TWI328053B - Spinning process for poly(trimethylene terephthalate) - Google Patents

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1328053 玖、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本申叫案係有關及主張美國序號10/663295 (2003年9月 丄6曰提出申凊）及美國臨時專利申請案序號 (2003年2月5曰提出申請）之權益；該二申請案全部以參考方 式併於此。 本發明係有關於—種聚酯紗及其製造方法。更特定言 之，本發明係一種提供貯存時抗老化之聚（對苯二甲酸丙二 酯）紗之方法；此等紗適合用作為後加工如拉伸及/或拉伸_ · 變形之餵入紗及不再進一步加工直接用於織物。 【先前技術】 聚對苯二甲酸乙二酯（"2GT")及聚對苯二甲酸丁二酯 (’'4GT”），通稱為”聚對苯二酸烷二酯"，係普通商用聚酯。 ?κ對笨二酸烷二酯具有優異的物理及化學性質，尤其是化 學、熱及光穩定性、高熔點及高強度。因此，彼等已廣泛 用於樹脂、薄膜及纖維。 聚對苯二甲酸丙二醋（"3GT")，因$最近聚合物主鍵組份鲁 之一之1，3-丙二醇（pD0)低成本製造方法之發展，作為纖維 已愈來愈受到商業重視。3(^1'因其在大氣壓下的分散可染 性、低彎曲模量、彈性回復及回彈，長久以來都是以纖維 形式獲得青睞。 餵入'V (feeder yarns或 feed yarns ;如部份定向紗'·ρ〇γ") 通常係由起始聚合物熔紡而製造。餵入紗沒有經過進—+ 的拉伸或拉伸-變形，不會具備製造紡織產物所需之性質， -6- 丄以δυ：)3 =因此常要經過貯存。貯存時，在後續加卫之前，銀入紗 吊會老化’而喪失性質。作為拉伸-變形或拉伸用之餵入 紗，POY常需由纖維製造廠運送到POY拉伸-變形或拉伸之 加工薇。 〇 γ之明顯老化問題通常係發生在紗自旋紡機 器紡成後及紗在拉伸或變形機器加卫前這—段時間内。（相 反地’ 2GT紗在紗貯存期間通常不會快速老化’因此在長 達例如3個月的貯存期間後，仍可保持適合於下游拉伸或拉 伸-變形作業之用。）3GT之老化問題在貯存及運輸時之高 溫下特別明顯。例如，在夏季月份裡在無空調的設施内貯 存時，紗會遇到抑及以上m貯存在溫度抓或以 之OY 3GT、·；/，在不到24小時内就會變得不適合於後續 加工。 EP 1 172 467 A1揭示—種製造3GT紗之方法其中旋纺過 程及貯存都是在非常嚴格的温度及難條件下進行：温度 崎及相對濕度75_90%。此一方法對温帶氣候缺之空調 貯存設施之製造廢或使用缺乏空調之卡車或其他運輸工且 運送紡紗之商家，很不實際。EP 1 172 467 ai進一步揭干， 溫度對紗之貯存有很大的影響，會造成捲裝變形，而不適 合於後續拉伸及變形程序。 同樣地，EP1，262也揭卜種3GT紗，據稱此種紗即 可貯存隨後又可㈣。料利宣稱，若纖料有所測得雙 拆射為〇.030-0.070之定向及所測得纖维密度為132〇134〇 之結晶度時，則紗將具有改進之捲裝捲繞。所提供的 U28053 方法係藉在旋紡過程時將纖維加熱處理（5(M7…及& 晶，並立即以”極度低的張力”（〇 〇2_〇 2〇 _分德士）捲繞^ 製造此寺纖維。然而，該專利所揭示的工藝包含第一導， 是冷的、第二導報是熱的及捲裝是在熱導輥之後立即捲/ 體咖27檢討在熱_後立即捲繞㈣之旋紡退火技 *。根據_129427>熱導親後直接捲裝捲繞會^ 與捲繞機中間絲條之高温而變成軟絲條。軟絲條會引= 條振動，造成旋紡斷裂增加或在自動落紗時捲裝更換錯失 量增加。此外，為改進紗之均勾度，減少旋纺斷裂或減少 該技蟄軟絲條利起自動落紗捲裝更換之錯失，敌導㈣ 捲繞機之間的捲繞張力必須增加。此-增加的捲繞張力%使 無法避免緊捲。因此，在熱導報之後立即捲繞捲裝 不是一種先進的技術；先進的技術應可製造 PTT-POY而不會發生捲裝緊捲、不會發生旋紡斷裂或不會 發生捲裝更換錯失。 s us專利案6,399，194及Jp 〇1214372二者均揭示斯紗在 驟冷及施加整理劑於紡成纖維之後，捲繞之前 理步驟之方法。 、知 WO 01/85590揭示在旋紡時將非結晶紗加熱處理。因為紗 為無晶形，故施加拉伸以讓絲條通過第二（冷）導輥。 則2129427認知稿早專利所遭遇的若干問題並在熱導 輥之後捲繞之前放置一冷導輥。 儘管己認知3GT餵入紗之老化是—個問題，但有需要提 供-種旋纺斷裂少而可製造大捲裝如6公斤或以上之紗均 1328053 句度尚及凸邊（bulge)或盤形成（dish formation)低的旋纺方 法。再者’需要有此種可提供具有穩定捲裝成形及穩定紗 性質之紗捲裝之方法，亦即，使用此方法時捲裝不會變形 及在向温貯存温度下如3 8 °C或以上，紗性質不會變化。 【發明内容】 根據本發明之第一方面，一種方法包含 (a) 經由紡絲頭將熔融3GT擠出； (b) 將擠出之3GT驟冷以形成固體纖絲之絲條，其中纖絲 在130°c下之張力為大於約〇 02 g/d ; (c) 使纖絲通過在一定速度及温度下操作之熱導輥以將絲 條加熱，其中速度及絲條加熱之温度足以提供具有DWS值 為約4 %或以下之紗；及 (d) 將紗冷却至温度約35^或以下。 驟冷後可在固體纖絲施加整理劑。冷導輥之速度較佳為可 在熱導輥與冷導輥之間提供約1〇4或以下之拉伸比。當冷 導輥之絲條捲繞在捲裝上時，捲繞較佳為真紗速度小於冷 導輥之速度。同時，纖絲較佳以大於約〇 〇4克/旦之張 力捲繞在捲裝上。 根據本發明之另一方面，絲條張力係在通到冷導輥之前 增加。 根據本發明之再一方面，熔紡聚（對苯二曱酸丙二醋）紗 具有乾温收縮率（Dry Warm Shrinkage: DWS)為約4%或以 下。DWS較佳為約2%或町。根據本發明之又一方面，捲 繞在捲裝上之熔紡聚（對笨二甲酸丙 二酯）紗，在曝露於溫度

O:\90\90906 D0C -9- 1328053 41 C下至少約3.2小時’具有盤比率（dish rati〇)為約〇 82或 以下，或具有捲裝直徑差為約2 mm或以下。 根據本發明之再一方面，具有DWS為約4%或以下之紗可 捲’％成具有紗層厚度為至少約5 〇 mm及捲裝重量為至少約6 公斤之捲裝。捲成之捲裝可具有紗層厚度為至少約63 mm、 約74 mm、約84 mm或甚至至少94 mm，及捲裝重量為至少 約8公斤、約1〇公斤、約12公斤或甚至約14公斤。捲成之捲 裝較佳具有凸邊比率為約9%及盤比率為約〇 2%或以下。紗 較佳係捲繞在實質上不會壓碎之管上。 紗較佳具有韌度等於或大於約2 5 g/d。同時，紗較佳具 有模量小於或等於約23 g/d。此外，紗較佳具有Uster小於 或等於約2°/^再者，紗較佳具有煮沸收縮率小於或等於約 14%。 根據本發明之再一方面，由熔紡聚（對苯二甲酸丙二酯） 紗製成具有DWS約4%或以下、紗層厚度至少約16 mm、重 量至少約1.5公斤及捲裝直徑至少約142 mm之捲裝，在曝露 於溫度至少4KC下至少3.2小時後，具有盤比率為約〇82% 或以下。 根據本發明之又一方面，由熔紡聚（對苯二曱酸丙二醋） 紗製成具有DWS約4%或以下、紗層厚度約20-30 mm、重量 約2-3公斤及捲裝直徑約151-169 mm之捲裝，在曝露於溫度 至少4PC下至少3.2小時後，其捲裝端與中間直徑之差為約 2 mm或以下。 在本發明之另一方面，一種方法包含： O:\90\90906 £X)C •10- 1328053 (a) 測量未拉伸之紗長度作為Li ; (b) 將紗加熱一段時間及在充分温度下使紗達到其平 衡收縮率之85% ; (c) 將加熱之紗冷却； (d) 測量未拉伸之冷却紗長度作為l2 ;及. (e) 利用以卜公式計算紗之乾温收縮率（dws)

Li — L2 DWS =--- 1 〇〇 L, 加熱溫度較佳為約30至90°C。同時，加熱時間較佳由加 熱溫度根據以下關係式決定： 加熱 _時間 21.56^101%^0 4482^^^^] 其中加熱時間為分鐘及加熱溫度為攝氏度。加熱時間更 佳由加熱溫度根據以下關係式決定： 加熱 _時間 >1·993χ1012χ6·0 5330[Μ-Ή] 其中加熱時間為分鐘及加熱溫度為攝氏度。 【實施方式】 本發明提供用於拉伸及變形方法、具有由於旋紡時退火 而改進之抗老化性之3GT餵入紗，以及3GT直接最後使用 紗。特定言之，本發明提供在温度可達38。〇及甚至更高下 貯存時穩定之紗。穩定紗可在旋紡時讓捲裝容易捲繞 '可 產生大尺寸之捲裝，亦即大小超過6公斤，其盤比率低且貯 存後凸邊比率低。此外，捲繞不容易發生管壓碎。本發明 方法所製造之3GT紗具有與不退火所製造之其他紗類似的 伸長率及韌度，而因此可維持旋紡方法的生產率。本發明

O:\90\90906.DOC -11 - 1328053 提供-種旋纺方法’其中旋纺方法的旋纺參數係根 S式驗所測定的抗老化性選擇。 聚（對苯二甲酸丙二醋）3gt 本發明所提供的紗係以3GT聚合物為基礎，其函蓋h方 物及含至少約70莫耳％對笨二曱酸丙二酯重複單元之== 酯或共聚物。較佳聚(對苯二甲酸丙二酯)含有至少約㈣： %，更佳至少約90莫耳％ ’甚至更佳至少約95莫耳％或：少 ㈣莫耳％，而最佳約⑽莫耳％之對笨二甲酸丙二s旨）重二 所謂「共聚酯或共聚物」係指利用3或多種反應物，每— 種”有一個成酉旨基所製成之聚龍。例如，可使用共聚（對苯 一甲I丙一酯)’其中用於製造共聚酯之共聚用單體係選自 乂下所組成之知群：具4_12個碳原子之直键、環狀或支 脂族，叛酸(例如，丁二酸、戊二酸、己二酸、十二烧酸及 1 ’ 4 _ 化·己 '一 1¾. * -#4 ίί — OT a·*. 义夂j ,對本一甲酸以外且具8_丨2個碳原子之芳 族二羧酸（例如，里贫__ 本一 f g文及2,6_萘二羧酸）；具2 —8個碳 原子之直鏈、％狀及支鍵脂族二醇（除工，3_丙二醇外，例如 乙一醇丨’2·丙二醇、1，4-丁二醇、3_甲基_丨，5_戊二醇、2,2_ 二甲基_1’3_丙二醇、2-曱基-1，3-丙二醇及M-環己二醇）’； 及具4-10個石灭原子之脂族及芳族趟二醇（例如，氯酿雙（2_ 羥基乙基）醚或具分子量低於約46〇之聚（伸乙基醚）二醇， 。括伸乙基鱗二醇）。共聚用單體通常可以約0.5至約15 莫耳％ld圍内之量存在於共聚g旨中，並可以高達約3◦莫耳％ 之量存在。

O:\90\90906.DOC •12- 1328053 # (α子笨甲ι丙二酯）可含有小量其他共聚用單體，且 等單肢通常iT、故過選擇，俾彼等不會對性質有顯著的不 利影響。&等其他共聚用單體包括5-鈉-磺基異苯二曱酸 醋，例如其量在約〇.2至5莫耳％之範圍内。可加入極小量之 三官能共㈣單體’例如，苯偏三酸，以供控制黏度。 本毛月也（對苯二甲酸丙二酯）之特性黏度（I.V.)為至少約 0 80 dl/g車又仏至少約〇 9〇 di/g，最佳至少約1 〇 d1/g。本發 明聚S旨組合物之特性黏度較佳高達約2.0 dl/g，更佳高達約 1.5 dl/g，最佳高達約丨2 dl/g。應認知的是，為獲得穩定絲 條及為製造穩定紗，具較低特性黏度之聚（對苯二甲酸丙二 醋）必須使用較具高特性黏度之聚合物為高的旋紡速度。 聚（對苯二曱酸丙二酯）及製造聚（對苯二甲酸丙二酯）之 較佳製造技術己說明於以下文獻中：美國傳利案第 5,015,789 > 5,276,201 > 5,284,979 * 5,334,778 » 5,364,984 » 5,364,987 > 5,391,263 > 5,434,239 ♦ 5,510,454 « 5,504,122 « 5,532,333 » 5,532,404 » 5,540,868 » 5,633,018 > 5,633,362 > 5,677,415，5,686,276，5,710,315，5,714,262，5,730,913， 5,763,104 > 5,774,074 > 5,789,443 > 5,811,496 - 5,821,092 > 5,830,982 ， 5,840,957 ， 5,856,423 ， 5,962,745 ， 5,990,265 ， 6,232,51 1 > 6,235,948 > 6,245,844 > 6,255,442 » 6,277,289 · 6,281,325 > 6,297,408 > 6,3 12,805 > 6,325,945 > 6,331,264 * 6,335,421，6,350,895,6,353,062及 6,437，193號，11丄.1^1^ 著 ” Synthese und textilchemische Eigenschaften des Poly-Trimethyleneterephthalats" (Dissertation Universitat

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Stuttgart, 1994)，S. Schauhoff著"New Developments in the Production of Poly(trimethylene terephthalate (PTT)"(人造 纖維年鑑（Man-Made Fiber Year BooK)，1996年 9 月）及美國 專利申請案第10/057,497號，這些文獻均以參考方式併於 此。可用作為本發明聚酯之聚（對苯二甲酸丙二酯）可購自杜 邦公司（Wilmington，Delaware)，商標名為 Sorona。 聚（對笨一甲酸丙二醋）也可為酸可染聚醋組合物，如美 國專利申請案第09/708,209號（2000年11月8曰提出申請；相 當於WO 01/34693號）或09/938，760號（2002年8月24曰提出 申請）所述，二者均以參考方式併於此。美國專利申請案第 09/70 8,209號之聚（對苯二曱酸丙二酯）包含第二胺或第二 胺鹽，其量可有效促進酸可染及經酸染之聚酯組合物之酸 可染性。第一胺單元在聚合物組合物中之存在量較佳為至 少約0.5莫耳％，更佳為至少約丨莫耳％。第二胺監單元在聚 合物組合物中之存在量較佳為至少約丨5莫耳％或以下，更 佳為至少約10莫耳％，最佳為至少約5莫耳％，以組合物之 重量為準。美國專利申請案〇9/938,760 (2001年8月24曰提 出申請）之酸可染聚（對苯二曱酸丙二酯）組合物包含聚（對 苯二曱酸丙二酯）及以第三胺為基之聚合添加劑。聚合添加 劑係自（1)含有第二胺或第二胺鹽及（Η)一或多種其他單體 及/或聚合物單元製備。一較佳聚合添加劑包含自聚-亞胺_ 雙伸烷基·對笨二甲醯胺、_異笨二曱醯胺及_丨，6_萘醯胺及 其鹽所組成之族群中所選出之聚醯胺。酸可染纖維也可利 用吴國專利案第4，GG1，刚號（以參考方式併於此）所述之四

0\90\90906.DOC -14« 1328053 甲基六氫吡啶聚醚乙二醇製備。可用於本發明之聚（對苯二 曱酸丙二酯）也可包含陽離子可染或經染色之組合物，如美 國專利案第6,3 12,805號（以參考方式併於此）所述者，及經 染色或含染料組合物。 + (對本—甲g文丙—醋）中可加入其他聚合添加劑以改進 強度、促進後擠壓加工或提供其他益處。例如，己二胺可 ^ 以十里約0.5至約5莫耳％加入以增加本發明酸可染聚酯組 ， 合物之強度及可加工性。聚醯胺如尼龍6或尼龍6_6可以小. 里約0.5至約5莫耳％加入以增加本發明酸可染聚酯組合物 _ 之強度及可加工性。成核劑較佳可以二羧酸單鈉鹽（自對苯 二曱酸單鈉鹽、萘二羧酸單鈉鹽及異苯二曱酸單鈉鹽所組 成之族群中所選出）之約0.005至約2重量％加入，如us 6,245,844 (以參考方式併於此）所述。 ,右有需S ’聚（對苯二甲酸丙二酯）可含有添加劑，例如， 肩光成核劑、熱穩定劑、黏度增強劑、色料及抗氧化 劑。T1〇2或其他色料可加至聚（對苯二甲酸丙二醋）、摻合物 或纖維製造中。（請閱，例如，美國專利申請案第3,671，379， · 5,798,433及 5,340,909號，6，153,679號，ΕΡ 699 700及 WO · 00/26301 ,這些均以參考方式併於此。） ； 旋紡方法 在本發明之方法t ’旋紡可利用本技藝有關製造聚醋纖 維己知之習用設備進行。3GT通常係以鱗片狀物質利用。 鱗片係放在聚酉旨用之典型鱗片乾燥***令乾燥。乾燥後之 水份含量通常為約40 ppm (每百萬份數）或以下。 -15· 1328053 擠壓、驟冷及施加整理劑於纖絲之步驟可用旋紡聚酯紗 技藝之任何標準方法進行。通常，聚酯料流一自紡絲頭擠 出後，即被驟冷而形成固體纖絲。驟冷可以習知方式進行， 利用空氣或本技藝所述之其他流體（例如氮氣）^橫流、輻射 或其他習知技術都可使用。料流較佳係用空氣驟冷。纖絲 可施加習知旋紡整理劑。 一俟整理劑施加於纖絲後，可視需要使纖絲通過交織噴 嘴，然後送至熱導輥。熱導輥之溫度及圈數必須足以將纖 絲退火及提供穩定絲條。一般而言，此一温度將在約9〇_165。〔， 較佳約115-160t ’更佳約125-155°C之範圍内。纖絲通常可 在熱導輥上繞4-10圈，藉以將纖絲加熱及退火。熱導輥之 皿度愈尚，需要之圈數愈少，而低温時圈數多可讓退火充 分發生。圈數太多或太少都會造成纖絲不穩定。例如，圈 數太少時，導輥會很難將絲條適當固定住，這會在導輥與 絲條間造成滑溜。圈數太多時，，導輥會搖動且使絲條不穩 定。當紗產物之DWS值為約4%或以下時，纖絲即己充分退 火。 具特定LV.之既定3GT聚合4勿，在本發日月中之最低旋纺速 度，必須確保纖絲在固化後到達熱導輥前充分結晶，亦即， 纖絲在mc下之張力為至少約0,02 g/d，較佳至少約〇 〇3 g/d。結晶度可讓旋紡線具有可使絲條穩定及支撑定向鬆弛 之張力。結晶紗在導輥上’在一定温度及速度下加熱或退 、右干圈I中速度為至少最低旋紡速度以提供穩定過程。 熱導輥之速度即定義為旋纺速度。高聚合物^需用低旋 O:\90\90906 -16- 1328053 紡速度，而低聚合物ι·ν·需用高旋紡速度，始能使旋紡過程 穩定且旋紡線張力充足。例如，若應用聚合物〗V為約丨02 之均聚物，則熱導輥之速度應為至少約3〇〇〇 m/m始能符合 130°C下之張力之需求。在聚合物ι_ν.低於約1 〇2之均聚物 日守’熱導親之速度應為至少高於約3000 m/m之值。在IV高 於約1.02之均聚物時，熱導輥之速度應為至少低於約3〇〇〇 m/m之值。在共聚物或摻合聚合物時，熱導輥之速度同樣 需經調整，以使固化纖絲在到達熱導輥之前具有13(rc下之 張力大於約0.02 g/d。 在熱導輥之後，絲條即通到冷導輥，其温度可將絲條冷 却至約35°C或以下。冷導輥之温度通常為幺約^它。很重要 的是絲條在加熱導輥退火之後，需在冷導輥上冷却以調整 張力。可在絲條冷却前，使用額外加熱裝置如另—熱導輕 或加熱器。經冷却之纖絲在冷導輥上需繞至少〇 5圈’。'當= 導輥之前或之後無冷却裝置時，.冷導輥上之絲條圈數；： a絲純佳係藉熱及冷導親之間的適當冷却裝置冷却。通 常而言，冷却係由絲條自熱導輥通至交織噴嘴而完 織賀嘴之使用’除了冷却外’可提供通至 加的張力。 等輥之絲條增 :導報之速度應使得拉伸比(拉伸比=冷導链速度/教導 輥速度，在二導輥***而言）為低於 低於约U4拉伸比較佳為 低於儿02,拉伸比更佳為低於約1()或以下。 逮度低於熱導輥時，亦即，拉伸 ”導輥之 、，勺1捋，絲條會鬆弛。

0'90V90906.DOC -17- 拉伸比之下限係限制在可讓旋纺進行之處。若拉伸比太 低，則將無足夠絲條張力來維持絲條以所欲旋纺速度通過 導輥。拉伸比提高8寺，伸長率會明顯降低而動度增加，這 會造成低旋紡生產率。拉伸比在約1G4以上時會引起捲裝 捲繞的問題，如盤形成及管壓碎，這會造成紗捲裝不穩定。 然後，將纖絲捲繞在捲裝上，其中真紗速度_在此定義為 紗在捲取時之速度·為低於冷導輕之速度。真紗速度係由以 下方程式提供·· 真紗速度= SP(WU) cos(HA) (Π) 其中sp(wu)係捲取速度；HA為捲繞螺旋角n絲係以捲 繞張力大於約G_G4 g/d，較佳大於約〇 〇5 g/d捲繞。纖絲係 以捲繞張力小於約〇· 12 g/d ’較佳小於約〇 i 〇 g/d，更佳小 於、力0.8 g/d捲繞。捲繞張力係由根據方程式（m)之捲繞過供 (overfeed)控制

OvFd(WU) = !〇〇〇/〇 x

SP(G2)-TYS (ΠΙ) SP(G2) 其中OvFd(WU)係捲繞過供；sp(G2)係冷導輥之旋轉速度， 及TYS為以上定義之真紗速度。 雖然以上係就熱導輥為第一導輥及冷導輥為第二導輥加 以論述’但應認知的是，另類旋纺組態也可使用，祗要其 不偏離本發明之精神。例如，經驟冷之絲條可在旋紡於上 述"第一"熱導輥之前先旋紡於冷導輥。前冷導輥可和熱導

O:\90\90906.DOC •18- 1328053 在冷導輥之前，可使用 幸良以相同或稍馬速度運轉。或者 二個熱導輥。其他替代方式可包括以—組導輥，每組二或 多個導㈣㈣導㈣冷料，抵要料先通至熱導棍或 熱導輥組，然後再通至冷導輥或冷導輥組即可。 在另類旋纺組態中，拉伸比之定義有所不同。例如，若 使用依序為冷务冷，或依序為熱·冷_冷之三個導親時，拉 伸比即定義為位於熱導親之後的冷導親與熱導親之間的速 度比。絲用第三㈣導輥，如料依序為熱_熱_冷時，拉 伸比即定義為冷導親與第一熱導報之間的速度比。 本發明之方法可參照實例1進行。然而，這僅係例舉性而 己，不得被解釋為限制本發明之範圍。熟諸本技藝者將輕 易明白會有許多變化。聚(對苯二甲酸丙二醋)聚合物係供應 至料斗卜其將聚合物飼入擠壓機2再進入紡絲塊3。紡絲塊 3含有訪絲泵4及纺絲㈣5β聚合物絲條6㈣絲塊3纺出並 在7以空氣驟冷。在整理劑塗敷器8施加整理劑於絲條6。絲 條6經由交織喷嘴9冷却，並通至有分離㈣之第_熱導報 1〇。絲條6再經由交織噴嘴12冷却，並通至有分離輥14之第^ 二冷導輥13。最後絲條6通過扇風導紗器伽啊細心）1 $ 至捲繞機16再捲繞於捲裝17上。 紗捲裝老化 紗捲裝，如3GTPOY捲裝之老化，係 ”盤形成"及"管壓碎"等,見象，外加紗在整個紗捲裝之性 變化表現。 ' 1.凸邊形成

O\90\90906.DOC •19, 1328053 凸邊係沿捲裝長度之方向之變形，其中紗在垂直方向膨 脹超過捲裝原始端表面，請參閱圖凸邊形成可藉根據方 程式（V)之凸邊比率定量描述，如圖2所示：

. h B-A 凸邊比率=-· X 100%或一-X 1〇〇〇/〇 (V)

TYL ED - TOD 其中h為ώ邊高度；TYL為紗在捲裝上之厚度；8為紗捲裝 之最大長度；A為捲裝沿管心表面之長度；ED為捲裝端之 直徑，，’捲裝端直徑，，；T0D為管之外徑。凸邊高度，h， 具有方程式in之關係，及捲裝紗層之厚度，TYL，具有方 程式（IV)之關係。

A + 2h =B (ΠΙ)

TOD+ 2TYL = ED 九 (IV) 應注思的是，凸邊比率之計算包括捲裝直徑受紗層厚度， ”TYL”之影響。因此，小直徑捲裝會使明顯的凸邊看起：很 小。凸邊形成會在捲裝捲繞、捲裝落紗或紗貯 2·盤形成 盤形成係指捲裝沿捲裝半徑之方向之變形，其中二捲裝 端表面間之紗比接近端表面者收縮得多，故捲裝中間直‘ 直徑為小’請閱圖2。盤形成可定量描述為根據方程 式（VI)之盤比率。 盤比率 其中ED係捲裝端之直徑，"捲裝端直徑

ED-MD ~--— X 100% A (VI) ’ MD係捲裝中間之

O:\90\90906.DOC -20- 1328053 捲裝直技，”播梦由門古尸" 竑中間直！；及Α係捲裝沿管心表面之直 徑。盤形成可在捲裝捲繞或捲裝貯存時發生。 3.管壓碎 &管=係指紗捲裝之一種現象，其中捲繞紗之管被所捲 、，'凡 ^^、.：/、真 爆 0 1 Ο Τ' -fcfc; 生。管壓碎卜 之^碎會在捲裝捲繞時發 ’丁'種嚴重的捲裝形成缺陷且通常伴隨盤及/ ¾ 凸邊形成。 叶哒鲨及/次 4·紗性質變化 3G=::’整個研紗捲裝之紗旦數都保持恒定。當 3GT，V捲裝老化時， 性質形成所表現，紗 > 捲裝上表面所測量之紗旦數，相較於老化 别上表面之旦數，合掸 層内由捲裝-端“：: 後，旦數也會在紗 ^ 褐表面移向另一 六其L 知表面變化。然而，靠近或 例如約4-10紗層之紗旦數，在 變。在紗層镇齙其、# 傻T保持不 最高。缺Γ!:旦數會快速增加並在老化後達到 最後上：面管心時，旦數會相對於最高減少， :面之旦數達到介於管心上紗之旦數與最高旦數之 捲裝中紗旦數之差會在拉伸變形時引起問題 料均勻度不足；伸變形之紗中，且會造成染 足還有其他非所欲之產物紗特性。 :-數變化外’在老化時，伸長率及 韌度快速降低而他& # χ乜a邊化，即 疋降低而伸長率増加。韌度 化一致。旦數缀作口士 ^ κ午變化與旦數變

化犄，初度及伸長率也會隨著變化。在3GT

O:\90\90906 DOC -21 - 丄⑽U53 镇人紗老化時’收縮率性質也會有巨大變化。 改良之分析方法 本發明之方法提供一種用於紡織物之3gt紗 間曝露於溫度合也* ，、在長吩 在紗捲w 時可抗老化。雖然老化 時或數Ρ由凸邊及/或盤形成所表現’但這些現象需數小 裝：、α人才會發生。紗製造廠只喜歡製造會抗老化之捲 過為止，尚無試驗方法，可快速地進行，以使旋紡 。王u彳與紡成紗抗老化之傾向產生關聯。 令^意外地，本發明己發現，在稱為乾温收縮率或"Dws,, 驗中’在特定條件下紗收縮率之測量，可預測紗捲 j在貯存於高温，如高於約38t下時，是否會發生盤形成， 種老化之特徵。只要用一小段紗測量，Dws即能很快地 預測紗之老化。具可接受DWS之紗捲裝可安全地貯存以供 =來使用，不虞捲裝會變形。DWS不受捲裝大小之限制， 思指-旦旋紡條件確定’任何捲裝大小都可利用該等條件 製造。 ’ W之用老化效應係用盤形成表現。紗之抗老化性 係以捲裝貯存前後所測得盤比率之差異㉝I貯存後盤比 率愈大，紗之抗老化性愈低。以一定捲裝而言，若貯存後 盤比率與貯存則盤比率相同，則捲裝即具有優異的抗老化 性。若差異很大，抗老化性即很差。 本發月提供種方法，其為具一般可應用性之改進加速 老化驗。本發明之方法係藉將一段紗曝露於其争紗達到 其平衡收縮率之至少85%，較佳95%之條件下，並測量紗之

O:\90\90906.DOC -22- 1328053 收縮率而測定3GT紡成紗之抗老化性。加熱温度可自約3〇 至約9〇°C，較佳約38至約52°C，更佳約42至約48°C。因此， DWS測量中在一定加熱温度下之加熱時間為： 加熱_時間2.561)<1〇1。>^-〇.4482[加*_；£度] 較佳加熱時間為： 加熱—時間乏l.993xlO!2xe-〇 5330[fcny 其中加熱時間為分鐘，而加熱温度為攝氏度。例如，加熱 温度為41 °C時，樣本加熱時間應大於或等於163分鐘（2.72 小時），較佳644分鐘（10.73小時）。若樣本加熱温度為45。(： 時，則樣本加熱時間應大於或等於27 2分鐘（〇 45小時），較 佳76.4分鐘（127小時）。為本發明目的測量應在紗曝露於 41 C至少24小時後進行以測定平衡收縮率。 用於DWS測量之紗可為絞紗或非圈結紗（η〇η_ι〇〇ρ yarn)。絞紗可為單圈結或多圈結，其中圈結可為單或多纖 絲。非圈結紗可含多紗或單紗，其中紗可為單或多纖絲。 樣本長度（加熱前為L1及加熱後為L2)係定義為在絞紗中 j成單圈之紗長度之一半之絞紗長度。樣本長度可為加熱 前後實際可測量之任何長度。樣本長度u通常係在約⑺至 1000 mm，較佳約50至700爪〇1之範圍内。在單圈絞紗形式 之樣本時，可便利地使用約100mm之長度L1，而在多圈絞 砂形式之樣本時’約5 00 mm之L1。 在此方法中，係將拉張重量懸吊於紗樣本上，使樣本保 持直線以測量長度L1。紗通常係將二端打結形成圏。長度 L1係在周圍温度下將拉張重量掛在樣本上測量。拉張重= O:\9O\9O906.DOC -23- 1328053 應至少足以保持樣本直線，但不應使樣本拉伸。樣本紗用 之技張重量可根據以下計算： ， 拉張重量=0.1χ2χ(絞紗中之圈數）x(紗旦數） 、=常係將樣本圈繞成雙圈並掛在架上。若掛在架上，可 :要在線圈懸吊外加重量。重量可用於穩住樣本。外加 重里不應限制樣本之收縮’ &不應在加熱時引起拉伸。當 重量日^，樣本便可放在一表面上，在加熱時复 收縮。 八田 加熱可利用I態或液態^•體完《。若使用液ϋ，則紗係 2在容器内。若流體為氣體（較佳氣體為空氣），較佳使用烘 箱。樣本應放在可讓樣本自由收縮之加熱流體中。 自力熱中取出樣本並將其冷却至少15分鐘。測量經加熱 樣本懸掛纟張重量之長度並將此值記錄為L2。DWS係由L1 及L2根據方程式計算： DWS(〇/o)= χ 1〇〇 (νπ)

Li 出人意外地，Dws相當於紗之抗老化性，例如由盤形成 所表現。 圖3係-曲線圖，顯示DWS與盤比率之間的關係。如先前 所述盤比率之發生是捲裝老化之表現^ DWS和(直 徑差=捲裝端直徑-捲裝中間直徑）係對重約2.5公斤，直徑 160 mm之各個紗捲裝曝露於温度41。匚下3 2小時後之捲裝 之盤比率作圖。捲裝之DWS係在曝露前測量。盤比率及直 控差係在曝露後測量。由圖3可看出，_隨盤比率增加而

O:\90\90906.DOC -24- 1328053 遞增，而因此與盤形成有關。 雖不願所理論所約束’咸信老化所引起的捲裝變形係由 紗收縮引起，而DWS所測量的是，紗在類似於夏季月份無 空调之温暖氣候中所遭遇的温度下貯存時會發生的收縮 率。因此’ DWS可用於有效描述紗之抗老化性。 纖絲旋紡之商業標準容許2.5公斤重、160 mm直徑之紗捲 裝之直徑差ED-MD為2 mm。因此，若經老化之紗之直徑差 為約2 mm或以下，則就商業標準而言，該紗即具有可接受 抗老化性。 直徑差與DWS有關，如圖3所示。根據圖3，其中ED-MD = 2 職，盤比率=0.8〇/^dws=4%。因此，具有dws值為約4% 或以下之紗即具有可接受抗老化性。因此，可接受旋纺方 法（紗在旋紡時退火）之條件即可測定，若產物紗具有 值低於或等於約4%，較佳低於或等於約2% ;盤比率為低於 或等於約0.8%，較佳低於或等於約〇 44%;直徑差為低於或 等於約2 mm，較佳低於或等於約M mm。 报重要的是，應認知以上所提供的ED MD及盤比率係受 捲裝大小所限制。在這些研究中，捲裝大小都為16〇mm直 徑及2.5公斤重。捲裝大小增加，ED-MD及盤比率之界限就 須增加。然而，DWS並不受捲裝大小之影響，因此dws適 用於任何大小之任何紗捲裝。紗之Dws一旦測量，其即可 立刻評估紗在貯存時是否會抗老化。 紗及捲裝性質 根據本發明所製造之紗可被描$為具有以下-或多種性

O:\90\90906.DOC •25· 1328053

(1)忒紗可抗老化，此由以早先所述DWS老化試驗為準， 具有乾温收縮率(DWS)值為低於或等於4%，較佳低於或等 於2 %，可資証明。 或者’料受捲裝大小限制，紗之抗老化性可藉符合條 件⑹之樣本捲裝之老化條件⑷及⑻所描述之老化試驗中 所發生的盤比率及凸邊比率加以描述^若符合 件，該紗即可抗老化： ~ ^ -盤比率S約0.82%，及

-老化試驗前後之凸邊比率之差 (Α)温度 41°C 加热吟間 ⑹管心外表面與捲裝外表面之間所測得之紗層厚度為 約 25 mm。 (2)該紗之伸長率小於或等約跳。伸長率與在類似條件 下’但無退火及拉伸，在此稱為"簡單,，旋紡方法之旋紡方 法所提供者相似。一般而言，以高伸長率為較佳，而拉伸 比為小於或等於約1，以避免在後續拉伸-變形過程中旋纺 生產率降低。然而，伸長率大於職並非維持旋紡方法穩 定性所欲》 當產物紗狀直制於最終用料，可指定伸長率並調 整旋紡條件以提供所指定的伸長率 ⑺本發明之紗具有減大於或等於約25g/d，較佳大於 或等於約2.8 g/d，其與簡單旋紡方法所提供之勒度相似。 1328053 (4) 該紗之模量為小於或等於約23 g/d，較佳小於22 5 g/d。模量在本發明之紗較佳稍低於簡單旋紡方法所提供 的》 (5) 該紗之Uster，U%，為小於或等於約2% ,較佳小於或 等於約1.5% ’其與簡單旋紡方法所提供的Uster類似。老化 對DTY餵入紗之一重要影響是’老化後紗之不均勻度增 高。紗之不均勻度增高會造成U%顯著增加，這與dty紗之 染色缺陷有關。 (6) 本發明紗之煮沸收縮率（BOS)為小於或等於約14%，較 佳小於或等於約10%。該紗與簡單旋紡方法所提供的紗比 較’具有顯著降低之BOS。低BOS值對直接最終使用紗很重 要。若SAY之BOS高於約14%，則織物之收縮率會高到無法 接受。 (7) 130°(：下之張力（丁6118 130)為等於或大於約〇〇2§/(1。 (8) 收縮發生溫度（Ton)為約45_7(rc，較佳約5〇_7〇t。從 抗老化性之觀點而言，高收縮發生溫度會讓紗在貯存時老 化之機會較少。 (9) 第一熱張力峰温度（T(pl))為約60。-90充，較佳約65_9(rc。 就在根據本發明應用於SAY旋紡之旋紡速度下之簡單旋紡 而通常可在熱張力温度測量中看到二個峰熱張力。第 個峰熱張力接近室溫。第二個峰熱張力與結晶區之去定 向有關。由於第二個峰張力常常受到樣本準備之影響或很 難測定，本發明人等特湘2贼下之張力值來代表第二張力 峰。因為第一個峰張力；显度太靠近具有二個張力峰之紗之

O:\90V9O9O6.DOC •27· 收細發生溫度，故影經收墙發吐 〜a收細土生溫度之因素也會以類似之 方式影響第一張力峰温度。 (10)第—峰張力m㈣.15 g/d，較佳約G〇3〇i〇 g/d。第-♦張力低，紗在高貯存温度下收縮之驅動力即 低。為改進紗之老化性質，必須讓所得紗具有低第一峰張 力。低第一峰張力與低旋紡張力相合 不應低於0.03 g/d。另一方面，過高第 。因此，第一峰張力 一峰張力通常意指旋 紡時施加了明顯的拉伸。在此種情形時，t第—學張力高 於·为0.15 g/d%，即強烈証明在該旋紡中己發生捲裝捲繞壓 碎管之情形。 紗捲裝己利林發明之旋紡方法製備而提供抗老化紗。 紗捲裝不限於小尺寸，大尺寸捲裝也涵蓋。 根據本發明之-方面，本發明之溶纺聚（對苯二甲酸丙二 酯）之捲裝具有紗層厚度為至少約5〇 mm及捲裝重量為至少 約6公斤。捲裝較佳具有紗層厚度為至少約^匪及捲裝重 罝為至少約8公斤。捲裝更佳具有紗層厚度為至少約74 mm 及捲裝重罝為至少約丨〇公斤。捲裝甚至更佳具有紗層厚度 為至少約84 mm及捲裝重量為至少約12公斤。捲裝最佳具 有、層厚度為至少約94 mm及捲裝重量為至少約14公斤。 如此處所用，「捲裝重量」意指僅包括紗之重量，不包括管 之重里。捲裝較佳具有凸邊比率為低於約9%，及盤比率為 約2。/。或以下，較佳約1%或以下。紗較佳係捲繞在實質上不 s壓碎的官上’或在旋纺時不發生管壓碎捲繞。 實例

O:\90\90906.DOC -28 - 1328053 試驗方法 申長率及|57度係利帛伊士朗（Instr〇n)公司抗張測試機 11225L/則里。斷裂伸長率及韌度係根據ASTM方法D2256測 量。 煮沸收縮率（”B0S，，）係根據ASTM方法D2259如下測定。 將重量懸掛在-段紗上以在紗上產生〇 2 g/d (〇 iS cN/分 k 士）負重，然後測量其長度Ll。將重量移除並將紗浸沒於 /弗X中30刀鐘，然後將紗自沸水中取出，離心脫水約1分鐘 並令其冷却約5分鐘。然後同前將相同重量掛在經冷却之紗 上。記錄紗之新長度L2。根據以下方程式〗計算收縮率百分 比： L1-L2

收縮率（％)= —-- X 1 00 J L! 乾温收縮率（，’DWS")。選擇一段包含多纖絲之單圈絞紗樣 本。將拉張重量懸掛在一段紗上以在紗上產生〇 2g/d(〇 18 cN/分德士）負重，然後測量其長度Li 1〇〇 。將重約〇 51 克之迴紋夹夹在線圈上。將紗放置於架上，然後放進約45 t之空氣加熱烘箱中2小時。然後，將紗自烘箱取出，並令 其冷却約15分鐘，然後再測量長度，記錄為L2。然後，根 據以上方程式I計算收縮率百分比。 熱機械分析其在此處的目的為熱張力對溫度之測量。以 下諸f生貝可由熱張力_温度測量獲得：收縮發生溫度、第一 峰熱張力、第一峰張力温度、第二峰熱張力（為此處目的， 第二峰溫度係固定在21〇。〇及i3〇°c熱張力。

O:\90\90906DOC •29- 1328053 熱張力對温度之測量係利用 曰 』用杜邦公司所製造之收縮率_ 張力-温度測1裝置在加執速声w、 " …、迷度30C/分下進行。此儀 以下所述長度之單圈樣本。將敕彳 將整個樣本放在儀器中以既定 及恆定加熱速度加熱。當測量敎 里…、浪力對溫度時，將樣本長 度保持固定’並在加熱開始前將 引將預張力施加於樣本上。在 3GT纖絲時，將樣本自25_3〇t加熱至21〇_2饥。加熱速度 係固定。可利用若干加熱速度，如3、5、i〇、3(rc/分等等^ 自約綱顏之紗將紗樣本製成為賴。職長之相。施加 於張力-温度測量之預張力為〇.〇〇5g/d，亦即預張力（克 紗旦數x2x0.005(g/d)。 收縮發生溫度（Ton)係描述紗收縮之起點。收縮發生溫度 (Ton)係藉通過快速增量之熱張力晝一直線，及平行於温度 軸晝一直線及在張力快速增加前通過最小張力而得。二直 線交叉點之温度即定義為收縮發生溫度（τ〇η)。 uster，即平均差不勻性，υ%，係利用ZeUweger仇… 公司製造之Uster測試器UT3_EC3型，根據ASTM方法 D-1425測量。U%，標準值係在股速度2〇〇 m/m下，以測試 時間2.5分鐘獲得。 實例1-2 將杜邦公司（Wilmington, DE)提供 '具有^為丨⑽及水 分含量低於40 ppm之聚（對苯二甲酸丙二酯）（3GT)鱗月加入 播麼機甲再熔解，然後移至紡絲塊並在溫度264°C下自紡絲 頭擠出。該紡絲頭具有34個紡絲孔，直徑為0.254 mm ^自 纺絲頭擠出之熔融聚合物流先進入自紡絲頭起至驟冷開始

•30· 1328053 止長度7〇 mm之未加熱驟冷延遲區，接著為橫流驟冷空氣 區以變成固體纖絲。在施加計量之整理劑後，纖絲即通過 第一交織喷嘴並進入拉伸***，在此***中纖絲通過二個 直徑為1 90 mm之導輥。表1提供旋紡參數。將纖絲通至熱 導輥，在先通過交織噴嘴後再通至冷導輥以降低温度，如 圖1所示。將纖絲自冷導報經扇風導紗器通至捲繞機。捲繞 張力係藉捲繞過供0.70%控制在0.06 g/d下。此一工作所用 的管心具以下規格： 管心長度： 300 mm 捲繞衝程： 257 mm 管心外徑： 11 0 mm 管壁厚度： 7 mm 表2提供所得紗之性質。

比較實例A-D 重複實例1 -2之過程，但將熱導輥保持在室溫下且不進行 退火。表1提供旋紡參數。表2提供所得紗之性質。

比較實例E及F 重複實例1 -2之過程，但將熱導輥保持在不會將紗充分退 火之温度下以符合抗老化性標準。表1提供旋紡參數。表2 提供所得紗之性質。 O:\9O\909O6.DOC -31 - 1328053 表1 :實例1 -2及比較實例A-F之旋紡條件 實例 Tum(Gl) T(G1) Tum(G2) DR SP(G1) SP(G2) SP(WU) OF(WU) Tw °C m/m m/m m/m % g 一 (a) (b) (C) id) (e) ⑴ (K) (h) ⑴ 1 6s7g 135 3s4g 0.9989 3334 3330 3277 0.7 6.2 2 6s7g 115 3s4g 0.9989 3334 3330 3277 0.7 6.0 A 4s5g rt Oslg 1.0000 3334 3334 328 1 0.7 8.4 B 4s5g rt 〇s 1 g 1.0000 3500 3500 3444 0.7 9.1 C 4s5g rt Oslg 1.0000 3800 3800 3732 0.9 8.6 D 4s5g rt Oslg 1.0000 4001 4001 392 1 1 . 1 8.6 E 6s7g 95 3s4g 0.9989 3334 3330 327 7 0.7 5.7 F 6s7g 75 3s4g 0.9989 3334 3330 3277 0.7 5.6 (a) 第一導輥上絲條圈數；g=導輥圈數；s=分離輥圈數。 (b) 第一導輥溫度。”rt"為室溫。 (c) 第二導輥上絲條圈數。 (d) 拉伸比（第一導輥速度與第二導輥速度之比）。 (e) 第一導輥速度。 (f) 第二導輥速度。 (g) 捲繞速度。 (h) 捲繞過供。 ⑴捲繞張力，克。 O:\90\90906.DOC 32- 1328053 ti : Dws^ltia^^-^。B〇s淤姝·;ϊπ諮# =«舡>2卡鉍犛鸿孝妒— %。 1^1)命>2-&-鉍丨濟漭^-#^缽。 Tens{p 1)妙被丨+裳漭；/?。 Ton^^^^^ra^v。Tens( 13 oc5_^l 300°Τ β'#漭b-

2 Aωc D E F L5 2_6 14.9 13.7 9.1 7.6 7_5 17.3 5.8 12_5 36.9 32.2 23.7 144 253 310 10s 106.6 56.7 101.7 94.1 89_4 106.5 106.7 20.8 2PS 21.1 21.4 21.9 21.5 20.7 19bo 3.02 308 306 3.14 3.16 3.19 3_M 3.13 79.5 19.5 79.7 77.6 720 71.5 8L1 82.1 0.83 P88 0.85 P85 0.81 P77 P88 P87 77.6 66.9 53.00 57.6 61.6 62.6 56.6 55.1 0.042 0050 0065 0071 0080 0.088 o.so 0061 57.18 53.16 51.29 51.60 52.26 52·64 51.92 51.81 0.0429 0.0452 0.0463 0.0612 00784 00770 0.0456 0.0413 0.15 P65 0.63 0.52 0.53 0.29 1.87 1.86 1.76 1.52 DAYS raos % % a 绰 萊一: 哲坪 Eb %υ Τ(Ρ1) δ Ton S 除 tCT·-^降 tt-^ g/d % 0\= Co (PI) oo (1300°) 0\0 % ___^_碎 O:\90V90906.DOC -33- 1328053

結果討論-實例1_2及比較實例a，E及F 由表2可看出，在表1旋紡速度3334及其他條件下，在溫度 115 C及以上退火時會產生可抗老化之3 紗，此由低Dws 值可看出。實例1-2與比較實例A，E及F顯示退火温度在旋紡 速度3334 m/m下之影響。由於實例1及2之dws值低於4〇/0， 故退火温度提供產物紗足夠之抗老化性。比較實例中之退 火温度則不足以產生抗老化之紗。因此測定在表1中3334 m/m及指定條件下之足夠退火温度。13(rc下張力在全部實 例都大於約0.04 g/d。 將根據貫例1製得之2 · 3公斤、15 6 mm直徑紗捲裝放進空 氣加熱烘箱中曝露於温度41。(：下3.2小時，檢測捲裝變形。 曝露前，捲裝盤比率為〇·15%，及兩端與中間捲裝直徑間之 差，ED-MD，為〇_4 mm。曝露2.25小時後，盤比率為約 0.29%，及ED-MD為〇.7 mm。曝露3.2小時後，盤比率為約 0.29%，顯示有抗老化性。根據比較實例八製得之類似紗之 盤比率也在曝露於温度4Γ(：下3.2小時後檢測。此一捲装之 盤比率值由加熱前之0.65增加至加熱後之1.87,顯示出高度 變形。曝露結果支持DWS值可作為紗捲裝抗老化性之精確 預測指標。 -實例3-5 重複實例1-2之過程，但旋紡速度為35〇〇 m/m及第二交織 喷嘴之壓力為25 psi而非35 psi。表3提供其他旋紡條件。將 捲繞速度設定於可達到所要捲繞張力。表4提供所得紗之性 質。 ，.這=實例所用之拉伸比為1。在3500 m/m下，測試四個熱 導U ’ 4閱表3 ’包括在旋紡時未加熱之比較實例B。 與實例1比較，這些實例使用不同的捲繞速度以達到所要捲 繞張力。實例3-5及比較實例B，與實例丨一般，全部使用相 同水合物。因此’貫例3 - 5及比較實例B所得紗之旦數較實 例1之旦數稍低。 表3 :實例3-5及比較實例B之旋紡條件。 實例 Tum(Gl)T(Gl)Tum(G2) DR SP(G1) SP(G2) SP(WU) OF(WU) Tw °c m/m m/m m/m % g (a) (b) (C) id) (e) (n is) (h) (i) 3 6s7g 135 Oslg 1.0000 3500 3500 3407 1.778 3.6 4 6s7g 125 Oslg 1.0000 3 500 3500 3389 2.306 4.1 5 6s7g 115 Oslg 1.0000 3 500 3500 3389 2.306 - B 4s5g rt Oslg 1.0000 3500 3500 3444 0.7 9.1 a)-(i)與表1同。

O:\90\90906.DOC 35- 1328053 3 1.6 5.6 101.8 20.2 305 76.6 0.87 72.8 0.044 54.80 0.0437 0.13 0.26 厶 2_2 6.3 103.0 20.0 3.10000.3 0.96 70.2 0.043 54.64 00416 5 3.9 一rN)32σ\2P4 307 79.1 0.96 60.9 0053 53.25 0.0424 ® 32,2 ΙΟΙ·-; 21.4 3.14 77.6 0.85 57.6 0.071 51.60 0.0612 0.63 1.86 DWS w〇s y〇 y〇 10馋¾¾ 笤谇 Eb %U T(pl) s Ton s 除tt-IHV除 to-赉 g/d g/d % 00 (PI) on (1300°) % 0/0 _^_蘇 >仁：衅窆3-5^tb齊衅室βλ^、ι·4塒 OA90\90906.DOC -36- 1328053

結果討論-·實例3-5及比較實例B 由表4可看出，在旋紡速度35〇〇 m/m下，DWS隨熱導輥温 度提高而降低。當熱導輥温度在實例3提高至n5<t時，Dws 降至約2%以下，而在125°c&U5〇c時，DWS分別為約2 及約3.9%。因此，温度115艺即足以在這些條件下提供抗老 化性。130°C下張力在全部實例也都大於約〇 〇4 g/d。

將根據實例3製得之2.7公斤、164 mm直徑紗捲裝如實例i 曝露於温度4KC下5.2小時，檢測捲裝變形。曝露前，捲裝 盤比率為0.13%，及兩端與中間捲裝間直徑之差，ed_md， 為0.3 mm。曝露3.5小時後，盤比率為約〇 26%，及ed_Md 為0.7 mm。曝露5.2小時後’盤比率為約〇 25%，及ED-M]D 為0.6 mm，顯示有抗老化性。根據比較實例B製得之類似紗 之盤比率也在曝露於温度41 〇c下5·2小時後檢測。此一捲裝 之盤比率值由加熱前之〇.63增加至加熱後之186，顯示出高 度變形。曝露結果支持DWS值可作為紗捲裝抗老化性之精 確預測指標。 實例6-8 重複實例1-2之過程，但旋紡速度為38〇〇 m/m及第二交織 噴嘴之壓力為25 psi而非35 pS1。表5提供旋紡參數。將捲繞 速度設定於可達到所要捲繞張力。表6提供所得紗之性質。 O:\90\90906.DOC -37- 1328053 σ\1.3 6.00isk 21071.8 0‘86 78.8 0.070 54.72 0.0717 0.25P38 J 2.1 8.4 93.5 20.9 3.18 72.3 0.87 74·6 0.073 5402 00743 00OJisiosk MroLo二·-0000os0 0^ 53.8300716 In_9-1 艺一IN>lrlvoη2 olbol 61.6 0080 52.26 0.0784P52 1.76 # 令J DWS wos 0\0 0\= S 绰¾¾ 雾 Ε„ %U T(pl) s Ton s 除s 陡5 % % % oo (PI) on (1300°) ％ % --1_I_ >6 :衅宣6-8涔^棼衅令0~夸、碎塒

(a)- (i)^>l53 oo --0 On Η c 〇\ 〇\ 〇\ cn co cn co ^ 3 ^ -J CTQ oq crq CTQ w 〇 ___‘ 135 125 115 30 H ^ ^ 〇- 〇 〇 )—» o o o o C/5 C/5 C/3 C/5 H c 3 »—k 1—k 1—» 1—1 CiQ σρ CTQ 〇q 一 o to 1—k H-k ►—i o o o o o o o o S § o o o o o o o o U> Lk) OJ U) OO OO OO OO 00 一 3 3 o o o o o o o o 一 3 2 ^ Ui U) OJ U) 〇〇 00 〇0 〇〇 GO 〇 〇 〇 〇 〇 〇 〇 〇 ^ 3 〇 3 to U) OJ U) u> -O -J -0 -0 GO 3 ^ U) to to to b〇 )—* h—* »—* ^ < w 3 ^ C 〇 HH to K) to 5^9 c 5.3 5.4 5.8 8.6 ， H > 5 : If 窆 6-8^rrblit 衅室 笫渰宗丰。 O:\90\90906.DOC -38- 1328053 結果討論一實例6-8及比較實例c 由表5及6可看出，在實例6.8之條件下，熱導輥之溫度為 或更高時，DWS值全部低於4% ’顯示有抗老化性。 將根據實例6製得之2_7公斤、16〇mm直徑紗捲裝如實例i 曝露於温度411：下5.2小時’檢測捲裝變形。曝露前，捲裝 盤比率為0.25%，及兩端與中間捲裝間直徑之差; 為0.6 mm。曝露3.5小時後，盤比率為約〇29%，及ed_md 為0·7 mm。曝露5.2小時後，盤比率為約〇 38%，及ED_MD 為1 mm，顯示有抗老化性。捲裝之這些變化顯示良好抗老 化性，符合DWS之預測《根據比較實例c製得之類似紗之盤 比率也在曝露於温度4KC下5.2小時後檢測。此一捲裝之盤 比率值由加熱前之〇·52增加至加熱後之ι·76,顯示出高度變 形。曝露結果支持DWS值可作為紗捲裝抗老化性之精確預 測指標。 由於與貫例1比較，旋紡速度提高及每纖絲旦數降低，故 實例6-8與比較實例C所製得紗之伸長率值都降低至約 7 10/〇 ’而在旋紡速度3334 m/m下為約80%。旋紡速度由3334 提高至3800 m/m ’模量或韌度都未發生顯著的變化。 實例9-12 重複實例1-2之過程，但旋紡速度為4000 m/m及第二交織 喷嘴之壓力為25 psi而非35 psi。表7提供旋紡參數。將捲繞 速度設定於可達到所要捲繞張力。表8提供所得紗之性質。 Q:\90\90906.DOC -39- 1328053 :實例9-1 2及比較實例。實例 Tum(G1)^Gl) Tum(G2) DR~~^^^P(WU) OF(wu)-: C m/mm/*·«一/ — oz » (a) °C (b) (C) (d) m/m (e) m/m m m/m (¾) % (h) g (i) 9 6s7g 145 Os lg 1.0000 4001 4001 3913 1.3 5.3 10 6s7g 135 Oslg 1.0000 4001 4001 3913 1.3 5.6 11 6s7g 125 Oslg 1.0000 4001 4001 3913 1.3 5.6 12 6s7g 115 Oslg 1.0000 4001 4001 3913 1.3 6 D —4s5g 30 Oslg 1.0000 4001 4001 392 1 1.1 8.6 (a)-(i)與表1同。 O:\90\90906.DOC 40- 1328053 衅窆 DWS WOS % % 馋¾¾ 笤谇w%U T{pl) s Ton s 陡 tCT-噼除 tb-^ g/d g/d % oo (PI) oo (1300°) ％ % __^_择 9 1.6 5.9 89·3 21.7 3.25 70.8 0.87 87.0000^ 500.75 00726 0.100οέ 10 2 6.6 89·1 2Ρ9 3.22 71.5 0·90 75·8 0.076 53.74 0.0749 11 2.5 7.5 89 2Ρ00U)」一 s」 OS 5000§一 53.70 00860 12 3.7 9.5 88.9 20.6 3.20 70.4 0.86 70.3 0089 54.27 0.0842 D 7.6si SKto一uw-s 71.5 0.77 62.6 0088 52.64 00770 0.53 1.52 O:\90\90906.DOC -41 1328053 結果討論一實例9-12及比較實例d 由表7及8可看出，熱導親溫度提高時，所得紗之即 降低®熱導輥在115 C或125°C時，所得紗之D ws為介於2 與4%之間。因此’ U5^125t：二者皆為在旋紡速_ m/m下產生抗老化紗之可接受退火温度。更高温度達到的 是更低DWS。 將根據實例1 〇製得之2公斤、1 ς 7 π * γ , 卞心Α汴1 52 mm直控紗捲裝如實例】 曝露於温度4 1 °C下3 4 /]、s#，.日，丨ifct Μ , J f 檢測捲裝變形。曝露前，捲裝 盤比率為0.18% ’及兩端與中間捲裝間直徑之差，ed_md， 為0.64 mm。曝露3.4小時後，盤比率為約〇 44%，及ed md 為1.1 mm。捲裝之這些變化顯示良好抗老化性，符合ο·

之預測0根據比較實例D _ ：?呈+步S 7、ι ΛΙ A 平乂貝例侍之類似紗之盤比率也在曝露於 41 C下處理3.4小時後檢測。此—捲裝之盤比率值由加熱前 之0.53增加至加熱後之152，顯示出高度變形。曝露結果支 持DWS值可作為紗㈣抗老㈣之料制指標。 實例13-16與比較實例G-1 重複實例1-2之過程，但使用表9所確認及此處所討論的 參數。灣合物之…犯。紡絲頭溫度為26代。所應 用的旋紡速度為3500 m/m 拉伸比自0.999至1.10不等 中所不全部貫例及比較實 160 mm捲裝直徑之捲裝。 。第二交織喷嘴之壓力為35 psi。 °為評估管壓碎是否存在，表9 例都製成大小為約2.5公斤及約 表10提供所得紗之性質。 1328053 表9 :實例13-16及比較實例G-1之旋紡條件。 實例 Tum(Gl) T(G1) Tum(G2) DR °C (a) (b) (c) (d) SP(G1) SP(G2) SP(WU) OF(WU) Tw m/m m/m m/m % g -(e)_LD__(g) (h) ⑴ 13 6s7g 135 3s4g 0.999 3500 3823 3761 0.90 5.7 14 6s7g 135 3s4g 1.000 3500 3828 3765 0.90 5.5 15 6s7 g 135 3s4g 1.020 3500 3905 3841 0.90 5.6 16 6s7g 135 3s4g 1.040 3500 398 1 3912 1.00 5.6 G 6s7g 135 3s4g 1.060 3500 4058 3987 1.00 5.7 H 6s7g 135 3s4g 1.080 3500 4134 4056 1.00 7.6 I 6s7g 135 3s4g 1.100 3500 4211 4131 1.00 9.5 (a)-(i)與表1同。 表10 :實例13-16及比較實例G-1之紗性質 實例 DWS BOS 旦數 模量 靭度 Eb %U T(pl) 張力 Ton 張力 -———. 壓研^ % % g/d g/d % °c (pi) °C (130°C) g/d g/d 13 1.5 9.3 103.1 19.8 2.97 72.5 0.72 71.0 0.056 51.1 0.0572 無 14 1.8 8.3 102.4 19.7 3.06 75.7 0.72 71.5 0.055 51.5 0.0566 無 15 2.5 9.3 100.7 20.8 3.00 69.1 0.67 74.0 0.094 49.9 0.0914 無 16 2.6 11.2 99.0 21.5 3.07 65.8 0.66 88.1 0.128 49.8 0.1240 無 G 2.7 U.7 98.5 22.8 3.28 65.6 0.66 87.5 0.158 49.8 0.1514 有 Η 3.3 12.4 96.7 22.7 3.33 63.7 0.66 90.7 0.194 50.7 0.1857 有 I 4.2 11.6 94.4 22.7 3.45 61.1 0.72 100.8 0,221 50.1 0.2148 有 結果討論：實例13-16與比較實例G-1 表10顯示，DWS隨拉伸比增加而遞增。在拉伸比丨丨〇時， DWS稍高於4%。雖然’在拉伸比為丨〇8時，DWS僅有3.4%， 這顯示在這些條件下有抗老化性。在拉伸比大於丨〇4時， O:\90\90906.DOC -43- 發生管壓碎e 在旋紡退火#Γ從紗貯存時之抗老化性之觀點而言， 性。然而，比並不會劇烈減弱紗之抗老化 機之心轴取繞時發生管屋碎，此可避免自捲繞 辦古“…捲裝。表10也顯示所得紗之伸長率隨拉伸比 曰问，，。在快要發生管壓碎之拉伸比1.G4時，伸長率 等於或低於i時之鳩以上降至約。當拉伸比 再自L04進—步增高時’所得紗之伸長率即會進一步降 • γ餵入鈔之伸長率降低即會降低旋紡生產率。因此，

從生產率之觀點而言，也需要低拉伸比。 實例17-20 重複實例1-2之過程，但使用表u所確認之參數。表a提 供所得紗之性質，並與實例丨、3、6及9之性質比較。

實例17-20與實例卜3、6及9提供在旋紡速度3334、35〇〇、 3 800及4000 m/m下改變拉伸比之實例。表u提供主要製程 條件。拉伸比全部等於或低於丨。二個實例之熱導輥溫度在 每一旋紡速度下皆相同。每一實例之捲繞過供都經調整以 達到所欲捲繞張力。每一旋紡速度都比較拉伸比之影響。 在旋紡速度在實例1與17，實例3與18，實例6與19，及實例 9與2 0之間改變時’將聚合物流通量維持於實例1所提供之 值。因此，旋紡速度提高旦數即降低。 O:\90\90906.DOC -44- 1328053 表11 :實例1，6,9及17-20之旋紡條件。 實 例 Sprt T °c (a') Tum(Gl) T(G1) Tum(G2) DR °C (a) (b) (c) (d) SP(G1) SP(G2) SP(WU) OF(WU) ml m m/m m/m % (e) (f) (R) (h) 丨 Tw g (i) 1 264 6s7g 135 3s4g 0.9989 3334 3330 3270 0.900 5.4 17 262 6s7g 135 Os lg 1.0000 3334 3334 3274 0.916 4.9 18 264 6s7g 135 3s4g 0.9989 3500 3496 3434 0.900 6.5 3 262 6s7g 135 Os 1 g 1.0000 3500 3500 3407 1.778 3.6 19 264 6s7g 135 3s4g 0.9989 3800 3796 37 1 7 1.187 6.5 6 262 6s7g 135 〇s 1 g 1.0000 3800 3800 372 1 1.200 5.3 20 264 6s7g 145 3s4g 0.9989 4001 3996 3913 1.187 6.4 9 262 6s7g 145 Os 1 g 1.0000 4001 4001 3913 1.300 5.3 (a)-(i)與表1同。 (a')紡絲頭溫度 O:\90\90906.DOC -45 - 1328053 1 17 5 3 19 6 20 1.5 2-1,1 1.6 1.1 1.3 1.0 1.6 5.75 10£ 6.0 107.00 6.0 S1.5 5.6 101.8 6.1 S.9 •s su 6.2 89.1 5.9 89.3 20.8 19.6 2P5 20.2 21.3 21.0 20.5 21.7 3.5 2.94 3.13 3.05 3.20 3.19 3.22 3.25

79_5 79.2 76.0 76.6 72.2 71.S 70.0 7PS 0.83 0_90o.s 0.87 o.so P86 0.88 PS7 7-6 70.0 74.7 72.8 74.6 78.8 80.8 87,8 PS P049 0.048 0.04 為 0.064 0.070 0.076 0.067 57-8 54.800 54.50 54.80 54.74 54.72 56.27 58.75 0.0429 0.0448 0.291 —37 0.0670 0.0717 0.0798 0.0726 9·3 16.7 16.7 16.7 t-窆 DWS BOSlffl洋葙：Eb %c T(pl)漭 Λ(Ρ1) % % g/d g/d % on g/d >12 :碑令?6,9涔17,20卜"碎鸸 253·5 323- 321.3 319.4 5.92 6·10 4.73 3·34 0.04 Ρ38 0.25 P13

Ton s slit S5 睹 ioo (13000) kg I % % _^_ O:\W90906.DOC -46- 1328053 結果討論：實例17-20 由表12可看出，在所檢驗的每一旋紡速度下，拉伸比愈 高，DWS愈高。此一影響在低旋紡速度時愈明顯。在3334 m/m下’當拉伸比由0.9989改變至1時，DWS即由1.5增加至 2.4%。在每一旋紡速度下，當拉伸比由〇 9989改變至}時， 其他紗性貝皆相當類似，尤其是B〇s，其改變小於DWS。 表12也提出本發明該SAY旋紡之捲裝捲繞之四個實例。實 例1、18、19及20產生分別在旋紡速度3334、3500、3800 及4000 m/m下之捲裝捲繞。表12顯示所得捲裝之捲裝重 量、捲裝端直徑、凸邊比率及盤比率。出人意外地，實例i、 18及19之捲裝大小均達到丨6 7公斤。 略諳本技藝者，藉由本發明揭示内容之助’將明白本發 明有許多優點及特點及此處所述本發明之各方面及具體例 可作a午夕修正，而不偏離本發明之精神。例如，紡織應用 之紗必須具有某些性質，如足夠韌度及適當伸長率，及足 夠低的收縮率以適用於紡織過程。現有市售3GT紗係部份 定向聚（對苯二曱酸丙二酯）紗（3GT ρ〇γ)，其用於織物前必 須經過拉伸或拉伸變形。根據本發明方法，除其他產物外， 也提供"直接使用"紡紗，其可不進一步拉伸即用於紡織產 物。又例如，設計旋紡方法以改進紗捲裝之抗老化性必須 以實際捲裝老化為基礎。然而，測量捲裝之實際老化非常 耗費時間。本發明之-方面提供一種可預測捲裝老化之方 法，其可快速且輕易地進行n此處所述之各種方面 及具體例僅係例証性，非為限制本發明之範圍。

O:\90\90906 DOC -47- 1328053 【圖式簡單說明】 圖1顯示用於本發明之旋紡組態。 圖2提供顯示凸邊及盤形成之紗捲裝之示意圖。 圖3係一曲線圖，顯示DWS及老化時捲裝直徑差與盤比率 (一種老化現象）之間的關係。 圖4係一曲線圖，顯示紗捲裝老化前後之盤比率及捲裝直 徑差。 【圖式代表符號說明】 1 料斗 2 擠壓機 3 紡絲塊 4 紡絲泵 5 紡線組件 6 絲條 7 空氣驟冷 8 整理劑塗敷器 9 交織喷嘴 10 第一熱導輥 11、14 分離輥 13 第二冷導輥 15 扇風導紗器 16 捲繞機 17 捲裝 G1 G2 O:\90\90906.DOC - 48 -

Claims (1)

1328053 「99T.U……一^ 第〇931〇2618號專利申請案|年月日修(致;;王替換頁 中文申請專利範圍替換本(狄本 拾、申請專利範圍·· 1. 一種聚（對苯二甲酸丙二酯）之旋紡方法，包含： (a) 將炫融聚（對苯二甲酸丙二酯）通過紡絲頭擠出； (b) 將經擠出之聚（對笨一曱酸丙二酯）驟冷以形成固體 纖絲之絲條，其中纖絲在130t下之張力大於〇〇2g/d; (c) 將纖絲通至在一定速度及溫度下操作之熱導輥以加 熱絲條，其中絲條速度及加熱溫度足以提供具有DWS值 為4%或以下之紗；及 (ci)將紗冷却至溫度35。〇或以下。 2. 如申明專利範圍第丨項之方法，其中整理劑係在固體纖絲 驟冷後施加。 3. 如申請專利範圍第旧之方法，其中冷却係利用冷導輥完 成，其中冷導輥之速度在熱導輥與冷導輥之間提供一拉 伸比為1.04或以下，其中絲條張力在通至冷導棍前提高， 其中絲條張力提高至少〇.〇〇5 g/d，其中熱導棍之速度為至 / 3000 m/m，及其中熱導輥之温度為⑽t至。 4·如申請專利範圍第3項之方法，其中離開冷導輕之絲條係 捲-堯於捲裝上，其中纖絲係以張力大於〇 〇4 g/d捲繞於捲 裝上’及其中捲繞應使得真紗速度低於冷導輥速度。 90906-990119.doc