CS239183B1 - Sposob výroby vysokozmrštivých kopolyesterových vláken - Google Patents

Description

Vynález sa týká spůsobu výroby vysokozmrštivých kopolyesterových vláken, určených pre relaxačně objemovanie, ktoré majú zvýšené relaxačně sily.

Pri postupe podlá vynálezov, chráněných čs. patentami 105 653 a 117 150 sa vyrábajú relaxačně objemové priadze s použitím kopolyesterových vysokozmrštivých vláken, v ktorých základnými zložkami sú kyselina tereftalová a etylénglykól. Kopolyesterifikačnou zložkou je kyselina izoftalové. Pri výrobě relaxačně objemovaných priadzí sa připraví priadza zo zmrštivých a nezmrštivých, připadne menej zmrštivých vláken. Pri tepelnej úpravě takýchto priadzí sa zmrštivé vlákna zmrštia a nezmrštivé vlákna vytvoria okolo nich oblúčky, čím sa priadza zobjemní.

Je známe, že relaxačně sily vláken kopolyesterifikovaných kyselinou izoftalovou sa dajú měnit obsahom kopolyesterifikaěnej zložky, dížiacim pomerom a dlžiacou teplotou. Tieto sposoby majú obmedzený účinok.

Podstatné zvýšenie relaxačných sil sa podlá tohoto vynálezu dosiahne, ak sa použije ďalšia kopolyesterififcačná zložka a to troj, alebo viacfunkčná organická zlúčenina, s funkčnými skupinami, schopnými tvořit polyestery. Takýmito skupinami sú skupiny hydroxylové, fenolické, karboxylové. Tieto můžu byť volné, alebo exterifikované jednosýtnym alkoholom, alebo etylénglykolom. Tieto zlúčeniny kopolyester rozvetvujú a zosieťujú. Zosietené polyestery a kopolyestery sa nedajú použiť pre výrobu vláken. Keď sa však použije len malé množstvo viacfunkčnej zlúčeniny, ktorá sposobí len malé rozvetvenie, polymer zostáva vláknotvorným. Rozvetvenie polyesterov a kopolyesterov je známe například z US 2 895 946 alebo US 3 461 468. Pri týchto vynálezech sa vyriešené polymery vůbec nepoužívajú pre výrobu vysokozmrštivých vláken pre relaxačně objemovanie.

Podstata vynálezu spočívá v novom použití rozvetvenia a to pre výrobu vysokozmrštivých vláken, ktoré majú zvýšené relaxačně sily. Tým v priadzí umožňujú dosiahnúť zvýšené zmrštenie a toto vedie k zvýšenej objemnosti priadze.

Pri výrobě kopolyesterových vláken podlá vynálezu sa polyestery kyseliny tereftalovej a etylénglykolu kopolyesterifikujú 4 až 15 molárnymi % kyseliny izoftalovej, takže kyselina tereftalová tvoří od 96 do 85 mol °/o z obsahu kyselinovej zložky. Naviac sa přidává 0,05 až 0,7 mol % viacsýtnej esterotvornej zlúčeniny. Postup podlá vynálezu nevyžaduje niektorú špeciálnu viacfunkčnú zlúčeninu. Postačujú troj, alebo štvorfunkčné zlúčeniny. Príkladom vhodným trojfunkčných zlúčenín sú glycerín, trimetylpropán, alebo trimetyltrimezinát. Příkladem vhodnej štvorfunkčnej zlúčeniny je pontaerytrit.

Objemnost priadze závisí v prvom radě od zmrštenia vlákna, ktoré nastalo pri zobjemňovaní, musí, vysokozmrštivé vlákno pri zmršťovaní překonávat odpory ostatných vláken priadze. Schopnost překonávat odpory závisí od zmršťovacích sil, ktoré vlákno je schopné vyvinúť. Takto zmrštovacia sila ovplyvňuje pri zobjemňovaní zmrštenie a tým aj objemnost priadze. Preto pre dosiahnutie vysokej objemnosti je potřebné mať nielen vlákno s dostatočným zmrštením, ale súčasne aj vlákno, ktoré sa vyznačuje vysokými zmršťovacími silami.

Zmrštovacia sila je definovaná ako sila, ktorú je vlákno schopné pri zmršťovaní vyvinút. Keď sila působiaca proti směru zmršťovania je nulová, vlákno dosahuje najvyššie zmrštenie dosiahnutelné za daných podmienok. Keď sa sila působiaca proti směru zmršťovania zvyšuje, zmrštenie klesá. Sila posobiaci proti směru zmrštovania je pri danom zmrštení súčasne totožná so zmrštovacou silou, má jedine opačný směr. Sila, pri ktorej sa vlákno práce dížkovo nemení, označuje sa ako maximálna zmrštovacia sila. Keď sa sila, působiaca proti směru zmršťovania zvyšuje nad maximálnu zmršťovaciu silu, vlákno sa predíži.

Najjednoduchší sposob stanovovania zmrštovacích sil a maximálnej zmršťovacej sily je tento: jednotlivé vlákna sa zaťažia rožne velkým závažím a působí sa na ne zvolenou teplotou, najčastejšie sa používá teplota 150 °^!C. Postačuje doba 5 minút. Potom sa stanovia dížkové změny. Výsledky je možné graficky znázornit ako závislost medzi posobiacou silou a zmrštením. Z grafického znázornenia je možné určit pre každé zmrštenie příslušná zmršťovaciu silu. Z nulovej změny dížky sa odčítá maximálna zmršťovacla sila. Zmrštovacie sily je účelné přepočítat na jednotková jemnost, obvykle sa vyjadrujú v centinewtonoch na jeden decitex.

Polykondenzácia sa může robit všetkými běžnými sposobmi, aké sa používajú pre výrobu vláknotvorných polyesterov a kopolyesterov. Aj zvláikňovanie a díženie sa může robit běžnými sposobmi známými pre výrobu vysokozmrštivých vláken. Vysokozmrštivé vlákna sa neustalujú. Hlavnou výhodou postupu podlá tohoto vynálezu je, že zvýšené relaxačně sily vedú k vyššlemu zmršteniu a tým aj k vyššej objemnosti. Postup má aj ďalšie výhody. U vláken sa znižuje tažnost, čo zlepšuje tvarovú stálost výrobkov. Naviac sa skracuje doba polykondenzácie, čo zvyšuje kapacitu polykondenzačného zariadenia a súčasne sa šetří energia.

Příklad 1

Do polykondenzačného zariadenia sa navážilo 46 kg dimetyltereftalátu, 4 kg dimetylizoftalátu a 3-6 kg etylénglykolu. Přidalo sa 334 g glycerínu (0,4 mol %). Ďalej sa přidalo 20 g octanu manganatého ako preesterifikačného katalyzátora. Preesterifiká239183 cia sa urobila běžným spósobom. Ako stabilizátor sa přidalo 15 g trifenylfosfitu. Matovalo sa s 230 g titanovej běloby. Ako polykondenzačný katalyzátor sa přidalo 25 g kysličníka antimonitého. Polykondenzovalo sa běžným spósobom, polykondenzácia sa ukončila pri limitnom viskozitnom čísle polyméru 0,72.

Polymér sa zvláknil s 24 otvorovou hubicou, teplota polyméru 270 °C, zvlákňovacia rýchlosť 1000 m/min. Jemnost nevydlženého vlákna bola 420 dtex. Vlákno sa dížilo vo vodě pri 80 °C, dížiaci poměr 4,25. Porovnávacie vlákno sa vyrobilo rovnakým spósobom, len bez přísady glycerínu. Vlákna mali tieto vlastnosti:

Vlastnost

Porovnávacie vlákno

Glycerínom rozvětvené vlákno

Limitně visk. číslo dcl/g Zmrštenie pri 150 °C, %

Max. zmrštovacia sila cN/dtex

0,719

24,9

0,375

0,688

28,4

0,602

Ťažnosť, % Pevnosť, cN/dtex	23,7 4,0		12,4 3,5
Příklad 2		stvo přidaného glycerínu. Vlákno sa dížilo
		pri teplote 75 °C na	dížiaci poměr 4 : 0.
Postupom ako v příklade	1 sa připravil	Vlákna mali tieto vlastnosti:
polymér a vlákno, pričom sa	měnilo množ-
Množstvo	Ťažnosť, %	Zmrštenie, % Max. zmrštovacia sila,
glycerínu mol %			cN/dtex
0	29,7	24	0,239
0,3	21,5	27,7	0,373
0,7	16,5	29,5	0,427
Příklad 3		polyesterifikačné zložky	a ich množstvo sú
		uvedené v tabulke. Vlákno sa dížilo pri tep-
Postupom ako v příklade	1 sa připravil	lote 80 °C na dížiaci poměr 4,25. Vlákna ina-
polymér a vlákno. Použité rozvetvujúce ko-	li následovně vlastnosti:
Rozvetvujúca modifikačná	Množstvo	Zmrštenie	Max. zmrštovacia
zložka	rozvetvujúcej	pri 150 °C, %	sila, cN/dtex
	zložky mol °/o
—	—	23,9	0,375
trimetylolpropán	0,4	26,0	0,583
pentaerytrit	0,3	26,8	0,002
trimetyltrimeziiiá’1	0,4	27,1	0,596

Claims (2)

1. PREDMET VYNÁLEZU

   1. Spósob výroby vysokozmrštivých kopolyesterových vláken so zvýšenými relaxačnými silami vyznačený tým, že sa zvlákňuje a díži vláknotvorný kopolyester, v ktorom z kyselinovej zložky kyselina tereftalová tvoří od 85 do 96 molárnych % a kyselina izoftalová od 4 až 15 molárnych'%, glykolovou zložkou je etylénglykol a naviac sa polykondenzuje za přítomnosti 0,05 až 0,7 molárnych % troj, alebo viacíunkčnej esterotvornej zlúčeniny obsahujúcej hydroxylové, fenolické, alebo karboxylové skupiny, ktoré móžu byť volné, alebo esterifikované jednosýtnym alkoholom alebo etylénglykolom.
2. 2. Spósob výroby vysokozmrštivých kopolyesterových vláken so zvýšenými relaxačnými silami podta bodu 1 vyznačený tým, že troj alebo viacfunkčné esterotvorné zlúčeniny sú glycerín, trimetylolpropán, trimetyltrimezinát a pentaerytrit.