DE2218137A1 - Naphthalat Polyester Fasern, deren Verwendung und Verfahren zu deren Her stellung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft Naphthaiat-Polyester-Fasern, deren Verwendung und ein Verfahren zu deren Herstellung* Die Erfindung betrifft insbesondere Naphthalat-Polyester- !Fasern, die ein neues Kristallgefüge haben und besonders für elektrische Isoliermaterialien geeignet sind. Insbesondere betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Herstellung dieser Fasern in grosstechnischem Masstab und deren Endverwendung.

Fasern, die aus Naphthalat-Polyestern durch eine Reaktion von Naphthalen-2,6~Dicarbonsäure mit Äthylenglycol _s hergestellt wurden, sind als Industriematerialien, v/ie beispielsiveise als gummiverstärkende Materialien bekannt, de sie in mechanischen und termischen Eigenschaften den früher in grossem Umfang benutzten Pasern aus Polyätbylenterephtahalat überlegen sind.

Man war jedoch der Auffassung, dass die herkömmlichen Naphthalat-Polyester-Fasern dort ungeeignet sind, wo aus diesen Pasern gewirkte, gewebte oder nichtgewebte Gewebe bei hohen Temperaturen und insbesondere für elektrische Isoliernaterialien verwendet werden. Der Hauptgrund für

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diese Annahme liegt darin, dass diese Naphthalat-Polyester eine geringe Dehnungsfähigkeit haben und bei hohen Temperaturen unter einer Verminderung der Zugfestigkeit leiden.

Es wurden umfangreiche Untersuchungen und Entwicklungsarbeiten an Naphthalat-Polyester-Fasern vorgenommen, die eine grössere Dehnungsfähigkeit und Festigkeit und eine geringere -Abnahme der Zugfestigkeit bei hohen Temperaturen als die herkömmlichen Naphthalet-Polyester-Fasern haben und die gute Eigenschaften für elektrische Isoliermaterialien besitzen, welche die hervorragenden Eigenschaften der herkömmlichen Naphthalat-Polyester-Fasern, v;ie hohe Zugfestigkeit, hohen Young¹sehen Modul und eine gute Dimens.-'ionsbeständigkeit bei Hitze behalten. Es wurde festgestellt, dass durch eine von den herkömmlichen Naphthslat-Polyester-Fasern unterschiedliche Kristallstruktur die Dehnungsfähigkeit und die Zugfestigkeit bei hohen Temperaturen der Naphthalat-Polyester-Fasern verbessert werden können.

Aufgabe der Erfindung ist die Schaffung neuer Nathalat-Folyester-Fasern mit einer neuen Kristallstruktur, die eine größere Dehnungsfähigkeit und Festigkeit und eine geringere Verminderung der Zugfestigkeit bei hohen Temperaturen besitzen, als dies bei herkömmlichen Naphthalat-Polyester-Fasern der Fall ist.

Eine weitere .Aufgabe der Erfindung ist die vorteilhafte Schaffung eines Verfahrens zur Herstellung der neuen Naphthalat-Polyester-Fasern.

Eine andere Aufgabe der Erfindung ist die Schaffung eines für elektrische Isoliermaterialien geeigneten Gewebes durch eine Wärmebehandlung eines Gev/ebes, das hauptsächlich, aus den neuen Naphthalat-Folyester-Fasern besteht.

Weitere Aufgaben und Ziele der Erfindung gehen aus der nachfolgenden Beschreibung hervor.

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Gemäss der Erfindung -werden neue Naphthalat-Polyester-Fas-ern vorgesehen, die aus einem Naphthalat-Polyester bestehen, der mindestens 85 mol % Äthylen-2,6-Ncphthalat-Einheiten enthält und eine Intrinsik-Viskosität zwischen o,3 und 1,o hat. Diese Fasern haben ein Beugungsintensitäts-Verhältnis (R) zwischen einem Bragg-Reflexionswinkel 2 O = 18,7 ° und 2 Q = 15,6 °, bestimmt durch das Röntgen-Beugungsverfahren, im Bereich zwischen o,15 und 1,73·

Das Polymer, welches die Pasern gemäss der Erfindung bildet, ist Polyäthylen-2,6-Naphthalat oder ein kopolymerisrertes Poljäth^len-2,6-Kaphthalat, das nicht mehr als 15 mol $, vorzugsweise nicht mehr als 5 rool ?° ei^er dritten Komponente enthält.

Im allgemeinen wird Polyäthylen-2,6-ITapthalat dadurch hergestellt, doss man Naphthalen-2,6-Dicarbonsäure oder ihre funktionalen Derivate mit Ä'thylenglycol oder seinen funktionalen Derivaten in der Anwesenheit eines Katalysstors unter geeigneten Reaktionsbedingungen reagieren lässt. Wenn zu~mindest eine dritte Komponente vor dem Ende der Polymerisation zugegeben wird, ergibt sich ein kopolymerisierter oder vermischter Polyester. Geeignete dritte Komponenten sind (a) Verbindungen mit zwei Ester bildenden funktionalen Gruppen, wie beispielsweise aliphatische Dicarbonsäuren wie Oxalsäure, Bernsteinsäure, Adipinsäure, Sebacinsäure oder Dimersäure; alicyclische Dicarbonsäuren, wie Cyclopropandicarbonsäure, Cyclobutandicarbonsäure oder Eexahydroterephthslsäure-j aromatische Dicarbonsäuren wie Phthalsäure, Isophthalsäure, Naphthalen-2,7-Dicorbonsäure oder Diphenyldicarbonsäure; Karbonsäuren wie Dipher.ylätherdicarbonsäure, Diphenylsulfodicarbonsäure, Diphenoxydiäthandicarbonsäure oder Natrium 3i5-Dicarbonoxybenzol'3ulfonicst; Hydroxycarbonsäuren wie Glycolsäure, p~Hydroxybenzoesäure oder p-Hydroxyäthoxybenzoesäure, Hydroxyverbindungen wie Propy!glycol, Trimethylenglycol, Diäthylenglycol, Tetra-

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methylenglycol, Hexamethylenglycol, Neopentylenglycol, p-Xylenglycol, 1^-Cyclohexandimethanol, Bisphenol A, ρ,ρ-Diphenoxysulfon, 1,4-bis (β -hydroxyäthoxy) Benzol, 2,2-bis (p~$ -Hydroxydiäthoxyphenyl) Propan, Polyalkylengly col, oder p-Phenylen bis (Dimethylcyclohexan) oder deren funktionale Derivate; oder Verbindungen rait hohem Molekulargewicht, abgeleitet von Karbonsäuren, Hydroxykarbonsäuren, Hydroxyverbindungen oder deren funktionalenDerivaten. Geeignete dritte Verbindungen sind auch (b) Verb-indungen mit einer Ester-bildenden funktionalen Gruppe, wie Benzoesäure, Bensoy!benzoesäure, Benzyloxybenzoesäure, oder Methoxypolyalkylenglycol. Geeignete dritte Verbindungen sind auch (c) Verbindungen mit drei oder mehr Ester bildenden funktionalen Gruppen, wie Glycerin, Pentaerythritol oder Irimethylolpropan. Der Polyester kann auch ein Mattierungsmittel wie Titandioxyd oder einen Stabilisator wie Phosphorsäure, pliosphorische Säure und deren Ester enthalten. Der Anteil der dritten Komponente darf nicht grosser als 15 mol $, vorzugsweise nicht grosser als 5 niol % sein. Wenn der Anteil 15 mol fo übersteigt, führt dies häufig zu einer beträchtlichen Verminderung der thermischen Stabilität, Zugfestigkeit, Dehnbarkeit und Rückgewinnung der Elastizität d< gewonnenen Fasern. Übermässige Anteile müssen daher vermieden v/erden.

Das gemäss der Erfindung verwendete Naphthalat-Polyester hat eine Intrinsik-Viskosität it\) zwischen o,3 und 1,o. Die im Rahmen der Erfindung verwendete Intrinsik-Viskosität ist ein Wert, den man aus der Viskosität des Polymeren erhält, die in Bezug auf eine Lösung des Polymeren in einem 1:4 Gemisch aus Phenol und o-Dichlorbenzol bei 35° C gemessen wird. Wenn die Brfc.-.-incil·;:-viskosität des Naphthalat-PoIyesters 1,o überschreitet, wird dessen Schmelzviskosität überaus hoch, wodurch das Schmelzspinnen schwierig wird. Wenn die £itrir.öik-"ickosit£t unter o.3 liegt, haben die sich ergebenden Fasern nicht die gevmnschten, guten Eigenschaften»

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Das grösste Merkmal der erfindungsgemässen Fasern liegt in deren neuer Kristallstruktur. Diese Kristallstruktur ist gekennzeichnet durch ein Beugungsintensitätsverhältnis (R) von 0.I5 bis 1,73 zwischen einem Bragg - Reflexionswinkel 2© = 18.7° und 2Φ = 15.6° in der Verteilungskurve der Beugungsintensität in äquatorialer Richtung, bestimmt durch das Röntgenbeugungsverfahren.

Die Erfindung wird anhand von Zeichnungen näher erläutert. In den Zeichnungen zeigen:

Pig. 1 eine Darstellung der Verteilungskurve der

Beugungsintensität in äquatorialer Richtung der erfindungsgemässen Naphthalat-Polyester-Fasern und der herkömmlichen Naphthalat-Polyester-Fasern, wobei die Werte durch das Röntgen-Beugungsverfahren erzielt wurden, und

Fig. 2 eine Darstellung der Beziehung zwischen der Wärmebehandlungstemperatur und Wärmebehandlungszeit, wenn ein aus den erfindungsgemäseen Fasern gewebtes Gewebe gereinigt wird.

Das Messen der in Fig. 1 dargestellten Beugungsintensitätskurve erfolgte unter folgenden Bedingungen:

Vorrichtung: Modell D-9C (Erzeugnis der Rigaku

Denki Kabushiki Kaisha ) Nickelfilter, 35 KV, 2o mA

Divergenzspalt: 0.I5 m/i Streuspalt: 1° Empfangsspalt: 0.4 mm

h = 1.542 S

Es wird nun auf Fig. 1 Bezug genommen. Die Kurve 1 zeigt die Verteilungskurve der Beugungsintensität der er-

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findungsgemässen Pasern und die Kurve 2 zeigt die Verteilungskurve der Beugungsintensität der herkömmlichen Naphthalat-Polyester-Fasern. Die Kurve 3 zeigt die Verteilungskurve der Beugungsintensität von amorphen Naphthalat-Polyester-Fasern.

Das Beugungsintensitätsverhältnis (R) zwischen einem Bragg Reflexionswinkel 20 = 18.7° und 20 = 15.6° wird mit nachfolgender Gleichung berechnet.

E = Ic18.7° - Ia18.7° Icl5.6° - Ia15.6°

worin Ic18.7° und Idf?.6° die Beugungsintensitäten (Höhe der Kurvenspitze) bei einem Bragg-Reflexionswinkel 20= 18.7° bzv/. 20 = 15.6° . in der Verteilungskurve der Röntgenbeugungsintensität der Fasern sind und Ia18.7° und Ic15.6° die Beugungsintensitäten der amorphen Fasern bei einem Bragg Reflexionswinkel von 20 = 18.7° und 20 = 15.6° in der Verteilungskurve der Beugungsintensität darstellen.

Wie aus Fig. 1 hervorgeht, hat die Kurve 2 für die herkömmlichen Naphthalat-Polyester-Fasern eine hohe Spitze bei einem Bragg Reflexionswinkel von 20 = I5.6⁰. Die Kurve hat jedoch bei 20 = 18.7° keine Spitze. Diese Polyester-Fasern haben daher ein Beugungsintensitätsverhältnis (R) von etwa 0.07. Im Gegensatz dazu hat die Kurve 1 für die erfi:.d^:ing3._.enäi3Gn ILplithal-t-Por-^GterfasrL-r. eino einzige Spitze bei 2© = 18.7 und ein Beugungsintensitätsverhältnis (R) von etwa 0.55» das beträchtlich höher ist als das Verhältnis bei den herkömmlichen Naphthalat-Polyester-Fasem.

Die erfindungsgemässen Fasern haben aufgrund ihrer neuen Kristallstruktur eine ausreichende Zugfestigkeit und eine höhere Dehnungsfähigkeit als die herkömmlichen Fasern.

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Wenn die Zugfestigkeit der Pasern mit T (g/d) und deren Dehnungsfähigkeit mit E 0£), bezeichnet wird, haben die Fasern eine Festigkeit ( ausgedrückt durch T χ VS) von mindestens 21.5 und der Wert für E erreicht 13 - 4o $. Die herkömmlichen Naphthalat-Polyester-Fasern mit einem Verhältnis R unter ο.,15 haben eine Zugfestigkeit von etwa 5«5 g/d und deren Dehnungsfähigkeit liegt unter 15 f° tmd deren Festigkeit ist unzureichend. Wenn der Vert R grosser als 1 _?73 wird, nimmt die Dehnungsfähigkeit zu, während die Zugfestigkeit ab-nimmt. Daher sind Naphthalat-Polyester-Fasern mit einem R-V/ert über 1_?73 ebensowenig geeignet.

Die erfindungsgemassen Fasern haben den Vorteil,dass die Zugfestigkeit bei hohen Temperaturen nur gering abnimmt. Wenn beispielsweise die herkömmlichen Naphthalat-Poly» ester-Fasern 6 Stunden lang in feuchtem Dampf bei 15o° C behandelt x^erden, liegt die verbliebene Zugfestigkeit unter 5o fo. Wenn jedoch die erfindungsgemassen Fasern in der gleichen Weise behandelt v/erden, liegt die verbliebene Zugfestigkeit bei etwa 55 $ und darüber» Die erfindungsgemassen Fasern sind auch in ihrer Lichtbeständigkeit überlegea.

Da die erfindungsgemassen Fasern eine wesentlich grössere Dehnungsfähigkeit und überlegne thermische Stabilität und eine Beständigkeit gegen feuchten Dampf und Licht haben, können die verschiedenen Schwierigkeiten, wie das Auftreten von Puseln oder die Verminderung der Zugfestigkeit, bei der Weiterverarbeitung der Fasern, wie beispielsweise beim Weben oder Wirken.vermieden werden. Diese Fasern ergeben somit Textilartikel, die für Gewänder und Industriezwecke brauchbar sind, die eine thermische Stabilität und eine Beständigkeit gegen Hitze erfordern. Die erfindungsgemassen Fasern können aufgrund ihrer guten Wärmebeständigkeit für Arbeitskleidung, Teppiche und Beläge für hohe

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Temperaturen, Heissgasfilter und insbesondere für elektrische Isoliermaterialien verwendet werden. Darüberhinaus eignen sich diese Pasern für Packleinwände oder Filter für Heisswasser, da die erfindungsgemässen Fasern eine gute Beständigkeit gegen feuchte Hitze haben.

Die erfindungsgemässen Fasern können die Form von kontinuierlichen Fäden, Stapelfasern, Werggarnen, Garnen und Borsten haben.

Die erfindungsgemässen Fasern erhält man durch Erhitzen ungestreckter Garne auf eine Temperatur zwischen 112° und 17o° C für die Dauer von mindestens o_?43 Sekunden, wobei die ungestreckten Garne aus einem Naphthalin-Polyester mit mindestens 85 mol fo Äthylen-2,6-naphthalat-Einheiten bestehen und eine jüitrinsilc-Viskosität zwischen o_?3 und 1jO und eine Doppelbrechung (&n) von 0,0275 oder weniger haben^ und durch anschliessendes Strecken der Garne bei einem Streckverhältnis (DR) das durch die nachfolgende Gleichung de-finiert ist:

5 χ Ίο² .φ + 4,41 t DR ^ -0,95 χ 1o² .^n + 5_;99

Die Fasern erhält man beispielsweise dadurch, dass das oben beschriebene Polymer mit einer Spinngeschwindigkeit von nicht mehr als I500 m/min und bei einer Spinntemperatur zwischen 3oo und 33o° C gesponnen werden, um ungestreckte Garne mit einer Doppelbrechung von nicht mehr als OjO275 zu bilfen, und dass diese Garne um eineZuIlhrungsvnlzc geführt werden, die auf eine Temperatur zwischen 112 ° C

ο
und 170 C erhitzt ist, und dass die Garne auf der V/a 1 ze für die Dauer von mindestens o,43 Sekunden erhitzt werden und dass daraufhin die Garne mit einem Streckverhältnis der nachfolgenden Gleichung

-1,o5 x 1o² .Δη + 4^41 = DR ^ o,95 χ 1o².A.n + 5^99

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gestreckt werden und dass dann die gestreckten Garne für die Dauer von o₃o1 bis 1o Sekunden bei einer Temperatur wärmebehandelt werden, die über "Ho⁰ C, jedoch unter dem Schmelzpunkt der Garne liegt. Wenn die Spinngeschwindigkeit verhältnismässig hoch ist, ist unter der Spinndüse eine erhitzte Spinnkammer vorgesehen, und die Temperatur der Atmosphäre wird unterhalb der Spinndüse zwischen 25o°C und 4oo° 0 gehalten, um die Doppelbrechung des Garnes auf Ojo275 oder darunter einzustellen. Von den oben genannten Streck- und Warmebehandlungsbedxngungen haben die Erwärmungstemperatur und die Zeit vor dem Strecken den grössten Einfluss auf die Kristallstruktur der Garne. Bei einem herkömmlichen Strecken mit einem heissen Streckzapfen liegt der V/ert R der Garne weit unter 0.15» da die Erwärmung vor dem Strecken unzureichend ist.

Wenn die Doppelbrechung (^ n) der ungestreckten Garne grosser als o_?o275 ist, treten Schwierigkeiten auf, auch wenn die ungestreckten Garne mit dem oben angegebenen Streckverhältnis gestreckt werden. Wenn der Streckvorgang mit einem verhältnismässig kleinen Verhältnis im oben angegebenen Bereich durchgeführt wird, bleiben die Garne teilweise ungestreckt, und wenn der Streckvorgang mit einem verhältnismässig grossen Streckverhältnis vorgenommen wird, treten Flusen oder Fadenbrüche auf. Es ist nicht nur unmöglich, einen stabilen Streckvorgang zu erzielen, sondern auch die sich ergebenden Garne haben einen R-V/ert unter o*15.

Wenn die Erwärmungstemperatur vor dem Strecken unter 112° C liegt, wird die Streckspannung überaus gross, was eine übermässige Molekularorientierung hervorruft, die wiederum den R-Wert unter o_?15 senkt und nicht zu dem erfindungsgemässen Ergebnis führt. Wenn dagegen die Erwärmungstemperatur vor dem Strecken 17o° G übersteigt, tritt eine Schmelz~ adhäsion der einzelnen Fäden auf, so dass ein stabiles Strekken nicht möglich ist.

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Wenn die Erwärmungszeit vor dem Strecken kürzer als 0.43 Sekunden ist, erhält man das gleiche Ergebnis, das man bei einer Erwarmungstemperatur unter 112° C erzielt.

Wenn das Streckverhältnis (DR) unter -1_?o5 χ Ίο . Λ η + 4541 liegt, steigt der Ε-Wert über 1_?73 und sinkt die Zugfestigkeit unter 4,4 g/de. Die sich hieraus ergebenden Garne sind daher weniger geeignet. Aufgrund des üngestreckten' Abschnittes ist es unmöglich, Garne mit stabiler Qualität zu erhalten. V/enn das Streckverhältnis über

-0.95 . 1o .Δ,η + 5?99 steigt, sinkt der R-Wert unter 0^15 und die Dehnungsfähigkeit wird kleiner als 13 $.

Die neuen Naphthalat-Polyester-Fasern werden zu einem Pasergev/ebe verarbeitet und für die oben genannten, verschiedenen Zwecke verwendet. Das Fasergewebe kann leicht durch ein Web-, Wirk- oder Verfilzverfahren hergestellt werden, das für andere synthetische Fasern verwendet wird.

Die Verarbeitbarkeit beim Weben, Wirken oder Verfilzen ist genauso oder sogar besser als die Verarbeitbarkeit von Polyäthylenterephthalatfasern. Das Aussehen und die Verarbeitungseigenschaften der sich ergebenden fasrigen Gewebe halten jedem Vergleich mit anderen synthetischen Fasern stand.

Diese guten Ergebnisse sind der neuen Kristallstruktur der erfindungsgemässen Fasern zuzuschreiben, welche eine ausreichende Zugfestigkeit aufrecht-erhält und zu einer grösseren Dehnungsfähigkeit führt, als dies bei herkömmlichen Naphthalat-Polyestern der Fall ist. Die Zugfestigkeit der Fasern eines fasrigen Gewebes nahm nach der Entwirrung der Fasern nur etwa um 1o # ab. Ferner nahm der R-Wert, der ein Mass für die Eigenschaften der Kristallstruktur ist, nur um wenige $> ab. Wenn Fasern mit einem R -Wert von 0^65 verwendet v/erden, haben die entv/irrten Fasern des sich ergebenden fasrigen Gewebes einen R-Wert von etwa o_?61. Diese Abnahme dürfte auf eine Spannung zurückzuführen sein, die während

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des Webens, Wirkens oder Verfilzens ausgeübt wurde.

Me erfindungsgemässen Fasern können, wie oben erwähnt, zu gewebten Geweben mit wahlweisem Aufbau verarbeitet werden, wie Leinwandbindung, Köperbindung oder Satinbindung, gewirkte Gewebe wie rundgewirkte Waren, nichtgewebte Gewebe wie nadelgestanzte, nichtgewebte Gewebe, ge-.bundane, nichtgewebte Gewebe, oder durch Spinnen gebundene, nichtgewebte Gewebe. Diese fasrigen Gewebe können miteinander verwoben, verwirkt, mischgewebt oder mischgesponnen sein. Sie können ach zu Filmen oder Papier übereinander-geschichtet sein.

Das fasrige Gewebe wird dann in einer Schleife gekocht, auf einer Walze getrocknet oder wärmebehandelt_ffl Von diesen Behandlungen übt die Wärmebehandlung einen grossen Einfluss auf die Eigenschaften des erhaltenen faserigen Gewebes' und . die Eigenschaften desselben in den nachfolgenden Behandlungsstufen aus, wie Schrumpfung, Flachheit und Diraensionsstabilität gegen Hitze.

Die Wärmebehandlungsbedingungen werden durch die Wärmebehandlungstemperatur (T⁰C) und die Wärmebehandlungszeit (t in Sekunden) bestimmt. Es wurde festgestellt, dass die tatsächliche Wärmebehandlungstemperatur bei der Erfindung nicht unter 21o° 0", aber : unter dem Schmelzpunkt der Fasern liegt. Es wurde eine Reihe von Versuchen zur Untersuchung der Wärmebehandlungszeit bei verschiedenen Temperaturen durchgeführt. Es wurde festgestellt, dass durch die Wärmebehandlung des fasrigen Gewebes unter Bedingungen, welche die bei-den nachfolgenden Gleichungen erfüllen, ein Gewebe aus Naphthalatpolyesterfasern erzielt werden kann, das eine überlegene Wärmebeständigkeit und mechanische Festigkeit sowie eine Flachheit, DinensionsStabilität gegen Hitze und eine geringe Schrumpfung hat, sowie einen gleichförmigen Aufbau besitzt und besonders für elektrische Isoliermaterialien geeignet ist. Die oben erwähnten Gleichungen lauten:

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T - 2οο = 7oe "^2loe Ίο* (1)

T - 2οο = 7ο l-e"²*⁴-¹⁰*^ (2)

In dieser Gleichung ist e die Basis für den natürlichen Logarithmus.

Es wird nun auf Fig. 2 Bezug genommen. Fig. 2 zeigt die Beziehung zwischen der Wärmebehandlungstemperatur und der Wärmebehandlungszeit. Der schraffrierte Abschnitt, der von den obigen Gleichungen 1 und 2 entsprechenden Kurven I und II umgeben ist, zeigt eine Kombination der Wärmebehandlungstemperatur und der Wärmebehandlungszeit, die in engem Zusammenhang mit den Eigenschaften des wärmebehandelten Gewebes steht. Diese Eigenschaften betreffen insbesondere die DimensionsStabilität bei Hitze, Stabilität, Schrumpfung und Flachheit. · -

Wenn diese Beziehung zwischen der Wärmebehandlungstemperatur und der V/ärmebehandlungszeit nicht erfüllt wird, d.h. wenn die Beziehung aus dem schraffrierten Abschnitt herausfällt, sind die Eigenschaften des wärmebehandelten Gewebes für praktische Zwecke nicht zufriedenstellend.

Die entwirrten Fasern, welche das wärmebehandelte fas~ rige Gewebe bilden, das einer Wärmebehandlung mit der oben erwähnten Temperatur und Zeit unterworfen wird, haben eine neue Kristallstruktur, die sich von der Kristallstruktur der herkömmlichen Naphthalat-Polyester-Fasern grundsätzlich unterscheidet. Wenn der R-Wert als das Mass der neuen Kristallstruktur nicht im Bereich zwischen o,o5 und Ί₅5 liegt, können die verbesserte Dimensionsstabilität gegen Hitze, die verbesserte Schrumpfung und Flachheit des fasrigen Gewebes nicht erreicht werden. Wenn dieser R-Wert unter o₃o5 liegt, hat das fasrige Gewebe eine geringe Dimensionsstabi-Iitat bei Hitze und ein schlechtes Schrumpfungsverhalten, und wenn der R-Wert 1,5 überschreitet, kann kein faseriges Gev/ebc

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-eine gute Flachheit/Lacke und Firnisse können daher nicht gleichförmig in die entstandenen Gewebe eingelassen werden. Wenn die Gewebe in Bänder zerschnitten werden, ist es schwierig, sie so zu schneiden, dass sie eine gerade Kante haben. Darüberhinaus nimmt die Zugfestigkeit des Gewebes-in den nachfolgenden Behandlungsstufen ab.

Die Wärmebehandlung unter den Bedingungen der Gleichungen 1 und 2 kann mit Hilfe einer bekannten Vorrichtung, beispielsweise in einem Spannrahmen vorgenommen werden (Wärme- · behandlungsvorrichtung in der Art eines Gebläseofens oder eine^walzenartigeitWärmebeharidlungsvorrichtung). Die Wärmebehandlung kann entweder unter Spannung oder während einer eingeschränkten Schrumpfung erfolgen. Da das Naphthalat-Polyester-Gewebe bei einer Wärmebehandlung während einer begrenzten Schrumpfung zu einer verminderten Zugfestigkeit neigt, sollte die Schrumpfung vorzugsweise auf nicht mehr als 15 i° äer ursprünglichen Länge beschränkt werden. Wenn die Schrumpfung I5 $ übersteigt, können die oben genannten Vorteile nicht mehr erzielt werden. Die oben genannte Wärmebehandlung kann kontinuierlich während der Weiterverarbeitung der Fasern, wie beim Weben oder Spülen oder vor oder nach der Umwandlung der Fasern in ein Endprodukt, wie elektrische Isoliermaterialien, vorgenommen werden.

Früher wurden Naturfasern, halbsynthetische Fasern und synthetische Fasern hauptsächlich als elektrisches Isoliermaterial in der Form von Fasern und Geweben verwendet. Die verwendeten Fasern unterstützten de/\ technischen Fortschritt auf dem Gebiet de.s Maschinenbaus, der Elektrotechnik,- der' Nachrichtentechnik und der Elektronik, da sie eine stabile "Qualität haben und in ausreichendem Masse zur Verfügung stehen, Diese Materialien können weiterhin bei Temperaturen bis zu 12o° C (Wärmewiderstand Grad E) verwendet v/erden. Als Materialien, die bis zu 13o° 0 (Grad B) und bis zu 155° C (Grad F) verwendet werden können, sollten anorganische Fasern v/ie Glasfasern oder Asbestfasern angewandt werden, die

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in der Verarbeitbarkeit, Geschmeidigkeit, Festigkeit und Handhabung unterlegen sind. Es war daher schwierig' , elektrische und elektronische Einrichtungen und Maschinen für die Grade B und F zu verwenden und sie in kleiner Grosse herzustellen.

Polyäthylenterephthalat ist ein typisches, zur Zeit benutztes fasriges, elektrisches Isoliermaterial mit dem Grad E, aber es besitzt nicht die Wärraebeständigkeit des Grades bzw. der Klasse E trotz der überlegenen Verarbeitbarkeit und mechanischen Eigenschaften. Vor kurzem wurden fasrige Gewebe aus aromatischen Polyamiden (Nomex, Warenzeichen von Du Pont) entwickelt und als organische fasrige Gewebe mit einer ausreichenden Wärmebeständigkeit für imprägnierende Isoliermaterialien (bei Temperaturen über den Graden bzw. Klassen B und F) verwendet. Dieses Tuch wird nach dem Imprägnieren mit einem wärmebeständigen Harzlack von der gleichen oder unterschiedlichen heterozyklischen Art verwendet. Derartige mit Lack imprägnierte Polyamidgewebe können Temperaturen über dem Grad bzw. der Klasse F (18o C, Klasse H) standhalten und haben eine überlegene Beständigkeit gegen chemische Stoffe. Auf der anderen Seite sind sie hygroskopisch und haben unzureichende elektrische und mechanische Eigenschaften, während oder nach dem Imprägnieren mit Lack. Da das Verhältnis einen grossen Bereich einnimmt, sind diese Polyamidgewebe schwer zu handhaben, wenn sie zum Einschlagen von starren Teilen und Abschnitten verwendet werden.

Die erfindungsgemässen Naphtholat-Polyester-Fasern haben eine ausreichende V/ärmebeständigkeit im Vergleich zu den herkömmlichen, fasrigen, elektrischen IsoliermaterMien der Klasse B oder F und besitzen weitüberlegene mechanische Eigenschaften und Verarbeitbarkeit. Sie können auch zu einer kleinen Baugrösse und zu einem leichten Gewicht von Maschinen und Vorrichtungen beitragen und in Maschinen der Klasse F verwendet werden.

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Es wurde bereits versucht, mit Lsck imprägnierte Naphthalat-Polyester-Gewebe vorzusehen, die geschmeidig und biegsam sind und eine Hitzebeständigkeit der Klass B und Έ haben und ihre Eigenschaften auch unter feuchten Bedingungen in ausreichendem Masse behalten. Es wurde festgestellt, dass derartige Naphthalat-Polyester-Gewebe dadurch erzielt werden können, dass die Naphthalat-Polyester-Gewebe mit einem Lack der Alkyl-, Polyurethan-, Epoxy-, Acrylonitrile-, und Silicon-Art oder auch mit einem wärmebeständigen Lack der heterocyclischen Art allein oder in Kombination imprägniert werden. ^v

Beispiele für Lacke, die im Rahmen der Erfindung verwendet werden können, sind Alkydlacke, alkydmodifizierte Polyurethanlacke, Acryl-Lacke, alkydmodifizierte Silicon-Lacke, alkydmodifizierte Epoxy-Laeke und andere Lacke mit einer hohen Hitzebeständigkeit, welche dem Substrat entsprechen. Weil das oben genannte Substrat eine gute Hitzebeständigkeit hat, geben alkydmodifizierte Siliconlacke, alkydmodifizierte Epoxylacke, Lacke von Polyamidimiden, Polyimide oder Yinylfluoridpolymere bessere Ergebnisse.

Eines der grossen Merkmale der Erfindung liegt darin, dass das erfindungsgemässe Naphthalat-Polyester-Gewebe besonders mit Polyamidimid, Polyimid und Vinylfluoridpoiymer imprägniert werden kann. Das herkömmliche Substrat, das hauptsächlich aus einer organischen Faser besteht, wird von einem hochsiedenden polaren Lösungsmittel wie N,N'-Dimethylformamid, N-Methyl-2-pyrrolidon oder N,N'-Dimethy!acetamid angegriffen, besonders wenn es verdampft wird. Das herkömmliche Substrat kann nicht ein mit Lack imprägniertes Gewebe mit gleichförmiger Qualität wegen der Warmeschrumpfung sein. Das Naphthalat-Polyester-Gewebe hält den Trocknungstemperaturen bei etwa 2oo° C völlig stand und hat eine ausreichende Schrumpfung und eine überlegene Dimenpsionsstabilität und Flachheit. Wenn daher der oben beschriebene Lack verwendet

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wird, erhält man ein mit Lack imprägniertes Gewebe von hervorragender Qualität. Der oben genannte Lack kann natürlich auch bei Glasfasergeweben oder .Asbestfasergeweben verwendet werden, aber die sich ergebenden, imprägnierten Gewebe sind nicht geschmeidig und sehr schwach gegenüber Biesen.

Das mit dem Lack imprägnierte Naphthalat-Polyester-Gewebe hat überlegene mechanische Eigenschaften, wie eine grosse Zugfestigkeit, einen grossen Young¹sehen Modul, eine grosse Reiss- und Scher-, Biegefestigkeit. Ferner weist das mit Lack imprägnierte Napthalat-Polyester-Gewebe gute thermische Eigenschaften und eine Dinensionsstabilität auf, und besitzt stabile elektrische Eigenschaften über einen weiten Temperaturbereich. Ferner hat das aus Naphthalat-Polyesterbestehende Substratgewebe eine ausreichende Beständigkeit gegen verschiedene Lacke, Isolieröle, Freon, Kühlöle, verschiedene organische Lösungsmittel und Plastifiziermittel. Durch eine geeignete, auf den Verwendungszweck abgestimmte Wahl des Lackes kann ein fasriges Isoliermaterial erzielt werden, das weit, nehr funktionell ist als die herkömmlichen, mit "Lacken imprägnierten Gewebe. Dieses fasrige Isoliermaterial hat V.'eiterverarbeitungseigenschaften, die gleich oder sogar noch besser als die Weiterverarbeitungseigenschaften der herkömmlichen Materialien sind, die einen weiten Anwendungsbereich gefunden haben. Das durch die Erfindung erzielbare, mit Lack imprägnierte, fasrige Gewebe ist auch mit den herkömmlichen, lackimprägnierten Geweben vergleichbar, die eine Hitzebeständigkeit für die Klasse B oder F haben. Das erfindungsgemässe lackimprägnierte Gewebe kann auch als elektrisches Isoliermaterial verwendet werden, das weit bessere mechanische Eigenschaften, Verarbeitbarkeit und Qualität hat.

Das erfindungsgemässe elektrische Isoliermaterial kann als Gewebe, Gewebeband, Gewebeschlauch oder als Gewebehülse in der Form eines einfachen, fasrigen Gewebes aus Naphtholot-

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Polyester oder als Lackgewebe. Lackgewebeband,. Lackgewebe₇ schlauch oder mit Lack imprägnierte? S^i^htesa-rtike-l verwendet werden. Das erfindungsgemässe elektrische Isoliermaterial kann auch als Schichtstoff oder in Form von anderen verarbeiteten Artikeln verwendet werden, die durch i^n^Ae u\ oder eine Schmelzbinder^ erzielt werden, wobei man ein organisches Material wie Filme, oder ^ein anorganischeis Isoliermaterial wie Glas,e Asbeste, verwenden" kann* Das elektrische Isoliermaterial kann auch für andere besondere Gebiete durch Einlagerung verschiedener Antioxydationsmittel oder feuerhemmender Mittel verwendet werden*

Die Erfindung wird nun anhand von Beispielen näher erläutert, welche die oben angegebenen Vorteile der Erfindung näher darlegen. Die Verteilungskurve der Beugungsintensität in äquatorialer Richtung nach dem Röntgen-Beugürigsverfahren, die Last-Dehnüngskurve und der Widerstand gegen Nassdampf werden durch die folgenden Verfahren bestimmt.

Röntgen-Beugungsbild

Vorrichtung: D9 C (Hersteller der Vorrichtung ist Rigaku Denki Kabushiki Kaisha)

35 KV χ 2o mA, bei Verwendung eines Nickel-Filters . Divergenzspalt: 0^15 nim 6
Streuspalt: 1 °
Äufnahmespalt: o.4 mm
7\ = 1,542 S

Iiast-Dehnungskurve .

Länge des Musters: 2o cm Ziegeschwindigkeit: 1oo m/min bei 25°0 und

einer relativen Feuchtigkeit

(RH) von 65 i° -

Die aus der Last- Dehnungskurve erhaltene Bruchfestig-

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keit und die Abnahme in der Garnzahl (Denier), die mit dem Ansteigen der Dehnung in Zusammenhang steht, wurden nicht korrigiert.

Beständigkeit gegen Nassdampf

Das Küster wurde in V/asser gesteckt und bei I50⁰ 6 Stunden lang in einem geschlossenen Gefäss( Autoklav) behandelt. Anschliessend wurde die verbliebene Zugfestigkeit des Musters gemessen.

Elektrische und mechanische Eigenschaften des mit Lack imprägnierten Gewebes»

(1) Zugfestigkeit und Dehnung

Ein Zugtest wurde in einem Raum bei 23° C und einer relativen Feuchtigkeit von 50 i° bei einer Zuggeschwindigkeit von 2oo mm/min durchgeführt, v/obei die Breite des Musters und die Haltespanne (holding span) auf 15 nnm bzw. 15o mm eingestellt v/urde. Die Festigkeit und die Dehnung im Zeitpunkt des Bruches wurden gecEssen.
(JIS C-23I8)

(2) Mullen - Berstfestigkeit

Sie wurde gemessen nach JI8 T-8112 in einem Saum bei 23° C und einer relativen Feuchtigkeit von 5o #.

(3) Schopper - Biegefestigkeit

Sie wurde gemssen nach JIS T-8II4 in einem Raum mit 23⁰C und einer relativen Feuchtigkeit von 5o #.

Volumenbeständigkeit

Ein Potential von 5°o Volt wurde an das Muster bei 2o^cö angelegt und der Verluststrom nach einer Minute geraessen. Die Volumenbeständigkeit erhält man, indem man die Spannung durch den Strom teilt. (JIS C-2318).

209849/1160

Dielektrische Durchschlagfestigkeit

Man lässt die Spannung von Null an in einem Ausmass von 5oo V/sec bis I000 V/sec ansteigen. Die Durchschlagfestigkeit erhält man, indem man die Spannung, die einen Kurzschluss hervorruft, durch die Dicke des Musters teilt.

(JIS c -2318).

Beispiel T '·

Polyäthylen-2.6-Haphthalat mit einer ΓκΊνικί ί kviskosität von 0.65 wurde bei 32o° C durch eine Spinndüse gesponnen, die kreisfönnig-e' Düsenöffnung^ mit einem Durchmesser von Ο.46 mm hatte· Der sich ergebende Faden wurde mit einer Geschwindigkeit von 800 m/min aufgewickelt. Eine 2o cm lange Wärmekammer war unmittelbar unterhalb der Spinndüse angeordnet^ und die Atmosphäre unter der Spinndüse wurde bei 3*5°Ο gehalten. Das sich ergebende, aus 4oo Λζ-<λ 12ψ Fäden bestehende, ungestreckte Garn mit einer Doppelbrechung von Ojo12o wurde aufgewickelt und mit 8 Wicklungen um eine '■ erhitzte ^^Av^uaiv'-i^c? mit einem Durchmesser von 9o mm gewickelt und auf der Rolle vorgewärmt und anschliessend auf das 4-fache gestreckt. Anschliessend wurde das Garn gestreckt und in einer Wärmebehandlung durch einen Schlitzerhitzer auf 25o^erhitzt. Das sich ergebende Garn wurde mit einer Geschwindigkeit von 53o m/min aufgewickelt. Die Eigenschaften des erzielten Garnes sind in Tabelle 1 zusammengestellt. · ■ .

209 84 9/ 1 1 6 0 *

	Tempera tur der	Tabelle '	I	Zug festig keit (g/de)	Deh nung 00	•	Zähigkeit
	115 13o 145		5,61 5,68	22,8 22,9		26,8 27,2 27j5
Versuch		R	Beispiel 2
1 2 3	o,63 o,7o

Polyäthylen-2,6-Haphthalat mit einer J?n ^νιι*£ι ki/iskcjj K + von o,6o wurde bei 315° G mit einer Spinndüse schmelzgesponnen, die kreisförmige¹.¹! Düsenöffnung"~"mit einem Durchmesser von o_?4 mm hatte. Der sich ergebende Faden wurde mit einer Geschwindigkeit von 6oo m/min aufgenommen. Eine 1o cm lange Wärmekammer war unmittelbar unter der Spinndüse angeordnet und die Atmosphäre unter der Spinndüse wurde bei 27o°C gehalten. Das sich ergebende, aus 4oo Denier/48 Fäden bestehende, ungestreckte Garn mit einer Doppelbrechung von o_?o15o wurde aufgenommen und für verschiedene Zeitspannen auf einer ^■"4wkvv\tv<jS waC^-e erwärmt, die auf 145 C erhitzt wurden war. Anschliessend wurde das Garn mit einem auf 250⁰C erhitzten Schlitzerhitzer gestreckt. Daraufhin wurde das Garn mit einer Geschwindigkeit von 600 m/min aufgenommen. Das Streckverhältnis wurde diesmal geändert^ und die Eigenschaften' der sich ergebenden Fäden sind in der nachfolgenden Tabelle 2 zusammengestellt.

209849/1160

	Streck verhält nis	Heiz zeit (see)	R	Tabelle 2	Deh nung (SO	2218137
	3,3 3,6 3,9	1,36 1,48 1.61	1,o2 o;99 o,79		3o56 29,7 24;9
Lfd. Nr. ι			Zug festig keit (g/de)	Verbliebene Zug- Zähig- festigkeit {%) keit in in ++-(g.V5S-* Hitze* Licht ++
4 5 6	5,2o 5,48 5;62	73,6 8ö,9 28.8 71,8 79,ο 29.9 69,3 75?o 28.0

6stündige Behandlung in Nassdampf bei I50⁰ O 5o-stündige Bestrahlung mit einer Xenonlampe

Vergleichsbeispiel 1

Das nach Beispiel 2 gewonnene,ungestreckte Garn wurde mit einem Streckverhältnis von 3,3 und 3_r6 und 3,9 und 5,ο unter Verwendung eines heissen Zapfens und einer Platte gestreckt. Die Vorwärmzeit betrug O.II Sekunden, die Temperatur des Streckzapfens 155°C und die Temperatur der Platte 2oo C. Das^Garn wurde dann mit einer Geschwindigkeit von 600 m/min aufgenommen. Die Ergebnisse sind in Tabelle 3 zusammengestellt. Die erhaltenen Garne waren nicht durchsichtig und brachen bei einer Untersuchung der Zugfestigkeit bei 4^4 g/de und darüber. Diese Garne hatten eine Zähigkeit, die unter 21^5 lag, und ein RöntgBn-Beugungsintensitäts-Verhältnis (R), das unter 0.I5 lag. .

209849/ 1 1 60

- "	Streck verhält- R nis	Zug festig keit (g/de)	Tabelle 3	Zähig keit	Streckb	arkeit
	■Z 7. o AT.	4,72		2o,1	enthielt streckte	unge- Abschnitte
Lfd. Nr.	3,6 o,1o	5,24	Deh nung 00	19,7	gut
7	3,9 o,o8	5,73	18,1	18,2	gut
8	5;o o;o5	7^11	14,2	18,7	häufiger bruch	Faden-
9		1o,1
1o	7,o

Vergleichsbeispiel 2

Das Verfahren des Beispiels 1 wurde mit der Ausnahme wiederholt, dass die Wärmekammer unter der Spinndüse fehlte Ein ungestrecktes Garn mit einer Doppelbrechung von o.,o3>3 wurde mit einer Geschwindigkeit von 11oo m/min aufgenommen. Die Ergebnisse sind in der nachfolgenden Tabelle 4 zusammengestellt.

	Tempera tur der WiUi-c_ in	Streck- verhält- :- nis	Tabelle 4	Deh nung 00	Zähig keit T.E. (β·*)	Streck barkeit
	145	2,8		1o,7	21;6	häufiger - Fadenbruch
Lfd. Nr.		Zug- R festig keit (g/de)
11	O.13 6,6

209 84 9/.T 160

Beispiel 3

Das Verfahren des Beispiels 1 wurde mit der Ausnahme wMerholt, dass die Heiztemperatur der Rolle auf 145° .0 abgeändert wurde. Das Streckverhältnis wurde geändert auf 3,o und 3,5» 4,2 sowie 5»o. Die Ergebnisse sind in der nachstehenden Tabelle 5 zusammengestellt.

	Streck	R	Tabelle 5	Deh	Zähig	Streck
	verhältnis	1,93		nung 00	keit	barke it
Lf do	3,o	7	Zug	44,o	28 2	enthielt un
Nr.			festig keit		'	gestreckte
12		1,o6	4,25			Abschnitte
	3,5	o,44		28,3	27,7	gut
	4?2	Ο.12		18,2	26,7	gut
13	5 ο	)	5,21	1o,5	23,0	manchmal
14			6,26		)	brachen die
15		• 7;io			Fäden

Anmerkung: die unter den laufenden Nummern 12 und 15 geführten Versuche sind Vergleichsversuche .

Beispiel 4

Das Verfahren des Beispiels 1 wurde mit der Ausnahme wiederholt, dass das Streckverhältnis auf 4,8 abgeändert wurde. Die erzielten Ergebnisse sind in Tabelle 6 zusammengestellt.

209849/1160

	TenrnfiTfi'hiiT· der Zuführungswalze in υΟ	Tabelle 6	Zug festig keit (g/de)	Deh nung 00	2218137
	11ο		5,ο	12,ο
	115	R	5,86	14,0
Lf dm. Nr.	13ο	ο,12	6,49	15,ο	Zähig keit
16	145	ο,16	7;ο2	Λ CL O	17,3
17		0.28		21,9
18		ο?33		25,1
19		28,3

Anmerkung: Der unter der laufenden Nummer 16 geführte Versuch ist ein Vergleichsversuch.

Beispiel

Das Verfahren des Beispiels 1 wurde mit der Ausnahme wiederholt, dass die Temperatur der erhitzenden Zuführungswalze auf 1£5° C und die Temperatur des Schlitzerhitzers auf 28o°0 abgeändert wurde. Die Vorwarmtemperatur wurde ebenfalls geändert. Die Ergebnisse sind in Tabelle 7 zusammengestellt.

	Streck verhält nis	Heiz zeit (see)	E	Tabelle 7	Deh nung (*)	verbliebene Zug festigkeit (fo) in in Hitze Licht	Zähig- keit__.,
	4,0	1,36 o.4o	Z		"In £" • ( · Ö 12,5	69,6 75,9 45,7 5659	23^9 19;4
Lfd. Nr.			Zug festig keit (κ/de)
2o 21	t2 5,7o

Anmerkung: Der unter der laufenden Nummer 21 geführte Versuch ist ein Vergleichsversuch

⁺ 6-stündige Behandlung in Nassdampf von 150⁰C ⁺⁺ 50 stündige Bestrahlung mit einer Xenonlampe

209849/1160

- 25 -Be i soiel 6

22f8137

Das Verfahren des Beispiels 1 wurde mit der Ausnahme wiederholt, dass die Zeit, die zum Erhitzen des ungestreckten Garnes mit der Zuführungswalze aufgewendet wurde, auf . 1,28 und 1,41 und 1,54 und 1,66 und 1,79 Sekunden und die Temperatur der Zuführungswalze auf 145°C abgeändert wurde. Das Streckverhältnis und die Heiz>zeit wurden ebenfalls geändert. Die erzielten Ergebnisse sind in Tabelle 8 zusammengestellt.

Tabelle 8

lfd.-Nr.

Streckverhält nis

Heizzeit in see.

Zugfestigkeit
(g/de)

Dehnung

22	3,o	1,28	2,52	3,o8	43,9
23	3,3	1,41	15o2	552o	3o,6
24	5,6	1,54	o^79	5,62	24,9
25	3*9	1,66	o,42	5,7o	17,6
26	h2	1^79	ο, o91	7;49	V

Anmerkung: Die unter den laufenden Wummern 22 und 26 geführten Versuche sind Vergleichsversuche. Die gestreckten Garne waren 47 j 5 de/ 25 Fadengarne.

Jedes dieser Streckgarne war gezwirnt, geschlichtet und gestreckt, um einen Kettfaden zu bilden und in einer Schußstufe wurden Spulenabgabe, italienische Zwirnung und Schußspulenaufwickelung vorgenommen, um ein gewebtes Gewebe mit einer Breite von 101 cm zu bilden. Die. Kett- und Schußfadendichte betrug 72 χ 31/inch

209849/1160

Das gewebte Gewebe wurde unter folgenden Bedingungen gewaschen:

Das Gewebe wurde in einer Schleife in heissem Wasser gekocht, das zwischen 9o und 1oo°C gehalten wurde. Das Gewebe war nach der Behandlung um weniger als 0.2 $ kleiner» Danach wurde das Gewebe bei 12o°C auf Rollen getrocknet. Das Gewebe wurde über einen If? cm langen Spannzapfen mit einer Geschwindigkeit von 2o m/min und bei einer Temperatur von 23o°C geführt und bei einer Streckung von 1 % wärmefixiert, um.ein gewebtes Gewebe aus Naphthalat-Polyester herzustellen. Die Dichte der Kett- und Schussfäden betrug daraufhin 74 x 32.5/inch.

Die Eigenschaften des gewebten Gewebes sind in Tabelle 9 zusammengestellt.

209849/ 1 160

	- 27 -	•	1,2	•	o,3	23	24	•	o,65	2218137	26
•ν	Tabelle.9			28	29		o;7o		31
						25
Gestreckte Garne	Lfd.Nr 22	1,92	75o	9oo		30 -	1250
Lfd. Nr.	27	1,81	69o	ι 8oo		, 1240
Zugfestigkeit (kg/cia )					1100
Kettfaden	12o,.		27	23	1050	2,o
Schussfaden	11o	35	3o		23°
Dehnung (#)				18
Kettfaden	60-80	15	17	19	15
Schussfaden	55-75	11	12		13
Elastizität ^ (χ 1ο^ kg/cm )		18
Kettfaden	1,o<	16	- o^1
Schussfaden	1j2<		■ V
Elmendorf Reiß festigkeit Cig )		• o,9 ^
Kettfaden	0^95	1 ^o ^_	οΛο25
Schussfaden	0^86		. o.o22
Ε-Wert der ent wirrten Fäden		o53o
'Kettfaden		0,25
Schussfaden

;■ υ 4 H A 9 / 1 1 G ü

Beispiel 7

Das Verfahren des Beispiels 1 wurde mit der Ausnahme wiederholt, daß die Temperatur der ZufUhrungswalze auf 1J50 C abgeändert wurde, um Spulen mit Schußfäden von 50 den herzustellen.

39 Schußfäden wurden verdoppelt und einem Webverfahren unterworfen. In einer Kettenstufe wurden Spulenabgabe, Zwirnung und Walzenschlichtung und Streckung durchgeführt und in der Schußstufe wurden Spulenabgabe, Zwirnung und Schußspulenauf wicklung vorgenommen. Hierbei entstand ein gewebtes Gewebe mit einer Breite von 1o1 cm. Die Kett- und Schußfadendichte betrug zu diesem Zeitpunkt 72 χ 31/inch. Das erzielte gewebte Gewebe wurde in einer Schleife in heißem Wasser gekocht, das zwischen 9o und 1oö°C gehalten wurde. Das gewebte Gewebe war nach der Behandlung um o,2$ kleiner als vorher. Das Gewebe wurde dann bei 12o°C walzengetrocknet.

Das gewebte Gewebe wurde in einem 15 cm langen Spannrahmen bei verschiedenen Temperaturen und Geschwindigkeiten wärmefixiert. Man erhielt ein gewebtes Gewebe aus Naphthalatpolyester mit einer Breite von 1oo cm. Das Gewebe war für ein elektrisches Isoliermaterial geeignet. Die Kett- und Schußfadendichte betrug zu diesem Zeitpunkt 74 x 32,5/inch. Verschiedene Wärmebehandlungsbedingungen und Eigenschaften des entstandenen gewebten Gewebes sind in Tabelle 1o zusammengestellt. Die Streckung betrug zu diesem Zeitpunkt 1$.

209849/1160

Tabelle

Versuch Nr.

Temperatur (⁰C) Zeit (see)

Eigenscliaften des fertigen G-arnes Dichte (Garne je inch)

Kette Schuß

Zugfe s tigke it (kg/cm ) Kette

Schuß

Dehnung (#) Kette

Schuß

Elastizität (1 ο kg/cm ) Kette

Schuß. Elemendorfiteiß-festigkeit (kg) Kette

Schuß Mullen-

Berstfesticlceit (kg/cm ) 33

35

2OO	260	230	265
5	10	45	1200
50	30	50	50
	74	74	74
32.5	32=5	32.5	32.5
120	900	900	950
110	•850	800	820
2.0	23	25.	10
2.0	27	30	12
1.2	18	17	18
1.1.	14	13	15
0.2	11.1	1.2	1.0
0.3	1.5	1.6	1.2
IiO	8	8	8

209 8A 9 / 1160

- 3ο -

Tabelle 1o Portsetzung

Versuch ITr. "

Temperatur (⁰C)

Zeit (see)

Schopper-Biegefestigkeit (Anzahl der Biegungen) •Kette

Schuß

Schrumpfung in trockener Hitze "bei 25o°0 6o riin lang

Plachheit mit den bloben Auge "betrachtet

Dehnung nach 9otägiger Erwärmung bei 21o°0

Kette Schuß 33

35

2oo	26o	23o	265
5 ·	1o	45	12oo
50	8000	8500	8000
35 •!+ΒΛ	3000	4000	3000
X uioS 8	1.5	2.0	2.0
gering	gut	gut	gering
1.0	10	13	6
1.5	11	14	8

Anmerkung:.

Die Versuche ITr. 32 und 35 sind Vergleichsversuche, bei welchen die Ivärmebehaiidlungstemperaturen außerhalb des Bereiches liegen, der durch die Gleichungen (1) und (2) definiert ist.

209849/1

Vie aus Tabelle 1o hervorgeht, hatte das Gewebe:bei Versuch Nr. 32, bei welchem die Wärmebehandlungszeit kürzer als nach dem Erfordernis der Gleichung (1) war, eine geringe Zugfestigkeit, eine große Schrumpfung, eine geringe Flachheit und einen R-Wert von o,o2. Perner war das durch Versuch 32 gewonnene Gewebe für ein elektrisches Isoliermaterial ungeeignet. Im Gegensatz dazu hatte das Gewebe nach den Versuchen 33. und 34, welche den Gleichungen (1) und (2) genügten, eine gute Hitzebeständigkeit, eine gute Beständigkeit in der Zugfestigkeit, eine geringe Schrumpfung, eine gute flachheit und einen R-Wert von o,5o. Die Gewebe nach den Versuchen 33 und 34 bildeten ein überlegenes elektrisches Isoliermaterial.

Bei Versuch Nr. 35, bei welchem die Wärmebehandlungszeit langer als nach der Angabe in Gleichung (2) war, .waren die Eigenschaften des erzielten Gewebes nicht unterlegen, das Gewebe hatte jedoch eine schlechte Verarbeitbarkeit. Darüberhinaus ist eine derartig lange Wärmebehandlung nicht wirtschaftlich. ■

Beispiel 8

Polyäthylen-2,6-naphthalat mit einer >-wtaii\!s\ hv\ S KC sität von o,7o wurde nach Beispiel 1 schmelzgesponnen, wobei die Temperatur der ^j^vu^tiive^e. bei 145⁰C gehalten wurde. Das sich ergebende gestreckte Garn wurde verwebt und gewaschen und 4o see lang einer Wärmebehandlung bei 24o°C unterzogen. Es.entstand ein gewebtes Gewebe aus Naphthalatpolyester mit einer Kett- und Sehußfadendichte von 85 x 43/inch. Das. Gewebe wurde einem Wärmeverschleißversuch in Luft bei hohen Temperaturen ausgesetzt. Die Ergebnisse sind in Tabelle 11 zusammengestellt.

2098 49/1160

Es wurde festgestellt, daß das entstandene Gewebe auch als hitzebeständiges Material der Klasse P (155⁰C.) verwendet werden kann.

Tabelle 11

Eigenschaften nach einem 3otägigen Altern bei 23o Zahnradalterungsmaschine

Eigenschaften	Anfangswert	Nach 3ο Ta gen bei 23o°Q
den des fertigen Garnes	100	100
Dichte (Garne/inch)
Kette	85	85
Schuß	43	43
2 Zugfestigkeit (kg/cm )
Kette	1200	950
Schuß	900	800
Dehnung (tfo) ■
Kette	24	15
Schuß	32	18
Elastizität (x1o kg/cm )
Kette	16	16
Schuß	14	14
Elemendorf- Rci1 ^festigkeit (kg)
Kette	1.6	1.5
Schuß !lullen- ρ BerstfGstigkeit (kg/cm )	1.5	1.5 6

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Tabelle 11 Portsetzung

Eigenschaften	Anf angSAirert	tTach 3o Ta gen bei 23o°G
Schopper-Biegefestigkeit (Anzahl der Bie^un^en) ■	•
Kette
Schuß	12,000	9»000
DimensionsStabilität ($)	11*000	5,000
Kette
Schuß	100	97
100	96

2 O 9 8 4 9 / 1 1 6 O

Beispiel 9

Ein Lack aus einem Copolymeren eines Alkydharzes und Methylphenylsiloxans (KR 2o6, Erzeugnis der Shin-etsu Chemical Co« Ltd) wurde in ein Gewebesubstrat eingelassen, das aus einem gewebten Naphthalatpolyestergewebe bestand, das nach dem Verfahren in Beispiel 8 gewonnen und anschließend 7 min lang bei 12o°C getrocknet wurde. Daraufhin wurde das Gewebe 26 min lang bei 2oo°C trocken erhitzt. Die Menge des eingelassenen Lackes betrug das 2,7fache der Menge des Substratgewebes.

Zu Vergleichszwecken wurde das obige Verfahren mit der Ausnahme wiederholt, daß anstelle des Naphthalatpolyestergewebes ein gewebtes Gewebe aus Polyäthylenterephthalatgarnen (1oo den/24 Fäden) verwendet wurde. Die Ergebnisse wurden mit den obigen Ergebnissen verglichen. Die Ergebnisse sind in Tabelle 12 zusammengestellt. Aus der Tabelle geht hervor, daß das Vergleichsbeispiel keine guten Ergebnisse hatte.

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Tabelle 12

gemäß der Erfindung

Vergleichsversuch

Eigenschaften (Kv/mm)

Nach 7 Tagen Nach 7 Tagen

Anfangswert bei 21o°C Anfangswert bei 21o°C

	2 Zugfestigkeit (kg/cm )	9oo
KJ σ	(15 ma Breite) Dehnung.(#)	25
co	(15. mn Breite)
CD	Schopper-Biegefestigkeit	1o5<
-ν	(Anzahl der Biegungen)
CD	Hullen-Berstfestigkeit	8<
O	(kg/cm2) ·
	Volumenwiderstand	3,4 x 1o15
	(Ohm-cm)
	Dielektrische Durchschlagfestigkeit	6o

6oo 16

8oo

7oo

35

2oo

8<

vollständig zerstört

13

3,·1 x 1o¹⁵ 3,4 x 1o¹'⁵ 4,1 x 1o¹⁵

54

■

fs) CO OJ

Beispiel 1o

Ein alkydmodifizierter Epoxylack (im Handel erhältlich unter dem Warenzeichen Toshiba Grade P Varnish) wurde in Substratgewebe eingelassen, das aus einem gewebten Naphthalatpolyestergewebe bestand und nach dem Verfahren in Beispiel 8 gewonnen wurde. Die Menge des lackes betrug das 2,7fache der Menge des Substratgewebes. Das Gewebe wurde 5 min lang bei 15o°C getrocknet.

Das mit dem Lack imprägnierte Gewebe hatte folgende Eigenschaften:

AnfajjgBwert

Zugfestigkeit (kg/cm ) _85o

Dehnung (#) 17 15

Schopper-Biegefestigkeit ca 800 ca 72o (Anzahl der Biegungen)

Hullen-Berstfestigkeit- 9< 7

(kg/cm²)

IC Λ 5

Volumenwiderstand 5 x 1o 4 x 1o (Ohm-cm)

Dielektrische

Durchschlagfestigkeit 60 55

(Kv/mm)

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Claims (1)

1. Patentansprüche

   1. Faden, Faser und Garn, dadurch gekennzeichnet, daß sie aus Naphthalatpolyester bestehen, °\(1\J mindestens 85 Mol# Äthylen-2,6-napKthalateinheiten enthält und eine T^l^i^iikviskosität von o,3 bis 1,o hat, und daß der Faden,. die Faser und das Garn ein Beugungsintensitätsverhältnis (R) von o,15 bis 1,73 zwischen einem Bragg-Reflexionswinkel von 2 θ = 18,7 und 2 θ = 15,6° nach dem Röntgen-Beugungsverfahren haben.

   2. Faden, Faser und Garn nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sie eine Zugfestigkeit von mindestens 4,4 g/de, eine Dehnbarkeit von 13 bis 4o$ und eine Zähigkeit von mindestens 21,5 haben. -

   3. Faden, Faser und Garn nach Anspruch 1₉ dadurch gekennzeichnet, daß «-U/ Polyester mindestens 95 Mol$ Äthyl en-2,6-naphthalateinheiten enthält.

   4. Faden, Faser und Garn nach Anspruch 1_s dadurch ge-.kennzeichnet, daß sie nach einer sechstündigen Wärmebehandlung in Naßdampf bei 15o°C eine Restzugfestigkeit von mindestens 5o$ haben.

   5. Verfahren zur Herstellung von Naphthalatpolyesterfäden, -fasern oder -garnen mit einem Beugungsintensitätsverhältnis (R) von o,15 bis 1,73 zwischen einem Bragg-Reflexionswinkel von 2 0= 18,7 und 2 O = 15,6° nach dem RÖntgen-Beugungsverfahren, dadurch gekennzeichet, daß ein ungestrecktes Garn aus Naphthalatpolyester mit mindestens 85 Mol# ithylen-2,6-naphthalateinheiten und einer 'J^^w ι k

   20-9 84 9/1-160

   viskosität von ο,3 bis 1,o sowie einer Doppelbrechung von nicht mehr als o,o275f,43 see lang bei einer Temperatur von 112⁰C bis 17o°C wärmebehandelt wird und daß das Garn anschließend mit einem Streckverhältnis (I)R) gestreckt wird, das durch die nachfolgende Gleichung bestimmt ist, worin η die Doppelbrechung des ungestreckten Garnes ist.

   -1.05 x ΙΟ²· Δη + 4.41 = DR = -0.95 x 10²·Δ η + 5-99

   6. Verfahren nach Anspruch 5» dadurch gekennzeichnet, daß das gestreckte Garn zwischen o,o1 und 1o see bei einer Temperatur-t>cjn ΐ··Ί4ο C und unter dem Schmelzpunkt des Garnes weiter wärmebehandelt wird.

   7. Verfahren nach Anspruch 5» dadurch gekennzeichnet, daß die Wärmebehandlung auf einer erhitzten ^ ausgeführt wird.

   8. Faseriges Gewebe, dadurch gekennzeichnet, daß es hauptsächlich aus Fäden, Pasern und Garnen besteht, die aus Naphthalatpolyester bestehen, s\c\J mindestens 85 Mol% Äthylen-2,6-naphthalateinheiten enthält und eine "j ^nThaX ι >\ viskosität von o,3 bis 1,o hat, und daß der Faden, die Paser und das Garn ein Beugungsintensitätsverhältnis (R) von o,15 bis 1,73 zwischen einem Bragg-Reflexionswinkel von

   .2 0= 18,7 un fahren haben.

   .2 O = 18,7 und 2 0 = 15,6° nach dem Röntgen-Beugungsver-

   9. Paseriges Gewebe, dadurch gekennzeichnet, daß es hauptsächlich Päden, Pasern und Garne aus Naphthalatpolyeeter enthält, Ac\} mindestens 85 Mol$ Äthylen-2, 6-naphthalateinheiten enthält und eine 7^'^v* ^UiKviskosität von o,3 bis 1,o hat, und daß der Faden, die Paser und das Garn ein Beugungsintensitätsverhältnis (R) von o,15 bis 1,73 zwischen einem Bragg-Reflexionswinkel von 2 0= 18,7 und

   209849/ 1 160

   2 θ = 15»6° nach dem Röntgen-Beugungsverfahren haben, und daß das faserige Gewebe bei einer Temperatur i/ownitM" W)tt* 300*C und unter dem Schmelzpunkt des Gewebes unter Bedingungen
   wärmebehandelt wird, die den nachfolgenden Gleichungen
   (1) und (2) genügen

   T-200 =

   T-200 = ■TDCl-e-²^¹⁰^*^ ee. (2)

   worin T die Wärmebehandlungstemperatur in C, t die Wärmebehandlungszeit in see und e die Basis des natürlichen Logarithmus darstellen.

   1o. Elektrisches Isoliermaterial, dadurch gekennzeichnet, daß es aus einem fasrigen Gewebe besteht, das
   hauptsächlich Paden, Pasern und Garne aus Naphthalatpolyester enthält, dtf mindestens 85 Mol$ lthylen-2,6-naphthalateinheiten enthält und eine Lhtrir>iLk/viskosität!von o,3
   bis 1,o hat und daß der Faden, die Paser und das Garn, ein Beugungsintensitätsverhältnis (E) von o,15 bis 1,73 zwischen, einem Bragg-Reflexionswinkel von 2 0= 18,7 und·
   2 O = 15,6 nach dem Röntgen-Beugungsverfahren haben, und daß das elektrische Isoliermaterial einer Wärmebehandlung unter Bedingungen unterworfen wird, bei denen die Wärmebehandlungszeit und die Wärmebehandlungstemperatur den nachfolgenden Gleichungen (1) und (2) genügen

   T-200 = 70 e-^21og10^t ........(1) T-200 =^<

   worin T die Wärmebehandlungstemperatur in ⁰C, t die Wärme behandlungszeit in see und e die Basis des natürlichen Lo garithmus darstellen.

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   11. Elektrisches Isoliermaterial nach Anspruch 1o, dadurch gekennzeichnet, daß daa faserige Gewebe mit einem
   Lack imprägniert ist.

   12. Elektrisches Isoliermaterial nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß der lack zumindest eine Verbindung aus der Reihe der alkydmodifizierten SiliconZ«,ck und alkydmodifizierten Epoxyiftck ist.

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