TW503290B - Drawn polyester yarn for reinforcement of elastic structures, process for producing the polyester yarn and a fiber finish composition for application to polyester yarn - Google Patents

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Description

經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 503290 ^ A7 ____B7 五、發明說明（1 ) 本發明係有關具有增強的強度和改良的黏著性質之拉 伸聚酯紗’其可用於強化彈性結構，例如輪胎，輸送帶和 類似者。 彈性結構例如輪胎，輸送帶和類似物，長久以來即用 以各種材料製成的紗予以強化。最初，所用的強化料係用 嫘縈和聚醯胺所製成者，但隨著時間的進展，聚酯纖維也 變得愈來愈重要。爲了改良聚酯纖維用爲強化材料的適當 性，纖維本身和黏著材料兩者都經進一步的開發。例如， 聚對苯二甲酸乙二醇酯的抗水解性即經由增加分子量和減 低羧末端基含量予以改良。隨著紡紗和拉伸技術的改良， 紗強度也因而改變。 紗材料與彈性材料例如橡膠，彈性橡膠，等之間的黏 著作用也因全系列浸塗系統的發展結果而獲得改良。許多 種已知的黏著劑係以環氧化合物爲基質者，如載於美國專 利第3，7 9 3，4 2 5號和美國專利第 4，0 4 4，1 8 9號之中者。例如，美國專利第 4，438，178號提及以表氯醇和多羥基醇或多元羧 酸爲基質之醚或酯。這些化合物一樣含有環氧基。 不具環氧基的黏著劑爲最近的發展。例如’ E P -A 1 - 〇 6 3 7 602揭示含有2 —鹵素甲氧基伸乙 基單位，第二羥基，和衍生自有機酸的酯基之有機化合物 。這些化合物基本上不含鹵醇基和環氧基且係用以，例如 改良由聚醯胺，聚酯，碳，等所構成的纖維之黏著性。 最後，EP — A2 0 3 9 5 432揭示之聚醚 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） -4 - -------------€----l·! --:訂 i.------線· (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 503290 A7 __B7 五、發明說明（2 ) (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 含有至少一個2 —鹵素甲氧基伸乙基單位和2 ，3 —二羥 基丙基末端基，且其同樣地不含環氧基和鹵醇基。gu述不 含環氧基和鹵醇基的化合物係以具有顯著水含量的水性乳 液或水溶液之形式施加到要處理的纖維上。 日本公開7 — 7 0 8 1 9述及一種拉伸以高速紡出的 未經拉伸聚酯紗之方法，其中紗在取出且於拉伸之前係用 水含量不超過1 0 %的油性纖維加工劑予以處理。然後對 該紗施以在不同溫度下的多階段拉伸。如此製成的紗可用 於，例如，以繩索形式強化橡膠物件。 此曰本專利申請案未提及對橡膠有改良的黏著性，且 所得強度低於本發明所達到者。且此參考文獻也未能激發 請於此技者以任何方式使用該等化合物作爲黏著改良劑， 如本發明的情況者。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 雖然已知有多種方法可製成具有良好機械性質的聚酯 紗，且隨後提供其黏著劑以改良纖維與彈性材料之間的黏 著作用，但對於具有改良的機械性質和對彈性材料的良好 黏著性之聚酯紗仍然繼續有其需求存在著。因此之故，本 發明的一項目的爲提出一種聚酯紗，其具有增進的強度且 在彈性結構例如輪胎，輸送帶和類似者的強化中具有改良 的黏著性質，且其製造簡單且經濟，又其製造方法在毒物 學性係安全者。 此目的可經由具有增強的強度和對於彈性結構例如輪 胎，輸送帶和類似物的強化有改良的黏著性質之經拉伸聚 酯紗而達到，該紗在拉伸程序之前被施加一纖維加工劑， -5- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製
H OH OH I I · ~C-C-C-H 503290 A7 ___ B7 五、發明說明（3 ) 其具有低含水量且包括一黏著促進性物質，其包括一含有 至少一個2 —鹵素基甲氧基伸乙基單位和2 ，3 —二經基 丙基末端基之鹵化聚醚，且其基本上不含環氧基和鹵醇基 且視情況更包括習用的添加劑例如潤滑劑，界面活性劑及 /或抗靜電劑。 其他有利的具體實施例詳述於申請專利範圍第2至7 項之中。 本發明更提出一種製造彼等聚酯紗之方法作爲申請專 利範圍第8項，該紗對於強化彈性結構之用途作爲申請專 利範圍第9項及一種纖維精整組成物以在拉伸前施加到聚 酯紗上，例如在紡拉程序中。 用以施加在本發明紡拉聚酯紗上的黏著促進性物質本 身係已知且載於，例如，E P — A 2 - 0 3 9 5 4 3 2之中。該歐洲專利申請案的揭示內容 特意地倂於本文作爲參考。 施加到聚酯紗上的該黏著促進性物質可用下面的化學 式表之： Η
I Η Η—C—丫 R ~ 〇-(C C 〇 L . I丨 Η Η Η Η Η 式中R爲經醚化的有機多羥基化合物之基，η爲2至8且 表從R接出來的醚鏈數目，m爲1至7，且Υ表氯’溴或 ------111111¾ -----ijpi·-------線·- (請先閱讀背面之注咅？事項再填寫本頁} 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） -6 - 503290 A7 B7 五、發明說明（4 碘或彼等的混合物。 經醚化有機多羥基化合物所含羥基不需全部都醚化。 當多羥基化合物爲甘油時，較佳可以使其中兩個羥基被醚 化而仍保留一個自由羥基。又，例如若該多羥基化合物爲 山梨糖醇時，可保留一至四個羥基不經醚化而無問題。 所加的黏著促進性物質較佳係衍生自以甘油作爲多羥 基化合物者。 本發明所用的以甘油作爲較佳多羥基化合物所衍生之 黏著促進劑可以有利地爲式I I物質 ch2ci (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) /Ck|
CH l2
CH
CHOH I,訂· ch2ci
CH
•CH2\ /CH2〇H
CHOH
CH 2 ch9ci If/CH\
CH kCH2\ ch2〇h 2
CHOH 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 (X ’ y與z合計4 · 2) 所加的纖維加工劑中，除了黏著促進性物質之外，ϊ 包括習用添加劑，例如潤滑劑，界面活性劑及/或抗靜調 劑，黏度調節劑，活化劑。其更包括少量的水。 該纖維加工劑較佳係由下列組成： A )傳統基質，包括 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 503290 Α7 Β7 五、發明說明（5 ) (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) A 1 )潤滑劑 A 2 )界面活性劑和 A 3 )抗靜電劑， 這些成分特別可爲： A 1 )酯油 A 2 )乙氧化脂肪酸和 A 3 )有機磷酸酯。 另一成分爲 B )黏度調節劑（稀釋劑），其特別可爲二烷基聚二醇醚 〇 本發明所必需者爲C )黏度促進性物質’爲申請專利 範圍主項及其附屬項所定義。其較佳者經水解的甘油聚縮 水甘油基醚。 .此外還含有 D )橡膠黏著活化劑，特別是無機酸或有機酸的鉀鹽’較 佳者爲乙酸鉀。 最少量的E )水爲D不可缺少之溶劑。 纖維加工劑所含諸成分的比例通常爲如下所列者： 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A) 85至20重量％，較佳者58重量％ B) 5至40重量％，較佳者28重量％ C) 4至25重量％，較佳者1〇重量％ D) 0 · 5至2 · 5重量％，較佳者1 · 〇至3 · 0重量 % E) 1.0至5·0重量％，較佳者1.5至3.0重量 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） -8 -
五 、發明說明（6 ) % 〇
戶斤用C 可由下示結構式表之 ·· ch2ci ch2 Ί2
/^CH2〇H CHOH ch2ci
/°S CH /CH2\ /CH2〇H CHOH y ch2ci (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) /〇vj ch2
，CH2\ /eh01·1 CHOH (X，y與z合計4 · 2) 用本發明纖維加工劑所製成的高強度絲具有下列數據 所示特點： 革刃度>80.0 cN/dtex，較佳者 >82.0 cN/dt ex，伴隨之斷裂伸長率爲10 至12%，較佳者1 1%，及不大於14%的200 °C熱 空氣收縮率。 -·線· 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 實施例 用下列成分製備纖維加工劑： A ) 5 8 重量 ％ 的 Hoechst A G 商品 AFILAN TEF B ) 2 8 重量 ％ 的 Dr.B^hme K G 商品 SYNTH ACID 3 8 3 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 χ 297公釐） -9 - 503290 A7 B7 五、發明說明（7 ) c ) 1 0 重量 ％ 的 Rhone-Poulenc商品 LUBRIL 1 7 0 4 0 D)1·3重量％乙酸鉀，及 E ) 2 · 7 % 的水。 製備_ 用1·3公斤的乙酸鉀和2·7公斤的去離子水製備 溶液。將2 8 · 〇公斤的Synthacid 383置入攪拌槽內， 攪拌中，加入所製的4 · 0公斤乙酸鉀溶液。隨著在該 Synthacid混合物中加入稱量爲1 〇 · 〇公斤的Lubril 1 7 0 4 0，然後攪拌6 0分鐘直到產品完全均勻化爲止 〇 之後混，合5 8 · 0公斤的Afilan T E F。隨後將總混合 物攪拌3 0分鐘。 使用該纖維加工劑在紡-拉機上以兩階段拉伸由聚對 苯二甲酸乙二醇酯製造高強度絲紗，其條件如下： n n n n n I n n n n n 1 · n n n ai n 1 ϋ 一：。ν I tmmf n ϋ ϋ ϋ n I (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 準 標 家 國 國 中 用 適 度 尺 張 紙 本
釐 公 97 2 X 10 (2 格 規 4 )A S) N 503290 A7 B7 五、發明說明（8 ) 機器設定 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 標稱線型密度 dtex 1100 絲數 200 紡出速度 米/分 2500 Inlet duo 米/分 408 Duo 1 米/分 412 Duo 2 米/分 1448 Duo 3 米/分 254 1 Duo 4 米/分 254 1 拉伸比例 1:6.23 溫度 D u ο 1 °C 115 Duo 2 °C 125 Duo 3 °c 233 Duo 4 °c 120 纖維加工劑添加量 (紗重量的重量％ ) % 0.52 得到下列紗參數： DIN EN ISO 2062斷裂力 N 94.7 DIN ΕΝ ISO 2062靭度 cN/dtex 84.1 斷裂伸長率 % 11.0 所述荷重下延伸率（54 cN/dtex)% 5.52 200°C熱空氣收縮率 % 14.0 乳膠黏著強度 N/cm 244 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） -11 - 503290 Α7 Β7 五、發明說明（9 ) 紗線的製造： 經由環錠紡紗以兩步驟製造3 s 1 3 0 / z 1 3 0紗 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 線· a )用1 3 0轉/米沿S -方向撚製單根紗 b )用1 3 0轉/米沿Z —方向從3根單根紗製得紗 線。 加乳膠： 利用間苯二酚一甲醛一乳膠（R F L )浸塗於紗線上 施加橡膠-友善性加工劑。浸塗劑係用下列成分製備的：
4 0 克的 Bunatex VP 2210 (40% 濃度）’ 得自 Htils AG 4 5 克的Penacolite B 1 — A ( 5 0% 濃度）’得自 Inspec (USA.) 1 2毫升的濃氨（約2 5 %濃度） 1 8毫升的甲醛（約3 0%濃度） 5 1 0毫升的蒸餾水 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 於一操作中，將紗線浸在R F L槽內，將浸過的紗線 乾燥並將R F L樹脂硬化（2 3 0 °C，1 2 0秒）同時將 紗線伸張（紗線張力7 0 0 c N )。 試樣製備 將上膠過的紗線交聯到標準橡膠混合物中，該混合物 包括1 0 0 %天然橡膠和習用的橡膠添加劑（Hoechst 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） .ή 2- 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 503290 A7 ---- B7 五、發明說明（10 ) AG) °將大小爲10毫米X300毫米而厚度爲3毫米 白勺_膠條置於交聯模子內，並將紗線以3 0條平行配置方 式:放在上面留下約2 0毫米無橡膠線頭，再用厚度6毫米 的橡膠條覆蓋其上。 交聯： 交聯操作係在得自Wickert & S5hne的液壓交聯壓機內 ’於3 kN /平方厘米預熱4 5分鐘後在1 4 3 t：下進行 的。之後使樣品冷卻，供檢驗所用。 黏著強度測定： 黏著檢驗係在Zwick通用檢驗儀上，於下列條件之下進 行的： 夾住長度 1 4 0毫米 伸延速率 300毫米/分 檢驗次數 30 使用一特製上端夾子將樣品固持不滑。自由紗線頭係 放置在下端封鉗（wrap clamp)內。乳膠黏著強度係以平均 値表出。 比較例： (1) 4.5% BK2104，爲得自 Henkel KG 的 酯油 (2) 4.5% STANDOPOL 1 1 0 0 A ’ 得自 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐）-13- -n n ·ϋ I ϋ Mi ϋ ϋ I n n 0 n n n I n n ϋ^OJI 1 1 1 ϋ I «_1 n I - , (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 503290 Α7 _ Β7 五、發明說明（Ή )
Henkel的乳化劑加抗靜電劑 (3) 3.0% Η Ο E Τ 1812，爲得自 Hoechst AG的另一乳化劑 (4) 2.8% LUBRIL 1 7 0 4 0，Rhone-Poulenc (5) 0.2% 碳酸氫鉀 (6) 85.0% 水 將成分（1 )至（4 )依序在5 0 t：下攪拌勻化後， 再攪拌3 0分鐘。之後，用去礦質水將此濃度批料調整到 1 5 %並予以乳化。將K H C 0 3於攪拌中加到此剛製成的 乳液內。 用此纖維加工劑在上述相同的紡拉機上製成紗： --------------丨--------:訂--------線i (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 機器設定： 標稱線型密度 dtex 1100 絲數 200 訪出速度 米/分 2100 Inlet duo 米/分 370 Duo 1 米/分 375 Duo 2 米/分 1293 Duo 3 米/分 2135 Duo 4 米/分 2102 拉伸比例 1:5.76 溫度 Duo 1 °C 115 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） _ 14 - 503290 A7 -----— .........B7 五、發明說明（12 ) Duo 2 °C 125 Duo 3 °C 233 Duo 4 °C 120 纖維加工劑添加量 % 0.55 得到下列紗參數： DIN EN ISO 2062斷裂力 N 84.0 DIN ΕΝ ISO 2062靭度 cN/dtex 75.0 斷裂伸長率 % 14.2 所述荷重下的延伸率（54 cN/dtex) % 7.2 20CTC熱空氣收縮率 % 12.5 (依 DIN 5 3886 P3 ) 乳膠黏著強度 N/cm 223 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 由於此種水性纖維加工劑運轉性質較差，所以不能用 這種高程序設定値（钫出速度，拉伸比例）製成此比較例 之紗。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 一般的聚酯紗，特別是以聚對苯二甲酸乙二醇酯爲基 質的紗，適宜在拉伸前施加本發明低水含量纖維加工劑。 此外，也可以使用以共聚酯爲基質的紗。類似者，也可以 使用經添加劑改質的聚酯。特別適用者爲P 〇 Y。 特別令人訝異者，本發明經拉伸聚酯紗於拉伸之前用 低含水量黏著促進性物質組成物施加後，不僅強度增進而 且黏著性質也獲得改良。與使用水性製備物製成的拉伸聚 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） -15- 503290 • A7 B7 五、發明說明（13 ) 酯紗比較之下，其強度增高達1 2 %且其黏著強度增加 10%。 本發明經拉伸聚酯紗也可非常經濟地在高速機器上製 造。沒有毒性問題。由於不需製備乳液，因此生產起來非 常經濟。 ------------丨 --------^ 訂---------線 {請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） -16-

Claims (1)

  1. 503290 Λ Λ's Α8 1 Β8 ! C8 ! r\Q L·
    六、申請專利範圍 附件A :第8 7 1 0 0 4 2 7號專利申請案 中文申請專利範圍修正本 民國9 0年1 2月修正 1 · 一種用於強化彈性結構之拉伸聚酯紗，該紗在拉 伸程序前被施加有纖維加工劑，該加工劑具有低於1 0重 量％之含水量（以該纖維加工劑總重量計）且包括一黏著 促進性物質，其爲如下式之鹵化聚醚： Η Η Η — C—丫 1 1 Η 1 〇Η 1 ΟΗ I R—— —〇——(C C Q )m i I C 1 C— 1 -C一 \- 1- Η 1 Η 1 Η 1 Η 1 Η 式中R爲經醚化的有機多羥基化合物之基，η爲2至8且 表示從R接出來的醚鏈數目，m爲1至7，Υ爲氯，溴或 碘或彼等的混合物；且視情況亦包括習用添加劑例如潤滑 劑，界面活性劑及/或抗靜電劑及類似者。 2 .如申請專利範圍第1項之拉伸聚酯紗，其中該纖 維加工劑的水含量爲以該纖維加工劑總重量計之s 5重量％ 〇 . 3 .如申請專利範圍第1項之拉伸聚酯紗，其中該黏 著促進性物質係以在聚二醇醚中的溶液中形式施加的。 4 .如申請專利範圍第1至3項中任一項之拉伸聚酉旨 紗，其中所施加的纖維加工劑包括以該纖維加工劑總重4 計爲5至2 5重量％之該鹵化聚醚。 5 ·如申請專利範圍第1至3項中任一項之拉伸聚酉旨 本紙張尺度適用中國國家揉準（CNS ) A4規格（210X297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 、1T f 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 503290 Α8 Β8 C8 D8 夂、申請專利範圍 紗’其具有> 8 〇 c N/ d t e X的訪度。 6 ·如申請專利範圍第1至3項中任一項之拉伸聚酯 紗’其係用紡拉法製成者。 7 . —種製備聚酯紗之方法，該紗帶有纖維加工劑， 該加工劑具有低於1 〇重量％之含水量（以該纖維加工劑 總重量計）且包括一黏著促進性物質，其爲如下式之鹵化 聚醚： Η 丫 I C 1 Η HI Η Η 〇 Η 〇 丨I (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) R 〇 c /\ c 〇 c c c Η Η Η H基7 H之至 物 1 合爲 化 m 基 ， 羥目 多數 機鏈 有醚 勺 勺 ryj ARH 化來 醚出 經接 爲 R R 從 中示 式表 H 且或 8 溴 至， 2 氯 爲爲 η Υ 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 碘或彼等的混合物；且視情況亦包括習用添加劑例如潤滑 劑’界面活性劑及/或抗靜電劑及類似者。 8 .如申請專利範圍第7項之方法，其包括在二階段 拉伸之前於該紗上施加0 · 5 2重量％，以該紗總重計， 纖維加工劑。 9 · 一種纖維加工劑組成物，其係用以在拉伸前施加 到聚酯紗上者，該纖維加工劑具有低水含量且包括一黏著 促進性物質其包括一含有至少一個2 -鹵素甲氧基伸乙基 單位和一 2 ，3 -二羥基伸丙基末端基之鹵北聚醚，且其 基本上不含環氧基和鹵醇基且視需要更包括習用添加劑例 如潤滑劑，界面活性劑及/或抗靜電劑及類似者。 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（210X297公釐）
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