專利名稱：用于增強彈性組織的牽伸聚酯紗的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及具有提高的強度和改進的粘合性能的牽伸聚酯紗，它用于增強彈性組織，如輪胎，輸送帶等。
長久以來用不同材料的紗線增強彈性組織，如輪胎，輸送帶等。最初采用人造絲和聚酰胺增強，聚酯纖維也逐漸地具有意義。為了改進聚酯纖維使之適用于作增強材料，人們曾經對纖維本身也對粘合材料進行開發(fā)。曾經通過提高聚對苯二甲酸乙二醇酯的分子量和降低端羧基數(shù)來改進它的水解穩(wěn)定性。通過進一步開發(fā)紡絲-和牽伸技術提高紗線的強度。
為改進紗線材料和彈性材料如樹膠，橡膠等等之間的粘合曾經開發(fā)了一系列的所謂浸膠體系(Dip-system)。許多已知的粘合劑都是以環(huán)氧化合物為基礎，例如在US-PS 3 793 425和US-PS 40 44189中所描述的。已知的也有以環(huán)氧氯丙烷和多元醇或聚羧酸為基礎的醚或酯，例如在US-PS 4 438 178中所論述的。
這些化合物也是具有環(huán)氧基團的物質。
最近也開發(fā)了無環(huán)氧基團的粘合劑。在EP-A1-0 637 602中公開具有2-鹵代甲基氧基亞乙基單元，仲羥基和由有機酸衍生的酯基的有機化合物。這些化合物基本上無鹵代醇和環(huán)氧基和例如用于改進聚酰胺-，聚酯-，碳纖維的粘合性。
在EP-A2-0395 432中最后描述了至少含有一個2-鹵代甲基氧基亞乙基單元和一個2，3-二羥基亞丙基的聚醚；它同樣是基本上無環(huán)氧基和鹵代醇基。前面論述的無環(huán)氧基和鹵代醇基的化合物作為帶有可觀水含量的水乳液或水溶液使用在待處理的纖維上。
在公開的日本專利申請(Kokai)7-70819中描述了高速紡絲的尚未牽伸的聚酯紗的牽伸方法，其中紗線在落紗后和牽伸前用油劑處理，此油劑至多含有10％的水。隨后此紗線在不同溫度進行多步牽伸。這樣制造的紗線例如可以簾子線的形式用于橡膠制品的增強。
在此日本專利申請中沒有論述改進橡膠粘合性，它所取得的強度低于在本發(fā)明中達到的強度。此外在此文件不包含鼓勵專業(yè)人員如同本發(fā)明情況那樣采用作為粘合改進劑的化合物。
雖然已知有許多方法以制造具有良好機械性能的聚酯紗，然后這些紗加入粘合劑改進纖維和彈性材料之間的粘合，但仍需要聚酯紗具有改進的機械性能和對彈性材料具有良好粘合性。因此本發(fā)明的任務是，提供一種聚酯紗，它在增強彈性組織如輪胎，輸送帶等制品中具有提高的強度和改進的粘合性能，并且制造簡單和經濟和制造方法無須考慮毒性。
此任務通過用于增強彈性組織如輪胎、輸送帶等的具有提高的強度和改進的粘合性能的牽伸聚酯紗予以解決，其特征是，將紗線在牽伸之前用無水的制劑涂覆，制劑含有作為增粘物質的一種鹵代聚醚(具有至少一個2-鹵代甲基氧基亞乙基單元和一個2，3-二羥基亞丙基并基本上不含環(huán)氧基和鹵代醇基)，以及必要時含普通的添加劑如潤滑劑，表面活性劑和/或抗靜電劑。
其它的有利實施形式在專利的權利要求2至7中表達出。
此外本發(fā)明的主題是按權利要求8的制造這種聚酯紗的方法，按權利要求9的這種紗用于增強彈性制品的應用以及一種用于在牽伸之前，例如在紡絲牽伸過程涂覆在聚酯紗上的制劑。
可用于得到按本發(fā)明的紡牽聚酯紗的增粘物質原本是已知的，例如EP-A2-0 395432中有描述。在此特別強調指出該歐洲專利申請的公開內容。
涂覆在聚酯紗上的增粘物質可通過下面化學式予以表達
其中R是一醚化的有機多羥基化合物的基團。n等于2至8和確定醚鏈的數(shù)，它由R出發(fā)，m等于1至7，Y是氯，溴或碘或是它們的混合物。
不要求醚化的有機多羥基化合物的所有羥基都醚化。這完全是可能的，如果多羥基化合物是甘油，只有兩個羥基醚化和還存在一個自由羥基。例如如果多羥基化合物是山梨醇，這樣顯然可剩下一個至四個羥基未醚化。
優(yōu)選的是涂覆的增粘物質是從作為多羥基化合物的甘油衍生出的。
從甘油作為優(yōu)選應用的多羥基化合物衍生的按本發(fā)明采用的增粘劑可以是化學式II的優(yōu)選物質
(X、Y和Z共為4.2)涂覆的制劑除了增粘物質外可含普通的添加劑如潤滑劑，表面活性物質和/或抗靜電劑，粘度調節(jié)劑，活化劑。此外它還含有少量的水。
制劑優(yōu)選由下列組分組成A)具有以下組成的通常形式的基本物質A1)潤滑劑
A2)表面活性物質和A3)抗靜電劑。
其中這些組分特別是A1)酯油A2)乙氧基化的油酸和A3)有機磷酸酯另一種組分是B)粘度調節(jié)劑(稀釋劑)，特別是二烷基聚乙二醇醚。
本發(fā)明有關的是C)按獨立權利要求或與此有關的從屬權利要求的增粘物質。此物質優(yōu)選為水解的甘油聚縮水甘油醚。
此外還有D)用于橡膠粘合的活化劑，特別是無機或有機酸的鉀鹽，優(yōu)選是醋酸鉀。
必須有最少量的E)水作為D的溶劑制劑組分的份額一般為A)85-20％(重量)，優(yōu)選為58％(重量)B)5-40％(重量)，優(yōu)選為28％(重量)C)4-25％(重量)，優(yōu)選為10％(重量)D)0.5-2.5％(重量)，優(yōu)選為1.0-3.0％(重量)E)1.0-5.0％(重量)，優(yōu)選為1.5-3.0％(重量)采用的物質C)可通過下列結構式表征
(X、Y和Z共為4.2)用本發(fā)明的制劑制造的高強絲具有以下的特征與細度有關的強度＞80.0CN/dtex，優(yōu)選為＞82.0CN/dtex，最高伸長為10-12％，優(yōu)選為11％，和熱空氣收縮在200℃最大為14％。
實施例由以下組分制備制劑A)58％(重量)的Hoechst AG(公司)的商業(yè)產品AFILAN TEFB)28％(重量)Dr.Bhme KG的商業(yè)產品SYNTHACID 383C)10％(重量)Rhone-Poulenc公司的商業(yè)產品LUBRIL 17040D)13％(重量)醋酸鉀和E)2.7％(重量)水制備由1.3kg醋酸鉀和2.7kg完全脫鹽的水制備溶液。在攪拌釜中放入28.0kg的Synthacid 383和攪拌加入4.0kg制備的醋酸鉀溶液。隨后投入稱量為10.0kg的Lubril 17040于Synthacid-混合物中和攪拌約60分鐘至產物完全均化為止。
然后混入58.0kg Afilan TEF。將全部混合物攪拌30分鐘。
采用這種制劑，在帶有二步牽伸的紡牽機器上在下列條件下由聚對苯二甲酸乙二醇酯制備高強的長絲紗。機器設置公稱纖度dtex1100絲數(shù)200紡絲牽引m/min 2500速度喂入對輥m/min 408對輥1m/min 412
對輥2m/min1448對輥3m/min2541對輥4m/min2541牽伸比 1∶6.23溫度 對輥1℃ 115對輥2℃ 125對輥3℃ 233對輥4℃ 120制劑涂覆層％(重量)，以紗線重量為基礎％ 0.52達到以下紗線參數(shù)最高拉伸力(按DIN EN ISO 2062)N 94.7單位細度的強度(按DIN EN ISO 2062)CN/tex 84.1最大拉伸伸長 ％ 11.0相對延伸率(在54CN/tex) ％ 5.52熱空氣收縮(在200)％ 14.0膠乳粘合性 N/cm 244捻線制造用環(huán)錠紡絲方法兩步制造結構為3S 130/Z130的捻線。
a)用130捻/m在S方向制造預加捻線b)由3股預加捻線用130捻/m在Z方向制造復加捻線乳膠化將加捻線用間苯二酚-甲醛-乳膠(RFL)浸膠液進行親橡膠的后整理。浸膠液由以下組成40g Bunatex VP2210(40％)Huls AG公司產品45g Peuacolite B1-A(50％)Inspec(美國)產品12ml濃氨水(約25％)18ml甲醛(約30％)510ml蒸餾水在一個工序中捻線在RFL-浴中浸膠，干燥浸膠捻線和縮合RFL-樹脂(230℃，120秒)，同時進行捻線的牽伸(捻線強力為7500CN)。
測試樣品的制備將乳膠化的捻線放在由100％天然橡膠和普通橡膠添加劑(Hoechst公司)組成的標準橡膠混合物中進行硫化。將3mm厚的尺寸為10mm×300mm的橡皮條放在硫化模中，捻線平行放上去30次將捻線頭留出約20mm無橡膠，和用6mm厚的橡膠條蓋上。硫化硫化是在一個液壓的加壓硫化機(Wickert & Sohne制造)予熱后在3KN/cm2于143℃進行45分鐘。隨后將樣品冷卻和準備測試。粘合強度測定粘合強度是在Zwick-萬能測試機上在下列條件下進行測試夾持長度140mm斷裂速度300mm/min測定次數(shù)30采用一種特制的上夾子，它夾住樣品不滑移。自由的捻線端夾在下纏繞夾子。平均值即是得出的乳膠粘合性。比較實例(1)4.5％ BK2104，Henkel KG公司的酯油(2)4.5％STANDOPOL 1100A，含有抗靜電劑的乳化劑，同樣是Henkel公司產品(3)3.0％HOE T182，是另一種乳化劑，Hoechst AG公司產品(4)2.8％LUBRIL 17040，Rhone-Poulenc公司產品(5)0.2％碳酸氫鉀(6)85.0％水組分(1)至(4)在溫度為50℃在攪拌下先后均化和隨后再攪拌30分鐘。然后將此濃厚的混合物用全脫鹽水調至15％和進行乳化。在制好的乳液中在攪拌下加入碳酸氫鉀。
在如同上述的紡絲牽伸機器上用此制劑制造紗線。機器設置公稱纖度 dtex1100絲數(shù) 200紡絲牽引m/min2100速度喂入對輥m/min370對輥1 m/min375對輥2 m/min129.3對輥3 m/min2135對輥4 m/min2102牽伸比 1∶5.76溫度對輥1℃ 115對輥2℃ 125對輥3℃ 233對輥4℃ 120制劑涂覆層 ％ 0.55達到下列紗線參數(shù)最高拉伸力(按DIN EN ISO 2062)N 84.0單位細度的強度(按DIN EN ISO 2062)CN/tex75.0最大拉伸伸長 ％14.2相對延伸率(在54CN/tex) ％7.2熱空氣收縮(在200℃) ％12.5(按DIN 53886-T3)乳膠粘合性 N/cm 223由于此含水的制劑流動性能差在比較試驗中技術設置(落紗，牽伸比)不能進行這樣高的調整。
作為在牽伸之前采用按本發(fā)明的貧水制劑處理的紗線可用普通的聚酯紗，特別是以聚對苯二甲酸乙二醇酯為基礎的紗線。也有可能采用以共聚酯為基礎的紗線。也可采用通過添加改性的聚酯。特別適用的是部分取向的紗如POY。
特別令人驚訝的是，按本發(fā)明牽伸的聚酯紗不僅具有提高的強度，而且也具有改進的粘合性能，如果在牽伸之前在紗線上涂覆增粘物質的貧水制劑的話。與采用含水制劑的牽伸聚酯紗比較，強度提高了12％，粘合性提高了10％。
按本發(fā)明的牽伸聚酯紗可很經濟地在高速紡機上生產。在毒理學上不存在問題。生產是非常經濟的，因為不需制備乳液。
權利要求
1.具有提高的強度和改進的粘合性能的牽伸聚酯紗，用于增強彈性組織如輪胎，輸送帶等，其特征是，在牽伸之前在此紗線上涂覆貧水制劑，此制劑含有作為增粘物質的鹵代聚醚(它至少具有一個2-鹵代甲基氧基亞乙基單元和一個2，3-二羥基亞丙基并基本上無環(huán)氧基和鹵代醇基)，以及必要時含有普通的添加劑如潤滑劑，表面活性物質和/或抗靜電劑等等。
2.按權利要求1的牽伸聚酯紗，其特征是，涂覆的制劑具有水的含量低于以制劑總重量為基礎的10％重量。
3.按權利要求2的牽伸聚酯紗，其特征是，以制劑總重量為基礎的制劑的水含量≤5％(重量)。
4.按權利要求1至7的一項或多項的牽伸聚酯紗，其特征是，增粘物質是作為在聚乙二醇醚中的溶液涂覆上去的。
5.按權利要求2至4的一項或多項的牽伸聚酯紗，其特征是，涂覆的制劑含有以制劑的總重量為基礎的5至25％(重量)的鹵代聚醚。
6.按權利要求1至5之一的牽伸聚酯紗，其特征為其單位細度強度＞80CN/tex。
7.按權利要求1至6的一項或多項的牽伸聚酯紗，其特征是，此紗線是按紡絲牽伸工藝制造的。
8.按權利要求1至7的至少一項的聚酯紗的制造方法，其特征是，在牽伸之前在紗線上涂覆貧水制劑，此制劑含有作為增粘物質的鹵代聚醚(它至少具有一個2-鹵代甲基氧基亞乙基單元和一個2，3-二羥基亞丙基并基本上無環(huán)氧基和鹵代醇基)，以及必要時含有普通的添加劑如潤滑劑，表面活性物質和/或抗靜電劑等。
9.按權利要求1至7的至少一項的聚酯紗用于增強彈性組織的應用。
10.用于在牽伸前涂覆聚酯紗的制劑，其特征是，此制劑是貧水的和含有作為增粘物質的鹵代聚醚(它至少具有一個2-鹵代甲基氧基亞乙基單元和一個2，3-二羥基亞丙基并基本上無環(huán)氧基和鹵代醇基)，以及必要時含有普通的添加劑如潤滑劑，表面活性物質和/或抗靜電劑等。
全文摘要
本發(fā)明描述了具有提高的強度和改進的粘合性能的牽伸聚酯紗,用于增強彈性組織,如輪胎,輸送帶等。這種紗線可通過以下方法得到,即在牽伸之前將紗線用貧水制劑處理,這種制劑含有作為增粘物質的鹵代聚醚(它至少具有一個2－鹵代甲基氧基亞乙基單元和一個2,3－二羥基亞丙基)。
文檔編號D06M13/17GK1189554SQ98104239
公開日1998年8月5日 申請日期1998年1月14日 優(yōu)先權日1997年1月17日
發(fā)明者K－G·伯恩特 申請人:赫徹斯特特維拉有限公司及兩合公司