DE3714972C2 - Verfahren zum Herstellen einer Faser bzw. eines Garnes aus Polybutylenterephthalat und Polyethylenterephthalat - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Polybutylenterephthalat (PBT) und Poly­ ethylenterephthalat (PET) enthaltenden Fasern und Gar­ nen mit verbesserten Eigenschaften.

Es ist bekannt, daß Polyester, die sich von Terephthal­ säure oder deren Derivaten ableiten, ein Spektrum von Eigenschaften besitzen, die sie für eine Vielzahl von Faser-Anwendungen geeignet machen. Das Polymer, das die am weitesten verbreitete technische Anwendung gefunden hat, ist Polyethylenterephthalat (PET), das im allge­ meinen ausgezeichnete mechanische und andere Eigen­ schaften besitzt, die bei der Verwendung der Fasern bedeutsam sind, und das sich leicht zu einer Mannigfal­ tigkeit wertvoller Produkte aus der Schmelze verspinnen läßt. Jedoch trotz der allgemeinen Einsetzbarkeit des PET bei Faser-Anwendungen gibt es Verwendungszwecke, bei denen etwas andere Eigenschaften gefordert werden als die, die den PET-Fasern eigen sind, d. h. ein höhe­ rer Grad der Elastizität oder Dehnbarkeit, als er bei­ spielsweise gewöhnlich erforderlich ist, für bestimmte Typen Stretchstoffe, Florteppiche oder Faserfüllungen. Es wurde gefunden, daß für diese Anwendungen Polytetra­ methylenterephtalat, gelegentlich als Polybutylente­ rephthalat (PBT) bezeichnet, den Zweck besser erfüllen kann als PET.

Diese Unterschiede zwischen den Eigenschaften des PET und des PBT hängen mit einer den faserbildenden PBT- Polymeren eigenen kennzeichnenden Eigenschaft zusammen, die PET nicht besitzt. Es hat sich nämlich gezeigt, daß schmelzgesponnene PBT-Fasern zwei Kristallformen be­ sitzen, die als "alpha" und "beta" bezeichnet werden. Darüber hinaus erleidet die PBT-Faser einen reversiblen spannungsinduzierten Kristall-Übergang zwischen diesen Formen, wobei die beta-Form erhalten wird, wenn eine genügend hohe Spannung von außen an die Faser angelegt wird, und die Rückkehr in die alpha-Form bei Entfernung der Last erfolgt. Dieser Kristall-Übergang erfolgt ziemlich scharf bei einer Streckung von 4 bis 12%, was ein Plateau in der Spannungs-Dehnungs-Kurve der Faser in diesem Bereich zur Folge hat. Es wurde gefunden, daß die beta-Form, die vorherrscht, wenn die äußerlich angelegte Spannung den letztgenannten Dehnungsbereich überschreitet, stärker gedehnt wird als die alpha-Form. Im übrigen bewirken eine Entlastung der Spannung und der Übergang des PBT in die alpha-Form eine Vermin­ derung der Faserlänge aufgrund dieses Übergangs, die unabhängig von der normalen Verkürzung ist, die von der Eliminierung der mit einer normalen, linearen Span­ nungs-Dehnungs-Kurve verbundenen Kristallverformung unabhängig ist. Der Kristall-Übergang unter Spannung erfolgt in beiden Richtungen leichter bei erhöhten Temperaturen in der Nähe oder oberhalb der Glasüber­ gangstemperatur des Polymers als bei niedrigen Tempera­ turen.

Das Phänomen des Kristall-Übergangs in PBT-Fasern ist verschiedentlich in der Literatur dokumentiert, dar­ unter in den folgenden Artikeln: I. H. Hall et al., "Chain Conformation of Poly(tetramethylene terephtha­ late) and its Change with Strain", erschienen in Pol­ ymer 1976, Band 17, Seiten 807-815; und K. Tashiro et al., "Solid-State Transition of Poly(butylene tere­ phthalate) Induced by Mechanical Deformation", erschie­ nen in Macromolecules 1980, Band 13, Seiten 137-145.

Während nach bekannten Verfahren hergestellte PBT-Fa­ sern oft bei Anwendungsformen befriedigend sind, die einen relativ hohen Grad der Dehnbarkeit und Elastizi­ tät erfordern, gibt es dessenungeachtet unter bestimm­ ten Umständen Grenzen ihrer Herstellung und ihrer Ei­ genschaften, die zu überwinden wünschenswert wäre, und diese Grenzen beziehen sich auf die Eigenschaft des oben beschriebenen Kristall-Übergangs unter Spannung. So gibt es eine Begrenzung der Spinngeschwindigkeit, d. h. der anfänglichen Aufwickelgeschwindigkeit des PBT unter Anlegen von Garnspannungen, die normalerweise für dieses Polymer angewandt werden, da bei hohen Geschwin­ digkeiten die Fadenspannung infolge Einwirkens der Reibung und der Luft auf die erstarrte, jedoch noch heiße Faser dazu führen kann, daß die kritische Span­ nung für alpha-beta-Übergang überschritten wird, was zu der beta-Kristallform beim Aufwickeln auf die Spule führt. Beim anschließenden Abkühlen der Faser neigt diese dazu, in die alpha-Form überzugehen, womit die zugehörige Schrumpfung einhergeht. Dies verursacht eine erhebliche zusätzliche Krafteinwirkung auf den Garnkör­ per, der zerdrückt werden kann, wenn er nicht hinrei­ chend starr ist. Als Folge dieser Erscheinung über­ schreitet die beim Schmelzspinnen von PBT eingesetzte Aufwickelgeschwindigkeit oft etwa 3000 m/min nicht, da die Gefahr besteht, daß übliche Garnkörper zerdrückt werden würden, sofern höhere Geschwindigkeiten benutzt werden.

Eine andere Einschränkung, der der Einsatz von PBT unterliegt, ist der Grad seiner Dehnbarkeit in den Fertigprodukten zur Endverwendung, insbesondere in gekräuselter oder texturierter Form. Wiewohl ein solcher Grad der Dehnbarkeit für manche Anwendungs­ formen als angemessen und sogar überlegen angesehen wird, gibt es andere Anwendungsformen, für die sogar ein höherer Grad der Dehnbarkeit erwünscht wäre.

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen einer Faser bzw. eines Garns aus Poly(butylenterephtha­ lat) und Poly(ethylenterephthalat), umfassend das Schmelzspinnen einer faserbildenden Zusammensetzung aus einem Gemisch aus einem faserbildenden Poly(butylente­ rephthalat), das wenigstens 85 Gew.-% polymerisierte Tetramethylenterephthalat-Einheiten in der Polymer- Kette enthält, und 5 bis 25 Gew.-% eines faserbildenden Poly(ethylenterephthalats), das wenigstens 85 Gew.-% polymerisierte Ethylenterephthalat-Einheiten in der Polymer-Kette enthält, zu einer Faser oder einem Garn, das Vertrecken der schmelzgesponnenen Faser oder des schmelzgesponnenen Garns bei erhöhter Temperatur, wo­ durch ein verstrecktes Garn in beta Kristallform er­ halten wird, und das Kühlen der Faser oder des Garns auf eine Temperatur unterhalb der Glasübergangstempe­ ratur des Poly(ethylenterephtalats), wodurch ein Garn erhalten wird, in dem das Poly(butylenterephthalat) im wesentlichen in der stabilen beta-Kristallform in einem entspannten Zustand vorliegt.

Gemäß der vorliegenden Erfindung wird ein faserbilden­ des PBT mit 5 bis 25 Gew.-%, vorzugsweise wenigstens 10 Gew.-%, eines faserbildenden PET vermischt, und das Gemisch wird zu Filamenten schmelzgesponnen, die dann bei höherer Temperatur verstreckt und unter Spannung rasch auf einen Wert unterhalb der Glasübergangstempe­ ratur des PET abgeschreckt werden. Es wurde gefunden, daß die erhaltenen verstreckten Filamente eine stabile beta-Kristallform besitzen, die ihre Stabilität in Ab­ wesenheit irgendeiner von außen angelegten Spannung be­ hält. Als Folge dieser Eigenschaft können die Fasern bei höheren Geschwindigkeiten als gewöhnlich ohne Ge­ fahr eines Zerdrückens der Garnkörper aufgewickelt wer­ den, da beim Abkühlen des Garns kein Übergang der Kri­ stallstruktur des Polymers aus der beta- in die alpha- Form mit gleichzeitiger Schrumpfung des Garns und Zu­ nahme der Krafteinwirkung auf die Garnkörper statt­ findet. Darüber hinaus läßt sich das Garn mit einer stabilen beta-Kristallform, entweder mit oder ohne vorherige Kräuselung oder Texturierung, zu einem Textilmaterial wirken oder weben und das Textilmaterial läßt sich im entspannten Zustand auf einen Wert ober­ halb der Glasübergangstemperatur des PET erhitzen, was zu einem Übergang der polymeren Kristallstruktur des Garns von beta in alpha führt, womit eine Schrumpfung der einzelnen Filamente verbunden ist. Es wurde nun gefunden, daß das so behandelte Textilmaterial Eigen­ schaften besitzt, die demjenigen des PBT ähneln, jedoch einen höheren Grad der Dehnbarkeit aufweist als das Textilmaterial vor der Wärmebehandlung.

Alternativ kann das Garn mit einer stabilen beta-Kri­ stallform, entweder mit oder ohne vorherige Kräuselung oder Texturierung, vor dem Wirken oder Weben zu einem Textilmaterial in der Wärme entspannt werden. Das re­ sultierende wärmebehandelte Garn hat einen Grad der Dehnbarkeit, der größer ist als der eines herkömmlichen gekräuselten oder texturierten PBT. Ein solches in der Wärme entspanntes Garn läßt sich anschließend zu Tex­ tilmaterialien wirken oder weben, die ebenfalls einen höheren Grad der Dehnbarkeit haben als Textilmateria­ lien, die aus konventionelleren PBT-Garnen gefertigt wurden.

Das für die vorliegende Erfindung in Frage kommende faserbildende PBT enthält wenigstens 85 Gew.-% poly­ merisierte Tetramethylenterephthalat-Einheiten, d. h. es wird aus einem monomeren Gemisch aus wenigstens 85 Gew.-% stöchiometrischer Mengen Butandiol-1,4 und Terephthalsäure oder eines Derivats derselben herge­ stellt. Der Rest des Polymers kann aus beliebigen Ein­ heiten bestehen, die sich von verschiedenartigen sub­ stituierten Glycolen, Dicarbonsäuren oder Hydroxycar­ bonsäuren ableiten, wie sie in der Fachwelt wohlbekannt sind, von denen beispielsweise einige in den US-PS 3 822 334 (Patterson) und 4 159 617 (Allan) aufgeführt sind, auf deren gesamte Offenbarungen hier Bezug ge­ nommen wird. In ähnlicher Weise kann das faserbildende PET ein beliebiges Polymer sein, das wenigstens etwa 85 Gew.-% polymerisierte Ethylenterephthalat-Einheiten enthält und hergestellt ist aus einem monomeren Gemisch aus wenigstens 85 Gew.-% stöchiometrischer Mengen Ethy­ lenglycol und Terephthalsäure oder eines Derivats der­ selben, wobei der Rest irgendeines der bekannten sub­ stituierten Glycole, Dicarbonsäuren oder Hydroxycar­ bonsäuren ist, etwa diejenigen, die in den genannten Patenten von Patterson oder Allan aufgeführt sind. Viele faserbildende PBTs haben eine logarithmische Viskositätszahl ("inherent viscosity": IV), die bei­ spielsweise im Bereich von etwa 0,65 bis 1,2 dl/g; liegt, und die in Frage kommenden PETs haben oft IV- Werte, die beispielsweise im Bereich von etwa 0,50 bis 0,80 dl/g liegen.

Zusätzlich zu dem PBT und 5 bis 25 Gew.-% PET, wie im Vorstehenden definiert, kann das Polymer-Gemisch klei­ nere Mengen anderer Polymerer für verschiedene Zwecke enthalten. Die faserbildenden Polymeren bestehen jedoch jeweils aus mindestens 85 Gew.-% PBT und aus mindestens 85 Gew.-% PET, d. h. kein anderes Polymer ist vorhanden, das die grundlegende und wesentliche Charakteristik der Zusammensetzung ändert. Vorzugsweise bestehen die faserbildenden Polymeren aus PBT und PET.

Die Polymer-Gemische zum Schmelzspinnen können mit Hil­ fe irgendeines zweckmäßigen, bekannten Verfahrens durch den Fachmann hergestellt werden. Beispielsweise können PBT-Granulat und PET-Granulat miteinander vermischt, durch einen Schnecken-Extruder extrudiert und erneut zu Granulat verarbeitet werden. Das Granulat des Gemischs kann mittels üblicher Techniken schmelzgesponnen wer­ den, d. h. durch Einführen des Granulats über einen Fülltrichter in einen beheizten Schnecken-Extruder, aus dem es in einen beheizten Block oder eine beheizte Spinnkammer und durch eine Filterpackung und die Löcher einer Spinndüse gefördert wird. Die extrudierten ge­ schmolzenen Filamente werden mittels eines beschleu­ nigten Luftstroms auf einen Wert unterhalb der Glas­ übergangstemperatur der Polymer-Komponenten abge­ schreckt. Die erhaltenen Filamente werden dann zu einem Garn "wie gesponnen" gesammelt, das auf Aufwickelwalzen aufgenommen wird. Das Polymer-Gemisch kann bei einer Temperatur von, beispielsweise, 265°C bis 290°C unter Benutzung einer Spinndüse mit, beispielsweise, 1 bis 200 Löchern mit einem Durchmesser von jeweils 0,125 mm bis 0,75 mm (0,005 bis 0,030 in.) mit einer Aufwickel­ geschwindigkeit von beispielsweise 1000 bis 6000 m/min gesponnen werden, wobei ein Garn mit der gleichen Anzahl Filamente und einem Gesamttiter von 2,2 bis 880 dtex (2 bis 800 den) erhalten wird. Das Garn wird dann, z. B. mit einem Streckverhältnis von wenig­ stens 1,1, vorzugsweise von 1,1 bis 2,0, und eher be­ vorzugt von 1,3 bis 1,9, unter einer Spannung von bei­ spielsweise 20 bis 120 cN über einer heißen Platte oder einer anderen Heizvorrichtung bei einer Temperatur von 130°C bis 220°C, vorzugsweise von 130°C bis 210°C, heißverstreckt. Das heiß-verstreckte Garn wird dann auf eine Temperatur unterhalb der Glasübergangstemperatur des PET abgekühlt, z. B. durch Abschrecken während einer Zeitspanne von 1 bis 60 s, in einem Strom beschleunig­ ter Luft oder eines anderen Gases, gegen das das Garn inert ist, auf eine Temperatur von 5°C bis 30°C, vor­ zugsweise von 10°C bis 25°C, wodurch ein orientiertes Garn erhalten wird, das PTB-Segmente in der stabilen beta-Kristallform enthält. In einigen Fällen, insbe­ sondere bei Aufwickelgeschwindigkeiten des Spinngarns oberhalb von 3000 m/min, reichen die Einwirkung der Fadenspannung infolge der Reibung und des Luftwider­ standes auf das Garn, während dieses abkühlt, aus, um das Polymer zu orientieren und die PBT-Segmente während einer Zeitspanne in der beta-Form zu halten, die zur Stabilisierung der beta-Form selbst ohne nachfolgenden Schritt des Heiß-Verstreckens ausreicht.

Die Spannung-Dehnung der gemäß dem Verfahren der vor­ liegenden Erfindung hergestellten Garne, weisen kein Plateau im Dehnungsbereich von 4 bis 12% auf, und ihre Röntgenbeugungsdiagramme zeigen, daß ihre PBT-Segmente selbst bei Abwesenheit irgendeiner von außen angelegten Spannung, in der beta-Kristallform vorliegen, offenbar in der Position festgehalten durch die eingefrorenen amorphen PET-Segmente. Dies steht in ausgeprägtem Ge­ gensatz zu im wesentlichen identisch hergestellten Garnen aus 100% PBT, deren Spannungs-Dehnungs-Kurven ein Plateau im Dehnungsbereich von 4 bis 12% zeigen und deren Röntgenbeugungsdiagramme erkennen lassen, daß das PBT im entspannten Zustand die alpha-Kristallform und bei Anliegen einer äußeren Spannung, die eine Dehnung von 12% oder darüber hervorruft, die beta- Kristallform hat.

Wenn die so verstreckten, PBT-Segmente in der beta- Kristallform enthaltenden Garne in der Wärme entspannt, d. h. während einer Zeitspanne von 4 bis 60 s im ent­ spannten Zustand auf 120°C bis 180°C, vorzugsweise 120°C bis 175°C, erhitzt werden, zeigen ihre PBT- Segmente danach das gleiche Muster des Übergangs alpha­ beta-Kristallform wie Garne, die aus 100% PBT be­ stehen. Dies geht einher mit einer gewissen Schrumpfung der Filamente aufgrund der Tatsache, daß die alpha- Kristallform weniger stark gedehnt ist als die beta- Form. Das in der Wärme entspannte Garn, in dem die PBT- Segmente in der alpha-Kristallform vorliegen, haben Eigenschaften, die denjenigen der identisch erzeugten, aus 100% PBT bestehenden Garne ähneln.

Wegen der Stabilität der beta-Form der PBT-Segmente der Garne können solche Garne entweder so, wie sie ver­ streckt sind, oder in einigen Fällen so, wie sie gesponnen sind, mit relativ hohen Aufwickelgeschwindig­ keiten, d. h. mit über 3000 m/min, aufgewickelt werden, ohne daß das aufgewickelte Garn eine unangemessen große Kraft auf den Garnkörper ausübt und diesen möglicher­ weise zusammendrückt.

Die Garne mit PBT-Segmenten in der stabilen beta-Form haben eine Festigkeit beispielsweise im Bereich von 1,77 bis 5,30 cN/dtex (2 bis 6 g/den), vorzugsweise 2,21 bis 3,97 cN/dtex (2,5 bis 4,5 g/den), eine Dehnung von 5 bis 50, vorzugsweise von 10 bis 50%, einen Modul von 8,8 bis 106 cN/dtex (10 bis 120 g/den), vorzugs­ weise von 26,5 bis 53 cN/dtex (30 bis 60 g/den) und einer Fadenstärke von 1,11 bis 11,1 dtex pro Filament (1 bis 10 Denier pro Filament), vorzugsweise von 4,44 bis 7,77 dtex pro Filament (4 bis 7 Denier pro Fila­ ment). Solche Garne können entweder vor oder nach dem Kräuseln oder Texturieren zu Textilstoffen gewirkt oder gewebt werden, oder das Textilmaterial kann wie im Vorstehenden beschrieben in der Wärme entspannt werden, und das erhaltene Textilmaterial hat eine größere Dehnbarkeit als vor dem Entspannen in der Wärme und auch eine größere Dehnbarkeit als Textilmaterialien, die ursprünglich aus Garne hergestellt sind, entweder gekräuselt oder texturiert, oder aber flach, mit PBT- Segmenten in der alpha-Form.

Die Verfahren des Kräuselns und Texturierens, die für den Einsatz in Verbindung mit der vorliegenden Erfin­ dung geeignet sind, sind das Stauchkammer-Kräuseln, das Dampfblas-Kräuseln oder Kräuseln in einem anderen heißen Fluid, das Zahnrad-Kräuseln, das Knit-Deknit- Kräuseln, das Rakelkanten-Kräuseln, das Falschdraht- Texturieren und das Luftstrom-Texturieren.

Die folgenden Beispiele erläutern die vorliegende Er­ findung näher.

Beispiele 1, 2 und 3 und Vergleichsbeispiele A, B und C

Diese Beispiele zeigen die Spinnbedingungen und die Eigenschaften so gesponnener Vorstufen-Garne, die gemäß der vorliegenden Erfindung hergestellt sind (Beispiele 1, 2 und 3), und zu Vergleichszwecken Garne aus 100% PBT (Vergleichsbeispiele A, B und C). In den Beispielen 1, 2 und 3 wurden Granulat aus 100% PBT, das voll­ ständig aus polymerisierten Tetramethylenterephthalat- Segmenten bestand und 0,80 IV aufwies, und Granulat aus 100% PET, das im wesentlichen aus polymerisierten Ethylenterephthalat-Segmenten bestand und 0,65 IV aufwies, in den angegebenen Mengenverhältnissen mit­ einander vermischt, getrocknet, durch einen Doppel­ schneckenextruder extrudiert und wiederum granuliert. Im Fall der Vergleichsbeispiele A, B und C wurde nur das PBT-Granulat so behandelt. Das Granulat wurde in Luft bei Umgebungstemperatur mittels konventioneller Techniken schmelzgesponnen, wobei ein Schnecken­ extruder, eine beheizte Spinnkammer und eine Spinn­ düsenplatte mit 33 Löchern angeordnet in 5 Reihen, jedes mit einem Durchmesser von 0,33 mm (0,013 in.) Durchmesser und 0,46 mm (0,018 in.) Länge, verwendet wurde, und von einer Aufwickelwalze mit der angegebenen Aufwickelgeschwindigkeit aufgenommen.

Die Spinnbedingungen und die Eigenschaften der daraus resultierenden Spinngarne sind in Tabelle 1 zusammen­ gefaßt, worin "WUS" die Aufwickelgeschwindigkeit in m/min bezeichnet.

Die Ergebnisse in Tabelle 1 zeigen, daß die physikali­ schen Eigenschaften der unverstreckten Garne, die aus einem Polymer-Gemisch mit bis zu 25% PET ersponnen waren, denjenigen aus 100% PBT ähnlich waren.

Beispiele 4 bis 9 und Vergleichsbeispiele D bis H

Die Spinnfasern der Beispiele 1 bis 3 und der Ver­ gleichsbeispiele A bis C wurden verstreckt sowohl zu einer konstanten Fadenfeinheit (Beispiele 4, 5 und 6 und Vergleichsbeispiele D, E und F) und konstanter Spannung (Beispiele 7, 8 und 9 und Vergleichsbeispiele G und H). Das Verstrecken erfolgte über einer heißen Platte bei 140-150°C für PBT, und die Polymer-Gemische wurden bei 140°C verstreckt. Die Spannung vor (T1) und hinter (T2) der Heizplatte wurde überwacht. Ein Ver­ streckungsverhältnis von 1,4 wurde für die Versuche mit einem konstanten Verstreckungsverhältnis eingesetzt. Während der Versuche mit konstanter Spannung wurde T2, die Spannung zwischen der Heizplatte und der Abzugs­ walze konstant bei etwa 90 cN gehalten, und T1 wurde bei etwa 60 cN gehalten. Die Variablen des primären Verstreckungsverfahrens und die physikalischen Eigen­ schaften der verstreckten Faser sind in Tabelle 2 ange­ geben.

Die Ergebnisse der Tabelle 2 zeigen signifikante Diffe­ renzen der Eigenschaften der verstreckten Fasern aus 100% PBT und derjenigen, die bis zu 25% PET enthalten. So ist der Modul der verstreckten Fasern aus 100% PBT in allen Fällen wesentlich niedriger als derjenige identisch hergestellter Mischfasern, was anzeigt, daß die Mischfasern in dieser Stufe beträchtlich steifer waren als Fasern aus 100% PBT. Darüber hinaus wurden die Spannungs-Dehnungs-Kurven dieser Proben bestimmt, und die verstreckten (orientierten) Faserproben aus 100% PBT zeigten das charakteristische Plateau in der Spannungs-Dehnungs-Kurve, das dem alpha/beta-Kristall- Übergang zugeordnet ist. Dieses Plateau fehlte jedoch vollständig in sämtlichen verstreckten Fasern aus den Polymer-Gemischen.

Eine Entspannungs-Behandlung in der Wärme wurde an ausgewählten Proben durchgeführt, um zu bestimmen, ob die Abwesenheit des Plateaus in den Spannungs-Dehnungs- Kurven eine Funktion des Verstreckungs-Experiments war. Die Proben wurden 10 s auf der Streckmaschine bei 140°C entspannt und zeigten danach das charakteristi­ sche Plateau in der Spannungs-Dehnungs-Kurve, was eine Rückkehr des alpha/beta-Kristall-Übergangs anzeigt. Zusätzlich zu den Änderungen der Spannungs-Dehnungs- Kurven wird die Reißdehnung der Faser erhöht. Im Fall der Faser aus einem Gemisch mit 25% PET wird die Dehnung um 26 bis 47% erhöht.

Um zu bestimmen, ob ein echter Unterschied in den Kon­ formationen zwischen den verstreckten und den in der Wärme entlasteten Proben vorliegt, wurde das Muster der Röntgen-Weitwinkel -Streuung bestimmt. Das Beugungs­ muster zeigte deutlich, daß die PBT-Komponente in dem so verstreckten Zustand in einer anderen Kristall­ struktur gespannt ist als nach der Entspannung, und daß das PBT in den so verstreckten Proben in der beta-Form vorliegt. Die Beugungsmuster legen weiterhin nahe, daß diese Fasern beim Entspannen in die alpha-Form zurück­ kehren.

Die Orientierungen der nicht-kristallinen Bereiche sowohl der PET- als auch der PBT-Komponente der Faser nehmen während des Verstreckens zu. Bei der angewandten Temperatur ist die Spannung hoch genug für das Eintre­ ten des Kristall-Übergangs, was darin resultiert, daß die PBT-Komponente in der beta-Form vorliegt. Sobald die Faser, noch unter Spannung, von der heißen Platte entfernt wird und unter die Glasübergangs-Temperatur des PET abkühlt, nimmt die molekulare Beweglichkeit der PET-Komponente ab. Die nicht-kristalline Komponente des PET bleibt erhalten und wird in hochgradig orientierter Form eingefroren. Wenn die PET-Konzentration in einer aus einem PET/PBT-Gemisch gesponnenen Faser hoch genug ist, z. B. 5% PET beträgt, existiert eine zusammenhän­ gende PET-Phase längs der Faser. Unterhalb der Glas­ übergangstemperatur des PET liefert diese zusammen­ hängende Phase ein starres Netzwerk durch die Phase hindurch, das nicht zuläßt, daß die PBT-Phase entspannt wird. Sogar nach der Entfernung der Spannung verbleibt das PBT in der gedehnten Kristall-Konformation. Beim Wiedererhitzen ohne Spannung wird diejenige Komponente des nicht-kristallinen Bereichs mit einer hinreichend hohen Orientierung kristallisieren. Gleichzeitig werden eine Entspannung und eine Abnahme der Orientierung in dem weniger orientierten nicht-kristallinen Segment beobachtet. Diese Entspannung ermöglicht eine Dissi­ pation der inneren Spannung in der Faser und erlaubt eine Entspannung der PBT-Komponente in die alpha-Kri­ stall-Konformation. Das Ergebnis ist eine Faser, die die Spannungs-Dehnungs-Charakteristik von 100% PBT zeigt.

Wenn die so verstreckten Garne, z. B. diejenigen, die in den Beispielen 4 bis 9 hergestellt wurden, zu einem Textilmaterial gewirkt oder gewebt werden und das Textilmaterial einer Wärmebehandlung zur Entspannung unterzogen wird, z. B. während eines Zeitraums von 1 bis 10 min bei einer Temperatur von 120°C bis 180°C, findet man, daß das in der Wärme entspannte Textil­ material einen höheren Grad der Dehnbarkeit aufweist, als es vor der Wärmebehandlung zur Entspannung hatte. Ein ähnliches Ergebnis wird mit gekräuseltem oder texturierten Garn erhalten, wenn das Kräuseln oder Texturieren an dem so verstreckten Garn vor der Wärmebehandlung zur Entspannung durchgeführt wird. Darüber hinaus wird ein ähnliches Ergebnis unabhängig davon erhalten, ob die Wärmebehandlung zur Entspannung an dem aus dem gekräuselten oder texturierten Garn hergestellten Textilmaterial oder an dem gekräuselten oder texturierten Garn selbst durchgeführt wird.

Die gemäß dem Verfahren der vorliegenden Erfindung hergestellten Fasern, Garne und Textilstoffe eignen sich für eine breite Mannigfaltigkeit von Fertig­ erzeugnissen für den Endverbrauch, darunter Beklei­ dungsgegenstände, Teppiche, Florfutter und Faser­ füllungen.

Claims (7)

1. Verfahren zum Herstellen einer Faser bzw. eines Garns aus Poly(butylenterephthalat) und Poly(ethylen­ terephthalat), umfassend das Schmelzspinnen einer faserbildenden Zusammensetzung aus einem Gemisch aus einem faserbildenden Poly(butylenterephthalat), das wenigstens 85 Gew.-% polymerisierte Tetramethylentere­ phthalat-Einheiten in der Polymer-Kette enthält, und 5 bis 25 Gew.-% eines faserbildenden Poly(ethylentereph­ thalats), das wenigstens 85 Gew.-% polymerisierte Ethy­ lenterephthalat-Einheiten in der Polymer-Kette enthält, zu einer Faser oder einem Garn, das Verstrecken der schmelzgesponnenen Faser oder des schmelzgesponnenen Garns bei erhöhter Temperatur, wodurch ein verstrecktes Garn in beta-Kristallform erhalten wird, und das Kühlen der Faser oder des Garns auf eine Temperatur unterhalb der Glasübergangstemperatur des Poly(ethylenterephtha­ lats), wodurch ein Garn erhalten wird, in dem das Poly- (butylenterephthalat) im wesentlichen in der stabilen beta-Kristallform in einem entspannten Zustand vor­ liegt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Poly(butylenterephthalat) ausschließlich aus poly­ merisierten Tetramethylenterephthalat-Einheiten besteht und das Poly(ethylenterephthalat) ausschließlich aus polymerisierten Ethylenterephthalat-Einheiten besteht.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die schmelzgesponnene Faser oder das schmelzgesponnene Garn mit einer Geschwindigkeit von 1000 bis 6000 m/min aufgewickelt wird, das Verstrecken mit einem Streckver­ hältnis von 1,1 bis 2,0 und bei einer Temperatur von 130°C bis 220°C durchgeführt wird und das Kühlen in einem beschleunigten Strom eines Inertgases während einer Zeitspanne von 1 bis 60 s auf eine Temperatur von 5°C bis 30°C erfolgt.

4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Faser oder das Garn, worin das Poly(butylentereph­ thalat) im entspannten Zustand im wesentlichen in der stabilen beta-Kristallform vorliegt, einer Wärmebehand­ lung zur Entspannung der Faser oder Garns zur Änderung der Kristallform des Poly(butylenterephthalats) aus der beta- in die alpha-Kristallform unterworfen wird.

5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Wärmebehandlung zur Entspannung während einer Zeit­ spanne von 4 bis 60 s bei einer Temperatur von 120°C bis 180°C durchgeführt wird.

6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Wärmebehandlung zur Entspannung an einem Textil­ material durchgeführt wird, das aus dem Garn, das gemäß dem Verfahren von Anspruch 1 hergestellt ist, gewoben oder gewirkt worden ist.

7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Garn vor dem Weben oder Wirken zu einem Textil­ material gekräuselt oder texturiert wird.