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Fadenbündel und Verfahren zu deren Herstellung Die Erfindung befasst
sich mit Polyesterfadenbündem und einem Verfahren zu deren Herstellung. Insbesondere
betrifft die Erfindung super-gestreckte Polyesterfadenbündel, die frei von einer
Schmelzhaftung zwischen den Fäden sind, sowie ein Verfahren zur Herstellung derartiger
Polyesterfadenbündel.
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Die Erscheinung der "Super-Streckung" ist bekannt, die sich insbesondere
nur bei Faden oder Filmen aus synthetischen, linearen Polyestern zeigt. Die Super-Streckung
stellt die Erscheinung dar, dass aus schmelzextrudierten, amorphen, synthetischen,
linearen Polyestern gebildete Fäden oder Filme lediglich morphologisch verdünnt
werden, ohne dass irgendeine gleichzeitige wesentliche Molekularorientierung oder
Eristallisation auftritt. Im Gegensatz zu dieser Erscheinung wird
das
von einer Molekularorientierung und Kristallisation begleitete Strecken als "natürliches
Strecken" oder lediglich als "Strecken" bezeichnet. Die Super-Streckung tritt lediglich
auf, wenn Fäden oder Filme, die aus einem schmelzextrudierten, amorphen, synthetischen
Polyester aufgebaut sind, unter geeigneten Temperatur- und Spannungsbedingungen
gestreckt werden. Die die Super-Streckung verursachenden Bedingungen sind beispielsweise
in der US-Patentschrift 2 578 899 beschrieben. Die Super-Streckung kann in Kombination
mit dem gewöhnlichen Strecken ein so hohes Streckverhältnis ergeben, wie es durch
das gewöhnliche Strecken allein nicht erreicht werden kann. In der vorstehenden
Literaturstelle sind Verfahren zur Durchführung des Streckens in einem sehr hohen
Streckverhältnis unter Anwendung der Super-Streckung beschrieben.
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Somit ist die Super-Streckung eine bekannte Erscheinung und zahlreiche
Vorteile sind durch Anwendung dieser Erscheinung bei den Stufen des Spinnens und
Streckens von synthetischen, linearen Polyesterfäden zu erwarten.
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Tatsächlich fand jedoch die Super-Streckung auf dem Fachgebiet bisher
keinerlei industrielle Anwendung. Der Hauptgrund für die fehlende, industrielle
Anwendung der Super-Streckung auf dem Fachgebiet besteht darin, dass zwischen den
Fäden während der Superstreckung eine Schmelzhaftung verursacht wird. Die Super-Streckung
ist als eine Art der Fliesserscheinung 7U betrachten und, während die Fäden durch
die Super-Streckung deformiert we'rden, haften sie aneinander, wenn iie Fäden einander
berulwen, an den Berührungspunkten und die erhaltenen Fadenbündel sind im sogenannten
"festverbundenen" Zustand. Wenn diese Schmelzhaftung auftritt, werden im Extremfall
mehr Fäden dadurch so umgewandelt, als wenn sie aus einem einzigen Einladen bestünde.
Die während der Superstreckungsstufe verursachte Schmelzhaftung der
Fäden
kann teilweise durch eine Scherbeanspruchung oder Biegebeanspruchung auf die Fäden
während anschliessenden Stufen, beispielsweise der gewöhnlichen Streck- oder Eräuselungsstufe'
aufgehoben werden, jedoch kann eine einmal ausgebildete Schmelzhaftung nicht vollständig
entfernt werden, ohne dass eine wesentliche Schädigung der Fäden auftritt. Wenn
gewirkte oder gewebte Tücher aus derartigen Fäden mit Schmelzhaftung hergestellt
werden, ist der Griff oder Glanz der Tücher äusserst schlecht. Falls die Spinnstufe
in der letzten Stufe wie bei Stapelfasern erforderlich ist, verursacht die Schmelzhaftung
zwischen den Fäden das Auftreten von Knoten. Wie vorstehend angegeben, verursacht
die Schmelzhaftung zwischen den Fäden verschiedene Störungen beim tatsächlichen
Betrieb. Deshalb ist es, um die Super-Streckung industriell ausnützen zu können,
auf jeden Fall notwendig, das Auftreten der Schmelzhaftung zwischen den Fäden zu
verhindern. Jedoch wird bei den gewöhnlichen Verfahren, nach denen die Super-Streckung
durchgeführt wird, die Schmelzhaftung unvermeidlich zwischen den Fäden hervorgerufen.
Es ist bis jetzt kein Verfahren zur wirksamen Verhinderung des Auftretens der Schmelzhaftung
bekannt.
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Im Rahmen ausgedehnter Untersuchungen im Hinblick auf die Entwicklung
eines Super-Streckungsverfahrens, bei dem das Auftreten der Schmelzhaftung zwischen
den Fäden verhindert werden kann, wurde die vorliegende Erfindung erreicht.
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Erfindungsgemäss ergibt sich ein Verfahren zur Herstellung von synthetischen,
linearen Polyesterfadenbündeln, die praktisch frei von einer Schmelzhaftung zwischen
den Fäden sind und praktisch keine wesentliche Molekularorientierung zeigen, wobei
ungestreckte, praktisch amorphe, synthetische, lineare Polyesterfäden, welche durch
Schmelzspinnen eines synthetischen, linearen Polyesters erhalten wurden, worin mindestens
80 MolO der wiederkehrenden
Einheiten aus Äthylenterephthalat-Einheiten
bestehen, super-gestreckt werden und dadurch die Fadengrösse lediglich morphologisch
feiner ohne irgendeine wesentliche Orientierung gemacht wird, wobei mindestens eine
Verbindung aus der Gruppe aus (I) Verbindungen der folgenden Formel:
worin A eine Gruppe (CH2CH20)n,
oder (CH2CH20)n~
bedeutet, worin n, m und p jeweils ganze Zahlen nicht niedriger als 1 und R1 eine
Alkyl-, Aralkyl- oder Alkylarylgruppe mit 2 bis 26 Kohlenstoffatomen darstellen,
(II) Verbindungen der allgemeinen Formel:
worin R1 und A die vorstehend angegebene Bedeutung besitzen und R2, das gleich oder
unterschiedlich gegenüber R1 sein kann, eine Alkyl-, Aralkyl- oder Alkylarylgruppe
mit 2 bis 26 Kohlenstoffatomen bedeutet, (III) Verbindungen der folgenden Formel:
R1-O-A-H (III) worin R1 und A die vorstehend angegebenen Bedeutungen besitzen und
(IV) Verbindungen der folgenden Formel:
worin R1, R2 und A die vorstehend angegebenen Bedeutungen besitzen,
auf die Fäden in einer Menge von mindestens 0,05 Gew.%, bezogen auf das Gewicht
der Fäden, aufgetragen wird und anschliessend die Fäden super-gestreckt werden.
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Durch dieses erfindungsgemässe Verfahren ergeben sich super-gestreckte
Fadenbündel, die aus einer Mehrzahl von Fäden ohne wesentliche Nolekularorientierung
und ohne wesentliche Schmelzhaftung zwischen denselben bestehen, wobei die Fäden
aus einem synthetischen, linearen Polyester aufgebaut sind, worin mindestens 80
Mole der sich wiederholenden Einheiten aus Äthylenterephthalat-Einheiten bestehen,
wobei auf der Oberfläche der Fäden mindestens 0,05 Gew.%, bezogen auf das Gewicht
der Fäden, mindestens einer Verbindung aus der Gruppe von (I) Verbindungen der folgenden
Formel:
worin A eine Gruppe (CH2CH20)n,
oder LCH2CH2O)n
darstellt, worin n, m und p jeweils ganze Zahlen nicht kleiner als 1 und R1 eine
Alkyl-, Aralkyl- oder Alkylarylgruppe mit 2 bis 26 Kohlenstoffatomen bedeuten, (11)
Verbindungen entsprechend der Formel:
worin R1 und A die vorstehend angegebene Bedeutung besitzen und R2, das gegenüber
R1 gleich oder unterschiedlich sein kann, eine Alkyl-, Aralkyl- oder Alkylarylgruppe
mit 2 bis
26 Kohlenstoffatomen bedeutet, (III) Verbindungen der
folgenden Formel: R1-O-A-H. (III) worin R1 und A die vorstehend angegebenen Bedeutungen
besitzen und (IV) Verbindungen entsprechend der folgenden Formel:
worin R1, R2 und A die vorstehend angegebenen Bedeutungen besitzen,aufgetragen sind.
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Sofern mindestens eine Verbindung aus den Verbindungen (I) bis (IV)
auf den Fäden in einer Menge von mindestens 0,05 Gew.%, bezogen auf das Gewicht
der Fäden, aufgetragen ist, können die Fäden auch zusätzlich mit bekannten blungsmitteln
behandelt werden. Die Anwesenheit derartiger Mittel hemmt oder erniedrigt die Wirkung
hinsichtlich der Verhinderung der Schmelzhaftung nicht.
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Die Erfindung wird nachfolgend in Verbindung mit den beiliegenden
Zeichnungen erläutert, worin Fig. 1 eine photographische Wiedergabe eines supergetreckten
Polyesterfadenbündels, das nach dem erfindungsgemässen Verfahren hergestellt wurde,
und wobei keine Schmelzhaftung zwischen den Fäden auftritt und Fig 2 eine weitere
photographische Wiedergabe eines super-gestreckten Polyesterfadenbündels, das nach
dem übi hen Verfahren erhalten wurde, wobei die Schmelzhaftung zwischen den Fäden
ausgebildet wird, zeigen.
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Der oeim erfind ungsgemässen Verfahren einzusetzende Polyesterfaden
besteht aus einem Homopolymeren von Äthylenterephthalat
oder einem
Copolyester, der mindestens 80 Mol% Äthylenterephthalat-Einheiten enthält. Als Comonomere
können eine oder mehrere zweibasische Säuren, wie Adipinsäure, Sebacinsäure, Isophthalsäure,
Diphenyldicarbonsäure und Naphthalindicarbonsäure, Oxysäuren, wie Oxybenzoesäure
und Glykole, wie Diäthylenglykol, Propylenglykol, Neopentalglykol, Pentaerythrit
und Polyäthylenglykol-monomethyläther, verwendet werden.
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Der Ausdruck "Fadenbündel" bezeichnet ein Fadenbündel, das mindestens
zwei Fäden enthält.
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Spezifische Beispiele der Verbindungen (I) und (II), die beim erfindungsgemässen
Verfahren zur Verhinderung des Auftretens der Schmelzhaftung zwischen den Fäden
während der Super-Streckungsstufe angewandt werden, umfassen Mono- und Diester von
Polyalkylenglykolen, wie Polyäthylenglykol, Polypropylenglykol und Blockcopolymere
oder wahllose Copolymere von Polyäthylenglykol und Polypropylenglykol mit Säuren
wie Capronsäure, Caprylsäure, Caprinsäure, Undecansäure, Laurylsäure, Tridecansäure,
Myristinsäure, Pentadecansäure, Palmitinsäure, Margarinesäure, Stearinsäure, Nonadecansäure,
Melissensäure, Laurolansäure, Oleinsäure, Elaidinsäure, Linolensäure, Butylbenzoesäure,
Nonylbenzoesäure und Benzolpropionsäure.
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Spezifische Beispiele für die Verbindungen (III) sind die Monoäther
von Polyäthylenglykol, Polypropylenglykol oder Blockcopolymere oder wahllose Copolymere
von Polyäthylenglykol und Polypropylenglykol mit Caproylalkohol, Beptylalkohol,
Caprylalkohol, Undecylalkohol, Laurylalkohol, Myristylalkohol, Pentadecylalkohol,
Cetylalkohol, Stearylalkohol, Nonadecylalkohol, Eicosanol, 3-Hexenol-1, 2-Heptenol-1,
10-Undecenol-1, 11-Dodecenol-1, 12-Tridecenol-1, Oleylalkohol, Elaidylalkohol, Linoleylalkohol,
Linolenyalalkohol, Butylphenol, Nonylphenol oder Benzoläthanol.
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Spezifische Beispiele für die Verbindungen (IV) sind die veresterten
Produkte der Verbindungen (III) mit Capronsäure, Caprinsäure, Caprylsäure, Undecansäure,
Laurinsäure, Tridecansäure, Myristinsäure, Pentadecansäure, Palmitinsäure, Margarinesäure,
Stearinsäure, Nonadecansäure, Melissensäure, Laurolansäure, Oleinsäure, Elaidinsäure
oder Linolensäure.
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Die Fäden können zusätzlich bekannte Zusätze, wie Glanzbrechungsmittel,
beispielsweise Titanoxid, Witterungsbeständigkeitsmittei, Wärmebeständigkeitsmittel,
Farbstabilisatoren, beispielsweise Phosphorverbindungen, antistatische Mittel, fluoreszierende
Mittel, Viskositätsstabilisatoren, beispielsweise Borverbindungen und dgl., enthalten.
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Eine bevorzugte Ausführungsform der erfindungsgemässen Verfahrens
besteht darin, dass auf die ungestreckten, praktisch amorphen, schmelzgesponnenen,
synthetischen, linearen Polyesterfäden mindestens eine der Verbindungen (I) bis
(IV) in einer Menge von 0,05 Gew.%, bezogen auf das Gewicht der Faser, aufgebracht
wird, die Fäden in einem erhitzten Flüssigkeitsbad aus Wasser, Athylenglykol oder
Polyäthylenglykol oder einem erhitzten Gasbad aus Dampf oder Luft oder unter Anwendung
einer üblichen Heizvorrichtung, wie sie bei der Fadenherstellung verwendet wird,
beispielsweise Heizwalzen oder festen Heizern, erhitzt werden, so dass die Temperatur
der Fäden auf dem zur Super-Streckung geeigneten Wert erhöht wird und die Fäden
entsprechend der Super-Streckung gestreckt werden.
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Die bevorzugte Temperatur der Super-Streckung beträgt 90 bis 1500
C im Fall der Anwendung von Fäden aus Polyäthylenterephthalat. Im Fall von Copolyestern
wird eine etwas niedrigere Temperatur angewandt.
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Die Auftragung der Verbindungen (I) bis (IV) kann nach üblichen Verfahren
erfolgen, beispielsweise Wal?ien auftragung oder Aufsprühen einer der Verbindungen
(I) bis (IV) oder einem Gemisch von zwei oder mehr der Verbindungen (I) bis (IV)
ohne Verdünnung erfolgen. Es ist auch möglich, eine wässrige Lösung oder eine Lösung
in einem Lösungsmittel anzuwenden, die mindestens eine der Verbindungen (I) bis
(IV) in einer Konzentration von 0,1 bis 20 Gew.%, vorzugsweise 0,5 bis 5 Gew.%,
enthält. Falls die Verbindung zur Verhinderung der Schmelzhaftung auf die Fäden
in Form einer Lösung aufgetragen wird, wird es bevorzugt, dass die Super-Streckung
bewirkt wird, nachdem die Fäden an der Luft oder durch Erhitzen zum praktisch wasserfreien
Zustand getrocknet sind.
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Durch das erfindungsgemässe Verfahren tritt keine Schmelzhaftung
während der Super-Streckungsstufe auf und es wird möglich, Endprodukte von ausgezeichnetem
Griff und Glanz zu erhalten. Wenn Stapelfasern, die durch das erfindungsgemässe
Verfahren hergestellt wurden, einer Spinnbehandlung unterworfen werden, ist es möglich,
die Spinnbehandlung ohne irgendwelche Störungen auszuführen.
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Beim erfindungsgemässen Verfahren wird die Streckung zum Zweck der
Super-Streckung in einem Streckverhältnis von 50 bis 5000 %, vorzugsweise 100 bis
3000 %, ausgeführt.
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Die nichtgestreckten Polyesterfadenbündel, die auf diese Weise super-gestreckt
wurden, werden dann einer gewöhnlichen Streckung zur Orientierung und Kristallisation
der Fäden unterworfen, wodurch Fäden von ausgezeichneter praktischer Verwendbarkeit
erhalten werden. Gewünschtenfalls können diese Fäden einer gewöhnlicher. Verarbeitungsbehandlung,
beispielsweise Kräuselung, rni üzti und Färbebehandlung, unterworfen werder.
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Da es beim erfindungsgemässen Verfahren @@@ich ist,
die
Super-Streckung in einem hohen Streckverhältnis ohne Ausbildung einer Schmelzhaftung
zwischen den Fäden zu bewirken, wird es möglich, leicht Fäden mit einem sehr feinen
Denier, beispielsweise weniger als 0,1 Denier, herzustellen. Die Herstellung von
Fäden mit einem derartig feinen Denierwert ist nach den üblichen Spinn- und Streckverfahren
sehr schwierig. Das erfindungsgemässe Verfahren erbringt weiterhin die folgenden
Vorteile: Bei sämtlichen schmelzspinnbaren polymeren Fäden gibt es eine bestimmte
Grenze des Streckverhältnisses beim nanatürlichen Strecken, jenseits dessen das
Strecken ohne Riss oder Bruch der Fäden nicht möglich ist. Im allgemeinen liegt
das kritische Streckverhältnis im Bereich von 300 bis 900 % der ursprünglichen Fadenlänge.
Auf Grund dieser Begrenzung des Streckverhältnisses ist es unmöglich, das Streckverhältnis
übermässig zu erhöhen. Falls deshalb Fäden mit einem unterschiedlichen Denierwert
innerhalb eines breiten Bereiches zur Herstellung von Endprodukten bei der tatsächlichen
industriellen Herstellung benötigt werden, ist es unmöglich, sämtliche Faden mit
den unterschiedlichen Denierwerten innerhalb eines breiten Bereiches, die für die
Herstellung der Endprodukte erforderlich sind, von gesponnenen Rohfäden mit lediglich
einem Denier (Fäden, welche schmelzgesponnen sind, aber noch nicht gestreckt sind)
zuzuführen. Deshalb ist es bei der tatsächlichen industriellen Produktion im allgemeinen
notwendig, zur edene Arten von ohfäden mi; untersciiedlichen Deherzustellen. Um
Rohfäden mit unterschiedlichem zu erhalten, ist es notwendig, die Schmelzspinnin
Abhängigkeit von dem gewünschten Denierwert de@ oder . re g d Schmelze innbedingungen
etr @nch Zeit @t für d@ Anordnung der Ausrü @nge ein
und Flocken
werden bei jeder Änderung der Betriebsbedingungen gebildet, so dass die Herstellungswirksamkeit
erniedrigt wird und ein Materialverlust unvermeidlich ist.
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Andererseits ist es beim erfindungsgemässen Verfahren möglich, ungestreckte
Polyesterfäden mit verschiedenen Arten von Denierwerten, die zur Herstellung von
ESxdprodukten geeignet sind, durch Fixierung der Schmelzspinnbedingungen herzustellen,
wobei lediglich die Super-Streckungsbedingungen in entsprechender Weise geändert
werden. Deshalb ist es beim erfindungsgemässen Verfahren völlig überflüssig, die
Schmelzspinnbedingungen zu ändern, um dadurch verschiedene Arten von Fäden mit unterschiedlichen
Denierwerten zu erhalten. Deshalb kann das Spinnen unter feststehenden Bedingungen
ausgeführt werden, so dass die vorstehend aufgeführten, unvermeidlichen Fehler des
üblichen Verfahrens, wie Erniedrigung der Herstellungswirksamkeit und Materialverlust,
durch das erfindungsgemässe Verfahren vermieden werder können. Wenn deshalb das
erfindungsgemässe Verfahren angewandt wird, kann das Spinnen und Strecken mit grossen
wirtschaftlichen Vorteilen durchgeführt werden.
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Weiterhin ist es beim erfindungsgemässen Verfahren möglich, sehr
leicht Fäden mit dem gleichen Denier, jedoch unterschiedlicher Dehnung durch Anderung
des Super-Streckungsverhältnisses und des natürlichen Streckverhäl tnisses herzustellen,
wobei das Gesamtstreckverhältnis der Super-Streckung und des natürlichen Streckens
bei einem konstanten Wert gehalten wird.
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Weiterhin kann das Super-Streckverfahren gemäss der Erfindung auch
auf die Herstellung von stark-schrumpfbren Fäden angewandt werden.
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Bisher wurde hauptsächlich auf das Spinnen und Strecken von Fäden
Bezug genommen, jedoch kann das Super-Streckungsverfahren
gemäss
der Erfindung auch auf die Herstellung von Polyesterfolien angewandt werden, wenn
zwei oder mehr ungestreckte.Polyesterfilme überlappt werden und dann der Super-Streckungsbehandlung
unterworfen werden.
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Die Bestimmung, ob eine Schmelzhaftung zwischen den super-gestreckten
Fäden erfolgte, kann mit dem unbewaffneten Auge oder durch Anfühlen bestimmt werden,
jedoch kann die Bestimmung auch nach dem folgenden Verfahren erfolgen: Eine Schleife
von etwa 25 cm Umfang wird aus einem Mehrfaden von 250 Denier/i8 Fäden gebildet,
welcher durch Super-Streckung in einem Streckverhältnis von 2 eines ungestreckten
Polyester-Nehrfadens mit 500 Denier/18 Fäden in siedendem Wasser von 1000 C erhalten
wurde. Ein Gewicht von 50 mg wurde an einer gewünschten Stelle der Schleife angehängt
und diese an einer Stelle gegenüberstehend der Stelle, wo das Gewicht hängt, gehalten.
Die Länge (D1) der zu einer Ellipse verformten Schleife wurde bestimmt. Dann wurde
das Gewicht durch ein weiteres Gewicht von 2,5 g ersetzt und die Länge (Do) der
Längsachse der Schleife wiederum festgestellt. Falls keine Schmelzhaftung zwischen
den Fäden vorliegt, ist das Fadenbündel flexibel und der Wert D1 ist relativ gross;
falls jedoch eine Schmelzhaftung zwischenden Fäden besteht, ist das Fadenbündel
steif und das Fadenbündel zeigt einen Widerstand gegen die Streckung durch das leichte
Gewicht von 50 mg, so dass der Wert D1 relativ klein ist. Im Fall eines Gewichtes
von 2,5 g zeigt das Fadenbündel einen praktisch konstanten Wert Dos unabhängig von
der Anwesenheit oder der fehlenden Schmelzhaftung zwischen den Fäden. Deshalb wird
im Rahmen der Erfindung ein Schmelzhaftungsindex K angewandt, der durch die Formel
E . D1/Do gegeben ist, der als Kriterium für das Ausmass der Schmelzhaftung dient.
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Bei super-gestreckten Fäden mit einem Schmelzhaftungsindex E von
0,88 oder weniger ist die Schmelzhaftung extrem und selbst, nachdem diese Fäden
einer gewöhnlichen Strekkung unterworfen wurden, wird sogar mit Beobachtung mit
dem unbewaffneten Auge oder durch Anfühlen festgestellt, dass eine Schmelzhaftung
zwischen den Fäden verblieben ist.
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Um Fadenbündel zu erhalten, bei denen jegliche Schmelzhaftung vollständig
nach dem gewöhnlichen Strecken fehlt, ist es günstig, dass das Fadenbundel, welches
super-gestreckt wurde, jedoch nicht einer gewöhnlichen Streckung unterworfen wurde,
einen Schmelzhaftungsindex E von grösser als 0,88, vorzugsweise mindestens 0,9,
aufweist.
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Die folgenden Beispiele dienen zur weiteren Erläuterung der Erfindung,
ohne sie zu begrenzen.
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Beispiel 1 Die in Tabelle I angegebenen Mittel zur Verhinderung der
Schmelzhaftung wurden auf ein ungestreckten Fadenbündel von 500 Denier/18 Faden
aufgetragen, das aus Polyäthylenterephthalat mit einer Eigenviskosität von 0,55
(bestimmt in einem Mischlösungsmittel im Verhältnis 1 : 1 aus Phenol und Tetrachloräthan
bei 300 C) aufgebaut war, und das Fadenbündel wurde bei Raumtemperatur stehengelassen
und getrocknet. Dann wurde das Fadenbündel in einem Streckverhältnis von 2 in bei
1000 C gehaltenem Wasser super-gestreckt.
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Der Schmelzhaftungsindex K und der Griff des erhaltenen, super-gestreckten
Fadenbündels sind in Tabelle I angegeben.
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Zu Vergleichszwecken sind in Tabelle Bauch die Ergebnisse von Vergleichsversuchen
(Versuche 19 bis 25) aufgeführt, bei denen die vorstehenden Verfahren guter Anwendung
von
üblichen blungsmitteln wiederholt wurden.
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Versuch 18 beschreibt eine Ausführungsform, bei der ein Gemisch des
Mittels zur Verhinderung der Schmelzhaftung gemäss der Erfindung und eines gewöhnlichen
Ölungsmittels verwendet wurde.
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Tabelle I Versuchs- Angewandtes Mittel Aufge- K-Wert Griff Nr. tragene
Menge d.
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Mittels (Gew.%)
| 1 C11H23Coo(C2E4o)1o 0,25 0,96 ) |
| 2 c171135c00Cc2H40)14H R COO(C roh,, O >1LH 0,23 0,95 |
| 3 C11H23C°°(C2E4o)1ococ1123 0,19 0,94 |
| 4 011H23C00/C02H40)9C03H60)/H 0,20 0,94 ) |
| 5 c11B23c00Cc30)5H 0,14 0,92 0 |
| 6 -C2H4COO(C2H40)5H 0,25 0,92 0 |
| 7 C1211250Ca2H40)8H 0,14 0,96 |
| 8 C4H90(C2H40)2H 0,20 0,94 0 |
| 9 c18H3s0Cc2H40)20H 0,19 0,95 ) |
| 10 C16H330(C3H6o)1o 0,32 0,97 ) |
| 11 C14H:290/(C2H4o)9(C3H6o)/ 0,27 0,93 0 |
| 12 CgFgeO(C2H40)7H 0,30 0,92 0 |
| 13 C8H170Cc2H40)10H 0,12 0,95 62) |
| 14 -C2z40(C2H4o)5H 0,25 0,93 0 |
| 15 C12H250(C2H4o)1oCoC17E35 0,14 0,95 ) |
| 16 c1?1I250Cc3H60)10c0c11H23 0,20 0,96 ¢) |
| 17 8E17bo(C2H4o)3oCoC11E23 0,30 0,91 0 |
Tabelle I (Fortsetzung) Versuchs- Angewandtes Mittel Aufge- K-Wert
Griff Nr. tragene Menge d.
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Mittels (Gew.%)
| 18 c11H23c00Cc40)10c0c11 0,22 0,95 |
| (Gemisch 1 : 1) |
| HO(C2H40)o |
| / oONa |
| O12H250 |
| 19 H20 0 0,81 / |
| 20 HO(C2H40)7H 0,18 0,81 / |
| 21 C11H23O02C18H35 0,27 0,83 < |
| 22 Mineralöl 0,27 0,82 |
| 23 HO(C2H40)5 p «0 0,19 0,85 A |
| C12H25° / XONa |
| 24 C12H250SOfNa 0,21 0,82 X |
| 25 £c18H35NCcH3)cl 0,18 0,84 X |
Fussnoten:
ganz ausgezeichnet ausgezeichnet relativ schlecht sehr schlecht
Beispiel
2 Polyoxyäthylen (n - 10)-laurat oder Polyoxyäthylen (n - 10)-lauryläther wurden
auf ein gleiches Polyesterfadenbündel wie in Beispiel 1 aufgetragen und das Fadenbündel
in einem Streckverhältnis von 2 in heissem Wasser von 1000 C super-gestreckt. Die
Menge des aufgetragenen Mittels wurde variiert, wie aus Tabelle II ersichtlich.
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Der Schmelzhaftungsindex K wurde bestimmt. Die Ergebnisse sind in
Tabelle II enthalten.
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Tabelle II Menge des aufge- K-Wert tragenen Mittels Polyoxyäthylen-
Polyoxyäthylen-(Gew.%) laurat lauryläther 0,01 - 0,84 0,02 0,87 0,05 0,90 0,91 0,25
0,96 0,53 - 0,95 1,30 0,96 -2,20 - 0,96 Wie sich aus den Werten der Tabelle II ergibt,
ist es zur Erzielung von Fadenbündeln, die keine Schmelzhaftung zeigen, notwendig,
dass die aufgetragene Menge an Polyoxyäthylenlaurat oder Polyoxyäthylenlauryläther
mindestens 0,05 Gew.06 beträgt.
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Beispiel 3 Auf ein gleiches, ungestrecktes Polyathylenterephthalat
-Farbenbündel
wie in Beispiel 1 wurden 0,30 Gew.°h Polyoxyäthylen (n=40)-dilaurat aufgetragen.
Dann wurde das Fadenbündel getrocknet und in einem Streckverhältnis von 2 in einem
langgestreckten Luftofen mit Im Länge von 1600 C super-gestreckt, wobei eine Berührung
des Fadenbündels mit der Ofenwand vermieden wurde. Der Schmelzhaftungsindex K des
erhaltenen super-gestreckten Fadenbündels betrug 0,92. Auch wenn somit die Super-Streckung
unter Anwendung eines anderen Heizmediums als eines Flüssigkeitsbades ausgeführt
wird, kann beim erfindungsgemässen Verfahren wirksam das Auftreten der Schmelzhaftung
zwischen den Fäden verhindert werden.
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Das auf diese Weise super-gestreckte Fadenbündel wurde dann der Streckung
unter begleitender Halsung in einem Streckverhältnis von 4,7 unter Anwendung eines
Heizdorns (eine Wicklung) von 90° C und einer bei 1400 C gehaltenen Heizplatte unterworfen.
Dabei wurde ein Polyesterfadenbündel frei von Schmelzhaftung und ausgezeichnetem
Griff erhalten. Das erhaltene Fadenbündel hatte 54 Denier/18 Fäden und zeigte eine
Zähigkeit von 4,4 g/d, eine Dehnung von 32 °h und einen Young-Modul von 76 g/d.
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Der vorstehende Versuch wurde wiederholt, wobei Polyoxyäthylen Cn=8)-lauryläther
anstelle des vorstehenden Polyoxyäthylendilaurats verwendet wurde und die Menge
des aufgetragenen Mittels auf 0,25 Gew.% geändert wurde. Der Schmelzhaftungsindex
K des erhaltenen supergestreckten Fadenbündels betrug 0,95. Dieses super-gestreckte
Fadenbündel wurde einer Streckung mit gleichzeitigen Kalsung in einem Streckverhältnis
von 4,5 unter Anwendung eines Heizdorns (ein Umlauf) von 900 C und einer Heizplatte
von 1400 C unterworfen. Dabei wurde ein Fadenbündel mit 56 Denier/18 Fäden erhalten,
das frei von Schmelzhaftung war und einen ausgezeichneten Griff
hatte
und eine Zähigkeit von 4,3 g/d, eine Dehnung von 40 % und einen Young-Modul von
73 g/d zeigte.
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Beispiel 4 Auf ein gleiches, ungestrecktes Polyäthylenterephthalat-Fadenbündel
wie in Beispiel 1 wurden 0,36 Gew;% Polyoxyäthylen (n=14)-laurat aufgetragen und
das Fadenbündel getrocknet und dann in einem Streckverhältnis von 2 durch Wicklung
des Fadenbündels in zwei Wicklungen auf eine geprägte Drehwalze von 1200 C super-gestreckt.
Der Schmelzhaftungsindex K des erhaltenen super-gestreckten Fadenbündels betrug
0,90. Dieses super-gestreckte Fadenbündel wurde einer Halsungsstreckung in einem
Streckverhältnis von 4,9 in der gleichen Weise wie in Beispiel 3 unter Anwendung
eines bei 900 C gehaltenen Heiziornes und einer bei 1400 C gehaltenen Heizplatte
unterworfen.
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Dabei wurde ein Fadenbündel mit 52 Denier/18 Fäden erhalten, welches
frei von Schmelzhaftung war und einen ausgezeichneten Griff hatte und das eine Zähigkeit
von 4,7 g/a, eine Dehnung von 29 % und einen Young-Modul von 85 g/d zeigte.
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Der vorstehende Versuch wurde unter Anwendung von Polyoxyäthylen
(n=12)-nonylphenol anstelle des vorstehenden Polyoxyäthylenlaurats und Änderung
der Menge des aufgetragenen Mittels zu 0,40 Gew.% wiederholt. Der Schmelzhaftungsindex
K des erhaltenen, super-gestreckten Fadenbündels betrug 0,96. Dieses super-gestreckte
Fadenbündel wurde einer Halsungsstreckung in einem Streckverhältnis von 4,7 in der
gleichen Weise wie in Beispiel 3 unter Anwendung eines bei 90° C gehaltenen Heizdornes
und einer bei 1400 C gehaltenen Heizplatte unterworfen.
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Dabei wurde ein gestrecktes Fadenbündel mit 53 Denier/
18
Fäden erhalten, das frei von Schmelzhaftung war und einen ausgezeichneten Griff
hatte und eine Zähigkeit von 4,5 g/d, eine Dehnung von 35 % und einen Young-Nodul
von 80 g/d aufwies.
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Beispiel 5 Auf ein ungestrecktes Fadenbündel mit 500 Denier/ 18 Fäden,
das aus einem Copolyäthylenterephthalat (Eigenviskosität r 0,61),copolymerisiert
mit 5 Mole Isophthalsäure,aufgebaut war, wurden 0,27 Gew.% Polyoxyäthylen (n=10>-stearat
zugesetzt und dann das Fadenbündel getrocknet und in einem Streckverhältnis von
2 in heissem Wasser von 1000 C super-gestreckt. Der Schmelzhaftungsindex E des erhaltenen
super-gestreckten Fadenbündels betrug 0,95. Dann wurde dieses super-gestreckte Fadenbünde2
der gewöhnlichen Streckung in einem Streckverhältnis von 4,0 in einem Wasserbad
von 800 C unterworfen und um 12 ffi bei 1200 C geschrumpft. Dann wurden 10 bis 15
Kräuselungen je 25,4 mm dem Fadenbündel mittels eines Stauchkräuslers vom Kastentyp
gegeben und die gekräuselten Fadenbündel zu Stapelfasern von etwa 51 mm geschnitten.
Die erhaltenen Stapelfasern hatten einen Wert von 3,9 Denier, eine Zähigkeit von
3,8 g/d, eine Dehnung von 39 % und einen Young-Modul von 42 g/d.
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Beispiel 6 Auf ein ungestrecktes Fadenbündel von 5050 Denier: 310
Fäden, das aus einem Copolyäthylenterephthalat (Eigenviskosität 3 0,58), copolymerisiert
mit 1,0 Mol% PolJäthylenglykol-monomethyläther (Molekulargewicht 2000) und 0,25
Mole Pentaerythrit, aufgebaut war, wurden 0,23 Gew.% Polyoxyäthylen (n=10)-dilaurat
aufgebracht
und das Fadenbündel bei Raumtemperatur während 24 Stunden
zur Trocknung stehengelassen. Dann wurde das Fadenbündel in heissem Wasser von 1000
C in einem Streckverhältnis von 1,5,2,5 oder 5 super-gestreckt. In jedem Fall wurde
ein Polyesterfadenbündel frei von Schmelzhaftung zwischen den Fäden erhalten. Dann
wurden die dabei erhaltene, super-gestreckten Fadenbündel einer gewöhnlichen Streckung
in einem Streckverhältnis von 3,0 unterworfen und 10 bis 15 Kräuselungen je 25,4
mm wurden dem Fadenbündel mittels eines Stauchkräuslers erteilt, worauf die Fadenbündel
bei 1300 C während 5 Minuten wärmebehandelt wurden und zu Stapelfasern von etwa
51 mm geschnitten wurden. Die Eigenschaften der erhaltenen Stapelfasern sind aus
Tabelle III ersichtlich.
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Tabelle III Streck- Streck- Denier Zähigkeit Dehnung Youngverhält-
verhält- (g7d) (96) Modul nis beim nis beim (g/a) Super- gewöhnli-Strecken chen
Strecken 1,5 4,4 3,0 3,9 42 43 2,5 3,6 2,2 4,0 39 45 5 3,0 1,3 3,7 41 42 Bei der
anschliessenden Stufe der Verspinnung dieser Stapelfasern traten keinerlei Betriebsstörungen
auf.
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Beispiel 7 Auf ein ungestrecktes Fadenbündel von 3600 Denier/ 200
Fäden, das aus einem Copolyäthylenterephthalat
(Eigenviskosität
0,57), copolymerisiert mit 1,0 Mol% Polyäthylenglykol-monomethyläther (Molekulargewicht
2000) und 0,25 No1o6 Pentaerythrit, aufgebaut war, wurden 0,25 Gew.% Polyoxyäthylen
(n=12)-nonylphenoläther zugesetzt und das Fadenbündel bei Raumtemperatur 24 Stunden
zur Trocknung stehengelassen. Dann wurde das Fadenbündel in heissem Wasser von 980
C in einem Streckverhältnis von 3 oder 6 super-gestreckt. In jedem Fall wurden Fadenbündel
frei von Schmelzhaftung erhalten. Der Schnitt des dabei erhaltenen Mehrfadenbundels
ist in der photographischen Wiedergabe der Fig. 1 als gitterelektronenmikroskopische
Aufnahme wiedergegeben.
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Das super-gestreckte Fadenbündel wurde einer gewöhnlichen Streckung
in einem Streckverhältnis von 3,6 oder 2,4 in einem Wasserbad von 800 C unterworfen
und 10 bis 12 Kräuselungen Je 25,4 mm dem Fadenbündel mittels eines Stauchkräuslers
erteilt. Dann wurde das gekräuselte Fadenbündel bei 1300 C während 5 Minuten wärmebehandelt
und zu Stapelfasern von etwa 51 mm geschnitten. Die Eigenschaften der erhaltenen
Stapelfasern sind aus Tabelle IV ersichtlich.
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Tabelle IV Streck- Denier Zähigkeit Dehnung Young-Streckverhält-
(g/d) (%) Modul verhältnis b.d. (g/d) nis beim Super-Streckung gewöhnlichen Strecken
3 3,6 2,2 3,8 42 46 6 2,4 1,6 4,1 35 43
Während der anschliessenden
Stufe des Verspinnens dieser Stapelfasern traten keinerlei Betriebsschwierigkeiten
auf.
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Beispiel 8 Auf ein ungestrecktes Fadenbündel von 5050 Denier/ 310
Fäden, das aus einem Copolyäthylenterephthalat (Eigenviskosität 3 0,58), copolymerisiert
mit 1,0 Mol% Polyäthylenglykol-monomethyläther (Molekulargewicht 2000) und 0,25
Mole Pentaerythrit, aufgebaut war, wurden 0,55 Gew.% eines Gemisches im Verhältnis
1 : 9 aus Polyoxyäthylen (n=10)-laurylester und Diäthylenglykolbutyläther aufgetragen.
Das Fadenbündel wurde bei Raumtemperatur 8 Stunden stehengelassen und dann in einem
Streckverhältnis von 2 in heissem Wasser von 1000 C super-gestreckt. Dabei wurde
ein Polyesterfadenbündel frei von Schmelzhaftung erhalten. Dieses super-gestreckte
Polyester-Fadenbündel wurde einer gewöhnlichen Streckung in einem Streckverhältnis
von 4,0 unter Anwendung eines Wasserbades von 800 C unterworfen. Dann wurden 10
bis 15 Kräuselungen je 25,4 mm dem gestreckten Fadenbündel unter Anwendung eines
Stauchkräuslers erteilt und das gekräuselte Fadenbündel bei 1300 C während 5 Minuten
wärmebehandelt und zu Stapelfasern von etwa 51 mm geschnitten. Die erhaltenen Polyester-Stapelfasern
hatten eine Stärke von 2,7 Denier, eine Zähigkeit von 3,8 g/d, eine Dehnung von
42 % und einen Young-Modul von 48 g/d.
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Bei der anschliessenden Stufe der Verspinnung dieser Stapelfasern
traten keinerlei Betri ebsschwierigkeiten auf.
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Verleichsbeisoiel Auf das gleiche Copolyester-Fadenbündel wie in
Beispiel 7 wurden 0,9 Gew.% eines Ölungsmittels der nachfolgenden Zusammensetzung,
wie sie allgemein für Polyesterfäden verwendet wird, in Form einer 10obigen Emulsion
aufgetragen: Mineralöl (80 bis 90") 60 % Türki schrotöl 17,5 * Triäthanolaminoleat
20 % Diäthylenglykol 2,5 * Das Fadenbündel wurde bei Raumtemperatur 24 Stunden stehengelassen
und getrocknet. Dann wurde das Fadenbündel in einem Streckverhältnis von 3 in heissem
Wasser von 980 C super-gestreckt. Bei der Super-Streckung trat zwischen den Einfäden
eine Schmelshaftung auf und das Fadenbündel hatte ein Aussehen, als ob es aus einem
Einfaden bestehen würde und der Wert des erhaltenen, super-gestreckten Fadenbündels
betrug 0,83. Der Schnitt des Fadenbündels ist als gitterelektromikroskopische, photographische
Wiedergabe in Fig. 2 gezeigt. Wenn dieses Fadenbündel einem gewöhnlichen Streckarbeitsgang
unter Orientierung in einem Streckverhältnis von 4,5 in einem Wasserbad von 800
C unterworfen wurde, wurde der Zustand der Schmelzhaftung zwischen den Fäden kaum
verbessert.
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Nachdem das Fadenbündel zu Stapelfasern von etwa 51 mm geschnitten
worden war und mittels eines Faseröffners geöffnet worden war, ergaben sich Knoten
in grossen Teilen der erhaltenen Stapelfasern und eine vollständige Öffnung dieser
Stapelfasern war unmöglich.