CS216186B2

CS216186B2 - Hydrophilic polyester fibre

Info

Publication number: CS216186B2
Application number: CS788234A
Authority: CS
Inventors: Nikolaus Mathes; Klaus Gerlach; Wolfgang Lange
Original assignee: Akzo Nv
Priority date: 1977-12-12
Filing date: 1978-12-12
Publication date: 1982-10-29
Also published as: BR7808122A; CH637796B; GB2009665B; DE2755341A1; FI64659B; IT7852245A0; BE872618A; SE7812705L; NL7811899A; US4371485A; NO784159L; DD139873A5; SE443585B; NO151424B; JPS627285B2; AR217339A1; AU522664B2; MX151971A; LU80627A1; RO82630B

Description

Vynález se týká hydrofilních poly<^j^iterových vláken a způsobu jejich výroby.

Je známo, že hygiena odívání a tím také konečně příjemnost při nošení textilií závisí značně na jejich schopnosti přenášet teplo a vlhkost. Přírodní vlákna jsou sice hydrofilní, to znamená, že přijímají značné množství vlhkosti ze vzduchu, mají však ' také vysokou savost a vysokou schopnost zadržovat vodu. Vykazují však právě tehdy, kdy by tělo ráno odvedlo hodně tepla a počíná se potit, některé nedostatky ·. · ve _ srovnání s polyesterovými vlákny. Tak například vzrůstá při bobtnání příčný průřez vlněného vlákna asi o 25 % a polyesterového vlákna toliko o 1 % (Robinson, Textilpraxis international, 1976, str. 1180)..

Tím se zvláště ' u hustých textilií zabraňuje pronikání vzduchu a tím přímému přenosu vlhkosti textilním materiálem. Kromě toho vzniká při adsorpci vlhkosti vlnou 113 J/g vody (27 cal/g vody) mnohem více přídavného tepla než při adsorpci vody polyesterovým vláknem 3,35 J/g vody (0,8 cal/ /g vody) (Robinson, Textilveredlung, 1977, str. 264). V úzkém vztahu s tímto tepelným zabarvením je skutečnost, že se zvyšující se teplotou výrazně klesá schopnost viny adsorbovat vlhkost. Konečně schnou textilie z polyesterových vláken rychleji než ťex2 tilie vlněné. Tyto výhody polyesterových vláken jsou založeny především na tom, že polyesterová vlákna přijímají mnohem méně vody. _ Na druhé straně je nepatrná schopnost přijímat vodu příčinou neuspokojivé hygieny při nošení a nízké příjemnosti polyesterových vláken při nošení. Úsilí se proto zaměřuje na zlepšení tohoto· nedostatku, to znamená především na zlepšení schopnosti přijímat vlhkost a schopnost zadržovat vodu, jakožto rozhodující vlastnosti pro hydrofilii (viz Robinson), aniž by se ztrácely dobré vlastnosti polyesterových vláken.

Kromě jiného se dělaly pokusy zlepšit hydrofilii polyesterových vláken chemickou modifikací buď celého polymeru, nebo povrchu vlákna. Přesvědčivého výsledku se dosud nedosáhlo. Příznivějších výsledků se dosáhlo fyzikálními změnami principu výstavby vlákna, například zvětšením adsorpce schopného povrchu vlákna. Například z časopisu MeUiand T^:^1^ílb<^:richte 1/1977, str. 11 až 12, je známa výstavba takového vlákna a byla již realizována v případě polyakrylonitrilových vláken. Tato polyakrylonitrilová vlákna sestávají z jádra s velkým množstvím jemných kapilárních dutinek a z hustého pláště s četnými jemnými kanálky, které mohou vést vodu také do porézního jádra vlákna. Úkolem pláště je ochra na vnitřního pórovitého systému a umožnit bezproblémové zpracování vlákna.

Z DE zveřejněné přihlášky DOS číslo 25 54 124 je znám způsob výroby takových hydrofilních polyakrylonitrilových vláken suchým zvlákňováním, při kterém se do zvlákňovacího ' . rozpouštědla, jako je například dimethylacetamid, dimethylsulfoxid, N-methylpyrrolldon nebo dimethylformamid, přidává 5 až 50 % hmotnostních, vztaženo na rozpouštědlo a pevnou látku, kapaliny, která má vyšší teplotu než použité rozpouštědlo, která je dobře mísitelná se zvlákňovacím rozpouštědlem a s vodou, a která se zřetelem na zvlákňovaný polymer představuje nerozpouštědlo. Jakožto příklady takových kapalin se uvádějí: alkylethery a alkylestery několikamocných alkoholů, vysokovroucí alkoholy, estery a ketony; s výhodou se používá glycerinu. Tímto způsobem získaná vlákna mají strukturu sestávající z jádra a pláště, porézní jádro se středním průměrem pórů 500 až 100 nm, schopnost přijímat vodu asi 2 až 5 (při 65% relativní vlhkosti vzduchu při teplotě 21 °C] a schopnost zadržovat vodu 10 až 30 %.

Za sucha zvlákňovaná vlákna se strukturou jádro—plášť z akrylonitrilových polymerů se schopností přijímat vlhkost alespoň 7 % (při 65% relativní vlhkosti vzduchu při teplotě 21 °C) a se schopností zadržovat vodu alespoň 25 % jsou popsána v DE zveřejněné přihlášce DOS čisto 26 07 071. Tato vlákna se připravují tak, že' se zvlákňují karboxylové skupiny obsahující akrylonitrilový polymer z rozpouštědla, do kterého se přidává se zřetelem na celkovou hmotnost roztoku 5 až 50 %' hmotnostních sloučeniny, jejíž teplota varu je vyšší, než teplota varu zvlákňovacího rozpouštědla, která je mísitelná s vodou a s rozpouštědlem ' použitým pro zvlákňování a která nerozpouští kopolymer, pak se přídavná sloučenina spolu se ' zvlákňovacím rozpouštědlem z čerstvě zvlákněného vlákna vymyje a karboxylové ' skupiny se zcela nebo jen zčásti převedou ’ na . formu soli.

Tento ' způsob modifikace, známý z výroby polyakrylonitrilových . vláken, . není však pro ' důležitá polyesterová vlákna žádným technicky použitelným způsobem pro zlepšení hydrofilních vlastností. Polyakrylonitrilová vlákna se totiž zvlákňují · za sucha, to. znamená ' z organického rozpouštědla při poměrně nízkých teplotách. Polyesterová vlákna se naproti tomu zvlákňují technikou z taveniny při teplotě téměř 300 °C, tedy za podstatně ostřejších podmínek. Kromě toho mají polyakrylonitritová vlákna nemodifikovaná již poměrně vysokou schopnost přijímat vlhkost, asi 1,5 %. Nemodifikovaná polyesterová vlákna mají naproti tomu podstatně nižší schopnost přijímat vlhkost, toliko 0,3 až 0,6 %.

Jo také velký počet polyesterových porézních vláken, . která se vyrábějí například zvláštním způsobem dloužení nebo zpěňo váním inertním plynem. Obsahují, podobně jako shora popsaná polyakrylonitrilová vlákna, velké, světelným mikroskopem zjistitelné dutinky, které však nezpůsobují žádné pozoruhodné zvýšení schopnosti přijímat vlhkost.

Kromě toho jsou jíž známa porézní polyesterová vlákna s jemnými, světelným mikroskopem nezjistitelnými dutinkami. H. D. Weigmann a kol. (Melliand Textilberichte 6/1976, str. 470 až 473] ke zlepšení rychlosti barvení a relativní schopnosti polyesterových vláken přijímat vlhkost zpracovávají polyesterová vlákna dimethylformamidem, načež odstraňují rozpouštědlo ve vroucí vodě, vlákna suší a tepelně zpracovávají. Přitom se dosahuje změn struktury, které jsou v podstatě důsledkem desorientačních pochodů nekrystalických oborů. V závislosti na teplotě a na zpracování rozpouštědlem dochází k více nebo' k méně silné sekundární krystalizacl, která je vyvolána vzájemným působením mezi polymerem a rozpouštědlem a která vede k vytvoření krystalitů ve zbobtnalé struktuře vlákna. Tato stabilizace zbobtnalé struktury vlákna zabraňuje dokonalému zhroucení struktury vlákna po odstranění rozpouštědla a vede podle autorů k vytvoření dutinek nebo mikropórů.

Vlastnosti tohoto produktu budou ještě podrobně diskutovány, pouze se zde již předem . uvádí, že poměrně nepatrný objem pórů vede také k nízké schopnosti přijímat vodu a zadržovat vodu. Kromě toho jsou dosažené efekty nestálé, již zpracování při teplotě 120 °C vede ke drastickému snížení relativnímu přijímání barviva a při teplotě 180 až 200 °C dochází k totálnímu zhroucení systému pórů.

Tento vynález se týká hydrofilního polyesterového vlákna se stabilním systémem pórů, schopným při teplotě 20 °C a při relativní vlhkosti vzduchu menší než 97. % kapilární kondenzace, se schopností při teplotě ' 40 °C a při relativní vlhkosti vzduchu 92 % přijímat více než 2 % ' hmotnostní vlhkosti, přičemž podíl kapilární kondenzace na přijímání vlhkosti je alespoň 25 %, se zdánlivou hustotou nejvýše 1350 kg/cm³ . a s poloměrem mikropórů nejvýše 30 nm, přičemž objem mikropórů je větší než 0,04 cm³/g, připravitelného vnesením jednoho nebo několika o^a^ových komplexů obecného vzorce I,

Me_u[Z(C₂O,J_m] (I] kde znamená

Me alespoň jeden iont ze skupiny zahrnující lithium, sodík, draslík, rubidium, cesium nebo amonium,

Z alespoň jeden komplexotvorný centrální atom ze skupiny zahrnující hořčík, vápník, stroncium, baryum, zirkon, íiafnium, cér, vanad, chrom, mangan., železo, kobalt, nikl,

216186:

měď, zinek, křemík, bor, hliník, . galium, indium, cín, olovo a antimon, n číslo 1 až 4 a m číslo 2 až 4, v množství 1 až 20 % hmotnostních, · do polyesteru, zvlákněním získané hmoty, dloužením vlákna · a jeho hydrofixací při teplotě 90 až 170 °C · v · přítomnosti kapalné vody.

Pod polyestery se rozumí jak homopolyestery, tak také kopolyestery. Příklady · takových polyesterů jsou polyestery, které se připraví za použití jedné nebo několika dále uvedených kyselin · nebo jejich esterotvorných derivátů a jednoho nebo několika dvoumocných nebo několikamocných alifatických, alicyklických, aromatických nebo aralifatických alkoholů nebo · bisfenolu. Jsou to kyselina adipová, pimelová, korková, azelainová, sebaková, nonandikarboxylová, dekandikarboxylová, undekandikarboxylová, tereftalová, isoftalová, přičemž · kyselina tereftalová a isoftalová mohou být · substituovány alkylovými skupinami nebo · mohou být halogenovány, kyselina nitrotereftalová, 4,4‘-difenyletherdikarboxylová, 4,4‘-difenylthioetherdikarboxylová, 4,4‘-difenylsulfondikarboxylová, 4,4‘-difenylalkylendikarboxylová, naftalen-2,5-dikarboxylová, cyklohexan-l,4-dikarboxylová · a cyklohexan-l,3-dikarboxylová.

Typickými dioly, vhodnými pro výrobu těchto homopolyesterů nebo kopolyesterů, popřípadě typickými fenoly · jsou: ethylenglykol, diethylenglykol, 1,3-propandiol, · 1,4-butandiol, 1,6-hexandiol, 1,8-oktandiol, 1,10-dekandiol, 1,2-propandiol, 2,2-dimethyl-l,3-propandiol, 2,2,4--rimethylhexandiol, p-xylendiol, 1,4-cyklohexandiol, 1,4-cyklohexandimethanol a bisfenol A. Výhodnými jsou polyestery a kopolyestery tereftalové kyseliny, zvláště polyethylentereftalát.

Polyesterová vlákna podle · vynálezu mají stabilní a dobře smáčitelný systém mikropórů v závažné míře, přičemž jsou · mikropóry otevřené, to znamená, že · jsou propoje ny jak navzájem, tak s povrchem vlákna. Pojmu „mikropóry“ · se v literatuře nepoužívá jednotně. Zde se pojmem mikropóry míní póry · o · · poloměru menším než 30 nm. Na rozdíl od makropórů s poloměrem větším než 30 nm · nejsou dokazatelné světelným mikroskopem a elektronovým mikroskopem jsou dokazatelné jen za použití speciální preparační · techniky. Vhodnými způsoby jejich charakterizace jsou kapilární kondenzace, ohyb rentgenových paprsků, rtuťová porózimetrie · a konečně měření hustoty spolu s mikroskopií.

Kapilární kondenzace je velmi důležitým způsobem měření systémů pórů vláken podle vynálezu. Současně je také podkladem pro praktické využití systému pórů, zvláště v oboru· hygieny odívání.

Podle Helmholtz-Thomsonova zákona dochází, jak známo, ke kapilární kondenzaci smáčenou · kapalinou v kapilárách s poloměrem zakřivení r tehdy, jestliže je parciální tlak par kapaliny větší než p_r, přičemž platí rovnice I,

Pr poo = exp ( —

Μ2σ

RTp.r ^J (I) kde znamená p_r tlak par nad zakřivenou plochou s popoloměrem r, poo tlak par nad · rovinnou plochou,

Μ, · σ, p molekulární hmotnost, povrchové napětí, hustotu kapaliny,

R plynovou konstantu,

T -absolutní teplotu.

Z · číselného výpočtu vyplývá, že kapilární · '-kondenzace vody při teplotě 20 °C nastává · tehdy, jestliže při následujících relativních vlhkostech (rel. vlhkost} jsou kapilární poloměry r menší, než je dále uvedeno, a · jestliže dochází k dokonalé smáčivosti:

rel. vlhkost %	35	70	80	83,5	90	93
r nm	1	3	4,7	6	10	15

Aby se při 90% · relativní vlhkosti také již dosáhlo kapilární kondenzace, · je · zapotřebí kapilár s poloměrem 10 · nm nebo menších. Při nikoliv ideálně dobrém smočení (kontaktní · úhel β větší ·než 0°) · se · shora uvedená rovnice musí rozšířit následovně:

Pr po«

M2 σ cos β (II)

Proto je zapotřebí menších poloměrů k dosažení kapilární kondenzace. U nemodifikovaných polyesterů a vody je například úhel smáčení asi 80° (Τ. H. · Grindstaff, Text. Res. J., 1969, str. 958 j, a tudíž cos · β = 0,2.

Z toho vyplývá, že při nezměněné smáčivosti dochází jedině tehdy ke kapilární kondenzaci, jestliže jsou poloměry pórů o faktor · 5 menší než shora uvedené hodnoty. U zcela nesmáčivých kapalin (/3 = 90° nebo 90° á 180°) nedochází k žádné kapilární kondenzaci.

Kapilární kondenzace je podle vynálezu poprvé záměrně využito ke zlepšení hydrofilie · syntetických vláken. Ve srovnání s běžně · využívanou adsorpcí, například za vytváření · hydrátu, se projevují kromě značného adsorpčního množství další kladné jevy, jako je například velká rychlost adsorpce · · a --desorpce, vzrůstající adsorpce se stoupající teplotou, žádné bobtnání a tím ve velké míře „suchý“ omak, a konečně nedochází k žádným nepříznivým tepelným jevům.

Se zřetelem na · kapilární kondenzaci se odkazuje na cvičebnice fyziky a fyzikální chemie, například na publikaci R. Brdička, Základy fyzikální chemie (Grundlagen der Physikalischen Chemie), 11. vydání, str. 551 až 553, VEB Deutscher Verlag der Wissenschaften, Berlin, 1972, a na publikaci H. Franke, Lexikon der Physik, 3. vydání, str. 776 až 779, Frankh‘sche Verlagshandlung, Stuttgart, a na publikaci E. Manegold, Kapillarsysteme, svazek 1 [Grundlagen (1955), Strassenbau, Chemie und Technik Verlagsgesellschaft mbH, Heidelberg].

Mikrodutinky lze dále dokázat pomocí souvislého rozptylu (pozadí) při mikrorentgenovém zkoumání pod malými úhly. Normálně se k charakterizování chemických vláken pomocí rozptylu rentgenového záření při malých úhlech používá diskrétních (oddělených) odrazů příslušejících malým úhlům.. Jejich příčina spočívá . v periodickém střídání krystalických a amorfních oblastí uvnitř vzorku. Podle vzájemného uspořádání těchto oblastí se získá buď dvoubodový, nebo čtyřbodový diagram.

Polyesterová vlákna s neperiodicky uspořádanými oblastmi s odchylnou hustotou elektronň vykazují vedle těchto diskrétních odrazů ještě souvislý rozptyl (pozadí). Jde-li v těchto oblastech s odchylnou hustotou elektronů o dutiny, dostane se silný rozptyl. (K získání podrobný informací se odkazuje na dále uvedenou literaturu.) Hydrofilní polyesterová vlákna vykazují takové silné souvislé rozptylové pozadí.

Kvantitativním vyhodnocením rozptylu lze systém pórů hydrofilních vláken podle vynálezu charakterizovat ještě přesněji. V případě kulovitých mikrodutin se získá izotropní pozadí. Z úhlové závislosti intenzity souvislého pozadí lze vyšetřit poloměr těchto kuliček. V případě nekulovitých mikrodutin zaujímajících ve vzorku přednostní směr se získá anizotropní souvislé pozadí, přičemž lze z anizotropie usuzovat na orientaci těchto dutin ve vzorku. Také zde je možno vyhodnotit z úhlové závislosti intenzity souvislého pozadí příčný průměr těchto nekulovitých dutin. Jestliže se porovnají různé vzorky se stejnými dutinami, získá se z intenzity souvislého pozadí údaj' o relativním počtu dutin tohoto vzorku.

Pokud jde o měření, teorii a vyhodnocování rozptylu při rentgenovém zkoumání s malými úhly, poukazuje se na odbornou ' literaturu, například . na tyto' práce: Zahn a Winter, Kolloid-Zeitschrift 128 (1952) str. 142—153, H. Kiessig, Kolloid-Zeitschгift 152 (1957), str. 62—74, O. Krátký, Angew Chemie 72 (1960), str. 467—482, . V. Hochman, Faserforschung und Textiltechnik 27 (1976) sešit 8, Zeitschrift fůr Polymerforschung, str. 417—424, A. Guinier, X-Ray Dlffraction, H. W. Freeman and Company, San Francisco, 1963.

Dalším charakteristickým znakem polyesterových vláken podle vynálezu je objem pórů v závislosti na poloměru pórů. Může se stanovit velmi snadno rtuťovou porózi metrií. Při rtuťové porózimetrii se zjišťují póry o poloměru 5 až 50 000 nm, tedy jak mikropóry, tak makropóry.

Pokud jde o teorii, provedení a vyhodnocování rtuťové porózimetrie, poukazuje se rovněž na odbornou literaturu, například na tyto práce:

H. Juntgen a M. Schwuger, Chem.-Ing.-Techn. 38 (1966), str. 1271—1278 a

E. F. Wagner, Chemiefasern 8—67 (1967) str. 601—606.

K důkazu pórovitého systému je možno použít také měření hustoty. Při výskytu systému pórů ve vzorku se získají při běžném způsobu měření hustoty v gradientu například z tetrachlormethanu a heptanu za předpokladu, že gradientova . kapalina nemůže proniknout do' systémů pórů, například v důsledku toho, že je směrem ven uzavřen nebo v důsledku toho, že jsou stěny pórů gradientovou kapalinou nesmáčitelné, výrazně nižší hodnoty, než jaké odpovídají čistému polymeru prostému pórů. V těchto případech lze z měření hustoty vypočítat celkový objem pórů. Po odečtení objemu pórů zjistitelného mikroskopickým měřením se získá objem pórů, které jsou mikroskopicky nezjistitelné.

Výsledky uvedených čtyř způsobů, totiž měření souvislého rozptylu při mikroskopickém zkoumání pod malými úhly, rtuťové porózimetrie, kapilární kondenzace (adsorpční isoterma) a měření hustoty, poskytují nesporný důkaz, že vlákna podle vynálezu mají z vnějška dostupný, vodou dobře smáčitelný systém pórů značného rozsahu, přičemž poloměry pórů jsou menší než 30 nm.

Pro polyesterová vlákna podle vynálezu je dále charakteristická stálost hydrofilních vlastností. Ve smyslu vynálezu se systém pórů označuje jako stabilní tehdy, jestliže je stálý alespoň při praní a následném sušení na vzduchu při teplotě 100 °C. Tento požadavek je možno označit jakožto minimální, přičemž systém pórů vláken podle vynálezu je však mnohem stabilnější: je stálý za běžných podmínek používání a zpracování, jako je tvarování, fixace horkým vzduchem, například po dobu jedné minuty při teplotě 190 °C, jakož také při vysokoteplotním praní a při vysokoteplotním barvení, například po dobu jedné hodiny při teplotě 120 °C, včetně sušení horkým vzduchem při teplotě 120 °C po dobu tří minut, jakož také praní za varu, například při teplotě 100 °C a po dobu 60 minut v přítomnosti 5 gramů pracího prostředku na litr prací lázně a za podmínek suchého čištění. Stejně stálé, to znamená rovněž v podstatě nezměněné, zůstávají hydrofilní vlastnosti vláken polyesterových podle vynálezu, podmíněné systémem pórů. Na ' základě provedení shora popsaných měření se mohou polyesterová vlákna podle vynálezu popsal na základě systému pórů a na základě svých hydrofilních vlastností následujícím způsobem:

Jak shora již uvedeno, mohou polyesterová vlákna podle vynálezu při 40 °C a při 92% relativní vlhkosti vzduchu přijímat více než 2 % . hmotnostní vody, popřípadě vlhkosti. Tento celkový příjem vlhkosti hydrofilních polyesterových vláken podle vynálezu se skládá v podstatě z běžného příjímání vlhkosti nemodifikovaným polyesterem asi 0,5 % a z přijímání vlhkosti podmíněného kapilární kondenzací.

Podíl vlhkosti přijímané kapilární kondenzací je alespoň 25 % celkového přijímání vlhkosti, je tedy při nepatrné celkové schopnosti přijímat vlhkost poměrně nízký, například 25 %', a při vysoké celkové schopnosti přijímat vlhkost poměrně vysoký, · na · příklad 95 %. S výhodou obnáší 70 % celkového přijímání vlhkosti.

Hydrofilní polyesterová vlákna podle vynálezu mají při teplotě 40 °C a 92% · relativní vlhkosti vzduchu příjem vlhkosti až 25 proč, hmotnostních. Výhodnými jsou polyestery s příjmem vlhkosti 5 až 15 % hmotnostních. Takové produkty lze zpracovávat . bez obtíží a mají vynikající textilní vlastnosti. Také polyesterová vlákna podle · vynálezu s přijímáním vlhkosti při teplotě 40 °C a při relativní vlhkosti vzduchu 92 proč, v hodnotě · 15 až 25 %' hmotnostních se mohou rovněž vyrábět bez větších obtíží, zvláště v případě hrubších titrů; v důsledku poměrně většího objemu pórů mají vsak odpovídajícím způsobem menší pevnost.

Zdánlivá hustota vláken je pod 1350 kg/ · /m³, s výhodou odpovídá 1050 až 1150 · kg/ · /m3.

S výhodou sestává systém póru polyesterových vláken podle vynálezu z mikropórů a z makropórů. Poloměry mikropórů jsou pod 30 nm, s · výhodou v oboru 5 až 15 nm. Poloměry makropórů mohou být v oboru 100 až 3000 · nm. Objem mikropórů je větší, než 0,04 cm³/g. S výhodou obsahují vlákna podle vynálezu mikropóry, jejichž .poloměr

Přijímání vlhkosti (v % hmotnostních) je· 5 až . 15 nm. a jejichž objem je 0,04 až 0,15 cm³/g. Objem makropórů může být 0,01 až 0,10 cm³/g. Produkty s ještě větší objemem . pórů, a to až 0,5 cm³/g, jsou rovněž vyrobitelné; přicházejí však v úvahu jen pro takové obory · použití, kde není zapotřebí žádné pevnosti, nebo· kde je zapotřebí jen nepatrné pevnosti.

Jak mikropóry, tak makropóry polyesterových vláken podle vynálezu jsou otevřené, to znamená, že jsou propojeny jak navzájem, tak také s povrchem vlákna.

Polyesterová vlákna podle vynálezu mají s výhodou . mikropóry, které nejsou kulovitého tvaru, přičemž je jejich délkový rozměr několikanásobkem příčného rozměru. Hlavní podíl těchto nekulovitých pórů je orientován paralelně s osou vlákna.

Pro polyesterová vlákna podle vynálezu je charakteristické, že jsou stěny systému pórů dobře· smáčitelné vodou. Tato zvláštní vlastnost stěn pórů je podobně jako· . popsaný systém pórů nositelem hydrofilních vlastností polyesterových vláken podle vynálezu.

Produkty podle vynálezu mají ve srovnání s běžnými polyestery překvapivě vysokou schopnost přijímat vlhkost. V následující tabulce jsou uvedeny · některé hodnoty pro normální polyethylentereftalové vlákno, pro polyethylentereftalátové vlákno vyrobené podle vynálezu za použití 10 % hmotnostních aluminiumoxalátu draselného vzorce

K₃[A1(C₂.O₄)3], a pro vlnu. Měření se provádí podle DIN 54 201 za konstantních klimatických podmínek, 20 °C a 65% relativní vlhkosti vzduchu (normální klima podle normy DIN 50 014), při 20 °C a 92% relativní vlhkosti vzduchu, při 34 °C .a 92% relativní vlhkosti vzduchu a při teplotě 40 °C a 92% · relativní vlhkosti vzduchu . (vlhké, teplé konstantní klima · podle normy DIN 50 015):

Polyethylentereftalát

Klima normální typ typ podle vynálezu Vlna °C/65% rvv* 0,3 1 , 015 °C/92% rvv 0,4 6,524 °C/92° rvv 0,5 8,022 °C/92% rvv 0,6 10,021 ⁺rvv = relativní vlhkost vzduchu

Z uvedené tabulky vyplývá:

V kondicionovaném stavu mají polyesterová vlákna podle vynálezu jak v normálním klima 20 °C/65% relativní vlhkosti vzduchu, tak také při vyšších teplotách a při vyšších relativních vlhkostech vzduchu podstatně vyšší schopnost přijímat vlhkost, než normální polyesterové . typy. Přitom má pro hygienu odívání menší význam absolutní schopnost přijímat vlhkost, spíš má význam rozdíl přijímání vlhkosti · při 20· °C a 65% relativní vlhkosti vzduchu a · při konstantním klima 34 °C a 92% relativní vlhkosti vzdu chu. Konstantní klima 34 °C a 92% relativ ní vlhkosti vzduchu odpovídá totiž tělesné mu klima v blízkosti pokožky na horní hra · nici oboru příjemného pocitu a rozdíl příjmu vlhkosti odpovídá proto schopnosti tex tilního materiálu přijímat vlhkost v průbě hu nošení až do hranice oboru příjemnosti nošení. U normálního typu polyethylentere216186 ftalátu je tento rozdíl jen 0,2 %., naproti tomu u hydrofilních polyesterových vláken podle vynálezu je 7,0 %. Dosahuje se tedy stejně velké hodnoty jako u vlny. Naproti tomu však vlna na rozdíl od hydrofilních vláken přijímá se stoupající teplotou méně vlhkosti. Tato skutečnost má nepříznivý · vliv na příjemnost nošení ' takového textilního materiálu, jelikož se vzrůstající teplotou pokožky a tak se zvyšujícím se pocením . by textilní materiál měl přijímat více, a nikoliv méně vlhkosti.

Další důležitou vlastností vláken podle vynálezu je jejich vysoká schopnost zadržovat vlhkost. Na rozdíl od schopnosti přijímat vlhkost, která je dána v podstatě systémem mikropórů, závisí schopnost zadržovat vodu jak na struktuře mikropórů, tak také na struktuře makropórů.

Schopnost zadržovat vodu se zpravidla určuje podle . normy DIN 53 814: Určité množství zkoumaného materiálu se napustí za použití smáčedla dokonale vodou a pak se odstředí v odstředivce za přesně stanovených podmínek. Odstředěný vzorek se zváží, usuší a opět se zváží. Rozdíl obou hmotností odpovídá zadržené vodě po odstředění vzorku.

Normální polyester má zpravidla schopnost zadržovat asi 2 až 5 % vody, vlákna podle vynálezu 10 až · 50 %, s výhodou 20 až 30 %, a známý polyester s modifikovanou strukturou působením rozpouštědla má schopnost zadržovat vodu asi 8,5 %. Schopnost zadržovat vodu má rovněž rozhodující význam pro příjemnost při nošeni a pro užitkové vlastnosti textilií: bavlna a vlna mají schopnost zadržovat vodu asi 40 až 50 %, takže vlákna podle vynálezu v tomto ohledu dosáhla vlastností uvedených . přírodních vláken. Přitom je třeba . uvážit, že · vlna a bavlna již při skladování přijímají . 8 až 15 % vlhkosti.

Další vlastností důležitou pro příjemnost nošení textilních materiálů je hranice pocitu vlhkosti. Udává, při jakém obsahu vlhkosti v procentech se textilní vzorek jeví jako vlhký.

Pro· stanovení hranice pocitu vlhkosti · se používá dvou způsobů. Jednak se vychází ze suchého textilního vzorku například z ploché pleteniny a na vzorek se působí prostředím se vzrůstající vlhkostí. Nebo se vychází z textilních vzorků zvlhčených jako při způsobu ke stanovení schopnosti zadržovat · vodu (podle DIN 53 814], které se suší v normálním klima (20 °C a 65% relativní vlhkosti vzduchu).

V obou případech zkoušejí alespoň čtyři osoby, zda je pletenina tak vlhká, popřípadě tak suchá, že nátělník z ní již nelze, nebo právě jen lze obléknout. Hranice pocitu vlhkosti normální polyesteru je asi při 0,4 %, vlny asi· . při 19 % a bavlny asi při 8 %. U vláken podle vynálezu je hranice pocitu vlhkosti normálního polyesteru je asi při sledkem je skutečnost, že textilie z nemodifikovaného polyesteru přijímají jen asi 0,1 % hmotnostních vlhkosti, jestliže se po uložení v normálním klima zvlhčí až do pocitu hranice vlhkosti. Textilie z vlny přijímají za těchto podmínek asi 4 % · hmotnostní vlhkosti, textilie z polyesterů podle vynálezu však asi 8 % hmotnostních.

Také se zřetelem na odevzdávání vlhkosti mají vlákna podle vynálezu vynikající vlastnosti. Odevzdávání vlhkosti charakterizuje časový průběh odevzdávání vlhkosti předem podle normy DIN 53 184 zvlhčeného vzorku při normálním klima 20 °C a 65% relativní vlhkosti vzduchu. Zde má význam především časový úsek až k . dosažení hranice pocitu vlhkosti. Tento časový úsek odpovídá se zřetelem na normální polyethylentereftalát, hydrofilní polyester podle vynálezu, vlnu a bavlnu asi 1 : 2 : 2,5 : 3, to znamená tedy, že hydrofilní polyester podle vynálezu dosahuje v průběhu sušení rychleji časového bodu, po kterém se jeví jako suchý, než vlna nebo bavlna.

Kromě shora uvedených vlastností, které . se týkají . hydrofilního charakteru, mají vlákna podle . vynálezu také vynikající vlastnosti textilní, které . jsou srovnatelné s vlastnostmi normálních polyesterových vláken. Vlákna podle vynálezu se mohou vyrábět v běžných titrech a mají například tyto textilní vlastnosti:

Vlastnost	Hydrofilní polyethylentereftalátové’.· vlákno podle vynálezu	Normální polyethylentereftalátové vlákno
Titr (dtex)	3,3	3,3
Tažnost (%)	45	40
Pevnost (cN/tex)	33	42
Síla tahu při 10% protažení	10	12
(cN/tex)

Rovněž barvitelnost vláken podle vynálezu je velmi dobrá. Jak lze očekávat, je rychlost přijímání barviva vláken podle vynálezu vyšší než polyesterových vláken normálních typů. К dosažení srovnatelné sytosti vybarvení je u hydrofilních vláken podle vynálezu, stejně jako u dosud známých makrcporézních vláken polyesterových, zapotřebí většího množství barviva než u polyesterových vláken normálních typů.

Hydrofilní polyesterová vlákna se mohou obzvláště vhodným způsobem vyrábět tak, že se zvlákňuje polyesterová hmota, která obsahuje 1 až 20 % hmotnostních jednoho nebo několika oxalátových komplexů obecného vzorce (I),

Me_n[Z(C₂O/J_m] (I) získané vlákno se dlouží a fixuje se při teplotě 90 až 170 °C v přítomnosti tekoucí vody.

V obecném vzorci I znamená

Z alespoň jeden komplexotvorný centrální atom ze skupiny zahrnující hořčík, vápník, stroncium, baryum, zirkon, hafnium, cér, vanad, chrom, mangan, železo, kobalt, nikl, měď, zinek, kadmium, bor, hliník, galium, indium, cín, olovo a antimon, n přibližně 1, přibližně 2, přibližně 3 nebo přibližně 4, m přibližně 2, přibližně 3 nebo přibližně 4.

Polyestery obsahující jeden nebo několik oxalátových komplexů, potřebné pro způsob podle vynálezu, jsou podrobně popsány v prioritním dokladu č. P 26 28 964.5-43. Připravují se tak, že se jeden nebo několik oxalátových komplexů vnáší o sobě známým způsobem do polyesterové hmoty. V úvahu přicházejí kromě jiného způsoby, při kterých se oxalátový komplex přidává již při transesterifikaci nebo polykondenzaci výchozích látek pro polyester a tak se homogenně dispergují ve vzniklém polyesteru. Další možnost zapracování je založena na tom, že se polyesterová hmota nataví, smísí se s oxalátovým komplexem a pak se zpracuje na granulát a přímo se tvaruje. Další možnost je založena na tom, že se jemně rozptýlený oxalátový komplex napudruje na granulovaný polymer a spolu s ním se zpracuje.

Pokud jde o oxalátové komplexy a o jejich výrobu, poukazuje se na článek К. V. Krishnamurty a G. M. Harrise v časopise Chemical Reviews, svazek 61 (1961), str. 213 až 246. Počet ligand je zpravidla 1, 2, 3, nebo 4 mocenství aniontu komplexu -1, -2, -3, -4 nebo -5, a počet centrálních atomů 1, přičemž počet ligand a mocenství aniontu komplexu jsou dány koordinačním číslem a nábojem centrálního atomu.

Ve smyslu vynálezu se pod oxalátovými komplexy s komplexními anionty typu [Z(C₂Oj_n]-e nerozumějí toliko sloučeniny, jejichž složení je exaktně stechiometrické, nýbrž také takové sloučeniny, ve kterých hodnoty pro n a -e se směrem nahoru i dolů liší od celých čísel. To připadá v úvahu například tehdy, jestliže je nahrazen menší díl oxalátových ligand jinými llgandy. Takové sloučeniny mohou vznikat tak, že se při syntéze oxalátového komplexu do komplexního aniontu vestavují cizí ligandy nebo se po syntéze v komplexním aniontu vyměňují ligandy. Totéž platí příslušně také pro centrální atom, to znamená, že do vynálezu jsou zahrnuty také takové oxalátové komplexy, jejichž kationický podíl neodpovídá přísně stechiometrickému složení. Také v tomto případě se může hodnota pro centrální atom lišit od celého čísla. To platí tehdy, jestliže je nahrazena část centrálního atomu jiným centrálním atomem s jiným koordinačním číslem nebo s jiným mocenstvím. Takové odchylky od exaktní stechiometrie se, jak známo, v chemii komplexních sloučenin častěji vyskytují a odborníkům jsou dobře známy.

Při způsobu podle vynálezu používané polyesterové hmoty mohou obsahovat také směsné oxalátové komplexy, které obsahují místo stechiometrického množství centrálního atomu odpovídající množství různých centrálních atomů. Samozřejmě mohou polyesterové hmoty obsahovat také směsi různých jednotných nebo směsných oxalátových komplexů.

Jelikož se hodnoty pro к, 1 a m mohou lišit od celých čísel, uvádí se před číselnými hodnotami výraz přibližně nebo znaménko

S výhodou se při způsobu podle vynálezu používá polyesterů, které obsahují oxalátový komplex s jedním nebo několika centrálními atomy ze skupiny zahrnující hořčík, baryum, zirkon, železo , kobalt, měď, zinek, hliník, cín, chrom a antimon. Výhodné polyestery obsahují alkalický aluminiumoxalátový komplex obecného vzorce Me₃[A1(C₂O₄)₃] nebo Me[Al(G₂O₄)₂] a zvláště Кз[А1(С₂О₄)₃] nebo oxalátové komplexy vzorce

K₄[Zn(C₂O₄)₃],

K₃[Cr[C₂O₄)₃],

K₃[Sb(C₂O₄)₃],

K₂.[Fe(C₂O₄)₂],

I<₄[Zr(C₂O₄)₄],

K₃[Fe(C₂O₄)₃],

218186

K₂[Mg(C₂O₄)₂],

K₂[Zn(C₂O₄)₂],

K₂[Cu(C₂O₄)₂].

Sloučeninami jsou komplexní aluminiumdioxalátové, popřípadě aluminiumtrioxalátové soli lithia, sodíku, draslíku, rubidia, cesia, amonia s koordinačním čtyřmocným, popřípadě šestimocným atomem hliníku. Jsou samy o sobě známy a připravují se jednoduchým způsobem vysrážením z vodného roztoku svých složek, například reakcí roztoku síranu hlinitého s roztokem oxalátu líthného, sodného, draselného, rubidného, česného, popřípadě amonného. Pokud jde o způsob přípravy a vlastnosti těchto komplexních solí, poukazuje se na publikaci Gmelins Handbuch der anorganischen Chemie,

8. vydání, „Aluminium“, díl B, část 1, nakladatelství Verlag Chemie GmbH Weinheim/ /Bergstr. 1933.

Další vhodný způsob pro přípravu aluminiumtrioxalátové draselné soli je založen na zpracování čerstvě vysráženého hydroxidu hlinitého vodným roztokem kaliumhydrogenxalátu; způsob je popsán v publikaci Inorganic Synthese, svazek I, McGraw-Hill Book Comp., Inc., New York a Londýn 1939, str. 36. Z oxalátových komplexů s jinými centrálními atomy je většina sloučenin používaných při způsobu podle vynálezu rovněž známa a dostatečně popsána. Mohou se připravovat reakcí soli centrálního atomu s oxalátem alkalického kovu. Vhodnými sloučeninami centrálního atomu jsou sírany, chloridy, hydroxidy, acetáty, uhličitany a oxaláty. Pokud jde o bližší podrobnosti o způsobu výroby těchto komplexů, poukazuje se na tuto literaturu:

D. P. Graddon, J. Inorg. and Nucl. Chem. 1956, svazek 3, str. 308 až 322,

Bailer and al. Inorg. Syntheses, svazek I, str. 36, К. V. Krishnamurty and al. Chem. Rev. 61 (1961), str. 213 až 246.

Oxalátové komplexy, jejichž způsob přípravy není v uvedených publikacích explicitně popsán, se mohou připravovat podobně. Samozřejmě platí i zde, že počet atomů alkalických kovů nebo kovů alkalických zemin, to znamená velikost symbolu kal, jakož také velikost symbolu m, je dána mocenstvím centrálního atomu, a že vynález zahrnuje také použití takových sloučenin, jejichž složení není přesně stechiometrické ve smyslu shora uvedených obecných vzorců, to znamená také takových sloučenin, jejichž hodnoty к, 1 a m se liší od celých čísel směrem nahoru nebo dolů.

Zvlákňování z taveniny a dloužení polyesterů obsahujících oxalátové komplexy používané podle vynálezu se provádí za podmínek o sobě známých a za použití běžných zařízení.

Rozsah a stabilizace hydrofilních vlastností polyesterů se při způsobu podle vy nálezu získají hydrofixací za určitých podmínek. Hydrofixace se provádí v přítomnosti tekoucí vody při teplotách 90 až 170 stupňů Celsia, s výhodou při teplotách 120 až 140 °C.

Podle vynálezu je důležité, že se vlákna před hydrofixací nevystavují ani zpracování horkým vzduchem při teplotě nad 120 °C, tedy například stabilizaci, fixaci horkým vzduchem nebo tvarování, ani praní při teplotách pod 90 °C s následným sušením horkým vzduchem. Produkty, které se nehydrofíxují způsobem podle vynálezu, nýbrž se podrobují shora uvedenému zpracování horkým vzduchem nebo praní, mají výrazně až asi o třetinu menší schopnost přijímat vlhkost než produkty podle vynálezu.

To platí rovněž pro schopnost zadržovat vodu. Produkty, které se před shora uvedenou hydrofixací podrobují shora uvedenému zpracování horkým vzduchem nebo praní a pak se teprve hydrofixují, mají jen ještě malé hydrofílní vlastnosti.

Z toho je zřejmé, že časové zařazení hydrofixace, to znamená sled dloužení, hydrofixace a běžné tepelné zpracování, je důležité.

Také hydrofixační teplota má rozhodující vliv na hydrofílní vlastnosti polyesterů vyrobených způsobem podle vynálezu. Se vzrůstající hydrofixační teplotou stoupá jak přijímání vlhkosti, tak také schopnost zadržovat vodu. Jestliže se hydrofixace provádí za teplot pod 90 °C, mají produkty poměrně malou schopnost přijímat vlhkost a rovněž nepatrnou možnost zadržovat vodu.

Bez podstatného vlivu na přijímání vlhkosti produktů podle vynálezu je trvání hydrofixace v průběhu několika minut až půl hodiny a možnosti srážení vláken v průběhu fixace, to teda znamená, že fixace vláken jak bez napínání, například v případě stříže nebo běžícího vlákna bez napínání, tak také za napínání až do napětí srážení, například na cívce, je možno provádět. Schopnost zadržovat vodu a objem makropórů se tím však výrazně ovlivní. Jestliže se vlákno může volně vysrážet, ve srovnání s hydrofixací za napětí při srážení se získají vyšší hodnoty.

Při způsobu podle vynálezu je důležité, aby se hydrofixace prováděla za daných teplot v přítomnosti tekoucí vody. Přitom je důležité, aby byl hydrofixovaný materiál uveden do styku s tekoucí vodou. S výhodou odpovídá množství tekoucí vody více než 100 % hmotnostním, vztaženo na hydrofixovaný materiál. Je třeba dbáti toho, aby byla voda po možnosti rovnoměrně rozdělována na textilním materiálu. Voda se může nanášet například ponořováním materiálu do vody a následným odkapáním nebo postřikováním materiálu.

Není nutné, aby hydrofixačním prostředím byla toliko voda. Může obsahovat také přísady ve větším nebo menším množství, jako jsou například ve vodě rozpustné soli nebo s vodou mísitelné kapaliny. Přísady, které zvyšují teplotu varu vody, mohou sloužit například k tomu, aby se hydrofixace prováděla za teploty nižší než shora uvedeno za nižších tlaků.

Je obzvláště výhodné provádět hydrofixaci za vysokoteplotního barvení nebo za vysokoteplotního optického zjasňování za shora uvedených podmínek. Jak již však bylo shora uvedeno, je třeba se předem vyvarovat zpracování horkým vzduchem nad teplotou 120 °C a praní za teploty pod 90 °C, protože se jinak dosahuje mnohem horších výsledků se zřetelem na příjem vlhkosti a na schopnost zadržovat vodu.

Je také možné používat místo polyesterových nebo kopolyesterových vláken z jediné složky dvousložkových polyesterových vláken. Přitom může jádro a plášť vlákna obsahovat různý polyesterový substrát a/nebo: odlišné oxalátové komplexy a/nebo odlišná množství oxalátového komplexu. S výhodou však obsahují taková výchozí dvousložková vlákna plášť sestávající z nemodifikovaného polyesteru, například z polyethylentereftalátu, a jádro z polyesteru modifikovaného oxalátovým komplexem. Jestliže se takové vlákno zpracovává způsobem podle vynálezu, získá se rovněž vlákno· podle vynálezu. Překvapivé je, že to platí, i když plášť sestává z nemodifikovaného polyesteru. Přitom získané produkty se vyznačují tím, že mají hladký povrch a omak jako normální typ polyesterů.

Podle vynálezu se podařilo vyrobit nový typ polyesterového vlákna, které má kromě předností běžných polyesterových vláken také dobré vlastnosti vláken přírodních a v mnohém ohledu je dokonce předčí. Obzvláště se zdůrazňuje, že vlastnosti zůstávají zachovány v průběhu běžného dalšího zpracování a v průběhu používání.

Hydrofilní vlákna podle vynálezu vykazují vynikající užitkové vlastnosti. Ve srovnání s normálními typy · polyesterových vláken mají mimořádně hydrofilní vlastnosti, které se projevují zvláště vysokou schopností přijímat vlhkost, vysokou hranicí pocitu vlhkosti a vysokou schopností zadržovat vodu. Přijímání vlhkosti kapilární kondenzací probíhá bez hydratačního· tepla. Naproti tomu probíhá u vlny a u bavlny přijímání vlhkosti také hydratací, které je spojena s pozitivním tepelným zabarvením. Tím se při vyšší tělesné teplotě a tím podmíněném pocení teplota těla zvyšuje uvolňovaným hydratizačním teplem vlny, popřípadě bavlny. Výhodnými jsou polyesterová vlákna podle vynálezu ve srovnání s vlnou a bavlnou, jak již bylo· shora uvedeno, také tím, že při stoupající teplotě mohou přijímat také stoupající množství vlhkosti. Konečně se také poukazuje na vysokou rychlost přijímání vlhkosti a na skutečnost, že hydrofilní polyesterová vlákna podle vynálezu nebobtnají při přijímání vlhkosti. To se příznivě projevuje při sušení textilního materiálu.

Vynález blíže objasňují následující příklady praktického provedení.

Příklad 1 až 4

Příklad 1 a 2

Způsob přípravy polyethylentereftalátu podle vynálezu

a) Výroba a mletí oxalátového komplexu

Aluminiumoxalát vzorce

K3[A1(C2H4)3], se připraví způsobem, který popsal J. C. Bailar a Ε. M. Jones v Inorganic Synthese 1 (1939), str. 36. Získaná komplexní sůl se pak suší po dobu 15 hodin při teplotě 150 stupňů Celsia a za tlaku asi 1,33 kPa. Analýzou vzorků získaných z různých násad zjištěno složení:

•^WA^I^)^(²2^O4)3^,02] ^{a K}3.36^(A1^(C2^O4J3^,461·

200 g suché komplexní soli se mele s 400 gramy ethylenglykolu po dobu asi dvou hodin v perlovém mlýně s 410 g křemenných perel o průměru 1 až 3 mm. Po· mletí je průměr největších částic komplexní soli v disperzi asi 4 ^m, zatímco hlavní množství částic má velikost 1 μη. Pak se křemenné perly oddělí filtrací přes síto, opláchnou se 200 ml ethylenglykolu a disperze se zředí promývacím roztokem. Disperze se nechá stát po dobu 72 hodin ve vysoké sedimentační nádobě, čímž se ve velké míře oddělí sedimentací částice o velikosti větší než 2 μη.

; · Τ

b) Polykondenzace ..... .....

600 g, popřípadě 300 g této zředěné disperze, obsahující aluminiumoxalát vzorce

K3[A1(C₂O₄)3J.

v množství 150 g, popřípadě 75 g, se převede s transesterifikačním · produktem z 1350 gramů dimethyltereftalátu · a 1200 g ethylenglykolu při rychlosti míchání 30 ot/min a při teplotě asi 245 °C do polykondenzační nádoby. Jakožto transesterifikačního katalyzátoru se používá 150 ppm acetátu zinečnatého, jakožto kondenzačního katalyzátoru se používá 200 ppm antimontrioxidu. Oddestilovaný . ethylenglykol se může používat pro novou kondenzaci. Polykondenzát obsahuje 10 (podle příklad 1), popřípadě 5 (podle příkladu 2) % hmotnostních aluminiumoxalátu vzorce

..... K3[A1(C₂O₄)3j

c) Tvarování

Získaný polykondenzát se o sobě známým způsobem zpracuje na řízky a suší se po dobu 24 hodin při teplotě 125 °C a za tlaku 8,0 kPa. Řízky se při teplotě zvlákňovací 296 °C zvlákňují na filamentovou přízi s jedničním titrem 3,0 dtex a s celkovým titrem 150 dtex f 48. Filamentní příze se dlouží v poměru 1 : 4,2 a pak se ská. Textilní data získaného materiálu odpovídají se zřetelem na stálost na světle, stálobarevnost a viskozitu roztoku v široké míře běžnému polyethylentereftalátu, který se získá za shora uvedených podmínek bez přísady oxalátového komplexu.

d) Hydrofixace

Vždy asi 15 g shora uvedeného materiálu nebo z něho vyrobené pleteniny a 200 ml vody se vnese dohromady v tlakotěsné nádobě o obsahu 2'70 ml do přístroje Linitest, předehřátého na teplotu 140 °C. Po době prodlevy 15 minut se nádoba opět vyjme a ochladí se v průběhu 5 minut tekoucí vodou na teplotu 60 až 80 °C. Po propláchnutí destilovanou vodou se textilie předsuší jednu hodinu při teplotě 100 °C v sušičce s nuceným oběhem vzduchu, pak se pro měření suší další 4 hodiny při teplotě 120 °C a za tlaku 2,66 kPa až do konstantní hmotnosti.

Příklad 3

Výroba nemodifikovaného polyethylentereftalátového vlákna (srovnávací příkla-d)

Pro srovnávací účely vyrobeno nemodifikované polyethylentereftalátové vlákno. Polykondenzace a tvarování se provádějí způsobem popsaným v příkladu 1, odstavec b) a c).

P ř í k 1 a d 4

Výroba polyethylentereftalátového vlákna modifikovaného dimethylformamidem (srovnávací příklad)

Pro další srovnávací účely zkoumáno polyethylentereftalátové vlákno modifikované způsobem popsaným H. D. Weigmannem a kol. (l.c) zpracováním dimethylformamidem. Vzorek zpracováván po dobu dvou minut při teplotě 140 °C bez napínání dimethylformamidem, pak zbaven vodou rozpouštědla (15 minut při ' teplotě 100 °C) a pak usušen na vzduchu. Jelikož autoři neuvádějí žádnou teplotu, sušen vzorek a) při teplotě 20 °C a vzorek b) při teplotě 100 °C.

V tabulce 1 jsou uvedeny vlastnosti se zřetelem na porózitu a hydrofilnost shora popsaného vlákna podle vynálezu a šhora uvedených srovnávacích vzorků.

Metody měření jsou v tabulce uvedeny heslovitě. Zkoušky se provádějí shora popsaným způsobem podle uvedených citací literatury, popřípadě norem.

τ4 d Λ d

4Э cd

Η

Vlastnosti Způsob měření Rozměr Příklad 1 Příklad 2 Příklad 3 Příklad 4 [srovnávací) (srovnávací) co CO o гЧ O CM CM o CD o CD CD CD CD O

1П d

cd

CO CO гЧ O

Ίΰ л со

o	co	'cd	O
гЧ	гЧ	X)	CD
o	cd	cd	co	со ю co
(d	d	ω	гЧ d	d' d ď

	Di
CD oo	d	Ю т-Ч	o

ю oo cd~ d

CM

CM co °° θ' d

CO CO CM

CM η H tí

Ю	o	o d
CM	Ю	Ю N
T—(	см	cd й
θ'	CD	o — 4—·

d o

Й cd co

O~CD d ď

do co	do 00	do	co E
s	E	E	CJ
CJ	o	CJ	dO

Φ ’£ -♦—· ω s

N Ό

D o Λ ώ я

e я
	Ю
	r4
	V		Ё Ё
	t-l		Й Й
	°d	E	O CD O rH
ca	J4 Ό Λ	Й CD	CD rH
		O	cd cd
»n^ КЗ	E	O	ω ω
'Q	φ X3	N	II II
Di 9	V	II II
PU	o	f-í	Ги D

ω ο cd +-» ω

D Ο

cd Q A
r-Γ OD d	Ю Ю	CM	CD Ю CD	O r4
гЧ	СО гЧ	CD		CO CM

O'' θ' О'

Η Η н ο ο ο см см см

Ю LOLO ζ ζ ζ ►—< μ-н ι—ι QQQ

θ' θ'

jd со ο

Ό cd N

Ό Ο

Ο ο

φ

Г-н

vání vody až do hranice pocitu vlhkosti v % se zřetelem na vlnu

Příklad 5 až 15

Následující příklady provedení se týkají výroby hydrofilních polyethylentereftalátových vláken, polybutylentereftalátových vláken a kopolyesterových vláken z tereftalové a adipové kyseliny, z tereftalové a azelainové kyseliny, jakož také z tereftalové a izoftalové kyseliny a ethylenglykolu. Používáno plochého stávkového textilu z dloužené polyesterové nebo kopolyesterové filamentní příze. Hydrofixace prováděna po doTabulka 2 bu 15 minut při teplotě 140 °C v přístroji Linitest.

V tabulce 2 jsou uvedeny použité polyesterové, popřípadě kopolyesterové hmoty, to znamená polymer, oxalátový komplex a jeho obsah v polymerní hmotě a přijímání vlhkosti při teplotě 40 °C a 92% vlhkosti vzduchu. Pro srovnání jsou uvedeny hodnoty přijímání vlhkosti nemodifikovaným polyethylentereftalátovým vláknem a vláken z nemodifikovaného kopolyesteru z tereftalové kyseliny, z azelainové kyseliny a z ethylenglykolu..

Příklad Polyesterová hmota číslo

Oxylátový komplex

Vzorec Podíl se zřetelem na polyesterovou hmotu % hmotn.

Příjem vlhkosti při 40 °C/92% rel. vlhkosti vzduchu v %

5	polyethylentereftalát	Na₃[ AI (C₂O/,)_;!1	10	6,0
6	polyethylentereftalát	K₃[Al(C₂O₄]_:.j	10	9,3
7	polyethylentereftalát	K^Zi^C^Oz,)·/]	14	4,2
8	polyethylentereftalát	K₂[Mg(C₂0d₂]	20	4,3
9	polyethylentereftalát	K₄[Zr(C₂O4)zJ	10	4,1
10	polyethylentereftalát	—	—	0,6
(srov-
návací )
11	kopolyester tereftalové kyse-	K₃[A1(C2OzJ₃]	10	7,9

liny, 8 mol-% adipové kyseliny

a ethylenglykolu
12	kopolyester tereftalové kyseliny, 8 mol-% azelainové kyseliny a ethylenglykolu	K₃[A1(C2OzJ₃]	10	8,9
13 (srovnávací	kopolyester tereftalové kyseliny, 8 mol-% azelainové kyseliny a ethylenglykolu			0,2
14	kopolyester tereftalové kyseliny, 4 mol-% isoftalové kyseliny a ethylenglykolu	K₃[A1[C2OzJ_;i]	10	8,2
15	polybutylentcreftalát	K₃[A1(U₂0zJ₃]	10	6,2

PŘEDMĚT VYNÁLEZU

Claims

PŘEDMĚT VYNÁLEZU

1. Hydrofilní polyesterové vlákno se stabilním systémem pórů, schopným při teplotě -20 °C a při relativní vlhkosti vzduchu menší než 97 % kapilární kondenzace, se schopností při teplotě 40 °C a při relativní vlhkosti vzduchu 92 % přijímat více než 2 % hmotnostní vlhkosti, přičemž podíl kapilární kondenzace na přijímání vlhkosti je alespoň 25 %, se zdánlivou hustotou nejvýše 1350 kg/cm³ a s poloměrem mikropórů nejvýše 30 nm, přičemž objem mikropórů je větší než 0,04 cm³/g, a připravitelné vnesením jednoho nebo několika oxalátových komplexů obecného vzorce I,

MeníZCQAM (I) kde znamená

Mo alespoň jeden iont zc skupiny zahrnující lithium, sodík, draslík, rubidium, cesium nebo amonium,

7, alespoň jeden komplexotvorný centrální atom ze skupiny zahrnující hořčík, vápník, stroncium, baryum, zirkon, hafnium, cervanad, chrom, mangan, železo, kobalt, nikl, měď, zinek, kadmium, bor, hliník, galium, indium, cín, olovo- a antimon, n číslo 1 až 4 a m číslo 2 až 4, v množství 1 až 20 % hmotnostních, do polyesteru, zvlákněním získané hmoty, dloužením vlákna a jeho hydrofixací při teplotě 90 až 170 °C v přítomnosti kapalné vody.
2. Hydrofilní polyesterové vlákno podle bodu 1, vyznačené tím, že systém pórů sestává z mikropórů a z makropórů.
3. Hydrofilní polyesterové vlákno podle bodů 1 a 2, vyznačené tím, že zdánlivá hustota je 1050 až 1150 kg/m3.
4. Hydrofilní polyesterové vlákno podle bodů 1 až 3, vyznačené tím, že příjem vlhkosti při teplotě 40 °C a při relativní vlhkosti 92 % je 5 až 15 %' hmotnostních.
5. Hydrofilní polyesterové vlákno podle bodů 1 až 4, vyznačené tím, že poloměr mikropórů je 5 až 15 nm.
6. Hydrofilní polyesterové vlákno podle bodů 1 až 5, vyznačené tím, že poloměr mikropórů je 5 až 15 nm při objemu 0,04 až 0,15 cm³/g.
7. Hydrofilní polyesterové vlákno podle bodů 1 až 6, vyznačené tím, že mikropóry jsou kulovité a hlavní podíl pórů je uspořádán rovnoběžně s osou vlákna.
8. Hydrofilní polyesterové vlákno podle bodů 1 až 7, vyznačené tím, že schopnost zadržovat vodu podle DIN 53 814 je nad 10 proč., s výhodou 20 až 30 %.
9. Hydrofilní polyesterové vlákno podle bodů 1 až 8, vyznačené tím, že sestává z polyesterů nebo kopolyesterů tereftalové kyseliny, zvláště z polyethylentereftalátu.
10. Hydrofilní polyesterové vlákno podle bodů 1 až 9, vyznačené tím, že oxalátovým komplexem je hlinitooxalátový komplex alkalického kovu obecného vzorce