或摻合物；或一聚醯胺，諸如，例如PA 6；PA 6,6；PA 6,12；PA 6,10；PA 4,6；PA 10；PA 11；PA 12；或MXD6；或者芳族聚醯胺(聚芳醯胺(polyaramids))；或者聚醯胺的共聚物或摻合物；或者，聚苯硫醚(polyphenyl sulfide,PPS)或它的摻合物；或者，聚醚醚酮(polyether ether ketone,PEEK)或它的摻合物；或者，聚醚酮(polyether ketone,PEK)或它的摻合物；或者聚胺甲酸酯(polyurethane)或它的摻合物。如此處所用的“它的摻合物”意指該所稱的樹脂可被摻合以另一種樹脂，例如，諸如一聚酯可被摻合以一胺甲酸乙酯(urethane)，或者2種聚酯或2種聚醯胺可被摻合在一起。
依據本揭示的聚合物組成物是適合用於生產構件(諸如纖維和絲紗)。更特別地，該聚合物樹脂組成物是適 合用於製造自至少一聚合物樹脂、至少一類型的矽石顆粒和選擇性地其他可被使用在工業織物的添加劑的一摻合物所做出的紗、纖維、薄膜、箔、帶子、結網、網目、環或其他擠壓或紡絲元件、一呈一所欲圖型的結構化沉積或一塗層，以及一種製造它們的方法。
在某些具體例中，一種適合用於生產展現上面所討論的性質的前述構件的組成物藉由摻合和擠壓至少一類型的矽石顆粒與至少一聚合物樹脂而被獲得。
如此處所描述的，本發明有關於一種包含有至少一聚合物樹脂和至少一類型的矽石玻璃珠(silica glass bead)的樹脂構件組成物。在某些具體例中，該矽石玻璃珠包含有一金屬氧化物。在進一步具體例中，該矽石玻璃珠是選自於A-玻璃和E-玻璃珠。在一些具體例中，該組成物包含有約1%至約4%(以重量計)矽石玻璃珠。在一些具體例中，該等矽石玻璃珠在平均粒徑直徑上是在0.01-10微米之間。在某些具體例中，該等矽石玻璃珠在平均粒徑直徑上是在0.1-10微米之間。在其他具體例中，該等矽石玻璃珠在平均粒徑直徑上是在1-10微米之間。
在一些具體例中，該組成物包含有約4%至約98%以重量計的一聚合物樹脂。在某些具體例中，該組成物進一步包含有約1%至約4%(以重量計)矽石玻璃珠。在進一步具體例中，該組成物包含有約0.5%至約5%以重量計的一矽氧烷成份添加劑(siloxane content additive)。在一特別的具體例中，該矽氧烷成份添加劑包含有聚二甲基矽氧烷 (polydimethylsiloxane,PDMS)。在某些具體例中，約1%至約5%的該組成物(以重量計)包含有一矽氧烷成份添加劑。在一些具體例中，該等矽石玻璃珠實質上是圓形或球形。在一些具體例中，該等矽石玻璃珠在平均粒徑直徑上是在0.01-10微米之間。在某些具體例中，該等矽石玻璃珠在平均粒徑直徑上是在0.1-10微米之間。在其他具體例中，該等矽石玻璃珠在平均粒徑直徑上是在1-10微米之間。
在一些具體例中，該組成物的該聚合物樹脂包含有至少一選自於由下列所構成的群組的聚合物：聚萘二甲酸乙二酯(PEN)、聚對酞酸乙二酯(PET)、聚萘二甲酸丁二酯(PBN)、聚萘二甲酸丙二酯(PTN)、聚(對苯二甲酸環己二甲酯)酸(PCTA)、聚對酞酸丁二酯(PBT)、聚醯胺(PA 6、PA 6,6、PA 6,12、PA 6,10、PA 4,6、PA 10、PA 11、PA 12；MXD6，和它們的芳族衍生物)、聚醚醚酮(PEEK)、聚醚酮(PEK)和聚(對伸苯硫醚)(poly(p-phenylene sulfide))(PPS/RYTON®)、聚胺甲酸酯、聚矽氧烷以及它們的共聚物。在某些具體例中，該聚合物樹脂包含有至少一選自於由下列所構成的群組的聚酯：聚萘二甲酸乙二酯(PEN)、聚對酞酸乙二酯(PET)、聚萘二甲酸丁二酯(PBN)、聚萘二甲酸丙二酯(PTN)、聚(對苯二甲酸環己二甲酯)酸(PCTA)以及聚對酞酸丁二酯(PBT)。
在一些具體例中，該組成物包含有至少2個聚合物樹脂。在進一步具體例中，該組成物包含有二或更多選自於由下列所構成的群組的聚合物：聚萘二甲酸乙二酯 (PEN)、聚對酞酸乙二酯(PET)、聚萘二甲酸丁二酯(PBN)、聚萘二甲酸丙二酯(PTN)、聚(對苯二甲酸環己二甲酯)酸(PCTA)、聚對酞酸丁二酯(PBT)、聚醯胺(PA 6；PA 6,6；PA 6,12；PA 6,10；PA 4,6；PA 10；PA 11；PA 12；MXD6，和它們的芳族衍生物)、聚醚醚酮(PEEK)、聚醚酮(PEK)和聚(對伸苯硫醚)(PPS/RYTON®)、聚胺甲酸酯、聚矽氧烷以及它們的共聚物。
在一些具體例中，該組成物的該聚合物樹脂包含有PET。
在某些具體例中，該組成物包含有A-玻璃珠。在其他具體例中，該組成物包含有E-玻璃珠。在又其他具體例中，該組成物包含有A-玻璃和E-玻璃珠這兩者。在某些具體例中，該組成物進一步包含有該矽氧烷成份添加劑PDMS。
在一些具體例中，該組成物包含有約4%至約98%以重量計的一聚合物樹脂。在某些具體例中，該組成物包含有一呈一約20%至約98%的該組成物(以重量計)的數量的聚合物樹脂。在某些具體例中，該組成物包含有至少2種聚合物樹脂。在進一步具體例中，約20%至約98%的該組成物(以重量計)包含有二或更多聚合物樹脂。
在一些具體例中，該組成物包含有約4%至約98%以重量計的一聚合物樹脂和約1%至約4%(以重量計)矽石玻璃珠。在某些具體例中，約20%至約98%的該組成物(以重量計)包含有一聚合物樹脂。在進一步具體例中，約20% 至約98%的該組成物(以重量計)包含有二或更多聚合物樹脂。
在一些具體例中，該組成物包含有約4%至約98%以重量計的一聚合物樹脂和約1%至約4%(以重量計)矽石玻璃珠，其中該至少一聚合物樹脂是PET以及該等矽石玻璃珠是A-玻璃珠。在其他具體例中，該至少一聚合物樹脂是PET以及該等矽石玻璃珠是E-玻璃珠。在又其他具體例中，該至少一聚合物樹脂是PET以及該等矽石玻璃珠是A-玻璃和E-玻璃珠這兩者。
在一特別的具體例中，該組成物包含有(a)89%(以重量計)PET；(b)6%(以重量計)PBT；(c)2%以重量計的一矽氧烷添加劑；(d)1%(以重量計)碳二亞胺；以及(e)2%(以重量計)矽石玻璃珠。
在一些具體例中，本發明的組成物包含有一或更多選自於由下列所構成的群組的添加劑：安定劑、增容劑、耐水解或耐氧化添加劑(hydrolysis or oxidation-resistant additives)、染料和色素。
本發明進一步有關於一種包含有一含有至少一聚合物樹脂和至少一類型的矽石玻璃珠的樹脂構件組成物的單絲紗，其中約4%至約98%的該組成物(以重量計)包含有一聚合物樹脂和約1%至約4%的該組成物(以重量計)包含有矽石玻璃珠，選擇性地其中該樹脂構件組成物包含有約0.5%至約5%以重量計的一矽氧烷成份添加劑。在某些具體例中，在該單絲紗表面上的水接觸角是大於74度。在一 些具體例中，該單絲紗具有一圓形或非圓形橫斷面。在某些具體例中，該單絲紗的耐磨耗性相較於該沒有矽石玻璃珠所做出的單絲紗被改良至少5%。在一些具體例中，該單絲紗的耐磨耗性相較於該沒有矽石玻璃珠所做出的單絲紗被改良至少10%。在其他具體例中，該單絲紗的耐磨耗性相較於該沒有矽石玻璃珠所做出的單絲紗被改良至少15%。在又其他具體例中，該單絲紗的耐磨耗性相較於純聚合物樹脂單絲紗被改良至少20%。
在一些具體例中，本發明有關於一種製造一包含有一聚合物樹脂、矽石玻璃珠的樹脂構件組成物的方法，其中該等矽石玻璃珠被同時地添加至該聚合物樹脂，它接著被擠壓或紡絲。在其他具體例中，該樹脂構件組成物製造方法進一步包含有一矽氧烷添加劑，其中一矽氧烷添加劑和該等矽石玻璃珠被同時地添加至該聚合物樹脂，它接著被擠壓或紡絲。
在一些具體例中，該製造該組成物的方法包含有一或更多選自於由下列所構成的群組的聚合物：聚萘二甲酸乙二酯(PEN)、聚對酞酸乙二酯(PET)、聚萘二甲酸丁二酯(PBN)、聚萘二甲酸丙二酯(PTN)、聚(對苯二甲酸環己二甲酯)酸(PCTA)、聚對酞酸丁二酯(PBT)、聚醯胺(PA 6、PA 6,6、PA 6,12、PA 6,10、PA 4,6、PA 10、PA 11、PA 12；MXD6，和它們的芳族衍生物)、聚醚醚酮(PEEK)、聚醚酮(PEK)和聚(對伸苯硫醚)(PPS/RYTON®)、聚胺甲酸酯、聚矽氧烷以及它們的共聚物。
在某些具體例中，該製造該組成物的方法包含有二或更多選自於由下列所構成的群組的聚合物：聚萘二甲酸乙二酯(PEN)、聚對酞酸乙二酯(PET)、聚萘二甲酸丁二酯(PBN)、聚萘二甲酸丙二酯(PTN)、聚(對苯二甲酸環己二甲酯)酸(PCTA)以及聚對酞酸丁二酯(PBT)。在其他具體例中，該製造該組成物的方法包含有至少2種聚合物樹脂，其中該等矽石玻璃珠被同時地添加至該等聚合物樹脂，它們接著被擠壓或紡絲。在進一步具體例中，該製造該樹脂構件組成物的方法進一步包含有一聚矽氧添加劑，其中一矽氧烷添加劑和該等矽石玻璃珠被同時地添加至該等聚合物樹脂，它們接著被擠壓或紡絲。在一些具體例中，該製造該組成物的方法包含有二或更多選自於由下列所構成的群組的聚合物：聚萘二甲酸乙二酯(PEN)、聚對酞酸乙二酯(PET)、聚萘二甲酸丁二酯(PBN)、聚萘二甲酸丙二酯(PTN)、聚(對苯二甲酸環己二甲酯)酸(PCTA)、聚對酞酸丁二酯(PBT)、聚醯胺(PA 6、PA 6,6、PA 6,12、PA 6,10、PA 4,6、PA 10、PA 11、PA 12；MXD6，和它們的芳族衍生物)、聚醚醚酮(PEEK)、聚醚酮(PEK)和聚(對伸苯硫醚)(PPS/RYTON®)、聚胺甲酸酯、聚矽氧烷以及它們的共聚物。在進一步具體例中，該方法包含有二或更多選自於由下列所構成的群組的聚合物：聚萘二甲酸乙二酯(PEN)、聚對酞酸乙二酯(PET)、聚萘二甲酸丁二酯(PBN)、聚萘二甲酸丙二酯(PTN)、聚(對苯二甲酸環己二甲酯)酸(PCTA)以及聚對酞酸丁二酯(PBT)。
在一些具體例中，本發明有關於一種製造一包含有一聚合物樹脂、矽石玻璃珠的樹脂構件組成物的方法，其中該等矽石玻璃珠被同時地添加至該聚合物樹脂，它接著被擠壓或紡絲，其中該組成物包含有一或更多選自於由下列所構成的群組的添加劑：安定劑、增容劑、耐水解或耐氧化添加劑、染料和色素。在其他具體例中，該組成物被擠壓或紡絲成為一選自於由纖維、紗、環、薄膜、箔、帶子、網目、螺旋連接線圈和結網所構成的群組的構件；或者是一結構化沉積或塗層。
在一些具體例中，本發明涉及一工業織物的一構件，其中該構件包含有一含有至少一聚合物樹脂和至少一類型的矽石玻璃珠的樹脂構件組成物，其中約4%至約98%的該組成物(以重量計)包含有一聚合物樹脂以及約1%至約4%的該組成物(以重量計)包含有矽石玻璃珠，選擇性地其中該樹脂構件組成物包含有約0.5%至約5%以重量計的一矽氧烷成份添加劑。在某些具體例中，該構件是選自於由下列所構成的群組：紗、纖維、薄膜、箔、帶子、結網、網目、環、螺旋連接線圈、結構化沉積以及塗層。在某些具體例中，該工業織物是選自於由下列所構成的群組：PMC成形、壓榨和乾燥機織物、加工皮帶、壓印織物；TAD織物；eTAD織物；以及ATMOS機器織物。在一些具體例中，該工業織物是選自於由下列所構成的群組：被使用在藉由諸如氣流法、熔噴、紡黏或水刺的製程生產非織物的工程織物、袖或皮帶；被使用在一污泥濾器或其他濕過濾製程 的織物；輸送帶；以及瓦楞機皮帶。在一些具體例中，該工業織物是選自於由下列所構成的群組：螺旋線圈鏈、它們的樞軸和填充紗；被使用在織物整理製程的織物或皮帶；被使用以生產建築產品的皮帶或織物；鞣製皮帶和鞣製袖。在一些具體例中，該織物構件是選自於由下列所構成的群組：自呈MD和CD的紗所編織的織物、具有MD或CD紗陣列的非織物層、自螺旋鏈所做出的織物，或者螺旋鏈本身、網目、結網、環、箔、薄膜和其他擠壓元件。
在一些具體例中，本發明有關於一種包含有一含有至少一聚合物樹脂和至少一類型的矽石玻璃珠的樹脂構件組成物的網目、結網、環、薄膜、纖維或造紙機針布，其中約4%至約98%的該組成物(以重量計)包含有一聚合物樹脂和約1%至約4%的該組成物(以重量計)包含有矽石玻璃珠，選擇性地其中該樹脂構件組成物包含有約0.5%至約5%以重量計的一矽氧烷成份添加劑。在某些具體例中，該纖維是適合供使用在一工業織物的棉絮部分(batt portion)。
在又其他具體例中，本發明涉及一捲軸帶、TAD、eTAD、ATMOS、DNT、PMC成形、壓榨和乾燥機織物；加工皮帶、壓印織物、帶濾機、洗漿機罩或生產一建築產品的皮帶，它們包含有一含有至少一聚合物樹脂和至少一類型的矽石玻璃珠的樹脂構件組成物，其中約4%至約98%的該組成物(以重量計)包含有一聚合物樹脂和約1%至約4%的該組成物(以重量計)包含有矽石玻璃珠，選擇性地其中該 樹脂構件組成物包含有約0.5%至約5%以重量計的一矽氧烷成份添加劑。
在一些具體例中，本發明有關於一工程織物；氣流、紡黏、融熔紡絲或水刺的織物，其包含有一含有至少一聚合物樹脂和至少一類型的矽石玻璃珠的樹脂構件組成物，其中約4%至約98%的該組成物(以重量計)包含有一聚合物樹脂和約1%至約4%的該組成物(以重量計)包含有矽石玻璃珠，選擇性地其中該樹脂構件組成物包含有約0.5%至約5%以重量計的一矽氧烷成份添加劑。
在其他具體例中，本發明涉及一種包含有一含有至少一聚合物樹脂和至少一類型的矽石玻璃珠的樹脂構件組成物的瓦楞機皮帶，其中約4%至約98%的該組成物(以重量計)包含有一聚合物樹脂和約1%至約4%的該組成物(以重量計)包含有矽石玻璃珠，選擇性地其中該樹脂構件組成物包含有約0.5%至約5%以重量計的一矽氧烷成份添加劑。
在一些具體例中，本發明有關於包含有一含有至少一聚合物樹脂和至少一類型的矽石玻璃珠的樹脂構件組成物的壓榨織物或瓦楞機皮帶織物的一棉絮部分，其中約4%至約98%的該組成物(以重量計)包含有一聚合物樹脂和約1%至約4%的該組成物(以重量計)包含有矽石玻璃珠，選擇性地其中該樹脂構件組成物包含有約0.5%至約5%以重量計的一矽氧烷成份添加劑。
在一些具體例中，本發明有關於一種包含有一含 有至少一聚合物樹脂和至少一類型的矽石玻璃珠的樹脂構件組成物的填充紗或樞軸，其中約4%至約98%的該組成物(以重量計)包含有一聚合物樹脂和約1%至約4%的該組成物(以重量計)包含有矽石玻璃珠，選擇性地其中該樹脂構件組成物包含有約0.5%至約5%以重量計的一矽氧烷成份添加劑。
在這個揭示中的術語“含有(comprising)”和“包含有(comprises)”可意指“包括(including)”和“包括(includes)”或者可具有通常賦予在美國專利法的術語“含有(comprising)”和“包含有(comprises)”的意義。術語“實質上由...構成(consisting essentially of)”或“實質上由...構成(consists essentially of)”若被使用在申請專利範圍具有它們在美國專利法中被認定的意義。本揭示的其它方面被描述在或從(以及在本揭示的範圍內)下列揭示是顯而易見的。
被包括以提供本揭示的一進一步瞭解的隨文檢附的圖式被併入並且構成這個說明書的一部分。
圖1是一比較包含有100% PET、分別地具有3%矽石、2%矽石或1%矽石(各個含有矽石A-玻璃珠)的相同PET；一PA6對照和一PET對照的不同單絲的切割深度(mm)的圖。
圖2描繪一具有被嵌入在其中的矽石E-玻璃珠的本發明的單絲的SEM橫斷面影像。
圖3描繪2種單絲的一應力對應變圖：本發明的 0.85mm AIX-1391(具有矽石E-玻璃珠)對一為0.85mm HRS310聚酯(如此處所用的HR代表“耐水解”)。
圖4描繪本發明的0.50mm AIX-1390(具有矽石A-玻璃珠)對0.50mm S-70的一應力對應變圖。
圖5描繪包括具有2%矽石A-玻璃珠的本發明的0.85mm PET的本發明的紗對一為0.85mm HR PET對照的水解試驗結果。
圖6是一描繪具有相同直徑的本發明的單絲紗與標準紗(包括分別具有1.34%矽石E-玻璃珠、2.0% E-玻璃珠、2.0%矽石A-玻璃珠和1.34%矽石A-玻璃珠的PET紗和一HR PET對照紗)的水解試驗結果的圖。
圖7是一描繪包含有分別具有1.34%矽石E-玻璃珠和2%矽石E-玻璃珠的PET的紗以及100% PET和100% PA6對照紗(全部具有相同直徑)的單絲紗耐磨耗性的圖。
圖8是一描繪自一PET標準單絲紗相較於包括下列具有相同直徑的紗的摩擦係數百分比差異的圖：S-67(聚醯胺/聚胺甲酸酯共聚物)、PA6、含有1.5%矽氧烷的相同PET、含有3.0%矽氧烷的NB3850-17-4 97.0%高IV(固有黏度)PET、含有2.0%矽氧烷的NB3850-17-3 98.0%高IV PET、含有1.35%的矽石E-玻璃珠和1.35%矽氧烷的NB 3850-17-1 97.3%高IV PET、含有2.0%矽氧烷的PA6以及含有2.0%的矽石E-玻璃珠和2.0%矽氧烷的NB3850-17-2 96.0%高IV PET。
圖9描繪顯示在一為100% PET單絲上有如61-63 度以及在10% PBTXXX062813C1(一矽石A-玻璃珠在含有PBT的耐磨耗性PET單絲)上有如74.7度的水的接觸角測量的影像。
圖10是一顯示一以本發明的耐磨耗單絲(“Hi Life PET織物”)所做出的織物對一以不同的標準單絲所做出者的耐磨耗性結果的圖。這些樣品全部包含有0.25mm PET聚合物紗以及一PA6對照被編織在織物。
圖11是一顯示常規標準的0.85mm PET對Hi-Life PET(它是本發明的耐磨耗PET)的重量和卡尺(厚度)的百分比損失的圖。這些樣品具有以個別的0.85mm紗形成螺旋連接所做出的螺旋連接織物。
圖12是一顯示斷裂(撕裂)4種包含有含有下列的單絲紗的具有相同編織、紗尺寸、網目和紗支數的不同織物所需的時間的圖：一PET參考材料(HCR 280)、具有2.0%矽石A-玻璃珠的PET(AIX-1384)、一HYTREL®參考材料(AIX-1382)以及具有2.0%矽石A-玻璃珠的HYTREL®(AIX-1383)。該等單絲全部是0.50mm圓形橫斷面。HYTREL®是一COPE(共聚酯彈性體)。
圖13是一顯示一以組成物S1618 0.50mm S70 PET和100% PA6的交替單絲CD(橫向)緯紗(橫過影像)所編織的織物在1小時的外磨損之後的影像。
圖14是一顯示在圖13的織物的磨損在2小時之後的影像。
圖15是一顯示一與圖13所具者相同而被編織的 織物在1小時的外磨損之後的影像，但是S70 PET單絲藉由具有一組成物S1618 0.50mm AIX-1390(具有A-玻璃珠的本發明的紗組成物)和PA6的一者而被取代。
圖16是一顯示圖15的織物在2小時的外磨損之後的影像。
較佳實施例之詳細說明
本揭示以一協同方式組合一或更多材料至一聚合物樹脂，藉此該等包含有該樹脂的構件的性質(例如，斷裂強度、伸長度等等)至少被維持，以及藉此該一或更多添加劑材料的組合提供一增加該構件的耐磨耗性質的協同正效用。一般而言，該等添加劑材料包含有矽石顆粒。更特別地，該等添加劑材料包含有矽石玻璃珠。當該構件存在例如在一工業織物時，藉由組合至少一類型的矽石玻璃珠添加劑與一聚合物樹脂所見到的協同效用是本揭示的一令人驚訝和意外的結果。
在前述的工業織物和皮帶中，本揭示的構件可被使用以做出用於一編織結構(MD或CD紗陣列)的擠壓紗，或做出被使用以製造被用以連接線圈在一起的螺旋線圈鏈、針或樞軸的紗或填充紗(參見，例如，美國專利第4,567,077號)；做出一網目或結網(參見，例如，Johnson等人，美國專利第4,427,734號)；做出環(參見，例如，Hansen等人，美國專利第6,918,998號)；或其他擠壓元件(參見，例如，Hansen等人，美國專利第6,630,223號)；薄膜或箔(諸如在美國專利 第8,388,812號；第8,728,280號；第8,764,943號；以及第8,394,239號所教示)；做出被使用在針或樞軸以接合在機器可縫合的織物上的末端在一起的紗；做出供使用在結構(諸如一壓榨織物或一瓦楞機皮帶的棉絮部分)的纖維；做出一在一皮帶或織物的表面上的經控制的結構化沉積；或者塗佈(和/或浸入)一皮帶或袖的一或兩個表面(例如，片材接觸表面或機器接觸表面)。
該構件可被使用在結構諸如：PMC(成形織物、壓榨織物、乾燥機織物、靴型壓榨帶或傳輸帶)、捲軸帶、TAD織物、壓印織物、節能技術先進乾燥(“eTAD”)織物、先進薄絹成型系統(“ATMOS”)織物；或工程織物，諸如雙壓區增稠機(double nip thickeners,“DNT”)織物、用於生產非織物(例如，氣流法、紡黏、融熔紡絲、水刺)的帶濾機、洗漿機皮帶/織物/袖、生產建築產品的皮帶(例如，定向刨花板(“OSB”))、瓦楞機皮帶、織物整理皮帶(例如，預縮皮帶)，以及鞣製皮帶或袖。
在某些具體例中，本揭示藉由在擠壓、紡絲、沉積或塗佈製程的期間或之前摻合至少一聚合物與至少一類型的矽石玻璃珠添加劑而改良該構件的例如耐磨耗性質。發明人已發現這些矽石玻璃珠添加劑在包含有聚合物樹脂(諸如聚酯)的構件與工業織物應用(諸如一構件被使用在造紙機針布)上的一協同效用。因為對於經改良的耐磨耗性的需求，雖然至少維持該構件的其他所欲性質，本揭示的一方面是生產自至少一聚合物(諸如一聚酯樹脂)與至少一矽 石玻璃珠添加劑所做出的單絲供使用在用於工業織物的紗。
在某些具體例中，本揭示有關於一種具有極佳的耐磨耗性質的紗或纖維，它包含有被組合以生產一單絲紗組成物的至少一聚合物(諸如一聚酯樹脂)和至少一類型的矽石玻璃珠添加劑。本揭示進一步有關於藉由使用這個聚合物樹脂和矽石玻璃珠組成物所生產的絲、薄膜、箔、帶子、結網、網目、環、螺旋連接線圈或其他擠壓或紡絲元件、一呈一所欲圖型的結構化沉積或一塗層(無論該沉積或塗層是連續的在一表面上或不連續的呈一所欲的圖型(例如，矩形)，或者並列地連續或不連續的MD或CD條帶，其中相鄰條帶的邊緣不互相接觸；亦即，有一個“空間”在相鄰條帶之間)。該等條帶亦可以在一對MD的角度，和/或在形狀上可以是彎曲的、鋸齒形的或正弦的。
在一些具體例中，本揭示涉及同時組合一或更多矽石玻璃珠添加劑與一或更多聚合性材料，它們全部接著被擠壓或紡絲。可能有額外的添加劑在該混合物，諸如安定劑、增容劑、耐水解或耐氧化添加劑、染料和/或色素。該聚合性材料混合物接著被擠壓或紡絲成為纖維、紗、環、薄膜、箔、網目、結網或其他元件。本發明的材料組成物亦可被使用作為一結構化沉積或作為一塗層(無論該沉積或塗層是連續的在一表面上或不連續的呈一所欲的圖型(例如，矩形)，或者並列地連續或不連續的MD或CD條帶，其中相鄰條帶的邊緣不互相接觸；亦即，有一個“空間”在 相鄰條帶之間)作為一工業織物或皮帶的一構件。該等條帶亦可以在一對MD的角度，和/或在形狀上可以是彎曲的、鋸齒形的或正弦的。該等條帶可以是與0.1mm一樣的窄或與數毫米一樣的寬(被測量在CD若它們是MD條帶；被測量在MD若它們是CD條帶)。
該結構化沉積可藉由技術(諸如液滴沉積(參見例如US 7,005,044)、擠壓、滾網印花(rotary screen printing)或類似之物)而被產生。
例如，該工業織物可以是一被使用在一生產瓦楞盒板的機器的瓦楞機皮帶。該皮帶的表面，它可以是一編織結構、一具有針刺在片材和/或機器接觸側上的棉絮纖維的編織結構或一螺旋連接結構，複數個本發明的樹脂組成物的MD條帶已沉積在片材接觸表面上。該等條帶可以呈MD、在一對MD的角度或呈CD。該等條帶亦可以在一對MD的角度，和/或在形狀上可以是彎曲的、鋸齒形的或正弦的。相鄰的條帶邊緣不互相接觸，但有一空間以容許空氣和水蒸汽滲透性穿過該皮帶。
該經改良的耐磨耗材料的使用使沉積更耐用，並且因此皮帶的功能性(幫助拉動瓦楞板通過機器)持續更長久。
該工業織物亦可以是一傳輸帶。重要的是此等皮帶展現優良的經控制的片材剝離以及表面維持無污染物。傳輸帶被塗佈在兩側(並且有時候亦被浸入)以達到這些性質。該塗層可被個別地施用至兩側，或自一側並且容許浸 入該結構，或者這兩者的一組合。機械接觸側應該典型地具有足夠的粗糙度以預防水漂，並且因此不展現出不安定性或貧乏的引導。粗糙度可藉由例如開槽而被達到。在一特定具體例中，聚胺甲酸酯是較佳的塗層樹脂。該皮帶的功能性(特別是片材剝離)僅持續像該塗層持續一樣長久，並且它的耐久性(耐磨耗性質)可利用一包含有聚胺甲酸酯和該矽石玻璃珠成份材料的組成物在該塗層而被改良。
該等矽石玻璃珠添加劑可以任何適合的聚合物作混合，諸如一或更多聚酯(例如，PET、PBT、PEN、PCTA等等)、聚醯胺(例如，PA 6；PA 6,6；PA 6,12；PA 6,10；PA 4,6；PA 10；PA 11；PA 12或聚芳醯胺衍生物像NOMEX®)、聚醚醚酮(PEEK)、和/或聚醚酮(PEK)、聚(對伸苯硫醚)(PPS/RYTON®)、或聚胺甲酸酯。該等矽石玻璃珠添加劑亦可以二或更多的合適聚合物作混合，諸如二或更多的聚酯(例如，PET、PBT、PEN、PCTA等)、聚醯胺(例如，PA 6；PA 6,6；PA 6,12；PA 6,10；PA 4,6；PA 10；PA 11；PA 12或聚芳醯胺衍生物像NOMEX®)、聚醚醚酮(PEEK)、和/或聚醚酮(PEK)、聚(對伸苯硫醚)(PPS/RYTON®)、聚胺甲酸酯、它們的任何共聚物(例如，HYTREL®)，以及它們的任何組合或摻合物(例如，PET/聚胺甲酸酯、PET/聚矽氧烷等等)。其他添加劑可被混合在該等矽石玻璃珠，包括但不限於，聚矽氧烷(例如，聚二甲基矽氧烷(PDMS)、PDMS衍生物、聚二苯基矽氧烷、環狀聚矽氧烷、胺基烷基聚矽氧烷等等)。
該聚合物組成物可接著被使用作為一在工業織物結構的構件，諸如PMC(成形織物、壓榨織物、乾燥機織物、靴型壓榨帶或傳輸帶)、捲軸帶、TAD織物、壓印織物、eTAD織物和ATMOS織物；以及工程織物諸如DNT織物、用於生產非織物(例如，氣流法、紡黏、融熔紡絲、水刺)的帶濾機、洗漿機皮帶/織物/袖、生產建築產品(例如，定向刨花板(“OSB”)的皮帶、瓦楞機皮帶、織物整理皮帶(例如，預縮皮帶)，以及鞣製皮帶或袖)。
依據一具體例，本揭示是一構件包含有一具有下列的摻合物：(1)一選自於一群組的聚酯，包括但不限於，例如，聚萘二甲酸乙二酯(PEN)、聚對酞酸乙二酯(PET)、聚萘二甲酸丁二酯(PBN)、聚萘二甲酸丙二酯(PTN)、聚對酞酸丁二酯(PBT)、聚(對苯二甲酸環己二甲酯)酸(PCTA)或者聚酯的共聚物或摻合物；以及(2)一選自於一群組的矽石顆粒添加劑，包括但不限於，例如，E-玻璃矽石珠和A-玻璃矽石珠。該構件組成物選擇性地含有其他添加劑和成分。
選擇性地，安定劑(諸如一種碳二亞胺(例如，Stabaxol® 1LF、PX-100或PX-200))、填料、拉力修飾劑、增容劑、耐水解或耐氧化添加劑、染料和/或色素或其他添加劑可被使用。在該樹脂構件組成物被使用以生產一單絲紗的具體例中，該單絲紗組成物接著典型地適合用於所有被使用在前述工業織物的紗類型。
作為一在此所揭示的單絲，它可被使用作為在生 產工業織物(諸如上述的造紙機針布和工程織物)的經紗和/或緯紗、作為單絲以生產螺旋鏈、作為樞軸或針供這兩者在機器縫合織物上、作為一在織物或螺旋連接皮帶的填充紗(具有一圓形或多邊形橫斷面)、作為一黏合紗在一些多層編織織物，以及作為一呈一MD或CD紗陣列的紗。作為一絲，它亦可被進一步加工和切成被使用在可被黏附至一些這些織物的基底結構的棉絮材料的纖維。
在某些具體例中，聚酯和矽石玻璃珠成份材料的混合物提供該具有經改良的耐磨耗性的單絲或纖維。上面所揭示的組成物亦可被使用以生產任何依據本揭示的其他具體例的其他前述的構件。這些包括纖維、絲紗、薄膜、箔、帶子、結網(網目)、環、螺旋連接線圈或其他擠壓或紡絲元件、一呈一所欲圖型的結構化沉積，或一塗層(無論該沉積或塗層可以是連續的在一表面上或不連續的呈一所欲的圖型(例如，矩形)，或者並列地連續或不連續的MD或CD條帶；或者連續或不連續的條帶在一對MD或CD的角度，和/或它可以是彎曲的、鋸齒形的或正弦的，其中相鄰條帶的邊緣不互相接觸；亦即，有一個“空間”在相鄰條帶之間)。
在本發明的組成物(其中該聚酯是PET)的具體例中，PET單絲的水接觸角試驗已顯示：當相較於一為100%(的相同PET)單絲(接觸角僅61-63度)時，在擠壓製程的期間或之前添加矽石玻璃珠至該PET樹脂導致一較高的水接觸角(74.7度)。參見圖9。典型地，本單絲組成物的水接觸角是大於74度。在特別的具體例中，該矽石玻璃珠添加劑的 使用作用在2個方面：(1)它改良耐磨耗性(所欲的結果)以及(2)它增加疏水性。
在一些具體例中，可能有額外的添加劑在該混合物，諸如安定劑、增容劑、耐水解或耐氧化添加劑、染料和/或色素。該聚合性材料混合物接著被擠壓或紡絲成為纖維、紗、環、薄膜、箔、網目、結網或其他形式。本發明的材料組成物亦可被使用作為一結構化沉積或作為一塗層(無論該沉積或塗層是連續的在一表面上，或不連續的呈一所欲的圖型(例如，矩形)，或者並列地連續或不連續的MD或CD條帶，其中相鄰條帶的邊緣不互相接觸；亦即，有一個“空間”在相鄰條帶之間))作為一工業織物或皮帶的一構件。
在該等具體例中，在該構件的總矽石玻璃珠含量是典型地至少約1%；或至少1.34%；或至少2%；或至少3%；或至少4%；或大於4%。
在該等具體例中，矽石玻璃珠典型地在平均粒徑直徑上是小於10微米。
在某些具體例中，矽石玻璃珠在平均粒徑直徑上是在0.01-10微米之間。在額外的具體例中，矽石玻璃珠在平均粒徑直徑上是在0.1-10微米之間。在進一步具體例中，矽石玻璃珠在平均粒徑直徑上是在1-10微米之間。
矽石玻璃珠是包含有矽石的玻璃珠。選擇性地，矽石玻璃珠亦包含有金屬、金屬氧化物或其他金屬衍生物。A-玻璃(“A”代表“鹼-石灰(alkali-lime)”)是一種具有鹼金屬 氧化物成份(超過約2.0%)的矽石玻璃。E-玻璃(“E”代表初始電應用(initial e lectrical application))是一實質上無鹼金屬(小於約2.0%)的矽石玻璃。其他類型的矽石玻璃珠包括，但不限於，C-玻璃、R-玻璃、S-玻璃和M-玻璃。參見Matinlinna,J.P.,Glass Fibers in Fiber-Reinforced Composites,Handbook of Oral Biomaterials 264(2014)。
在一些具體例中，該等被使用在本揭示的組成物的矽石玻璃珠是A-玻璃和E-玻璃珠的任一者或這兩者。此外，其他類型的矽石玻璃珠可被添加。在其他具體例中，該等矽石玻璃珠是A-玻璃和E-玻璃矽石珠這兩者。在又其他具體例中，矽石玻璃珠是僅A-玻璃珠。在又其他具體例中，該等矽石玻璃珠是僅E-玻璃珠。
在一額外的具體例中，該等矽石玻璃珠被嵌入在一聚合物載體。在一特定具體例中，該等矽石玻璃珠被嵌入在一PBT載體。
在另一個具體例中，該聚合物樹脂和矽石玻璃珠的組合可被混合以任何適合的矽氧烷(諸如一或更多聚矽氧烷)。
在某些具體例中，該聚合物樹脂和矽石玻璃珠的組合可被混合以一適合的氟聚合物。
在一進一步具體例中，材料的前述組合被擠壓或紡絲成為各種不同的形式包括，但不限於，單絲、薄膜、箔、網目、結網、片材等等。
在另一個具體例中，該等聚合物樹脂可以是任何 聚酯、任何聚醯胺、PEEK、PEK、PPS、聚胺甲酸酯和/或它們的摻合物(例如，PET/PBT摻合物和PET/PU摻合物)。
在另一個具體例中該等矽石玻璃珠實質上是球形。
在一些具體例中，該組成物包含有20%-98%的聚合物樹脂。
在另一個具體例中，該組成物包含有1%-5%的矽氧烷。
在又另一個具體例中，該組成物包含有1%-4%矽石玻璃珠。
在一特別的具體例中，該組成物包含有：(1)2%矽石玻璃珠；(2)2%矽氧烷；(3)6% PBT；(4)1%碳二亞胺；以及(5)89% PET
在另一個具體例中，該單絲紗具有一圓形橫斷面。在又另一個具體例中，該單絲紗具有一非圓形橫斷面。
在另一個具體例中，該單絲紗的耐磨耗性相較於該沒有矽石玻璃珠所做出的單絲紗被改良至少5%。在一額外的具體例中，該單絲紗的耐磨耗性相較於該沒有矽石玻璃珠所做出的單絲紗被改良至少10%。在一進一步具體例中，該單絲紗的耐磨耗性相較於該沒有矽石玻璃珠所做出的單絲紗被改良至少15%。在又另一個具體例中，該單絲 紗的耐磨耗性相較於該沒有矽石玻璃珠所做出的單絲紗被改良至少20%。
依據本揭示的組成物亦適合用於生產所有其他前述的可被使用在製造PMC；被使用在一污泥濾器或其他濕過濾製程的工程織物；用於工業加工皮帶的基礎支撐結構，諸如用於工業用途(諸如食品加工或採礦)的輸送帶；瓦楞機皮帶；用於螺旋連接皮帶的螺旋線圈鏈、它們的樞軸或任何填充紗；或被使用在織物整理製程的織物的構件；以及一種製造它們的方法。任何包含有紗的上面結構可被編織或不被編織，包括螺旋線圈連接結構以及MD/CD紗陣列。進一步，該等單絲紗組成物可被使用作為心經線和樞軸用於螺旋連接織物(心經線)和所有縫(例如，針縫、螺旋縫等等)。
為了這個揭示的目的，AIX-1390是以A-玻璃矽石顆粒和PET所做出的耐磨耗性單絲紗，AIX-1391是以E-玻璃矽石顆粒和PET所做出的耐磨耗性單絲紗，AIX-1394是以E-玻璃矽石顆粒和PET所做出的耐磨耗性單絲紗，AIX-1395是以A-玻璃矽石顆粒和聚醯胺所做出的耐磨耗性單絲紗。
該揭示現在將藉由下列非限制性實施例而被描述：
PET單絲樣品被生產呈一為0.20mm的直徑含有0%、1%、2%和3%微米級A-玻璃矽石顆粒。各個樣品的單絲物理性質和耐磨耗性如下。
PET/矽石物理性質
(PBTXXX062813C1)被嵌入在具有矽氧烷的PBT載體的A-玻璃濃縮物的組成物：
(PBTXGB022113A1)被嵌入在PBT載體的A-玻璃濃縮物的組成物：
(PBTXGB090814A1)被嵌入在具有矽氧烷的PBT載體的E-玻璃濃縮物的組成物：
成形織物樣品的磨耗試驗
3種成形織物樣品進行磨耗試驗。該等樣品被標記為試樣1 J5076 S-32 PET 2200029、試樣2 J5076 PET/矽石A-玻璃珠3850-37.25 2200029、試樣3 J5076 S32/AIX-1368，PA6(聚醯胺)2210932 30378896-20(交替聚酯和聚醯胺)。一Q13(與J5076相同但具有“Q13”代碼在最終織物)成形織物標準式樣亦被試驗作為一參考。PET是代碼“J5076”的紗 類型。該試樣1單絲在與本發明的單絲同天被做出作為一對照，並且在相同擠壓機被做出。該試樣1單絲不含有矽石玻璃珠添加劑。該試樣2單絲樣品J5076 PET/矽石3850-37.25 2200029含有2% A-玻璃珠和2%矽氧烷。該試樣3單絲不含有矽石玻璃珠添加劑。
試驗方法
2片的各個樣品在一成形織物磨耗試驗機被試驗。一Q13成形織物標準式樣亦被進行以與該等試驗樣品比較。在這個試驗機中，該成形織物樣品被纏繞在一具有陶瓷塗層的旋轉輥上並且在以8kN/m的機器方向的張力下被裝載。含水1.0%(250g)的填料被噴灑在樣品上。起因於斷裂/撕裂的織物破壞的運行時間被測量。所使用的填料是被稱為Sjöhästen FF的碳酸鈣(chalk,GCC)。
結果 至撕裂的運行時間(分鐘)(圖10)
各個試驗被運行直到樣品撕裂並且接著填料溶液被取代。2片的各個樣品被運行。試樣2是一依據本揭示的一具體例的本發明的織物。試樣1是一對照樣品和試樣3是由具有與其他2個試樣相同尺寸的聚醯胺所做出。被使用 在這些試樣的矽石是A-玻璃。試樣2樣品J5076 PET/矽石3850-37.25 2200029使用一具有0.95IV PET樹脂(90%)和10%來自Foster Corp的A-玻璃珠/矽氧烷添加劑的摻合物(PBTXXX062813C1)而被加工成一單絲。
微米級矽石(<10微米)(A-玻璃)珠和矽氧烷經由在單絲擠壓製程的期間添加一來自Foster Corporation的PBT/矽石/矽氧烷濃縮物(PBTXXX062813C1)至該聚合物熔體而被添加至PET樹脂。
從這些試驗，顯而易見的是：當1%、2%或3%的該等微米級A-玻璃珠被摻合至該PET單絲內時，其他單絲物理性質沒有被顯著地改變。參見表1。該等包含有本發明的PET單絲與2和3%位準A-玻璃珠的織物的耐磨耗性相較於一包含有100% PET單絲的織物被改良達約20%。參見圖1。這是一顯著改良在織物耐磨耗性並且使該耐磨耗性更接近於以聚醯胺CD單絲編織的織物而沒有犧牲高CD尺寸安定性(拉力)和聚酯單絲的低水分吸收性能。但是一為0.85mm PET/A-玻璃單絲的耐水解試驗顯示不足的耐水解性供使用在一造紙機的乾燥機區段。參見圖5。
微米級矽石(<10微米)(A-玻璃)珠亦經由在擠壓製程之前或期間添加一來自Foster Corporation的PBT/矽石濃縮物(PBTXGB022113A1)至該聚合物熔體而被添加至PET單絲。
進一步試驗來自Foster Corporation的不同矽石濃縮物顯示：使用一特定類型的被稱為“E-玻璃”的矽石在 PET單絲展現出經改良的單絲磨耗連同足夠的耐水解性，容許使用被裝載以“E-玻璃”珠的PET單絲在耐水解性不被需要的織物應用(例如，一造紙機的成形區段)或在耐水解性被需要的應用(例如，一造紙機的乾燥機區段)。“A-玻璃”珠亦可被使用在耐水解性不被需要的應用。參見圖6。
進一步改良耐磨耗性以及改良摩擦性質(降低織物在固定元件上拖曳和隨後的驅動裝載)在機器部件，一聚合物摻合物被產生具有矽石玻璃珠和高分子量矽氧烷。藉由添加矽氧烷，該單絲紗的摩擦性質亦改良。被添加在該添加劑化合物的矽氧烷是來自Wacker的Genioplast Pellet“S”，但是任何其他高分子量矽氧烷可被添加。
具有呈A或E-玻璃珠形式的矽石和矽氧烷的母料(masterbatch)的組成物可以是：(1)矽石(A或E-玻璃)：1-30%；(2)高分子量矽氧烷：0-4%；以及(3)聚對酞酸丁二酯樹脂：20-98%(注意，在擠壓的期間該母料接著被添加至該PET樹脂)
這些矽石玻璃珠在形狀上可以是圓形或球型。這個種類的母料濃縮物可與所有熱塑性塑膠被使用，包括但不限於，例如，聚醯胺(尼龍6、尼龍6,6、尼龍6,10、尼龍6,12等等)、聚酯(PBT、PET、PEN、PTI等等)、共聚酯像THERMX®、HYTREL®、ARNITEL®等等以及高熔化溫度聚合物像PPS、PEEK、聚胺甲酸酯等等。
這些種類的單絲(或其他構件形式)可被使用在 任何較佳、經改良的耐磨耗性被需要的應用。這個將降低該等工業織物和皮帶的磨損和改良它們的耐久性和性能。磨耗/磨損試驗顯示至少30-40%改良在織物的壽命(就卡尺(厚度)和重量損失這兩者而言)。參見圖7和11。
裝載矽石的產品的水解試驗已顯示：特定類型的矽石玻璃珠將是較佳的藉此使用在要被暴露至高溫蒸汽的PET單絲是可行的。水解試驗結果被報導自單絲，各個被裝載以一呈1.34%和2.0%負載的不同類型的矽石珠(E-玻璃或A-玻璃)連同一添加劑以預防水解以及一矽氧烷添加劑以降低摩擦係數。參見圖5、6和8。
結果再次顯示：被裝載以A-玻璃珠(3850-50-3和4)的PET單絲不具有正影響在該單絲的耐水解性。樣品3850-50-1和2被裝載以E-玻璃珠。樣品3850-50-1和2(E-玻璃珠)的耐水解性被顯示相等於一適合供使用在一高溫蒸汽環境(諸如一造紙機的乾燥機區段)的PET對照單絲。
樣品組成物：
‧3850-50-1：1.34% E-玻璃/2%矽氧烷/1.25%碳二亞胺在0.72IV(固有黏度)PET
‧3850-50-2：2% E-玻璃/2%矽氧烷/1.25%碳二亞胺在0.72IV PET
‧3850-50-3：2% A-玻璃/2%矽氧烷/1.25%碳二亞胺在0.72IV PET
‧3850-50-4：1.34% A-玻璃/2%矽氧烷/1.25%碳二亞胺在0.72IV PET
被裝載以E-玻璃類型矽石的PET單絲的單絲耐磨耗性被發現要比100% PET對照單絲的艾勒內爾(Einlehner)耐磨耗性更佳。參見，例如，圖1、7和8。
含有E-玻璃珠的單絲紗的SEM影像(顯示一紙側視圖和和一橫斷面視圖)指示E-玻璃珠在該單絲紗內的分佈。參見圖2。
2種單絲的一應力對應變圖：本發明的0.85mm AIX-1391(具有矽石E-玻璃珠)對一為0.85mm HRS310聚酯(HR=“耐水解性”)指示2種單絲具有相似的應力/應變性質。參見圖3。
本發明的0.50mm AIX-1390(具有A-玻璃珠)單絲對一標準的0.50mm S-70的一應力對應變圖指示2種單絲亦具有非常相似的拉力性質。參見圖4。
一常規標準的0.85mm PET單絲的重量和卡尺(厚度)的百分比損失要比一Hi-Life PET單絲(它是本發明的耐磨耗性PET)更高。參見圖11。
它要比一PET參考材料(HCR 280)、一HYTREL®參考材料(AIX-1382)和具有2.0% A-玻璃珠(AIX-1383)的HYTREL®花費更多時間來斷裂以包含有2.0% A-玻璃珠(AIX-1384)的紗所做出的PET織物。然而要注意，本發明的HYTREL®材料組合物亦要比標準的HYTREL®更好。參照圖12。該等單絲是0.50mm圓形橫斷面。
一顯示一以具有組成物S1618 0.50mm S70 PET和100%PA6的交替單絲紗(橫向)所編織的織物的影像指示 在1小時的外磨損之後的耐磨耗性。參見圖13。
一顯示在圖13的織物的磨損的影像指示在2小時的外磨損之後的耐磨耗性。參見圖14。
一顯示一像圖13所具者而被編織的織物，但是S70 PET單絲藉由具有一組成物S1618 0.50mm AIX-1390(具有A-玻璃珠的本發明的紗組成物)的一者而被取代的影像指示在1小時的外磨損之後的耐磨耗性。參見圖15。
一顯示圖15的織物的影像指示在2小時的外磨損之後的耐磨耗性。參見圖16。
因此這個材料組成物的主要特徵是：
1.非常好的耐磨耗性。包含有本發明的單絲的被試驗的實際織物證明至少20%改良在耐磨耗性。
2.最小影響在該樹脂構件的其他物理性質。
3. E-玻璃珠具有一正影響在該樹脂構件的耐水解性。
雖然本揭示的特定具體例已被討論，上面的說明書是例示說明並且不是限制性。一熟悉此技藝者將瞭解：許多變化和修改可針對本揭示被做出，並且此等變化和修改可沒有背離本揭示的精神和範疇而被做出。本揭示的全部範疇應該藉由參考申請專利範圍連同它們等效物的全部範疇以及說明書連同此等變化而被決定。
同樣地，雖然本發明的技術特徵可能已被描述僅關於某些具體例，熟習此技藝者將瞭解：一些具體例的特徵可被組合以其他具體例的特徵，以及關於某些具體例所描述的特徵的特定組合亦可被組合以其他特徵或關於其他 具體例所描述的特徵的其他特定組合。
在本申請案所引述或描述的各個專利、專利申請案和出版物因此以它的整體被併入本案以作為參考資料猶如各個個別的專利、專利申請案或出版物被特別地和個別地指出要被併入本案以作為參考資料。

Claims (61)

  1. 一種包含有下列的樹脂構件組成物：至少一聚合物樹脂；以及至少一類型的矽石玻璃珠。
  2. 如請求項1的組成物，其中該矽石玻璃珠包含有一金屬氧化物。
  3. 如請求項2的組成物，其中該矽石玻璃珠是選自於A-玻璃和E-玻璃珠。
  4. 如請求項1的組成物，其中以重量計，約4%至約98%的該組成物包含有一聚合物樹脂。
  5. 如請求項1的組成物，其中以重量計，約1%至約4%的該組成物包含有矽石玻璃珠。
  6. 如請求項4的組成物，其中以重量計，約1%至約4%的該組成物包含有矽石玻璃珠。
  7. 如請求項6的組成物，其中以重量計，約0.5%至約5%的該組成物包含有一矽氧烷成份添加劑。
  8. 如請求項5或6的組成物，其中該等矽石玻璃珠在平均粒徑直徑上是在0.01-10微米之間。
  9. 如請求項8的組成物，其中該等矽石玻璃珠在平均粒徑直徑上是在0.1-10微米之間。
  10. 如請求項9的組成物，其中該等矽石玻璃珠在平均粒徑直徑上是在1-10微米之間。
  11. 如請求項1的組成物，其中該聚合物樹脂包含有至少一 選自於由下列所構成的群組的聚合物：聚萘二甲酸乙二酯(polyethylene naphthalate,PEN)、聚對酞酸乙二酯(polyethylene terephthalate,PET)、聚萘二甲酸丁二酯(polybutylene naphthalate,PBN)、聚萘二甲酸丙二酯(polytrimethylene naphthalate,PTN)、聚(對苯二甲酸環己二甲酯)酸(poly(cyclohexylene dimethylene terephthalate)acid,PCTA)、聚對酞酸丁二酯(polybutylene terephthalate,PBT)、聚醯胺(polyamide)(PA 6；PA 6,6；PA 6,12；PA 6,10；PA 4,6；PA 10；PA 11；PA 12；MXD6，和它們的芳族衍生物)、聚醚醚酮(polyether ether ketone,PEEK)、聚醚酮(polyether ketone,PEK)和聚(對伸苯硫醚)(poly(p-phenylene sulfide))(PPS/RYTON®)、聚胺甲酸酯(polyurethane)、聚矽氧烷(polysiloxane)以及它們的共聚物。
  12. 如請求項11的組成物，其中該聚合物樹脂包含有至少一選自於由下列所構成的群組的聚酯：聚萘二甲酸乙二酯(PEN)、聚對酞酸乙二酯(PET)、聚萘二甲酸丁二酯(PBN)、聚萘二甲酸丙二酯(PTN)、聚(對苯二甲酸環己二甲酯)酸(PCTA)以及聚對酞酸丁二酯(PBT)。
  13. 如請求項7的組成物，其中該矽氧烷成份添加劑包含有聚二甲基矽氧烷(polydimethylsiloxane,PDMS)。
  14. 如請求項8的組成物，其中該等矽石玻璃珠實質上是圓形或球形。
  15. 如請求項1的組成物，其中該組成物包含有至少2種聚合 物樹脂。
  16. 如請求項15的組成物，其中該組成物包含有二或更多選自於由下列所構成的群組的聚合物：聚萘二甲酸乙二酯(PEN)、聚對酞酸乙二酯(PET)、聚萘二甲酸丁二酯(PBN)、聚萘二甲酸丙二酯(PTN)、聚(對苯二甲酸環己二甲酯)酸(PCTA)、聚對酞酸丁二酯(PBT)、聚醯胺(PA 6；PA 6,6；PA 6,12；PA 6,10；PA 4,6；PA 10；PA 11；PA 12；MXD6，和它們的芳族衍生物)、聚醚醚酮(PEEK)、聚醚酮(PEK)和聚(對伸苯硫醚)(PPS/RYTON®)、聚胺甲酸酯、聚矽氧烷以及它們的共聚物。
  17. 如請求項1的組成物，其中該聚合物樹脂包含有PET。
  18. 如請求項3的組成物，其中該組成物包含有A-玻璃珠。
  19. 如請求項3的組成物，其中該組成物包含有E-玻璃珠。
  20. 如請求項3的組成物，其中該組成物包含有A-玻璃和E-玻璃珠這兩者。
  21. 如請求項3的組成物，其中該組成物進一步包含有該矽氧烷成份添加劑PDMS。
  22. 如請求項4的組成物，其中以重量計，該組成物包含有一約20%至約98%的該組成物的含量的聚合物樹脂。
  23. 如請求項4的組成物，其中該組成物包含有至少2種聚合物樹脂。
  24. 如請求項23的組成物，其中以重量計，約20%至約98%的該組成物包含有二或更多的聚合物樹脂。
  25. 如請求項7的組成物，其中以重量計，約1%至約5%的該 組成物包含有一矽氧烷成份添加劑。
  26. 如請求項6的組成物，其中以重量計，約20%至約98%的該組成物包含有一聚合物樹脂。
  27. 如請求項26的組成物，其中以重量計，約20%至約98%的該組成物包含有二或更多聚合物樹脂。
  28. 如請求項6的組成物，其中該至少一聚合物樹脂是PET以及該等矽石玻璃珠是A-玻璃珠。
  29. 如請求項6的組成物，其中該至少一聚合物樹脂是PET以及該等矽石玻璃珠是E-玻璃珠。
  30. 如請求項6的組成物，其中該至少一聚合物樹脂是PET以及該等矽石玻璃珠是A-玻璃和E-玻璃珠這兩者。
  31. 如請求項26的組成物，其中，以重量計，：(a)89%的該組成物是PET；(b)6%的該組成物是PBT；(c)2%的該組成物是一矽氧烷添加劑；(d)1%的該組成物是碳二亞胺；以及(e)2%的該組成物是矽石玻璃珠。
  32. 如請求項1的組成物，其中該組成物包含有一或更多選自於由下列所構成的群組的添加劑：安定劑、增容劑、耐水解或耐氧化添加劑、染料以及色素。
  33. 一種包含有一如請求項6或7的組成物的單絲紗，其中在該單絲紗表面所測量的水接觸角是大於74度。
  34. 一種包含有一如請求項6或7的組成物的單絲紗，其中該單絲紗具有一圓形或非圓形橫斷面。
  35. 一種包含有一如請求項6或7的組成物的單絲紗，其中該單絲紗的耐磨耗性相較於該沒有矽石玻璃珠所做出的單絲紗被改良至少5%。
  36. 一種包含有一如請求項6或7的組成物的單絲紗，其中該單絲紗的耐磨耗性相較於該沒有矽石玻璃珠所做出的單絲紗被改良至少10%。
  37. 一種包含有一如請求項6或7的組成物的單絲紗，其中該單絲紗的耐磨耗性相較於該沒有矽石玻璃珠所做出的單絲紗被改良至少15%。
  38. 一種包含有一如請求項6或7的組成物的單絲紗，其中該單絲紗的耐磨耗性相較於純聚合物樹脂單絲紗被改良至少20%。
  39. 一種製造一包含有一聚合物樹脂、矽石玻璃珠的樹脂構件組成物的方法，其中該等矽石玻璃珠被同時地添加至該聚合物樹脂，它們接著被擠壓或紡絲。
  40. 一種如請求項39的製造一樹脂構件組成物的方法，其進一步包含有矽氧烷添加劑，其中一矽氧烷添加劑和該等矽石玻璃珠被同時地添加至該聚合物樹脂，它們接著被擠壓或紡絲。
  41. 一種如請求項39的製造該組成物的方法，其包含有一或更多選自於由下列所構成的群組的聚合物：聚萘二甲酸乙二酯(PEN)、聚對酞酸乙二酯(PET)、聚萘二甲酸丁二酯(PBN)、聚萘二甲酸丙二酯(PTN)、聚(對苯二甲酸環己二甲酯)酸(PCTA)、聚對酞酸丁二酯(PBT)、聚醯胺 (PA 6、PA 6,6、PA 6,12、PA 6,10、PA 4,6、PA 10、PA 11、PA 12；MXD6，和它們的芳族衍生物)、聚醚醚酮(PEEK)、聚醚酮(PEK)和聚(對伸苯硫醚)(PPS/RYTON®)、聚胺甲酸酯、聚矽氧烷以及它們的共聚物。
  42. 一種如請求項41的製造該組成物的方法，其包含有二或更多選自於由下列所構成的群組的聚合物：聚萘二甲酸乙二酯(PEN)、聚對酞酸乙二酯(PET)、聚萘二甲酸丁二酯(PBN)、聚萘二甲酸丙二酯(PTN)、聚(對苯二甲酸環己二甲酯)酸(PCTA)和聚對酞酸丁二酯(PBT)。
  43. 一種如請求項41的製造該組成物的方法，其包含有至少2種聚合物樹脂，其中該等矽石玻璃珠被同時地添加至該等聚合物樹脂，它們接著被擠壓或紡絲。
  44. 一種如請求項43的製造一樹脂構件組成物的方法，其進一步包含有一聚矽氧添加劑，其中一矽氧烷添加劑以及該等矽石玻璃珠被同時地添加至該等聚合物樹脂，它們接著被擠壓或紡絲。
  45. 一種如請求項44的製造該組成物的方法，其包含有二或更多選自於由下列所構成的群組的聚合物：聚萘二甲酸乙二酯(PEN)、聚對酞酸乙二酯(PET)、聚萘二甲酸丁二酯(PBN)、聚萘二甲酸丙二酯(PTN)、聚(對苯二甲酸環己二甲酯)酸(PCTA)、聚對酞酸丁二酯(PBT)、聚醯胺(PA 6、PA 6,6、PA 6,12、PA 6,10、PA 4,6、PA 10、PA 11、PA 12；MXD6，和它們的芳族衍生物)、聚醚醚酮(PEEK)、聚醚酮(PEK)、聚(對伸苯硫醚)(PPS/RYTON®)、聚胺甲 酸酯、聚矽氧烷以及它們的共聚物。
  46. 一種如請求項45的製造該組成物的方法，其包含有二或更多選自於由下列所構成的群組的聚合物：聚萘二甲酸乙二酯(PEN)、聚對酞酸乙二酯(PET)、聚萘二甲酸丁二酯(PBN)、聚萘二甲酸丙二酯(PTN)、聚(對苯二甲酸環己二甲酯)酸(PCTA)以及聚對酞酸丁二酯(PBT)。
  47. 一種如請求項39的製造該組成物的方法，其中該組成物包含有一或更多選自於由下列所構成的群組的添加劑：安定劑、增容劑、耐水解或耐氧化添加劑、染料以及色素。
  48. 一種如請求項39的製造該組成物的方法，其中該組成物被擠壓或紡絲成為一選自於由下列所構成的群組的構件：纖維、紗、環、薄膜、箔、帶子、網目、螺旋連接線圈和結網；或者是一結構化沉積或塗層。
  49. 一工業織物的一構件，其中該構件包含有一如請求項6或7的組成物。
  50. 如請求項49的構件，其中該構件是選自於由下列所構成的群組：紗、纖維、薄膜、箔、帶子、結網、網目、環、螺旋連接線圈、結構化沉積以及塗層。
  51. 如請求項49的構件，其中該工業織物是選自於由下列所構成的群組：PMC成形、壓榨和乾燥機織物、加工皮帶、壓印織物；TAD織物；eTAD織物；以及ATMOS機器織物。
  52. 如請求項49的構件，其中該工業織物是選自於由下列所 構成的群組：被使用在藉由諸如氣流法、熔噴、紡黏及水刺的製程所生產之非織物的工程織物、袖和皮帶；被使用在一污泥濾器或其他濕過濾製程的織物；輸送帶；以及瓦楞機皮帶。
  53. 如請求項49的構件，其中該工業織物是選自於由下列所構成的群組：螺旋線圈鏈、其樞軸和填充紗；被使用在織物整理製程的織物和皮帶；被使用以生產建築產品的皮帶和織物；鞣製皮帶以及鞣製袖。
  54. 如請求項49的工業織物，其中該織物構件是選自於由下列所構成的群組：自呈MD和CD的紗所編織的織物、具有MD或CD紗陣列的非織物層、自螺旋鏈所做出的織物，或者螺旋鏈本身、網目、結網、環、箔、薄膜和其他擠壓元件。
  55. 一種網目、結網、環、薄膜、纖維或造紙機針布，其包含有一如請求項6或7的組成物。
  56. 一種如請求項55的纖維，其中該纖維是適合供使用在一工業織物的棉絮部分。
  57. 一種捲軸帶、TAD、eTAD、ATMOS、DNT、PMC成形、壓榨和乾燥機織物；加工皮帶、壓印織物、帶濾機、洗漿機罩或者生產建築產品的皮帶，其包含有一如請求項6或7的組成物。
  58. 一種工程織物；氣流、紡黏、融熔紡絲或水刺織物，其包含有一如請求項6或7的組成物。
  59. 一種瓦楞機皮帶，其包含有一如請求項6或7的組成物。
  60. 壓燙織物或瓦楞機皮帶織物的一棉絮部分，其包含有一如請求項6或7的組成物。
  61. 一種填充紗或樞軸包含有一如請求項6或7的構件。
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