DE60031691T2

DE60031691T2 - Polytrimethylenterephthalatfaser und verfahren zu deren herstellung

Info

Publication number: DE60031691T2
Application number: DE60031691T
Authority: DE
Inventors: Katsuhiro Fujimoto; Jinichiro Nobeoka-shi Kato
Original assignee: Asahi Kasei Corp; Asahi Chemical Industry Co Ltd
Current assignee: Asahi Kasei Corp; Asahi Chemical Industry Co Ltd
Priority date: 1999-07-12
Filing date: 2000-07-12
Publication date: 2007-08-30
Anticipated expiration: 2020-07-13
Also published as: DE60031691D1; CN1311111C; US6620502B1; ES2275522T3; MXPA01013156A; KR20020025951A; WO2001004393A1; BR0012361A; HK1047775A1; EP1209262A4; CN1540049A; CN100436674C; CN1358242A; EP1209262B1; EP1209262A1; TW522179B; AU5852800A; ATE344338T1; HK1047775B; TR200200051T2

Description

Technisches Gebiet
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Polytrimethylenterephthalat-Faser, die für ein Streck-Falschdraht-Texturierungsverfahren hoher Geschwindigkeit geeignet ist, und ein Verfahren zur Herstellung derselben. Insbesondere bezieht sich die vorliegende Erfindung auf eine teilweise orientierte Polytrimethylenterephthalat-Faser, die dem Streck-Falschdraht-Texturierungsverfahren auf stabile Weise und während einer langen Zeitspanne unterzogen werden kann, und ein Verfahren zur Herstellung derselben.
Stand der Technik
Eine Faser unter Verwendung von Polytrimethylenterephthalat (nachstehend als PTT bezeichnet), das durch die Polykondensation von Terephthalsäure oder einem Niederalkoholester von Terephthalsäure, typischerweise Dimethylterephthalat, mit Trimethylenglycol (1,3-Propandiol) erhalten wird, ist eine bahnbrechende Faser mit Eigenschaften, die denjenigen von Polyamid ähnlich sind, wie ein niedriger Elastizitätsmodul (weicher Griff, eine ausgezeichnete elastische Erholung und eine gute Färbbarkeit sowie Eigenschaften, die denjenigen von Polyethylenterephthalat (nachstehend als PET bezeichnet) ähnlich sind, wie eine ausgezeichnete Lichtbeständigkeit, Thermofixierbarkeit und Maßhaltigkeit und eine geringe Wasserabsorption, und die für einen BCF-Teppich, eine Bürste, eine Tennisschlägersaite oder andere verwendet wird (z.B. siehe US-A-3,584,108 und 3,681,188, J. Polymer Science; Polymer Physics (Band 14, Seite 263–274, veröffentlicht 1976), Chemical Fibers International (Band 45, Seite 110–111, veröffentlicht im April 1995) und japanische Offenlegungsschrift (Kokai) JP-A-9-3724, 8-173244 und 5-262862).
Einer der Faseraspekte, in dem sich die oben erwähnten Eigenschaften von PTT maximal zeigen, ist ein texturiertes Falschdrahtgarn. Das texturierte Falschdrahtgarn von PTT hat eine ausgezeichnete elastische Erholung und Weichheit, verglichen mit dem konventionellen texturierten Falschdrahtgarn von PET oder Polybutylenterephthalat (nachstehend als PBT bezeichnet) und ist als Rohgarn eines dehnbaren Materials äußerst geeignet, wie in der japanischen Offenlegungsschrift (Kokai) JP-A-9-78373 und 11-093026 offenbart wird.
Wenn das texturierte Falschdrahtgarn von PTT unter Anwendung der oben erwähnten Eigenschaften desselben auf verschiedenen Gebieten verwendet wird, in denen PET- oder Polyamidfaser herkömmlicherweise verwendet wurden, ist es sehr wichtig, die Produktivität des texturierten Falschdrahtgarns von PTT zu erleichtern und die Produktionskosten desselben zu reduzieren. Da jedoch gemäß dem Stand der Technik ein verstrecktes Garn, das durch ein Zweistufen-Verfahren hergestellt wird, welches das Spinnen und Strecken einschließt, als Rohgarn verwendet wird, das einem Falschdraht-Texturierungsverfahren unterzogen werden soll, wie in den obigen Veröffentlichungen offenbart ist, wird die Produktivität geringer, so dass die Produktionskosten der Faser ansteigen. Da auch das verstreckte Garn als Rohgarn verwendet wird, ist es unmöglich, auf dieses ein Streck-Falschdraht-Texturierungsverfahren anzuwenden, das mit einer hohen Geschwindigkeit und einer hohen Produktivität durchgeführt werden kann.
Zur Erleichterung der Produktivität und zur Reduktion der Produktionskosten ist es wünschenswert, eine Faser zu verwenden, die durch ein Einstufen-Verfahren hergestellt wird, ähnlich demjenigen einer PET-Faser oder Polyamidfaser, und das Streck-Falschdraht-Texturierungsverfahren mit einer hohen Geschwindigkeit durchzuführen.
Eine Technik zur Durchführung der Streck-Falschdraht-Texturierung einer PTT-Faser, die durch ein Einstufen-Verfahren hergestellt wird, wird in Chemical Fibers International (Band 47, Seite 72–74, veröffentlicht im Februar 1997) offenbart, wobei ein teilweise orientiertes Garn (nachstehend als POY bezeichnet) von PTT einem Streck-Falschdraht-Texturierungsverfahren unterzogen wird. Insbesondere wird PTT-Polymer mit einer Grenzviskosität [η] von 0,9 bei einer Temperatur im Bereich von 250–275°C extrudiert, gekühlt und verfestigt und – nachdem es mit einem Veredelungsmittel versehen wurde – als POY von PTT (nachstehend als PTT-POY bezeichnet) über eine Galette oder eine Nichtgaletten-Rolle mit einer Geschwindigkeit im Bereich von 600–3200 m/min aufgenommen, das dann einem Falschdraht-Texturierungsverfahren bei einer Geschwindigkeit im Bereich von 450–1100 m/min unterzogen wird.
Auch in der koreanischen Offenlegungsschrift KR-A-98049300 liegt eine Beschreibung eines Verfahrens vor, um PTT-POY durch Spinnen eines Polymers mit einer Grenzviskosität im Bereich von 0,75–1,1 bei einer Spinngeschwindigkeit im Bereich von 2500–5500 m/min herzustellen und eine Technik für das Falschdraht-Texturieren dieses PTT-POY bei einer Temperatur im Bereich von 150–160°C und einer Verarbeitungsgeschwindigkeit von 400 m/min. In der japanischen Offenlegungsschrift (Kokai) Nr. 57-193534 liegt die Beschreibung eines PTT-POY vor, das durch Spinnen eines Polymers mit einer Grenzviskosität [η] von 0,97 bei einer Spinngeschwindigkeit im Bereich von 2500–3000 m/min erhalten wird.
Gemäß einer durch die Erfinder der vorliegenden Erfindung durchgeführten Untersuchung haben die in den obigen Dokumenten oder Patentveröffentlichungen beschriebenen PTT-POYs jedoch den dahingehenden Nachteil, dass das Garn auf einer Spule, auf die es gewickelt wurde, stark schrumpft, so dass sich die Spule festzieht, und wenn eine Menge des Garns, die derjenigen der PET-Faser entspricht, die üblicherweise im industriellen Maßstab angewendet wird, gewickelt wird, verformt sich die Spule in hohem Maße, so dass ein Entfernen des Kreuzwickels von einer Spindel einer Spulmaschine verhindert wird. Selbst wenn unter diesen Umständen die Verformung der Spule unter Verwendung einer Spule mit einer größeren mechanischen Festigkeit minimiert werden könnte, bestände ein so genanntes Ausbuchtungsphänomen, bei dem gegenüberliegende Querseiten des Wickelkörpers nach außen hin anschwellen oder das Garn in den inneren Schichten fest gewickelt werden würde. Demgemäß wird die Garnspannung größer und fluktuiert in hohem Maße, wenn das Garn abgespult wird, und Faserflug und/oder ein Reißen des Garns erfolgen häufig während des Streck-Falschdraht-Texturierungsverfahrens, zudem können Unregelmäßigkeiten der Kräuselung und Färbung erzeugt werden.
Eine Technik zum Fixieren einer faserartigen Struktur wird in der geprüften japanischen Patentanmeldung (Kokoku) JP-A-63-42007 offenbart, wobei ein Polymer, das durch Vermischen von PET mit PTT und/oder PBT hergestellt wurde, geschmolzen und extrudiert wird, welches nach dem Kühlen und Verfestigen durch eine Heizwalze wärmebehandelt und mit einer Geschwindigkeit von 3500 m/min oder höher aufgenommen wird, um eine Faser zu ergeben, die eine Reißdehnung von 60 % oder weniger und eine Schrumpfung in siedendem Wasser von 7 % oder weniger hat.
In dieser Veröffentlichung wird eine andere Faser als Vergleichsbeispiel offenbart, die aus PTT-Homopolymer und einem Prepolymer erhalten wird, das durch Vermischen von 10 Gew.-% PET mit PTT-Homopolymer hergestellt wird, die dann bei 180°C auf die gleiche Weise wie oben erhitzt wird und mit einer Geschwindigkeit von 4000 m/min aufgenommen wird, um eine Reißdehnung von 33 % und eine Schrumpfung in siedendem Wasser von etwa 4 % aufzuweisen. Auch in dieser Veröffentlichung wird ein Hochgeschwindigkeitsspinnen beschrieben, bei dem die Faser durch eine Walze erhitzt wird und die PTT-Faser dadurch erhalten wird. Die Technik, die in dieser Veröffentlichung offenbart wird, ist jedoch eine solche zum Unterdrücken der Schrumpfung durch Erleichterung der Kristallisation der sich ergebenden Faser, wenn die Faser – so wie sie vorliegt – für Bekleidung verwendet wird, so dass die Kreppfähigkeit verbessert wird.
Gemäß der durch die Erfinder der vorliegenden Erfindung durchgeführten Untersuchung kann, wenn die Faser bei einer so hohen Temperatur wie 180°C oder mehr wärmebehandelt wird, häufig eine Ausbuchtung oder ein Kollabieren von Garnknäueln in dem Wickelkörper erfolgen. Da eine solche Faser bei einer hohen Temperatur wärmebehandelt wird, um eine niedrige Reißdehnung von 60 % oder weniger aufzuweisen, die derjenigen der verstreckten Faser ähnlich ist, ist es auch unmöglich, das Streck-Falschdrahttexturieren der Faser durchzuführen.
In Bezug auf POY vom Polyamidtyp offenbart die japanische Offenlegungsschrift (Kokai) JP-A-50-71921 eine Technik zum Erhalten eines Wickelkörpers, der frei von einem Kollabieren der Garnknäuel ist, durch Wärmebehandlung der Faser mit einer Heizwalze. Wenn das Polyamid-POY nicht kristallisiert ist, unterliegt es aufgrund der Feuchtigkeitsabsorption häufig einem Ausdehnen, um ein Kollabieren der Garnknäuel zu verursachen. Die in dieser Veröffentlichung offenbarte Technik besteht darin, ein solches Kollabieren der Garnknäuel zu lösen.
In der japanischen Offenlegungsschrift (Kokai) JP-A-51-47114 wird eine Technik offenbart, mittels der eine bei hoher Geschwindigkeit gesponnene Faser in einem angespannten Zustand durch eine Heizwalze wärmebehandelt wird, so dass dieselbe kristallisiert, wodurch die Reißdehnung der Faser reduziert wird und die Leichtigkeit des Falschdrahttexturierens der Faser verbessert wird. Die in dieser Veröffentlichung offenbarte Technik bezweckt jedoch eine Reduktion der Reißdehnung der Faser und eine Verbesserung der Kräuselfähigkeit derselben.
Mit anderen Worten: die in beiden Veröffentlichungen offenbarten Techniken bezwecken das Erreichen von Zielen, die von einer Verbesserung des Festziehens des Wickelkörpers aufgrund der Faserschrumpfung, der Einschränkung des Ausbuchtungsphänomens und der Unterdrückung einer Änderung der Fasereigenschaft im Laufe der Zeit verschieden sind, und daher sind sie im Hinblick auf die Verbesserung der Faserschrumpfung in einem Wickelkörper oder einer Ausbuchtungsbildung der PTT-Faser unbrauchbar.
Es wurde gemäß dem Stand der Technik angenommen, dass wenn im Unterschied zur Faser vom Polyamidtyp eine Faser vom Polyestertyp erwärmt und kristallisiert wird, so dass die faserige Struktur derselben fixiert ist, Kristalle die Bewegung der Fasermoleküle stören, so dass das zügige Streck-Falschdraht-Texturierungsverfahren gestört wird. Daher wurden die Techniken zur Wärmebehandlung von POY, die in den obigen Offenlegungsschriften offenbart werden, nicht auf eine Faser vom Polyestertyp angewendet.
Wie oben beschrieben wurde, gibt es kein PTT-POY, das von der Erzeugung einer Faserschrumpfung und Ausbuchtung in einem Wickelkörper frei ist und auf stabile Weise dem Streck-Falschdraht-Texturierungsverfahren während einer langen Zeitspanne unterzogen werden kann.
Offenbarung der Erfindung
Gemäß der durch die Erfinder der vorliegenden Erfindung durchgeführten Untersuchung zeigte sich, dass sich beim PTT-POY des Standes der Technik und der Herstellung desselben die folgenden Probleme ergeben:

(A) Ein gewickeltes Garn schrumpft unter Festziehen einer Spule, wodurch es unmöglich wird, einen Garn-Kreuzwickel von einer Spindel einer Spulmaschine zu entfernen, oder es kann eine Ausbuchtung in dem Wickelkörper auftreten. Demgemäß ist es unmöglich, einen Kreuzwickel zu erhalten, der die gleiche Menge an Garn aufweist wie das industriell hergestellte PET.
(B) Da die physikalischen Eigenschaften von PTT-POY, wie die Schrumpfung in siedendem Wasser oder ein Spitzenwert der thermischen Spannung, variieren können, selbst wenn es bei Raumtemperatur aufbewahrt wird, ist es unmöglich, das Streck-Falschdrahttexturieren industriell durchzuführen, d.h. die gleiche Qualität an texturiertem Falschdrahtgarn auf stabile Weise während einer langen Zeitspanne unter unveränderlichen Bedingungen ohne Erzeugung von Faserflug oder einem Reißen des Garns zu erzeugen.

Aus der Untersuchung über die Gründe, warum die Faser schrumpft, wie oben beschrieben wurde, fanden die Erfinder der vorliegenden Erfindung, dass die folgenden zwei Punkte entscheidend sind.

(1) Da PTT eine Zickzack-Molekülstruktur aufweist, die sich von derjenigen des PET unterscheidet, hat seine Glasübergangstemperatur (nachstehend als T_g bezeichnet) einen so niedrigen Wert wie 30–50°C, und wenn es wie in einem verstreckten Garn nicht kristallisiert ist, ist die Struktur desselben nicht fixiert, so dass Moleküle selbst bei Raumtemperatur beweglich sind, um eine Schrumpfung zu ergeben.
(2) Da die elastische Erholung der PTT-Faser hoch ist, bleibt eine durch das Wickeln verursachte Spannung zurück, wie es der Fall ist, wenn sie nicht freigesetzt wird.

In dem oben erwähnten Stand der Technik gibt es überhaupt keine Hinweise darauf, dass ein solches Problem auftreten kann.
Gemäß der durch die Erfinder der vorliegenden Erfindung durchgeführten Untersuchung variieren die physikalischen Eigenschaften von PET-POY kaum, wenn es bei Raumtemperatur aufbewahrt wird. Demgegenüber variieren die physikalischen Eigenschaften in dem PTT-POY, das in dem oben erwähnten Stand der Technik offenbart wird, wie die Schrumpfung in siedendem Wasser oder der Spitzenwert der thermischen Spannung im Laufe der Zeit. Demgemäß ist es unmöglich, das Streck-Falschdrahttexturieren industriell durchzuführen, d.h. die gleiche Qualität an texturiertem Falschdrahtgarn auf stabile Weise während einer langen Zeitspanne unter unveränderlichen Bindungen ohne die Bildung von Faserflug oder einem Reißen des Garns herzustellen.
Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine PTT-Faser bereitzustellen, die im industriellen Maßstab erhältlich ist und auf stabile Weise während einer langen Zeitspanne einem Streck-Falschdraht-Texturierungsverfahren unterzogen werden kann, d.h. PTT-POY und ein Verfahren zur Herstellung derselben bereitzustellen.
Probleme, die gelöst werden müssen, um das Ziel der vorliegenden Erfindung zu erreichen, bestehen darin, ein PTT-POY zu erhalten, das ein geringeres Festziehen des Wickelkörpers und eine geringere Bildung des Ausbuchtungsphänomens hat, die durch die Faserschrumpfung erzeugt werden und das im industriellen Maßstab als Gegenmaßnahme zum oben erwähnten (A) hergestellt werden kann und ein PTT-POY zu erhalten, das frei ist von Änderungen der physikalischen Eigenschaften im Laufe der Zeit bei Raumtemperatur und einem Streck-Falschdraht-Texturierungsverfahren im industriellen Maßstab als Gegenmaßnahme zum oben erwähnten (B) unterzogen werden kann.
Zum Lösen der obigen Probleme haben die Erfinder der vorliegenden Erfindung sorgfältige Untersuchungen durchgeführt und fanden, dass die Bildung des Festziehens des Wickelkörpers und des Ausbuchtungsphänomens, die entscheidende Probleme während der Herstellung von PTT-POY sind und durch die Faserschrumpfung verursacht werden, überraschender Weise vermeidbar sind, wenn die Faser einen spezifischen Bereich an Orientierung und Kristallinität aufweist. Die Erfinder fanden auch, dass eine solche Faser vorteilhaft durch ein spezielles Spinnverfahren hergestellt wird, bei dem die Faser unter einer speziellen Bedingung wärmebehandelt und kristallisiert wird und mit einer extrem niedrigen Spannung aufgewickelt wird.
Weiterhin wurde überraschenderweise gefunden, dass im Unterschied zur PET-Faser die Faser, welche eine Orientierung und Kristallinität in einem gemäß der vorliegenden Erfindung definierten Bereich aufweist, einem Streck-Falschdraht-Texturierungsverfahren unterzogen werden kann, um ein texturiertes Falschdrahtgarn mit ausgezeichneter Qualität zu ergeben, selbst wenn es zur Kristallisation wärmebehandelt wird. Da weiterhin die Faserstruktur von PTT gemäß der vorliegenden Erfindung aufgrund der Kristallisation fixiert ist, variieren die physikalischen Eigenschaften desselben kaum mit der Zeit, wodurch es ermöglicht wird, ein texturiertes Falschdrahtgarn der gleichen Qualität in einem stabilen Zustand ohne Bildung von Faserflug und einem Reißen des Garns herzustellen.
D.h. die vorliegende Erfindung ist wie folgt:

1. Eine Polytrimethylenterephthalat-Faser, die aus 90 Mol-% oder mehr Trimethylenterephthalat-Repetiereinheiten besteht und den folgenden Bedingungen genügt, die unter (A) bis (E) definiert sind: (A) die Dichte liegt im Bereich von 1,320 bis 1,340 g/cm³; (B) die Doppelbrechung liegt im Bereich von 0,030 bis 0,070; (C) der Spitzenwert der thermischen Spannung liegt im Bereich von 0,01 bis 0,12 cN/dtex; (D) die Schrumpfung in siedendem Wasser liegt im Bereich von 3 bis 40%; und (E) die Reißdehnung liegt im Bereich von 40 bis 140%.
2. Eine Polytrimethylenterephthalat-Faser gemäß dem obigen Punkt 1, wobei die Intensität der Weitwinkelröntgenbeugung in der Richtung senkrecht zu einer Faserachse der folgenden Gleichung genügt: I1/I2 ≥ 1,0;wobei I₁ eine maximale Beugungsintensität ist, die bei 2θ = 15,5 bis 16,5 Grad definiert ist und I₂ eine mittlere Beugungsintensität ist, die bei 2θ = 18 bis 19 Grad definiert ist.
3. Polytrimethylenterephthalat-Faser gemäß den obigen Punkten 1 oder 2, wobei ein Öl, das den folgenden Bedingungen genügt, die unter (P) bis (S) definiert sind, in einer Menge von 0,2 bis 3 Gew.-% an der Faser zum Haften gebracht wird: (P) der Gehalt an einer oder mehreren Arten von nichtionischen Tensiden liegt im Bereich von 5 bis 50 Gew.-%, ausgewählt aus Verbindungen, bei denen ein Alkohol mit 4 bis 30 Kohlenstoffatomen an Ethylenoxid oder Propylenoxid addiert wird; (Q) der Gehalt an ionischem Tensid liegt im Bereich von 1 bis 8 Gew.-%; (R) eine oder mehrere Arten von Fettester mit einem Molekulargewicht im Bereich von 300 bis 700 und/oder eine oder mehrere Arten von Polyether, der durch die folgende Formel dargestellt ist (als Poly ether-1 bezeichnet), sind enthalten; wobei in dem Polyether-1 Ethylenoxid-Einheiten und Propylenoxid-Einheiten miteinander copolymerisiert werden, so dass das Massenverhältnis von [Propylenoxid-Einheiten]/[Ethylenoxid-Einheiten] im Bereich von 20/80 bis 70/30 liegt und das Molekulargewicht im Bereich von 1300 bis 3000 liegt, wobei der Gesamtgehalt des Fettesters und des Polyethers-1 im Bereich von 40 bis 70 Gew.-% liegt: R₁-O-(CH₂CH₂O)_n1-(CH(CH₃)CH₂O)_n2-R₂ (wobei R₁, R₂ für ein Wasserstoffatom oder eine organische Gruppe mit einer Zahl von Kohlenstoffatomen im Bereich von 1 bis 50 stehen und n1, n2 eine ganze Zahl im Bereich von 1 bis 50 sind); und (S) der Gehalt an Polyether, der durch die folgende Formel dargestellt ist (als Polyether-2 bezeichnet), beträgt 10 Gew.-% oder weniger, wobei Ethylenoxid-Einheiten und Propylenoxid-Einheiten miteinander copolymerisiert werden, so dass das Massenverhältnis von [Propylenoxid-Einheiten]/[Ethylenoxid-Einheiten] im Bereich von 20/80 bis 80/20 liegt und das Molekulargewicht im Bereich von 5000 bis 50 000 liegt: R₃-O-(CH₂CH₂O)_n1-(CH(CH₃)CH₂O)_n2-R₄ (wobei R₃, R₄ für ein Wasserstoffatom oder eine organische Gruppe mit einer Zahl von Kohlenstoffatomen im Bereich von 1 bis 50 stehen und n1, n2 eine ganze Zahl im Bereich von 50 bis 1000 sind).
4. Polytrimethylenterephthalat-Faser gemäß einem der dem obigen Punkte 1 bis 3, wobei der in Bezug auf die Fasergröße korrigierte Haftreibungskoeffizient G im Bereich von 0,06 bis 0,25 liegt, wobei der Koeffizient G aus dem Faser-Faser-Haftreibungskoeffizienten F/Fμs und der Gesamtfaser größe d (dtex) berechnet wird, wie es durch die folgende Gleichung (1) dargestellt ist: G = (F/Fμs) – 0,00383·d (1).
5. Polytrimethylenterephthalat-Faser gemäß dem obigen Punkt 4, wobei der dynamische Faser-Metall-Reibungskoeffizient F/Mμd im Bereich von 0,15 bis 0,30 liegt.
6. Polytrimethylenterephthalat-Faser gemäß einem der obigen Punkte 1 bis 5, wobei die folgenden, unter (F) und (G) definierten Bedingungen erfüllt sind: (F) der Gehalt an Titanoxid mit einer mittleren Teilchengröße im Bereich von 0,01 bis 2 μm liegt im Bereich von 0,01 bis 3 Gew.-%, und die Zahl der Aggregate der Titanoxidteilchen, deren längste Abmessung 5 μm übersteigt, beträgt 12/mg Faser oder weniger; und (G) die Faser hat einen U%-Wert im Bereich von 0 bis 2%.
7. Kreuzwickel, der aus der Polytrimethylenterephthalat-Faser gemäß einem der obigen Punkte 1 bis 6 gebildet ist, wobei die prozentuale Ausbuchtung 20% oder weniger beträgt.
8. Kreuzwickel gemäß dem obigen Punkt 7, wobei die relaxierte Schrumpfung der darauf gewickelten Polytrimethylenterephthalat-Faser im Bereich von 0 bis 3% liegt.
9. Kreuzwickel gemäß den obigen Punkten 7 oder 8, wobei die Breite, innerhalb derer die Polytrimethylenterephthalat-Faser auf eine Spule gewickelt ist, im Bereich von 40 bis 300 mm liegt und das Gewicht der auf die Spule gewickelten Polytrimethylenterephthalat-Faser 2 kg oder mehr beträgt.
10. Verfahren zur Herstellung einer PTT-Faser durch Schmelzspinnen von PTT, das aus 90 Mol-% oder mehr Trimethylenterephthalat-Repetiereinheiten besteht, wobei das aus einer Spinndüse extrudierte geschmolzene Multifilamentgarn schnell abgekühlt wird, so dass man ein verfestigtes Multifilamentgarn erhält, das auf eine Temperatur im Bereich von 50 bis 170°C erhitzt und dann mit einer Wickelspannung im Bereich von 0,02 bis 0,20 cN/dtex und einer Geschwindigkeit im Bereich von 2000 bis 4000 m/min auf eine Spule gewickelt wird, wobei die Spinnverstreckung im Bereich von 60 bis 2000 liegt und die Spinnverstreckung durch die folgende Gleichung definiert ist: Spinnverstreckung = V2/V1,wobei V₁ die lineare Geschwindigkeit (m/min) des Polymers ist, wenn es aus der Spinndüse extrudiert wird, und V₂ die Umfangsgeschwindigkeit (m/min) der ersten Rolle ist und wobei, wenn die erste Rolle nicht verwendet wird, V₂ für die Wickelgeschwindigkeit steht.
11. Verfahren zur Herstellung einer PTT-Faser gemäß dem obigen Punkt 10, wobei das aus der Spinndüse extrudierte geschmolzene Multifilamentgarn durch einen erwärmten Bereich mit einer Länge von 2 bis 80 cm und einer Umgebungstemperatur von 30 bis 200°C geführt und schnell abgekühlt wird, so dass man das verfestigte Multifilamentgarn erhält, und dann ein Öl mit einer Ölaufnahme im Bereich von 0,2 bis 3 Gew.-%, bezogen auf das Multifilamentgarn, auf das Multifilamentgarn aufgebracht wird, bevor dieses auf die Spule gewickelt wird.
12. Verfahren zur Herstellung einer PTT-Faser gemäß dem obigen Punkt 11, wobei ein Öl aufgebracht wird, das den folgenden Bedingungen genügt, die unter (P) bis (S) definiert sind: (P) der Gehalt an einer oder mehreren Arten von nichtionischen Tensiden liegt im Bereich von 5 bis 50 Gew.-%, wobei die Tenside aus Verbindungen ausgewählt sind, die aus einem Alkohol mit einer Zahl von Kohlenstoffatomen im Bereich von 4 bis 30, an den Ethylenoxid oder Propylenoxid addiert ist, bestehen; (Q) der Gehalt an ionischem Tensid liegt im Bereich von 1 bis 8 Gew.-%; (R) eine oder mehrere Arten von Fettester mit einem Molekulargewicht im Bereich von 300 bis 700 und/oder eine oder mehrere Arten von Polyether, die durch die folgende Formel dargestellt sind (als Polyether-1 bezeichnet), sind enthalten; wobei in dem Polyether-1 Ethylenoxid-Einheiten und Propylenoxid-Einheiten miteinander copolymerisiert werden, so dass das Massenverhältnis von [Propylenoxid-Einheiten]/[Ethylenoxid-Einheiten] im Bereich von 20/80 bis 70/30 liegt und das Molekulargewicht im Bereich von 1300 bis 3000 liegt, wobei der Gesamtgehalt des Fettesters und des Polyethers-1 im Bereich von 40 bis 70 Gew.-% liegt: R₁-O-(CH₂CH₂O)_n1-(CH(CH₃)CH₂O)_n2-R₂ (wobei R₁, R₂ für ein Wasserstoffatom oder eine organische Gruppe mit einer Zahl von Kohlenstoffatomen im Bereich von 1 bis 50 stehen und n1, n2 eine ganze Zahl im Bereich von 1 bis 50 sind); und (S) der Gehalt an Polyether, der durch die folgende Formel dargestellt ist (als Polyether-2 bezeichnet), beträgt 10 Gew.-% oder weniger, wobei Ethylenoxid-Einheiten und Propylenoxid-Einheiten miteinander copolymerisiert werden, so dass das Massenverhältnis von [Propylenoxid-Einheiten]/[Ethylenoxid-Einheiten] im Bereich von 20/80 bis 80/20 liegt und das Molekulargewicht im Bereich von 5000 bis 50 000 liegt: R₃-O-(CH₂CH₂O)_n1-(CH(CH₃)CH₂O)_n2-R₄ (wobei R₃, R₄ für ein Wasserstoffatom oder eine organische Gruppe mit einer Zahl von Kohlenstoffatomen im Bereich von 1 bis 50 stehen und n1, n2 eine ganze Zahl im Bereich von 50 bis 1000 sind).
13. Verfahren zur Herstellung einer PTT-Faser gemäß einem der obigen Punkte 10 bis 12, wobei ein Öl aus einer wässrigen Emulsion mit einer Konzentration im Bereich von 2 bis 10 Gew.-% auf die Faser aufgebracht wird.
14. Verfahren zur Herstellung einer PTT-Faser gemäß einem der obigen Punkte 10 bis 13, wobei das Polymer, das den folgenden, unter (L) definierten Bedingungen genügt, aus der Spinndüse extrudiert wird, so dass eine Verstreckung während des Spinnverfahrens in einem Bereich von 60 bis 2000 liegt: (L) der Gehalt an Titanoxid mit einer mittleren Teilchengröße im Bereich von 0,01 bis 2 μm liegt im Bereich von 0,01 bis 3 Gew.-%, und die Zahl der Aggregate der Titanoxidteilchen, deren längste Abmessung 5 μm übersteigt, beträgt 25/mg Polymer oder weniger.
15. Texturiertes Falschdrahtgarn, das aus einer PTT-Faser gemäß einem der obigen Punkte 1 bis 6 gebildet ist.
16. Textilerzeugnis, das ganz oder teilweise aus dem texturierten Falschdrahtgarn gemäß dem obigen Punkt 15 gebildet ist.

Kurzbeschreibung der Zeichnungen
1(A) ist eine Illustration eines Weitwinkelröntgenbeugungsbildes, in dem ein Beugungsbild aufgrund der Kristallisation beobachtet wird;
1(B) ist eine Illustration eines Weitwinkelröntgenbeugungsbildes, in dem kein Beugungsbild aufgrund der Kristallisation beobachtet wird;
2(A) ist ein Diagramm des Weitwinkelröntgenbeugungsbildes, in dem ein Peak aufgrund der Kristallisation beobachtet wird;
2(B) ist ein Diagramm des Weitwinkelröntgenbeugungsbildes, in dem kein Peak aufgrund der Kristallisation beobachtet wird;
3(A) ist eine schematische Erläuterung eines Kreuzwickels (einer begünstigten Form), der durch Wickeln einer PTT-Faser gemäß der vorliegenden Erfindung auf eine Spule gebildet wird;
3(B) ist eine schematische Erläuterung eines Kreuzwickels mit Ausbuchtungen (einer ungünstigen Form);
4 ist eine unregelmäßige Kurve (die die Abänderung der Fasermasse darstellt), die erhalten wird, wenn die Faser durch einen USTER TESTER 3 geht;
5 ist eine schematische Ansicht einer Erläuterung einer Spinnmaschine, die zur Herstellung einer PTT-Faser gemäß der vorliegenden Erfindung verwendet wird, und
die 6(A) bis 6(D) sind jeweils Erläuterungen einer Wärmebehandlungszone in einer Spinnmaschine zur Herstellung einer PTT-Faser gemäß der vorliegenden Erfindung.
Ausführliche Beschreibung der Erfindung
Einzelheiten der vorliegenden Erfindung werden nachstehend beschrieben.
(1) Polymermaterial

(i) Das in der vorliegenden Erfindung verwendete Polymer ist PTT (Poly(trimethylenterephthalat)), bestehend aus 90 Mol-% oder mehr Trimethylenterephthalat-Repetiereinheiten.

Diesbezüglich ist PTT ein Polyester mit einer Terephthalsäure-Säurekomponente und einer Trimethylenglycol (auch als 1,3-Propandiol bezeichnet)-Diolkomponente.
Andere copolymerisierte Komponenten können in diesem PTT enthalten sein, mit der Maßgabe, dass sie 10 Mol-% oder weniger ausmachen. Solche copolymerisierten Komponenten umfassen ein esterbildendes Monomer, wie 5-Natriumsulfoisophthalat, 5-Kaliumsulfoisophthalat, 4-Natriumsulfo-2,6-naphthalindicarbonsäure, 3,5-Dicarboxybenzolsulfonat-Tetramethylphosphoniumsalz, 3,5-Dicarboxybenzolsulfonat-Ammoniumsalz, 1,2-Butandiol, 1,3-Butandiol, 1,4-Butandiol, Neopentylglycol, 1,6-Hexamethylenglycol, 1,4-Cyclohexandiol, 1,4-Cyclohexandimethanol, Bernsteinsäure, Adipinsäure, Sebacinsäure, Dodecandisäure, Fumarsäure, Maleinsäure oder 1,4-Cyclohexandicarbonsäure.

(ii) Das in der vorliegenden Erfindung verwendete Polymer enthält vorzugsweise Titanoxid mit einer mittleren Teilchengröße von 0,01–2 μm in einem Bereich von 0,01–3 Gew.-%, um die Bildung von Faserflug und ein Reißen des Garns während des Spinnens oder der Nachbehandlung zu unterdrücken, wobei die Anzahl der Aggregate der Titanoxid-Teilchen, deren längste Abmessung 5 μm übersteigt, 25/mg Polymer (diese Einheit stellt die Anzahl der Aggregate in 1 mg Polymer dar) oder weniger ist.

Ein solches Polymer wird zweckmäßigerweise durch Zugabe einer Lösung zu einem Reaktionsprodukt in optionalen Abschnitten der Polymerisation erhalten, um die Polykondensationsreaktion zu vervollständigen, wobei diese Lösung durch Zugabe von Titanoxid-Teilchen zu einem Lösungsmittel, Rühren desselben und Entfernen der Aggregate von Titanoxid-Teilchen durch eine Separatorzentrifuge oder einen Filter hergestellt wird.
Das in der vorliegenden Erfindung verwendete Titanoxid ist vorzugsweise vom Anatas-Typ wegen seiner geringen Härte und guten Dispergierbarkeit in einem Lösungsmittel. Auch liegt die mittlere Teilchengröße von Titanoxid vorzugsweise in einem Bereich von 0,01–2 μm, besonders bevorzugt von 0,05–1 μm. Ein Titanoxid mit einer mittleren Teilchengröße von weniger als 0,01 μm lässt sich in der Praxis schwer erhalten und bildet leicht Aggregate. Andererseits kann ein Titanoxid mit einer mittleren Teilchengröße von mehr als 2 μm Aggregate mit einer längsten Abmessung von mehr als 5 μm aufweisen. Obwohl es keine Beschränkung der Teilchengrößen-Verteilung des verwendeten Titanoxids gibt, beträgt der Anteil der Teilchengröße von 1 μm oder mehr vorzugsweise 20 Gew.-% oder weniger, besonders bevorzugt 10 Gew.-% oder weniger.
Das in der vorliegenden Erfindung verwendete Titanoxid wird in einem Lösungsmittel dispergiert. Obwohl es auf einmal in Wasser oder Alkohol dispergiert werden kann, die als Lösungsmittel verwendet werden, wird es vorzugsweise in 1,3-Propandiol dispergiert, weil es notwendigerweise zu einem Hochtemperatur-Polymerisationsreaktionssystem gegeben wird.
Obwohl Aggregate von dem in dem Lösungsmittel dispergierten Titanoxid allein durch eine Separatorzentrifuge oder einen Filter entfernt werden können, um die Aggregate weiterhin zu verringern, wird es bevorzugt, dieselben durch einen anderen Filter oder dergleichen nach der Separatorzentrifuge zu entfernen. Der Filter, der Aggregate von mehr als 5 μm entfernen kann, wird bevorzugt.
Die so erhaltene dispergierte Titanoxid-Lösung wird vorzugsweise gerührt oder geschüttelt, bis sie zum Reaktionsprodukt gegeben wird, und zwar deshalb, weil Titanoxid in 1,3-Propandiol leicht ausfällt und aggregiert, was unterdrückt werden sollte.
Obwohl eine dispergierte Titanoxid-Lösung zum Reaktionsprodukt in optionalen Abschnitten der Polymerisation gegeben werden kann, wird es vorzugsweise nach der Vervollständigung der Veresterungsreaktion oder der Esteraustauschreaktion und vor dem Beginn der Polykondensationsreaktion zugegeben, um die Aggregation von Titanoxid zu unterdrücken, so dass das Reaktionsprodukt noch keine thermische Behandlung während einer langen Zeitspanne erfahren hat und eine Viskosität aufweist, bei der Titanoxid vorteilhaft in dem Reaktionsprodukt dispergierbar ist.
Das in der vorliegenden Erfindung verwendete Polymer kann – falls es notwendig ist – mit verschiedenen Additiven vermischt oder copolymerisiert werden, wie einem Wärmestabilisator, einem Schaumverhütungsmittel, einem Farbmodifizierungsmittel, einem Flammverzögerungsmittel, einem Antioxidationsmittel, einem Ultraviolettabsorber, einem Infrarotabsorber, einem Kristallkeimbildner, einem fluoreszierenden Glanzmittel oder einem Mattierungsmittel, das von Titanoxid verschieden ist.

(iii) Die Grenzviskosität [η] des in der vorliegenden Erfindung verwendeten Polymers liegt vorzugsweise in einem Bereich von 0,5–1,4, besonders bevorzugt von 0,7–1,2, wegen der Festigkeit und Spinnbarkeit der sich ergebenden Faser. Wenn die Grenzviskosität niedriger als 0,5 ist, wird das Molekulargewicht des Polymers so niedrig, dass leicht Faserflug oder ein Reißen des Garns während des Spinnens oder der Nachbehandlung erzeugt werden oder es manchmal schwierig ist, die erforderliche Festigkeit in einem texturierten Falschdrahtgarn zu entwickeln. Wenn demgegenüber die Grenzviskosität 1,4 übersteigt, wird die Schmelzviskosität so hoch, dass ein Schmelzbruch oder eine Störung während des Spinnens auftreten können.
(iv) Das in der vorliegenden Erfindung verwendete Polymer kann durch bekannte Verfahren hergestellt werden. Z.B. werden Terephthalsäure oder Dimethylterephthalat und Trimethylenglycol als Rohmaterialien verwendet, zu denen eine oder mehrere Arten von Metallsalz zu dem Polymer in einem Bereich von 0,03–0,1 Gew.-% gegeben werden, wobei das Metallsalz z.B. Titantetrabutoxid, Titantetraisopropoxid, Calciumacetat, Magnesiumacetat, Zinkacetat, Cobaltacetat, Manganacetat, eine Mischung von Titandioxid und Siliciumdioxid ist, um Bishydroxypropylterephthalat unter normalem oder positivem Druck bei einem Veresterungsprozentgehalt im Bereich von 90–98 % zu erhalten, das dann mit einer oder mehreren Arten von Katalysatoren, wie Titantetraisopropoxid, Titantetrabutoxid, Antimontrioxid und Antimonacetat, in einem Bereich von 0,02–0,15 %, vorzugsweise von 0,03 bis 0,1 Gew.-% zugegeben wird und unter einem negativen Druck bei einer Temperatur in einem Bereich von 250–270°C damit umgesetzt wird.
(v) In einem optionalen Abschnitt der Polymerisation, vorzugsweise vor der Polykondensationsreaktion, wird vorzugsweise ein Stabilisator zugegeben, um das Weiß und die Schmelzstabilität zu verbessern und die Bildung einer organischen Verbindung mit einem so geringen Molekulargewicht wie 300, wie PTT-Oligomer, Acrolein oder Allylalkohol, zu steuern.

Bei dem in diesem Fall verwendeten Stabilisator handelt es sich vorzugsweise um fünfwertige und/oder dreiwertige Phosphor-Verbindungen oder gehinderte Verbindungen vom Phenoltyp.
Die fünfwertigen und/oder dreiwertigen Phosphor-Verbindungen umfassen Trimethylphosphat, Triethylphosphat, Tributylphosphat, Triphenylphosphat, Trimethylphosphit, Triethylphosphit, Tributylphosphit, Triphenylphosphit, Phosphorsäure, phosphorige Säure oder andere. Von diesen wird Trimethylphosphit besonders bevorzugt.
Die Verbindungen vom gehinderten Phenoltyp sind Derivate vom Phenoltyp mit einem Substituenten, der eine sterische Hinderung an einer Position benachbart zu einer Hydroxylgruppe vom Phenoltyp und eine oder mehrere Esterbindungen in einem Molekül aufweist. Konkret schließen sie Folgendes ein: Pentaerythrittetrakis[3-(3,5-di-tert-butyl-4-hydoxyphenyl)propionat], 1,1,3-Tris(2-methyl-4-hydroxy-5-tert-butylphenyl)butan, 1,3,5-Trimethyl-2,4,6-tris(3,5-di-tert-butyl-4-hydroxybenzyl)benzol, 3,9-Bis[2-[3-(3-tert-butyl-4-hydroxy-5-methylphenyl)propionyloxy]-1,1-dimethylethyl]-2,4,8,10-tetraoxaspiro[5,5]undecan, 1,3,5-Tris(4-tert-butyl-3-hydroxy-2,6-dimethylbenzol)isophthalat, Triethylglycolbis[3-(3-tert-butyl-5-methyl-4-hydroxyphenyl)propionat], 1,6-Hexandiol-bis[3-(3,5-di-tert-butyl-4-hydroxyphenyl)propionat], 2,2-Thiodiethylenbis[3-(3,5-di-tert-butyl-4-hydroxyphenyl)propionat] und Octadecyl-3-(3,5-di-tert-butyl-4-hydroxyphenyl)propionat]. Von diesen wird Pentaerythrittetrakis[3-(3,5-di-tert-butyl-4-hydoxyphenyl)propionat] besonders bevorzugt.
(2) PTT-Faser
(I)
Die PTT-Faser gemäß der vorliegenden Erfindung muss den folgenden in (A) bis (E) definierten, erforderlichen Bedingungen genügen.

(A) Dichte: 1,320–1,340 g/cm³,
(B) Doppelbrechung: 0,030–0,070,
(C) Spitzenwert der thermischen Spannung: 0,01–0,12 cN/dtex,
(D) Schrumpfung in siedendem Wasser: 3–40 %,
(E) Reißdehnung: 40–140 %.

Zur Eliminierung des Festziehens des Wickelkörpers aufgrund der Faserschrumpfung, das eines der durch die vorliegende Erfindung zu lösenden Probleme ist, ist es wichtig, dass die Faser kristallisiert ist, so dass Fasernmoleküle fixiert sind und die Moleküle nicht übermäßig in dem angespannten Zustand orientiert sind.
Zur Herstellung des texturierten Falschdrahtgarns der gleichen Qualität während einer langen Zeitspanne unter den gleichen Bedingungen auf stabile Weise ohne Erzeugung von Faserflug und einem Reißen des Garns, das ein anderes Problem der vorliegenden Erfindung ist, ist es wichtig, dass die Faser eine Reißdehnung in einem vorher bestimmten Bereich hat und auch eine Reißdehnung, einen Spitzenwert der thermischen Spannung und eine Schrumpfung in siedendem Wasser aufweist, die sich im Laufe der Zeit nicht verändern.
Um dies zu erreichen, ist es notwendig, dass die Faser richtig kristallisiert ist, um die Moleküle derselben zu fixieren, und dass die Moleküle nicht übermäßig orientiert sind, um sich in einem angespannten Zustand zu befinden. Zur Lösung aller derartigen Probleme ist es demgemäß notwendig, dass die Faser in einer speziellen Struktur vorliegt und eine Kristallinität und eine Orientierung in einem speziellen Bereich aufweist.
Als Hinweis zum Aufzeigen der Kristallinität ist die Messung der Faserdichte geeignet. Da die Dichte im kristallinen Bereich größer ist als im amorphen Bereich, lässt sich sagen, dass die Kristallinität umso größer ist, je höher die Dichte ist.
Als Hinweis zum Aufzeigen der Orientierung ist die Doppelbrechung der Faser geeignet.
Als Hinweise zum Aufzeigen der Orientierung sind der angespannte Zustand und der fixierte Zustand der Moleküle, die in hohem Maße mit dem Festziehen des Wickelkörpers aufgrund der Faserschrumpfung im Zusammenhang stehen, die Verarbeitbarkeit für das Streck-Falschdraht-Texturierungsverfahren und die Abänderung mit der Zeit, der Spitzenwert der thermischen Spannung, die Schrumpfung in siedendem Wasser und Reißdehnung der Faser geeignet.
Wenn demgemäß die oben erwähnten Bereiche der Dichte, der Doppelbrechung, des Spitzenwerts der thermischen Spannung, der Schrumpfung in siedendem Wasser und der Reißdehnung der Faser eingehalten werden, ist es möglich, PTT-POY zu erhalten, das in industriellem Maßstab ohne Bildung eines Festziehens des Wickelkörpers aufgrund der Faserschrumpfung und einer Ausbuchtung hergestellt werden kann und einem Streck-Falschdraht-Texturierungsverfahren während einer langen Zeitspanne auf stabile Weise unterzogen werden kann, weil keine Abänderung der physikalischen Eigenschaften im Laufe der Zeit erfolgt.
(i) Dichte (A)
Die Faserdichte muss in einem Bereich von 1,320–1,340 g/cm³ liegen.
Wenn die Dichte 1,340 g/cm³ übersteigt, kann ein Kollabieren des Garnknäuels erfolgen. Der Grund dafür ist unbestimmt, es ist aber denkbar, dass die Faser selbst oder die Oberfläche derselben wegen der Entwicklung der Kristallinität der Faser härter wird und daher die Kontaktfläche zwischen Fasern geringer ist, so dass der Faser-Faser-Haftreibungskoeffizient abnimmt. Auch die Erzeugung von Faserflug oder ein Reißen des Garns nehmen während des Streck-Falschdraht-Texturierungsverfahrens zu, wodurch es schwierig wird, das Streck-Falschdraht-Texturierungsverfahren im industriellen Maßstab auf stabile Weise durchzuführen.
Wenn andererseits die Dichte geringer als 1,320 g/cm³ ist, bedeutet dies, dass die Kristallinität zur Fixierung der Faser ungenügend ist, ein Festziehen des Wickelkörpers aufgrund der Faserschrumpfung nach dem Aufwickeln oder eine Variation der physikalischen Eigenschaften der Faser im Laufe der Zeit vorliegen können, wodurch es manchmal schwierig wird, das texturierte Falschdrahtgarn der gleichen Qualität während einer langen Zeitspanne unter den gleichen Bedingungen zu erhalten.
Die Dichte liegt vorzugsweise in einem Bereich von 1,322–1,336 g/cm³, besonders bevorzugt von 1,326–1,334 g/cm³.
(ii) Beziehung zwischen der Doppelbrechung (B) und dem Spitzenwert der thermischen Spannung (C)
Es ist notwendig, dass die Faser-Doppelbrechung in einem Bereich von 0,030 bis 0,070 liegt und der Spitzenwert der thermischen Spannung in einem Bereich von 0,01–0,12 cN/dtex liegt.
Wenn die Faser-Doppelbrechung 0,070 übersteigt oder der Spitzenwert der thermischen Spannung 0,12 cN/dtex übersteigt, ist die Schrumpfkraft der Faser so groß, dass die Faser in hohem Maße schrumpft, nachdem sie aufgewickelt wurde, wodurch leicht ein Festziehen des Wickelkörpers aufgrund der Faserschrumpfung erfolgt.
Wenn die Faser-Doppelbrechung geringer als 0,030 ist oder der Spitzenwert der thermischen Spannung geringer als 0,01 cN/dtex ist, ist die Orientierung so gering, dass keine Kristallinität der Faser erkennbar ist, wodurch die physikalischen Eigenschaften der Faser, wie die Schrumpfung in siedendem Wasser, mit der Zeit variieren, selbst wenn die Faser bei Raumtemperatur aufbewahrt wird. Wenn die Faser zur Entwicklung der Kristallinität wärmebehandelt wurde, um die Variation der physikalischen Eigenschaften derselben mit der Zeit zu unterdrücken, wird die Faser spröde. Demgemäß ist keine der Gegenmaßnahmen für das Streck-Falschdraht-Texturierungsverfahren im industriellen Maßstab geeignet.
Die Faser-Doppelbrechung liegt vorzugsweise in einem Bereich von 0,035–0,065, besonders bevorzugt von 0,040–0,060. Der Spitzenwert der thermischen Spannung liegt vorzugsweise in einem Bereich von 0,015–0,10 cN/dtex, besonders bevorzugt von 0,02–0,08 cN/dtex.
Die Temperatur, bei der der Spitzenwert der thermischen Spannung aufgezeigt wird, liegt vorzugsweise in einem Bereich von 50–80°C. Wenn dieser Wert geringer als 50°C ist, schrumpft die Faser in hohem Maße, nachdem sie aufgewickelt ist, um ein Festziehen des Wickelkörpers aufgrund der Faserschrumpfung zu ergeben. Wenn sie 80°C übersteigt, erfolgen leicht Faserflug und ein Reißen des Garns während des Streck-Falschdraht-Texturierungsverfahrens. Die Temperatur, bei der die thermische Spannung den Spitzenwert aufweist, ist mehr bevorzugt 55–75°C, am meisten bevorzugt 57–70°C.
(iii) Schrumpfung in siedendem Wasser (D)
Es ist notwendig, dass die Schrumpfung der Faser in siedendem Wasser in einem Bereich von 3–40 % liegt.
Wenn die Schrumpfung in siedendem Wasser 40 % übersteigt, bedeutet dies, dass die Kristallisation noch nicht entwickelt wurde, wodurch die Faserstruktur nicht fixiert ist. Selbst wenn sie bei Raumtemperatur aufbewahrt wird, variieren demgemäß die physikalischen Eigenschaften der Faser, wie die Schrumpfung in siedendem Wasser oder der Spitzenwert der thermischen Spannung, wodurch es schwierig wird, ein texturiertes Falschdrahtgarn der gleichen Qualität während einer langen Zeitspanne bei den gleichen Bedingungen ohne Erzeugung von Faserflug und einem Reißen des Garns herzustellen. Wenn im Gegensatz dazu die Schrumpfung in siedendem Wasser geringer als 3 % ist, wird die Faser spröde, so dass die Bildung von Faserflug und ein Reißen des Garns während des Streck-Falschdraht-Texturierungsverfahrens zunehmen. Die Schrumpfung in siedendem Wasser liegt vorzugsweise in einem Bereich von 4–20 %, besonders bevorzugt von 5–15 % und am meisten bevorzugt von 6–10 %.
(iv) Reißdehnung (E)
Es ist notwendig, dass die Reißdehnung der Faser in einem Bereich von 40 bis 140 % liegt.
Wenn die Reißdehnung geringer als 40 % ist, wird das Streck-Falschdraht-Texturierungsverfahren wegen der übermäßig geringen Dehnung erschwert. Wenn sie demgegenüber 140 % übersteigt, ist die Orientierung der Faser zu gering und die Kristallinität der Faser ist noch nicht entwickelt, wodurch die Fasereigenschaft sich sehr leicht im Laufe der Zeit ändern kann, oder die Orientierung der Faser ist zu gering und die Kristallisation wurde entwickelt, wodurch die Faser sehr spröde wird, so dass es schwierig wird, das Streck-Falschdraht-Texturierungsverfahren industriell durchzuführen. Die Reißdehnung liegt vorzugsweise in einem Bereich von 50–120 %, besonders bevorzugt von 60–100 %.
Die Standardabweichung der Reißdehnung ist vorzugsweise 10 % oder weniger, um das Streck-Falschdraht-Texturierungsverfahren mit hoher Geschwindigkeit auf stabile Weise ohne Faserflug und Reißen des Garns durchzuführen. Diesbezüglich wird die Standardabweichung der Reißdehnung durch Messung der Reißdehnung bei 20 Faserproben bestimmt. Wenn die Standardabweichung der Reißdehnung 10 % übersteigt, bedeutet dies, dass die Ungleichmäßigkeit der Faserdehnung groß ist; mit anderen Worten: die Faser hat viele schwache Anteile, und daher erfolgt während des Streck-Falschdraht-Texturierungsverfahrens mit hoher Geschwindigkeit häufig eine hohe Faserflugbildung und ein hohes Reißen des Garns. Die Standardabweichung ist vorzugsweise so gering wie möglich und 0 % wird am meisten bevorzugt. Die Standardabweichung der Reißdehnung beträgt mehr bevorzugt 7 % oder weniger, besonders bevorzugt 5 % oder weniger.
(II) Physikalische Eigenschaften u.a. der PTT-Faser
(i) Beobachtung der von dem Kristall herstammenden Weitwinkelröntgenbeugung
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird die Kristallisation der Faser bevorzugt, d.h. die von dem Kristall herstammende Beugung wird vorzugsweise im Weitwinkelröntgenbeugungsbild der Faser beobachtet. Es gibt zwei Methoden zur Beobachtung der von der Kristallisation herstammenden Beugung: eine unter Verwendung einer Plattenabbildungs-Röntgenbeugungsapparatur (nachstehend als IP bezeichnet) und eine unter Verwendung eines Zählwerks. Obwohl es möglich ist, die Beugung unter Verwendung beider Methoden zu beobachten, wird die Zählwerk-Methode wegen der geringeren Fehler bevorzugt.
Die Weitwinkelröntgenbeugung wird nun unter Bezug auf die Zeichnungen ausführlicher beschrieben.
Wenn Röntgenstrahlen in der senkrechten Richtung auf die Faser unter Verwendung von IP eingestrahlt werden, wird als repräsentatives Beispiel ein Beugungsbild der Faser, in dem das Beugungsbild aus dem Kristall herstammte, beobachtet, wie in 1(A) gezeigt ist, und ein solches, bei dem das Beugungsbild, das aus dem Kristall herstammte, nicht beobachtet wird, wie in 1(B) gezeigt ist.
In diesem Fall werden CuKα-Strahlen als Röntgenstrahlen verwendet. Es ist bekannt, dass PTT eine Kristallform aufweist, die zum triklinischen System gehört (siehe z.B. Polym. Prepr. Jpn., Band 26, S. 427, veröffentlicht im Jahr 1997), und daher werden die von zahlreichen Kristallen stammenden Beugungsbilder beobachtet, wie in 1(A) gezeigt ist.
Gemäß der vorliegenden Erfindung wurde beurteilt, wie in 1(A) gezeigt ist, ob ein von der Kristallfläche (010) herstammendes Beugungsbild vorliegt, das in der Nähe von 2θ = 15,5° beobachtet wird, und zwar betrachtet in der äquatorialen Richtung. Andererseits liegen in der 1(B) keine Peaks vor, die von dem Kristall wie in 1(A) stammen, sondern es werden nur von der Strukturlosigkeit stammende ringförmige Lichthöfe beobachtet.
2(A) zeigt ein Muster, wenn der von dem Kristall stammende Beugungspeak beobachtet wird, und 2(B) zeigt ein Muster, wenn der von dem Kristall stammende Beugungspeak nicht beobachtet wird, die repräsentativen Beispiele des Beugungsmusters sind, wenn Röntgenstrahlen in der senkrechten Richtung auf die Faser eingestrahlt werden und in der linearen Richtung entlang der Faserachse in einem Winkel von θ–2θ abgetastet werden. Auch in diesem Fall werden CuKα-Strahlen als Röntgenstrahlen verwendet. Ähnlich zu der Methode, bei der die Plattenabbildung-Röntgenbeugungsapparatur verwendet wird, wird der von einer Fläche (010) stammende Peak in der Nähe von 2θ = 15,5° beobachtet, wenn die Faser kristallisiert ist.
Wie in 2(A) gezeigt ist, erfolgte gemäß der vorliegenden Erfindung die Bestimmung, ob die Beugungsintensität der folgenden Formel genügt oder nicht genügt, wenn in einem Winkel von θ–2θ in der linearen Richtung entlang der Faserachse abgetastet wurde. I1/I2 ≥ 1,0wobei I₁ eine maximale Beugungsintensität ist, die durch 2θ = 15,5 bis 16,5 Grad definiert ist und I₂ eine mittlere Beugungsintensität ist, die durch 2θ = 18 bis 19 Grad definiert ist.
Andererseits wird in 2(B) der von dem Kristall stammende Peak nicht wie in 2(A) beobachtet, sondern es wird nur eine breite Beugung, die von der Strukturlosigkeit stammt, beobachtet. In einem solchen Fall wird die oben erwähnte Formel nicht erfüllt.
Wenn der von dem Kristall stammende Beugungspeak bei der Weitwinkelröntgenbeugung beobachtet wird, ist es bekannt, dass die Faser kristallisiert ist, und die Struktur daher fixiert ist. Wenn die von dem Kristall stammende Beugung nicht beobachtet wird, ist die Faser nicht kristallisiert. Da das Fasermolekül nicht fixiert ist, schrumpft demgemäß die Faser auf der Spule, um ein Festziehen des Wickelkörpers oder eine Veränderung der physikalischen Eigenschaften der Faser im Laufe der Zeit zu verursachen, wodurch das Falschdraht-Texturieren der Faser auf stabile Weise während einer langen Zeitspanne unmöglich sein kann.
Der Wert von I₁/I₂ ist vorzugsweise 1,1 oder größer, besonders bevorzugt 1,2 oder größer.
(ii) Öl
Das in der vorliegenden Erfindung erwähnte Öl stellt organische Verbindungen dar, die auf einer Oberfläche der Faser zum Haften gebracht werden. Natürlich kann ein Teil des Öls in das Innere der Faser eindringen.
Die Faser gemäß der vorliegenden Erfindung weist das Öl, das den folgenden durch (P) bis (S) definierten, notwendigen Bedingungen genügt, auf ihrer Oberfläche in einem Bereich von 0,2–3 Gew.-% auf, bezogen auf die Fasermasse.

(P) Der Gehalt an einer oder mehreren Arten von nichtionischen Tensiden, die aus Verbindungen ausgewählt sind, bei denen ein Alkohol mit 4 bis 30 Kohlenstoffatomen an Ethylenoxid oder Propylenoxid addiert wird, liegt im Bereich von 5 bis 50 Gew.-%;
(Q) Der Gehalt an ionischem Tensid liegt im Bereich von 1 bis 8 Gew.-%;
(R) Eine oder mehrere Arten von Fettester mit einem Molekulargewicht im Bereich von 300 bis 700 und/oder eine oder mehrere Arten von Polyether, der durch die folgende Formel dargestellt ist (als Polyether-1 bezeichnet), sind enthalten; wobei in dem Polyether-1 Ethylenoxid-Einheiten und Propylenoxid-Einheiten miteinander copolymerisiert werden, so dass das Massenverhältnis von [Propylenoxid-Einheiten]/[Ethylenoxid-Einheiten] im Bereich von 20/80 bis 70/30 liegt und das Molekulargewicht im Bereich von 1300 bis 3000 liegt, wobei der Gesamtgehalt des Fettesters und des Polyethers-1 im Bereich von 40 bis 70 Gew.-% liegt: R₁-O-(CH₂CH₂O)_n1-(CH(CH₃)CH₂O)_n2-R₂ (wobei R₁, R₂ für ein Wasserstoffatom oder eine organische Gruppe mit einer Zahl von Kohlenstoffatomen im Bereich von 1 bis 50 stehen und n1, n2 eine ganze Zahl im Bereich von 1 bis 50 sind); und
(S) Der Gehalt an Polyether, der durch die folgende Formel dargestellt ist (als Polyether-2 bezeichnet), beträgt 10 Gew.-% oder weniger, wobei Ethylenoxid-Einheiten und Propylenoxid-Einheiten miteinander copolymerisiert werden, so dass das Massenverhältnis von [Propylenoxid-Einheiten]/[Ethylenoxid-Einheiten] im Bereich von 20/80 bis 80/20 liegt und das Molekulargewicht im Bereich von 5000 bis 50 000 liegt: R₃-O-(CH₂CH₂O)_n1-(CH(CH₃)CH₂O)_n2-R₄ (wobei R₃, R₄ für ein Wasserstoffatom oder eine organische Gruppe mit einer Zahl von Kohlenstoffatomen im Bereich von 1 bis 50 stehen und n1, n2 eine ganze Zahl im Bereich von 50 bis 1000 sind).

Die entsprechenden Komponenten des Öls werden nachstehend beschrieben, wobei Gew.-% der auf die Fasermasse bezogene Anteil ist.
(a) Erforderliche Bedingung (P)
Verbindungen, die die erste Komponente des Öls darstellen, die durch die erforderlichen Bedingungen (P) definiert ist, sind eine oder mehrere Arten von nichtionischen Tensiden, bei denen Alkohol mit 4 bis 30 Kohlenstoffatomen zu Ethylenoxid oder Propylenoxid gegeben wird.
Solche nichtionischen Tenside sind Emulgiermittel für das zweckmäßige Emulgieren der entsprechenden Öl-Komponenten, um die Faser-Kohäsionskraft und die Ölklebrigkeit zu erleichtern und zweckmäßigerweise den Faser-Faser-Haftreibungskoeffizienten zu erhöhen, ohne dass die Glätte der PTT-Faser beschädigt wird, so dass ein Abrutschen der Garnknäuel unter Bildung einer Ausbuchtung verhindert wird.
Ein Teil der Wasserstoffatome oder alle Wasserstoffatome des nichtionischen Tensids können durch Hydroxylgruppen, Gruppen mit Heteroatomen, wie Halogenatome oder Elemente mit Heteroatomen, ersetzt werden. Die Anzahl der Kohlenstoffatome im Alkohol liegt vorzugsweise im Bereich von 4 bis 30, besonders bevorzugt von 6 bis 30, wegen der Emulgierung und der Kohäsionskraft, weiterhin besonders bevorzugt von 8 bis 18. Die Anzahl der zugefügten Stoffmenge an Ethylenoxid oder Propylenoxid liegt vorzugsweise im Bereich von 1 bis 30 und wegen der Verbesserung der Glätte besonders bevorzugt von 3 bis 15.
Das nichtionische Tensid ist vorzugsweise ein gesättigter Alkylether, bestehend aus aliphatischem Alkohol mit 4 bis 30 Kohlenstoffatomen, dem Ethylenoxid oder Propylenoxid zugefügt wurde. Unter Verwendung eines solchen nichtionischen Tensids ist es möglich, einen vorteilhaften Effekt sowohl hinsichtlich der Verbesserung der Faserglätte als auch des Unterdrückens der Ausbuchtung zu erzielen.
Der gesättigte Alkylether ist vorzugsweise ein geradkettiger Alkylether, wenn mehr Glätte gemäß den Verfahrensbedingungen der Faserherstellung und/oder der Nachbehandlung und Anwendungen der Faser erforderlich ist, und vorzugsweise ein Alkylether mit einer Seitenkette, wenn leicht eine Ausbuchtung erfolgt. Natürlich können dieselben in Form eines Gemisches verwendet werden. In einem solchen Fall wird das Mischungsverhältnis gemäß den Zwecken richtig eingestellt.
Das nichtionische Tensid umfasst z.B. Polyoxyethylenstearylether, Polyoxyethylenstearyloleylether, Polyoxyethylenoleylether, Polyoxyethylenlaurylether, Polyoxyethylenoctylether, Polyoxyethylenisostearylether, Polyoxypropylenstearylether und Polyoxypropylenlaurylether. Im Hinblick auf die Faserglätte und das Rutschen der Garnknäuel werden Polyoxyethylenstearylether, Polyoxyethylenlaurylether und Polyoxyethylenisostearylether begünstigt.
Der Gehalt des nichtionischen Tensids in dem Öl gemäß der vorliegenden Erfindung liegt vorzugsweise im Bereich von 5–50 Gew.-%. Wenn der Gehalt geringer als 5 Gew.-% ist, ist es schwierig, den Faser-Faser-Haftreibungskoeffizienten ausreichend zu erhöhen, so dass sich ein Garn-Wickelkörper mit einer großen Ausbuchtung ergibt. Wenn demgegenüber der Gehalt 50 Gew.-% übersteigt, verschlechtert sich die Glätte, so dass leicht Faserflug gebildet wird und ein Reißen des Garns während des Spinnens oder des Falschdraht-Texturierungsverfahrens erfolgt. Der Gehalt liegt besonders bevorzugt im Bereich von 6–30 Gew.-%.
(b) Erforderliche Bedingungen (Q)
Verbindungen, die die zweite Komponente des Öls darstellen, die durch die erforderlichen Bedingungen (Q) definiert ist, sind ionische Tenside. Das ionische Tensid ist eine Komponente, die wirksam ist, um der Faser eine antistatische Eigenschaft, Verschleißfestigkeit, Emulgierfähigkeit und Korrosionsschutz zu erteilen, um den Faser-Faser-Haftreibungskoeffizienten zweckmäßig zu erhöhen und das Rutschen von Garnknäueln einzuschränken, so dass die Bildung einer Ausbuchtung verhindert wird.
Obwohl irgendeines der anionischen, kationischen oder amphoteren Tenside als ionisches Tensid verwendet werden kann, wird das anionische Tensid besonders bevorzugt, weil dabei der Faser eine antistatische Eigenschaft, Verschleißfestigkeit, Emulgierfähigkeit und ein Korrosionsschutz verliehen werden kann, während die Wärmebeständigkeit beibehalten wird. Natürlich können zwei oder mehr Arten dieser Tenside miteinander kombiniert werden.
Das ionische Tensid schließt die durch die folgende Formel repräsentierten Verbindungen (k) bis (n) ein, die zum Erteilen einer antistatischen Eigenschaft, Verschleißfestigkeit, Emulgierfähigkeit und eines Korrosionsschutzes wirksam sind: R₅-SO₃-X (k) (R₆-O)P(=O)(OX)₂ (l) (R₇-O-)(R₈-O-)P(=O)(OX) (m) k₉-COO-X (n),wobei R₅ bis R₉ ein Wasserstoffatom oder eine organische Gruppe mit 4 bis 30 Kohlenstoffatomen darstellen. Die organische Gruppe kann ein Kohlenwasserstoff sein oder dasjenige, bei dem ein Teil oder alle Kohlenwasserstoffreste durch Gruppen mit Heteroatomen, wie Estergruppen, Hydroxylgruppen, Amidgruppen, Carboxylgruppen, Halogengruppen oder Sulfonatgruppen, oder Elemente oder Heteroatome ersetzt sind. Die Kohlenwasserstoffgruppe mit 8 bis 18 Kohlenstoffatomen wird bevorzugt. X stellt Alkalimetall oder Erdalkalimetall dar.
Insbesondere ist die Verbindung der in (k) bis (n) definierten chemischen Struktur, die eine Verzweigung aufweist, wobei R₅ bis R₉ -C(-R₁₀)(-R₁₁) oder -C(-R₁₂)(-R₁₃) (-R₁₄) darstellen, vorzugsweise als ionisches Tensid in dem Öl enthalten, um das Faser-Faser-Verrutschen zu unterdrücken und eine günstige Wickelkörperform beizubehalten, wenn das Garn als Kreuzwickel aufgewickelt wird. Beispiele konkreter Strukturen dieser Verbindungen sind wie folgt: X-OOCCH(-R₁₅)CH₂COO-X R₁₆-OOCCH(-SO₃-X)CHCOO-R₁₇ R₁₈-OOCCH(-R₁₉)CH₂COO-X, wobei R₁₀ bis R₁₉ Wasserstoffatome oder organische Gruppen mit 3 bis 30 Kohlenstoffatomen sind. Diesbezüglich kann die organische Gruppe ein Kohlenwasserstoff oder dasjenige sein, in dem ein Teil oder alle Kohlenwasserstoffreste durch Gruppen mit Heteroatomen, wie Estergruppen, Hydroxylgruppen, Amidgruppen, Carboxylgruppen, Halogengruppen oder Sulfonatgruppen, oder Elemente oder Heteroatome ersetzt sind. Eine Kohlenwasserstoffgruppe mit 8 bis 18 Kohlenstoffatomen wird bevorzugt. X stellt Alkalimetall oder Erdalkalimetall dar.
Der Gehalt dieser ionischen Tenside in dem Öl liegt vorzugsweise im Bereich von 1 bis 8 Gew.-%, um die Verunreinigung einer Heizvorrichtung während des Falschdraht-Texturierungsverfahrens zu unterdrücken und der Faser die oben erwähnte antistatische Eigenschaft und den Schlupf-einschränkenden Effekt zu verleihen, ohne die Glätte der Faser zu beeinträchtigen. Wenn der Gehalt geringer als 1 Gew.-% ist, werden die antistatische Eigenschaft, die Verschleißfestigkeit, die Emulgierfähigkeit und der Korrosionsschutz ungenügend und der Faser-Faser-Haftreibungskoeffizient wird so gering, dass die Garnknäuel für ein Rutschen anfällig werden, um einen schlechteren Wickelkörper mit einer großen Ausbuchtung zu ergeben. Wenn der Gehalt demgegenüber 8 Gew.-% übersteigt, wird die Reibung zu hoch und die Verunreinigung der Heizvorrichtung wird signifikant, wodurch leicht Faserflug und ein Reißen des Garns während des Spinnens oder des Falschdraht-Texturierungsverfahrens gebildet werden. Der Gehalt liegt besonders bevorzugt in einem Bereich von 1,5–5 Gew.-%.
(c) Erforderliche Bedingungen (R)
Verbindungen, die eine dritte Komponente des Öls darstellen, sind eine oder mehrere Arten von Fettsäureester oder Polyether-1, die durch die erforderlichen Bedingungen (R) definiert sind.
Diese Verbindungen sind zur Erhöhung der Glätte der PTT-Faser und zur Reduktion des dynamischen Faser-Metall-Reibungskoeffizienten sowie zur Verbesserung des Faser-Faser-Haftreibungskoeffizienten und der Verschleißfestigkeit wirksam. Von diesen sind Fettsäurepolyester zur Erhöhung der Glätte besonders wirksam, und Polyether-1 verbessert die Festigkeit eines Ölfilms und ist zur Erhöhung des Faser-Faser-Haftreibungskoeffizienten und der Verschleißfestigkeit wirksam. Das Verhältnis dieser Komponenten kann zweckmäßigerweise in Abhängigkeit von den Anwendungen der herzustellenden Faser ausgewählt werden. Der hierin bevorzugte Fettsäureester ist derjenige, der ein Molekulargewicht im Bereich von 300 bis 700 aufweist.
Der Fettsäureester schließt verschiedene synthetische Produkte und natürliche Öle ein. Von diesen werden synthetische Fettsäureester mit einer linearen Struktur wegen der Verbesserung der Glätte besonders bevorzugt.
Der Fettsäureester schließt Monoester, Diester, Triester, Tetraester, Pentaester, Hexaester oder andere ein. Im Hinblick auf die Glätte werden Monoester, Diester und Triester bevorzugt verwendet. Wenn das Molekulargewicht des Fettsäureesters niedriger als 300 ist, wird die Festigkeit des Ölfilms so gering, dass er leicht von der Faseroberfläche entfernt werden kann, so dass die Glätte verringert wird, oder der Dampfdruck so gering wird, dass das Öl während des Verfahrens verdampft, so dass die Arbeitsumgebung verunreinigt wird. Wenn das Molekulargewicht des Fettsäureesters demgegenüber 700 übersteigt, wird die Viskosität des Öls so hoch, dass die Glätte und die Schlichtefähigkeit auf ungünstige Weise reduziert werden.
Somit wird ein Fettsäureester mit einem Molekulargewicht im Bereich von 350 bis 500 am meisten bevorzugt, weil er eine ausgezeichnete Glätte verleiht.
Beispiele des bevorzugten synthetischen Produkts umfassen Isooctylstearat, Octylstearat, Octylpalmitat, Oleyllaurat, Oleyloleat, Lauryloleat, Dioleyladipat und Glycerinestertrilaurat. Natürlich können zwei oder mehr Arten dieser Fettsäureester miteinander kombiniert werden. Wegen der Glätte wird ein Fettsäureester, der aus einer einwertigen Carbonsäure, wie Octylstearat, Oleyloleat oder Lauryloleat und einem einwertigen Alkohol besteht, besonders bevorzugt.
Zur Verbesserung der Wärmebeständigkeit wird vorzugsweise ein Fettsäureester mit einem Molekulargewicht im Bereich von 400 bis 600 verwendet. In einem solchen Fall kann ein Teil der Wasserstoffatome durch Gruppen ersetzt werden, die ein Heteroatom wie ein Sauerstoffatom oder ein Schwefelatom aufweisen, z.B. eine Ethergruppe, Estergruppe, Thioestergruppe oder Sulfidgruppe.
Polyether-1, wie er hierin bezeichnet wird, ist ein solcher, der durch die folgende Formel dargestellt wird: R₁-O-(CH₂CH₂O)_n1-(CH(CH₃)CH₃O)_n2-R₂, wobei R₁ und R₂ ein Wasserstoffatom oder eine organische Gruppe mit 1 bis 50 Kohlenstoffatomen darstellen und n1, n2 jeweils eine ganze Zahl im Bereich von 1 bis 50 sind.
Die organische Gruppe kann entweder eine Kohlenwasserstoffgruppe oder eine Gruppe sein, in der ein Teil der oder alle Kohlenwasserstoffe durch eine Hydroxygruppe oder eine Gruppe mit einem Heteroatom, wie ein Halogenatom oder ein Element desselben, ersetzt sind. Vorzugsweise sind R₁ und R₂ Wasserstoffatome oder ein aliphatischer Alkohol mit 5 bis 18 Kohlenstoffatomen.
Im Polyether-1 können die Propylenoxid- und Ethylenoxid-Einheiten entweder vom Typ der miteinander erfolgenden statistischen Copolymerisation oder der Blockcopolymerisation sein. Das Massenverhältnis von [Propylenoxideinheit]/[Ethy lenoxideinheit] liegt vorzugsweise in einem Bereich von 20/80 bis 70/30, woraus resultiert, dass der reibungseinschränkende Effekt verstärkt wird. Besonders bevorzugt liegt das Massenverhältnis von [Propylenoxideinheit]/[Ethylenoxideinheit] in einem Bereich von 40/60 bis 60/40. Das Molekulargewicht von Polyether-1 liegt vorzugsweise in einem Bereich von 1300 bis 3000. In diesem Fall werden n1 und n2 zweckmäßig in Übereinstimmung mit den Molekulargewichten ausgewählt. Die Auswahl des Molekulargewichts ist wichtig. Wenn das Molekulargewicht kleiner als 1300 ist, wird der reibungseinschränkende Effekt ungenügend, während, wenn dasselbe 3000 übersteigt, der Haftreibungskoeffizient der Faser übermäßig gering wird, so dass sich ein Garn-Wickelkörper einer schlechten Form ergibt.
In der erforderlichen Bedingung (R) liegt die Summe von Polyether-1 und Fettsäureester vorzugsweise in einem Bereich von 40–70 Gew.-%. Wenn die Summe kleiner als 40 Gew.-% ist, können dahingehende Probleme auftreten, dass die Faserglätte reduziert wird und sich manchmal die Reibung und die Verschleißfestigkeit der Faser verschlechtern, so dass Faserflug und ein Reißen des Garns während des Spinnens und des Falschdraht-Texturierungsverfahrens gebildet werden. Wenn die Summe demgegenüber 70 Gew.-% übersteigt, ist die Faser extrem schlüpfrig, so dass häufig ein Schlupf (Verrutschen) der Garnknäuel verursacht wird, was einen schlecht geformten Wickelkörper ergibt.
(d) Erforderliche Bedingung (S)
Bei Verbindungen, die die vierte Komponente des durch die erforderliche Bedingung (S) definierten Öls darstellen, handelt es sich um Polyether-2.
Polyether-2 fungiert dahingehend, dass er die Festigkeit des Ölfilms verstärkt. Demgemäß ist er zur Verbesserung des Faser-Faser-Haftreibungskoeffizienten und der Verschleißfestigkeit wirksam und wird daher vorzugsweise verwendet.
Polyether-2, wie er hierin bezeichnet wird, wird durch die folgende Formel dargestellt: R₃-O-(CH₂CH₂O)_n1-(CH(CH₃)CH₂O)_n2-R₄, wobei R₃, R₄ ein Wasserstoffatom oder eine organische Gruppe mit 1 bis 50 Kohlenstoffatomen darstellen und n1, n2 jeweils eine ganze Zahl im Bereich von 50 bis 1000 sind.
Im Polyether-2 können die Propylenoxid- und Ethylenoxid-Einheiten entweder vom Typ der miteinander erfolgenden statistischen Copolymerisation oder der Blockcopolymerisation sein. Das Massenverhältnis von [Propylenoxideinheit]/[Ethylenoxideinheit] liegt vorzugsweise in einem Bereich von 20/80 bis 80/20, und das Molekulargewicht des Polyether-2 liegt im Bereich von 5000 bis 50 000. In diesem Fall werden n1 und n2 zweckmäßig in Übereinstimmung mit den Molekulargewichten ausgewählt. Wenn das Molekulargewicht 50 000 übersteigt, kann Polyether-2 eine Festphase darstellen oder einen Anstieg des Reibungskoeffizienten verursachen.
Polyether-2 kann – falls es notwendig ist – in dem Öl der vorliegenden Erfindung vorzugsweise in einer Menge von 10 Gew.-% oder weniger verwendet werden. Wenn der Gehalt 10 Gew.-% übersteigt, wird die Faser übermäßig schlüpfrig, so dass ein Schlupf der Garnknäuel verursacht wird, was einen schlecht geformten Wickelkörper ergibt.
Gemäß dem Öl, das den oben beschriebenen erforderlichen Bedingungen (P) bis (S) genügt, liegt die Summe der Gehalte der Komponenten, die diese erforderlichen Bedingungen erfüllen, vorzugsweise in einem Bereich von 50 bis 100 Gew.-%, bezogen auf die Gesamtmenge des Öls, besonders bevorzugt von 60 bis 100 Gew.-%. Daher können Komponenten, die von den oben erwähnten verschieden sind, in dem erfindungsgemäßen Öl in einem Anteil enthalten sein, der das Ziel der vorliegenden Erfindung nicht beeinträchtigt, d.h. von 50 Gew.-% oder weniger.
Solche Öl-Komponenten sind nicht speziell eingeschränkt, um jedoch den Schlupf des Garns und ein Ausbreiten des Öls auf der Garnoberfläche zu verbessern, können sie Mineralöle, Fettsäureester und Polyether darstellen, die von denjenigen verschieden sind, welche in der erforderlichen Bedingung (R) beschrieben sind, Silicium-Verbindungen, z.B. Dimethylsilicon und solche, bei denen einem Teil der Methylgruppen von Dimethylsilicon Ethylenoxid und/oder Propylenoxid in einem Bereich von 3–100 mol über Alkylgruppen zugefügt wurde und Aminoxide mit organischen Gruppen mit 5 bis 18 Kohlenstoffatomen. Ester-Verbindungen, die von denjenigen verschieden sind, welche in der vorliegenden Erfindung definiert sind, können enthalten sein, wie Ester mit Ethergruppen, obwohl sie nicht darauf beschränkt sind. Auch bekannte Konservierungsmittel, Korrosionsschutzmittel oder Antioxidationsmittel können enthalten sein.
Das Öl der oben erwähnten Komponenten kann ohne Verdünnung oder als in Wasser dispergiertes Emulsions-Veredelungsmittel an der Faser zum Haften gebracht werden. Um ein irreguläres Haften des Öls an der Faser zu verhindern oder um einen gut geformten Wickelkörper zu erhalten, wird das Öl als wässrige Emulsion, vorzugsweise in einem Bereich von 1–20 Gew.-%, besonders bevorzugt von 2–10 Gew.-%, weiterhin bevorzugt von 3–7 Gew.-% an der Faser zum Haften gebracht. Wenn der Anteil des Öls geringer als 1 Gew.-% ist, ist es häufig schwierig, die Temperatur der Faser wegen der Verdampfungswärme gleichmäßig bei einem vorher bestimmten Wert beizubehalten, da die Menge an verdampftem Wasser auf der ersten Heizwalze übermäßig groß ist. Als Ergebnis treten häufig eine Ungleichmäßigkeit der Wärmebehandlung und/oder ein ungleichmäßiges Färben auf. Wenn der Ölanteil demgegenüber 20 Gew.-% übersteigt, ist es häufig schwierig, ein gleichmäßiges Haften des Öls an der Faser zu erreichen, da das Emulsions-Veredelungsmittel eine hohe Viskosität aufweist und seine Menge geringer ist, wenn der Faser eine vorher bestimmte Ölmenge verliehen wird.
Die Aufnahme des Öls in Bezug zur Faser liegt vorzugsweise in einem Bereich von 0,2–3 Gew.-%. Wenn die Aufnahme geringer als 0,2 Gew.-% ist, ist das Öl nicht so wirksam, so dass die Fasern in einem Garn aufgrund der statischen Aufladung voneinander getrennt werden und aufgrund der Reibung häufig ein Reißen des Garns erfolgt oder Faserflug gebildet wird. Wenn die Aufnahme demgegenüber 3 Gew.-% übersteigt, wird der Widerstand beim Laufen der Faser größer, und das Öl haftet häufig an den Rollen, Heizplatten oder Führungen, um dieselben zu verunreinigen. Wenn die Faser einem Falschdraht-Texturierungsverfahren unterzogen wird, liegt die Aufnahme vorzugsweise in einem Bereich von 0,25 bis 1,0 Gew.-%, besonders bevorzugt von 0,3–0,7 Gew.-%. Natürlich kann ein Teil des Öls in das Innere der Faser eindringen.
(iii) Reibungskoeffizient der PTT-Faser
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird ein Wert, der aus der folgenden Gleichung, basierend auf dem Faser-Faser-Haftreibungskoeffizienten F/Fμs und der Gesamtfasergröße d (dtex), berechnet wird, als auf die Fasergröße korrigierter Haftreibungskoeffizient G bezeichnet. Der Wert G liegt vorzugsweise in einem Bereich von 0,06–0,25 in der vorliegenden Erfindung: G = (F/Fμs) – 0,00383·dF/Fμs ist ein Parameter, der die Anfälligkeit zur Faserflugbildung aufgrund des Reibens zwischen Fasern und der Leichtigkeit des Schlupfs zwischen Garnknäueln darstellt. Da der Wert dem Kontaktbereich zwischen Fasern proportional ist, ist er auch entsprechend den Fasergrößen variabel. Demgemäß liegt der Wert G vorzugsweise in dem oben erwähnten Bereich.
Wenn der Wert von G kleiner als 0,06 ist, unterliegt die auf der Spule aufgewickelte Faser häufig einem Rutschen, was die Ausbuchtung oder ein Kollabieren der Garnknäuel erzeugen kann.
Bei der Ausbuchtung handelt es sich – wie in 3(B) gezeigt ist, um eine gequollene Endfläche (102a) eines Garn-Kreuzwickels (100), die durch eine starke Verfestigungskraft der Garnknäuel in dem Wickelkörper aufgrund der Faserschrumpfung verursacht wird.
Wenn der Wert von G andererseits 0,25 übersteigt, treten häufig Faserflug und ein Brechen des Garns während des Abspulens des Garns oder des Streck-Falschdraht-Texturierungsverfahrens auf. Der Wert von G liegt besonders bevorzugt in einem Bereich von 0,1–0,2, weiterhin besonders bevorzugt von 0,12–0,18.
Obwohl der auf die Fasergröße korrigierte Haftreibungskoeffizient G vorzugsweise dem oben erwähnten Bereich genügt, liegt der dynamische Faser-Metall- Reibungskoeffizient F/Mμd vorzugsweise in einem Bereich von 0,15–0,30. F/Mμd ist ein Parameter, der nicht nur die Leichtigkeit des Schlupfes zwischen der Faser und dem metallischen Teil, wie Rollen und Heizplatten, sondern auch zwischen Faser und Führungen, einer Scheibe oder einem Riemen einer Falschdraht-Texturierungsmaschine darstellt. Wenn dieser Wert kleiner als 0,15 ist, wird die Reibung zwischen der Faser und der Scheibe oder einem Riemen einer Falschdraht-Texturierungsmaschine manchmal zu gering, um das Garn ausreichend zu zwirnen. Wenn der Wert demgegenüber 0,30 übersteigt, ist ein Gleiten der Faser auf der Heizplatte oder der Führung häufig schwierig, so dass Faserflug und ein Reißen des Garns verursacht werden. Der besonders bevorzugte Bereich ist 0,17–0,27.
Gemäß der vorliegenden Erfindung liegt der dynamische Faser-Faser-Reibungskoeffizient F/Mμd vorzugsweise in einem Bereich von 0,3–0,65. Der dynamische Faser-Faser-Reibungskoeffizient ist ein Parameter, der die Anfälligkeit zur Erzeugung von Faserflug aufgrund des Reibens zwischen Fasern darstellt. Wenn dieser Wert kleiner als 0,3 ist, wird die Faser manchmal übermäßig schlüpfrig, so dass der Spinn- und Streckvorgang gestört werden. Wenn der Wert demgegenüber 0,65 überschreitet, wird die Reibung manchmal übermäßig hoch, so dass Faserflug erzeugt wird und ein Reißen des Garns erfolgt.
Faktoren zum Abändern des Reibungskoeffizienten sind die Kristallinität und Orientierung der Faser, die Arten und die Aufnahmemengen des Öls und der Wassergehalt. Der oben erwähnte bevorzugte Bereich des Reibungskoeffizienten ist durch Einstellen dieser Punkte gemäß der vorliegenden Erfindung erreichbar.
(iv) Titanoxid und U %
Zur Durchführung des Streck-Falschdraht-Texturierungsverfahrens auf stabile Weise ohne Erzeugung von Faserflug und ohne ein Reißen des Garns enthält die Faser vorzugsweise Titanoxid in einem bestimmten Verhältnis, das so bestimmt ist, dass der Texturierungsvorgang nicht gestört wird und in der Längsrichtung gleichmäßig ist. Zu diesem Zweck enthält die PTT-Faser vorzugsweise Titanoxid mit einer mittleren Teilchengröße im Bereich von 0,01–2 μm in einem Anteil im Bereich von 0,01–3 Gew.-%, wobei der Aggregat-Gehalt der Titanoxid-Teilchen deren längste Abmessung 5 μm übersteigt, 12 Stück/mg Faser oder weniger beträgt und U % in einem Bereich von 0–2 % liegt.
Diesbezüglich erfolgt nachstehend die Beschreibung.
PTT-Faser gemäß der vorliegenden Erfindung enthält vorzugsweise Titanoxid mit einer mittleren Teilchengröße in einem Bereich von 0,01–2 μm in einem Anteil in einem Bereich von 0,01–3 Gew.-% als Mattierungsmittel sowie zum Zwecke der Reduktion des Reibungskoeffizienten. PTT hat einen größeren Reibungskoeffizienten als PET und PBT. Daher treten häufig Faserflug und ein Reißen des Garns während des Spinnens oder des Falschdraht-Texturierungsverfahrens auf. Wenn die Faser Titanoxid enthält, ist es möglich, den Reibungskoeffizienten zu reduzieren und die Bildung von Faserflug und ein Reißen des Garns während des Spinnens oder des Falschdraht-Texturierungsverfahrens zu unterdrücken. Wenn der Gehalt an Titanoxid 0,01 Gew.-% beträgt, ist der Effekt der Reduktion des Reibungskoeffizienten geringer oder der Glanz wird so hoch, dass sich ein billiges Aussehen ergibt. Wenn der Gehalt andererseits 3 Gew.-% übersteigt, ist nicht nur der Effekt der Reduktion der Reibungskoeffizienten gesättigt, sondern Titanoxid-Teilchen werden von der Faser abgestreift, so dass die Spinnmaschine oder die Spulmaschine verunreinigt werden. Der Gehalt liegt vorzugsweise in einem Bereich von 0,03–2 Gew.-%.
Der Gehalt an Aggregaten von Titanoxid-Teilchen in der erfindungsgemäßen PTT-Faser, deren längste Abmessung 5 μm übersteigt, beträgt vorzugsweise 12/mg Faser (diese Einheit stellt die Anzahl der Aggregate dar, die in einer Faser eines Gewichts von 1 mg enthalten sind) oder weniger. Und zwar deshalb, weil, wenn diese Bedingung erfüllt ist, es möglich ist, die Unregelmäßigkeit der physikalischen Eigenschaften der Faser, wie Reißdehnung oder andere, zu reduzieren. Dieser Wert ist besonders bevorzugt 10/mg Faser oder weniger, weiterhin besonders bevorzugt 7/mg Faser.
U % der erfindungsgemäßen PTT-Faser liegt vorzugsweise im Bereich von 0–2 %.
U % ist ein Wert, der aus der Abänderung der Masse einer Faserprobe erhalten wird, die durch einen USTER TESTER 3, hergestellt von Zellweger Uster Co. Ltd., gemessen wird. Diese Vorrichtung kann die Massenvariation aufgrund der Änderung der Dielektrizitätskonstanten messen, wenn die Faserprobe durch einen Spalt zwischen Elektroden geführt wird. Wenn die Faserprobe durch die Vorrichtung mit konstanter Geschwindigkeit geführt wird, wird eine Kurve erhalten, die die Ungleichmäßigkeit der Faserprobe darstellt, wie in 4 gezeigt ist. In der Zeichnung ist M die Masse, ist t die Zeit, ist Xi ein momentaner Wert der Masse, ist Xave der Mittelwert der momentanen Werte der Masse, ist T die Messzeit und ist a eine Fläche zwischen Xi und Xave (ein schraffierter Anteil in 4). U % konnte daraus unter Verwendung der folgenden Gleichung erhalten werden: U % = [a/(Xave × T)] × 100
Wenn U % 2 % übersteigt, bilden sich häufig Faserflug und ein Reißen des Garns während des Falschdraht-Texturierungsverfahrens oder es ergibt sich ein texturiertes Falschdrahtgarn geringer Qualität, das ungleichmäßig gefärbt ist und/oder eine Unregelmäßigkeit der Kräuselung aufweist. U % beträgt vorzugsweise 1,5 % oder weniger, besonders bevorzugt 1,0 % oder weniger. Natürlich ist die Garnqualität umso besser, je niedriger U % ist.
(v) Festigkeit
Die Festigkeit der erfindungsgemäßen PTT-Faser beträgt vorzugsweise 1,3 cN/dtex oder mehr. Wenn sie geringer als 1,3 cN/dtex ist, ist die Faser so schwach, dass häufig Faserflug und ein Reißen des Garns während des Abspulens oder dem Streck-Falschdraht-Texturieren des Garns erzeugt wird.
Die Festigkeit ist besonders bevorzugt 1,5 cN/dtex oder mehr, weiterhin besonders bevorzugt 1,7 cN/dtex oder mehr.
(vi) Die erfindungsgemäße PTT-Faser liegt vorzugsweise in Form eines Multifilamentgarns vor.
Obwohl es keine Beschränkung der Gesamtfasergröße gibt, liegt sie vorzugsweise in einem Bereich von 5–400 dtex, besonders bevorzugt von 10–300 dtex.
Obwohl es keine Beschränkung der Einzelfasergröße gibt, liegt sie vorzugsweise in einem Bereich von 0,1–20 dtex, besonders bevorzugt von 0,5–10 dtex, weiterhin besonders bevorzugt von 1–5 dtex.
Es gibt keine Beschränkung der Querschnittsform der Faser, und dieselbe kann kreisförmig, polygonal wie dreieckig, flach sein, eine L-Form, eine W-Form, eine Kreuzform, eine Form paralleler Kreuze oder eine Hundeknochenform aufweisen. Auch kann sie entweder massiv oder hohl sein.
(3) Kreuzwickel
Die erfindungsgemäße PTT-Faser ist vorzugsweise in Form eines Kreuzwickels gewickelt.
Zur Modernisierung und Rationalisierung des Falschdraht-Texturierungsverfahrens wird ein großer Wickelkörper bevorzugt, d.h. eine größere Menge der Faser wird vorzugsweise in einem Kreuzwickel aufgewickelt. Der Kreuzwickel kann die Fluktuation der Garnspannung minimieren, wenn das Garn davon während des Falschdraht-Texturierungsverfahrens abgespult wird, so dass sich eine stabile Garnverarbeitung ergibt.
(i) % Ausbuchtung
Der Kreuzwickel des erfindungsgemäßen PTT-Garns hat vorzugsweise eine prozentuale Ausbuchtung von 20 % oder weniger.
3(A) zeigt eine wünschenswerte Form des Kreuzwickels (100), wobei das Garn auf eine Spule (103) in Form zylindrischer Garnschichten (104) gewickelt ist, so dass sich eine flache Endfläche (102) ergibt.
Wie in 3(B) gezeigt ist, ist die Ausbuchtung eine gequollene Endfläche (102a) des Kreuzwickels (100), die gebildet wird, wenn eine große Spannung an den Wickelkörper angelegt wird, und zwar aufgrund der Faserschrumpfung während des Aufwickelns. Die prozentuale Ausbuchtung ist ein Wert, der durch die folgende Gleichung (2), basierend auf der Wickelbreite Q der innersten Garnschicht und der Wickelbreite R des am stärksten gequollenen Anteils in 3(A) oder 3(B), berechnet wird: % Ausbuchtung = [(R – Q)/Q] × 100 (2)
Die prozentuale Ausbuchtung ist ein Parameter, der das Festziehen des Wickelkörpers aufgrund der Faserschrumpfung darstellt.
Wenn die prozentuale Ausbuchtung des Kreuzwickels 20 % übersteigt, wird das Festziehen des Wickelkörpers aufgrund der Faserschrumpfung so groß, dass das Entfernen des Wickelkörpers von einer Spindel der Abspulmaschine oft unmöglich ist. Außerdem ergeben sich ein hohes Reißen des Garns, Faserflug und eine ungleichmäßige Färbung des resultierenden Garns aufgrund der Fluktuation der Abspulspannung. Die prozentuale Ausbuchtung ist vorzugsweise 15 % oder weniger, besonders bevorzugt 10 % oder weniger.
(ii) Spule
Es ist sehr wichtig, die Häufigkeit des Ersetzens der Spulen während des Spinnvorgangs zu reduzieren, wenn das Garn im industriellen Maßstab hergestellt wird, und zwar im Hinblick auf die Verbesserung der Arbeitseffizienz und der Kostenreduktion. Nachdem der Kreuzwickel beim Streck-Falschdraht-Texturierungsverfahren erschöpft ist, wird ein voreilendes Garn in einem neuen Kreuzwickel mit dem ersteren verbunden. Auch in diesem Fall ist es sehr wichtig, die Häufigkeit des Verbindens zu reduzieren, und zwar im Hinblick auf die Verbesserung der Arbeitseffizienz und der Kostenreduktion.
Daher weist der Kreuzwickel vorzugsweise 2 kg oder mehr der erfindungsgemäßen PTT-Faser auf, besonders bevorzugt 3 kg oder mehr, weiterhin besonders bevorzugt 5 kg oder mehr.
Wenn der Wickelkörper weniger als 2 kg wiegt, wird die Häufigkeit des Spulenersatzes oder der Garnverbindung zu hoch, um texturierte Falschdrahtgarne effektiv in einem industriellen Maßstab herzustellen.
Das in der vorliegenden Erfindung verwendete Spulenmaterial ist entweder ein Harz, wie ein Phenolharz, Metall oder Papier.
Im Falle von Papier beträgt dessen Dicke vorzugsweise 5 mm oder mehr. Der Durchmesser der Spule liegt vorzugsweise in einem Bereich von 50–250 mm, besonders bevorzugt von 80–150 mm. Die Wickelbreite Q der Faser auf der Spule liegt vorzugsweise in einem Bereich von 40–300 mm, besonders bevorzugt von 60–200 mm. Wenn eine solche Spule und Wickelbreite, wie sie oben erwähnt wurden, angewendet werden, ist es möglich, leicht einen schönen Kreuzwickel zu erhalten, von dem das Garn glatt abgespult wird.
(iii) Relaxierte Schrumpfung
Die relaxierte Schrumpfung einer PTT-Faser, die in Form eines Kreuzwickels gemäß der vorliegenden Erfindung gewickelt ist, liegt vorzugsweise in einem Bereich von 0 % bis 3,0 %. Die relaxierte Schrumpfung wird durch die folgende Gleichung dargestellt: relaxierte Schrumpfung (%) =[(L0 – L1)/L0] × 100,wobei L₀ die Länge (cm) der Faser in dem Kreuzwickel darstellt und L₁ die Länge (cm) der Faser darstellt, nachdem sie vom Kreuzwickel abgespult wurde und 7 Tage lang in einem freien Zustand belassen wurde.
Die relaxierte Schrumpfung stellt ein Potential der Faser zum Schrumpfen auf der Spule dar und ist ein Parameter zum Anzeigen des Festziehens des Wickelkörpers aufgrund der Faserschrumpfung. Wenn die relaxierte Schrumpfung 3,0 % übersteigt, schrumpft die Faser in hohem Maße, um ein Festziehen des Wickelkörpers aufgrund der Faserschrumpfung zu verursachen. Wenn dieser Wert negativ ist, erschlafft die Faser, so dass ein Kollabieren der Garnknäuel verursacht wird. Die relaxierte Schrumpfung liegt vorzugsweise in einem Bereich von 0,1 bis 2,5 %, besonders bevorzugt von 0,2–2,0 %, weiterhin besonders bevorzugt von 0,3 bis 1,5 %.
(4) Verfahren zur Herstellung der PTT-Faser
Als nächstes wird in Form eines Beispiels ein Verfahren zum Erhalten der erfindungsgemäßen PTT-Faser und des Kreuzwickels derselben nachstehend beschrieben.
Die PTT-Faser gemäß der vorliegenden Erfindung wird durch Extrusion von PTT, das im Wesentlichen aus 90 Mol-% oder mehr Trimethylenterephthalat-Repetiereinheiten besteht, im geschmolzenen Zustand aus einer Spinndüse zu einem Multifilamentgarn erhalten, das dann schnell gekühlt und verfestigt wird. Das verfestigte Multifilamentgarn wird bei einer Temperatur im Bereich von 50 bis 170°C wärmebehandelt und dann mit einer Geschwindigkeit in einem Bereich von 2000–4000 m/min, wobei eine Spannung in einem Bereich von 0,02–0,2 cN/dtex beibehalten wird, aufgewickelt.
Ein vorteilhaftes Verfahren zur Herstellung der erfindungsgemäßen PTT-Faser wird ausführlicher unter Bezugnahme auf die 5, 6(A), 6(B), 6(C) und 6(D) beschrieben.
In den oben erwähnten Zeichnungen bezeichnet die Bezugsziffer 1 einen Trockner, 2 einen Extruder, 3 ein Band, 4 einen Spinnkopf, 5 einen Spinnkörper, 6 eine Spinndüse, 7 einen erwärmten Bereich, 8 ein Multifilamentgarn, 9 Kühlluft, 10 eine Auftragsvorrichtung für ein Veredelungsmittel, 11 eine erste Rolle, 12 eine freie Rolle, 13 eine Spulmaschine, 13a eine Spindel und einen Wickelkörper, 13b eine Kontaktrolle, 14 eine Spinnkammer, 15 eine Wärmebehandlungszone, 16 eine zweite Rolle, 17 eine erste Nelson-Rolle, 18 eine zweite Nelson-Rolle, 19 eine erste Heizvorrichtung und 20 eine zweite Heizvorrichtung.

1) Zuerst werden PTT-Pellets, die zu einem Feuchtigkeitsgehalt von 100 ppm oder weniger in dem Trockner 1 getrocknet wurden, in den Extruder 2 gegeben, der vorher auf eine Temperatur im Bereich von 250–290°C eingestellt wurde, und darin geschmolzen. Das geschmolzene PTT wird zum Spinnkopf 4 geschickt, der anschließend an den Extruder angeordnet ist und vorher auf eine Temperatur im Bereich von 250–290°C eingestellt wurde, und durch eine Zahnradpumpe gewogen. Danach wird das geschmolzene PTT als geschmolzenes Multifilamentgarn durch die Spinndüse 6 mit vielen Löchern in die Spinnkammer 14 extrudiert und auf dem Körper 5 montiert.

Der Feuchtigkeitsgehalt der dem Extruder zugeführten PTT-Pellets beträgt vorzugsweise 50 ppm oder weniger, besonders bevorzugt 30 ppm oder weniger, um eine Reduktion des Polymerisationsgrades zu vermeiden.
Obwohl die Temperatur des Extruders und des Spinnkopfes innerhalb des oben erwähnten Bereichs gemäß den Grenzviskositäten oder Formen der PTT-Pellets ausgewählt werden muss, beträgt dieser Bereich besonders bevorzugt 255 bis 285°C, weiterhin besonders bevorzugt 260–280°C. Wenn die Temperatur des Extruders oder des Spinnkopfes 250°C oder weniger beträgt, kann ein Garnreißen erfolgen und sich Faserflug bilden und der Garndurchmesser kann unregelmäßig sein. Wenn die Temperatur des Extruders oder des Spinnkopfes demgegenüber 290°C übersteigt, wird die thermische Zersetzung signifikant, wodurch das sich ergebende Garn manchmal verfärbt sein kann oder eine unbefriedigende Festigkeit aufweisen kann.

2) Das geschmolzene Multifilamentgarn, das aus der Spinndüse 6 in die Spinnkammer 14 extrudiert wurde, wird durch die Kühlluft 9 auf Raumtemperatur gekühlt und in ein verfestigtes Multifilamentgarn 8 überführt.

Wenn das PTT aus der Spinndüse extrudiert wird, liegt die Spinnverstreckung in einem Bereich von 60–2000. Diesbezüglich ist die Spinnverstreckung ein durch die folgende Gleichung dargestellter Wert: Spinnverstreckung = V2/V1,wobei V₁ die lineare Geschwindigkeit (m/min) des Polymers ist, wenn es aus der Spinndüse extrudiert wird und V₂ die Umfangsgeschwindigkeit (m/min) der ersten Rolle ist. Wenn die erste Rolle nicht verwendet wird, stellt V₂ die Wickelgeschwindigkeit dar.
Das geschmolzene Multifilamentgarn, das aus der Spinndüse extrudiert wurde, wird, während es schnell gekühlt wird, zu dem verfestigten Multifilamentgarn verstreckt. Da PTT weicher als PET oder andere ist, und eine niedrigere Tg hat, dauert der Zustand des geschmolzenen Multifilamentgarns länger an und die Zone, in der es verstreckt wird, ist auch länger. Demgemäß wird es ungleichmäßig verstreckt, wenn der Luftwiderstand groß ist, und unregelmäßig, wie im Falle von POY, das mit hoher Geschwindigkeit aufgewickelt wird.
Somit ist die Spinnverstreckung, die ein Streckverhältnis darstellt, das auf das PTT von der Extrusion zur Verfestigung ausgeübt wird, ein wichtiger Parameter zum Minimieren der Fluktuation der physikalischen Eigenschaften, wie U % oder Reißdehnung. Wenn die Spinnverstreckung innerhalb des oben beschriebenen Bereichs gesteuert wird, wird U % leicht minimiert.
Wenn die Spinnverstreckung 2000 übersteigt, wird die Fluktuation der physikalischen Eigenschaften, wie U % oder Reißdehnung, größer, wobei häufig Faserflug und ein Reißen des Garns während des Streck-Falschdraht-Texturierungsverfahrens hoher Geschwindigkeit erfolgen. Wenn die Spinnverstreckung andererseits kleiner als 60 ist, wird der Durchmesser des Spinndüsenlochs übermäßig klein, so dass sich ein hoher Extrusionsdruck ergibt, der eine instabile Extrusion verursacht, und im schlimmsten Fall ein Schmelzbruch erfolgen kann, so dass eine Fluktuation der physikalischen Eigenschaften, wie U % oder Reißdehnung, verursacht wird. Da weiterhin die Wickelgeschwindigkeit übermäßig niedrig ist, liegen die Orientierung und die Reißdehnung außerhalb des Bereichs, der für das erfindungsgemäße PTT-POY geeignet ist. Dadurch werden häufig Faserflug und ein Reißen des Garns während eines Hochgeschwindigkeits-Streck-Falschdraht-Texturierungsverfahrens produziert. Die Spinnverstreckung liegt vorzugsweise in einem Bereich von 100–1500, besonders bevorzugt von 150 bis 1000.
Nachdem das geschmolzene Multifilamentgarn durch den erwärmten Bereich 7 geführt wurde, der eine Länge im Bereich von 2–80 cm hat und bei einer Umgebungstemperatur im Bereich von 30–200°C gehalten wird, um nicht übermäßig schnell abgekühlt zu werden, wird es vorzugsweise schnell gekühlt und in ein verfestigtes Multifilamentgarn überführt. Beim Passieren des erwärmten Bereichs 7 konnte das geschmolzene Multifilamentgarn in das verfestigte Multifilamentgarn überführt werden, während verschiedene Unregelmäßigkeiten (wie Ungleichmäßigkeit der Dicke, Ungleichmäßigkeit der Orientierung oder Ungleichmäßigkeit der Dehnung) unterdrückt wurden, selbst bei einer hohen Wickelgeschwindigkeit (oder einer hohen Umfangsgeschwindigkeit der ersten Rolle).
Wenn die Temperatur in dem erwärmten Bereich 7 niedriger als 30°C ist, wird das geschmolzene Multifilamentgarn so schnell abgekühlt, dass die Unregelmäßigkeiten des verfestigten Multifilamentgarns häufig zunehmen. Wenn sie demgegenüber 200°C übersteigt, tritt leicht ein Reißen des Garns auf. Der erwärmte Bereich wird vorzugsweise bei einer Temperatur im Bereich von 40–180°C, besonders bevorzugt von 50–150°C gehalten. Die Länge des erwärmten Bereichs beträgt besonders bevorzugt etwa 5–30 cm.

3) Anschließend wird das verfestigte Multifilamentgarn, bevor es der Wärmebehandlung bei einer bestimmten Temperatur unterzogen wird, vorzugsweise durch eine Veredelungsmittel-Auftragsvorrichtung 10 mit einem Veredelungsmittel versehen.

Durch das Auftragen des Veredelungsmittels werden die Kohäsivkraft, die antistatische Eigenschaft und die Gleitfähigkeit der Fasern verbessert, so dass die Bildung von Faserflug und ein Reißen des Garns während des Verstreckens, Wickelns und der Nachbehandlung eingeschränkt werden und eine vorteilhafte Form des sich ergebenden Wickelkörpers beibehalten wird.
Das hierin aufgeführte Veredelungsmittel umfasst eine wässrige Emulsion, in der Öl unter Verwendung eines Emulgiermittels emulgiert ist, eine Lösung, in der Öl in einem Lösungsmittel gelöst ist, oder ein Öl selbst, und dasselbe dient der Verbesserung der Kohäsivkraft, der antistatischen Eigenschaft und der Gleitfähigkeit der Fasern. Bezüglich der Zusammensetzung, Konzentration und Aufnahme des Veredelungsmittels oder Öls sollte auf die Beschreibung von [(II) (ii)], die für die erfindungsgemäße PTT-Faser gemacht wurde, Bezug genommen werden.
Das Veredelungsmittel kann durch verschiedene Verfahren aufgetragen werden, wobei eine bekannte ölende Rolle oder Führungsdüse, die in der japanischen Offenlegungsschrift JP-A-59-116404 offenbart wird, verwendet wird. Um ein Reißen des Garns oder die Bildung von Faserflug aufgrund der Reibung der Veredelungsmittel-Auftragsvorrichtung selbst zu vermeiden, wird vorzugsweise die Führungsdüse verwendet. Das Veredelungsmittel kann auf die Fasern an jeder Position innerhalb der Kammer 14, der Wärmebehandlungszone 15 vor der ersten Rolle 11 und zwischen beiden Zonen aufgetragen werden. Eine Position nahe bei der Spinndüse wird besonders bevorzugt, nachdem das geschmolzene Multifilamentgarn durch die Kühlluft 9 auf Raumtemperatur abgekühlt wurde, um das verfestigte Multifilamentgarn 8 darzustellen. Da die Fasern gleichzeitig gesammelt werden, nachdem sie mit dem Veredelungsmittel versehen wurden, ist es möglich, den Luftwiderstand auf einen Betrag zu minimieren, der so gering wie möglich ist, wenn die oben erwähnte Position sich so nahe wie möglich an der Spinndüse befindet, wodurch eine Bildung von Faserflug und ein Reißen des Garns verhindert werden können.

4) Vorzugsweise liegt der Feuchtigkeitsgehalt der Fasern nach dem Aufwickeln in einem Bereich von 0,5–5 Gew.-%.

Diese Feuchtigkeit kann Wasser sein, das in dem Veredelungsmittel enthalten ist und über das Veredelungsmittel auf die Fasern aufgetragen wird oder es kann separat vom Veredelungsmittel auf die Fasern, bevor dieselben aufgewickelt werden, durch eine Führungsdüse aufgetragen werden, die derjenigen ähnlich ist, welche für das Auftragen des Veredelungsmittels verwendet wird. Der Feuchtigkeitsgehalt der Fasern liegt besonders bevorzugt in einem Bereich von 0,7 bis 4 Gew.-%, weiterhin besonders bevorzugt von 1–3 Gew.-%. Wenn der Feuchtigkeitsgehalt innerhalb des obigen Bereichs liegt, wird kann leicht ein gut geformter Kreuzwickel erhalten werden, der kein Abgleiten von Garnknäueln an der Endfläche des Wickelkörpers aufweist und frei von einer Ausbuchtungsbildung ist.

5) Anschließend wird das verfestigte Multifilamentgarn 8 in der Zone 15 durch die erste Rolle 11 oder andere erwärmt. Diesbezüglich ist die freie Rolle 12 eine Rolle, die nicht von selbst angetrieben wird.

Obwohl die erfindungsgemäße PTT-Faser direkt auf die Spulmaschine gewickelt werden kann, nachdem sie durch ein Heizgerät oder etwas anderes erwärmt wurde, ohne dass Rollen u.a. verwendet werden, wird sie vorzugsweise durch die Spulmaschine aufgewickelt, nachdem sie um eine sich drehende Rolle gewickelt wurde, weil die Wickelspannung durch Einstellen der Geschwindigkeiten der Rolle und der Spulmaschine leicht steuerbar ist.
Es gibt Verfahren zum Erwärmen der Faser, die von denjenigen verschieden sind, welche in 5 gezeigt werden, wobei nur die erste Rolle 11 verwendet wird. Z.B. zeigt 6(A), dass die Faser durch eine erste Rolle 11 und/oder eine zweite Rolle 16 erwärmt wird; 6(B) zeigt, dass die Faser entweder durch eine erste Nelson-Rolle 17 oder eine zweite Nelson-Rolle 18 oder beide erwärmt wird; 6(C) zeigt, dass die Faser in einem ersten Heizgerät 19 und/oder einem zweiten Heizgerät 20 erwärmt wird, und 6(D) zeigt, dass die Faser durch ein erstes Heizgerät 19 erwärmt wird.
In den in den 6(C) und 6(D) gezeigten Fällen kann die Faser zusätzlich zu dem Heizgerät (den Heizgeräten) durch die Rolle (Rollen) erwärmt werden.
Das Heizgerät zum Erwärmen der Faser kann entweder vom Kontakttyp oder vom Nichtkontakttyp sein. Auch ein erwärmtes Gas kann verwendet werden. Von diesen wird das Verfahren unter Verwendung der erwärmten Rolle am meisten bevorzugt, weil die Geschwindigkeiten der Rolle und der Spulmaschine gleichzeitig mit der Wärmebehandlung einstellbar sind.
Obwohl eine Rolle mit Eigenantrieb nur erwärmt wird, während die freie Rolle in den erläuterten Ausführungsformen, in denen die Faser durch die Rollen erwärmt wird, nicht zum Erwärmen verwendet wird, kann die freie Rolle natürlich zum Erwärmen verwendet werden.
Es ist notwendig, dass die Erwärmungstemperatur in einem Bereich von 50 bis 170°C liegt. Wenn die Temperatur niedriger als 50°C ist, ist es unmöglich die Faser in einem ausreichenden Grad zu kristallisieren, wodurch sich ein Festziehen des Wickelkörpers aufgrund der Faserschrumpfung ergeben kann oder die physikalischen Eigenschaften der Faser mit der Zeit variieren können, so dass sich eine Störung des Streck-Falschdraht-Texturierungsverfahrens im industriellen Maßstab ergibt. Wenn sie demgegenüber 170°C übersteigt, wird die Kristallinität der Faser so hoch, dass der Faser-Faser-Haftreibungskoeffizient übermäßig niedrig ist, so dass sich eine hohe prozentuale Ausbuchtung oder eine Schwierigkeit beim Streck-Falschdraht-Texturierungsverfahren mit hoher Geschwindigkeit ergibt. Die Wärmebehandlungstemperatur liegt vorzugsweise in einem Bereich von 60 bis 150°C, besonders bevorzugt von 80–130°C.
Die Wärmebehandlungszeit liegt vorzugsweise in einem Bereich von 0,001–0,1 Sekunden. Die hierin aufgeführte Wärmebehandlungszeit ist die Gesamtzeit, wenn mehrere Rollen und/oder Heizgeräte verwendet werden. Wenn die Wärmebehandlungszeit weniger als 0,001 Sekunden beträgt, ist es unmöglich, die Faser in einem ausreichenden Grad zu kristallisieren, wodurch ein Festziehen des Wickelkörpers aufgrund der Faserschrumpfung oder eine Ausbuchtung auftreten können oder die physikalischen Eigenschaften der Faser mit der Zeit variieren können. Wenn die Zeit demgegenüber 0,1 Sekunden übersteigt, wird die Kristallinität der Faser so hoch, dass der Faser-Faser-Haftreibungskoeffizient übermäßig niedrig ist, so dass sich eine große prozentuale Ausbuchtung in dem resultierenden Kreuzwickel ergibt.
Wenn in der vorliegenden Erfindung die Erwärmungstemperatur hoch ist oder die Erwärmungszeit lang ist oder die Wickelgeschwindigkeit hoch ist, wird die Kristallinität der Faser hoch. Demgemäß wird die Erwärmungszeit vorzugsweise gemäß der Erwärmungstemperatur und/oder der Wickelgeschwindigkeit ausgewählt.
6) Wickeln (Bildung des Kreuzwickels)
Das Multifilamentgarn, das der Wärmebehandlung unterzogen wurde, wird unter Verwendung der Spulmaschine 13 aufgewickelt.
Es ist notwendig, dass die Wickelgeschwindigkeit in einem Bereich von 2000 bis 4000 m/min liegt. Wenn die Wickelgeschwindigkeit niedriger als 2000 m/min ist, wird die Orientierung der Faser zu gering, um ein PTT-POY mit einem Spitzenwert der thermischen Spannung und einer Dichte in dem Bereich zu erhalten, der durch die vorliegende Erfindung definiert ist, selbst wenn die Wärmebehandlung unter irgendeiner Bedingung durchgeführt wurde, wodurch die sich ergebende Faser spröde wird und die Handhabung und das Streck-Falschdraht-Texturieren der Faser schwierig werden. Wenn die Geschwindigkeit demgegenüber 4000 m/min übersteigt, werden die Orientierung und die Kristallinität der Faser zu stark entwickelt, um ein PTT-POY mit einem Spitzenwert der thermischen Spannung und einer Dichte in dem Bereich zu erhalten, der durch die vorliegende Erfindung definiert ist, wodurch die Faser in hohem Maße auf der Spule schrumpft, so dass ein Festziehen des Wickelkörpers verursacht wird. Die Wickelgeschwindigkeit liegt vorzugsweise in einem Bereich von 2200–3800 m/min, besonders bevorzugt von 2500–3600 m/min.
In der vorliegenden Erfindung ist es notwendig, dass die Wickelspannung in einem Bereich von 0,02–0,20 cN/dtex liegt. Wenn PET oder Nylon gemäß dem Stand der Technik schmelzgesponnen werden, kann das Garn unter einer solchen niedrigen Wickelspannung nicht in einem stabilen Zustand laufen und kann ein Führungsquerstück dazu bringen, ein Reißen des Garns oder einen Umschaltungsfehler zu verursachen, wenn das Garn automatisch von der voll aufgewickelten Spule zur nächsten frischen Spule umgeschaltet wird.
Überraschenderweise kann jedoch die PTT-Faser bei der oben erwähnten extrem niedrigen Spannung gewickelt werden, ohne dass ein solches Problem verursacht wird. Nur unter einer solchen niedrigen Wickelspannung ist es möglich, einen gut geformten Kreuzwickel zu erhalten, der frei von einem Festziehen des Wickelkörpers aufgrund der Faserschrumpfung ist. Wenn die Wickelspannung niedriger als 0,02 cN/dtex ist, ist die Spannung so niedrig, dass das Garn nicht glatt der Querbewegung durch das Führungsquerteil unterzogen wird, so dass sich ein schlecht geformter Wickelkörper ergibt oder ein Reißen des Garns aufgrund des ein Führungsquerteil verlassenden Garns erzeugt wird. Wenn die Wickelspannung 0,20 CN/dtex übersteigt, kann ein Festziehen des Wickelkörpers aufgrund der Faserschrumpfung erfolgen, selbst wenn die Faser nach der Wärmebehandlung aufgewickelt wird.
Die Wickelspannung liegt vorzugsweise im Bereich von 0,025–0,15 cN/dtex, besonders bevorzugt von 0,03–0,10 cN/dtex.
Wenn die erste Rolle verwendet wird, wird die Umfangsgeschwindigkeit derselben vorzugsweise so eingestellt, dass die Wickelspannung in dem oben definierten Bereich liegt. Üblicherweise beträgt die Umfangsgeschwindigkeit vorzugsweise das 0,90-fache bis 1,1-fache der Wickelgeschwindigkeit.
Hilfsrollen können auch bereitgestellt werden, entweder vor oder nach der ersten Rolle oder beiden, um zusätzlich dazu die Wärmebehandlung durchzuführen, das Garn abzulenken oder die Spannung zu regeln. In einem solchen Fall wird es bevorzugt, dass die Faser nicht um das 1,3-fache oder mehr zwischen den entsprechenden Rollen verstreckt wird. Wenn die Hilfsrolle hinter der ersten Rolle bereitgestellt wird, wird die Umfangsgeschwindigkeit der ersteren vorzugsweise so eingestellt, dass die Wickelspannung in dem obigen Bereich geregelt wird.
Gemäß der vorliegenden Erfindung kann eine Verflechtungsbehandlung während des Spinnverfahrens durchgeführt werden, falls es notwendig ist. Die Verflechtungsbehandlung kann vor dem Auftragen des Veredelungsmittels, der Wärmebehandlung oder des Wickelvorgangs durchgeführt werden oder an einer Mehrzahl von Orten durchgeführt werden.
Eine in der vorliegenden Erfindung verwendete Spulmaschine kann vom Spindelantriebs-Typ, Kontaktrollenantriebs-Typ oder eine Kombination dieser Typen sein. Von diesen wird der Kombinationstyp bevorzugt, weil eine große Garnmenge aufgewickelt werden kann.
Wenn entweder die Kontaktrolle oder die Spindel über einen Eigenantrieb verfügt, wird die andere durch eine Antriebswelle mittels Reibung angetrieben, wodurch die an der Spindel befestigte Spule eine Umfangsgeschwindigkeit hat, die von derjenigen der Kontaktrolle verschieden ist, und zwar wegen des Schlupfes zwischen den beiden. Wenn aus diesem Grund das Garn von der Kontaktrolle zur Spindel übertragen wird, kann das Garn gestreckt werden oder schlaff werden, so dass die Spannung variiert, was einen schlecht geformten Kreuzwickel oder ein gescheuertes und beschädigtes Garn ergibt. Wenn man sowohl die Spindel als auch die Kontaktrolle antreibt, ist die Differenz der Umfangsgeschwindigkeit zwischen der Kontaktrolle und der Spule steuerbar, so dass der Schlupf reduziert wird, wodurch die Garnqualität und die Wickelkörperform wünschenswert werden.
In der vorliegenden Erfindung wird die Oberflächentemperatur des aufzuwickelnden Kreuzwickels vorzugsweise in einem Bereich von 0–50°C gehalten. Wenn die Oberflächentemperatur selbst lokal 50°C übersteigt, schrumpft die Faser unter Bildung eines Festziehens des Wickelkörpers, und da eine solche Temperatur von mehr als 50°C die Tg der Faser übersteigt, kann sich die Faser verformen, wodurch es schwierig wird, ein texturiertes Falschdrahtgarn hoher Qualität ohne Bildung von Faserflug und einem Reißen des Garns zu erzeugen. Die Oberflächentemperatur liegt vorzugsweise in einem Bereich von 5–45°C, besonders bevorzugt von 10–40°C.
Zum Beibehalten der Oberflächentemperatur des Kreuzwickels in einem Bereich von 0 bis 50°C kann Kühlluft auf den aufzuwickelnden Kreuzwickel angewendet werden. Zum Beibehalten einer gut aussehenden Wickelkörperform wird das Garn vorzugsweise in einem zweckmäßigen Kreuzwickelwinkel unter geeignetem Kontaktdruck gewickelt, während die Oberfächentemperatur in einem Bereich von 0 bis 50°C gehalten wird.
Der Kreuzwickelwinkel liegt vorzugsweise in einem Bereich von 3,5–8°. Wenn der Querwinkel kleiner als 3,5° ist, ist der Winkel, der zwischen Garnknäueln gebildet wird, so klein, dass das Garnknäuel an einem Ende des Kreuzwickels häufig gleitet, so dass ein Abgleiten der Garnknäuel und eine Ausbuchtung verursacht werden.
Wenn der Winkel demgegenüber 8° überschreitet, ist – da mehr Garn an einem Ende der Spule aufgewickelt wird – der Durchmesser des Wickelkörpers an beiden Enden größer, verglichen mit dem mittleren Bereich desselben. Demgemäß stehen die Endteile des Wickelkörpers nur mit der Kontaktrolle in Kontakt, so dass sich die Garnqualität verschlechtert, oder wenn das Garn von dem Wickelkörper abgespult wird, schwankt die Garnspannung in hohem Maße unter Bildung von Faserflug und einem Reißen des Garns. Der Kreuzwickelwinkel liegt besonders bevorzugt in einem Bereich von 4–7°, weiterhin besonders bevorzugt von 5–6,5°.
Der Kontaktdruck liegt vorzugsweise in einem Bereich von 1–5 kg pro Kreuzwickel. Der Kontaktdruck ist eine Last, die auf den Kreuzwickel durch die Kontaktrolle der Spulmaschine während des Wickelvorgangs angelegt werden muss. Wenn der Kontaktdruck 5 kg pro Kreuzwickel übersteigt, ist die Temperatur des Kreuzwickels häufig höher, und eine an die Faser angelegte Kraft wird größer, wodurch die Faser beschädigt und verformt wird. Wenn der Kontaktdruck geringer als 1 g pro Kreuzwickel ist, wird die Schwingung der Spulmaschine größer und in einem extremen Fall kann die Spulmaschine brechen. Der Kontaktdruck liegt vorzugsweise in einem Bereich von 1,2–4 kg, besonders bevorzugt von 1,5 bis 3 kg.
(5) Texturiertes Falschdrahtgarn
Ein texturiertes Falschdrahtgarn gemäß der vorliegenden Erfindung wird durch Streck-Falschdraht-Texturieren der erfindungsgemäßen PTT-Faser, d.h. PTT-POY, erhalten, das einen sehr weichen Griff hat und über eine ausgezeichnete elastische Erholung verfügt. Das texturierte Falschdrahtgarn kann solche Eigenschaften auch während einer langen Zeitspanne beibehalten.
Das oben erwähnte texturierte Falschdrahtgarn und der Wickelkörper desselben sind unter Verwendung des erfindungsgemäßen PTT-POY und seines Kreuzwickels erhältlich. Da das erfindungsgemäße PTT-POY eine Orientierung und Kristallinität in einem bestimmten Bereich aufweist und von dem Kreuzwickel unter einer geringen Abspulspannung sowie einer geringen Spannungsschwankung abgespult werden kann, wie oben beschrieben wurde, werden die Falschdraht-Texturierungs temperatur, das Streckverhältnis, die Anzahl der Windungen und das Verhältnis von Scheibengeschwindigkeit zu Garngeschwindigkeit zweckmäßig ausgewählt.
(6) Verfahren zur Herstellung von texturiertem Falschdrahtgarn
Zur Durchführung des Falschdraht-Texturierungsverfahrens können verschiedene Typen von Falschdraht-Texturierungsmaschinen verwendet werden, die einen Nadeltyp, einen Reibungstyp und einen Luftzwirntyp einschließen. Von diesen wird im Hinblick auf die Eigenschaft des erfindungsgemäßen PTT-POY der Reibungstyp, einschließlich Scheibentyp oder Band-Spalt-Typ, vorzugsweise verwendet, der befähigt ist, das Streck-Falschdraht-Texturierungsverfahren mit hoher Produktivität durchzuführen.
Die Verarbeitungsgeschwindigkeit beträgt wegen der Produktivität vorzugsweise 200 m/min oder mehr, besonders bevorzugt 300 m/min oder mehr, weiterhin besonders bevorzugt 500 m/min.
Die Verarbeitungstemperatur liegt vorzugsweise in einem Bereich von 100 bis 210°C im Falle eines Heizgeräts vom Kontakttyp. Wenn die Verarbeitungstemperatur niedriger als 100°C ist, ist es schwierig, der Faser genügend Kräusel zu verleihen. Wenn sie demgegenüber 210°C übersteigt, treten häufig Faserflug und ein Reißen des Garns auf. Wenn ein Heizgerät vom Nicht-Kontakttyp verwendet wird, ist es vorteilhaft – da eine bevorzugte Temperatur gemäß den Abständen zwischen dem Heizgerät und der Faser variiert –, die Temperatur des Heizgeräts vom Nicht-Kontakttyp so auszuwählen, dass der Faser eine derartige Wärme verliehen wird, die derjenigen des Heizgeräts vom Kontakttyp entspricht. Die Temperatur beim Heizgerät vom Kontakttyp beträgt besonders bevorzugt 140 bis 200°C, weiterhin besonders bevorzugt 150–190°C.
Das Streckverhältnis während des Falschdraht-Texturierungsverfahrens wird vorzugsweise so eingestellt, dass die Dehnung des texturierten Falschdrahtgarns in einem Bereich von 40–50 % liegt. In diesem Fall beträgt der Bereich des Streckverhältnisses etwa 1,05 bis 2,0.
Im Falle der Falschdraht-Texturierungsmaschine vom Scheibentyp besteht die Zwirnscheibe vorzugsweise aus Keramik oder Urethan; die Anzahl der Scheiben liegt vorzugsweise in einem Bereich von 4 bis 8; das [Scheibengeschwindigkeit]/[Garngeschwindigkeit] (D/Y-Verhältnis) liegt vorzugsweise in einem Bereich von 1,7–3. Innerhalb dieser Bereiche ist das texturierte Falschdrahtgarn, das die Anzahl von Kräuseln in dem gemäß der vorliegenden Erfindung definierten Bereich aufweist, leicht erhältlich.
Zum Erhalten eines texturierten Falschdrahtgarn-Wickelkörpers mit der richtigen Härte und Wickeldichte, wird – um das Abspulen des texturiertes Falschdrahtgarns von dem Wickelkörper zu verstärken – es bevorzugt, die Wickelspannung des texturierten Falschdrahtgarns, das aus dem wie oben gesteuerten Verfahren erhalten wurde, so zu regulieren, dass sie in einem Bereich von 0,05–0,22 cN/dtex liegt. Diesbezüglich ist die Wickelspannung der Mittelwert der Spannung, die periodisch gemäß der Hin- und Herbewegung des Querführungsteils variiert.
(7) Textilerzeugnis
Das erfindungsgemäße texturierte Falschdrahtgarn hat eine ausgezeichnete Kräuselform, Weichheit und elastische Erholung. Demgemäß wird dieses Garn in ein Textilerzeugnis überführt, das eine glatte und qualitativ hochwertige Oberfläche, was gut für die Verarbeitbarkeit während des Web-/Wirkverfahrens ist, einen weichen Griff, eine hohe Streckfähigkeit und eine ausgezeichnete Bauschigkeit hat.
Das erfindungsgemäße texturierte Falschdrahtgarn kann als Teil oder als Ganzes eines Textilerzeugnisses verwendet werden, das ein gewebtes Textilerzeugnis, wie Taft, Köper, Baumwollsatin, Chinakrepp, Palastkrepp oder Crêpe Georgette einschließt oder ein gestricktes Textilerzeugnis, wie ein glatt gestricktes Textilerzeugnis, geripptes Textilerzeugnis, Doppelripp-Textilerzeugnis, Einfachtrikot oder Halbtrikot. Natürlich kann das Textilerzeugnis gewaschen, gefärbt oder auf übliche Weise heißgeformt werden oder zu einem Bekleidungsstück genäht werden.
Das Textilerzeugnis, für das das erfindungsgemäße texturierte Falschdrahtgarn teilweise verwendet wird, ist ein Misch-Textilerzeugnis, in dem wenigstens eine Art verwendet wird, die aus von der erfindungsgemäßen Faser verschiedenen synthetischen Fasern, chemischen Fasern und natürlichen Fasern, wie Cellulosefaser, Wolle, Seide, Stretchfaser oder Acetatfaser, ausgewählt ist. Es gibt keine Beschränkung des Verfahrens zum Vermischen solcher Fasern mit dem erfindungsgemäßen texturierten Falschdrahtgarn, sondern irgendein bekanntes Verfahren kann verwendet werden. Z.B. können die obigen Fasern mit der erfindungsgemäßen Faser in einem gewebten Textilerzeugnis als Kette oder Schuss oder einem reversiblen Textilerzeugnis und in einem gestrickten Textilerzeugnis, wie Trikot oder Raschelware verwendet werden. Ansonsten können die obigen Fasern mit der erfindungsgemäßen Faser doppelt gezwirnt, fachgezwirnt und verflochten werden.
Das Textilerzeugnis, in dem das erfindungsgemäße texturierte Falschdrahtgarn teilweise oder als Ganzes verwendet wird, hat eine ausgezeichnete Weichheit, Streckbarkeit, Oberflächenglätte und Farbentwickelung und wird geeigneter Weise für Unterwäsche, Oberbekleidung, Sportkleidung, Futterstoff oder Strumpfware verwendet.
Die vorliegende Erfindung wird nachstehend unter Bezugnahme auf die bevorzugten Beispiele konkreter beschrieben, ohne aber auf dieselben beschränkt zu sein.
Diesbezüglich sind die Messungen oder anderes wie folgt:
(1) Gehalt an Titanoxid
Der Gehalt an Titanoxid wird unter Verwendung des Hochfrequenzplasma-Spektrometers IRIS-AP, hergestellt von Thermogerel Ash (phonetisch), gemessen, wobei der Gehalt an Ti-Element bestimmt wird, aus dem der Gehalt, basierend auf den Atomgewichten des Ti-Elements und des Sauerstoff-Elements, bestimmt wird.
Eine zu analysierende Probe wird wie folgt hergestellt:
15 ml konzentrierte Schwefelsäure werden zu 0,5 g Polymer oder Faser in einem konischen Kolben gegeben, der dann auf einer Heizplatte bei 150°C 3 Stunden lang und auf einer anderen Heizplatte bei 350°C 2 Stunden lang erhitzt wird, um Polymer oder Faser zu zersetzen. Nach dem Abkühlen werden 5 ml Wasserstoffperoxid-Wasser zugegeben. Nach der oxidativen Zersetzung wird die Flüssigkeit kondensiert, um ein Volumen von 5 ml anzunehmen, dann wird sie zu einer wässrigen Lösung von konzentrierter Salzsäure/Wasser (Volumenverhältnis: 1/1) gegeben und weiterhin zu 40 ml Wasser gegeben, um die Probe zu ergeben.
(2) Mittlere Teilchengröße von Titanoxid
Eine Photographie eines Abschnitts des Polymers oder der Faser wird unter Verwendung des Elektronenmikroskops vom Transmissionstyp JEM-2000FX, hergestellt von NIPFON DENSHI, bei 2500-fachen bis 20 000-fachen Vergrößerungen aufgenommen. Dann werden unter Verwendung der Bildanalyseapparatur IP-1000, hergestellt von ASAHI KASEI, äquivalente Durchmesser der Titanoxid-Teilchen in der Photographie bestimmt, woraus die mittlere Teilchengröße erhalten wird.
(3) Titanoxid-Aggregat
1 mg des Polymers oder der Faser werden sandwichartig zwischen zwei Deckgläser einer Größe von 15 mm × 15 mm gelegt und auf einer Heizplatte bei 260°C geschmolzen. Nachdem das Polymer oder die Faser geschmolzen ist, wird eine Last von 100 g an die Deckgläser angelegt, um das geschmolzene Polymer zu verteilen, während darauf geachtet wird, dass es nicht aus dem Deckglas herausquillt und in kaltem Wasser schnell abgekühlt.
Diese Probe wird unter ein optisches Mikroskop einer 200-fachen Vergrößerung gelegt, und die Gesamtfläche des Polymers oder der Faser wird beobachtet. Bei dieser Beobachtung werden Stücke einer Länge von mehr als 5 μm gezählt. Ähnliche Arbeitsweisen werden fünfmal wiederholt, ein Mittelwert der entsprechenden Zählungen wird berechnet, um die Anzahl der Aggregate an Titanoxid darzustellen.
(4) Grenzviskosität
Die Grenzviskosität [η] wird durch Erhalten der spezifischen Viskosität ηsp in o-Chlorphenol bei 35°C unter Verwendung eines Ostwald-Viskosimeters bestimmt und durch die folgende Gleichung berechnet, in der das Verhältnis der spezifischen Viskosität ηsp zu einer Konzentration C (g/100 ml) (ηsp/C) zu einer Konzentration von Null extrapoliert wird.
(5) Dichte
Die Dichte wird gemäß JIS-L 1013 unter Verwendung eines Dichtegradientenrohrs, das aus Tetrachlorkohlenstoff und n-Heptan gebildet wird, gemessen.
(6) Doppelbrechung
Die Doppelbrechung wird gemäß dem Handbook of Fiber; Raw Materials Section (5. Auflage, 5. 969, veröffentlicht 1978 von Maruzen K.K.) unter Verwendung eines optischen Mikroskops und eines Kompensators, basierend auf der Retardation von polarisiertem Licht, die auf der Faseroberfläche beobachtet wird, erhalten.
(7) Spitzenwert der thermischen Spannung und Spitzentemperatur
Das Testgerät der thermischen Spannung KE-2, hergestellt von KANEBO ENGINEERING K.K., wird bei einer anfänglichen Last von 0,044 cN/dtex und bei einer Temperatursteigerungsrate von 100°C/min verwendet. Daraus erhaltene Daten werden in einem Diagramm aufgetragen, dessen horizontale Achse die Temperatur darstellt und dessen senkrechte Achse die thermische Spannung darstellt, um eine Kurve von Temperatur/thermischer Spannung zu erhalten. Der maximale Wert der thermischen Spannung wird als Spitzenwert definiert, und die Temperatur, bei der der Spitzenwert erhalten wird, ist als Spitzentemperatur definiert.
(8) Schrumpfung in siedendem Wasser
Die Schrumpfung in siedendem Wasser wird als Strangschrumpfung gemäß JIS-L-1013 erhalten.
(9) Reißdehnung und Reißfestigkeit
Tensilon, das ein Zugfestigkeits-Testgerät vom Strecktyp bei konstanter Geschwindigkeit ist, hergestellt von ORIENTECH K.K., wird gemäß JIS-L-1013 bei einem Greiferabstand von 20 cm und einer Streckrate von 20 cm/min verwendet. 20 Proben werden gemessen, und Mittelwerte werden als Reißfestigkeit und Reißdehnung verwendet. Auch die Standardabweichung der Reißdehnung wird erhalten.
(10) Weitwinkelröntgenbeugung (unter Verwendung einer Plattenabbildungs-Röntgenbeugungsvorrichtung)
Ein Beugungsbild wird unter Verwendung der Plattenabbildungs-Röntgenbeugungsvorrichtung RINT 2000, hergestellt von RIGAKU DENKI K.K. (K.K.RIGAKU) unter der folgenden Bedingung beobachtet, und Röntgenbeugungsdaten werden durch einen Computer verarbeitet, so dass digitale Daten erhalten werden, die auf einer abbildenden Platte (eine Art photographischer Platte) in Form eines zweidimensionalen Bildes ausgedruckt werden, um eine elektronische digitale Photographie zu erhalten. 1(A) und 1(B) erläutern dieselben.

Art der Röntgenstrahlen: CuKα-Strahlung
Kameralänge: 94,5 mm
Messzeit: 1–5 Minuten (zweckmäßigerweise gemäß der Kristallinität der Faser auswählbar)

(11) Weitwinkelröntgenbeugung (unter Verwendung der Zählwerkmethode)
Ein Beugungsbild wird unter Verwendung der Weitwinkelröntgenbeugungsvorrichtung ROTORFLEX RU-200, hergestellt von RIGAKU DENKI K.K. (K.K.RIGAKU) unter der folgenden Bedingung beobachtet.

Art der Röntgenstrahlen: CuKα-Strahlung
Ausgangsleistung: 40 kV, 120 mA
Goniometer: hergestellt von RIGAKU DENKI K.K. (K.K.RIGAKU)
Sensor: Szintillationszähler
Zählungsaufzeichnungsgerät: RINT 2000, Online-Daten-Verarbeitungssystem
Abtastbereich: 2θ = 5–40°
Probenahmeintervall: 0,03°
integrierte Zeit: 1 Sekunde

Die wahre Beugungsintensität wird aus der folgenden Gleichung berechnet, basierend auf der Beugungsintensität, die durch die Messung der Probe und der Beugungsintensität von Luft erhalten wird: Wahre Beugungsintensität = (Beugungsintensität der Probe) – (Beugungsintensität von Luft)
(12) Ölaufnahme
Die Faser wird mit Diethylether gemäß JIS-L-1013 gespült. Nachdem dann der Diethylether entfernt wurde, wird die Masse an restlichem Öl durch die Fasermasse dividiert, um die Ölaufnahme auf der Faseroberfläche zu erhalten.
(13) Faser-Faser-Haftreibungskoeffizient (F/Fμs)
Eine Faser einer Länge von etwa 690 m wird um einen Zylinder mit einem Kreuzwickelwinkel von etwa 15° unter einer Spannung von etwa 10 g gewickelt, mit der die gleiche Faser einer Länge von 30,5 cm in einer konstanten Spreizung gehalten wird. Dabei wird die letztere Faser parallel zur Wickelrichtung des ersteren Garns angeordnet. Ein Gewicht in Gramm, entsprechend dem 0,04-fachen der Gesamtfasergröße in dtex der letzteren Faser wird mit einem Ende des letzten Garns verbunden, und ein Dehnungsmessgerät wird mit dem anderen Ende derselben verbunden.
Dann lässt man den Zylinder mit einer Umfangsgeschwindigkeit von 0,017 mm/s rotieren, und die Spannung wird durch das Dehnungsmessgerät gemessen. Aus der so erhaltenen Spannung wird der Koeffizient f der Faser-Faser-Haftreibung durch die folgende Gleichung berechnet:
wobei T₁ die Masse des auf die Faser aufgebrachten Gewichts ist, T₂ der Mittelwert der Daten der Spannung ist, wenn wenigstens 25-mal gemessen wird, In der natürliche Logarithmus und
das Verhältnis des Umfangs eines Kreises zu seinem Durchmesser ist.
(14) Dynamischer Faser-Faser-Reibungskoeffizient (F/Fμd)
Bei der obigen Messung (13) stellt der Wert f den dynamischen Faser-Faser-Reibungskoeffizienten dar, wenn die Umfangsgeschwindigkeit 18 m/min ist.
(15) Dynamischer Faser-Metall-Reibungskoeffizient (F/Mμd)
Der dynamische Faser-Metall-Reibungskoeffizient wird unter Verwendung eines Mikrometers, hergestellt von EIKO SOKKI K.K., unter der folgenden Bedingung gemessen.
Die Faser wird um einen Eisenzylinder eines Durchmessers von 25 mm gewickelt, der eine Satin-veredelte Chromoberfläche hat (Rauigkeitsgrad 3s) und als Reibungskörper verwendet wird, während eine Spannung von 0,30 cN/dtex angelegt wird, so dass die Eintrittsrichtung und die Austrittsrichtung der Faser, bezogen auf den Reibungskörper, sich unter 90° kreuzen. Der dynamische Reibungskoeffizient μ der Faser wird, wenn mit einer Geschwindigkeit von 100 m/min in einer Umgebung von 25°C und 65 % RH gerieben wird, durch die folgende Gleichung erhalten.
wobei T₁ die Spannung an der Eintrittsseite ist (entsprechend 0,36 g/dtex), T₂ die Spannung an der Austrittsseite ist, θ 90° ist und
das Verhältnis des Umfangs eines Kreises zu seinem Durchmesser ist.
(16) U %
U % wird unter Verwendung eines USTER TESTER 3, hergestellt von Zellweger Uster Co. Ltd., unter der folgenden Bedingung gemessen.

Messgeschwindigkeit: 100 m/min
Messzeit: 1 Minute
Anzahl der Messungen: 20
Art der Zwirnung: S-Zwirnung

(17) % Ausbuchtung
Die Wickelbreite Q der innersten Garnschichten (104) und die Wickelbreite R des äußersten gequollenen Teils, aufgeführt in 3(A) und 3(B), werden gemessen, woraus die prozentuale Ausbuchtung durch die folgende Gleichung berechnet wird. % Ausbuchtung = [(R – Q)/Q] × 100
(18) Relaxierte Schrumpfung
Ein Kreuzwickel, auf den eine Faser 10 Minuten lang gewickelt wurde, wird zur Bestimmung der relaxierten Schrumpfung gemäß der folgenden Gleichung verwendet. Relaxierte Schrumpfung (%) = [(L0 – L1)/L0] × 100,wobei L₀ die Länge der Faser (cm) auf dem Kreuzwickel ist und L₁ die Länge der Faser (cm) ist, nachdem sie von dem Kreuzwickel abgespult wurde und 7 Tage lang in einem freien Zustand belassen wurde.
L₀ wird auf der Basis des Durchmessers und des Kreuzwickelwinkels des Garnknäuels auf dem Kreuzwickel berechnet, während L₁ auf derartige Weise gemessen wird, dass die Faser innerhalb von 30 Minuten, nachdem sie auf den Kreuzwickel gewickelt wurde, von demselben abgespult wird, 7 Tage lang – so wie sie vorliegt – in freiem Zustand belassen wird und dann die Länge der Faser unter einer Last von 1/34 cN/dtex gemessen wird.
(19) Anzahl der Kräusel des texturiertes Falschdrahtgarns
Gemäß JIS-L-1013 wurden fünf texturierte Falschdrahtgarne 15 Minuten lang an der Luft bei 90°C erwärmt, und die Anzahl der Kräusel pro 25 mm Länge jedes derselben wird gezählt. Ein Mittelwert derselben wird in die Anzahl der Kräusel pro 1 cm umgewandelt.
(20) Kräuseldehnung des texturierten Falschdrahtgarns
Gemäß JIS-L-1090 wird die Faser 15 Minuten lang an der Luft bei 90°C erwärmt, und die Kräuseldehnung (%) des texturierten Falschdrahtgarns wird durch die Dehnungs-A-Methode gemessen.
(21) Kräusel-Elastizitätsmodul des texturierten Falschdrahtgarns
Gemäß JIS-L-1090 wird die Faser 15 Minuten lang an der Luft bei 90°C wärmebehandelt, und der Kräusel-Elastizitätsmodul (%) des texturierten Falschdrahtgarns wird durch die Dehnungs-A-Methode gemessen.
(22) Anzahl von Fadenschlingen des texturierten Falschdrahtgarns
Eine Probe des texturierten Falschdrahtgarns wird aus einem Wickelkörper hergestellt, wobei darauf geachtet wird, den Kräusel nicht zu strecken. Eine vergrößerte Photographie der Querseite der Probe wird unter einer Last von 1,764 × 10^–3 cN/dtex aufgenommen, aus der die Anzahl der Anteile, in denen ein Einzelfilament unter Bildung einer Schleife verschlungen ist, als Fadenschlingen gezählt wird. Die Anzahl der Fadenschlingen in einer Garnlänge von 75 mm wird fünfmal gemessen, und der Mittelwert wird in die Anzahl der Fadenschlingen pro 1 cm umgewandelt.
(23) Redwood-Viskosität
Die Redwood-Viskosität wird gemäß JIS-K2283-1956 gemessen.
(24) Härte des texturierten Falschdrahtgarn-Wickelkörpers
Die Härte des texturierten Falschdrahtgarns wird unter Verwendung eines Härtetestgeräts vom Federtyp (Asker-Kautschukhärte-Testgerät Typ C, hergestellt von KOBUNSHI KEIKI K.K.) gemäß dem physikalischen Test für vulkanisierten Kautschuk JIS-K-6301 gemessen. Die Härte wird an zwei Punkten in einem mittleren Bereich des Wickelkörpers und an zwei Punkten in jeweils gegenüberliegenden Endbereichen des Wickelkörpers (insgesamt 6 Anteile) gemessen, woraus ein Mittelwert erhalten wird.
(25) Wickeldichte des texturierten Falschdrahtgarn-Wickelkörpers
Eine Masse der Faser, die in dem Wickelkörper aufgewickelt ist, wird durch das Volumen des Wickelkörpers geometrisch geteilt, das auf der Basis des Außendurchmessers, der Wickelbreite des Wickelkörpers und des Außendurchmessers der Spule erhalten wird, um die Wickeldichte zu erhalten.
Beispiele 1 bis 7
Dimethylterephthalat und 1,3-Propandiol wurden in einem Stoffmengenverhältnis von 1:2 vermischt, wozu Titantetrabutoxid entsprechend 0,1 Gew.-% Dimethylterephthalat gegeben wurde, wobei eine Esteraustauschreaktion unter normalem Druck bei einer Heizgerät-Temperatur von 240°C vervollständigt wurde. Dann wurden 0,05 Gew.-% Trimethylphosphat und 0,1 Gew.-% Titantetrabutoxid entsprechend Dimethylterephthalat und 0,5 Gew.-% Titanoxid entsprechend der theoretischen Menge des Polymers zugegeben wurden und 3 Stunden bei 270°C umgesetzt wurden.
Titanoxid war vom Anatas-Kristalltyp mit einer mittleren Teilchengröße von 0,2 μm. Dieses Titanoxid von 20 Gew.-% wurde in 1,3-Propandiol durch einen Homogenisator dispergiert, und nachdem es mittels einer Zentrifuge 30 Minuten bei 6000 U/min lang abgetrennt wurde, wurde es durch einen Membranfilter von 5 μm filtriert. Das sich ergebende disperse System wurde zum Reaktionssystem gegeben, wobei direkt vor der Zugabe gerührt wurde.
Das Polymer wurde in einer Stickstoffatmosphäre für die Festphasen-Polymerisation erhitzt, um Polymere mit Grenzviskositäten [μ] zu ergeben, die in der Tabelle 1 aufgeführt sind. Die sich ergebenden Polymere enthalten 0,5 Gew.-% Titanoxid mit einer mittleren Teilchengröße von 0,7 μm, und die Anzahl der Aggregate von Titanoxid, deren längste Abmessung 5 μm übersteigt, war 12, 10 und 10/mg Polymer in den Beispielen 1, 9 bzw. 11.
Das so erhaltene Polymer wurde auf übliche Weise getrocknet, um den Feuchtigkeitsgehalt auf 50 ppm zu reduzieren, und dann unter Verwendung der in 5 gezeigten Vorrichtung bei einer Extrudertemperatur von 265°C und einer Spinnkopftemperatur von 285°C geschmolzen und durch 36 Spinnlöcher eines Durchmessers von 0,23 mm in einer einzigen Anordnung extrudiert.
Das geschmolzene dergestalt extrudierte Multifilamentgarn wurde durch einen bei 100°C gehaltenen erwärmten Bereich von 5 cm Länge geführt und dann durch Kühlluft von 20°C bei einer Luftgeschwindigkeit von 0,4 m/min schnell abgekühlt, um ein verfestigtes Multifilamentgarn zu ergeben.
Anschließend wurde Öl, das 60 Gew.-% Octylstearat, 15 Gew.-% Polyoxyethylenalkylether und 3 Gew.-% Kaliumphosphat enthält, als Veredelungsmittel vom wässrigen Emulsionstyp einer Konzentration von 5 Gew.-% durch eine Führungsdüse auf die Faser aufgetragen, so dass eine Ölaufnahme von 0,7 Gew.-% bezogen auf die Faser erhalten wird. Anschließend wurde das verfestigte Multifilamentgarn, nachdem es unter der in Tabelle 1 aufgeführten Bedingung erhitzt wurde, in einer Wickelbreite von 90 mm auf einer Papierspule eines Durchmessers von 124 mm und einer Dicke von 7 mm unter der in Tabelle 1 aufgeführten Bedingung durch eine Spulmaschine eines Typs aufgewickelt, in der sowohl die Spindel als auch die Kontaktrolle von sich aus angetrieben werden, um einen Kreuzwickel von 122 dtex/36f PTT-POY eines Gewichts von 6 kg darzustellen.
Die physikalischen Eigenschaften der sich ergebenden Fasern sind in der Tabelle 2 aufgeführt. Die sich ergebenden Fasern liegen im Bereich der vorliegenden Erfindung und die Bildung von Faserflug und ein Reißen des Garns waren während des Spinnverfahrens nicht wahrnehmbar. Die Kreuzwickel ließen sich leicht von der Spindel der Spulmaschine entfernen, und die prozentuale Ausbuchtung derselben blieb auch in einem vorteilhaften Bereich.
Beispiel 8
Auf die gleiche Weise wie im Beispiel 1 wurde eine Faser von 56 dtex/24f unter der in der Tabelle 1 aufgeführten Bedingung erhalten. Die physikalischen Eigenschaften der sich ergebenden Faser sind in der Tabelle 2 aufgeführt.
Die sich ergebende Faser liegt im Bereich der vorliegenden Erfindung und die Bildung von Faserflug und ein Reißen des Garns waren während des Spinnverfahrens nicht wahrnehmbar. Die Kreuzwickel ließen sich leicht von der Spindel der Spulmaschine entfernen, und die prozentuale Ausbuchtung derselben blieb auch in einem vorteilhaften Bereich.
Beispiele 9 und 10
Auf die gleiche Weise wie im Beispiel 1, außer dass 0,1 Gew.-% einer 7:1-Mischung von Calciumacetat und Cobaltacetat-4 Hydrat anstelle von Titantetrabutoxid zu Dimethylterephthalat gegeben wurde und ein in 6(A) gezeigtes System als Zone zur Wärmebehandlung der Faser verwendet wurde, wurden Fasern von 126 dtex/36f unter der in der Tabelle 1 gezeigten Bedingung erhalten, wobei die Fasern durch eine in 6(A) gezeigte zweite Rolle 16 erwärmt wurden.
Die physikalischen Eigenschaften der sich ergebenden Fasern sind in der Tabelle 2 aufgeführt. Die sich ergebenden Fasern liegen im Bereich der vorliegenden Erfindung und die Bildung von Faserflug und ein Reißen des Garns waren während des Spinnverfahrens nicht wahrnehmbar. Die Kreuzwickel ließen sich leicht von der Spindel der Spulmaschine entfernen, und die prozentuale Ausbuchtung derselben blieb auch in einem vorteilhaften Bereich.
Beispiel 11
Ein Polymer mit einer Grenzviskosität von 0,7 wurde auf die gleiche Weise wie im Beispiel 9 erhalten, außer dass 2 mol% 5-Natriumsulfoisophthalat copolymerisiert wurden. Eine Faser von 128 dtex/36f wurde aus dem sich ergebenden Polymer auf die gleiche Weise wie im Beispiel 9 unter der in der Tabelle 1 aufgeführten Bedingung erhalten.
Die physikalischen Eigenschaften der sich ergebenden Fasern sind in der Tabelle 2 aufgeführt. Die sich ergebenden Fasern liegen im Bereich der vorliegenden Erfindung und die Bildung von Faserflug und ein Reißen des Garns waren während des Spinnverfahrens nicht wahrnehmbar. Die Kreuzwickel ließen sich leicht von der Spindel der Spulmaschine entfernen, und die prozentuale Ausbuchtung derselben blieb auch in einem vorteilhaften Bereich.
Vergleichsbeispiel 1
Unter Verwendung des sich im Beispiel 1 ergebenden Polymers wurde eine Faser von 122 dtex/36f auf die gleiche Weise wie im Beispiel 1 unter der in der Tabelle 1 aufgeführten Bedingung erhalten. Die physikalischen Eigenschaften der sich ergebenden Fasern sind in der Tabelle 2 aufgeführt.
Obwohl die Bildung von Faserflug und ein Reißen des Garns während des Spinnverfahrens nicht wahrnehmbar waren, hat die sich ergebende Faser eine geringe Orientierung und Kristallinität, wodurch der Spitzenwert der thermischen Spannung und die Reißdehnung außerhalb des Bereichs der vorliegenden Erfindung lagen. Auch U % war hoch.
Vergleichsbeispiele 2 und 3
Unter Verwendung des sich im Beispiel 1 ergebenden Polymers wurde eine Faser von 122 dtex/36f auf die gleiche Weise wie im Beispiel 1 unter der in der Tabelle 1 aufgeführten Bedingung erhalten. Obwohl die Bildung von Faserflug und ein Reißen des Garns während des Spinnverfahrens nicht wahrnehmbar waren, ergab sich ein Festziehen des Wickelkörpers aufgrund der Faserschrumpfung, wodurch es unmöglich wurde, den Kreuzwickel von der Spulmaschine zu entfernen. Nachdem der Wickelkörper zu einem Gewicht von etwa 1 kg angewachsen war, wurden davon Faserproben gesammelt, deren physikalische Eigenschaften gemessen wurden. Als Ergebnis zeigte sich, dass kein kristalliner Peak beobachtet wurde und die Dichte und die Schrumpfung in siedendem Wasser auch außerhalb des Bereichs der vorliegenden Erfindung lagen.
Unter Verwendung dieser Fasern wurde das Streck-Falschdraht-Texturieren einen Tag und einen Monat nach dem Spinnen durchgeführt. Da die physikalischen Eigenschaften der Fasern während dieser Zeitspanne variierten, war es unmöglich, texturierte Falschdrahtgarne der gleichen Qualität zu erhalten.
Vergleichsbeispiel 4
Unter Verwendung des sich im Beispiel 1 ergebenden Polymers wurde eine Faser von 122 dtex/36f auf die gleiche Weise wie im Beispiel 1 unter der in der Tabelle 1 aufgeführten Bedingung erhalten.
Obwohl als Ergebnis die Bildung von Faserflug und ein Reißen des Garns während des Spinnverfahrens nicht wahrnehmbar waren, ergab sich, dass das Festziehen des Wickelkörpers aufgrund der Faserschrumpfung eine Vergrößerung der Ausbuchtung verursachte, wodurch es unmöglich war, den Kreuzwickel von der Spulmaschine zu entfernen. Nachdem der Wickelkörper auf ein Gewicht von etwa 1 kg angewachsen war, wurden davon Faserproben gesammelt, deren physikalische Eigenschaften gemessen wurden. Daraus war ersichtlich, dass sich die Kristallisation zu stark entwickelte und die Dichte außerhalb des Bereichs der vorliegenden Erfindung lag.
Vergleichsbeispiel 5
Eine Faser wurde auf die gleiche Weise wie im Beispiel 1 erhalten, außer dass die Wärmebehandlung bei 180°C durchgeführt wurde.
Obwohl ein Festziehen des Wickelkörpers aufgrund der Faserschrumpfung nicht gebildet wurde, hatte der sich ergebende Kreuzwickel eine große Ausbuchtung und ließ sich schwer handhaben. Davon wurden Faserproben gesammelt und deren physikalische Eigenschaften gemessen. Daraus war ersichtlich, dass sich die Kristallisation zu stark entwickelte und die Dichte und der Faser-Faser-Haftreibungskoeffizient außerhalb des Bereichs der vorliegenden Erfindung lagen.
Vergleichsbeispiel 6
Eine Faser wurde unter Verwendung des Polymers, das im Beispiel 1 erhalten wurde, auf die gleiche Weise wie im Beispiel 1 hergestellt.
Das so erhaltene Polymer wurde auf übliche Weise getrocknet, um den Feuchtigkeitsgehalt auf 40 ppm zu reduzieren, und dann bei 285°C geschmolzen und durch 36 Spinnlöcher eines Durchmessers von 0,23 mm in einer einzigen Anordnung extrudiert. Das dergestalt extrudierte geschmolzene Multifilamentgarn wurde durch einen erwärmten, bei 60°C gehaltenen Bereich einer Länge von 8 cm geführt und dann durch Kühlluft von 20°C bei einer Luftgeschwindigkeit von 0,35 m/min schnell abgekühlt, um ein nicht verstrecktes Garn zu ergeben. Nachdem das gleiche Öl wie das im Beispiel 1 verwendete in Form eines Veredelungsmittels vom wässrigen Emulsionstyp einer Konzentration von 10 Gew.-% mit einer Ölaufnahme von 1 Gew.-%, bezogen auf die Faser, darauf aufgetragen wurde, wurde das nicht verstreckte Garn mit einer Wickeigeschwindigkeit von 1600 m/min aufgewickelt.
Das sich ergebende nicht verstreckte Garn wurde sofort über eine auf 55°C erhitzte Vorerwärmungsrolle geführt und dann durch eine auf 140°C erhitzte Heizplatte geführt, während sie in einem Streckverhältnis von 3,2 verstreckt wurde, um ein verstrecktes Garn von 83 dtex/36f zu ergeben. Die physikalischen Eigenschaften des sich ergebenden Garns sind in der Tabelle 2 aufgeführt.
Da – wie aus Tabelle 2 ersichtlich ist – sich die Orientierung und Kristallisation des verstreckten Garns zu stark entwickelten, waren die Dichte, Doppelbrechung und der Spitzenwert der thermischen Spannung höher als die Obergrenze des Bereichs der vorliegenden Erfindung, während die Reißdehnung geringer war als die untere Grenze des Bereichs der vorliegenden Erfindung. Es war unmöglich, das Streck-Falschdraht-Texturieren dieser Faser durchzuführen, da sich ein Reißen des Garns ergab und Faserflug gebildet wurde.
Vergleichsbeispiel 7
Eine Faser von 111 dtx/36f wurde auf die gleiche Weise wie im Vergleichsbeispiel 6 erhalten, außer dass das Streckverhältnis 1,6 betrug. Obwohl es erwünscht war, dass die Faser im Wesentlichen die gleiche Reißdehnung wie diejenige einer teilweise orientierten Faser aufweist, wurde eine unregelmäßige Verstreckung erzeugt, was eine signifikante Ungleichmäßigkeit der Fasergröße ergab. U % dieser Faser hatte einen so großen Wert wie 3,5 %, und die anderen physikalischen Eigenschaften variierten in hohem Maße und ließen sich schwer messen.
Beispiele 12 bis 16
Kreuzwickel von Garnen mit 100 dtex/36f eines Gewichts von 6 kg wurden auf die gleiche Weise wie im Beispiel 1 erhalten, außer dass 36 Spinnlöcher eines Durchmessers von 0,35 mm in einer einzigen Anordnung verwendet wurden, den Fasern ein in Tabelle 3 aufgeführtes Veredelungsmittel vom Typ einer wässrigen Emulsion einer Konzentration von 5 Gew.-% verliehen wurde und die Wickelgeschwindigkeit 3190 m/min betrug.
Die physikalischen Eigenschaften der sich ergebenden Fasern sind in der Tabelle 3 aufgeführt. Jede der Fasern lag im Bereich der vorliegenden Erfindung und die Bildung von Garnreißen und Faserflug war während des Spinnens nicht wahrnehmbar. Auch ließen sich so erhaltene Kreuzwickel leicht von der Spindel der Spulmaschine entfernen, und dieselben hatten eine prozentuale Ausbuchtung innerhalb eines vorteilhaften Bereichs.
Beispiel 17
Eine Faser wurde auf die gleiche Weise wie im Beispiel 1 unter der in der Tabelle 1 aufgeführten Bedingung unter Verwendung eines Polymers erhalten, dem 2,0 Gew.-% Titanoxid, bezogen auf die theoretische Polymermenge, zugegeben wurden. Das für das Spinnen verwendete Polymer enthielt 2,0 Gew.-% Titanoxid einer mittleren Teilchengröße von 0,7 μm und 15/mg Faser Titanoxid-Aggregate, deren längste Abmessung 5 μm überstieg. Ein Kreuzwickel, zu dem die Faser gewickelt wurde, ließ sich leicht von der Spindel der Spulmaschine abspulen und die prozentuale Ausbuchtung lag auch in einem vorteilhaften Bereich.
Die physikalischen Eigenschaften der sich ergebenden Faser sind in der Tabelle 2 aufgeführt. Die so erhaltene Faser lag im Bereich der vorliegenden Erfindung, und die Bildung von Faserflug und eine Reißen des Garns waren während des Spinnens nicht wahrnehmbar.
Hierbei wird in Tabelle 2 "Kristallinität" durch o dargestellt, wenn ein von einer Kristallfläche (010) herstammender Beugungspeak in einer Methode unter Verwendung IP beobachtet wird, und durch x dargestellt, wenn kein von einer Kristallfläche (010) herstammender Beugungspeak beobachtet wird.
"Entfernen von der Spule" wird durch o dargestellt, wenn die Spule von der Spindel entfernbar ist, wenn eine Faser eines Gewichts von 6 kg aufgewickelt wurde, und durch x dargestellt, wenn die Spule nicht von der Spindel entfernbar ist, wenn eine Faser eines Gewichts von 6 kg aufgewickelt wurde.
Tabelle 3
(Anmerkungen zu Tabelle 3)

FA: Komponenten des Veredelungsmittels
MW: Molmasse
POE-10a Oct-e: 10 mol POE, die Octylether zugefügt werden
POE-10a Lau-e: 10 mol POE, die Laurylether zugefügt werden
POE-10a Ist-e: 10 mol POE, die Isostearylether zugefügt werden
POE-10a Ole-e: 10 mol POE, die Oleylether zugefügt werden
Stearyl SO-Na: Stearylsulfonat-Natriumsalz
Decyl PO-K: Decylphosphat-Kaliumsalz
Di-Ste s-suc-2Na: Distearylsulfosuccinat-2Na-Salz
2-Ole suc-Na: 2-Oleylsuccinat-2Na-Salz
POE-10a Oct-octa: 10 mol POE, die Octyloctanat zugefügt werden
POE-10a Cast-e: 10 mol POE, die Ricinusöl zugefügt werden
Wickel T: Wickelspannung
Koeffiz. F/F-SF: Faser-Faser-Haftreibungskoeffizient
Koeffiz. F/M-DF: dynamischer Faser-Metall-Reibungskoeffizient
Koeffiz. F/F-DF: dynamischer Faser-Faser-Reibungskoeffizient
PV-thermische S: Spitzenwert der thermischen Spannung
BW-Schrumpfung: Schrumpfung in siedendem Wasser

In der Tabelle 3 werden die Werte von "Komponenten des Veredelungsmittels" in den entsprechenden Beispielen durch den Gehalt (Gew.-%) jeder der Komponenten dargestellt.
EO stellt Ethylenoxid dar, PO stellt Propylenoxid dar und POE stellt Polyoxyethylen dar.
"EO/PO" = 40/60, Molekulargewicht 1300'' besagt, dass das Massenverhältnis von EO-Einheiten und PO-Einheiten 40/60 ist und das Molekulargewicht des Polyethers 1300 ist (dies ist bei den anderen auch ähnlich).
Jeder der Polyether ist ein Blockcopolymer, und die Endgruppen des Polyethers sind alles Hydroxylgruppen.
"Faserflug, Garnreißen" wird durch o dargestellt, wenn nicht viel Faserflug und/oder Garnreißen erzeugt wurde, und durch x, wenn viel Faserflug und/oder Garnreißen erzeugt wurde.
"Festziehen des Wickelkörpers aufgrund der Faserschrumpfung" wird durch o dargestellt, wenn der Kreuzwickel von der Spindel der Spulmaschine entfernbar war, und durch x, wenn der Kreuzwickel von der Spindel der Spulmaschine nicht entfernbar war.
Beispiele 18 bis 23 und Vergleichsbeispiele 8 bis 10
Ein Streck-Falschdraht-Texturieren wurde mit den Fasern (rohe Garne), die in den vorhergehenden in der Tabelle 4 aufgeführten Beispielen oder Vergleichsbeispielen erhalten wurden, unter Verwendung einer Falschdraht-Texturierungsmaschine vom FK-6-Typ, hergestellt von ISHIKAWA SEISAKUSHO, die mit sieben keramischen Zwirnscheiben versehen ist, unter der in der Tabelle 4 angegebenen Falschdraht-Texturierungsbedingung durchgeführt. Unmittelbar vor dem Wickeln wurden die texturierten Falschdrahtgarne mit 2 Gew.-%, bezogen auf dieselben, eines Öls versehen, das 98 % Mineralöl einer Redwood-Viskosität von 60 Sekunden und 2 Gew.-% Kaliumphosphat enthält. Die Wickelspannung betrug 0,08 cN/dtex.
In den Beispielen 18 bis 23 gab es keinen Faserflug und kein Garnreißen während des Streck-Falschdraht-Texturierens und das sich ergebende texturierte Falschdrahtgarn hatte eine vorteilhafte Kräuselform der gleichen Qualität wie derjenigen von PET, eine Weichheit, die für PTT charakteristisch ist und eine ausgezeichnete elastische Erholung. Auch die Webfähigkeit und Strickfähigkeit waren sehr gut.
Eine Änderung der physikalischen Eigenschaften im Laufe der Zeit war selbst nach 3 Monaten kaum ersichtlich und es wurde ein texturiertes Falschdrahtgarn der gleichen Qualität unter den gleichen Bedingungen erhalten.
Im Vergleichsbeispiel 8 war die Faser aufgrund der geringen Orientierung des Rohgarns spröde, so dass viel Faserflug und häufiges Garnreißen während des Falschdraht-Texturierens erzeugt wurden, wodurch es unmöglich war, ein texturiertes Falschdrahtgarn im industriellen Maßstab zu erhalten.
In Vergleichsbeispiel 9 hatte das sich ergebende texturierte Falschdrahtgarn wegen der hohen Kristallinität des Rohgarns, obwohl das Falschdraht-Texturieren durchgeführt werden konnte, keine vorteilhafte Kräuselform der gleichen Qualität wie bei PET und auch die Streckfähigkeit war schlechter.
Da im Vergleichsbeispiel 10 ein verstrecktes Garn mit hoher Kristallinität und Orientierung und einer geringen Reißdehnung verwendet wurde, war es unmöglich, das Falschdraht-Texturieren mit hoher Geschwindigkeit durchzuführen.
Beispiel 24
Kreisförmige Strickwaren wurden unter Verwendung der texturierten Falschdrahtgarne, die in den Beispielen 18 bzw. 21 erhalten wurden, auf folgende Weise hergestellt.
Acht texturierte Falschdrahtgarne wurden in die kreisförmige Strickmaschine V-LEC 6 (Durchmesser: 30 inch und Nadelzahl: 28), hergestellt von FUKUHARA SEIKI SEISAKUSHO, gegeben, um eine kreisförmige Strickware mit Interlockstich zu bilden, die dann gewaschen und in einer Färbemaschine vom Rotationstyp gefärbt und in einem Trockner vom Trommeltyp getrocknet wurde und schließlich eine Minute lang in einen Stiftspannrahmen bei 160°C unter Beibehaltung ihrer Breite angeordnet wurde.
Diesbezüglich betrugen die Härtewerte der texturierten Falschdrahtgarn-Wickelkörper, die in den Beispielen 18 und 21 erhalten wurden, 85 bzw. 86, und die Werte der Wickeldichte derselben waren 0,81 bzw. 0,82. Es erfolgte kein Reißen des Garns während des Abspulens.
Die Ergebnisse sind in der Tabelle 4 aufgeführt. Jede der sich ergebenden kreisförmigen Strickwaren war von hoher Qualität, hatte eine glatte Oberfläche und gleichmäßige Stiche sowie eine ausgezeichnete Streckfähigkeit, einen weichen Griff und einen hohen voluminösen Griff.
Fähigkeit zur industriellen Anwendung
Die erfindungsgemäße PTT-Faser ist ein PTT-POY mit sowohl einer geeigneten Kristallinität als auch Orientierung. Demgemäß ist es möglich, einen guten Kreuzwickel ohne Festziehen des Wickelkörpers aufgrund der Faserschrumpfung während des Wickelns im industriellen Maßstab herzustellen. Da sich auch die physikalischen Eigenschaften der Faser kaum im Laufe der Zeit ändern, ist es möglich, das texturierte Falschdrahtgarn mit gleicher Qualität unter der gleichen Bedingung während einer langen Zeitspanne, selbst bei hoher Geschwindigkeit, in dem Streck-Falschdraht-Texturierungsverfahren im industriellen Maßstab herzustellen.
Da die erfindungsgemäße PTT-Faser durch ein einziges Spinnverfahren erhältlich ist, das nicht mit einem Streckverfahren verbunden ist, wird sie mit hoher Produktivität und geringen Kosten hergestellt. Da auch eine große Menge an Faser auf einen Wickelkörper gewickelt werden kann, ist es möglich, die Arbeitsstunden zu reduzieren, die für den Umschaltvorgang während des Wickelns oder Verarbeitens der Faser notwendig sind, wodurch die Produktion effektiv durchgeführt werden kann.
Ein aus dem erfindungsgemäßen PTT-POY erhaltenes texturiertes Falschdrahtgarn hat einen weichen Griff beim Anfassen sowie eine hohe Kräuseldehnung und einen hohen Kräusel-Elastizitätsmodul und ist für ein so genanntes Stretchmaterial sehr geeignet. Daher ist es als vollmaschiges Trägermaterial oder Nylonstrumpfhosen, Strumpfhosen, Socken (Futterfaden, geripptes Bündchen), Jersey, Deckgarn eines elastischen Garns, Begleitgarn eines Textilerzeugnisses vom Mischstrick-Typ, wie Strumpfhose brauchbar.

Claims

Polytrimethylenterephthalat-Faser, die aus 90 Mol-% oder mehr Trimethylenterephthalat-Repetiereinheiten besteht und den folgenden Bedingungen genügt, die unter (A) bis (E) definiert sind: (A) die Dichte liegt im Bereich von 1,320 bis 1,340 g/cm³; (B) die Doppelbrechung liegt im Bereich von 0,030 bis 0,070; (C) der Spitzenwert der thermischen Spannung liegt im Bereich von 0,01 bis 0,12 cN/dtex; (D) die Schrumpfung in siedendem Wasser liegt im Bereich von 3 bis 40%; und (E) die Reißdehnung liegt im Bereich von 40 bis 140%.
Polytrimethylenterephthalat-Faser gemäß Anspruch 1, wobei die Intensität der Weitwinkelröntgenbeugung in der Richtung senkrecht zu einer Faserachse der folgenden Gleichung genügt: I1/I2 ≥ 1,0;wobei I₁ eine maximale Beugungsintensität ist, die bei 2θ = 15,5 bis 16,5 Grad definiert ist und I₂ eine mittlere Beugungsintensität ist, die bei 2 θ = 18 bis 19 Grad definiert ist.
Polytrimethylenterephthalat-Faser gemäß Anspruch 1 oder 2, wobei ein Öl, das den folgenden Bedingungen genügt, die unter (P) bis (S) definiert sind, in einer Menge von 0,2 bis 3 Gew.-% an der Faser zum Haften gebracht wird: (P) der Gehalt an einer oder mehreren Arten von nichtionischen Tensiden liegt im Bereich von 5 bis 50 Gew.-%, ausgewählt aus Verbindungen, bei denen ein Alkohol mit 4 bis 30 Kohlenstoffatomen an Ethylenoxid oder Propylenoxid addiert wird; (Q) der Gehalt an ionischem Tensid liegt im Bereich von 1 bis 8 Gew.-%; (R) eine oder mehrere Arten von Fettester mit einem Molekulargewicht im Bereich von 300 bis 700 und/oder eine oder mehrere Arten von Polyether, der durch die folgende Formel dargestellt ist (als Polyether-1 bezeichnet), sind enthalten; wobei in dem Polyether-1 Ethylenoxid-Einheiten und Propylenoxid-Einheiten miteinander copolymerisiert werden, so dass das Massenverhältnis von [Propylenoxid-Einheiten]/[Ethylenoxid-Einheiten] im Bereich von 20/80 bis 70/30 liegt und das Molekulargewicht im Bereich von 1300 bis 3000 liegt, wobei der Gesamtgehalt des Fettesters und des Polyethers-1 im Bereich von 40 bis 70 Gew.-% liegt: R₁-O-(CH₂CH₂O)_n1-(CH(CH₃)CH₂O)_n2-R₂ (wobei R₁, R₂ für ein Wasserstoffatom oder eine organische Gruppe mit einer Zahl von Kohlenstoffatomen im Bereich von 1 bis 50 stehen und n1, n2 eine ganze Zahl im Bereich von 1 bis 50 sind); und (S) der Gehalt an Polyether, der durch die folgende Formel dargestellt ist (als Polyether-2 bezeichnet), beträgt 10 Gew.-% oder weniger, wobei Ethylenoxid-Einheiten und Propylenoxid-Einheiten miteinan der copolymerisiert werden, so dass das Massenverhältnis von [Propylenoxid-Einheiten]/[Ethylenoxid-Einheiten] im Bereich von 20/80 bis 80/20 liegt und das Molekulargewicht im Bereich von 5000 bis 50 000 liegt: R₃-O-(CH₂CH₂O)_n1-(CH(CH₃)CH₂O)_n2-R₄ (wobei R₃, R₄ für ein Wasserstoffatom oder eine organische Gruppe mit einer Zahl von Kohlenstoffatomen im Bereich von 1 bis 50 stehen und n1, n2 eine ganze Zahl im Bereich von 50 bis 1000 sind).
Polytrimethylenterephthalat-Faser gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei der in Bezug auf die Fasergröße korrigierte Haftreibungskoeffizient G im Bereich von 0,06 bis 0,25 liegt, wobei der Koeffizient G aus dem Faser-Faser-Haftreibungskoeffzienten F/Fμs und der Gesamtfasergröße d (dtex) berechnet wird, wie es durch die folgende Gleichung (1) dargestellt ist: G = (F/Fμs) – 0,00383·d (1).
Polytrimethylenterephthalat-Faser gemäß Anspruch 4, wobei der dynamische Faser-Metall-Reibungskoeffizient F/Mμd im Bereich von 0,15 bis 0,30 liegt.
Polytrimethylenterephthalat-Faser gemäß einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei die folgenden, unter (F) und (G) definierten Bedingungen erfüllt sind: (F) der Gehalt an Titanoxid mit einer mittleren Teilchengröße im Bereich von 0,01 bis 2 μm liegt im Bereich von 0,01 bis 3 Gew.-%, und die Zahl der Aggregate der Titanoxidteilchen, deren längste Abmessung 5 μm übersteigt, beträgt 12/mg Faser oder weniger; und (G) die Faser hat einen U%-Wert im Bereich von 0 bis 2%.
Kreuzwickel, der aus der Polytrimethylenterephthalat-Faser gemäß einem der Ansprüche 1 bis 6 gebildet ist, wobei die prozentuale Ausbuchtung 20% oder weniger beträgt.
Kreuzwickel gemäß Anspruch 7, wobei die relaxierte Schrumpfung der darauf gewickelten Polytrimethylenterephthalat-Faser im Bereich von 0 bis 3% liegt.
Kreuzwickel gemäß Anspruch 7 oder 8, wobei die Breite, innerhalb derer die Polytrimethylenterephthalat-Faser auf eine Spule gewickelt ist, im Bereich von 40 bis 300 mm liegt und das Gewicht der auf die Spule gewickelten Polytrimethylenterephthalat-Faser 2 kg oder mehr beträgt.
Verfahren zur Herstellung einer Polytrimethylenterephthalat-Faser durch Schmelzspinnen von Polytrimethylenterephthalat, das aus 90 Mol-% oder mehr Trimethylenterephthalat-Repetiereinheiten besteht, wobei das aus einer Spinndüse extrudierte geschmolzene Multifilamentgarn schnell abgekühlt wird, so dass man ein verfestigtes Multifilamentgarn erhält, das auf eine Temperatur im Bereich von 50 bis 170°C erhitzt und dann mit einer Wickelspannung im Bereich von 0,02 bis 0,20 cN/dtex und einer Geschwindigkeit im Bereich von 2000 bis 4000 m/min auf eine Spule gewickelt wird, wobei die Spinnverstreckung im Bereich von 60 bis 2000 liegt und die Spinnverstreckung durch die folgende Gleichung definiert ist: Spinnverstreckung = V2/V1,wobei V₁ die lineare Geschwindigkeit des Polymers ist, wenn es aus der Spinndüse extrudiert wird, und V₂ die Umfangsgeschwindigkeit (m/min) der ersten Rolle ist und wobei, wenn die erste Rolle nicht verwendet wird, V₂ für die Wickelgeschwindigkeit steht.
Verfahren zur Herstellung einer Polytrimethylenterephthalat-Faser gemäß Anspruch 10, wobei das aus der Spinndüse extrudierte geschmolzene Multifilamentgarn durch einen erwärmten Bereich mit einer Länge von 2 bis 80 cm und einer Umgebungstemperatur von 30 bis 200°C geführt und schnell abgekühlt wird, so dass man das verfestigte Multifilamentgarn erhält, und dann ein Öl mit einer Ölaufnahme im Bereich von 0,2 bis 3 Gew.-%, bezogen auf das Multifilamentgarn, auf das Multifilamentgarn aufgebracht wird, bevor dieses auf die Spule gewickelt wird.
Verfahren zur Herstellung einer Polytrimethylenterephthalat-Faser gemäß Anspruch 11, wobei ein Öl aufgebracht wird, das den folgenden Bedingungen genügt, die unter (P) bis (S) definiert sind: (P) der Gehalt an einer oder mehreren Arten von nichtionischen Tensiden liegt im Bereich von 5 bis 50 Gew.-%, wobei die Tenside aus Verbindungen ausgewählt sind, die aus einem Alkohol mit einer Zahl von Kohlenstoffatomen im Bereich von 4 bis 30, an den Ethylenoxid oder Propylenoxid addiert ist, bestehen; (Q) der Gehalt an ionischem Tensid liegt im Bereich von 1 bis 8 Gew.-%; (R) eine oder mehrere Arten von Fettester mit einem Molekulargewicht im Bereich von 300 bis 700 und/oder eine oder mehrere Arten von Polyether, der durch die folgende Formel dargestellt ist (als Polyether-1 bezeichnet), sind enthalten; wobei in dem Polyether-1 Ethylenoxid-Einheiten und Propylenoxid-Einheiten miteinander copolymerisiert werden, so dass das Massenverhältnis von [Propylenoxid-Einheiten]/[Ethylenoxid-Einheiten] im Bereich von 20/80 bis 70/30 liegt und das Molekulargewicht im Bereich von 1300 bis 3000 liegt, wobei der Gesamtgehalt des Fettesters und des Polyethers-1 im Bereich von 40 bis 70 Gew.-% liegt: R₁-O-(CH₂CH₂O)_n1-(CH(CH₃)CH₂O)_n2-R₂ (wobei R₁, R₂ für ein Wasserstoffatom oder eine organische Gruppe mit einer Zahl von Kohlenstoffatomen im Bereich von 1 bis 50 stehen und n1, n2 eine ganze Zahl im Bereich von 1 bis 50 sind); und (S) der Gehalt an Polyether, der durch die folgende Formel dargestellt ist (als Polyether-2 bezeichnet), beträgt 10 Gew.-% oder weniger, wobei Ethylenoxid-Einheiten und Propylenoxid-Einheiten miteinander copolymerisiert werden, so dass das Massenverhältnis von [Propylenoxid-Einheiten]/[Ethylenoxid-Einheiten] im Bereich von 20/80 bis 80/20 liegt und das Molekulargewicht im Bereich von 5000 bis 50 000 liegt: R₃-O-(CH₂CH₂O)_n1-(CH(CH₃)CH₂O)_n2-R₄ (wobei R₃, R₄ für ein Wasserstoffatom oder eine organische Gruppe mit einer Zahl von Kohlenstoffatomen im Bereich von 1 bis 50 stehen und n1, n2 eine ganze Zahl im Bereich von 50 bis 1000 sind).
Verfahren zur Herstellung einer Polytrimethylenterephthalat-Faser gemäß Anspruch 11 oder 12, wobei ein Öl aus einer wässrigen Emulsion mit einer Konzentration im Bereich von 2 bis 10 Gew.-% auf die Faser aufgebracht wird.
Verfahren zur Herstellung einer Polytrimethylenterephthalat-Faser gemäß Anspruch 10 oder 11, wobei das Polymer den folgenden, unter (L) definierten Bedingungen genügt: (L) der Gehalt an Titanoxid mit einer mittleren Teilchengröße im Bereich von 0,01 bis 2 μm liegt im Bereich von 0,01 bis 3 Gew.-%, und die Zahl der Aggregate der Titanoxidteilchen, deren längste Abmessung 5 μm übersteigt, beträgt 25/mg Polymer oder weniger.
Texturiertes Falschdrahtgarn, das aus einer Polytrimethylenterephthalat-Faser gemäß einem der Ansprüche 1 bis 6 gebildet ist.
Textilstoff, der ganz oder teilweise aus dem texturierten Falschdrahtgarn gemäß Anspruch 15 gebildet ist.