TWI220431B - Method for preparing poly (trimethylene terephthalate) carpet - Google Patents

Description

1220431 案號 91102725 年 月 曰 修正 五、發明說明（1) 技術之領域 一般而言，本發明係關於聚對苯二甲酸丙二醇酯 (PTT，poly(trimethylene terephthalate))地毯之製造 方法，尤有關於藉由後處理的最適化製程條件，包含併 撚、熱定型、簇絨、染色、輾軋、及截斷，將聚對苯二曱 酸丙二醇酯地毯之品質、功能性、及可使用性改善之製造 方法。 技藝之描碑 p方止受一般食物染料沾污的地毯目前為高度需求。為 了成為防污性，尼龍地毯必須以防污化學品處理或尼龍纖 維必須具有防污劑結合於聚合物中。 火 此外’已發展出具有優良防污性之聚酯纖維製成的地 毯’如聚對笨二甲酸乙二醇酯或聚對苯二甲酸丁二醇 iH » ϋ m ^ " 果國專利編號3, 9 98, 042及4, 877, 572揭示聚對笨二 二^ t二醇酯膨化紗之製造方法，其中由聚對苯二曱酸乙 -子S曰％化紗製成的地毯具有良好防污性，但是呈現 \口】jl/r τ> 萨缺+ 及不良結構保持力，所以現今聚對苯二曱酸乙二 曰：化紗難以使用。 — 發展出I改善上述聚對苯二曱酸乙二醇酯地毯的缺點，已 之枯4 一種用以自聚對苯二甲酸丙二醇酯膨化紗製備地箱 仅術。似 ^ 甲酸内_ 如，美國專利編號5，6 6 2，9 8 0揭示由聚對苯二 毯，其^ 膨化連續長纖維改質之橫剖面紗製成的地 續長纖維使用來製造地毯的聚對苯二甲酸丙二醇酯膨化連

彎曲回1改質之橫剎面紗具有優良的防污性，以及良好的 ^5織毛高度保持。此外，由聚對苯二曱酸丙二 1220431 _^號91102725 年月日 倏正 五、發明說明（2) 醇酯膨化改質之橫剖面紗具有良好結構保持。 然而，上述發明具有缺點於，因為在供應滾筒後將紡 織最後階段塗佈，將大的摩擦力施加於正通過供應滾筒的 線上，造成許多紗切割及因而不良可使用性。另一缺點起 因於紗聚集’其應於高溫由與膨化裝置協力操作之聚集裝 置進行。因此，將紗如此不良地聚集以致絨毛於後處理期 間過度磨損，且地毯外觀不良。 同時，根據美國專利編號5, 6 62, 980美國專利編號 5，6 6 2，9 8 0 ’在許多關於熱處理步驟的因素中僅指定一項 主要通道溫度，但是並未指定其他因素如在主要通道中的 滯f時間及原紗在傳送帶上的密度，因而不能將最適熱處 理完成。 發明之概述】 的缺點 法，藉 族賊、 使用性 甲酸丙 包括剝 以及顯 ，及 由後 染 改 二醇 離強 示優 提 處 色 善 酯 度 良 所以’本發明的一個目的為避免先前技藝 供一種聚對苯二曱酸.丙二醇酯地毯之製造方 理的最適化製程條件，包含併撚、熱定型、 、輾軋、及截斷，將其品質、功能性、及可 〇 * 本發明的另一目的在於提供一種聚對苯二 地毯之製造方法，其相同或優於習見地毯於 、拉長強度、及尺寸安定性之物理性質上， 後處理可使用性。 ' 甲酸丙

第7.頁 為了完成上述目的，本發明提供一種聚對 酉享㈣ϋ t造^，包括步驟有·· 1220431 _案號91102725_年月曰 修正_ 五、發明說明（3) (A )將聚對苯二甲酸丙二醇酯紗併撚； (B)利用Super ba，以主要通道溫度120至160 °C及傳送 帶速度4至9米/分鐘，熱定型撿成具有密度200至 2 4 0克/米的聚對苯二甲酸丙二醇酯紗； (〇以5至1 5針/英吋使熱定型後的聚對苯二曱酸丙二 醇酯紗鎮絨； (D )利用分散性染料於大氣壓力及染色溫度為9 0至1 0 0 °C尚條件下將簇絨的地毯輾軋染色而無使用導染劑；

(E )輾軋染色的地毯；及 (F )截斷形成的地毯。 【實施例之詳細說明】 本發明之地毯係由聚對苯二甲酸丙二醇酯紗製造。此 地毯具有優良的彈性、防污性、及分散染劑的染色性質，

同時與聚對苯二曱酸乙二醇酯地毯或聚對苯二甲酸丁二醇 酯地毯比較，此地毯具有優良的彈性恢復力及絨毛高度保 持。所以，根據本發明之聚對苯二甲酸丙二醇酯有用於作 為用於家庭或辦公室中的高品質地毯。此外，可將本發明 的地毯運用至製造剪毛氈、卷毛氈、混合型地毯、蓆子、 及地毯。 參照圖2，用來製備本發明地毯之經聚對苯二曱酸丙 二醇酯改質之橫剖面紗係如下列製造： 將具有本質黏度0. 8至1 . 2及水含量50ppm或以下的PTT 聚合物於245至2 6 5 °C經由喷絲頭1融化-紡織。喷嘴具有Y 形橫剖面，4 0個洞或以上，修飾比例為1. 5至3. 5，及臂角

第8 J 1220431 __a. 曰 修正 案號 91102725 五、發明說明（4) 為5至4 0 。當修飾比例及臂角為上述範圍内時，p T T紗具 有優良的膨漲性質、紡織效率、及簇絨效率。 參照圖1 ， 「修飾比例」意指具有γ形橫剖面之原紗中 一條絲狀纖維的外接圓直徑R比内切圓直徑r的比例，亦即 修飾比例=R/ r，而「臂角」意指具有γ形橫剖面之原紗中 一條絲狀纖維的一邊之兩邊緣兩延長線所形成的銳角。 而後’將纺成的絲狀纖維2於冷卻區域3中以〇 · 4至0 . 6 米/分知的速度冷卻至1 〇至2 5 °C，並經過紡織完工步驟， 其中將冷卻的紗利用編織型上油劑或水溶性上油劑經由完 工塗抹為4中的兩階段加潤滑油，所以將紗的潤滑性質， 及光滑性增加且將紗高度聚集。 之後，將形成的紗通過噴嘴5用以吸入於紡織期間吸 螺紋的、紗，並利用供應滾筒6以速率㈣至㈣米 im45至8『C及汲取滾筒7以速率1500至4_米/分鐘 没取出。在將絲狀纖維通過…筒7 二；斤：千/未下捲曲’捲曲為1〇至6〇%。 卻，並經由導絲滾筒通絲狀纖維冷 扭轉及結在4· 5至5公斤/平方半4⑽11將1〇至45次/米之 紗高度聚集。當將1〇次/米2 =给予絲狀纖維，所以使 蓬鬆或細毛的問題發生， 下的旋轉給予絲狀纖維， 族絨期間將原紗的切割效咚=原、，y不良地聚集，因此於 承受 不良外觀’因為絨毛邊緣為過产磨因而截斷後的地毯具有 強度降低。 X磨彳貝，且也將地毯的 $ 9.頁 ^20431 ——-- 毯另^方面，若將絲狀纖維以40次/米或以上旋轉，地 持觀上不佳，因為即使染色及後處理後絲狀纖維仍保 導Ι、、Ό °之後，利用纏繞機器14經由第五導絲滾筒12及紗 :、將、、y 4繞。纏繞機器1 4的速度係根據第五導絲滾筒 勺速度決定’較佳為1 4 0 0至3 5 0 0米/分鐘。 :將本發明的聚對苯二甲酸丙二醇酯1也毯根據地毯的 ，製造成添加染色的紗。一般而言，添加染色的紗具有 =良的=污性及耐磨損性，且可運用至使用於辦公室的地 ^ 但疋，較佳可將經過整疋染色的地毯運用至用於家中 或旅館中之高品質地毯。 ^ 根據本發明自聚對苯二甲酸丙二醇酯添加染色的紗製 j地毯的方法與如上述自一般聚對苯二曱酸丙二醇酯紗製 &地毯的方法相同，除了將基於基本蕊片之2至5%之顏色 母料與原料混合，並將之紡織。因此生產出來的地毯具有 比文到整疋染色的地毯更優良的顏色耐水洗色牢度、耐曰 光色牛度、及耐摩擦色牢度，且缺陷比例低因為斑紋很難 產生。 可將本發明的聚對苯二曱酸丙二醇酿紗經過後處理如 併撚、熱定型、簇絨、染色、輾軋、及截斷以製造地毯。 現在轉到圖3，其中圖表式地說明根據本發明聚對苯 一曱酸丙二醇g旨地毯之製造過程。 在併撚步驟中（S 1 )將紗扭轉。利用纜繩捻線機，將紗 以1 8 0至2 5 0轉/米S -或z撚成二-或三股併撚。於此情況 中，捻線機的RPM較佳於40 0 0至4 30 0的範圍内。 之後’將捻成的紗熱定型（S2)。一般而言，熱定型裝

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__案號91102725_年月 曰 攸X 五、發明說明（6) 置可為壓力鍋、Seussen、或Superbar。根據本發明，使 用Super bar。較佳將具有密度2 0 0至24 0克/米之捨成的紗 利用蒸氣於主要通道溫度120至1 60。(：及傳送帶速度4至9米 /分鐘下熱定型。 例如，當溫度小於1 20 °C，絨毛的邊緣易於磨損而產 生不良外觀’因為雖然膨脹性質佳，但未將紗充分熱定 型。另一方面，在溫度高於1 6 0 °C，膨脹性質變成太低而 無法代表地毯中豐富體積感。此外，當傳送帶速度及密度 脫離上述範圍，熱定型紗的物理性質不良。 熱定型的步驟可進一步包含起絨粗呢加工於利用蒸氣 固定前，因而地毯具有三度空間外觀及具有正面美學吸引 力之兩種不同顏色效果，同時將絨毛的固定性質及耐磨損 性增加，以及改善體積感。 同時，根據地毯的用途，利用攙和機器以4 〇 〇至丨〇 〇 〇 米/分鐘於4至8巴壓力下可將紗扭轉成二-或三股併撚。之 後’將紗镇絨而不經熱定型。 而後利用具有1 / 8、5 / 3 2、及1 / 1 〇大小的簇絨機器， 將熱定型後的紗植於PET紡織黏著劑或pp底布上（S3)。針 的範圍為5至1 5針/英吋。對於剪毛氈類型地毯絨毛高度範 圍為4至18毫米，對於卷毛氈類型地毯絨毛高度範圍為2. 5 至15毫米。使用來製造地毯的原紗重量範圍為1〇至9〇盎司 /平方碼。 例如’在5針/英吋或以下，重量及體積感不良。另一 方面，在1 5針/英吋或以上，拉長及剝離強度急劇地降 低’因為輾軋期間，未將紗均勻地黏至底布。

1220431 ___案號91102725_年月日 修正_ 五、發明說明（7) 接下來，利用分散性染料於大氣壓力及染色溫度為9 〇 至1 0 0 C的條件下將蒸絨的地毯槽式染色而無使用導染劑 (S4)。例如，當溫度小於9 〇 t，無法至製備具有理想顏色 的地毯因為將紗淡染。另一方面，當溫度高於丨〇 〇它，製 造成本增加，因為應將紗於高壓下染色。0WF (基於地毯添 加的染劑量）為〇· 〇1至3· 〇%，液體比例為1〇 : 1至25 : 1， 及分散劑量範圍為〇 · 2 5至1 · 0克/升。 可使用另一種染色方法--空間染色，其中於熱定型 别’利用多重顏色染色（MCD， multi color dyeing)機器 以單一顏色或以六或更少顏色將聚對苯二曱酸丙二醇酯紗 染色。 、 在輾軋的步驟中（S5 )，將染色後的地毯以乳膠輾軋， 所以絨毛不會脫離，之後再黏至第二層底布如黃麻及聚丙 烯底布，並使用PVC或SBS(苯乙烯丁二烯苯乙烯）作為辅助 的塾子’即輾軋增強材料。乳膠包含80%固體，詳細而 言’有30至50%基本乳膠、50至70%碳酸鈣、分散劑、及增 稠劑。為了增強保留效果，可將少量a12〇3或A12〇H 入 乳膠中。 為了改善絨毛的外觀，在最後的截斷步驟中利用螺旋 刀將絨毛均勻地截斷（S6)。 ” 本發明的聚對苯二曱酸丙二醇酯地毯具有尼龍優點之 優良的彈性恢復力、外觀、觸感、及耐磨損性，以及聚酯 優點之良好的防污性及抗靜電性。 、此外，本發明的聚對苯二曱酸丙二醇酯地毯具有3 〇 % 之壓縮性，90%或以上之壓縮彈力，具有拉長強度

----------- 又

m 1220431 1 號 91102725 五、發明說明（8) 〇公斤或以上之絨毛紗，具有剝離強度2. 〇公斤或以上之 結合織物，4分或以上之耐水洗色牢度、耐日光色牢度、 及财摩擦色牢度。於是，根據本發明之聚對苯二甲酸丙二 醇酯地毯有用於作為家用或辦公室用之高品質地毯。 實例及比較實例 、 按照下列提出用來舉例說明的實例可得到本發明的較 佳了解，但是此等實例並非用來限制本發明。 〈地毯的測試方法〉 (1 )筆尖 藉由以肉眼觀察絨毛邊緣受磨損的程度將筆尖以三個 估計，即A ··好，B :中等，c :差· (2 )耐摩擦色牢度 根據K S K 0 6 5 0估計耐摩擦色牢度· (3 )外觀 以四個等級估計地毯的顏色、《澤、體積感、觸感 即AA :非常好，A :好，B :中等，c :差· (4 )拉長強度 根據K S K 0 8 1 8估計拉長強度； (5 )剝離強度‘ 根據K S K 0 8 1 8估計剝離強度； (6)壓縮性/壓縮彈力 根據KS K08 1 8之A將壓縮性/壓縮彈力之比例測試； (7 )耐曰光色牢度 將地毯於63 °C處理40小時，並根據以κ〇 70 0測試。而 後，利用I S 0藍色刻度估計耐曰光色牢度；

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SS 91102725 五、發明說明（10) 田 藉由利用分散染料DI AN IX組合於大氣壓力，染色潘度 為9 8T：，分散劑〇·5克/升，0WF(基於地毯添加的染劑 量）0 · 0 1 %，及液體比例2 〇 : 1之條件下，將蒸、绒的地私槽 式染色而無使用導染劑。 將染色後的地毯以3 5%基本乳膠，60%碳酸鈣、分散# 劑、及增稠劑之混合物塗佈，之後再黏至第二底布’即貫 麻，最後利用螵旋刀截斷。將形成的地毯以外觀、筆乂 及耐摩擦色牢度評估。將結果說明於表2中。 實例2至3 將實例1之程序重複，除了將主要通道溫度、傳送帶 速度、及原紗密度如表1中所述改變。將形成的地毯就物 理性質方面評估。將結果說明於表2中。 比較實例1至4 為了比較根據熱定型條件變化的地毯物理性質，將根 據實例1的原紗於以下表1中所述的操作條件下熱定型。之 後，將熱定型的紗經過以實例1相同方式之簇絨、染色、 輾軋、及截斷步驟以製造地毯。將形成的地毯就物理性質 方面評估，將結果說明於表2中。 * 表1

1220431 _案號 91102725_年月日_修正 五、發明說明（11) 實例編號^ 主要通道溫度· 傳送帶速度θ 1密度(克/来> 2^ 138^ 9米/70秒p 2· C.l^ 138^ 6米/70秒p 30043 125^ 6米/70秒p 240^ C.2^ 170如 6米/70秒θ 2· C.3—' 138^ 4米/70粆p 240^ C.4^ 138^ 6米/70秒 180^ 138^ 6米/70秒θ 240 原紗於傳送帶上的密度

表2 實例編號 外觀-1 (等級p 筆尖w (等級 耐摩檫色牢度^ (分P 2^ AA^ C.l^ AA^ C.2^ 5 p C.3^ C.4^ 1.' A A‘ 5 w

實例1的地毯具有優良的外觀及5分之耐摩擦色牢度， 且絨毛的邊緣未經磨損。整體而言，根據實例2及3的地毯 也具有優良的物理性質。 然而，有短加熱歷程之比較實例1的地毯具有低熱定 型性質，難以承受摩擦。同樣地，絨毛的邊緣易於磨損。

第16頁 丄厶J丄 丄厶J丄 修正 MM 911027?..^ 五、發明說明（12) 另一方面，如在比較實例 具有非常南的熱定型性_及3中的具有長加熱歷程之地毯 由於不良染色性質而具貝及低膨脹性質及不良觸感，以及 皇有不良外觀。 為了測試簇絨期間根 —、 離強度變化，於實例5中_ 、’十法之間間隔絨毛的拉長及剝 5及6的情況中，實例丨夕將實例1之程序重複。在比較實例 刀別=3針:央忖及20針/英时植於聚丙烯底布上。 ^ :形成的水對笨二甲酸丙二醇酯地毯就物理性質方面 評估’將結果說明於表3中。 表3 實例編號 (/英对）* 拉長強度-1 (乾）（公斤l· 剝離強度f (長度）（公斤：l· 外觀p (等級）♦ C.5^ 1.5^ 1.3^ C.6^ 2 Op 3少 3.0^ Ο 5p 13^ 〜 3.6^ 3.3-1 AA^ ^ 在比較實例5的·情況中，於輾軋期間未將黏著劑充分 地塗佈於地毯，因為針之間的間隔太窄，因此使拉長及剝 離強度降低。同時，如說明於比較實例6中的2 0針/英时， 雖然拉長及剝離強度不差，但外觀性質如重量、密度减、 及觸感非常不良。 實例6 將實例1之程序重複 除了供應基於基本蕊片 之3%

丄22043i ~--- 案號91_10272R 生月日 修正 五、發明說明（13) ' -- ^母料至原料以便製造聚對苯二曱酸丙二醇酯添加染色的 因而製造地毯。 ( 將根據實例3由聚對苯二甲酸丙二醇酯添加染色的紗 衣造的地毯於物理性質上與根據實例1的地毯比較。將結 果說明於表4中。 表4 實例編號 (%)^ 壓縮W 彈力（％)♦ 色牢度3 + 斑紋性質γ ' 1 43 9 6^ 4,4,5^ 3 ^ 94^ 1 全是^ Α—ί 耐水洗、耐曰光、耐摩擦色牢度（分數） 實例6之添加染色的BCF地 饭良的财水洗、咐日光、 稍彳政較佳的斑紋性質，所 比一般地毯為佳。但是， 彈力上稍有不良，因為缺 步驟造成的潛在膨脹的成 色的地毯之壓縮性及壓縮 醇5旨地毯為佳。 如上所述，本發明提供聚 優良的外觀、觸感、耐磨 抗靜電性，以及剝離強度 此外，根據本發明聚對苯 具有優良後處理效率之優 有更 具有 外觀 壓縮 染色 加染 乙二 具有 性、 性。 方法 毯比受到整疋染色的地毯具 而十摩擦色牢度，並比實例1 以添加染色的地毯之染色後 添加染色的地毯在壓縮性及 乏染色步驟，而也喪失由於 長。然而，根據本發明之添 彈力比尼龍或聚對苯二曱酸 對笨二曱酸丙二醇酯地毯， 損彳生、彈性恢復力、防污 '技長強度、及大小安定 二曱酸丙二醇酯地毯之製備

第18·頁 1220431 _案號 91102725 • 年 月 日 ’修正__ 五、發明說明（14)· 已將本發明以舉例的方式說明，應了解使用的術語係 用於說明的性質而非限制。本發明按照上述說明可有許多 修改及變異。所以，應了解在隨附申請專利範圍的範圍 内，可用不同於所具體說明的方式實行本發明。

第19頁 1220431 _案號 91102725_年月日__ 圖式簡單說明 本發明之上述及其他目的、特徵及其他優點由詳細說 明及與附圖結合將更清楚地了解，其中： 圖1說明根據本發明經聚對苯二曱酸丙二醇酯地毯改 質之橫剖面紗之修飾比例及臂角； 圖2,圖表式地說明根據本發明經聚對苯二甲酸丙二醇 酯地毯改質之橫剖面紗之製造； 圖3為流程圖，圖表式地說明根據本發明聚對苯二甲 酸丙二醇酯地毯之製造。

【符號說明】

1〜喷絲頭 2〜絲狀纖維 3〜冷卻區域 4〜完工塗抹器 5〜喷嘴 6〜供應滾筒 7〜汲取滚筒 8〜膨脹單元 9〜冷卻圓桶 ‘ 1 0〜導絲滾筒 1 1〜旋轉機器 1 2〜第五導絲滾筒 1 3〜紗導桿 1 4〜纏繞機器

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Claims (1)

1220431 _案號91102725_年月日__ 六、申請專利範圍 呢加工步驟。 6. 根據申請專利範圍第1或2項之聚對苯二甲酸丙二 醇酯地毯之製備方法，其中對於剪毛氈類型地毯絨毛高度 範圍為4至1 8毫米，對於卷毛鼓類型地毯絨毛高度範圍為 2. 5至1 5.毫米。 7. 根據申請專利範圍第1或2項之聚對苯二曱酸丙二 醇酯地毯之製備方法，其中將簇絨的地毯於0WF (基於地毯 添加的染劑量）為0 · 0 1至3. 0 %，液體比例為1 0 : 1至2 5 : 1，及分散劑量範圍為0 . 2 5至1. 0克/升之條件下染色。 8. 根據申請專利範圍第1或2項之聚對苯二曱酸丙二 醇酯地毯之製備方法，進一步包含於熱定型步驟之前，利 用多重顏色染色機器以單一顏色或以六或更少顏色，將聚 對苯二曱酸丙二醇酯紗空間染色之步驟。 9. 根據申請專利範圍第1或2項之聚對苯二曱酸丙二 醇酯地毯之製備方法，其中在輾軋步驟中將該染色的地毯 以由3 0至5 0 %基本乳膠、5 0至7 0 %碳酸鈣、分散劑、及增稠 劑組成的乳膠塗佈，之後再黏至第二底布。 10. 根據申請專利範圍第1或2項之聚對苯二曱酸丙二 醇酯地毯之製備方法，其中聚對苯二甲酸丙二醇酯地毯係 由聚對苯二甲酸丙二醇酯紗經過具有Y形橫剖面，4 0個洞 或以上，修飾比例為1. 5至3 . 5，及臂角為5至4 0 °之喷嘴 纺織而製備。 11. 一種根據申請專利範圍第1項之製備方法製備的 聚對苯二曱酸丙二醇酯地毯，具有拉長強度2 · 0公斤或以

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