CS273123B1 - Shrinking copolyesther fibres and method of their preparation - Google Patents

Description

Vynález se týká přípravy srážlivých polyesterových vláken určených pro relaxační objemování, která mají zvýšené srážlivé síly.

Postup výroby srážlivých polyesterových vláken je chráněn například čs. autorským osvědčením č. 105 653 a 117 159, kde dobrých relaxačních vlastností je dosaženo vysokým přídavkem komonomeru. Nevýhodou tohoto postupu je skutečnost, že vlákna modifikovaná obsahem komonomeru nad 4 obvykle však 8 až 12 %, mají sníženou teplotu tání a zhoršené zotavovací vlastnosti a navíc jsou méně odolná termické a hydrolytické degradaci než nemodifikovaný typ polyesterového vlákna. Je to přirozené, protože přítomností komonomeru je porušena regularita polymerních řetězců a po objemování je u těchto vláken nižší krystalinita. Je známo, že srážlivá vlákna lze připravit i z vláken s nižším nebo nulovým obsahem komonomeru, avšak tato vlákna mají sice vyhovující srážlivost, avšak srážlivé síly jsou nedostatečné k dosažení objemovacího efektu. Čs. autorské osvědčení č. 239 1Θ3 řeší zvýšení srážlivých sil přídavkem troj nebo vícefunkčních sloučenin, jako je glycerin, trimetylolpropán, trimetyltrimezinát a pentaerythritol, a to opět u polyesterových vláken s vysokým obsahem modifikační složky. V uvedeném vynálezu je zvýšení srážlivých sil podmiňováno synergickým účinkem molově 4 až 15 kyseliny isoftálové jako komonomeru. Znamená to, že za těchto podmínek se sice dosáhne zvýšeni srážlivých sil, ale všechny negativní dopady vysokého obsahu kyseliny isoftálové jako modifikační komponenty zůstávají. Vedle snížení teploty tání a zhoršení zotavovacích vlastností vláken a zhoršení tepelné stability jsou to problémy s přípravou takovéhoto kopolyesteru, zvláště při kontinuálním způsobu výroby. Modifikační složku je obvykle nutno připravovat samostatně a je nutno jí přivést například ve formě glykolového roztoku v některé fázi přípravy polymeru k reakčni směsi. Čím je požadován vyšší obsah modifikační složky, tím jsou vyšší nároky na pracnost, energii, zhoršuje se zvláknitelnost kopolyméru a podobně.

Na rozdíl od dosavadního stavu jsou srážlivá kopolyesterová vlákna podle tohoto vynálezu připravena tak, že polymerní řetězce obsahují vedle základních jednotek pouze 0 až

3,9 % modifikovaných strukturních jednotek, kde strukturní jednotky mohou být modifikovány jak v glykolové, tak i v tereftálové části makromolekul. Současně s nimi je do řetězců zabudováno molově 0,05 až 1,0 %, vztaženo na etylenglykolové jednotky, troj nebo vícefunkčních alkoholů, které způsobují větvení řetězců. Zvláště vhodné je použití kyseliny 5-sulfoisoftálové o obsahu molově 1,6 až 2,5 % jako modifikační složky, která zlepšuje barvitelnost a současně snižuje žmolkovitost. Požadované srážlivosti těchto vláken je dosaženo zvlákňováním při teplotě 5 až 40 °C nad teplotou tání při odtahové rychlosti 300 až 1 500 m/min a při dloužení v jednom až třech stupních. Dloužící poměr se volí tak, aby tažnost byla menší než 90 % a v průběhu dloužení a sušení nesmí být vlákno vystaveno vyšší teplotě než je 65 °C.

Ukazuje se, že zvýšení srážlivých sil je u vláken vyrobených podle tohoto vynálezu dosaženo vhodnou volbou obsahu vícefunkčních sloučenin, střední molekulové hmotnosti kopolyesteru a podmínek jejich dloužení. Další modifikační složky jsou přidávány pro zlepšení jiných vlastností, jako je barvitelnost, snížení žmolkovitosti atd. Při nízkém, nebo dokonce nulovém obsahu dvojfunkčnich komonomerů jsou potlačeny všechny negativní důsledky kopolyesteru s vysokým obsahem komonomeru, jako je snížení tepelné a chemické odolnosti, zhoršeni zotavovacích vlastnosti a podobně. Zlepšeni těchto vlastností oproti současnému stavu výroby je oceněno především při použití srážlivých vláken pro výrobu netkaných textilií, které jsoú použity pro technické účely a jsou vystaveny zvýšeným teplotám, agresivnímu prostředí a podobně. 0 výrobce vláken potom přináší tento vynález zjednodušení a zlevnění výrobního postupu. Výhoda je, že bez změny složeni kopolyesteru lze jen úpravou molekulové hmotnosti nebo dokonce jen úpravou podmínek dloužení při použití stejného nedlouženého vlákna získat srážlivé vlákno. To navíc umožňuje používat do různých manipulací vlákna o stejném chemickém složeni ve srážlivém i nesrážlivém provedení a obě komponenty potom zde máji shodné užitné vlastnosti, jako jsou barvitelnost, žmolkovitost, tvarová stálost a podobně.

I

CS 273123 Dl 2

Podstata vynálezu je vysvětlena na následujících příkladech.

Příklady

1. Kopolyesterová vlákna s obsahem 2 mol.% kyseliny 5-sulfoisoftálové a o obsahu 0,1 mol.% technického pentaerythritolu, který vyvolal částečné větvení řetězců’, byla zvlákňována při teplotě 280 °C a odtahové rychlosti 970 m/min. Po dloužení ve dvou stupních s teplotou vodních lázní 60 °C a na celkový dloužící poměr 3,09 byla sušena při teplotě do °C. Takto byla získána vlákna se srážlivou silou 14,7 mN/tex v porovnání s vlákny, která byla připravena o stejném složení a za stejných podmínek, avšak bez přítomnosti pentaerythritolu a vykazovala srážlivé síly 10,1 mN/tex. Ostatní vlastnosti vláken byly srovnatelné, tažnost okolo 45 %, jemnost 4,2 dtex a pevnost asi 3,8 cN/dtex.

2. Byla vedle sebe vyrobena dvě polyesterová vlákna. První bylo základní nemodifikovaný polyetylentereftalát s obsahem dietylenglykolu kolem 2,2 mol.% a druhé polyester s přídavkem 0,15 mol.% pentaerythritolu navíc. Obě vlákna byla zvlákňována při teplotě 285 °C při odtahové rychlosti 720 m/min. Dloužení ve dvou stupních proběhlo při teplotách lázní pro nemodifikovaný polyester 57 a 50 °C a pro kopolyester podle vynálezu při teplotě obou lázní 55 °C. Sušení stříže proběhlo opět do teploty 50 °C.

Některé vlastnosti obou uvedených vláken jsou uvedeny v tabulce.

-	Nemodifikovaný polyester	Polyester podle vynálezu
Jemnost (dtex)	3,63	2,93
Pevnost (cN/dtex)	3,68	3,37
Tažnost (%)	66	62
Smrštění voda 100 °C (%)	21	22
Smrštění vzduch 160 °C (%)	23	24
Smrštivá síla (mN/tex)	10,0	16,7

Rozdílné chování obou vláken bylo potvrzeno i aplikačními vlastnostmi při výrobě netkaných textilií.

3. Kopolyesterová srážlivá vlákna s obsahem 3 mol.% kyseliny Isoftálové a o obsahu 0,5 mol.% glycerolu vykazovala stejně velké srážlivé síly, jako vlákno bez glycerolu s obsahem mol.% kyseliny isoftálové při srovnatelné srážlivosti kolem 23 %. Pří tom rozdíl v teplotě tání byl 16 °C. Vlákno podle vynálezu vykazovalo vyšší teplotu tání a lepší tepelnou stálost při použití zobjemněné netkané t-extilie pro filtraci horkých plynů.

4. Kopolyesterová srážlivá vlákna s obsahem 3 mol.% směsné modifikační složky (polyglykol, = 1 550 : kyselina 5-sulfoisoftálová 1:2) a o obsahu 0,4 mol.% trimetylolpropanu vykazov.ala srovnatelné srážlivé síly s vlákny obsahujícími 9 mol.% výše uvedené směsné modifikační složky. Vlákna měla srovnatelnou srážlivost kolem 30 % za varu, srážlivé síly při 160 °C na vzduchu byly kolem 20 mN/tex.

5. Podobných výsledků jako v příkladu 4 bylo dosaženo při použití 3 a 9 mol.% neopentylglykolu. Vlákna však vykazovala srážlivost kolem 25 % a srážlivá síla byla kolem mN/tex.

Claims (6)

1. PŘEDMĚT VYNÁLEZU

   1. Srážlivá kopolyesterová vlákna určená k objemování na vzduchu nebo ve vodě, popřípadě ve vodní páře při teplotě 100 až 210 °C, se srážlivostí za podmínek objemování nad 15 %, se středním počtem strukturních jednotek vyšším molově než 50 a s obsahem dietylenglykolových jednotek menších než 4 %, vztaženo na etylenglykolové jednotky, vyznačující se tím, že kopolyesterové řetězce jsou tvořeny molově z 99,95 až 95,1 % základními strukturními jednotkami, až 3,9 % modifikovanými strukturními jednotkami, kde kyselinová a/nebo glykolová část základní strukturní jednotky je nahrazena jinou dikarbolovou kyselinou a/nebo jiným dvojfunkčním alkoholem a z 0,05 až 1 % modifikovanými strukturními jednotkami, kde glykolová část je nahrazena troj nebo vícefunkčními alkoholy.
2. 2. Srážlivá kopolyesterová vlákna podle bodu 1, vyznačující se tím, že modifikované tereftálové strukturní jednotky jsou tvořeny kyselinou isoftělovou, kyselinou metoxyisoftělovou, kyselinou adipovou, kyselinou sebakovou a Na nebo K solí kyseliny sulfoisoftálové.
3. 3. Srážlivá kopolyesterová vlákna podle bodu 1, vyznačující se tím, že modifikované glykolové strukturní jednotky jsou tvořeny neopentylglykolem, lineárním dihydroxyalkylem o počtu -CH₂~ skupin 3 až 6 nebo polyglykolem o střední molekulové hmotností 300 až 5 000.
4. 4. Srážlivá kopolyesterová vlákna podle bodu 1, vyznačující se tím, že modifikované strukturní jednotky jsou tvořeny sodnou solí kyseliny 5-sulfoísoftálové o obsahu molově 1,0 až 2,5 % a vícefunkčním alkoholem o koncentraci molově 0,09 až 0,25 % je technický pentaerythritol s obsahem nejméně hmotnostně 70 % monopentaerythritolu,
5. 5. Srážlivá kopolyesterová vlákna podle bodu 1, vyznačující se tím, že kopolyester obsahuje pouze molově 0,12 až 0,25 V, vztaženo na etylenglykolové jednotky, technického pentaerythritolu s obsahem nejméně hmotnostně 70 % monopentaerythritolu a/nebo molově 0,1 až 0,75 % glacerolu nebo trimetylolpropanu.
6. 6. Způsob výroby srážlivých kopolyesterových vláken podle bodů 1 až 5, vyznačující se tím, že kopolyester je zvlákňován při teplotě o 5 až 40 °C vyšší než je teplota tání a při ' odtahové rychlosti 300 až 1 500 m/min a dlouží se v jednom až třech stupních na tažnost vlákna menší než 90 % přičemž teplota vlákna při dloužení a sušení je nejvýše 65 °C.