DE2909188C2

DE2909188C2 -

Info

Publication number: DE2909188C2
Application number: DE2909188A
Authority: DE
Inventors: Shinji Yamaguchi; Takao Akagi; Takaakira Tsuji; Katsura Maeda; Masao Kurashiki Okayama Jp Kawamoto; Akira Soja Okayama Jp Kubotsu
Original assignee: Kuraray Co Ltd
Current assignee: Kuraray Co Ltd
Priority date: 1978-03-08
Filing date: 1979-03-08
Publication date: 1987-12-23
Also published as: US4254182A; GB2016364B; JPS54120728A; DE2909188A1; JPS6228229B2; GB2016364A

Description

Die Erfindung betrifft eine Polyester-Synthesefaser, die eine mit statistisch bzw. regellos verteilten Unebenheiten versehene Oberfläche besitzt, die aus Vertiefungen und Erhebungen gebildet ist und die mikroskopisch feine Vertiefungen und Erhebungen besitzt. Die Erfindung bezieht sich außerdem auf ein Verfahren zur Herstellung dieser Polyesterfaser.

Die gebräuchlichen organischen Synthesefasern und insbesondere die Synthesefasern, die mit Hilfe des Schmelzspinnverfahrens hergestellt werden, zeigen einen charakteristischen wachsartigen Griff wegen der außerordentlichen Glätte ihrer Oberflächen und sind den Naturfasern im Hinblick auf das durch Reibung beim Anfassen verursachte Gefühl, wie dem trockenen Griff, das sogenannte "kishimi" (durch Reibung verursachtes Gefühl) und das sogenannte "Seidengeräusch" sowie im Hinblick auf Oberflächeneigenschaften, wie den kühlen und trockenen Griff, der charakteristisch für Baumwolle ist, unterlegen. Darüber hinaus haben durch Schmelzspinnen erhaltene Synthesefasern einen charakteristischen Spiegelglanz und führen, wenn sie beispielsweise gefärbt werden, nicht zu einer geeigneten Tiefe der Färbung, wie sie bei Naturfasermaterialien, wie Wolle und Seide, auftritt.

Aus diesem Grund wurden zahlreiche Alternativverfahren ausgearbeitet und vorgeschlagen, die vorstehend erwähnten Nachteile zu beseitigen. So wurde beispielsweise in der veröffentlichten japanischen Patentanmeldung 39055/1970 erläutert, daß es günstig ist, zur Herstellung einer Faser 0,05 bis 30 Gew.-% Siliciumdioxid mit einem Korngrößenbereich von 10 bis 150 µm dem Polymeren zuzusetzen, um Erhebungen auf der Oberfläche auszubilden.

Die JA-PS 39055/70 beschreibt ein Verfahren zur Verbesserung des Griffes von Synthesefasern, das darin besteht, daß dem Fasermaterial körniges Siliciumdioxid einer Korngröße von 10 bis 150 µm zugesetzt wird, wobei äußerst grobe Erhebungen erzielt werden. Die Fasern weisen eine nicht zufriedenstellende Anfärbbarkeit in tiefen und brillanten Farbtönen auf.

Gemäß der JP-PS 23 960/68 soll die Aufgabe gelöst werden, Schwierigkeiten bei der Verteilung eines körnigen Füllstoffes, wie Siliciumdioxid und Magnesiumdioxid, in Polyestern zu vermeiden. Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß man den körnigen Füllstoff in Gegenwart einer basischen Verbindung zusetzt. Aus der Beschreibung dieses bekannten Verfahrens können keinerlei Maßnahmen entnommen werden, die es ermöglichen würden, einer Polyesterfaser eine besonders günstige Oberflächenstruktur zu verleihen, insbesondere wenn man berücksichtigt, daß die Korngröße der in diesem Verfahren verwendeten Teilchen im Bereich von 0,3 bis 10 µm liegt.

Aus der BE-PS 8 18 095 ist es bekannt, lineare Polyester, wie Polyethylenterephthalat, durch Zugabe von inerten körnigen Materialien, vorzugsweise Aluminiumoxid und Siliciumdioxid einer Teilchengröße von 5 bis 40 µm, zu modifizieren. Durch diese Modifizierung sollen die Reibungseigenschaften von aus dem Material hergestellten Folien verbessert werden. Diese Literaturstelle gibt jedoch keinen Hinweis auf die Notwendigkeit einer späteren Lösungsbehandlung. Nachdem offensichtlich die vorteilhaften Eigenschaften gerade durch die Eigenschaften des zugesetzten feinteiligen Materials Aluminiumoxid und Siliciumdioxid erzielt werden, ist es auch keinesfalls naheliegend, das bekannte Verfahren dadurch abzuändern, daß man in einer späteren Stufe diese Materialien aus den Folien wieder herauslöst.

In der veröffentlichten japanischen Patentanmeldung 26887-1971 ist ein Verfahren beschrieben, gemäß dem ein Kristallisationsmittel mit einer amorphen unverstreckten Faser in Berührung gebracht wird, das Kristallisationsmittel entfernt wird, so daß ein geformtes Material zurückbleibt, das aus einem amorphen Kern und einer kristallinen Oberflächenschicht besteht, und dieses schließlich unter Bildung einer unebenen Oberfläche verstreckt wird.

Die mit Hilfe dieser Verfahren hergestellten Fasern zeigen zwar gewisse Verbesserungen im Hinblick auf ihre Reibungseigenschaften, ihre Gesamteigenschaften sind jedoch keinesfalls mit denen von Naturfasern vergleichbar. So sind die Vertiefungen und Erhebungen dieser Fasern groß und die Dichte dieser Vertiefungen und Erhebungen dieser Fasern ist zu gering. Anders ausgedrückt, haben die Fasern stark verschlechterten Glanz und Helligkeit sind nicht befähigt, beim Färben eine ausreichende Brillianz und Farbtiefe zu ergeben, sondern erreichen nur Pastelltöne.

Die JA-PS 43 263/71 bezieht sich zwar ebenfalls auf die oberflächliche Modifizierung von Polyesterfasern; dabei soll jedoch eine andere Art der Modifizierung, d. h. eine chemische Modifizierung erreicht werden. Bei diesem bekannten Verfahren werden Eigenschaften, wie die Widerstandsfähigkeit gegen Pilling und die antistatischen Eigenschaften dadurch verbessert, daß eine Faser aus einem Grundmaterial hergestellt wird, das aus 30 bis 95 Gew.-Teilen eines Polyesters und 70 bis 5 Gew.-Teilen eines Polymeren eines ungesättigten Carbonsäureesters besteht, und danach eine Hydrolyse des Ester-Anteils durchgeführt wird. Die bekanntermaßen durchgeführte Alkalibehandlung dient einem völlig anderen Zweck als die erfindungsgemäße Lösungsbehandlung; der Fachmann vor dem Anmeldetag hatte aus diesem Grund keinerlei Veranlassung, diese speziell zur Hydrolyse der Estergruppen angewendete Alkalibehandlung im Sinn einer Übertragung auf ein völlig andersartiges Material, bei dem eine Verseifung von Estergruppen überhaupt nicht möglich ist, anzuwenden.

Außer den vorstehend beschriebenen Verfahren wurden mehrere Versuche gemacht, die Oberflächenmorphologie und physikalischen Eigenschaften von Fasern zu verbessern, indem ein heterogener Zusatz aus einer vorgebildeten Faser entfernt wird. Ein für dieses Gebiet der Technologie typisches Verfahren umfaßt das Verspinnen einer Verbundfaser bzw. Zweikomponentenfaser aus einem Polymerengemisch oder mit Hilfe eines Verbundspinnverfahrens und die anschließende Extraktion eines Bestandteils aus der binären Verbundfaser. Solch ein Verfahren ist z. B. in der JA-PS 42330/71 beschrieben, bei dem Fasern aus einem Gemisch aus Polyester und Poly-p-ethylenoxybenzoat hergestellt und die erhaltenen Fasern durch Herauslösen des Polyesters modifiziert werden.

Dieses Verfahren hinterläßt jedoch innere Hohlräume nach der Extraktion und die resultierende Opazität oder der fehlende Glanz führt nur zu einer geringen Farbdichte. Das Verbundspinnverfahren ermöglicht daher nicht den gewünschten Glanz und die gewünschte Farbtiefe wegen der großen Vertiefungen und Erhebungen. Bei einer anderen Gruppe von bekannten Verfahren, wie sie in den veröffentlichten japanischen Patentanmeldungen 14186/1968 und 16665/1968 beschrieben sind, wird der Faser ein teilchenförmiges inertes Material einverleibt und die Faser wird dann mit einem Extraktionsmittel, wie eine Säure oder Alkalie, behandelt, um das inerte Material zu extrahieren und somit die erforderlichen Unregelmäßigkeiten der Oberfläche auszubilden. Dieses Verfahren führt zwar zu einem Mattierungseffekt, es hinterläßt jedoch Hohlräume beim Verstrecken und diese Hohlräume werden vergrößert, wenn das teilchenförmige Material extrahiert wird, wodurch eine durchscheinende Faser gebildet wird, die beim Färben zu weißlichen Farbtönen, d. h. zu Pastelltönen, führt.

Es ist außerdem bekannt, einem Webstoff oder Strickstoff aus Polyesterfaser Weichheit zu verleihen, indem man eine Alkalibehandlung durchführt, um die Oberflächenschicht zu hydrolysieren. Dieses Verfahren führt jedoch zu keinerlei wesentlichen Verbesserungen, abgesehen von der erhöhten Weichheit, gegenüber unbehandelten Fasern oder Stoffen.

Die Unmöglichkeit, mit Hilfe der bekannten Verfahren Verbesserungen im Hinblick auf den Glanz, die Brillianz und Tiefe der Färbung und den Griff oder das Berührungsgefühl hervorzurufen, war auf die Tatsache zurückzuführen, daß man nicht sicher wußte, welcher Grad an Vertiefungen und Erhebungen optimal für die gewünschten Eigenschaften des Endprodukts ist. Im Hinblick auf die industrielle Produktion, die technische beständige Durchführbarkeit, Wirtschaftlichkeit und dergleichen, waren darüber hinaus einige der bekannten Verfahren technisch undurchführbar oder wenigstens ungeeignet.

Der Erfindung liegen intensive Untersuchungen im Hinblick auf Oberflächen-Unregelmäßigkeiten von Polyesterfasern im Zusammenhang mit den Produkteigenschaften zugrunde, mit dem Ziel, ein geeignetes technisch durchführbares Verfahren zur Verfügung zu stellen.

Es ist daher Aufgabe der Erfindung, eine Polyester-Synthesefaser zu schaffen, die verbesserte Eigenschaften sowohl im Hinblick auf die Lichtreflexion, als auch auf den Griff hat. Es ist außerdem Aufgabe der Erfindung, eine Polyesterfaser zur Verfügung zu stellen, die eine feine, jedoch mit dicht angeordneten Unregelmäßigkeiten versehene Oberfläche hat, die durch Vertiefungen und Erhebungen gebildet sind, welche zu einer ausgezeichneten Brillianz und Farbtiefe und zu einem zarten Griff führt, der mit dem Griff von Seide vergleichbar ist.

Ferner ist es Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren für die beständige industrielle Herstellung von Polyesterfasern mit feinen, jedoch dicht und regellos angeordneten Oberflächenungleichmäßigkeiten, die durch Vertiefungen und Erhebungen gebildet sind, zur Verfügung zu stellen. Andere Aufgaben und wesentliche Vorteile der Erfindung sind aus der nachstehenden ausführlichen Beschreibung ersichtlich.

Gegenstand der Erfindung ist eine Polyester-Synthesefaser einschließlich daraus hergestellter Stoffe, die eine mit regellos angeordneten Unregelmäßigkeiten versehene Oberfläche aufweist, welche aus zahlreichen Erhebungen und Vertiefungen mit unregelmäßiger Gestalt gebildet ist, welche der Definition genügen:

0,2 µm < X < 0,7 µm

in der X den geradlinigen Abstand zwischen dem tiefsten Punkt einer Vertiefung und dem tiefsten Punkt der benachbarten Vertiefung in Richtung des Faserumfangs senkrecht zu der Faserachse bedeutet, wobei die Erhebungen und Vertiefungen in einer Dichte von 10 bis 50 auf einer Strecke von 10 µm, gemessen in Richtung des Faserumfangs senkrecht zu der Faserachse angeordnet sind, und zusätzlich mikrofeine Vertiefungen und Erhebungen innerhalb eines Bereiches einer Größe von 50 bis 200 nm in diesen Vertiefungen oder Erhebungen, welche die unregelmäßige Oberfläche bilden, ausgebildet sind.

Die Erfindung betrifft außerdem ein Verfahren zur Herstellung der vorstehend erläuterten Fasern.

Die Definition der aus Vertiefungen und Erhebungen gebildeten Faseroberfläche gemäß der Erfindung wird unter Bezugnahme auf die Zeichnungen ausführlicher erläutert. Die üblichen Profile oder im Schnitt auftretenden Oberflächenkrümmungen von Fasern sind in den Fig. 1 und 2 dargestellt. Oberflächen lassen sich im allgemeinen in zwei Gruppen von Konfigurationen einordnen, nämlich Oberflächen, die aus regelmäßigen Erhebungen oder Vertiefungen bestehen (Fig. 1), und Oberflächen mit unregelmäßigen Erhebungen oder Vertiefungen (Fig. 2). Die erste Gruppe von Oberflächen ist als regelmäßige Oberfläche bekannt und die letztere Art als unregelmäßige Oberfläche. Die regelmäßige Oberfläche entspricht einer geschnittenen Oberfläche, die durch Einschneiden mit einem kantigen Werkzeug gebildet wird, während die unregelmäßige Oberfläche eine Oberfläche darstellt, wie sie beispielsweise durch Schleifen oder Polieren gebildet wird. Der letztere Oberflächentyp ist eine Oberfläche, wie sie in dieser Beschreibung und den Ansprüchen als regellose oder unregelmäßige Oberfläche bezeichnet wird.

Während die typische unregelmäßige Oberfläche gemäß der Erfindung zwar eine Oberfläche darstellt, die aus Vertiefungen mit variierender Tiefe und Erhebungen mit variierender Höhe besteht, kann darunter auch eine Oberfläche verstanden werden, deren Vertiefungen im wesentlichen gleiche Tiefe und deren Erhebungen im wesentlichen gleiche Höhe haben.

Es ist für die Zwecke der Erfindung, d. h. zum Verhindern des Spiegelglanzes und zum Erreichen einer geeigneten Farbtiefe, wesentlich, zu gewährleisten, daß die Faser eine regellos unregelmäßige Oberfläche aufweist und daß jede der Erhebungen und Vertiefungen, welche die unregelmäßige Oberfläche bilden, außerdem mit zahlreichen kleineren Erhebungen und Vertiefungen innerhalb eines Größenbereiches von 50 bis 200 nm versehen ist. Fig. 3 ist eine schematische Schnittdarstellung einer solchen unregelmäßigen Oberfläche, welche die Anwesenheit von winzigen kleineren Erhebungen und Vertiefungen zeigt, die in jeder der größeren Erhebungen oder Vertiefungen vorhanden sind.

Vorzugsweise genügen die Erhebungen und Vertiefungen, welche die unregelmäßige Oberfläche bilden, der Bedingung 0,2 µm < X < 0,7 µm in der X den geradlinigen Abstand vom tiefsten Punkt einer Vertiefung zu dem der benachbarten Vertiefung in Richtung des Umfangs senkrecht zur Faserachse bedeutet und in der die Erhebungen und Vertiefungen mit variierendem Wert X in einer Dichte von 10 bis 50 auf einem linearen Abstand von 10 µm in der Umfangsrichtung senkrecht zu der Faserachse vorhanden sind.

Während die Tiefe und Höhe der Vertiefungen und Erhebungen soviel wie etwa ein Drittel des Faserdurchmessers betragen können, läßt sich der geometrische Zusammenhang dieser Erhebungen und Vertiefungen durch den linearen Abstand definieren. Auf Basis der vorstehenden Definition für X ist die Spiegelreflexion des Lichts an der Oberfläche der Faser dann gering, wenn X einen Wert von weniger als 0,2 µm hat. Darüber hinaus ist die Farbtiefe, die mit Hilfe des Färbevorgangs erreichbar ist, nur mit der vergleichbar, die mit Hilfe von bekannten Verfahren erreicht werden, und die Verbesserungen des Reibungsverhaltens sind nicht so zufriedenstellend, wie sie gewünscht werden.

Wenn X mehr als 0,7 Mikron beträgt, wird die Reflexion des sichtbaren Lichts erhöht, so daß der Farbe ein weißlicher Widerschein oder Trübungseffekt verliehen wird, so daß das gewünschte Ergebnis nicht erreicht werden kann. Selbst wenn X innerhalb des Bereiches von 0,2 bis 0,7 µm liegt, können weder geeignete Verbesserungen im Hinblick auf das Färbeverhalten der Polyesterfaser, noch zufriedenstellende Farbtiefe erreicht werden, wenn nicht die Dichte dieser Erhebungen oder Vertiefungen mindestens 10 auf eine Strecke von 10 µm beträgt, gemessen in Richtung des Umfangs senkrecht zu der Faserachse.

Bei den erfindungsgemäßen Untersuchungen im Hinblick auf das Reibungsverhalten der Faser hat sich gezeigt, daß eine bloße Erhöhung des Gesamtreibungskoeffizienten der Polyesterfaser nicht dazu beiträgt, deren wachsartigen Griff zu beseitigen und nicht dazu beiträgt, einen seidenartigen oder kühlen und trockenen baumwollartigen Griff zu verursachen. Im Fall der einfachen Erhöhung des Reibungskoeffizienten eines Faserprodukts wird daher in einer gestrickten oder gewebten Struktur nur ein rauher Griff erhalten und statt dessen wird die Hysterese des Erholungsvorgangs nach einer Biege- oder Scherungsdeformation von Stoffen erhöht, so daß die Stoffe einen Verlust ihrer Biegeerholung und ihres Faltenwurfs erleiden. Um den Oberflächengriff eines Stoffes zu modifizieren und um eine zu starke Hysterese der Erholungseigenschaften des Stoffes zu vermeiden, wurde es als wesentlich erkannt, den Koeffizienten der statischen Reibung zu erhöhen und jeden merklichen Anstieg des Koeffizienten der dynamischen Reibung zu vermeiden. Es wurde somit gefunden, daß der "Gleitgriff" (slip hand) verbessert wird und ein einzigartiger Griff erzielt wird, wenn µ_s/µ_d mindestens 1,7 und vorzugsweise mindestens 1,9 beträgt, wobei µ_s der statischen Reibungskoeffizient und µ_d der dynamischen Reibungskoeffizient ist. Die hier definierten Reibungskoeffizienten bedeuten die mit Hilfe der Röder-Methode bestimmten Koeffizienten, welche ein Maß für die Reibung zwischen Fasern sind. Im Fall von Stapelfasern wird somit eine kleine Menge von Büschelfasern, welche gedoppelte Stapelfasern umfassen, parallel auf der Oberfläche einer Trommel gereckt, und die Reibungskraft zwischen diesen Fasern und den in Berührung damit und senkrecht dazu liegenden Stapelfasern über eine Hälfte des Umfangs der Trommel wird gemessen. Im Fall von Filamenten werden untexturierte gerade Filamente zu einer Zwirnung von 150 T/M bis 250 T/M verzwirnt und 48 dieser Filamente werden auf einer Trommel angeordnet, deren Durchmesser angenähert gleich der der für Stapelfasern angewendeten Trommel ist, wobei eine Zugspannung von 0,1 g/d angelegt wird, und die Reibungskraft, die durch den Kontakt dieser Filamente mit ähnlichen Filamenten über eine Hälfte des Umfangs der Trommel auftritt, wird bestimmt. Der Koeffizient der statischen Reibung µ_s wird aus der anfänglichen Reibungskraft, die auftritt, wenn der Drehvorgang der Trommel beginnt, errechnet, während der Koeffizient der dynamischen Reibung aus der Reibungskraft errechnet wird, die einwirkt, wenn die Trommel sich mit einer Umfangsgeschwindigkeit von 90 cm/min dreht.

Auch wenn die Faser das vorstehend erwähnte, wünschenswerte Reibungsverhalten zeigt, könnte es sich um eine Faser handeln, die keine ausreichende Brillianz und Farbtiefe entwickelt, sondern Pastelltönungen ergibt. Die der Erfindung zugrundeliegenden Untersuchungen über den Zusammenhang dieses Problems mit der Oberflächenstruktur, die den Wert von µ_s und µ_d bestimmt, haben gezeigt, daß das gewünschte Ergebnis von der feineren Ausbildung der Oberflächenstruktur der Faser abhängt. Es wurde somit gefunden, daß das gewünschte Verhalten dann erreicht wird, wenn auf den Oberflächen der Faser regellos verteilte oberflächliche Erhebungen und Vertiefungen einer Größe von 0,2 bis 0,7 µm vorliegen. Wenn große regellos verteilte Oberflächenerhebungen oder -vertiefungen von mehr als 0,7 µm für die Ausbildung des größten Teils der Oberfläche verantwortlich sind, so tritt ein merklich rauher Berührungseffekt auf und es wird ein schlechter Griff erzielt. Wenn die Erhebungen oder Vertiefungen kleiner als 0,2 µm sind, tritt kein wesentlicher Anstieg des statischen Reibungskoeffizienten µ_s auf.

Die Fig. 4, 5 und 6 sind Scanning-Elektronenmikrophotographien der erfindungsgemäßen Polyesterfaser, welche die Oberflächenstruktur der Faser in einer Vergrößerung von 3000 (Fig. 4) und 24 000 (Fig. 5 und 6) zeigen. Fig. 7 ist eine Scanning-Elektronenmikrophotographie, welche die Oberflächenausbildung einer als Vergleich herangezogenen üblichen alkalibehandelten Polyesterfaser in 6000facher Vergrößerung zeigt. Aus Fig. 7 ist ersichtlich, daß die bloße Behandlung von üblichen Polyesterfasern mit Alkali nur eine kleine Anzahl an großen Löchern verursacht. Obwohl daher eine solche Behandlung dazu beiträgt, den vorstehend beschriebenen Weichmachungseffekt zu erreichen, trägt sie nicht dazu bei, gefärbte Produkte mit ausreichender Farbtiefe zu erzielen und hat keine Wirkung, eine wesentliche Erhöhung des Koeffizienten der statischen Reibung zu erreichen.

Wie dagegen aus den Fig. 4, 5 und 6 ersichtlich ist, hat die erfindungsgemäße Faser eine Oberflächenstruktur, die aus mikrofeinen Erhebungen und Vertiefungen einer Größe von etwa 50 bis 200 nm besteht, wobei in typischer Weise die feinen mehrfachen Erhebungen und Vertiefungen durch sehr feine körnige Wände gebildet sind, wie in Fig. 5 gezeigt ist, und diese feinen und mehrfachen Erhebungen und Vertiefungen eine mit regellos verteilten Unregelmäßigkeiten versehene Oberfläche ausbilden, da sie in der vorstehend beschriebenen Dichte angeordnet sind. Eine solche Oberflächenstruktur ist somit ausgeprägt verschieden von der einer konventionellen alkalibehandelten Faser, wie sie in Fig. 6 gezeigt ist. Es scheint, daß in der erfindungsgemäßen Faser diese sehr feinen Erhebungen und Vertiefungen einer Größe von 50 bis 2000 nm in der Weise auf den Lichteinfall auf die Faseroberfläche einwirken, daß die jeweils von diesen winzigen Erhebungen und Vertiefungen reflektierten Lichtstrahlen aufgrund von Phasenverschiebungen einer Auslöschwirkung unterliegen und daß wegen des Vorhandenseins dieser Erhebungen und Vertiefungen, welche eine mit regellosen Unregelmäßigkeiten versehene Oberfläche ausbilden, das einfallende Licht in der Nähe der körnigen Erhebungen oder Vertiefungen zurückgehalten wird, indem eine wiederholte Serie von Streueffekten und Rückstreueffekten eintritt, so daß die Totalreflexion gedämpft wird. Aufgrund der vorstehend beschriebenen einzigartigen Oberflächenstruktur zeigt die erfindungsgemäße Faser einen ausgezeichneten Lichtreflexionseffekt und einen zarten seidenartigen Griff, Eigenschaften, die bisher bei den üblichen alkalibehandelten Polyesterfasern oder anderen modifizierten Polyesterfasern nicht erzielt werden konnten.

Die vorstehend erwähnte einzigartige Struktur kann durch sinnvolle Anwendung von mikrofeinen Teilchen ausgebildet werden, die feiner sind als bisher zur Modifizierung von Fasern angewendete teilchenförmige inerte Materialien, d. h. von mikrofeinen Teilchen in der Größenordnung, die der inneren Mikrostruktur der Faser selbst ungefähr entspricht. Die einzigartige Struktur der erfindungsgemäßen Faser kann daher mit ausgezeichneter Reproduzierbarkeit ausgebildet werden, indem diese mikrofeinen Teilchen dem Fasermaterial zugesetzt und aus der gebildeten Faser danach herausgelöst werden.

Es wurde ein Verfahren gefunden, bei dem ein mikrofeines teilchenförmiges inertes Material, dessen mittlerer Durchmesser in der Größenordnung von nicht mehr als 100 nm, vorzugsweise nicht mehr als 60 nm, liegt, einem Polyäthylenterephthalat-Polymeren in einer Menge von 0,5 bis 10 Gew.-%, bezogen auf das Gewicht des Polymeren, einverleibt wird, das Polyäthylenterephthalat dann schmelzversponnen wird, der gebildete Faden zu einer Polyesterfaser verstreckt wird und die Oberflächenschicht der Faser mit einem Lösungsmittel extrahiert wird und es wurde festgestellt, daß bei diesem Verfahren eine ungleichmäßige Auflösung in dem Bereich der inneren Mikrostruktur der Faser, welche die mikrofeinen Teilchen enthält, verursacht wird, so daß eine sehr feine und komplizierte unregelmäßige Konfiguration der gesamten Oberfläche der Faser ausgebildet wird.

Zur Verwendung als mikrofeines teilchenförmiges Material hat sich Kieselsäuresol als besonders wünschenswert im Hinblick auf die Ausbildung von sehr feinen Erhebungen und Vertiefungen und im Hinblick auf die Stabilität des Verstreckungsverfahrens und anderer Verfahren erwiesen. Wenn beispielsweise 3 Gew.-% Siliciumdioxid mit einem Teilchendurchmesser von 30 nm und einem spezifischen Gewicht von 2,2 g/cm³ gleichförmig in einem Polyestermaterial für eine Faser mit einem spezifischen Gewicht von 1,39 dispergiert wird, so ist das von einem einzigen Teilchen des teilchenförmigen Materials eingenommene Volumen des Polyesters gemäß einer einfachen Berechnung einem Würfel einer Größe von etwa 900 × 900 × 900 Angströmeinheiten gleich. Wenn in entsprechender Weise 3 Gew.-% Siliciumdioxid mit einem Teilchendurchmesser von 15 nm gleichförmig in diesen Polyester dispergiert sind, entspricht das von jedem Teilchen des Siliciumdioxids eingenommene Polyestervolumen etwa 450³ Angströmeinheiten. Eine solche mikrofeine Struktur im Bereich von wenigen hundert Angström bis 1000 Angströmeinheiten scheint zu einer ungleichförmigen Auflösung bei der Extraktion der Oberflächenschicht der Faser zu führen und verursacht somit eine sehr feine und komplizierte Ungleichmäßigkeit der Faseroberfläche.

Die der Faser einverleibten Teilchen liegen entweder in Form einzelner Teilchen oder in Form von Teilchen der zweiten Ordnung vor, d. h. als Aggregate aus mehreren Teilchen. Dies ist ersichtlich, wenn ein Faserabschnitt oder eine gesponnene Faser zu einer Dicke zerschnitten wird, die größer als der Durchmesser eines einzigen in der Faser vorliegenden Teilchens und kleiner als der mehrfache Betrag des gleichen Durchmessers ist, d. h. in einer Dicke von einigen 10 nm bis etwa 100 nm, was mit Hilfe eines Ultramikrotoms erfolgen kann, und die erhaltene Probe unter einem Elektronenmikroskop hoher Vergrößerung mit durchfallender Strahlung (Transmissions-Typ) betrachtet wird.

Das ungleichförmige Muster der Auflösung der Faseroberfläche wird durch den Zustand der Dispersion dieser mikrofeinen Teilchen beeinflußt. Es ist schwierig, Erhebungen und Vertiefungen zu erhalten, die größer als einige Vielfache des Durchmessers eines einzigen Teilchens sind, wenn die Teilchen völlig gleichförmig dispergiert worden sind. Wenn, im Gegensatz dazu, die Teilchen nur ungleichmäßig dispergiert worden sind, so neigen die Teile der Faseroberfläche, in denen die Teilchen in hoher Dichte vorliegen, dazu, bei dem Oberflächenextraktionsvorgang leicht erodiert und gelöst zu werden, wodurch größere Vertiefungen entstehen, als die Vertiefungen in Bereichen, in denen die Teilchen in geringeren Dichten vorhanden sind, mit dem Ergebnis, daß die gewünschte Oberflächenungleichmäßigkeit erzielt wird. Es ist wichtig, daß die Unregelmäßigkeit in regellosem Muster entwickelt wird und sich trotzdem gleichmäßig über die gesamte Oberfläche der Faser erstreckt.

Für die Zwecke der Erfindung bedeutet die Beziehung "Teilchen zweiter Ordnung" die einander benachbarten Teilchen, deren Abstand von Mittelpunkt zu Mittelpunkt weniger als das 2fache des Durchmessers jedes Teilchens beträgt. Ein Teilchen zweiter Ordnung gemäß dieser Definition kann mit Hilfe einer Durchsichts-Elektronenmikrographie sicher von einzelnen Teilchen unterschieden werden, wenn eine solche Vergrößerung angewendet wird, welche die Erkennung des Durchmessers jedes einzelnen Teilchens ermöglicht, beispielsweise die 100 000fache Vergrößerung, wenn der Teilchendurchmesser 10 µm beträgt oder die 10 000fache Vergrößerung, wenn der Teilchendurchmesser 100 µm beträgt. Erfindungsgemäß wird somit eine geschnittene Probe einer Dicke von 50 bis 100 µm hergestellt und dann wird mit Hilfe einer in der Durchsicht erhaltenen Elektronenmikrophotographie eine Vergrößerung erreicht, die es erlaubt, den Durchmesser jedes einzelnen Teilchens festzustellen und somit die Verteilung der Teilchen zweiter Ordnung bestimmt. Die Untersuchungen der Anmelderin haben gezeigt, daß die Bedingung, daß mindestens 5 Teilchen zweiter Ordnung von 0,1 bis 0,5 µm gemäß der vorstehenden Definition pro 10 µm² vorhanden sind, zur Ausbildung der wünschenswerten regellos verteilten Erhebungen und Vertiefungen sowie der feinen winzigen Erhebungen und Vertiefungen führt. Eine übermäßige Aggregation von einzelnen Teilchen ist unerwünscht, da sie dem Verfahren zur Herstellung der Faser Unbeständigkeit verleihen könnte. Es ist somit vorteilhaft, daß gewährleistet wird, daß nicht mehr als 20 Teilchen zweiter Ordnung mit einem Durchmesser von mehr als 5 µm pro 1 mm³ des Polymeren vorliegen.

Zur Herstellung dieser Polyester ist die Verwendung einer kolloidalen Kieselsäure, in der einzelne oder primäre feine Kieselsäureteilchen mit Durchmessern von 1 bis 100 µm dispergiert sind, empfehlenswert. Unter der Bezeichnung "kolloidale Kieselsäure" soll ein Kolloid verstanden werden, das feine Teilchen umfaßt, die hauptsächlich aus Siliciumdioxid in Form einer Dispersion in einem Dispersionsmedium bestehen, das Wasser, ein einwertiger Alkohol, ein Diol oder ein Gemisch solcher Dispersionsmedien darstellt.

Wenn die Polyester durch direkte Veresterung hergestellt werden, so erfolgt die Zugabe der kolloidalen Kieselsäure zu dem Veresterungstank oder Veresterungsgefäß entweder dadurch, daß zuerst die kolloidale Kieselsäure zu einer aus der Säurekomponente und der Glycolkomponente bestehenden Aufschlämmung gegeben wird und dann das Veresterungsgefäß mit dieser Aufschlämmung beschickt wird, oder dadurch, daß die kolloidale Kieselsäure direkt in das Veresterungsgefäß eingeführt wird.

In dem zuerst beschriebenen Fall wird die Aufschlämmung vorzugsweise hergestellt, indem zunächst die kolloidale Kieselsäure mit der Glycolkomponente vermischt wird, das Gemisch ausreichend gerührt und danach das Gemisch mit der Säurekomponente vermischt wird. Die Konzentration der kolloidalen Kieselsäure unmittelbar vor der Zugabe zu der Aufschlämmung liegt vorzugsweise unterhalb der kritischen Konzentration von 80%, bei der das Kolloid beginnt, Aggregate zu bilden. Zwar wird eine zu geringe Konzentration nicht bevorzugt, weil in diesem Fall das Dispersionsmedium einen zu hohen Anteil der Aufschlämmung ausmacht, die Konzentration sollte jedoch so niedrig wie möglich sein.

Zur besseren Dispersion der feinen Siliciumdioxidteilchen wird vorzugsweise ein hohes Molverhältnis von Glycolkomponente zu Säurekomponente eingehalten. Wenn jedoch andererseits dieses Verhältnis zu hoch ist, können ungünstige Einflüsse hervorgerufen werden, wie eine Erhöhung der Menge der gebildeten Nebenprodukte. Molverhältnisse im Bereich von 1,01 bis 2,0, insbesondere 1,05 bis 1,60, werden daher bevorzugt. Es wird außerdem bevorzugt, daß die Aufschlämmung bei Temperaturen zwischen Raumtemperatur und 100°C und bis zu Temperaturen von höchstens 120°C hergestellt wird. Wenn die Aufschlämmung einmal hergestellt ist, so kann sie auf Temperaturen von mehr als 120°C erhitzt werden und das Erhitzen auf diese Temperatur wird bevorzugt, weil die Veresterungsstufe bequemer durchführbar ist und wegen der Möglichkeit, die Dispersion der Kieselsäureteilchen zu verbessern.

In dem zuletzt genannten Fall (direkte Zugabe der kolloidalen Kieselsäure) wie auch in dem ersten Fall wird vorzugsweise die Konzentration der kolloidalen Kieselsäure so niedrig wie möglich gehalten. Wenn beispielsweise ein Polyäthylenterephthalat-Polymeres hergestellt werden soll, wird vorzugsweise die Konzentration der kolloidalen Kieselsäure soweit wie möglich mit Hilfe von Äthylenglycol vermindert. Ein zu hoher Anteil an Äthylenglycol verursacht jedoch die Tendenz der Bildung von Diäthylenglycol als Nebenprodukt. Das Molverhältnis der Glycolkomponente zu der Säurekomponente in dem gesamten System sollte daher auf einen Wert innerhalb eines Bereiches eingestellt werden, der 2,5 nicht überschreitet.

Die so hergestellte Kieselsäure wird in das Veresterungsgefäß bzw. den Veresterungstank eingeführt. Da einer der Faktoren, welche die Dispergierbarkeit von Kieselsäureteilchen bestimmen, die Temperatur des Reaktionssystems ist, in das die Aufschlämmung eingeleitet wird, muß diese Temperatur beachtet werden. Eine zu hohe Temperatur des Systems führt zur Ausbildung von Aggregaten aufgrund der plötzlichen thermischen Einwirkung und wenn einmal Aggregation stattgefunden hat, ist eine erneute Dispersion fast unmöglich. Es ist daher erforderlich, daß die Temperatur des Systems bei Anwendung von kontinuierlichen Polymerisationsverfahren weniger als 295°C, vorzugsweise weniger als 290°C und im Fall einer ansatzweise durchgeführten Polymerisation bei weniger als 280°C, vorzugsweise weniger als 260°C, liegt.

Wenn die Polyester durch Umesterung hergestellt werden sollen, ist die Anwendung eines wäßrigen Dispersionsmediums für die kolloidale Kieselsäure ungünstig, weil dieses die Umesterung stört. Wird daher ein wäßriges Dispersionsmedium eingesetzt, so ist es erforderlich, Wasser vor der Umesterung zu entfernen. Die kolloidale Kieselsäure wird vorzugsweise dem Reaktionssystem zugesetzt, bevor die Umesterungsreaktion gestartet wird, so daß sie gegen den "Wärmeschock" geschützt wird. In Fällen, in denen die kolloidale Kieselsäure während oder nach der Umesterung zugesetzt wird, sollte, wie vorstehend erwähnt, die Temperatur des Systems im Fall eines kontinuierlichen Polymerisationsverfahrens weniger als 235°C, vorzugsweise weniger als 215°C und im Fall eines ansatzweise durchgeführten Polymerisationsverfahrens weniger als 200°C, vorzugsweise weniger als 160°C betragen.

In jedem der vorstehend erläuterten Fälle werden im Hinblick auf die Dispergierbarkeit der Kieselsäure höhere Molverhältnisse von Glycolkomponente zu Säurekomponente bevorzugte, da diese jedoch im Hinblick auf die Nebenproduktbildung ungünstig sind, wird vorteilhaft das genannte Molverhältnis auf Werte von nicht mehr als 3,0 und vorzugsweise 2,5 oder weniger eingestellt.

Das Reaktionssystem wird vorzugsweise so kräftig wie möglich, jedoch natürlich innerhalb geeigneter Grenzen gerührt, so daß große Scherspannungen auf das System ausgeübt werden können und dadurch der Dispersionszustand der Kieselsäureteilchen verbessert wird.

Unter den gleichen Bedingungen des Rührens können höhere Polymerisationsgrade wegen der höheren Viskositäten größere Scherspannungen verursachen. Aus Gründen der praktischen Durchführbarkeit und innerhalb des angestrebten Ergebnisses ist es daher erforderlich, daß das Zahlenmittel des Polymerisationsgrads mindestens 70, vorzugsweise 90 oder mehr beträgt. Wenn das Zahlenmittel des Polymerisationsgrads einen Wert von 70 nicht erreicht, können die Polyester keine ausreichende Festigkeit zur Herstellung von Fasern oder Folien erreichen und gleichzeitig können unerwünschte Effekte auf die Dispergierbarkeit von Kieselsäureteilchen verursacht werden.

Mit Hilfe des erfindungsgemäßen Verfahrens werden Fasern unter Verwendung der nach den vorstehenden Methoden hergestellten Polyester, die feine Teilchen enthalten und ein Zahlenmittel des Polymerisationsgrads von 70 oder mehr aufweisen, mit Hilfe von üblichen Methoden des Verspinnens, Verstreckens etc. hergestellt.

Wenn in diesem Fall die Größe der dem Polymeren zugesetzten Teilchen 100 µm überschreitet, so werden in unerwünschter Weise größere Werte von X, dem Maß für die Oberflächen-Unregelmäßigkeit oder Unebenheit nach der Lösungsbehandlung der Faseroberfläche, eine verminderte Anzahl von Vertiefungen und Erhebungen, welche die unregelmäßige Oberfläche ausbilden, eine matte Farbe und merkliche Weißverfärbung nach dem Färben hervorgerufen. Um eine gleichförmige Dispersion von Teilchen zu erreichen, den Spinn- und Verstreckungsvorgang besser zu stabilisieren und bessere Wirkungen im Hinblick auf den Glanz oder die Farbtiefe zu erreichen, ist es wünschenswert, daß die Korngröße nicht mehr als 100 µm, vorzugsweise nicht mehr als 60 µm beträgt.

Als solche Teilchen können beispielsweise Kieselsäuresol, feinteilige Kieselsäure bzw. feinteiliges Siliciumdioxid, Aluminiumoxidsol, feinteiliges Aluminiumoxid, mikrofeines Titandioxid, Calciumcarbonatsol, feinteiliges Calciumcarbonat, modifiziertes Kieselsäuresol mit verbesserter Dispersionsstabilität oder andere Kolloide aus feinteiligen inerten Substanzen eingesetzt werden, deren Brechungsindices dem der Polyesterfaser angenähert sind. Im Hinblick auf die Durchsichtigkeit, Farbkraft und den guten Glanz der Faser ist jedoch Kieselsäuresol am wirksamsten. Untersuchungen im Hinblick auf die Menge der zuzusetzenden feinen Teilchen haben gezeigt, daß bei einer Zugabe von weniger als 0,5 Gew.-% die Unregelmäßigkeit der Oberfläche nach der Lösungsbehandlung der Oberflächenschicht der Faser unzureichend ist, um eine Verbesserung der Farbtiefe oder des Glanzes zu erreichen. Bei einer Menge der feinen Teilchen, die 10 Gew.-% überschreitet, wird das Verspinnen sehr schwierig und die Zugabe einer solchen Menge ist daher praktisch ungeeignet. Polyesterfasern, die durch Schmelzspinnen einer Polymerkomponente, welche diese feinen Teilchen in einer Menge von 0,5 bis 10 Gew.-% enthält, und Verstrecken hergestellt werden, haben noch keine mit winzigen Unebenheiten oder Runzeln versehene Oberflächen, wenn auch längs der Faserachse verlaufende Streifen zu beobachten sind. Nur wenn die Oberflächenschicht der Faser mit einem zum Lösen oder Zersetzen der Polyesterfaser befähigten Lösungsmittel behandelt wird, wird die vorstehend erläuterte Unregelmäßigkeit der Oberfläche verwirklicht. Wenn die Faser in Form eines Web-, Strick- bzw. Wirkstoffes gefärbt wird, so wird die Lösungs- oder Erosionsbehandlung der Faseroberfläche vorzugsweise vor dem Färbevorgang durchgeführt, während man im Fall des Faserfärbens oder Rohfaserfärbens aus Gründen der bequemeren Farbabstimmung bevorzugt, die Fasern in Form von Fasern, Garnen, Rohfasern oder Zwirn der Lösungs-/Erosionsbehandlung zu unterwerfen. Selbst wenn die Behandlung nach dem Färben durchgeführt wird, können winzige und komplizierte Oberflächenunregelmäßigkeiten in beständiger Weise ausgebildet werden. Die oberflächliche Lösungs- bzw. Erosionsbehandlung kann daher in jeder geeignet gewählten Stufe des Verfahrens durchgeführt werden. Ein Beispiel für die Lösungs- bzw. Erosionsbehandlung von synthetischen Polyesterfasern ist eine Alkalibehandlung unter Verwendung von Natriumhydroxid, die geeigneten Behandlungsmethoden sind jedoch nicht auf diese beispielhafte Methode beschränkt.

Es ist jedoch wünschenswert, so gut wie möglich ein gemeinsames Lösungsmittel sowohl für die faserbildende Polyesterkomponente, als auch die dieser zugesetzten feinen Teilchen, die in der Faser vorliegen, auszuwählen. Speziell bevorzugt wird die Verwendung eines gemeinsamen Lösungsmittels, in welchem die Lösungs- oder Zersetzungsrate der feinen Teilchen um das mehrfache bis etwa das 20fache höher ist, als die des Polyesters, weil dadurch winzigere und kompliziertere Unregelmäßigkeiten in der Faseroberfläche entstehen. In dieser Hinsicht ist die kombinierte Verwendung von Siliciumdioxidteilchen als feine Teilchen und von Natriumhydroxidlösung als Lösungsmittel sehr günstig, weil Siliciumdioxid mehr als das 10fache rascher gelöst wird, als der Polyester.

Die für die Zwecke der Erfindung geeignete Polyesterfaser enthält nicht nur gut dispergierte einzelne oder primäre Teilchen, sondern auch gut dispergierte Teilchen zweiter Ordnung einer Größe von 0,1 bis 0,5 µm, die durch nicht übermäßige Aggregation gebildet wurden.

Wenn die Teilchen enthaltende Faser mit Alkalien behandelt wird, so wird zuerst eine Anzahl an feinen Teilchen, die an der Faseroberfläche vorliegen, gelöst, dann werden feine Teilchen gelöst, die im Inneren der Faser in Bereichen angeordnet sind, welche die Auflösungspunkte an der Oberfläche umgeben, und die Auflösung schreitet dreidimensional fort, so daß die gebildeten Poren komplizierte poröse Strukturen in Richtung der Faserachse sowie in Richtung des Faserumfangs darstellen. Diese Poren, die isoliert sind oder sich teilweise überdecken, bilden winzige Oberflächenunregelmäßigkeiten aus. Während eine bekannte Methode, bei der Fasern Oberflächenunregelmäßigkeiten mit Hilfe einer Plasmabehandlung verliehen werden, zu einer Oberfläche mit relativ einfachen und großen Vertiefungen und Erhebungen führt, hat die erfindungsgemäße Faser eine Oberfläche, die im Hinblick auf die Größe und Unregelmäßigkeit der Vertiefungen und Erhebungen der Faseroberfläche deutlich von der unterscheidbar ist, die durch die Plasmabehandlungsmethode erhalten wird.

Wenn die erfindungsgemäß mit unregelmäßiger Oberfläche versehene Faser wieder der oberflächlichen Lösungsbehandlung unterworfen wird, so kann die vorstehend beschriebene unregelmäßig unebene Oberfläche erneut ausgebildet werden, weil feine Teilchen gleichförmig in der Faser dispergiert sind. Im Fall der Plasmabehandlung oder des Aufrauhens der Oberfläche durch Verschäumen ist es schwierig, diese Erscheinung der Oberflächenerneuerung zu bewirken. Im Gegensatz dazu hat das erfindungsgemäße Verfahren den einzigartigen Vorteil, daß durch eine zweite Oberflächen-Lösungsbehandlung eine ähnlich wünschenswerte Oberfläche wieder hergestellt werden kann, wenn der Gewichtsverlust aufgrund der Oberflächen-Auflösung 10 bis 15% erreicht. Dieses vorteilhafte Merkmal ermöglicht es, die erwünschte Oberfläche selbst dann zu erzeugen, wenn die Reihenfolge der Verfahrensstufen geändert wird, vorausgesetzt, daß diese oberflächliche Lösungsbehandlung durchgeführt wird oder daß sie zur erneuten Behandlung von gefärbten Produkten in der Finishing-Stufe vorgenommen wird.

Die mit Hilfe des erfindungsgemäßen Verfahrens hergestellte Polyesterfaser zeigt eine einzigartige Änderung der Reibungseigenschaften vor und nach der Alkalibehandlung. Die noch nicht mit Alkalien behandelte Faseroberfläche besitzt keine winzigen Vertiefungen und Erhebungen und zeigt daher Reibungseigenschaften, die ähnlich den entsprechenden Eigenschaften von üblichen Polyesterfasern sind. Die Behandlung dieser Faser mit Alkalien ergibt jedoch eine Faser mit ausgezeichnetem Griff und die Differenz zwischen dem statischen Reibungskoeffizienten µ_sund dem dynamischen Reibungskoeffizienten µ_d (µ_s-µ_d) nach der Alkalibehandlung zeigt einen wesentlichen Anstieg gegenüber der Differenz µ_s-µ_d vor der Alkalibehandlung, so daß das Verhältnis µ_s/µ_d nach der Behandlung mindestens 1,7 beträgt. Die Differenz µ_s-µ_d vergrößert sich in dem Maß, in welchem der Lösungsgrad der Faseroberfläche durch die Alkalibehandlung ansteigt und als Ergebnis werden vorteilhafte Eigenschaften erzielt, wie trockener Griff, "Kishimi" und Sprödigkeit, Eigenschaften, die charakteristisch für Seide sind.

Wie aus den vorstehenden Erläuterungen ersichtlich ist, werden die erfindungsgemäßen Aufgaben dadurch gelöst, daß der Faseroberfläche eine besondere Struktur verliehen wird, und dieses Verfahrensprinzip ist natürlich auch auf Verbundfasern anwendbar, die Mantel-Kern-Struktur oder Seite-an-Seite- Anordnung haben. In diesen Fällen können verbesserte charakteristische Eigenschaften aufgrund von Änderungen des Griffes, Glanzes oder des Qualitätsgefühls realisiert werden, indem man eine Faser herstellt, deren Mantelkomponenten oder deren eine der nebeneinander angeordneten Komponenten aus einem Polyester besteht, der 0,5 bis 10 Gew.-% feiner Teilchen mit einem Durchmesser von nicht mehr als 100 nm, vorzugsweise nicht mehr als 60 nm, vorzugsweise Kieselsäuresol enthält, und deren Kernkomponente oder andere der nebeneinander angeordneten Komponenten aus einem Polymeren der gleichen oder einer anderen Art besteht, welche den gleichen oder einen anderen Gehalt der vorstehend erwähnten feinen Teilchen hat, und indem die Faser einer Lösungs- bzw. Erosionsbehandlung der Oberflächenschicht mit einem Lösungsmittel unterworfen wird, das zur Lösung oder Zersetzung des Polymeren vom Polyestertyp befähigt ist, wobei eine Synthesefaser gebildet wird, die winzige und komplizierte Vertiefungen und Erhebungen hat, die in statistischer Verteilung an der Oberfläche vorhanden sind.

Das erfindungsgemäße Verfahren ist natürlich auch auf Fasern anwendbar, die aufgrund von Garnbehandlungen, wie Falschzwirnen, einen Querschnitt haben, der einem Pentagon oder Hexagon gleicht, sowie auf Fälle, in welchen der Faserquerschnitt eine aus 3, 4 5, 6, 7, 8 oder mehr Blättern bestehende Form oder T-Form oder irgendeine andere Gestalt hat, die durch Verspinnen durch eine Spinndüse erzielt wird, die mit Löchern mit modifiziertem Querschnitt versehen ist. Das falsch-gezwirnte Garn, welches dem erfindungsgemäßen Verfahren unterworfen wurde, glitzert nicht so stark und mit Hilfe des erfindungsgemäßen Verfahrens wird daher eine Antiglitzerwirkung bzw. Antiglanzwirkung auf falschgezwirntes Farn (DTY) aus POY-Garnen hervorgerufen, die durch Hochgeschwindigkeitsspinnen erhalten worden sind.

Für die Zwecke der Erfindung geeignete Polyester sind Polymere, die wiederkehrende Glycol-dicarbonsäureester-Struktureinheiten aufweisen, von denen mindestens etwa 75% Einheiten der Formel

sind, worin -G- eine zweiwertige organische Gruppe mit 2 bis 18 Kohlenstoffatomen bedeutet, die über gesättigte Kohlenstoffatome mit beiden benachbarten Sauerstoffatomen verbunden ist.

Die Terephthalatgruppe ist entweder die einzige Dicarboxylatkomponte der wiederkehrenden Struktureinheiten, oder die wiederkehrenden Struktureinheiten können bis etwa 25% anderer Dicarboxylatgruppen, wie Adipat-, Sebacat-, Isophthalat-, Dibenzoat-, Hexahydroterephthalat-, Diphenoxyäthan-4,4′-dicarboxylat-, 5-Sulfoisophthalat- oder andere Dicarboxylateinheiten enthalten. Zu geeigneten Glycolen gehören Äthylenglycol, Tetramethylenglycol, Hexamethylenglycol und andere Polymethylenglycole, 2,2-Dimethyl-1,3-propandiol und andere verzweigte Glycole, Diäthylenglycol, Triäthylenglycol, Tetraäthylenglycol etc. Auch Gemische solcher Glycole können eingesetzt werden. Gegebenenfalls können auch höhere Glycole, wie Polyäthylenglycole mit hohem Molekulargewicht, in Mengen bis etwa 15 Gew.-% zugesetzt werden.

Erforderlichenfalls können auch Mattierungsmittel, Glanzverbesserungsmittel, Verfärbungsinhibitoren und verschiedene andere übliche Zusätze zugefügt werden.

Die Erfindung wird nachstehend durch die folgenden Beispiele erläutert, ohne daß sie auf diese beschränkt sein soll.

Beispiel 1

Eine Kieselsäure enthaltende Aufschlämmung wurde durch Vermischen eines 20 gew.-%igen Kieselsäure-Hydrosols mit einem Bereich der Korngrößenverteilung von 10 bis 20 µm mit Äthylenglycol bei Raumtemperatur und ausreichendes Rühren des Gemisches hergestellt. Dieses Gemisch wurde mit Terephthalsäure in einer solchen Menge vermischt, daß das Molverhältnis von Äthylenglycol zur Terephthalsäure 1,2 betrug. Die Aufschlämmung wurde dann kontinuierlich in ein Veresterungsgefäß eingeleitet und die Veresterung wurde bei einer Temperatur von 250°C unter einem Innendruck von 1,2 kg/cm² durchgeführt. Das Veresterungsprodukt, das einen Veresterungsgrad von 98% hatte, wurde bei 285°C polymerisiert, wobei ein Polyester mit einem Zahlenmittel des Polymerisationsgrads von 95 erhalten wurde. Als Polymerisationskatalysator wurde Sb₂O₃ verwendet. Mit Hilfe dieser Verfahrensweise wurden mehrere Polymere mit variierenden Anteilen an Kieselsäuresol, das in einer Menge im Bereich von 0,1 bis 15 Gew.-% zugesetzt wurde, hergestellt und jedes Polymere wurde dem Schmelzspinnen und üblichen Verstrecken unterworfen und die erhaltenen Fäden wurden zu Garnen von 16,7 tex/30 Filamenten verarbeitet. Wenn der Gehalt an Kieselsäuresol 12 oder 15 Gew.-% betrug, war die Verspinnbarkeit schlecht und es konnten keine geeigneten Garnproben erhalten werden. Die erhaltenen verstreckten Garne wurden falsch-gezwirnt und jede Probe wurde zu einem Wirkstoff verarbeitet. Der Wirkstoff wurde einer Alkaliätzung unterworfen, die unter Verwendung einer 4 gew.-%igen NaOH-Lösung bei 95°C durchgeführt wurde. Der Gewichtsverlust bei der Alkaliätzung wurde für jede Probe festgestellt und es wurde darauf geachtet, daß der Verlust innerhalb eines Bereiches von 3 bis 6% eingeregelt wurde.

Jeder der erhaltenen Wirkstoffe wurde unter den nachstehend beschriebenen Bedingungen gefärbt und danach wurde die Reflexion des Stoffes mit Hilfe eines Spektrophotometers mit automatischer Registriervorrichtung (Hitachi EPR-2) gemessen und die Änderung der Farbtiefe wurde aus der Änderung der Reflexion bestimmt und die Unregelmäßigkeit der Oberfläche wurde anhand von Aufnahmen festgestellt, die mit Hilfe eines Scanning-Elektronenmikroskops erhalten wurden. Die so erzielten Ergebnisse sind in der nachstehenden Tabelle 1 gezeigt.

Färbebedingungen:
Farbstoff: Dianix Black HG-SE (Mitsubishi Chemical Industries), 12%, bezogen auf das Stoffgewicht.
Dispergier- und Egalisiermittel: Toho Salt TD (Toho Chemical), 0,5 g/l.
pH-Regler: Ultra MT-N₂ (Miteshima Chemical), 0,7 g/l.
Badverhältnis: 1 : 30

Tabelle 1

Wenn der Gehalt an Kieselsäuresol 0,1% betrug, hatte die Faser keine unregelmäßige Oberfläche und zeigte einen Wert X, der die Unregelmäßigkeit oder Unebenheit der Oberfläche darstellt, von mehr 0,7 µm, die Verminderung der Lichtreflexion war gering, es wurde keine Farbtiefe entwickelt und die Verbesserung im Hinblick auf den Glanz war kaum feststellbar. Wenn im Gegensatz dazu Kieselsäuresol in einer Menge von 0,5% oder mehr zugesetzt wurde, hatte die Faser eine mit unregelmäßigen Unebenheiten in statistischer Verteilung versehene Oberfläche, wobei diese Unebenheiten aus Mikrostrukturen gebildet waren, die aus Wänden mit körnigen Strukturen bestanden, in denen die Korngrößen 50 bis 200 nm betrugen. Wenn auch der Wert X nicht konstant war, so waren doch Vertiefungen und Erhebungen, die der Bedingungen X=0,2 bis 0,7 µm genügten, in einer Dichte von 10 bis 45 auf einer Strecke von 10 µm des Faserumfangs auf einer senkrecht zur Faserachse stehenden Ebene verteilt. In diesen Fällen wurde die Tiefe der schwarzen Färbung erhöht und es wurde ein sanfter und guter Glanz entwickelt. Wenn auch Tabelle 1 keinerlei Unterschiede im Hinblick auf die Farbtiefe und den Glanz für die Fälle angibt, in denen der Kieselsäuresolgehalt 0,5 Gew.-% oder mehr betrug, so läßt sich doch feststellen, daß die Tiefe der Färbung und die Verbesserung des Glanzes erhöht wurden, je größer die zugesetzten Menge war.

In Fällen, in denen der Gehalt an Kieselsäuresol 0,5 Gew.-% oder mehr betrug, zeigte darüber hinaus jeder Wirkstoff eine bemerkenswerte Verbesserung des Oberflächengriffes.

Vergleichsbeispiel 1

Unter Anwendung der gleichen Bedingungen wie in Beispiel 1 wurde eine Aufschlämmung hergestellt, so daß der Kieselsäuregehalt in dem zu bildenden Polymeren einen Wert von 3 Gew.-% erreicht. Diese Aufschlämmung wurde in ein Veresterungsgefäß eingeführt, in welchem das Reaktionssystem bei einer Temperatur von 285°C gehalten wurde und es wurden die gleichen Bedingungen wie in Beispiel 1 für die Veresterung und Polymerisation eingehalten. Dabei wurde ein Polymeres mit einem Zahlenmittel des Polymerisationsgrads von 90 erhalten. Wenn dieses Polymere versponnen wurde, erhöhte sich innerhalb von nur einer Stunde der Filtrationsdruck scharf und das Verspinnen war fast unmöglich, da während des Spinnvorgangs häufiger Fadenbruch eintrat. Wenn das Polymere unter einem Elektronenmikroskop beobachtet wurde, so zeigte es das Vorliegen von 60 oder mehr sekundären Teilchen mit Korngrößen von mehr als 5 µm in jedem Kubikmillimeter des Polymeren, was eine intensive Aggregation von Siliciumdioxid-Primärteilchen anzeigt.

Vergleichsbeispiel 2

Unter Anwendung der gleichen Bedingungen wie in Beispiel 1 wurde eine Aufschlämmung in der Weise hergestellt, daß ein Kieselsäuregehalt in dem Polymeren von 3 Gew.-% erreicht werden könnte. Die erhaltene Aufschlämmung wurde unter den gleichen Bedingungen wie in Beispiel 1 der Veresterung und der nachfolgenden Polykondensation unterworfen, wobei ein Polymeres mit einem niederen Zahlenmittel des Polymerisationsgrads von 65 hergestellt wurde. Beim Verspinnen und Verstrecken traten während des Spinnvorgangs häufige Fadenbrüche auf, da das Polymere geringe Festigkeit hatte, und auch während des Verstreckens war das Auftreten von Fadenbrüchen und von Flusenbildung häufig. Es konnten keine Fasern mit praktischer Brauchbarkeit erhalten werden. Die Betrachtung des Polymeren unter dem Elektronenmikroskop zeigte, daß der Dispersionsgrad von Kieselsäureteilchen fast der gleiche wie in Beispiel 1 war und daher die Dispergierbarkeit gut war.

Beispiel 2

Unter Verwendung von verschiedenen Arten der angegebenen Teilchen und nach der in Beispiel 1 beschriebenen Verfahrensweise wurden verschiedene Polyester hergestellt, die verschiedene Teilchen in Mengen von 1,5 Gew.-% enthielten. Jedes Polymere wurde mit Hilfe eines üblichen Schmelzspinnverfahrens versponnen, der erhaltene Faden wurde in einem Wasserbad gestreckt und zu Stapelfasern von 0,28 tex einer Länge von 51 mm zerschnitten. Die Stapelfasern wurden dann zu einem gesponnenen Garn mit 30′S/1 verarbeitet, aus dem ein Strick- bzw. Wirkstoff hergestellt wurde.

Der Stoff wurde der in Beispiel 1 beschriebenen alkalischen Ätzbehandlung und Färbebehandlung unterworfen und die Unregelmäßigkeiten der Faseroberfläche und die Farbtiefe nach dem Färben des Wirkstoffes sowie die Veränderung des Glanz wurden geprüft. Die Ergebnisse sind in Tabelle 2 aufgeführt. Je höher die Teilchengröße war, um so mehr wurde die gute Qualität der Farbtiefe und des Glanzes vermindert und der schlechteste Fall war der, in welchem Titandioxid mit einer Korngröße von etwa 200 nm zugesetzt wurde. Bei Verwendung eines Kieselsäuresols mit Korngrößen von etwa 120 bis 150 nm oder bei Verwendung von Calciumcarbonat mit Korngrößen von etwa 80 bis 100 nm wurde eine gewisse Wirkung einer Farbvertiefung erreicht, die jedoch im Hinblick auf den Grad schlechter war als der mit kleineren Teilchen erzielte Effekt. Wenn der Verlust bei der alkalischen Ätzung groß war, so wurde bereits der Färbung eine dunkle und gedämpfte Schattierung verliehen, was auf das Auftreten von Vertiefungen und Erhebungen in Abständen von mehr als 0,7 nm zurückzuführen war. Bei Verwendung von Aluminiumoxidpulver betrugen die vorstehend definierten Werte X mehr als 0,7 µm, obwohl dieses eine Größe der Primärteilchen von etwa 20 nm hatte, und es konnte keinerlei Verbesserung der Farbtiefe und des Glanzes hervorgerufen werden, wahrscheinlich weil der Druckanstieg scharf war und die Verteilung der Teilchen in dem Polymeren nicht so gut war, wie man aus den tatsächlichen Gegebenheiten beim Verspinnen schließen konnte. Wenn ein Siliciumdioxidpulver mit einer Korngröße von etwa 7 nm oder ein feines Titandioxidpulver mit einer Korngröße von etwa 30 nm verwendet wurde, so waren die Farbtiefe der schwarzen Farbe und der Glanz gut. Zusammenfassend läßt sich feststellen, daß Kieselsäuresole mit Korngrößen bis zu 80 bis 90 nm geeignet waren und daß insbesondere Kieselsäuresole mit Korngrößen von 10 bis 60 nm zu ausgezeichneten Ergebnissen führten.

Tabelle 2

Beispiel 3

Unter Verwendung eines Kieselsäure-Hydrosols einer Teilchengröße von etwa 45 nm und einer Konzentration von 40 Gew.-% wurde nach der in Beispiel 1 beschriebenen Verfahrensweise ein Polymeres (A) mit einem Kieselsäuresolgehalt von 3 Gew.-% erhalten. Die grundmolare Viskositätszahl (Intrinsic Viscosität) [η] dieses Polymeren, bestimmt in Lösung in Orthochlorphenol bei 25°C betrug 0,51. Getrennt davon wurde ein Polyäthylenterephthalat (B) mit einer grundmolaren Viskositätszahl [η] von 0,75 und ohne Zusätze hergestellt.

Durch Kombination der Komponenten A und B wurde durch Mantel-Kern-Verbundspinnen ein exzentrischer Verbundfaden hergestellt, in welchem die Komponente A als Mantelkomponente und die Komponente B als exzentrisch angeordnete Kernkomponente vorlag. Die durch Verbundspinnen erhaltenen Fäden wurden verstreckt und danach unter Stauchung durch eine bei 185°C gehaltene Heizkammer geleitet, so daß ihnen eine latente Kräuselung verliehen wurde. Auf diese Weise wurde Kräuselgarn mit 8,33 tex/36 Filamenten erhalten. Als Kontrollprobe wurde ein durch Falschzwirnen gebildetes Garn von 8,33 tex/36 Polyesterfilamenten mit einem Gehalt an 0,02 Gew.-% Titandioxid (Korngröße etwa 200 nm) hergestellt.

Die beiden Arten von Garnen wurden jeweils zu einem 2/2-Körperwebstoff mit einer Kettendichte von 125 Garnen/2,54 cm und einer Schußdichte von 95 Garnen/2,54 cm verarbeitet. In einem üblichen Färbeverfahren wurde jeder Stoff nach der Wärmefixierung einer Lösungs- bzw. Erosionsbehandlung der Faseroberfläche unterworfen. Die Behandlung wurde mit Hilfe von Natriumhydroxidlösung als Lösungsmittel durchgeführt, bis ein Gewichtsverlust von etwa 15% erreicht war. Der Stoff wurde dann ferner üblichen Finisch-Behandlungen unterworfen und der Griff und das Aussehen des Stoffes wurden bewertet.

Der Stoff aus dem exzentrischen Kern-Mantel-Verbundgarn aus Polyester, das aus Komponente A und Komponente B bestand, war weich und flexibel. Er ähnelte "Habutai"-Seidenkörper und hatte gegenüber der Vergleichsprobe, dem Stoff aus falschgezwirntem Polyestergarn, eine weit überlegene Farbenentwicklung und Farbtiefe.

Beispiel 4

Unter Verwendung der in Beispiel 3 erhaltenen Polymeren A und B wurden Verbundfäden mit Seite-an-Seite-Struktur mit Hilfe einer konventionellen Vorrichtung durch Schmelzspinnen hergestellt. Das Verbundverhältnis A : B betrug 6 : 4. Die Fäden wurden verstreckt und dann in einer Stauchungsrate von 50% durch eine Heizkammer von 180°C geleitet, um eine Entspannung der Fäden zu bewirken und latente Kräuselung zu entwickeln. Das so erhaltene Kräuselgarn aus 8,33 tex/36 Filamenten wurde zu einem Wirk- bwz. Strickstoff verarbeitet, welcher in gleicher Weise wie in Beispiel 3 der Wärmebehandlung und Behandlung mit Natriumhydroxidlösung unterworfen wurde, bis der Gewichtsverlust etwa 10% betrug. Einige Fasern wurden aus dem Stoff entnommen und ihre Oberfläche wurde auf einer Mikrophotographie, die mit Hilfe eines Scanning-Elektronenmikroskops erhalten wurde, geprüft. Auf der Außenseite der Kräuselstruktur wurde auf etwa 60% des Faserumfangs eine mit winzigen unregelmäßigen Unebenheiten oder Runzeln in statistischer Verteilung versehene Oberfläche, wie sie vorstehend beschrieben worden war, beobachtet. Die Probe des Stickstoffes glitzerte selbst bei direktem Einfall von Sonnenlicht überhaupt nicht und fühlte sich weich und flexibel an.

Beispiel 5

Ein Kieselsäure-Hydrosol mit einer durchschnittlichen Korngröße von 15 nm und einer Konzentration von 20 Gew.-% wurde bei Raumtemperatur mit Äthylenglycol vermischt und das Gemisch wurde nach ausreichendem Rühren mit Terephthalsäure vermischt. Die gebildete Aufschlämmung wurde der Veresterung und der anschließenden Polykondensation unterworfen, wobei Polyäthylenterephthalat mit einer grundmolaren Viskositätszahl [η] von 0,67 und einem Siliciumdioxidgehalt von 3 Gew.-% gebildet wurde.

Getrennt davon wurde unter Verwendung eines Kieselsäure-Hydrosols mit einer durchschnittlichen Korngröße von 45 nm und einer Konzentration von 20 Gew.-% in der in diesem Beispiel beschriebenen Verfahrensweise ein Polyäthylenterephthalat mit einer grundmolaren Viskositätszahl [η] von 0,69 und einem Siliciumdioxidgehalt von 3 Gew.-% hergestellt.

Als Kontrollprobe wurde wiederum in der gleichen Verfahrensweise ein Polyäthylenterephthalat mit einer grundmolaren Viskositätszahl [η] von 0,69 und einem Titanoxidgehalt von 0,45 Gew.-% unter Verwendung von Titanoxid mit einer durchschnittlichen Korngröße von 200 nm hergestellt.

Jedes der Polymeren wurde mit Hilfe der üblichen Methode versponnen und nach dem Verstrecken wurde ein Bündel von 8,33 tex/36 Filamenten mit jeweils rundem Querschnitt und ein Bündel von 8,33 tex/36 Filamenten mit je T-förmigem Querschnitt hergestellt. Jedes Filamentgarn wurde in Z-Richtung in einer Rate von 250 T/M verzwirnt und zu einem Habutai-Stoff verarbeitet. Die Dichte des rohen Stoffes betrug 104 Ketten/2,54 cm × 85 Schüsse/2,54 cm und die Dichte des fertigen Stoffes betrug 119 Ketten/2,54 cm × 100 Schüsse/2,54 cm. In dem Wasch- und Finishing-Vorgang wurde der Stoff nach der Wärmefixierung einer Lösungs- bzw. Erosionsbehandlung der Faseroberfläche mit Hilfe einer Natriumhydroxidlösung unterworfen. Der Gewichtsverlust in dieser Behandlung und die Ergebnisse eines organoleptischen Tests des Griffes dieses Habutai-Stoffes sind in Tabelle 3 gezeigt. Um andererseits das Reibungsverhalten des Filamentgarnes genau zu bewerten, wurde das gleiche Filamentgarn, das zur Herstellung des Stoffes verwendet wurde, vorher zu einem Strang verarbeitet und dieser wurde den gleichen Wasch- und Finishing-Behandlung unterworfen und der Strang erhielt die gleiche Wärmebehandlung bzw. die gleiche thermische Vorgeschichte wie im Fall des Stoffes.

Dann wurde die Lösungsbehandlung der Faseroberfläche unter den gleichen Bedingungen durchgeführt, die für den Stoff angewendet wurden. Die so erzielte Unregelmäßigkeit der Faseroberfläche des Filamentgarns wurde an einer Aufnahme geprüft, die unter einem Scanning-Elektronenmikroskop erhalten wurde, und der Reibungskoeffizient der zwischen den Garnen auftretenden Reibung wurde mit Hilfe der vorstehenden Methode nach Röder gemessen. Auf der gesamten Oberfläche des Filamentgarns wurde eine ungleichmäßige Mikrostruktur beobachtet, die kleinere Vertiefungen und Erhebungen einer Größe von 50 bis 200 nm umfaßte und die Oberfläche hatte außerdem einen regellosen Aufbau aus größeren Vertiefungen und Erhebungen, die jeweils diese ungleichmäßige Mikrostruktur aufwiesen. Die Vertiefungen und Erhebungen welche die regellose Oberfläche bildeten, hatten Werte X gemäß der vorstehend gegebenen Definition, welche die Bedingung 0,2 µm < X < 0,7 µm erfüllten und waren in einer Dichte von 13 bis 40 auf einer Strecke von 10 µm des Faserumfangs in einer Ebene senkrecht zu der Faserachse ausgebildet.

Der Koeffizient der statischen Reibung µ_s und der dynamischen Reibung µ_d des Filamentgarns und der Verhältnis µ_s/µ_d sind ebenfalls in Tabelle 3 gezeigt.

Diese Messungen wurden außerdem an einer Kontrollprobe vorgenommen, welche unter den gleichen Bedingungen hergestellt wurde, jedoch ohne die Oberflächen-Lösungsbehandlung, und die daher abgesehen von dem Lösen des Oberflächenbereiches die gleiche Vorgeschichte hatte.

Wie aus Tabelle 3 ersichtlich ist, hatten die erfindungsgemäßen Garne aufgrund der Oberflächen-Lösungsbehandlung stark erhöhte Werte von µ_s und ihr Verhältnis µ_s/µ_d betrug somit 1,7 oder mehr und bis zu etwa 2,3. Es konnte eine ausgeprägte Übereinstimmung der Werte des Verhältnisses µ_s/µ_d mit den Ergebnissen des organoleptischen Tests im Hinblick auf den Griff des Habutai-Stoffes festgestellt werden. Wenn der Wert µ_s/µ_d 1,7 überschritt, so begann sich das Gefühl beim Berühren des Stoffes zu ändern und die wachsartige Glätte verschwand und das seidenartige "Kishimi"-Gefühlt trat auf. Insbesondere dann, wenn der Wert µ_s/µ_d 1,9 oder mehr betrug, trat das für Seide charakteristische Seidengeräusch auf.

Aus diesen Garnen wurden noch verschiedene andere Stoffe außer Habutai hergestellt, die ebenfalls das charakteristische Seidengeräusch und "Kishimi" ergaben. Wenn aus diesen Stoffen eine Krawatte hergestellt und diese getragen wurde, so behielt sie ihre Gestalt bei und lockerte sich kaum. Im Fall eines Schals konnte der gewünschte trockene Griff erzielt werden und bei der Herstellung einer Bluse oder eines einteiligen Kleides konnte das frische und kühle Gefühl erzielt werden, welches dem von Seide gleichkommt. Erfindungsgemäß wird somit ermöglicht, Textilien mit neuartigem Griff und neuartigen Berührungseigenschaften herzustellen, wie sie bei Verwendung von Stoffen aus üblichen Polyester-Synthesefasern nicht verwirklicht werden können.

Tabelle 3

Beispiel 6

Zu einer aus Äthylenglycol, Terephthalsäure und Isophthalsäure als Hauptkomponenten bestehenden Aufschlämmung mit einem Molverhältnis Terephthalsäure zu Isophthalsäure von 92 : 8 und einem Molverhältnis Äthylenglycol zu Terephthalsäure von 1,5, die 400 ppm Sb₂O₃ als Polymerisationskatalysator enthielt, wurde wäßrige kolloidale Kieselsäure mit einer durchschnittlichen Korngröße von 45 nm und einer Konzentration von 20 Gew.-% in einer solchen Menge zugegeben, daß der Anteil der Kieselsäureteilchen 5 Gew-.% des resultierenden Polyesters ausmachte, und die Aufschlämmung wurde ausreichend gerührt. Dann wurde die Aufschlämmung kontinuierlich in ein Veresterungsgefäß eingeleitet, in welchem die Temperatur des Reaktionssystems bei 250°C und der Innendruck bei 2 bar während 4 Stunden gehalten wurden. Die Veresterung wurde dann fortgesetzt, während die Temperatur auf 265°C erhöht wurde. Das erhaltene Veresterungsprodukt mit einem Veresterungsgrad von 76,5 wurde schließlich bei 285°C der Polymerisation unterworfen. Der so erhaltene Polyester, der ein Zahlenmittel des Polymerisationsgrads von 90 hatte, wurde versponnen und die erhaltenen Fäden wurden verstreckt, ohne daß während des Verfahrens Schwierigkeiten auftraten. Die Beobachtung des Polymeren unter dem Elektronenmikroskop zeigte, daß 60 Teilchen zweiter Ordnung einer Größe von 0,1 bis 0,5 µm durchschnittlich pro 10 µ² vorlagen und daß Teilchen zweiter Ordnung einer Größe von mehr als 5 µm in einer Menge von 0,1 pro 1 Kubikmillimeter (mm³) vorhanden waren. Die Dispergierbarkeit der zugesetzten Kieselsäure war somit sehr gut.

Beispiel 7

In ein Veresterungsgefäß, in welchem Äthylenglycol und Terephthalsäure als Hauptkomponenten in einem Molverhältnis von Äthylenglycol zu Terephthalsäure von 1,2 bei einer Temperatur des Reaktionssystem von 230°C bis zu einem Veresterungsgrad von 85% verestert wurden, wurde kontinuierlich während einer Stunde kolloidale Kieselsäure mit einer durchschnittlichen Teilchengröße von 25 nm und einer Konzentration von 30 Gew.-%, die Äthylenglycol als Dispersionsmedium enthielt, in einer solchen Menge eingeleitet, daß die Kieselsäureteilchen in dem gebildeten Polymeren 7 Gew.-% ausmachten. Dann wurde die Veresterung beendet und anschließend wurde die Polykondensationsreaktion durchgeführt, wobei ein Kieselsäure enthaltendes Polyäthylenterephthalat mit einem Zahlenmittel des Polymerisationsgrads von 95 gebildet wurde. Dieses Polymere konnte ohne Schwierigkeiten während des Verfahrens versponnen und versteckt werden. Die elektronenmikroskopischen Untersuchungen dieses Polymeren zeigte das Vorliegen von etwa 200 Teilchen zweiter Ordnung einer Größe von 0,1 bis 0,5 µm pro 10 µm², man konnte jedoch kaum das Vorliegen von Teilchen zweiter Ordnung einer Größe von mehr als 5 µm beobachten.

Beispiel 8

Zu einem Gemisch aus Dimethylterephthalat und dem Natriumsalz von 5-Sulfo-dimethylisophthalsäure (Molverhältnis 97,5 : 2,5) wurde Äthylenglycol in einer solchen Menge gegeben, daß das Molverhältnis von Äthylenglycol zu der Säurekomponente 2,2 betrug, und schließlich wurde Natriumacetat als Umesterungskatalysator in einer Konzentration von 1000 ppm zugesetzt. Zu dem so erhaltenen System wurde kolloidale Kieselsäure mit einer durchschnittlichen Teilchengröße von 15 nm und einer Konzentration von 20 Gew.-%, die Methanol als Dispersionsmedium enthielt, in der Weise zugesetzt, daß ein Kieselsäuregehalt in dem herzustellenden Polymeren von 0,5 Gew.-% erhalten werden konnte. Das gesamte Gemisch wurde der Umesterung und der anschließenden Polykondensation unterworfen und der gebildeten Polyester, der ein Zahlenmittel des Polymerisationsgrads von 80 hatte, wurde versponnen und die erhaltenen Filamente wurden verstreckt. Während des gesamten Spinn- und Verstreckvorgangs traten keinerlei Schwierigkeiten auf. Die elektronenmikroskopische Betrachtung dieses Polymeren zeigte, daß pro 10 µm² etwa 6 Teilchen zweiter Ordnung einer Größe von 0,1 bis 0,5 µm vorlagen, daß jedoch Teilchen zweiter Ordnung mit Größen von mehr als 5 µm kaum zu finden waren. Diese Tatsachen zeigten die gute Dispergierbarkeit der Kieselsäureteilchen auf.

Claims

1. Polyester-Synthesefaser, deren Oberfläche mit regellos verteilten Unebenheiten versehen ist, die durch Vertiefungen und Erhebungen gebildet sind, dadurch gekennzeichnet, daß a) die Vertiefungen und Erhebungen der folgenden Bedingung genügen 0,2 µm < X < 0,7 µmin der X den Abstand zwischen dem tiefsten Punkt einer Vertiefung und dem tiefsten Punkt der benachbarten Vertiefung in Richtung des Faserumfangs senkrecht zu der Faserachse bedeutet, wobei die Vertiefung und Erhebungen in einer Dichte von 10 bis 50 auf einer Strecke von 10 µm, gemessen in Richtung des Faserumfangs senkrecht zu der Faserachse, vorliegen, und b) auf den vorstehend definierten Erhebungen und Vertiefungen mikrofeine Erhebungen und Vertiefungen einer Größe im Bereich von 50 bis 200 nm (Nanometer) verteilt sind.

2. Polyester-Synthesefaser nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in dem die Faser bildenden Polyestermaterial feine Teilchen mit einem mittleren Durchmesser von nicht mehr als 100 nm (Nanometer) in einer Menge von 0,5 bis 10 Gew.-%, bezogen auf das Gewicht des Polymeren, in der Weise verteilt sind, daß pro 10 Quadratmikron mindestens 5 Teilchen zweiter Ordnung einer Größe von 0,1 bis 0,5 µm vorliegen, die aus diesen feinen Teilchen gebildet sind und die jeweils eine Teilchengruppe darstellen, welche in einer elektronenmikroskopischen Aufnahme in einer solchen Vergrößerung, in der jedes einzelne Primärteilchen identifiziert werden kann, so ausgebildet ist, daß die benachbarten Primärteilchen so dicht aneinander liegen, daß der Abstand zwischen den Mittelpunkten der benachbarten Primärteilchen weniger als das 2fache des Durchmessers eines Primärteilchens beträgt, und daß die Anzahl von Sekundärteilchen mit einem Durchmesser von mehr als 5 µm pro mm³ weniger als 20 beträgt.

3. Polyester-Synthesfaser nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die in dem Polyestermaterial verteilten feinen Teilchen Siliciumdioxid- bzw. Kieselsäure-Teilchen sind.

4. Polyester-Synthesfaser nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das für die Reibung zwischen den Fasern gemessene Verhältnis µ_s/µ_d des statischen Reibungskoeffizienten µ_s zu dem dynamischen Reibungskoeffizienten µ_d 1,7 oder mehr beträgt.

5. Verfahren zur Herstellung einer Polyester-Synthesfaser nach einem der Ansprüche 1 bis 4, bei dem eine Polyester-Synthesfaser hergestellt, in der mikrofeine, inerte Teilchen mit einem mittleren Durchmesser von nicht mehr als 100 nm einem Polyester, der wiederkehrende Glycoldicarbonsäureester-Struktureinheiten aufweist, von denen mindestens etwa 75% Einheiten der Formel sind, worin -G- eine zweiwertige organische Gruppe mit 2 bis 18 Kohlenstoffatomen bedeutet, die über gesättigte Kohlenstoffatome mit beiden Sauerstoffatomen verbunden ist, in einer Menge von 0,5 bis 10 Gew.-%, bezogen auf das Gewicht des Polyesters, einverleibt sind, das Polyester-Polymere dann schmelzversponnen wird, der gebildete Faden zu einer Polyesterfaser verstreckt wird und die Oberflächenschicht der Faser mit einem Lösungsmittel extrahiert wird.

6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die in der Polyester-Synthesefaser vorliegenden Teilchen Siliciumdioxid- bzw. kolloidale Kieselsäure-Teilchen mit einem Durchmesser von 1 bis 100 nm sind.

7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß man als Lösungsmittel für die Extraktion der Faser eine Lösung von Natriumhydroxid verwendet.