DE1285666C2

DE1285666C2 - Kraeuselbare zusammengesetzte polyesterfaeden

Info

Publication number: DE1285666C2
Application number: DE1966T0031535
Authority: DE
Inventors: Takao; Asami Yukiharu; Masuda Masanori; Hori Yoshiaki; Shima Takeo; Urasaki Takaneri; Yamaguchi Adachi (Japan)
Original assignee: Teijin Ltd
Current assignee: Teijin Ltd
Priority date: 1965-07-06
Filing date: 1966-07-06
Publication date: 1975-10-09
Also published as: AT292183B; DE1285666B; NL6609438A; GB1146741A; US3520770A; ES328715A1

Description

von

0,8

bis

9,6

Molprozent

20

enthält (worin / die Anzahl der esterbildenden funktionel'en Gruppen im Verzweigungsmittel darstellt und eine ganze Zah! von 3 bis 6 bedeutet), während zumindest ein anderer Polyester von nicht zu unterschiedlicher Schmelzviskosität durch einen normalerweise faserbildenden linearen Äthylenglycolterephthalatpolyester, gegebenenfalls mit bis zu 20 Molprozent mischpolymerisierter dritter Komponente aus Dicarbonsäure, Oxysäure oder Glycol, gebildet wird.

35

Die Erfindung bezieht sich auf kräuselbare zusammengesetzte Fäden aus mindestens zwei polymeren Äthylenglycolterephthalatpolyestern, die über die gesamte Länge der Fäden exzentrisch angeordnet und. fest miteinander verbunden sind.

Unter dem Ausdruck »Äthylenglycolterephthalatpolyester«, wie er hier verwendet wird, ist ein Polyester zu verstehen, der mindestens zu 80 Molprozent aus Äthylenglycolterephthalat besteht. Durchgehende Fäden oder Stapelfasern aus Äthylenglycolterephthalatpolyester sind bezüglich ihrer mechanischen Eigenschaften, ihrer Widerstandsfähigkeit gegen Chemikalien und ihrer Wasch- und Trageeigenschaften natürlichen Fasern und Fäden überlegen. Es bestand jedoch auch ein Bedarf an gewebten oder gewirkten Textilstoffen mit einem vorzüglichen Griff und einer vorzüglichen Wärmehaltung. Zur Erweiterung des Anwendungsbereichs wurde deshalb die Entwicklung von bauschigen Fäden mit einem guten Griff angestrebt.

Gemäß USA.-Patentschrift 25 75 837 wurden bereits Versuche unternommen, den Fäden mit Hilfe eines Stauchkräuslers eine mechanische Kräuselung zu verleihen, um deren Griff und Wärmehaltung zu verbessern. Diese Kräuselung verschwindet jedoch leicht bereits durch die Einwirkung einer leichten Spannung und ist auch durch abermaliges Erhitzen im entspannten Zustand nur schwierig wieder zu entwickeln. Deshalb macht die Erzeugung von mcchanischen Kräuselungen die Fäden lediglich spinnbar und führt nicht zur Verbesserung eines Griffs und der Wärmehaltung der Gewebe.

Ferner ist aus der USA.-Patentschrifl 29 87 797 ein weiteres Verfahren bekannt, bei dem zwei oder mehr faserbildende Polymere gleichzeitig durch eine Spinndüse in einer Weise ausgepreßt werden, daß sie über den Querschnitt des Fadens exzentrisch angeordnet sind und miteinander zusammengesetzte Fäden bilden. Wenn die Komponenten eine unterschiedliche Wärmerückbildung aufweisen, so schrumpft bei der Erwärmung jede Komponente um einen anderen Betrag, wodurch reversible schraubenförmige Kräuselungen entwickelt werden.

Diese bekannten zusammengesetzten Faden aus Polyestern mit unterschiedlicher Wärmeschrumpfung machen bezüglich der Haftung der Komponenten untereinander Schwierigkeiten und sind bezüglich der Festigkeit und der thermischen Stabilität der Kräuselungen nicht zufriedenstellend, auch wenn eine übermäßig starke Kräuselung vorliegt. Aus diesem Grunde verschwindet oder verringert sich die Kräuselung von aus zusammengesetzten Polyesterfäden hergestellten Stapelfasern während des Spinnens, oder sie ziehen sich beim Heißfixieren zusammen, was den Griff der aewebten Gegenstände nachteilig beeinflußt oder sogar einen harten Griff hervorrufen kann.

Schließlich sind aus der USA.-Patentschrift 30 38 235 zusammengesetzte gekräuselte Fäden aus mindestens zwei Komponenten bekannt, von denen eine ein faserbildender Polyester und die andere ein Polyester ist, dessen Molekulargewicht höchstens 75% des für die Faserbildung mindestens erforderlichen Molekulargewichts beträgt. Die beiden Komponenten unterscheiden sich wesentlich hinsichtlich ihrer Schmelzviskosität. Demzufolge tritt beim Verspinnen der Fasern leicht eine Knickbildung auf. Bei den bekannten Fäden ist es praktisch erforderlich die Komponente mit niedrigem Molekulargewicht durch eine Hülle aus viskoserem Material zu schützen, und es ist nicht möglich, aus den bekannten Produkten Fäden mit einer »Seite-an-Seite«-Anordnung zu spinnen.

Demgemäß ist es Aufgabe der Erfindung, zusammengesetzte, gekräuselte Fäden mit ausgezeichneten Texlileigenschaften zu schaffen, die sich glatt und einwandfrei durch beliebige Spinnverfahren bzw. Spinnvorrichtungen verspinnen lassen.

Die kräuselbaren zusammengesetzten Fäden aus mindestens zwei polymeren Äthylenglycolterephthalalpolyestern, die über die gesamte Länge der Fäden exzentrisch und fest miteinander verbunden angeordnet sind, zeichnen sich gemäß der Erfindung dadurch aus. daß mindestens einer der Polyester ein verzweigter Äthylenglycoltcrephthalatpolyester mit einer reduzierten Viskosität von 0,64 bis 0,99 vor dem Verspinnen ist, der mit wenigstens einem Verzweigungsmiltel mit 3 bis 6 estcrbildenden funktionellen Gruppen und gegebenenfalls mit wenigstens einem Kettenabschlußmittel mit einer esterbildenden funktionellen Gruppe modifiziert ist, wobei der verzweigte Polyester das Verzweigungsmittel in einer Menge, bezogen auf die gesamte Säurekomponente,

von

0,8

bis

9,6

Molprozent

enthält (worin / die Anzahl der esterbildenden funktionellen Gruppen im Vcrzweigungsmittel darstellt und eine ganze Zahl von 3 bis 6 bedeutet), während zumindest ein anderer Polyester von nicht zu unterschiedlicher Schmcl ^viskosität durch einen normaler-

weise faserbildenden linearen Älhylenglycolterephthaiatpolyester, gegebenenfalls mit bis zu 20 Molprozent mischpolymerisierter dritter Komponente aus Dicarbonsäure, Oxysäure oder Glycol, gebildet wird.

Die zusammengesetzten Fäden gemäß der Erfindung besitzen überraschenderweise nicht nur hervorragende Textileigenschaften und gleichmäßige Kräuselungen, die gegenüber mechanischen Spannungen und Wärmespannungen beständig sind, sondern sie lassen sich darüber hinaus sehr gut und einwandfrei mittels Spinndüsen verschiedenster Anordnung herstellen.

Als Verzweigungsmittel zur chemischen Modifizierung des verzweigten Äthylenglycolterephthalatpolyesters wird wenigstens eine Verbindung verwendet, die durch die allgemeine Formel A -(B)_n (worin B eine esterbildende funktioneile Gruppe, η eine ganze Zahl von 3 bis 6 und A einen organischen Rest bedeutet) dargestellt wird (nachstehend als Verzweigungsmittel bezeichnet).

Geeignete derartige Verbindungen sind: Pentaerythrit, Dipentaerythrit, Glycerin, Sorbit, Trimethyloläthan, Trimethylolpropan, Trimethylolbutan, Trimethylolhexan, 1,3,5-Trimethylol benzol, 1,3,5-Tripropylolbenzol, 1,3,5-Tributylolbenzol, 1,2,6-Hexantriol, 2,2,6,5-Tetramethylolcyclohexanol, Hemimellithsäure, Trimellithsäure, Trimesinsäure, Prehnithsäure,Mellophansäure, Pyromellithsäure, Mellithsäure und funktioneile Derivate davon, wie z. B. die Ester mit einem aliphatischen Alkohol, wie Methyl-, Äthyl- und Propylalkohol, oder die aromatischen Phenolester; oder 5-Hydroxyisophthalsäure, 4-Hydroxyisophthalsäure, 2,5 - Dihydroxyisophthalsäure, 2,5 - Dihydroxyterephthalsäure und funktioneile Derivate davon, wie z. B. die Ester mit einem aliphatischen Alkohol, wie Methyl-, Äthyl- und Propylalkohol, oder die aro- 3,5 matischen Phenolester. Weiterhin können synthetisierte polyfunktionelle organische Verbindungen oder von den oben aufgeführten Verbindungen abgeleitete Verbindungen verwendet werden.

Die Menge Verzweigungsmittel, die mit einem verzweigten Äthylenglycolterephthalatpolyester mischpolymerisiert werden soll, hängt von der Art der esterbildenden funktionellen Gruppen der Verbindung ab.

Wenn beispielsweise Trimelhyloläthan, welches drei esterbildende funktionell Gruppen besitzt, als Verzweigungsmittel verwendet wird, in die Kette des verzweigten Polyesterpolynieren in einer Menge von 0,267 bis 3,2 Molprozent, bezogen auf die gesamte Säurekomponente, eingearbeitet. Wenn jedoch Pentaerythrit, welches vier esterbildende funktionellen Gruppen aufweist, verwendet wird, wird es in einer Menge von 0,1 bis 1,2 Molprozent, bezogen auf die gesamte Säurekomponente, eingearbeitet.

Es ist vorteilhaft, daß der verzweigte Polyester eine

reduzierte Viskosität ( ''^f J von vorzugsweise 0,64

bis 0,88 besitzt. Die betreffende reduzierte Viskosität ist eine solche, die in einer l,2gewichtsprozentigen Orthochlorphenollösung bei 35 C gemessen wurde. Zusammengesetzte Fäden, die aus einem verzweigten Polyester mit einer reduzierten Viskosität beträchtlich unterhalb 0,64 hergestellt werden, besitzen eine unzufriedenstellende Kräusclbarkeit und eine schlechte Widerstandsfähigkeit gegen Pillbildung. Ein verzweigter Polyester, der jedoch eine reduzierte Viskosität oberhalb der genannten Grenze von 0.99 besitzt, ist unabhängig von der Spinnlemperatur schwierig zu schmelzspinnen. Verzweigtkettige Polyester können mil einer Kombination des genannten Verzweigungsmittels und wenigstens eines Kettenabschlußmittels, das nur eine esterbildende funktionell Gruppe aufweist, modifiziert sein. Solch ein Abschlußmittel soll vorzugsweise die folgende Bedingung erfüllen:

1. Es soll unter den Polymerisationsbedingungen nicht zu flüchtig sein;

2. es soll eine gute thermische Stabilität besitzen;

3. es soll eine gute Löslichkeit im Polyester besitzen;

4. es soll die Qualität des Polyesters nicht verschlechtern.

Spezielle Beispiele für Kettenabschlußmittel sind o-Benzoylbenzoesäure, Benzoesäure, Diphenyl-4-carbonsäure, p-Benzyloxybenzoesäure, p-Phenylbenzoesäure, ρ - Phenoxyüthoxybenzoesäure, Naphthalin-2-carbonsäure, Stearinsäure, p-Carboxyphenylbenzolsulfonat, Diphenylsulfon-4-carbonsäure, p-Phenylphenol, o-Chlor-p-phenylphenol und funktionell Derivate davon, wie z. B. die Ester mit aliphatischen Alkoholen, wie Methyl-, Äthyl- und Propylalkohol, oder die Phenolester.

Die Menge an eine esterbildende funktionell Gruppe aufweisendem Kettenabschlußmittel, das in das Polyäthylenterephthalat eingearbeitet werden soll, hängt von der Menge des genannten zu mischpolymerisierenden Verzweigungsmittels und von der Zahl der esterbildenden funktionellen Gruppen des Verzweigungsmiltels ab: die Menge M (Molprozent) dieser zu mischpolymerisierenden monofunktionellen Komponente, bezogen auf die gesamte Säurekomponente. liegt zweckmäßig innerhalb des durch die folgende Formel angegebenen Bereichs, in der die Menge des zu mischpolymerisierenden Verzweigungsmittels und die Zahl der funktionellen Gruppen eine Rolle spielt:

N S M ^ N f(f - 2) ■ IC

-fNifr²)
20

(worin N Molprozcnl zu mischpolymerisicrendes Verzweigungsmittel. bezogen auf die gesamte Siiurekomponente. und / die Anzahl der esterbildenden funktionellen Gruppen des Verzweigungsmittels bedeuten).

Wenn z. B. Pentaerythrit, welcher vier esterbildende funktionell Gruppen aufweist, in einer Menge von 0,4 Molprozent, bezogen auf die gesamte Säurekomponente des Polyesters, mischpolymerisiert wird, dann liegt die Menge an monofunktionellem Kettenabschlußmittel, wie z. B. Benzoesäure, das mit dem Polyester mischpolymerisicrl werden soll, in geeigneter Weise zwischen 0,4 und 2.2 Molprozent, bezogen auf die gesamte Säurekomponcnlc.

Durch die Mitverwendung wenigstens eines Kettenabschlußmittels wird verhindert, daß sich beim Spinnen Knicke im Garn bilden und daß das Garn reißt: außerdem wird hierdurch ein Produkt mit einer gleichförmigen Kräuselung erhalten. Jedoch soll die Einarbeitung des Kcltcnabschlußmittels in einer über die genannte Grenze hinausgehenden Menge vermieden werden, da sonst keine zufriedenstellende Kräusclbarkeit erzielt wird. Verzweigte Polyester, die mit wenigstens einem Vcrzweigungsmitlel und einer geeigneten Menge wenigstens eines Kettenabschlußmiuels modifiziert sind, besitzen im geschmolzenen Zustand unter atmosphärischem Druck eine bessere Stabilität.

Als Äthylenglycollerephthalalpolyester, die eine weitere Komponente der erfindungsgemäßen zusammengesetzten Fäden bilden, werden lineare faserbildende Äthylenglycolterephlhalatpolyester verwendet, die gegebenenfalls bis zu 20 Molprozent einer dritten Komponente aus zweibasischen Säuren und Oxysäuren, wie z. B. Adip'nsäure, Sebacinsäure, Isophthalsäure, Diphenylsulfondicarbonsäure, Diphenyldicarbonsäure, Naphthalindicarbonsäure und Oxybenzoesäure enthalten. Als Glycol kann eine der folgenden Verbindungen verwendet werden: Trimethylenglycol, Propylenglycol, Cyclohexandimethanol und Neopentylglycol.

Die erfindungsgemäß zusammengesetzten Fäden können hergestellt werden durch getrenntes Schmelzen mindestens zweier unterschiedlicher polymerer AthylenglycoKerephthalatpolyester, von denen mindestens einer ein vorstehend definierter verzweigter Polyester ist und durch an sich bekanntes Verspinnen der so geschmolzenen Polyester zu zusammengesetzten Faden, in denen mindestens zwei Komponenten »Seitean-Seite«, oder in einer Kern-Hüllen-Struktur exzentrisch angeordnet und miteinander fest verbunden sind. Es wird vorgezogen, die jeweiligen Polyesterkomponenten so auszuwählen, daß zwischen den einzelnen Komponenten kein zu großer Unterschied in der Schmelzviskosität besteht.

Die erfindungsgemäß zusammengesetzten Riden entwickeln bereits bei der Entspannung nach dem Verstrecken ohne eine weitere Behandlung eine zufriedenstellende Kräuselung. Es wurde gefunden, daß zur Erzielung guter Kräuselungseigenschaften ein unverstreckter zusammengesetzter Faden ein maximales Streckverhältnis von 2,8 bis 4,0 aufweisen soll. Das maximale Streckverhältnis bedeutet jenes Streckverhältnis, bis auf welches der Faden mit einer Geschwindigkeit von lOOm/sec in Wasser bei 90 C verstreckt werden kann.

Das Verstrecken zur Entwicklung der Kräuselungen in den zusammengesetzten Fäden kann in einer oder zwei oder in mehreren Stufen erfolgen. Auf diese Weise erhaltene gekräuselte Fäden können (bei 60 bis 180 C, vorzugsweise 70 bis 150' C) im entspannten Zustand einer Wärmebehandlung unterworfen werden, um den Fäden eine Formbeständigkeit zu verleihen. Die Fäden können vor oder nach der Wärmebehandlung auf Stapellänge geschnitten werden. Bei einem abgewandelten Verfahren zur Herstellung gekräuselter Stapelfasern aus erfindungsgemäßen zusammengesetzten Fäden werden die zusammengesetzten Fäden verstreckt, im entspannten Zustand wärmebehandelt und dann zusätzlich, beispielsweise in einem Stauchkräusler, mechanisch gekräuselt und auf die gewünschte Länge geschnitten.

Die durch diese Verfahren erhaltenen Stapelfasern besitzen Kräuselungen, bei denen eine mechanisch erzeugte zweidimensionale Kräuselung und ein gemäß der vorliegenden Erfindung erzeugte dreidimensionale Kräuselung miteinander kombiniert sind.

Jedoch werden Stapelfasern mit einer ausgezeichneten Verspinnbarkeit erhalten, wenn man die erfindungsgemäßen zusammengesetzten Fäden verstreckt, ihnen durch mechanische Mittel eine zweidimensionale Kräuselung erteilt, sie dann wärmebehandelt und Kräuselung erteilt, sie dann wärmebehandelt und anschließend auf die gewünschte Stapellänge schneidet. Die auf diese Weise erhaltenen Stapelfasern besitzen eine zweidimensionale Kräuselung und eine vorzügliche Verspinnbarkeit. Werden gewebte Textilstoff, die i'us solchen Stapelfasern hergestellt sind. einer Wärmebehandlung unterworfen, dann versch wi η den zweidimensionale Kräuselungen, oder sie werden kleiner und die dreidimensionalen Kräuselungen der vorliegenden Erfindung erscheinen indenTextilstoffen. Bei den erfindungsgemäß zusammengesetzten Fäden ist die Verbindung zwischen den einzelnen Komponenten außerordentlich gut, und sie können nicht in einzelne Fadenkomponenten getrennt werden, ohne daß die Fäden reißen. Die verstreckten zusammengesetzten Fäden besitzen die ausgezeichnete Widerstandsfähigkeit gegen Chemikalien, die vorzüglichen Wasch- und Trageigenschaften und die guten mechanischen Eigenschaften von Poiyäthylenterephthalatfäden und eine überlegene Elastizität und elastische Rückbildung. Die erfindungsgemäßen gekräuselten zusammengesetzten Fäden besitzen Kräuselungen, die gegenüber mechanischen Spannungen und Wärmespannungen beständig sind, wie sie beim Heißfixieren auftreten, und ergeben bauschige Textilstoff mit einem angenehmen und weichen Griff und einer guten Wärmehaltung.

Meßmethoden

Zur Messung der Kräuselungen wurden Versuche ausgeführt, und zwar bezüglich der Anzahl von Kräuselungen, der prozentualen Kräuselung, der prozentualen Rcstkräusclung und der Kräusclungselastiziuit. In jedem Versuch wurde ein Mittelwert aus 30 Versuchsergebnissen bis auf eine Dezimalstelle genau ermittelt.

Die Anzahl der Kräuselungen ist ausgedrückt als diejenige Anzahl von Kräuselungen, die auf einer Fadenlänge von 25 mm vorliegt, wenn an den Faden eine Initialspannung von 5 mg angelegt wird.

Die prozentuale Kräuselung wird mit Hilfe der folgenden Formel errechnet:

Prozentuale Kräuselung = -²^¹

100.

worin /, die Länge des Fadens bei Anlegung der Initialspannung ist und I₂ die Länge des Fadens ist, wenn die Kräuselungen durch eine Spannung von 50 mg/Denier während einer Minute ausgezogen werden.

Zur Messung der Festigkeil der Kräuselungen wurde die prozentuale Restkräuselung und die Kräuselungselastizität bestimmt.

Diese Werte errechnen sich aus folgenden Formeln:

k - /3

Prozentuale Restkräuselung (%} = -

/ — /
Kräuselungselastizität (%) = γ ."'

'2 ~ Ί

100 ,

worin /, die Fadcnlange bei Anlegung der Initialspannung ist. I₂ die Länge nach Anlegung einer Spannung von 50 mg Denier während 1 Minute nach Wegnahme der Initialspannung ist und /, die Länge bei Anlegung einer Initialspannung 1 Minute nach der Wegnahme der Belastung von 50 mg Denier ist.

Weiterhin wurde zur Ermittlung der Ermüdung der Fi'cten unter einer großen Belastung die Kräuselfestigkeit gemessen. Fäden der bekannten scheinbaren prozentualen Kräuselung werden 30 Minuten einer Belastung von l,5g'Denier ausgesetzt, und nach Entfernung der Belastung wird die prozentuale Kräuselung abermals bestimmt. Die Kräuselungsfestigkeil wird durch Division der bestimmten prozentualen Kräuselung durch die ursprüngliche prozentuale Kräuselung in Prozent bestimmt.

Technischer Fortschritt

Aus nachstehenden Versuchsergebnissen ist ersichtlich, daß die erfindungsgemäß zusammengesetzten Fäden den aus bekannten Fäden nach der jeweils beschriebenen Behandlung hinsichtlich der prozentualen Kräuselung, der Kräuselungselastizität und insbesondere der Kräuselfesligkeit klar überlegen sind.

Polyethylenterephthalat mit einer reduzierten Viskosität von 0,88 und Polyäthylenterephthalat, welches 0,42 Molprozent Pentaerythrit enthielt und eine reduzierte Viskosität von 0,74 aufwies, wurden durch Seite-an-Seite-Spinndüsen in gleichen Mengen bei 290 C zur Herstellung zusammengesetzter Fäden ausgepreßt. Die erhaltenen unverstreckten zusammengesetzten Fäden wurden auf das 3,0fache ihrer ursprünglichen Länge bei 90 C verstreckt und entspannt, wobei gekräuselte Fäden erhalten wurden. Die gekräuselten Fäden wurden im entspannten Zustand in Luft 25 Minuten auf 145' C erhitzt. In der folgenden Tabelle I sind die Eigenschaften der verstreckten gekräuselten Fäden I. der wärmefixierten gekräuselten Fäden 11, der gemäß USA.-Patentschriften 24 39 814 und 24 39 815 mechanisch in einem Slauchkräusler gekräuselten Fäden 111 aus Polyäthylenterephlhalal mit einer reduzierten Viskosität von 0.78 und der Fäden IV aufgerührt, die durch Spinnen, Verstrecken und Wärmebehandlung von Polyäthylenterephthalat mit einer reduzierten Viskosität von 0,78 und einem mit 10 Molprozent Isophthalsäure mischpol ymerisierten Polyäthylenterephthalat mit einer reduzierten Viskosität von 0,80 unter den oben beschriebenen Bedingungen erhalten wurden, bekannt aus »Kyoto University, Lectures of Japan Chemical Institute«, Bd. 21. S. 79 bis 86.

Tabelle

Im Stauch- Zusammengesetzte Fäden aus

kräusler gc- Polyethylenterephthalat mit kräuselte 10 Molprozent Isophthalsäure

Fäden mischpolymcrisicrtcm Poly

ethylenterephthalat

(111) (IV)

Zusammengesetzte Fäden gemäß der Erfindung

ll)

Prozentuale Normalkräuselung. %

Prozentuale Restkräuselung. %

Kräuselungselastizilät. %

Anzahl von Kräuselungen, je 25 mm

Kräuselfestigkeit. %

Anzahl der Kräuselungen nach einer

Wärmebehandlung bei 180 C im

entspannten Zustand, je 25 mm

Prozentuale Schrumpfung nach
Wärmebehandlung bei 180 C im
entspannten Zustand. %

10.6	14.8
8.5	12.5
81.2	85.1
11.6	10.1
0	2.1
10,4	17.6

20

16.8	18.2
16.5	15.5
98.2	85.2
10.5	13.1
88.5	28.3
12.1	12.6

10.9

1.3

Gewebte Textilstoffe werden während des Webens im allgemeinen bei einer Temperatur von 180 C heiß fixiert, aber es ist notwendig, daß dabei die Wärmeschrumpfung des Materials "bei 180' C unterhalb 5% liegt. Falls das Material eine höhere Wärmeschrumpfung aufweist, erhalten die fertigen gewebten Textilstoffe einen harten Griff. Da die erfindungsgemäßen zusammengesetzten Fäden nur eine kleine Schwankung in der prozentualen Schrumpfung und in der Anzahl der Kräuselungen aufweisen, ist es möglich, aus diesen zusammengesetzten Fäden bauschige gewebte Textilstoffe mit einem ausgezeichneten Griff zu erhalten.

Beispiele 1 bis 3

Polyäthylenterephthalat und mit 0.2 Molprozcnl Pentaerythrit modifiziertes Polyethylenterephthalat, welche verschiedene reduzierte Viskositäten aufweisen, wurden bei 290 C ucschmolzen. Die Schmelze wurde unter Verwendung von Seite-an-Seite-Spinndüsen unter Herstellung zusammengesetzter Fäden versponnen Die Zeit, während der die Schmelze in der Spinnvorrichtung anwesend war. betrug durchschnittlich 20 Minuten. Mit anderen Worten heißt das, daß dei Großteil des Polymeren die Spinndüse 20 Minuter nach dem Schmelzen verließ. Der Spinnkopf hatti 60 öffnungen mit einem Durchmesser von 0.3 mm Die ausgepreßte Polymerenmenge betrug 50 g und dl· Abzugsgeschwindigkeit der Fäden 750 m pro Minute Die erhaltenen unverstreckten Fäden wurden unte Verwendung eines auf 90 C gehaltenen Stifts auf da maximale Verstreckungsverhältnis verstreckt. Die Ab Zugsgeschwindigkeit nach dem Verstrecken betru 100 m min.

Diese verslrccktcn Fäden wurden 30 Minuten ir entspannten Zustand in Luft bei 150 C wärmetx handelt. Weitere Hcrsiellungsbedingungcn und di Eigenschaften der Fäden sind in der folgenden T; belle Il zusammengestellt:

509641/2«

(ο

10

Tabelle II	Reduzierte Vis	Reduzierte Vis	Temperatur	Verslrec'K-	Prozentuale
Versuch	kosität des	kosität des	der Spinndüse	vcrhältnis	Kräuselung
	Pentaerythrit	Polyälhylcn-
	enthaltenden	lerephlhalats
	Polyäthylen-
	lerephthalats		id		(%)
	0,63	0,63	290	4,5	2,5
Vergleich a	0.69	0,77	290	3,3	5,0
1	0,73	0,87	300	3,1	9,8
2	0,96	1,06	310	3,6	14,5
3	1,02	1,09			bei jeder Temperatui
Vergleich b

Reißfestigkeil Dehnung

(g/Denier)

4,2
2,9
2,1
2,0

1%)

36 30 24 19

Bei Vergleich a entwickelt sich nach dem Verstrecken und Entspannen keine Kräuselung. Bei Versuch 1 bis 3 entwickeln sich nach dem Verstrecken im entspannten Zustand sofort Kräuselungen.

Beispiel 4

Zusammengesetzte Fäden (Vergleich c) aus Polyäthylenterephthalat und mit 0.07 Molprozent Pentaerythrit modifiziertem Polyäthylenterephthalat. welche beide eine reduzierte Viskosität von 0,85 besitzen, und zusammengesetzte Fäden (Versuch 4)aus Polyäthylenterephthalat mit einer reduzierten Viskosität von 0,88 und aus mit 0,1 Molprozent Pentaerythrit modifiziertem Polyäthylenterephthalal mit einer reduzierten Viskosität von 0,85 wurden unter den gleichen Bedingungen wie im Beispiel 1 bis 3 hergestellt. Weitere Herstellungsbedingungen und die Eigenschaften der erhaltenen Fäden sind in der folgenden Tabelle III zusammengestellt:

Tabelle III	Temperatur der Spinndüse	Verstreck ungs- verhällnis	Prozentuale Kräuselung	Reißfestigkeit	De
Versuch	( C)		("/„)	(g Denier)	(%
	300 300	4.6 3,1	3,1 10.3	4.2 2.7	36 29
Vergleich c 4

Beispiel 5

Zusammengesetzte Fäden, die aus Polyäthylenterephthalat mit einer reduzierten Viskosität von 0.S4 und aus mit 1,0 Molprozcnt Pentaerythrit modifiziertem Polyäthylenterephthalat mit einer reduzierten Viskosität von 0.69 bestanden, wurden unter den im Beispiel 1 bis 3 angegebenen Bedingungen hergestellt.

Die Fäden waren bei einer Spinndiiscntcmpcratui von 300 C spinnbar und konnten auf ein Vcrslreckverhältnis von 3,0 verstreckt werden. Die Fäden hatten eine prozentuale Kräuselung von 5.8%. eine Reißfestigkeit von 2,1 g Denier und eine Dehnung von 23%".

Beispiel 6

Polyäthylenterephthalat mit einer reduzierten Viskosität von 0.89 und mil 0.4 Molprozcnt Pentaerythrit modifiziertes Polyäthylenterephthalat mit einer reduzierten Viskosität von 0.73 wurden einzeln geschmolzen, und die Schmelzen wurden zusammen durch Seitc-an-Seile-Spinndüsen bei einer Temperatur von 295 C in zusammengesetzte Fäden versponnen. Die Spinndüse hatte 60 Öffnungen mit einem Durchmesser von 0.25 mm. Die AbzugsgcschwindigkciUder gesponnenen Fäden betrug 1000 m/min. Sie besaßen nach dem Aufspulen einen Titcr von 540 Denier. Die Fäden wurden dann unter Verwendung eines heißen Stifts von 80 C auf das 3.2fache ihrer ursprünglichen Länge vcrslrcckt. Unmittelbar darauf wurden sie unier Spannung auf einer heißen Platte bei 150 C wärmebehandelt. Die erhaltenen Fäden besaßen noch eine prozentuale Kräuselung von 19%; um ihnen jedoch eine Dimensionsbeständigkeil zu verleihen, wurden sie an der Luft bei 145 C im entspannten Zustand 20 Minuten wärmcbchandelt. Das Ergebnis war. daß

4s die Fäden eine prozentuale Kräuselung von 15.5% eine Reißfestigkeit von 2.6 g Denier und eine Dehnung von 23% besaßen.

Beispiel 7

so Hin mit lOMolpro/cni 4.4'-Diphcnyldicarbonsaurt mischpolymerisicrtes Polyethylenterephthalat mit einer reduzierten Viskosität von 0.84 und ein mil 1.5 Molprozcnt Trimethylolälhan mischpolymerisicr tes Polyäthylentercphthalat mil einer reduzierten Vis

kosität von 0.73 wurden in derselben Weise wie irr Beispie] 1 bei 295 C schmelzgesponncn. und die erhaltenen unvcrslrecklen Fäden" wurden bei 90 C au das 2.9fache ihrer ursprünglichen Läime verstreckt Die verstreckten Fäden wurden dann im entspannter

Zustand 25 Minuten bei 150 C wärmcbehandclt. Die erhaltenen gekräuselten Fäden hatten eine: prozentuale Kräuselung von 13.5%. eine prozentuale Restkräusclung von 12.8%. eine Kräuselungselastizität vor 91.0%. eine KräuscUingszahl von i.S je 25 mir

f>5 und eine Kräusclungsfesfigkeit von 25%. Nach cinei Wärmebehandlung von Η)" Minuten bei 180 Chatter sic eine Kräusclungs/ahl von 8.9 je 2*. mm und eine prozentuale Schrumpfung von 0.8%.

Beispiel 8

Polyäthylenterephlhalat mit einer reduzierten Viskosität von 0,84 und mit 0,3 Molprozent Pyromellithsäure und mit 0,5 Molprozent Trimellithsäure modifixiertes Polyäthylenterephlhalat mit einer reduzierten Viskosität von 0,75 wurde unter den im Beispiel 1 angewendeten Bedingungen gesponnen, verstreckt und würmebehandell. Die erhaltenen gekräuselten Fäden hatten eine prozentuale Kräuselung von 14,8%, eine prozentuale Restkräuselung von 13,5%, eine Kräuselungselastizitäl von 94,5%, eine Kräuselungszahl von 10,2 je 25 mm und eine Kräuselungsfestigkeit von 2(3,5%. Wenn sie in trockener Luft 10 Minuten bei 180"C wärmebehandelt wurden, hatten sie eine Krauselungszahl von 10,0 je 25 mm und eine prozentuale Schrumpfung von 1,1%.

Beispiel 9

20

Mit 5 Molprozent Isophthalsäure mischpolymcrisiertes Polyäthylenterephthalal mit einer reduzierten Viskosität von 0,89 und mit 2,3 Molprozent. 5-Hydroxyisophthalsäurc modifiziertes Polyäthylenterephthalat mit einer reduzierten Viskosität von 0,74 wurden in der gleichen Weise wie im Beispiel 1 versponnen, verstreckt und wärmebehandelt. Die erhaltenen gekräuselten Fäden hatten eine prozentuale Kräuselung von 9,8%, eineprozentualeRestkräuselung von 10.7%, eine Kräuselungselastizität von 90,7%. eine Kräuselungszahl von 9,5 je 25 mm und eine Kräuselungsfestigkeit von 26,7%. Nachdem sie 10Minuten in trockener Luft bei 180' C wärmebehandelt worden waren, hatten sie eine Kräuselungszahl von 9,2 je 25 mm und eine prozentuale Schrumpfung von 1,6%.

B e i s ρ i e 1 10

Gleiche Mengen Polyäthylcnterephthalat mit einer reduzierten Viskosität von 0,85 und mit 0,20 Molprozent Pentaerythrit und 1,00 Molprozcnl Diphcnyl-4-carbonsäure modifiziertes Polyäthylentercphthalat mit einer reduzierten Viskosität von 0,66 (die Anzahl an Endgruppen beträgt 100 Äquivalente 10^h g) wurden zur Herstellung zusammengesetzter Fäden durch Scitc-an-Seitc-Spinndüsen ausgepreßt. Die erhaltenen unverstreckten Fäden wurden bei 90° C auf das 3,0fache ihrer ursprünglichen Länge verstreckt und im entspannten Zustand in Luft 25 Minuten bei 145' C wärmebehandelt, worauf die gekräuselten Fäden die folgenden Eigenschaften besaßen.

Tabelle IV

Prozentuale Kräuselung (%) 15,7

Prozentuale Restkräuselung (%) 14,1

Kräuselungselastizität (%) 90,3

Anzahl von Kräuselungen (je 25 mm).. 12,3

Kräusclungsfcstigkeit (%) 27,5

Anzahl der Kräuselungen nach einer

Wärmebehandlung im entspannten

Zustand bei 180° C (je 25 mm) 12.5

Prozentuale Schrumpfung nach einer
Wärmebehandlung von 180" C im

entspannten Zustand (%) 1.5

65

Bei diesem Beispiel war die Vcrarbeitbarkcit beim Spinnen vorzüglich, und es trat innerhalb 48 Stunden nach Beginn des Spinnens keine Knickbildung auf.

Versuchsproben, welche beim Spinnen unter den gleichen Bedingungen erhalten und in gewissen Zeitintervallen entnommen wurden, wurden in der oben angegebenen Weise verstreckt und wärmebehandelt. Die erhaltenen gekräuselten Fäden (20 Bündel) besaßen eine prozentuale Schrumpfung von mehr als 15,7. Die durchschnittliche prozentuale Kräuselung der gekräuselten Fäden betrug 15,9 und die prozentuale Schrumpfung streute über einen Bereich von 2,0.

Wenn jedoch ein Polymer, das keine monofunklionelle Verbindung enthielt, verwendet wurde, fand nach 8 Stunden nach Beginn des Spinnens Rißbildung statt, und das Abziehen der Fäden war unmöglich. Versuchsproben, die durch Spinnen während einer längeren Zeit unter den gleichen Bedingungen erhalten und in bestimmten Zeitintervallen entnommen wurden, wurden zur Herstellung gekräuselter Fäden unter den gleichen Bedingungen verstreckt und wärmebehandelt. Wenn keine monofunktionelle Gruppe zugesetzt war, besaßen 5 von 20 Bündeln aus den gekräuselten Fäden eine prozentuale Kräuselung von weniger als 15,7. Die durchschnittliche Kräuselung betrug 14,1 und der Bereich der prozentualen Kräuselung war 9,7.

Beispiel 11

Mit 5 Molprozent Isophthalsäure modifiziertes PoIyäthylenterephthalat mit einer reduzierten Viskosität von 0,75 und mit 0,31 Molprozent Pentaerythrit und 0,98 Molprozent p-Benzyloxybenzoesäure modifiziertes Polyäthylenterephthalat mit einer reduzierten Viskosität von 0,65 (wobei die Anzahl der Endgruppen 118 Äquivalente/10⁶ g betrug) wurden bei 295° C unter den im Beispiel 1 angegebenen Bedingungen zur Herstellung zusammengesetzter Fäden versponnen.

Die erhaltenen unverstreckten zusammengesetzten Fäden wurden bei 90" C auf das 3,5fachc ihrer ursprünglichen Länge verstreckt und im entspannten Zustand an der Luft 25 Minuten auf 140"C erhitzt. Die so erhaltenen gekräuselten Fäden hatten eine prozentuale Kräuselung von 14,6%. eine prozentuale Restschrumpfung von 13,0%, eine Kräusclungselastizität von 91,2%, eine Kräuselungszahl von 11.5 je 25 mm und eine Kräuselungsfestigkeit von 26.3%. Wenn sie 10 Minuten in trockener Luft auf 180 C erhitzt wurden, besaßen sie eine Kräusclungszahl von 10,1 je 25 mm und eine prozentuale Schrumpfung von 1,6%.

Beispiel 12

Mit lOMolpro/cnt 2.6-Nüphthalindicarbonsäurc mischpolymerisicrtes Polyethylenterephthalat mit einer reduzierten Viskosität von 0,85 und mit 1.3 MoI-prozent 5-Hydroxyisophthalsäure und 1,5 Molprozent (/-Naphthylessigsäurc modifiziertes Polyäthylentercphthalat mit einer reduzierten Viskosität von 0,74 wurden unter den im Beispiel 1 angegebenen Bedingungen bei 295° C schimelzgesponnen. Die erhaltenen unverstreckten zusammengesetzten Fäden wurden bei 90° C auf das 3.2fachc ihrer ursprünglicher Länge verslrcckt und im entspannten Zustand 25Mi nuten an der Luft bei 150"C wärmebehandelt. Dii erhaltenen gekräuselten Fäden hatten eine prozentual* Kräuselung von 13,2%, eine prozentuale Restkräusc lung von 12,5%. eine Kräusclungselastizität voi 93,1%, eine Kräusclungszahl von 11,3 je 25 mm um eine Kräuselungsfestigkeit von 29,9%. Wenn sie ai

trockener Luft 10 Minuten bei 180⁰C wärmebehandclt wurden, besaßen sie eine Kräuselungszahl von 10,8 je 25 mm und eine prozentuale Schrumpfung von 0,9%.

Verglcichsbeispiel

Das Verbundspinnen von Polymeren mit unterschiedlicher Viskosität gemäß der USA.-Patentschrift 30 38 235 zu Fäden mit einem »Seite-an-Seite«-Aufbau ist technisch, wie dieses Beispiel zeigt, unmöglich.

Ein Polyäthylenterephthalat mit einer grundmolaren Viskosität von 0,64 (gemessen in o-Chlorphenol bei 35⁰C) und ein weiteres Polyäthylenterephthalat mit einer grundmolaren Viskosität von 0,43 (ebenfalls in o-Chlorphenol bei 35° C gemessen) wurden getrennt bei einer Temperatur von 290° C geschmolzen und aus einer üblichen Spinndüse der »Seite-an-Seite«-Art in

einem Verhältnis von 1 : 1 exlrudiert. Die Temperatur der Spinndüse wurde bei 285° C gehalten, und die Spinndüse besaß 36 Düsenöffnungen mit einem Durchmesser von 0,23 mm und einer Länge von 0,30 mm.

Die Extrusionsgeschwindigkeit der gesamten Polymeren betrug 24 g/min. Die gesponnenen Fäden wurden bei einer Geschwindigkeit von 960 m/min aufgespult. Die gesponnenen Fäden neigten stark zur Biegung, und die Eigenschaft der Knickbildung trat

ίο etwa 10 Minuten nach Beginn des Spinnens auf, und gleichzeitig wurde das Auftreten von Fädenbrüchen beobachtet, mit der Folge, daß das Aufspulen der Fäden unmöglich wurde.

Wenn die Versuche unter Änderung der Spinntemperatur auf 275 und 265" C ausgeführt wurden, trat das gleiche Phänomen auf, und kontinuierliches Spinnen und Aufspulen war unmöglich.

Claims

Patentanspruch:

Kräuselbare zusammengesetzte Fäden aus mindestens zwei polymeren Äthylenglycolterephthalatpolyestern, die über die gesamte Länge der Fäden exzentrisch und fest miteinander verbunden angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens einer der Polyester ein verzweigter polymerer Äthylenglycolterephthalatpolyester mit einer reduzierten Viskosität von 0,64 bis 0,99 vor dem Verspinnen ist, der mit wenigstens einem Verzweigungsmittel mit 3 bis 6 esterbildenden funktionellen Gruppen und gegebenenfalls mit wenigstens einem Kettenabschlußmittel mit einer esterbildenden funktionellen Gruppe modifiziert ist, wobei der verzweigte Polyester das Verzweigungsmittel in einer Menge, bezogen auf die gesamte Säurekomponente,