DE3889282T2 - Verbundfaser mit hoher Festigkeit und Verfahren zur Herstellung derselben. - Google Patents

Verbundfaser mit hoher Festigkeit und Verfahren zur Herstellung derselben.

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Description

  • Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf Verbundfasern mit hoher Festigkeit bzw. hochreissfeste Zweikomponentenfasern (nachfolgend als hochreissfeste Zweikomponentenfasern bezeichnet) mit hervorragender Haltbarkeit, die für industrielle Anwendungszwecke, insbesondere zur Verstärkung von Gummi geeignet sind. Insbesondere bezieht sich die vorliegende Erfindung auf eine Zweikomponentenfaser für industrielle Anwendungszwecke, die hervorragende mechanische Eigenschaften aufweist, z. B. eine hohe Reissfestigkeit, ein hohes Modul bzw. einen hohen Spannungswert und eine verbesserte Masshaltigkeit bzw. Formbeständigkeit, und ein verbessertes Haftvermögen an Gummi, insbesondere das Hochtemperaturhaftvermögen, eine gute Wärmebeständigkeit in einem Hochtemperaturgummi und eine verbesserte Dauerfestigkeit.
  • Polyesterfasern, die von Polyethylenterephthalatfasern repräsentiert werden, werden für verschiedene industrielle Zwecke verwendet, da sie durch eine hohe Reissfestigkeit und ein hohes Elastizitätsmodul gekennzeichnet sind, und diese Fasern werden vorteilhafterweise als Verstärkungsmaterialien für Gummi verwendet, z. B. als Reifencord, Treibriemen und Förderbänder.
  • Trotzdem weisen Polyesterfasern eine geringe Wärmebeständigkeit auf, wenn sie in Gummi eingebettet werden. Und zwar werden die Esterbindungen der Polyesterfasern bei hohen Temperaturen durch Einwirkung von Wasser oder einer Aminverbindung, die im Gummi enthalten sind, zerbrochen, dies führt zu einer Verschlechterung der Reissfestigkeit. Ausserdem weisen Polyesterfasern ein geringes Haftvermögen am Gummi auf, und wenn Polyesterfasern wiederholt für lange Zeit einer Hochtemperaturatmosphäre ausgesetzt werden, entsteht das Problem einer deutlichen Verschlechterung des Haftvermögens am Gummi.
  • Reifencord aus Polyesterfasern wurde in grossen Mengen als Reifencord für die Karkasse von Radialreifen für Pkw verwendet, wobei die Eigenschaft der hohen Reissfestigkeit und des hohen Moduls ausgenutzt werden. Wenn dieser Reifencord für grössere Fahrzeuge, z. B. Caravans, Lkws und Busse, verwendet wird, wird die Reissfestigkeit, da die beim Lauf erzeugte Wärme leicht im Reifen gespeichert wird, durch thermischen Abbau verringert, und das Haftvermögen ain Gummi geht verloren, dies führt zum Abziehen bzw. zur Ablösung. Folglich muss die Wärmebeständigkeit von Polyester im Gummi verbessert werden, um das Haf tvermögen bei hoher Temperatur zu verbessern.
  • Es wurden viele Versuche unternommen, um das schlechte Haftvermögen, ein Mangel von Polyesterfasern, zu verbessern, bei einem dieser Versuche wurde ein Verfahren vorgeschlagen, bei dem die Oberfläche des Polyesters mit einem Polyamid bedeckt wird. GB-A-1207062, insbesondere Beispiel 7, beschreibt z. B. ein Verfahren zur Herstellung von Verbundfasern mit polyamidhülle/Polyesterkern, wobei bei diesem Verfahren die geschmolzenen Fasern bei 295ºC aus einer Spinndüse extrudiert, mit einem Schmiermittel behandelt und bei 3000 m/min aufgenommen werden. Diese resultierenden Fasern werden bei einem Gesamtstreckverhältnis von 5,8 gestreckt, wobei sie beim ersten Streckschritt bei einem streckverhältnis von 2 auf 80ºC und beim zweiten Streckschritt bei einem streckverhältnis von 2,9 auf 190ºC erwärmt werden.
  • JP-A-49-85315 beschreibt ein Verfahren zur Herstellung eines Zweikomponentengarns, das einen Polyesterkern und eine Hülle aus Nylon 6 umfasst, wobei ihr Polymerisatonsgrad der Polymerbestandteile und das Verhältnis der Menge des Kerns zur Summe aus Kern- und Hüllenpolymer beschrieben werden, und das Splnnen durchgeführt wird, indem ein nicht-feuchtes Gleitmittel aufgebracht und ein direktes Spinn-Strecken durchgeführt wird. JP-A-56-140128 beschreibt ausserdem ein Verstärkungsmaterial für Gummi, das aus einer Zweikomponentenfaser vom Hüllen/Kern- Typ aufgebaut ist, das einen Polyesterkern und eine Polyamidhülle aufweist, wobei das Verhältnis der Menge der Polyamidhüllen-Komponente zur Summe aus Kern- und Hüllenkomponenten 7 bis 30 Gew.-% beträgt, und ein Epoxyklebstoff auf die Oberfläche der Polyamid-Hüllen- Komponente aufgebracht ist. Bei Zweikomponentenfasern vom Kern/Hüllen-Typ, der in JP-A-49-85315 und JP-A-56-140128 vorgeschlagen wird, wird das Haftvermögen am Gummi durch die Polyamidkomponente als Hülle verbessert, und das Modul oder die Formbeständigkeit werden durch die Polyesterkomponente als Kern bei einem hohen Wert gehalten. Mit anderen Worten wird das Haftvermögen durch dieses Verfahren ausreichend verbessert, das Modul und die Formbeständigkeit nehmen jedoch mit steigender Menge der Polyamidkomponente als Hülle ab, und es ist folglich unmöglich, ein befriedigendes Modul und eine befriedigende Formbeständigkeit beizubehalten, die der Polyesterfaser eigen sind. Die Wärmebeständigkeit im Gummi, die Dauerfestigkeit und andere Eigenschaften, die die Polyamidkomponente besitzt, werden nicht ausreichend ausgenutzt.
  • Da die Kompatibilität bzw. Verträglichkeit zwischen üblichem Polyester, z. B. Polyethylenterephthalat, und einem üblichen Polyamid, z. B. Nylon 6 oder Nylon 66, gering ist, wenn die Zweikomponentenfaser nach einem üblichen Spinnverfahren hergestellt wird, tritt an der Polymergrenzfläche der Hüllen/Kern-Zweikomponentenstruktur oftmals ein Abziehen oder Trennen auf, und die Zweikomponentenfaser weist keine Dauerfestigkeit auf, die für praktische Anwendungszwecke ausreichend ist. Die Polymergrenzfläche wird ausserdem durch die wiederholte Dehnungs/Kompressions-Ermüdung zerstört, der die Fasern beim Streckschritt, dem Verarbeitungsschritt des Reifencords, z. B. dem Verdrehungs- oder Tauchschritt, dem Vulkanisierschritt des Reifens und beim Lauf unterliegt, und folglich können die erforderlichen Leistungen von Hülle/Kern- Zweikomponentenfasern nicht erhalten werden.
  • Die primäre Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht in der Lösung der oben genannten Probleme und in der Schaffung einer Zweikomponentenfaser, die als Verstärkungsmaterial für Gummi geeignet ist, ein hervorragendes Haftvermögen an Gummi, ein hohes Modul und eine hohe Formbeständigkeit im Vergleich mit Polyester und eine verbesserte Wärmebeständigkeit und Dauerfestigkeit im Gummi aufweist. insbesondere liefert die vorliegende Erfindung eine Zweikomponentenfaser mit einem hohen Modul und einer verbesserten Formbeständigkeit, die durch herkömmliche Verfahren nicht erreicht werden kann, einer verbesserten Wärmebeständigkeit im Gummi und einer befriedigenden Beständigkeit gegenüber Abziehen und Trennen der Polymere an der Hülle/Kern-Grenzfläche.
  • Die vorliegende Erfindung liefert eine hochreissfeste Zweikomponentenfaser mit einer Hülle/Kern- Zweikomponentenstruktur, die im wesentlichen aus Polyester als Kernkomponente, das hauptsächlich aus Ethylenterephthalateinheiten besteht, und einem Polyamid als Hüllenkomponente besteht, wobei das Verhältnis der Kernkomponente zur Summe aus Kernkomponente und Hüllenkomponente 30 bis 90 Gew.-% beträgt, und die Zweikomponentenfaser (a) eine dynamische Elastizität (E'&sub2;&sub0;) bei 20ºC von mindestens 8 x 10&sup4; Dyn/den und eine dynamische Elastizität (E'&sub1;&sub5;&sub0;) bei 150ºC von mindestens 3 x 10&sup4; Dyn/den, bei 110 Hz gemessen, und ein Temperaturmaximum der Hauptdispersion (main dispersion peak temperature) (Tα) von mindestens 140ºC in der Kurve des mechanischen Verlustfaktors (tan δ), (b) eine Kriechgeschwindigkeit (CR&sub2;&sub0;) von nicht mehr als 2,0%, bei 20ºC nach 48-stündigem Stehen unter einer Last von 1 g/den gemessen, und eine Kriechgeschwindigkeit (CR&sub1;&sub5;&sub0;) von nicht mehr als 3,0%, bei 150ºC nach 48-stündigem Stehen unter einer Last von 1 g/den gemessen, (c) eine strukturviskosität ([η]) von mindestens 0,8 und eine Doppelbrechung (Δn) von 160 x 10&supmin;³ bis 190 x 10&supmin;³ in der Polyesterkernkomponente und (d) eine relative Viskosität in Schwefelsäure (ηr) von mindestens 2,8 und eine Doppelbrechung (Δn) von mindestens 50 x 10&supmin;³ in der Polyamidhüllenkomponente aufweist.
  • Bei der erfindungsgemässen hochreissfesten Zweikomponentenfaser haben die Polyersterkernkomponente vorzugsweise eine Dichte ( ) von mindestens 1,395 g/cm³ und die Polyamidhüllenkomponente eine Dichte ( ) von mindestens 1,135 g/cm³. Die Polyesterkernkomponente hat vorzugsweise ein Anfangsmodul der Spannung (Mi) von mindestens 90 g/den und ein Endmodul der Spannung (Mt) von nicht mehr als 20 g/den. Ausserdem hat die erfindungsgemässe hochreissfeste zweikomponentenfaser vorzugsweise eine Festigkeit (T/D) von mindestens 7,5 g/den, eine Anfangsreissfestigkeit (Mi) von mindestens 60 g/den und eine trockene Wärmeschrumpfung (ΔS&sub1;&sub5;&sub0;), bei 150ºC gemessen, von nicht mehr als 7%.
  • Die erfindungsgemässe hochreissfeste Zweikomponentenfaser kann durch ein Verfahren hergestellt werden, welches umfasst: Formen einer hochreissfesten Hülle/Kern-Zweikomponentenfaser durch Schmelzspinnen, die einen aus einem Polymer gebildeten Kern, der hauptsächlich aus Polyethylenterephthalat mit einem hohen Polymerisationsgrad und einer Strukturviskosität ([η]) von mindestens 0,80 besteht, und eine Hülle aufweist, die aus einem Polyamidpolymer mit einem hohen Polymerisationsgrad und einer relativen Viskosität in Schwefelsäure von mindestens 2,8 gebildet wird, wobei das Verhältnis der Kernkomponente zur Summe aus Kernkomponente und Hüllenkomponente 30 bis 90 Gew.-% beträgt, wobei bei diesem Verfahren die geschmolzene Polymerfaser aus einer Spinndüse extrudiert und durch eine Atmosphäre geleitet wird, von der ein Teil von einer Länge von mindestens 10 cm unter der Spinndüse bei einer Temperatur von mindestens 200ºC gehalten wird; die geschmolzene Polymerfaser schnell abgekühlt wird, um sie zu verfestigen; ein Schmiermittel auf die verfestigte Polymerfaser aufgebracht wird; die Faser bei einer Geschwindigkeit von mindestens 1500 m/min aufgenommen wird, um eine ungestreckte Faser zu bilden, bei der die Polyamidhüllenkomponente eine Doppelbrechung von 25 x 10&supmin;³ bis 40 x 10&supmin;³ aufweist, und die Polyesterkernkomponente eine Doppelbrechung von 20 x 10&supmin;³ bis 70 x 10&supmin;³ hat; und die ungestreckte Faser einem mehrstuf igen streckverfahren unterzogen wird, das mindestens zwei Stufen umfasst. In zumindest der Endstufe des mehrstufigen Streckverfahrens beträgt die Strecktemperatur mindestens 180ºC, wobei dieses mehrstufige Streckverfahren ein Streckverhältnis von 1,4 bis 3,5 liefert.
    • BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
  • Die erfindungsgemässe Zweikomponentenfaser weist die oben genannte Struktur auf, und (a) die gewünschte Aufrechterhaltung des Moduls und der Formbeständigkeit mit Werten, die herkömmlichem Polyester vergleichbar sind (was durch herkömmliche Verfahren nicht erreicht werden kann) und (b) die gewünschte Verbesserung der Wärmebeständigkeit und Dauerfestigkeit im Gummi und die Beständigkeit gegenüber Abziehen und Trennen der Polymere an der Hülle/Kern-Grenzfläche können durch die Kombination der spezifischen Doppelbrechung, der Dichte und der anderen Eigenschaften des Polyesters als Kernkomponente und des Polyamids als Hüllenkomponente erhalten werden. Die Komplettierung der gewünschten Faserstruktur wird bei der vorliegenden Erfindung durch das besondere Verhalten bei der dynamischen Viskoelastizität und die geringe Kriechgeschwindigkeit der erfindungsgemässen Zweikomponentenfaser unterstützt.
  • Die entsprechenden Bestandteile der vorliegenden Erfindung und ihre funktionellen Wirkungen werden nachfolgend beschrieben.
  • Die Kernkomponente der erfindungsgemässen zweikomponentenfaser besteht im wesentlichen aus Polyester, das hauptsächlich aus Ethylenterephthalateinheiten aufgebaut ist. Das Polyester kann von einem Comonomer abgeleitere Einheiten in einer Menge enthalten, die keine wesentliche Verschlechterung der physikalischen und chemischen Eigenschaften des Polyethylenterephthalatpolymers hervorrufen, z. B. in einer Menge von bis zu 10 Gew.-%. Als Comonomerkomponente können genannt werden: Dicarbonsäuren, wie Isophthalsäure, Naphthalindicarbonsäure und Diphenyldicarbonsäure, Diole, wie Propylenglycol und Butylenglycol, und Ethylenoxid. Um die Reissfestigkeit von mindestens 7,5 g/den der erfindungsgemässen Zweikomponentenfaser zu erreichen, muss die Polyethylenterephthalatfaser als Kernkomponente eine strukturviskosität [η] von mindestens 0,8, vorzugsweise mindestens 0,9 aufweisen. Um eine hervorragende Wärmebeständigkeit der erfindungsgemässen Zweikomponentenfaser im Gummi zu erreichen, beträgt die Konzentration der endständigen Carboxylgruppe im Polyester als Kernkomponente vorzugsweise nicht mehr als 20 Äqu./10&sup6; g.
  • Als in der Hüllenkomponente verwendetes Polyamid können genannt werden: übliche Polyamide, wie Polycapramid, Polyhexamethylenadipamid, Polytetramethylenadipamid, Polyhexamethylensebacamid und Polyhexamethylendodecamid. Eine Mischung oder ein Copolymer von zwei oder mehreren davon kann verwendet werden. Von den oben genannten ist Polyhexamethylenadipamid besonders bevorzugt. Um die erfindungsgemässe hochreissfeste Zweikomponentenfaser zu erhalten, muss auch das Polyamid als Hüllenkomponente einen hohen Polymerisationsgrad aufweisen. Die relative Viskosität in Schwefelsäure (ηr) des Polyamids muss mindestens 2,8, vorzugsweise mindestens 3,0 betragen. Vorzugsweise wird ein Kupfer(II)-salz oder eine andere organische oder anorganische Verbindung in die Polyamidkomponente als Wärmestabilisator eingearbeitet. Üblicherweise können 30 bis 500 ppm als Kupfer eines Kupfer(II)-salzes, wie Kupfer(II)-jodid, Kupfer(II)- acetat, Kupfer(II)-chlorid oder Kupfer(II)-stearat, 0,01 bis 0,5 Gew.-% eines Alkalimetallhalogenids, z. B. Kaliumjodid, Natriumjodid oder Kaliumbromid, und/oder 10 bis 500 ppm als Phosphor einer organischen oder anorganischen Phosphorverbindung eingearbeitet werden.
  • Das Verhältnis der Menge der Kernkomponente zur Gesamtmenge der Kern- und Hüllenkomponenten in der erfindungsgemässen Zweikomponentenfaser beträgt 30 bis 90 Gew.-%. Wenn dieses Verhältnis geringer als 30 Gew.-% ist, lassen sich das Modul und die Formbeständigkeit der Zweikomponentenfaser nicht bei Werten halten, die denen von Polyester vergleichbar sind. Wenn das Verhältnis 90 Gew.-% übersteigt, werden das Haftvermögen der Zweikomponentenfaser am Gummi und die Wärmebeständigkeit im Gummi nicht ausreichend verbessert, und die gewünschten Effekte der vorliegenden Erfindung können nicht angemessen erreicht werden.
  • Die erfindungsgemässe Zweikomponentenfaser wird dadurch gekennzeichnet, dass entweder die Polyesterkernfaser oder die Polyamidhüllenfaser stark orientiert und kristallisiert ist. Insbesondere beträgt die Doppelbrechung (Δn) der Polyesterkernkomponentenfaser 160 x 10&supmin;³ bis 190 x 10&supmin;³. Wenn diese Doppelbrechung geringer als 160 x 10&supmin;³ ist, können bei der Zweikomponentenfaser keine Reissfestigkeit (T/D) von mindestens 7,5 g/den und keine anfängliche Zugfestigkeit (Mi) von mindestens 60 g/den erhalten werden. Wenn die Doppelbrechung andererseits 190 x 10&supmin;³ übersteigt, können die Formbeständigkeit und die Dauerfestigkeit nicht verbessert werden. Die durch das neue Verfahren der vorliegenden Erfindung hergestellte Zweikomponentenfaser, wobei dieses Verfahren nachfolgend beschrieben werden wird, hat üblicherweise eine Doppelbrechung von nicht mehr als 190 x 10&supmin;³.
  • Die Polyamidkomponentenfaser, die die Hülle bildet, ist stark orientiert, so dass die Doppelbrechung (Δn) mindestens 50 x 10&supmin;³, üblicherweise mindestens 55 x 10&supmin;³ beträgt. Wenn diese Doppelbrechung geringer als 50 x 10&supmin;³ ist, kann keine Zweikomponentenfaser mit hoher Reissfestigkeit und hohem Anfangsmodul der Spannung erhalten werden.
  • Die Messung der Doppelbrechung (An) der Kern/Hülle- Zweikomponentenfaser kann wie folgt durchgeführt werden. Insbesondere wird die Doppelbrechung der Hülle durch ein Interferenz-Durchstrahlungsmikroskop direkt gemessen, und bei der Messung der Doppelbrechung der Kernkomponente wird nur die Polyesterfaser der Kernkomponente geprüft, indem das Polyamid der Hüllenkomponente durch Chlorwasserstoffsäure, Ameisensäure, Schwefelsäure oder fluorierten Alkohol gelöst und die Doppelbrechung der Kernkomponente durch ein Interferenz- Durchstrahlungsmikroskop oder durch das übliche Berek- Kompensatorverfahren gemessen wird.
  • Bei der erfindungsgemässen Zweikomponentenfaser hat das Polyester als Kernkomponente eine Dichte ( ) von mindestens 1,395 g/cm³ und das Polyamid als Hüllenkomponente weist eine Dichte ( ) von mindestens 1,135 g/cm³ auf, und beide Komponenten sind hochkristallisiert. Wenn die Dichten geringer als die oben genannten kritischen Werte sind, werden bei der Zweikomponentenfaser die Formbeständigkeit, die Dauerfestigkeit und die Wärmebeständigkeit im Gummi nur um einen geringen Grad verbessert.
  • Die Dichte ( ) des Polyesters als Kernkomponente wird gemessen, nachdem das Polyamid durch Auflösen in Chlorwasserstoffsäure, Ameisensäure, Schwefelsäure oder fluoriertem Alkohol entfernt wurde. Die Dichte des Polyamids als Komponente der Hülle kann aus der Dichte der zweikomponentenfaser, der Dichte der Polyesterkomponente und dem Paarungsverhältnis berechnet werden.
  • Die oben genannten strukturellen Besonderheiten der erfindungsgemässen Zweikomponentenfaser werden durch das spezifische Verhalten der dynamischen Viskoelastizität und die geringe Kriechgeschwindigkeit unterstützt. Insbesondere betragen die Elastizitäten (E'&sub2;&sub0; und E'&sub1;&sub5;&sub0;) der erfindungsgemässen Zweikomponentenfaser bei 20 und 150ºC bei 110 Hz gemessen mindestens 8 x 10&sup4; Dyn/den bzw. mindestens 3 x 10&sup4; Dyn/den. Die dynamische Elastizität der erfindungsgemässen Zweikomponentenfaser bei 20ºC ist etwas geringer als die der Polyesterfaser und variiert in Abhängigkeit vom Gehalt der Polyamidkomponente. Bei einer höheren Temperatur von 150ºC ist die dynamische Elastizität der erfindungsgemässen Zweikomponentenfaser mit der der Polyesterfaser vergleichbar oder höher. Die dynamischen Elastizitäten der erfindungsgemässen Zweikomponentenfaser sind natürlich viel höher als die dynamischen Elastizitäten (E'&sub2;&sub0; und E'&sub1;&sub5;&sub0;) der Faser aus Nylon 66 bei 20 und 150ºC, die etwa 6 x 10&sup4; Dyn/den bzw. etwa 1,5 x 10&sup4; Dyn/den betragen. Das Temperaturmaximum der Hauptdispersion (Tα) in der Kurve des mechanischen Verlustfaktors (tan δ) der erfindungsgemässen Zweikomponentenfaser beträgt mindestens 140ºC. Dieser Wert ist grösser als der Wert von Nylon 66, der etwa 125ºC beträgt und ist dem Wert der Polyesterfaser vergleichbar oder grösser als dieser. Das oben genannte Viskoelastizitätsverhalten kann nicht nur durch die Kombination des Verhaltens der herkömmlichen Polyesterfaser und Polyamidfaser erklärt werden, es wird in Betracht gezogen, dass dieses spezifische Viskoelastizitätsverhalten auf den besonderen Effekt zurückzuführen ist, der durch die Paarung beider Polymerkomponenten bei der vorliegenden Erfindung begründet wird.
  • Bei der erfindungsgemässen Zweikomponentenfaser sind die Kriechgeschwindigkeiten (CR&sub2;&sub0;) und (CR&sub1;&sub5;&sub0;), bei 20 und 150ºC nach 48-stündigem Stehen unter einer Last von 1 g/den gemessen, nicht grösser als 2,0 bzw. nicht grösser als 3,0%.
  • Obwohl die Kriechgeschwindigkeiten (CR&sub2;&sub0;) und (CR&sub1;&sub5;&sub0;) einer Faser aus Nylon 66 bei 20 und 150ºC etwa 5 bzw. etwa 4,5% betragen, sind die Kriechgeschwindigkeiten (CR&sub2;&sub0;) und (CR&sub1;&sub5;&sub0;) der erfindungsgemässen Zweikomponentenfaser bei 20 und 150ºC etwa 1,5 und etwa 2,5%, dies ist vom Paarungsverhältnis unabhängig. Diese Werte sind denen der Polyesterfaser im wesentlichen vergleichbar, und der Wert bei der hohen Temperatur von 150ºC ist geringer als der der Polyesterfaser.
  • Obwohl eine beträchtliche Menge der Polyamidkomponente enthalten ist, wird die erfindungsgemässe Zweikomponentenfaser dadurch gekennzeichnet, dass das Vorhandensein der Polyamidkomponente nicht in Verbindung mit den Kriecheigenschaften offenbart wird. Dieses Kriechverhalten der erfindungsgemässen Zweikomponentenfaser kann nicht nur durch Kombination der Eigenschaften der herkömmlichen Polyesterfaser und Polyamidfaser erklärt werden, es wird in Betracht gezogen, dass dieses spezifische Kriechverhalten auf dem spezifischen Effekt beruht, der durch die Paarung beider Polymerkomponenten bei der vorliegenden Erfindung begründet wird.
  • Die erfindungsgemässe Zweikomponentenfaser, die durch die oben genannte Faserstruktur gekennzeichnet wird, hat vorzugsweise eine Reissfestigkeit von mindestens 7,5 g/den, ein Anfangsmodul der Spannung von mindestens 60 g/den und eine trockene Wärmeschrumpfung (ΔS&sub1;&sub5;&sub0;) von nicht mehr als 7%, dies wurde bei 150ºC gemessen. Noch bevorzugter sind die Eigenschaften der Zweikomponentenfaser eine Reissfestigkeit von mindestens 8 g/den, ein Anfangsmodul der Spannung von mindestens 70 g/den und eine trockene Wärmeschrumpfung (ΔS&sub1;&sub5;&sub0;) von nicht mehr als 5%, und diese Eigenschaften können durch geeignete Kombination der oben genannten strukturellen Eigenschaften erhalten werden.
  • Die erfindungsgemässe Zweikomponentenfaser mit den oben genannten Eigenschaften wird nach dem folgenden neuen Verfahren hergestellt.
  • Zur Herstellung der Polyesterfaser des Kerns mit den oben genannten physikalischen Eigenschaften ist es notwendig, ein Polymer zu verwenden, das im wesentlichen aus Polyethylenterephthalat mit einer Strukturviskosität ([η]) von mindestens 0,80, üblicherweise mindestens 0,85 besteht. Um eine Faser mit hervorragender Wärmebeständigkeit zu erhalten, wird vorzugsweise ein Polymer mit einer geringen Konzentration an endständigen Carboxylgruppen gesponnen. Z. B. können ein Niedertemperatur-Polymerisationsverfahren oder ein Verfahren gewählt werden, bei dem beim Polymerisations- oder Spinnschritt ein Inaktivierungs- bzw. Blockmittel zugesetzt wird. Als Blockmittel können z. B. Oxazoline, Epoxide, Carbodiimide, Ethylencarbonat, Oxalsäureester und Malonsäureester verwendet werden.
  • Das als Hüllenkomponente verwendete Polyamid ist ein Polymer mit hohem Polymerisationsgrad und einer relativen Viskosität in Schwefelsäure bei mindestens 2,8, üblicherweise 3,0. Im allgemeinen wird ein Wärmestabilisator beim Polymerisations - oder Spinnschritt zugesetzt, wie er oben erwähnt wurde.
  • Spinnmaschinen des Typs mit zwei Extrudern werden zum Schmelzspinnen der entsprechenden Polymere vorzugsweise verwendet. Die Polyesterkernkomponente, die durch Schmelzen mit einem Extruder hergestellt wurde, und die Polyamidhüllenkomponente, die durch Schmelzen im anderen Extruder hergestellt wurde, werden zu einem gepaarten Spinnbündel geleitet und erneut durch eine gepaarte Spinndüse zu einer Zweikomponentenfaser extrudiert, die eine Kernkomponente aus Polyester und eine Hüllenkomponente aus Polyamid aufweist.
  • Die Spinngeschwindigkeit beträgt mindestens 1500 m/min, vorzugsweise mindestens 2000 m/min. Die geschmolzene Polymerfaser wird durch eine Atmosphäre geleitet, von der ein Teil über eine Länge von mindestens 10 cm, vorzugsweise eine Länge von 10 cm bis 1 m unterhalb der Spinndüse bei einer Temperatur von mindestens 200ºC, vorzugsweise mindestens 260ºC gehalten wird. Diese Hochtemperaturatmosphäre wird erzeugt, indem geeigneterweise z. B. ein wärmender oder Heizzylinder angeordnet wird. Nachdem die Faser durch diese Hochtemperaturatmosphäre geleitet wurde, wird die Faser durch Kaltluft schnell abgekühlt, damit sie sich verfestigt, auf diese verfestigte Faser wird ein Schmiermittel aufgebracht, und die Faser wird durch eine Aufnahmewalze aufgenommen, um die Spinngeschwindigkeit zu regeln. Bei der vorliegenden Erfindung ist diese Regelung der Hochtemperaturatmosphäre und der Spinndüse sehr wichtig, um beim Hochgeschwindigkeits- Spinnschritt eine gute Spinnbarkeit zu erhalten. Die aufgenommene ungestreckte Faser wird anschliessend, ohne dass sie einmal aufgewickelt ist, gestreckt, obwohl ein Verfahren gewählt werden kann, bei dem die ungestreckte Faser einmal gewickelt ist und dann in einer anderen Zone gestreckt wird. Beim ungestreckten Garn, das gerade durch die Aufnahmewalze geleitet wurde, hat die Polyamidhüllenkomponente eine Doppelbrechung von 25 x 10&supmin;³ bis 40 x 10&supmin;³, und die Polyesterkernkomponente weist eine Doppelbrechung von mindestens 20 x 10&supmin;³, üblicherweise 30 x 10&supmin;³ bis 70 x 10&supmin;³ auf, und die ungestreckte Faser ist relativ stark orientiert.
  • Das Hochgeschwindigkeitsspinnen bei der vorliegenden Erfindung verbessert das Modul, die Formbeständigkeit und die Dauerfestigkeit der Zweikomponentenfaser wirksam, und es kann ein weiterer Effekt der Verbesserung der Abzugsfestigkeit der Kern/Hüllen-Zweikomponentengrenzfläche erzielt werden. Obwohl beim herkömmlichen Spinnverfahren mit geringer Geschwindigkeit eine relativ kristallisierte Polyamidkomponente mit einer amorphen Polyesterkomponente gepaart wird, sind beim Hochgeschwindigkeits-Spinnverfahren, das bei der vorliegenden Erfindung gewählt wird, die Orientierung und die Kristallisation sowohl in der Polyamidkomponente als auch der Polyesterkomponente verbessert, und das geringe streckverhältnis nach dem Spinnverfahren ist ausreichend. Es wird erwogen, dass diese Merkmale zur Verbesserung der Abzugsfestigkeit an der Hülle/Kern-Grenzfläche beitragen.
  • Die ungestreckte Faser wird dann in einem mehrstufigen Verfahren heissverstreckt, bei dem die Strecktemperatur in der abschliessenden Stufe mindestens 180ºC, vorzugsweise 210 bis 240ºC beträgt. Es wird ein mehrstufiges streckverfahren, das mindestens zwei Stufen, üblicherweise mindestens drei Stufen umfasst, gewählt, und das Streckverhältnis liegt im Bereich von 1,4 bis 3,5. Bei der vorliegenden Erfindung leistet auch die Auswahl dieses Hochtemperatur-Heissstreckverfahrens einen grossen Beitrag zur Verbesserung der Abzugsfestigkeit an der Grenzfläche von Hülle/Kern. Wenn z. B. die Strecktemperatur bei der abschliessenden Stufe gering ist, z. B. unter 160ºC, tritt beim Strecken an der Hülle/Kern-Grenzfläche oftmals ein Abziehen auf. Ausserdem wurde bestätigt, dass bei einer Strecktemperatur von weniger als 180ºC, wenn die Zweikomponentenfaser als Reifencord verwendet wird, ein Abziehen an der Grenzfläche beim Verarbeitungsschritt des Reifencords oder beim Vulkanisierschritt des Reifens oder beim Lauf auftritt. Folglich ist dieses Hochtemperaturstrecken wichtig, um die erfindungsgemässe Zweikomponentenfaser zu erhalten, die bei industriellen Anwendungszwecken im wesentlichen der herkömmlichen Polyester- oder Nylonfaser gleicht.
  • Die erfindungsgemässe Zweikomponentenfaser ist der herkömmlichen Polyesterfaser bei der Wärmebeständigkeit im Gummi, dem Haftvermögen, insbesondere dem Hochtemperatur- Haftvermögen nach dem Hochtemperatur-Wärmeverlauf, und der Dauerfestigkeit weit überlegen. Die hochreissfeste Zweikomponentenfaser weist eine hervorragende Haltbarkeit und eine hervorragende Kombination aus hohem Modul und hoher Formbeständigkeit auf, die durch eine herkömmliche Polyamidfaser nicht erreicht werden. Wenn die erfindungsgemässe Zweikomponentenfaser folglich als Reifencord verwendet wird, wird folglich die Dauerfestigkeit des Reifencords beim Lauf stark verbessert, und folglich ist die Zweikomponentenfaser als Reifencordmaterial geeignet, bei dem eine hohe Dauerfestigkeit notwendig ist, z. B. Reifen für relativ grosse Fahrzeuge, wie Caravans, Lkws und Busse, und mit hoher Geschwindigkeit fahrende Autos, z. B. Rennwagen.
  • Da die erfindungsgemässe Zweikomponentenfaser die oben genannten Eigenschaften hat, ist sie als Verstärkungsmaterialien für Gummi, ausser bei Reifen, wie z. B. Treibriemen, Förderbänder, Gummischläuche und Luftfederungen, und für übliche Industriematerialien vorteilhaft, z. B. Sägezähne, Sitzgurte, Fischernetze, Fahrzeugsitze, Traggurte, Kabel und Seile.
  • Die vorliegende Erfindung wird nachfolgend unter Bezugnahme auf die folgenden Beispiele detaillierter beschrieben. Die Definitionen und Verfahren zur Messung der Eigenschaften der Faser und des Reifencords, die in diesem Beschreibungstext und den Beispielen genannt wurden, sind folgende.
    • Eigenschaften der Polyesterfaser der Kernkomponente
  • Das Polyamid als Hüllenkomponente wurde durch Ameisensäure herausgelöst und entfernt, und die verbleibende Polyesterkernfaser wurde zur Messung verwendet.
    • (a) Strukturviskosität ([η])
  • Die Probe wurde in o-Chlorphenol gelöst, und die Strukturviskosität wurde mit einem Ostwald-Viskosimeter bei 25ºC gemessen.
    • (b) Doppelbrechung (Δn)
  • Die Doppelbrechung wurde mit einem üblichen Berek- Kompensatorverfahren gemessen, wobei die D-Strahlung von Natrium als Lichtquelle verwendet wurde.
    • (c) Dichte ( )
  • Die Dichte wurde bei 25ºC gemessen, wobei ein Dichtegradientenrohr verwendet wurde, das unter Verwendung von Kohlenstofftetrachlorid als schwere Flüssigkeit und n- Heptan als leichte Flüssigkeit aufgebaut worden war.
    • (d) Anfangsmodul der Spannung (Mi) und Endmodul der Spannung (Mt)
  • Das Anfangsmodul der Spannung wird nach JIS L-1017 definiert und gemessen. Die bestimmten Bedingungen der Spannungsprüfung sind folgende, um die Last-Dehnungs-Kurve zu erhalten.
  • Es wurde eine Probe in Form eines Kegels verwendet und mehr als 24 Stunden lang in einer Kammer stehengelassen, die bei einer Temperatur von 20ºC und einer relativen Feuchtigkeit von 65% gehalten wurde und die Messung wurde bei einer Länge der Probe von 25 cm und bei einer Zuggeschwindigkeit von 30 cm/min durchgeführt, wobei ein Zugprüfgerät (Tensilon UTL-4L von Orientec K.K.) verwendet wurde.
  • Das Endmodul (g/den) wurde bestimmt, indem die Spannungszunahme zwischen der Spannung an dem Punkt der Dehnung, die um 2,4% geringer als die Dehnung am Bruch der Last-Spannungs-Kurve ist, und der Spannung am Bruchpunkt durch 2,4 x 10&supmin;² geteilt wurde.
    • Eigenschaften der Polyamidfaser der Hüllenkomponente (e) Relative Viskosität in Schwefelsäure (ηr)
  • Die Probe wurde in Ameisensäure gelöst, und der gelöste Anteil wurde durch übliche Verfahren gefällt, gewaschen und getrocknet, um die Probe für die Messung zu erhalten.
  • Anschliessend wurde 1 g der Probe in 25 cm³ 98%-iger Schwefelsäure gelöst, und die Viskosität wurde bei 25ºC mit einem Ostwald-Viskometer gemessen.
    • (f) Doppelbrechung (Δn)
  • Die Messung wurde nur bei der Polyamidhülle in Abständen von 2 um von der seitenfläche der Faser zur Mitte durchgeführt, wobei ein Interferenzstreifenverfahren unter Verwendung eines Interferenz-Durchstrahlungsmikroskops durchgeführt wurde, das von Karl-Zeiss-Jena Inc. geliefert wird, und der Durchschnittswert wurde berechnet.
    • (g) Dichte ( )
  • Die Dichten der Zweikomponentenfaser und der Polyesterkernfaserkomponente wurden gemessen, und die Dichte der Polyamidfaserkomponente wurde aus diesen Dichten und dem Paarungsverhältnis berechnet.
    • Eigenschaften der Zweikomponentenfaser (h) Reissfestigkeit (T/D), Dehnung (E) und Anfangsmodul der Spannung (Mi)
  • Die Reissfestigkeit und das Anfangsmodul wurden nach JIS L- 1017 definiert und gemessen. Die Bedingungen für den Erhalt der Last-Dehnungs-Kurve waren die gleichen wie oben bei der Polyesterfaser der Kernkomponente beschrieben.
    • (i) Trockene Wärmeschrumpfung (ΔS&sub1;&sub5;&sub0;)
  • Es wurde eine Probe in Form eines Kegels verwendet und mehr als 24 Stunden lang in einer Kammer stehengelassen, die bei einer Temperatur von 20ºC und einer relativen Feuchtigkeit von 65% gehalten wurde, und die Probe mit einer Länge L0, unter einer Last von 0,1 g/den gemessen, wurde im ungestreckten Zustand 30 Minuten lang in einem Ofen behandelt, der bei 150ºC gehalten wurde. Die behandelte Probe wurde luftgetrocknet und länger als 24 Stunden in der Kammer mit den oben genannten Bedingungen stehengelassen. Dann wurde die Länge L1 bei der oben genannten Belastung gemessen. Die trockene Wärmeschrumpfung wurde nach der folgenden Formel berechnet:
  • Trockene Wärmeschrumpfung (%) = [(L0 - L1)/L0] x 100
    • (j) Dynamische Elastizitäten (E'&sub2;&sub0; und E'&sub1;&sub5;&sub0;) und Temperaturmaximum der Hauptdispersion (Tα)
  • Die Messung wurde in einem Luftbad bei einer Frequenz von 110 Hz und einer Geschwindigkeit der Temperaturerhöhung von 3ºC/min mit einem "Vibron DDV-II" von Orientec K.K. gemessen.
    • (k) Kriechgeschwindigkeiten (CR&sub2;&sub0; und CR&sub1;&sub5;&sub0;)
  • Eine Probe mit einer Länge L0 wurde 48 Stunden lang unter einer Last von 1 g/den stehengelassen, und die Länge L1 der Probe wurde bei 20ºC und 150ºC mit einem statischen Wärmeschock-Viskoelastizitätsprüfgerät von Iwamoto Seisakusho K.K. gemessen, und die Kriechgeschwindigkeiten (CR&sub2;&sub0; und CR&sub1;&sub5;&sub0;) wurden nach der folgenden Formel berechnet:
  • CR&sub2;&sub0; oder CR&sub1;&sub5;&sub0; = [(L1 - L0)/L0] x 100 (%)
    • Eigenschaften des Zweikomponentenfaser-Reifencords (l) Reissfestigkeit (T/D), Dehnung (E), Anfangsmodul der Spannung (Mi) und mittlere Dehnung (ME)
  • Die Messung wurde auf ähnliche Weise durchgeführt, wie es oben bei den Faserkomponenten beschrieben ist. Die mittlere Dehnung ist die Dehnung, bei der der Reifencord eine Reissfestigkeit von (6,75 x D x n)/(1500 x 2) kg zeigt, wobei D für die Feinheit des gestreckten Garns und n für die Anzahl des rohen Garns steht. Z. B. bei einem Reifencord mit 1500/2, der durch Verdrehen von zwei gestreckten Garnen mit jeweils einer Feinheit von 1500 den gebildet wurde, ist die Dehnung, bei der die Reissfestigkeit 6,75 kg beträgt, die mittlere Dehnung.
    • (m) Trockene Wärmeschrumpfung (ΔS&sub1;&sub7;&sub7;)
  • Die Messung wurde in der gleichen Weise durchgeführt, wie es oben unter (i) für die Zweikomponentenfaser beschrieben ist, ausser dass die Temperatur der Wärmebehandlung auf 177ºC geändert wurde.
    • (n) Gy-Dauerfestigkeit
  • Die Gy-Dauerfestigkeit wurde nach dem Verfahren A von JIS L1017-1.3.2.1. bestimmt. Der Biegungswinkel wurde auf 90º eingestellt.
    • (o) GD-Ermüdungsprüfung
  • Die GD-Ermüdungsprüfung wurde nach JIS L1017-1.3.2.2. durchgeführt. Die Dehnung betrug 6,3% und die Kompression 12,6%.
    • (p) Haftvermögen
  • Das Haftvermögen wurde nach dem Verfahren A von JIS L1017- 3.3.1. bestimmt.
    • (q) Hochtemperatur-Haftvermögen
  • Das Hochtemperatur-Haftvermögen wurde auf die gleiche Weise wie oben unter (p) beschrieben bestimmt, ausser dass die Wärmebehandlung beim Vulkanisieren 60 Minuten lang bei 170ºC durchgeführt wurde.
    • (r) Wärmebeständigkeit (Beibehaltung der Reissfestigkeit) im Gummi
  • Ein eingetauchter Reifencord wurde auf einer Gummilage angeordnet, auf diesen eingetauchten Reifencord wurde eine weitere Gummilage gegeben, so dass der eingetauchte Reifencord zwischen den Gummi lagen angeordnet war, und dieser Aufbau wurde 3 Stunden lang bei einem Druck von 50 kg/cm² mit einer auf 170ºC erwärmten Pressvorrichtung wärmebehandelt. Die Reissfestigkeit des Reifencords wurde vor und nach der Wärmebehandlung gemessen, und die Beibehaltung der Reissfestigkeit wurde als Merkmal der Wärmebeständigkeit berechnet.
    • Beispiele 1 bis 4 und Vergleichsbeispiele 1 bis 4
  • Polyethylenterephthalat (PET) mit einer Strukturviskosität ([η]) von 0,96 und einer Konzentration an endständigen Carboxylgruppen von 9,0 Äqu./10&sup6; g wurde als Kernkomponente verwendet, und Nylon 66 (N66, relative Viskosität in Schwefelsäure ηr = 3.6), das 0,02 Gew.-% Kupfer(II)-jodid, 0,1 Gew.-% Kaliumjodid und 0,1 Gew.-% Kaliumbromid enthielt, wurde als Hüllenkomponente verwendet, und beide Polymere wurden mit Spinnvorrichtungen vom Extruder-Typ geschmolzen, die einen Durchmesser von 40 mm aufwiesen, in ein gepaartes spinnbündel geleitet und aus einer gepaarten Spinndüse für Hülle/Kern in Form einer Zweikomponentenfaser extrudiert, die den Kern aus PET und die Hülle N66 umfasst. Die Verhältnisse von Kern- und Hüllenkomponenten sind wie in Tabelle 1 gezeigt. Die verwendete Spinndüse hatte 120 Öffnungen, die jeweils einen Durchmesser von 0,4 mm hatten. PET als Kern wurde bei 295ºC geschmolzen und N66 als Hülle wurde bei 290ºC geschmolzen, und das Spinnen wurde bei einer Spinntemperatur des Bündels von 295ºC durchgeführt. Ein Heizzylinder mit einer Länge von 15 cm wurde direkt unter der Spinndüse angebracht und das Erwärmen wurde so durchgeführt, dass die Atmosphäre in diesem Zylinder bei 290ºC gehalten wurde. Die Temperatur der Atmosphäre war die Temperatur der Atmosphäre an einer Stelle 10 cm unterhalb der Oberfläche der Spinndüse und nach innen um 1 cm vom äussersten Umfang des Bündels der gesponnen Fasern entfernt. Ein seitliches Abzugsrohr mit einer Strömung und einer Länge von 120 cm wurde unter dem Heizzylinder angebracht und Kaltluft, die bei 20ºC gehalten wurde, wurde bei einer Geschwindigkeit von 30 m/min im rechten Winkel auf die gesponnenen Fasern geblasen, um eine schnelle Abkühlung zu bewirken. Danach wurde ein Schmiermittel auf die gesponnenen Fasern aufgebracht, und die Geschwindigkeit der Fasern wurde von einer Aufnahmewalze geregelt, die bei der in Tabelle I gezeigten Geschwindigkeit gedreht wurde. Die Temperatur der Aufnahmewalze betrug 60ºC.
  • Die Fasern wurden kontinuierlich gestreckt, ohne dass sie einmal aufgewickelt wurden. Es wurde ein dreistufiges Strecken durchgeführt, indem fünf Paar Nelson-Walzen verwendet wurden. Die Temperatur der ersten streckwalze betrug 110ºC, die der zweiten streckwalze 190ºC und die der dritten Streckwalze 230ºC. Die Walze zur Regelung der Spannung, die stromabwärts von den dritten streckwalzen angeordnet war, wurde nicht erwärmt. Das Streckverhältnis in der ersten Stufe betrug 70% des gesamten Streckverhältnisses, und das restliche Streckverhältnis wurde in der zweiten und dritten Stufe erhalten. Die gestreckten Fasern wurden einer Entspannungsglühbehandlung unterzogen, so dass die gestreckten Fasern eine Entspannung von 3% erhielten, danach wurde aufgewickelt.
  • Es wurden verschiedene Fasern hergestellt, indem unterschiedliche Spinngeschwindigkeiten und Gesamtstreckverhältnisse gewählt wurden, die Extrusionsgeschwindigkeit wurde jedoch in Übereinstimmung mit der Spinngeschwindigkeit und dem Streckverhältnis so geändert, dass die Feinheit der gestreckten Fasern etwa 500 den betrug. Drei Bündel von gestreckten Fasern wurden kombiniert, um ein gestrecktes Garn mit einer Feinheit von 1500 den zu erhalten.
  • Zum Vergleich wurden das Polyester und das Polyamid, die für die Zweikomponentenfasern verwendet wurden, unabhängig voneinander gesponnen und gestreckt, um gestreckte Fasern zu erhalten. Für das Polyamid wurden die gleichen Spinn- und Streckbedingungen wie oben beschrieben gewählt, das Polyester wurde in der gleichen Weise wie oben beschrieben gesponnen und gestreckt, ausser dass die Temperatur der dritten Streckwalze auf 245ºC geändert wurde.
  • Die Bedingungen für die Herstellung der Faser sind in Tabelle 1 gezeigt, die Eigenschaften und die Parameter der Faserstruktur der erhaltenen gestreckten Fasern sind in den Spalten der Beispiele 1 bis 4 und der Vergleichsbeispiele 1 bis 3 in Tabelle 2 gezeigt, und die Ergebnisse der Messung der Eigenschaften der handelsüblichen PET-Faser für Reifencord (1500D-288fil-702C) [Vergleichsbeispiel 2] und handelsübliche Faser N66 (1260D-204fil-1781) [Vergleichsbeispiel 4] sind in Tabelle 2 gezeigt.
  • Die erfindungsgemässen Zweikomponentenfasern (Beispiele 1 bis 4) zeigen Eigenschaften der dynamischen Elastizität und der Kriechgeschwindigkeit, die denen der Polyesterfaser ähnlich sind, obwohl eine grosse Menge der Komponente N66 enthalten ist, und es ist ersichtlich, dass die erfindungsgemässen Zweikomponentenfasern herausragend sind.
  • Es wurden Reifencord-Rohlinge von 1500D/2 hergestellt, indem die erfindungsgemässen Zweikomponentenfasern (Beispiele 1 bis 4) und PET-Fasern [Vergleichsbeispiele 1 und 2] verwendet und erste und zweite Verdrehungen mit 40 T/10 cm in entgegengesetzten Richtungen vorgenommen wurden. Ausserdem wurden Reifencord-Rohlinge von 1260D/2 hergestellt, indem Fasern N66 [Vergleichsbeispiele 3 und 4] verwendet und erste und zweite Verdrehungen mit 39 T/10 cm in entgegengesetzten Richtungen vorgenommen wurden.
  • Der Reifencord-Rohling, der aus den erfindungsgemässen Zweikomponentenfasern bestand, wurde zu einem getauchten Reifencord verarbeitet, indem ein Klebemittel aufgebracht und eine Wärmebehandlung nach üblichen Verfahren durchgeführt wurde, wobei die Tauchvorrichtung "Computreater", von C.A. Litzler Inc. verwendet wurde. Die Tauchlösung enthielt 20% der Klebemittelkomponente, die aus Resorcinol, Formalin und Latex bestand, und die Behandlung wurde so durchgeführt, dass die Klebemittelkomponente auf den Reifencord in einer Menge von etwa 4 Gew.-% aufgebracht wurde. Die Wärmebehandlung wurde bei 225ºC 80 Sekunden lang durchgeführt, wobei der Reifencord gestreckt wurde, so dass die mittlere Dehnung des getauchten Reifencords etwa 5% betrug.
  • Der Reifencord-Rohling der Fasern N66 [Vergleichsbeispiele 3 und 4] wurde in der gleichen Weise wärmebehandelt, wie es oben bei den erfindungsgemässen Zweikomponentenfasern beschrieben ist, ausser dass das Strecken so durchgeführt wurde, dass die mittlere Dehnung bei einem Wert von etwa 9% eingestellt wurde, dies wird im allgemeinen bei üblichem Reifencord N66 verwendet.
  • Der Reifencord-Rohling der PET-Fasern [Vergleichsbeispiele 1 und 2] wurde der üblichen Haftbehandlung mit zwei Bädern unterzogen, die Wärmebehandlung wurde 120 Sekunden lang bei 240ºC durchgeführt, und das Strecken erfolgte so, dass die mittlere Dehnung bei einem Wert von etwa 5% eingestellt wurde, dies wird im allgemeinen bei einem üblichen PET-Reifencord angewendet.
  • Es wurden die Eigenschaften des Reifencords des so erhaltenen getauchten Reifencords ausgewertet, z. B. die Wärmebeständigkeit in Gummi, das Haftvermögen und die Dauerfestigkeit. Die Ergebnisse sind in Tabelle 3 gezeigt.
  • Es ist ersichtlich, dass der getauchte Reifencord, der aus den erfindungsgemässen Zweikomponentenfasern besteht, ein Anfangsmodul und eine Formbeständigkeit aufweist, die denen eines herkömmlichen getauchten Reifencords vergleichbar sind, der aus PET-Fasern besteht, und dieser getauchte Reifencord ist ein hochreissfester, getauchter Reifencord mit stark verbesserter Wärmebeständigkeit in Gummi, stark verbessertem Hochtemperatur-Haftvermögen und stark verbesserter Dauerfestigkeit. Tabelle 1 Beisp. Vergl.-beisp. Kernpolymer/Hüllenpolymer Polymerzusammensetzung (Gew.%) Spinngeschwindigkeit (m/min) Doppelbrechung der ungestreckten Fase (x 10&supmin;³) PET-Kern N66-Hülle Streckverhältnis Tabelle 2 Beisp. Vergl.-beisp. Eigenschaften der Zweikomponentenfasern Denier (den) D (d) Reissfestigkeit T/D (g/d) Dehnung E (%) Anfangsmodul der Spannung Mi (g/d) trockene Wärmeschrumpfung ΔS&sub1;&sub5;&sub0; (%) Dynamische Elastizität Temperaturmaximum der Hauptdispersion Tα Tabelle 2 (Fortsetzung) Beisp. Vergl.-beisp. Eigenschaften der PET-Kernkomponente Strukturviskosität [η] Doppelbrechung Δn (x 10&supmin;³) Dichte (g/cm³) Anfangsmodul der Spannung Mi (g/d) Endmodul der Spannung Mt (g/d) Eigenschaften der N66-Hüllenkomponente Realtive Viskosität, H&sub2;SO&sub4; ηr Tabelle 3 Beisp. Vergl.-beisp. Denier (den) D (d) Reissfestigkeit T (kg) Dehnung E (%) mittlere Dehnung ME (%) trockene Wärmeschrumpfung ΔS&sub1;&sub7;&sub7; (%) Haftvermögen (kg) Hochtemperatur-Haftvermögen (kg) Wärmebeständigkeit in Gummi (%) GY-Dauerfestigkeit (min) GD-Ermüdung (%)

Claims (5)

1. Hochreissfeste Zweikomponentenfaser mit einer Hülle/Kern- Zweikomponentenstruktur, die im wesentlichen aus Polyester als Kernkomponente, das hauptsächlich aus Ethylenterephthalateinheiten besteht, und einem Polyamid als Hüllenkomponente besteht, wobei das Verhältnis der Kernkomponente zur Summe aus Kernkomponente und Hüllenkomponente 30 bis 90 Gew.-% beträgt, und die Zweikomponentenfaser (a) eine dynamische Elastizität (E'&sub2;&sub0;) bei 20ºC von mindestens 8 x 10&sup4; Dyn/den und eine dynamische Elastizität (E'&sub1;&sub5;&sub0;) bei 150ºC von mindestens 3 x 10&sup4; Dyn/den, bei 110 Hz gemessen, und ein Temperaturmaximum der Hauptdispersion (Tα) von mindestens 140ºC in der Kurve des mechanischen Verlustfaktors (tan δ), (b) eine Kriechgeschwindigkeit (CR&sub2;&sub0;) von nicht mehr als 2,0%, bei 20ºC nach 48-stündigem Stehen unter einer Last von 1 g/den gemessen, und eine Kriechgeschwindigkeit (CR&sub1;&sub5;&sub0;) von nicht mehr als 3,0%, bei 150ºC nach 48- stündigem Stehen unter einer Last von 1 g/den gemessen, (c) eine Strukturviskosität ([TI]) von mindestens 0,8 und eine Doppelbrechung (Δn) von 160 x 10&supmin;³ bis 190 x 10&supmin;³ in der Polyesterkernkomponente und (d) eine relative Viskosität in Schwefelsäure (ηr) von mindestens 2,8 und eine Doppelbrechung (Δn) von mindestens 50 x 10&supmin;³ in der Polyamidhüllenkomponente aufweist.
2. Hochreissfeste Zweikomponentenfaser nach Anspruch 1, worin die Polyesterkernkomponente eine Dichte ( ) von mindestens 1,395 g/cm³ und die Polyamidhüllenkomponente eine Dichte ( ) von mindestens 1,135 g/cm³ haben.
3. Hochreissfeste Zweikomponentenfaser nach Anspruch 1 oder 2, worin die Polyesterkernkomponente ein Anfangsmodul der Spannung (Mi) von mindestens 90 g/den und ein Endmodul der Spannung (Mt) von nicht mehr als 20 g/den hat.
4. Hochreissfeste Zweikomponentenfaser nach einem der vorstehenden Ansprüche, die eine Reissfestigkeit (T/D) von mindestens 7,5 g/den, ein Anfangsmodul der Spannung (Mi) von mindestens 60 g/den und eine bei 150ºC gemessene trockene Wärmeschrumpfung (ΔS&sub1;&sub5;&sub0;) von nicht mehr als 7% hat.
5. Verfahren zur Herstellung einer hochreissfesten Zweikomponentenfaser vom Hüllen/Kern-Typ nach Anspruch 1, wobei dieses Verfahren umfasst: Formen einer hochreissfesten Hüllen/Kern-Zweikomponentenfaser durch Schmelzspinnen, die einen aus einem Polymer gebildeten Kern, der hauptsächlich aus Polyethylenterephthalat mit einem hohen Polymerisationsgrad und einer Strukturviskosität ([η]) von mindestens 0,80 besteht, und eine Hülle aufweist, die aus einem Polyamidpolymer mit einem hohen Polymerisationsgrad und einer relativen Viskosität in Schwefelsäure von mindestens 2,8 gebildet wird, wobei das Verhältnis der Kernkomponente zur Summe aus Kernkomponente und Hüllenkomponente 30 bis 90 Gew.-% beträgt, wobei bei diesem Verfahren die geschmolzene Polymerfaser aus einer Spinndüse extrudiert und durch eine Atmosphäre geleitet wird, von der ein Teil von einer Länge von mindestens 10 cm unter der Spinndüse bei einer Temperatur von mindestens 200ºC gehalten wird; die geschmolzene Polymerfaser schnell abgekühlt wird, um sie zu verfestigen; ein Schmiermittel auf die verfestigte Polymerfaser aufgebracht wird; die Faser bei einer Geschwindigkeit von mindestens 1500 m/min aufgenommen wird, um eine ungestreckte Faser zu bilden, bei der die Polyamidhüllenkomponente eine Doppelbrechung von 25 x 10&supmin;³ bis 40 x 10&supmin;³ aufweist, und die Polyesterkernkomponente eine Doppelbrechung von 20 x 10&supmin;³ bis 70 x 10&supmin;³ hat; und die ungestreckte Faser einem mehrstufigen Streckverfahren unterzogen wird, bei dem zumindest in der Endstufe die Strecktemperatur mindestens 180ºC beträgt, wobei dieses mehrstufige Streckverfahren ein Streckverhältnis von 1,4 bis 3,5 liefert.
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