DE60211125T2

DE60211125T2 - Verbundfaser mit ausgezeichneten nachverarbeitungseigenschaften und verfahren zu ihrer herstellung

Info

Publication number: DE60211125T2
Application number: DE2002611125
Authority: DE
Inventors: Tadashi Nobeoka-shi KOYANAGI; Takao Nobeoka-shi ABE; Teruhiko Nobeoka-shi MATSUO; Yousei Higashiusuki-gun MITSUMORI
Original assignee: Asahi Kasei Corp; Asahi Chemical Industry Co Ltd
Current assignee: Asahi Kasei Corp; Asahi Chemical Industry Co Ltd
Priority date: 2001-02-02
Filing date: 2002-01-31
Publication date: 2006-11-23
Anticipated expiration: 2022-02-01
Also published as: WO2002063080A1; DE60211125D1; CN1243861C; JPWO2002063080A1; JP2006342488A; EP1365049A1; JP4612717B2; JP4408880B2; MXPA03005962A; EP1365049B1; JP4353698B2; CN1489649A; TW571008B; US20030232194A1; ATE325209T1; US6949210B2; US6555220B1; KR20030077597A; KR100532552B1; JP2009046800A

Description

Technisches Gebiet
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Polytrimethylenterephthalat-Verbundfaser und ein Verfahren zur Herstellung derselben.
Stand der Technik
Eine Polytrimethylenterephthalat(nachstehend als PTT abgekürzt)-Faser ist aus früheren Dokumenten bekannt, wie J. Polymer Science: Polymer Physics Edition, Band 14, Seiten 263 bis 274 (1976) oder Chemical Fibers International, Band 45, Seiten 110 bis 111, April (1995).
Diese Dokumente beschreiben das grundsätzliche Merkmal der Spannungs-Dehnungs-Eigenschaft der PTT-Faser, d.h. die PTT-Faser hat einen niedrigen anfänglichen Modul und eine ausgezeichnete elastische Erholung, was für eine Anwendung in Form von Kleidungsstücken und Teppichen geeignet ist.
Die geprüfte japanische Patentveröffentlichung Nr. 43-19108, die nicht geprüften japanischen Patentveröffentlichungen Nr. 11-189923, 2000-239927 und 2000-256918 und EP 1059372A offenbaren eine Verbundfaser vom Seite-an-Seite-Typ, die PTT als eine Komponente oder zwei Komponenten derselben enthält.
Diese Dokumente des Standes der Technik offenbaren, dass eine Verbundfaser vom Seite-an-Seite-Typ oder vom exzentrischen Hülle-Kern-Typ, in der PTT als wenigstens eine Komponente derselben verwendet wird (nachstehend als PTT-Verbundfasern bezeichnet), eine latente Kräuselungsfähigkeit hat – und die Kräuselungen sich durch Wärmebehandlung entwickeln – und eine vorteilhafte Verstreckbarkeit und einen weichen Griff aufweist.
Obwohl Produkte, die aus PTT-Verbundfasern erhalten werden, eine ausgezeichnete Verstreckbarkeit und Weichheit aufweisen, haben sich gemäß der Untersuchung der Erfinder der vorliegenden Erfindung Probleme ergeben, und zwar in dem Nachbehandlungsverfahren, wie Wirken/Weben oder Färben, und im Hinblick auf die Gleichmäßigkeit des gefärbten Produkts, wie in den nachstehenden Punkten I, II und III beschrieben wird:
I. Schwierigkeiten beim Wirk/Web-Verfahren
Als Vorbereitung vor dem Wirken/Weben wird ein Kettenschärverfahren vor dem Wirkverfahren verwendet, und ein Ketten-Herstellungsverfahren und ein Zwirn-Herstellungsverfahren werden vor dem Webverfahren verwendet.
Wenn die PTT-Verbundfaser in einem Kettenwirkverfahren verwendet wird, kann eine "Öffnung von Einzelfilamenten" aufgrund der Spannungsfluktuation während des Wirkvorgangs erfolgen, wodurch benachbarte Fasern sich gegenseitig stören, um ein Reißen des Filaments zu ergeben.
Wenn ein Zwirn aus den PTT-Verbundfasern gebildet wird und zur Herstellung eines gewebten Textilerzeugnisses verwendet wird, besteht ein dahingehendes Problem, dass weißes Pulver während des Zwirn- und/oder Webverfahrens gebildet werden kann und auf Führungsstücken in der Passage abgeschieden wird, um ein Reißen des Garns zu ergeben.
1 stellt eine vereinfachte Erläuterung einer Photographie der Oberfläche einer PTT-Verbundfaser dar, nachdem sie gezwirnt und durch Nasswärme zwirnfixiert wurde, die mittels eines Rasterelektronenmikroskops beobachtet wurde. Aus 1 ist ersichtlich, dass weißes Pulver im Allgemeinen gleichmäßig auf der Oberfläche eines Einzelfilaments abgeschieden ist.
2 ist ein Beispiel eines Diagramms, das durch Messen von weißem Pulver, das auf einem Spannungskontroll-Führungsstück eines Webstuhls abgeschieden wurde, gemäß Differential-Scanning-Kalorimetrie erhalten (DSC) wurde.
Diese Kurve weist endotherme Peaks bei etwa 213 °C und etwa 250 °C auf. Die Peaks bei etwa 230 °C und etwa 250 °C fallen mit der Schmelzpunkttemperatur von PTT bzw. derjenigen eines cyclischen Dimers von Trimethylenterephthalat zusammen. Demgemäß ist es klar, dass das weiße Pulver, das auf einem Führungsstück oder anderen abgeschieden wird, PTT oder cyclisches Trimethylenterephthalat-Dimer ist, welches ein Nebenprodukt des ersteren ist.
Je größer die Kräuselungsfähigkeit der entwickelten Kräuselungen ist, und je größer die Anzahl der Drehungen ist, desto mehr weißes Pulver wird aus PTT erhalten. Wenn die Anzahl der Drehungen 1000 T/m oder größer ist, wird der Reibungsabrieb des Zwirns so signifikant, dass eine Spur des Abriebs durch ein Rasterelektronenmikroskop beobachtet werden kann. Somit ist es schwierig, eine PTT-Verbundfaser in Form von hoch gezwirntem Garn zu verwenden.
Je höher die Zwirnfixierungstemperatur ist, nachdem gezwirnt wurde, umso mehr weißes Pulver wird auch aus dem cyclischen Dimer von Trimethylenterephthalat erhalten.
Obwohl es nicht klar ist, warum ein derartiges weißes Pulver gebildet wird, kann ein Grund der Folgende sein:
PTT-Verbundfaser, insbesondere eine solche, die eine hohe Streckbarkeit aufweist, hat nicht nur eine latente Kräuselungsfähigkeit, sondern entwickelte auch Kräuselungen, die entwickelt wurden, bevor sie wärmebehandelt wurde; mit anderen Worten: sie ist dadurch kennzeichnet, dass sie eine offensichtliche Kräuselungsfähigkeit aufweist. Es wird angenommen, dass eine derartige Verbundfaser vom Seite-an-Seite-Typ, die eine entwickelte Kräuselungsfähigkeit hat, einen signifikant höheren Kontaktwiderstand an Führungsteilen oder anderen bei dem Herstellungsverfahren des Wirkens/Webens hat, als eine solche, die eine nicht-entwickelte Kräuselungsfähigkeit aufweist, um die Bildung von weißem Pulver zu ergeben.
Es wird auch angenommen, dass während des Zwirnfixierungsverfahrens nach dem Zwirnen sich cyclisches Trimethylenterephthalat-Dimer, das in einer PTT-Verbundfaser enthalten ist, aus dem Faserinneren abtrennt und zur Oberfläche derselben gelangt, um weißes Pulver zu verursachen.
Es gibt einen Vorschlag in WO99/39041 zur Eliminierung des Reißens des Garns während des Spinn- oder Falschdraht-Texturierungsverfahrens, indem man der PTT-Faser ein spezielles Appreturmittel verleiht. Es liegt darin jedoch keine Beschreibung einer PTT-Verbundfaser mit entwickelter Kräuselungsfähigkeit vor, wobei Kräuselungen entwickelt sind.
In dem obigen Dokument des Standes der Technik liegt auch keine Offenbarung des Problems der Verschlingung von Fasern während des Wirkverfahrens oder der Bildung von weißem Pulver währen des Wirk/Web-Verfahrens vor, geschweige denn die Offenbarung oder ein Vorschlag zur Lösung desselben.
II. Schwierigkeiten beim Färbeverfahren
Es ist bekannt, dass neben dem Textilfärben oder Druckfärben ein gefärbtes gewirktes/gewebtes Textilerzeugnis durch ein Garnfärbeverfahren erhalten werden kann.
Da ein Muster in dem gewirkten/gewebten Textilerzeugnis gebildet wird, das durch das Garnfärbeverfahren erhalten wird, wobei die Farben der entsprechenden Fasern voneinander verschieden sind, ergibt sich ein modisches Produkt hoher Qualität.
Obwohl das Garnfärbeverfahren das Strangfärben oder Kreuzspulfärben einschließt, wird derzeit hauptsächlich das letztere verwendet, und zwar wegen der Färbewirtschaftlichkeit desselben.
Das gewirkte/gewebte Textilerzeugnis, das aus den kreuzspulgefärbten PTT-Verbundfasern erhalten wird, entwickelt leichte Kräuselungen während des Färbeverfahrens, verglichen mit einem texturierten Falschdrahtgarn von PTT oder Polyethylenterephthalat (nachstehend als PET bezeichnet). Wenn demgemäß die kreuzspulgefärbten PTT-Verbundfasern für ein gewirktes/gewebtes Textilerzeugnis verwendet werden, liegt das dahingehende Merkmal vor, dass eine vorteilhafte Verstreckbarkeit aufgrund hoher Kräuselungen erhalten wird.
Im Gegensatz zu einem solchen Merkmal wurde gefunden, dass, wenn die PTT-Verbundfasern kreuzspulgefärbt werden, sich Oligomer, das aus der Faser extrahiert wird, auf dem gefärbten Wickelkörper abscheidet, so dass sich die Gleichförmigkeit des Färbens verschlechtert.
D.h., wenn eine Färbeflüssigkeit von der Innenseite der Kreuzspule zur Außenseite derselben zirkuliert, wird Oligomer, das sich aus den PTT-Verbundfasern abgetrennt hat, in der Färbeflüssigkeit gelöst und auf der Faser abgeschieden. Der Anteil der Faser, auf der das Oligomer abgeschieden wird, verursacht ein ungleichmäßiges Färben oder einen Verlust an Farbklarheit. Schwierigkeiten beim Färben, die durch das Oligomer verursacht werden, sind nicht nur auf das Kreuzspulfärben beschränkt, sondern treten auch beim Färben von Textilerzeugnissen auf.
Gemäß einer Analyse durch die Erfinder der vorliegenden Erfindung wurde gefunden, dass eine Hauptkomponente des Oligomers ein cyclisches Dimer von Trimethylenterephthalat ist.
Obwohl der Grund nicht klar ist, warum eine große Menge an cyclischem Dimer sich aus den PTT-Verbundfasern abtrennt, wird angenommen, dass eine geringe PTT-Orientierung in den PTT-Verbundfasern es ermöglicht, dass sich das cyclische Dimer zur Faseroberfläche hin bewegt.
Das japanische Patent Nr. 3204399 offenbart eine PTT-Faser und bezieht sich auf den Gehalt an Oligomer in der PTT-Faser, um die Verunreinigung von Öffnungen in einer Spinndüse einzuschränken. Der Gehalt ist jedoch hoch und es liegt überhaupt keine Offenbarung darüber vor, dass weißes Pulver während des Zwirnens, Thermofixierens und Webens von PTT-Verbundfasern oder Oligomer gebildet wird, welche beim Färbeverfahren derselben störend wirken.
Somit sind PTT-Verbundfasern stark erwünscht, die frei von Problemen beim Färbeverfahren sind.
III. Gleichmäßigkeit des Färbens
Die Gleichmäßigkeit des Färbens eines PTT-Verbundfaser-Produkts ist ein wichtiger Faktor.
Es wurde gefunden, dass die folgenden zwei Probleme die Gleichmäßigkeit des Färbens verschlechtern, wenn die PTT-Verbundfasern industriell hergestellt werden.
Eines der Probleme stellt das Biegen des Garns dar. Wenn der Unterschied der Grenzviskosität zwischen zwei verwendeten Polymeren vergrößert wird, um die Verstreckbarkeit und die Rückstreck-Eigenschaft der sich ergebenden Verbundfasern zu verbessern, wird ein Biegen des Garns erzeugt, und zwar aufgrund des Unterschieds der Schmelzviskosität zwischen den zwei Polymeren, die aus einer Öffnung während des Spinnens extrudiert werden, was eine Fluktuation der Fasergröße in der Längsrichtung der sich ergebenden Verbundfaser verursacht.
Das andere der Probleme stellt die Verunreinigung der Öffnung dar, aus der das geschmolzene Polymer extrudiert wird. Wenn das PTT gesponnen wird, kann sich Polymer auf der Peripherie der Öffnung abscheiden, wenn die Spinnzeit durchlaufen wird, um eine so genannte "Lochschleim" ("eye mucus")-Verunreinigung zu ergeben. Diese Verunreinigung ist für PTT spezifisch, und je größer der Unterschied der Grenzviskosität zwischen den beiden Polymeren ist, desto signifikanter wird dieses Phänomen. Es wurde gefunden, dass, wenn "Lochschleim" erzeugt wird, die extrudierte Faser ungleichmäßig wird (wegen der Bildung eines so genannten "Rucks" ("jerk"), was nicht nur die Spinnstabilität reduziert, sondern auch die Fluktuation der Fasergröße U % der erhaltenen Verbundfasern erhöht. Ein Textilerzeugnis, das aus PTT-Verbundfasern erhalten wird, die eine große Fluktuation der Fasergröße haben, wird ungleichmäßig gefärbt, wodurch die Qualität des Produkts stark reduziert wird.
Um das Problem des Garnbiegens zu lösen, wird ein Spinnverfahren in der geprüften japanischen Offenlegungsschrift (Kokoku) Nr. 43-19108, BP 965,729 und der japanischen Offenlegungsschrift (Kokai) Nr. 2000-136440 vorgeschlagen, in welchem eine Spinndüse mit Öffnungen verwendet wird, in die Strömungswege für zwei Polymere schräg angeordnet sind.
Da der in diesen Dokumenten offenbarte Stand der Technik jedoch ein System ist, in welchem zwei Polymere, die eine unterschiedliche Grenzviskosität haben, aus einer Öffnung extrudiert werden, direkt nachdem sie zusammengekommen sind, ist es unmöglich – wenn der Unterschied der Schmelzviskosität zwischen den beiden Polymeren groß ist – die Umlenkung eines Stroms von geschmolzenem Polymer in ausreichendem Maße zu verhindern, und als Ergebnis wird die Fluktuation der Fasergröße nicht ausreichend unterdrückt.
Demgemäß ist es stark erwünscht, dass PTT-Verbundfasern, die von einem Reißen des Garns während des Wirk/Web-Verfahrens frei sind und eine hohe Verstreckbarkeit, Rückstreck-Eigenschaft und Gleichförmigkeit des Färbens aufweisen, und ein Verfahren zur Herstellung derselben entwickelt werden.
Offenbarung der Erfindung
Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, PTT-Verbundfasern bereitzustellen, die frei von Problemen im Wirk/Web-Verfahren sind, wie einem Reißen des Garns aufgrund der Verschlingung von Fasern im Wirkverfahren, einem Reißen des Garns in dem Webverfahren aufgrund von weißem Pulver, das aus Polymer oder Oligomer stammt, sowie frei von Problemen im Färbeverfahren sind, wie ungleichmäßiges Färben oder Verlust an Farbklarheit aufgrund des Abscheidens von Oligomer, und die somit in einer Nachbehandlung leicht verarbeitbar sind, wie der Vorbereitung für das Wirk/Web-Verfahren oder das Färbeverfahren.
Die oben erwähnten Probleme konnten auf dem Niveau des Standes der Technik überhaupt nicht erkannt werden, sondern sind neuartige Probleme, die zum ersten Mal durch die Erfinder der vorliegenden Erfindung herausgefunden wurden, die PTT-Verbundfasern untersucht haben, die entwickelte Kräuselungen, eine ausgezeichnete Verstreckbarkeit und eine ausgezeichnete Rückstreck-Eigenschaft aufweisen.
Als Ergebnis der sorgfältigen Untersuchung, die von den Erfindern der vorliegenden Erfindung durchgeführt wurde, wurde gefunden, dass die oben erwähnten Probleme gelöst werden können, indem man die Menge an cyclischem Dimer festsetzt, die in der Faser enthalten ist, die Oberflächeneigenschaft und die kollektive Konfiguration der Faser identifiziert, und somit wurde die vorliegende Erfindung vervollständigt.
D.h. bei der vorliegenden Erfindung handelt es sich um:

1. Eine PTT-Verbundfaser, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei der Verbundfaser um eine Menge von Einzelfilamenten handelt, die zwei Arten von Polyesterkomponenten umfasst, die Seite an Seite oder in einer exzentrischen Hülle-Kern-Anordnung miteinander laminiert sind, wobei wenigstens eine der Komponenten Polytrimethylenterephthalat ist und die Verbundfaser den folgenden Bedingungen (1) bis (4) genügt: (1) der Gehalt an cyclischem Trimethylenterephthalat-Dimer im Polytrimethylenterephthalat beträgt 2,5 Gew.-% oder weniger; (2) der dynamische Faser-Faser-Reibungskoeffizient beträgt 0,2 bis 0,4; (3) der Vermischungsgrad beträgt 2 bis 60 Punkte/m, und/oder die Drehungsanzahl beträgt 2 bis 60 T/m; und (4) die Fasergrößefluktuation U % beträgt 1,5% oder weniger.
2. Eine PTT-Verbundfaser gemäß dem obigen Punkt 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine der Polyesterkomponenten, die das Einzelfilament bilden, PTT ist und die andere ein Polyester ist, der aus der Gruppe PTT, PET und Polybutylenterephthalat ausgewählt ist.
3. Eine PTT-Verbundfaser gemäß dem obigen Punkt 1, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei der Verbundfaser um eine Menge von Einzelfilamenten handelt, die zwei Arten von Polyesterkomponenten umfasst, die Seite an Seite miteinander laminiert sind, und die Verbundfaser den folgenden Bedingungen (1) bis (6) genügt: (1) beide Polyesterkomponenten sind PTT; (2) der Gehalt an cyclischem Trimethylenterephthalat-Dimer im PTT beträgt 2,2 Gew.-% oder weniger; (3) der dynamische Faser-Faser-Reibungskoeffizient beträgt 0,3 bis 0,4; (4) der Vermischungsgrad beträgt 10 bis 35 Punkte/m, und/oder die Drehungsanzahl beträgt 10 bis 35 T/m; und (5) die Fasergrößefluktuation U % beträgt 1,2% oder weniger; und (6) die maximale Kräusellängung von entwickelten Kräuseln beträgt 50% oder mehr.
4. Eine PTT-Verbundfaser gemäß einem dem obigen Punkte 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass beide Arten von Polyesterkomponenten, die das Einzelfilament bilden, 90 Mol-% oder mehr PTT umfassen und die Verbundfaser eine mittlere Grenzviskositätszahl von 0,7 bis 1,2 dl/g, eine Reißdeh nung von 30 bis 50% und eine Reißfestigkeit von 2,5 cN/dtex oder mehr hat.
5. Eine PTT-Verbundfaser gemäß einem der dem obigen Punkte 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei der Verbundfaser um eine Menge von Einzelfilamenten handelt, die zwei Arten von Polyesterkomponenten umfasst, die Seite an Seite miteinander laminiert sind, und der Krümmungsradius r (μm) einer Grenze zwischen den beiden Komponenten im Querschnitt des Einzelfilaments kleiner als 10 d^0,5 ist (wobei d die Einzelfilamentgröße (Dezitex) darstellt).
6. Eine PTT-Verbundfaser gemäß einem der obigen Punkte 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die maximale Kräusellängung von entwickelten Kräuseln 50% oder mehr beträgt.
7. Eine PTT-Verbundfaser gemäß einem der dem obigen Punkte 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Kräusellängungs-Rückbildungsgeschwindigkeit 15 m/s oder mehr beträgt, nachdem die Verbundfaser mit siedendem Wasser behandelt wurde.
8. Verfahren zur Herstellung der obigen PTT-Verbundfaser durch ein Schmelzspinnverfahren, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei der Verbundfaser um eine Menge von Einzelfilamenten handelt, die zwei Arten von Polyesterkomponenten umfasst, die Seite an Seite oder in einer exzentrischen Hülle-Kern-Anordnung miteinander laminiert sind, wobei wenigstens eine der Komponenten PTT ist und das Verfahren den folgenden Bedingungen (a) bis (d) genügt: (a) die Schmelztemperatur beträgt 240 bis 280 °C, und die Schmelzzeit beträgt 20 Minuten oder weniger; (b) nachdem die beiden Arten von Polyesterkomponenten miteinander vereinigt wurden, ist die Extrusionsbedingung pro Spinnöffnung derart, dass das Produkt von mittlerer Grenzviskositätszahl [η] (dl/g) und linearer Extrusionsgeschwindigkeit v (m/min) 3 bis 15 (dl/g)·(m/min) beträgt; (c) nachdem der extrudierte Polyester abgekühlt und verfestigt wurde, wird ein Appreturmittel, das 10 bis 80 Gew.-% Fettester und/oder Mineralöl enthält, oder eines, das 50 bis 98 Gew.-% Polyether mit einem Molekulargewicht von 1000 bis 20 000 enthält, in einem Anteil von 0,3 bis 1,5 Gew.-% auf die Faser aufgebracht; und (d) in einem der Schritte, bevor die Faser endgültig aufgewickelt wird, wird der Faser die Verschlingung und/oder Drehung verliehen.
9. Verfahren zur Herstellung der obigen PTT-Verbundfaser durch ein Schmelzspinnverfahren, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei der Verbundfaser um eine Menge von Einzelfilamenten handelt, die zwei Arten von Polyesterkomponenten umfasst, die Seite an Seite miteinander laminiert sind, wobei das Verfahren den folgenden Bedingungen (a) bis (f) genügt: (a) PTT mit einem Gehalt an cyclischem Trimethylenterephthalat-Dimer von 1,1 Gew.-% oder weniger wird als beide Komponenten verwendet; (b) die Schmelztemperatur beträgt 255 bis 270 °C, und die Schmelzzeit beträgt 20 Minuten oder weniger; (c) nachdem die beiden Arten von Polyesterkomponenten miteinander vereinigt wurden, ist die Extrusionsbedingung pro Spinnöffnung derart, dass das Verhältnis (L/D) der Länge L zum Durchmesser D einer Spinnöffnung 2 oder mehr beträgt und die Spinnöffnung eine Neigung relativ zur vertikalen Richtung von 15 bis 35 Grad aufweist; (d) nachdem die beiden Arten von Polyesterkomponenten miteinander vereinigt wurden, ist die Extrusionsbedingung pro Spinnöffnung derart, dass das Produkt von mittlerer Grenzviskositätszahl [η] (dl/g) und linearer Extrusionsgeschwindigkeit v (m/min) 5 bis 10 (dl/g)·(m/min) beträgt; (e) nachdem der extrudierte Polyester abgekühlt und verfestigt wurde, wird ein Appreturmittel, das 10 bis 80 Gew.-% Fettester und/oder Mineralöl enthält, oder eines, das 50 bis 98 Gew.-% Polyether mit einem Molekulargewicht von 1000 bis 20 000 enthält, in einem Anteil von 0,3 bis 1,5 Gew.-% auf die Faser aufgebracht; und (f) in einem der Schritte, bevor die Faser endgültig aufgewickelt wird, wird der Faser eine Verschlingung und/oder Drehung verliehen.
10. Verfahren zur Herstellung einer PTT-Verbundfaser gemäß einem der obigen Punkte 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass beide Arten von Polyesterkomponenten, die das Einzelfilament bilden, 90 Mol-% oder mehr Polytrimethylenterephthalat umfassen und die Verbundfaser eine mittlere Grenzviskositätszahl von 0,7 bis 1,2 dl/g hat.

Die vorliegende Erfindung wird nachstehend ausführlicher beschrieben.
Die PTT-Verbundfaser gemäß der vorliegenden Erfindung besteht aus einer Gruppe von Einzelfilamenten. Jedes der Einzelfilamente besteht aus zwei Arten von Polyester-Komponenten, die in einer Seite-an-Seite-Anordnung oder einer exzentrischen Hülle-Kern-Anordnung miteinander laminiert sind, und wenigstens eine der Komponenten ist PTT. Beispiele der Kombination von zwei Arten von Polyester sind z.B. PTT/ein anderer Polyester und PTT/PTT.
Auch erfüllt die PTT-Verbundfaser gemäß der vorliegenden Erfindung die folgenden Bedingungen:

(1) der Gehalt an cyclischem Trimethylenterephthalat-Dimer im PTT beträgt 2,5 Gew.-% oder weniger;
(2) der dynamische Faser-Faser-Reibungskoeffizient beträgt 0,2 bis 0,4;
(3) der Vermischungsgrad beträgt 2 bis 60 Punkte/m, und/oder die Drehungsanzahl beträgt 2 bis 60 T/m; und
(4) die Fasergrößefluktuation U % beträgt 1,5% oder weniger.

Die oben erwähnten Bedingungen (1) bis (3) sind wichtig, um die Probleme I bis III zu lösen, und die Bedingung (4) ist zur Lösung des Problems III wichtig.
Die Erklärung dieser Bedingungen erfolgt nachstehend.
Der Gehalt an cyclischem Trimethylenterephthalat-Dimer im PTT, das für die vorliegende Erfindung verwendet wird, ist 2,5 Gew.-% oder weniger, vorzugsweise 2,2 Gew.-% oder weniger, mehr bevorzugt 1,1 Gew.-% oder weniger, weiterhin mehr bevorzugt 1,0 Gew.-% und am meisten bevorzugt null Gew.-%. Diesbezüglich ist der Gehalt an cyclischem Trimethylenterephthalat-Dimer ein gemessener Wert, der durch eine später beschriebene ¹H-NMR-Methode analysiert wird.
Wenn der Gehalt an cyclischem Trimethylenterephthalat-Dimer in dem oben erwähnten Bereich liegt, liegt keine Abscheidung von weißem Pulver auf Führungsteilen oder dergleichen während des Wirk/Web-Verfahrens vor, was eine stabile Wirk/Web-Arbeitsweise ergibt, die von der Bildung von Garnreißvorgängen oder Faserflug frei ist. Auch werden keine Färbeprobleme erzeugt, die durch das Abscheiden von cyclischem Dimer während des Färbeverfahrens verursacht werden. Um insbesondere eine Anomalie des Färbens beim Kreuzspulfärbverfahren zu vermeiden, ist der Gehalt an cyclischem Trimethylenterephthalat-Dimer vorzugsweise 2,2 Gew.-% oder weniger, mehr bevorzugt 1,8 Gew.-% oder weniger.
In der vorliegenden Erfindung ist das PTT vorzugsweise PTT-Homopolymer oder PTT-Copolymer, das Trimethylenterephthalat-Repetiereinheiten von 90 Mol-% oder mehr und von 10 Mol-% oder weniger eines anderen Esters enthält.
Repräsentative Beispiele der copolymerisierten Komponente sind die Folgenden:
Als saure Komponenten liegen aromatische Dicarbonsäuren, wie Isophthalsäure oder 5-Natriumsulfoisophthalat, und aliphatische Carbonsäuren, wie Adipinsäure oder Itaconsäure, vor. Auch eine Hydroxycarbonsäure wie Hydroxybenzoesäure wird als ein Beispiel erwähnt. Als Glycol-Komponente liegen Ethylenglycol, Butylenglycol und Polyethylenglycol vor, die miteinander copolymerisiert sein können.
Das für die vorliegende Erfindung verwendete PTT kann durch ein bekanntes Verfahren hergestellt werden. Z.B. kann es durch ein Einstufen-Verfahren hergestellt werden, in dem ein erwünschter abschließender Polymerisationsgrad allein durch die Schmelzpolymerisation erhalten wird, oder es kann durch ein Zweistufen-Verfahren hergestellt werden, in dem ein bestimmter Polymerisationsgrad durch die Schmelzpolymerisation erhalten wird, und dann ein erwünschter abschließender Polymerisationsgrad durch eine Polymerisation in fester Phase erhalten wird. Das letztere Zweistufen-Verfahren, in dem die Festphasen-Polymerisation kombiniert wird, wird bevorzugt, wenn eine Reduktion des Gehalts an cyclischem Dimer bezweckt wird. Diesbezüglich wird das PTT, das durch das Einstufen-Verfahren hergestellt wird, vorzugsweise einer Extraktionsbehandlung oder anderen unterzogen, bevor es dem Spinnverfahren zugeführt wird, so dass die Menge an cyclischem Trimethylenterephthalat-Dimer reduziert ist.
Gemäß der vorliegenden Erfindung werden als andere Polyester-Komponente zur Bildung des Einzelfilaments die oben erwähnten PTT, PET, Polybutylenterephthalat (nachstehend als PBT abgekürzt) und Copolymere derselben, die mit einer dritten Komponente copolymerisiert werden, vorzugsweise anstelle des oben erwähnten PTT verwendet.
Die repräsentativen dritten Komponenten sind wie folgt:
Als saure Komponente liegt eine aromatische Dicarbonsäure wie Isophthalsäure oder 5-Natriumsulfoisophthalat und eine aliphatische Carbonsäure wie Adipinsäure oder Itaconsäure vor. Auch eine Hydroxycarbonsäure wie Hydroxybenzoesäure wird als ein Beispiel erwähnt. Als Glycol-Komponente liegen Ethylenglycol, Butylenglycol und Polyethylenglycol vor, die miteinander copolymerisiert sein können.
Die PTT-Verbundfaser gemäß der vorliegenden Erfindung hat vorzugsweise einen dynamischen Faser-Faser-Reibungskoeffizienten im Bereich von 0,2 bis 0,4, mehr bevorzugt von 0,3 bis 0,4.
Wenn der dynamische Faser-Faser-Reibungskoeffizient im obigen Bereich liegt, wenn die Verbundfaser als Wickel einer Garnspule oder Kreuzspulenform aufgenommen wird, kann die Wickelform während des Aufwickelvorgangs in einem stabilen Zustand gehalten werden. Da auch kein weißes Pulver in dem Wirk/Web-Verfahren erzeugt wird, kann ein Textilerzeugnis in einem stabilen Zustand gebildet werden.
Die PTT-Verbundfaser gemäß der vorliegenden Erfindung hat einen Vermischungsgrad im Bereich von 2–60 Punkten/m, vorzugsweise von 5–50 Punkten/m, oder eine Drehungsanzahl im Bereich von 2–60 T/m, vorzugsweise von 5–50 T/m.
Wenn der Vermischungsgrad und/oder die Drehungsanzahl in dem obigen Bereich liegen, werden die Einzelfilamente der Verbundfaser nicht voneinander getrennt, während die Wirk/Web-Arbeitsweise durchgeführt werden kann, ohne dass ein Reißen des Garns auftritt oder Faserflug gebildet wird, was eine ausreichende Reißfestigkeit und eine ausgezeichnete Verstreckbarkeit sowie eine vorteilhafte Nachbehandlungs-Verarbeitbarkeit ergibt. Je größer der Vermischungsgrad und/oder die Drehungsanzahl sind, desto vorteilhafter ist die Verarbeitbarkeit im Wirk/Web-Verfahren. Wenn der Vermischungsgrad und/oder die Drehungsanzahl jedoch zu groß sind, wird die Reißfestigkeit der PTT-Verbundfaser reduziert. Auch wenn die Drehungsanzahl zu groß ist, wird die Entwicklung von Kräuselungen häufig unterdrückt, wodurch die Verstreckbarkeit verringert wird.
Um ein Reißen des Garns, das durch Vermischen von Einzelfilamenten verursacht wird, während der Arbeitsweise des Kettenwirkens (Trikotwirkens) zu unterdrücken und die vorteilhafte Wirkfähigkeit zu gewährleisten, ist es erwünscht, dass nicht nur die Drehungsanzahl im Bereich von 10–35 T/m liegt, sondern auch der Vermischungsgrad im Bereich von 10–35 Punkten/m liegt.
Die PTT-Verbundfaser gemäß der vorliegenden Erfindung hat eine Fluktuation der Fasergröße U % von 1,5 % oder weniger, vorzugsweise von 1,2 % oder weniger, mehr bevorzugt von 1,0 % oder weniger. Wenn die Fluktuation der Fasergröße U % 1,5 % oder weniger ist, wird ein gefärbtes Textilerzeugnis mit einem vorteilhaften Färbegrad erhalten. Diesbezüglich wird die Fluktuation der Fasergröße U % durch ein später beschriebenes Gleichmäßigkeits-Testgerät gemessen.
In der vorliegenden Erfindung hat die PTT-Verbundfaser vorzugsweise eine durchschnittliche Grenzviskosität im Bereich von 0,7 bis 1,2 dl/g, mehr bevorzugt von 0,8–1,2 dl/g.
Wenn die durchschnittliche Grenzviskosität innerhalb des obigen Bereichs liegt, wird die Festigkeit der Verbundfaser hoch, und ein Textilerzeugnis mit hoher mechanischer Festigkeit wird erhalten. Ein solches Textilerzeugnis ist für Sportanwendungen geeignet, bei denen eine hohe Festigkeit benötigt wird. Die Verbundfaser kann in einem stabilen Zustand hergestellt werden, ohne dass ein Reißen des Garn erfolgt.
In der vorliegenden Erfindung sind die beiden Komponenten, die das Einzelfilament ausmachen, vorzugsweise PTT, weil sie eine ausgezeichnete Rückstreck-Eigenschaft aufweisen. Wenn die beiden Komponenten PTT sind, beträgt der Gehalt an cyclischem Trimethylenterephthalat-Dimer in der entsprechenden Komponente vorzugsweise 1,1 Gew.-% oder weniger, um den Gehalt an cyclischem Dimer in der Verbundfaser zu reduzieren.
Auch der Unterschied der Grenzviskosität zwischen den beiden Komponenten liegt mehr bevorzugt im Bereich von 0,1–0,4 dl/g, und die durchschnittliche Grenzviskosität beträgt mehr bevorzugt 0,8–1,2 dl/g. Wenn der Unterschied der Grenzviskosität in dem obigen Bereich liegt, werden Kräuselungen in ausreichendem Maße entwickelt, um eine ausgezeichnete Rückstreck-Eigenschaft zu ergeben, und es wird eine PTT-Verbundfaser mit einer geringeren Fluktuation der Fasergröße erhalten, die kein Garnbiegen und keine Verunreinigung der Spinnöffnung während der Extrusion aufweist. Der Unterschied der Grenzviskosität liegt mehr bevorzugt im Bereich von 0,15–0,30 dl/g.
Gemäß der vorliegenden Erfindung liegt das Verhältnis (Gewichtsverhältnis) zwischen den beiden Arten von Polyestern mit unterschiedlicher Grenzviskosität im Querschnittsbereich eines Einzelfilaments vorzugsweise im Bereich von 40/60 bis 70/30 zwischen den Komponenten mit höherer und niedrigerer Viskosität und mehr bevorzugt von 45/55 bis 65/35. Wenn das Verhältnis zwischen den Komponenten mit höherer und niedrigerer Viskosität in dem obigen Bereich liegt, hat die sich ergebende PTT-Verbundfaser eine ausgezeichnete Kräuselungsfähigkeit und eine so hohe Festigkeit wie 2,5 cN/dtex oder mehr, aus der ein Textilerzeugnis mit einer großen Reißfestigkeit erhalten werden kann.
In der Verbundfaser gemäß der vorliegenden Erfindung, die aus einer Gruppe von Einzelfilamenten besteht, wobei in jeder derselben die zwei Arten von Polyester-Komponenten in einer Seite-an-Seite-Weise miteinander laminiert sind, beträgt der Krümmungsradius r (μm) einer Grenze zwischen den beiden Komponenten im Querschnitt des Einzelfilaments vorzugsweise 10 d^0,5 oder weniger, mehr bevorzugt von 4 d^0,5 bis 9 d^0,5, wobei d die Einzelfilamentgröße (Dezitex) darstellt.
Die PTT-Verbundfaser gemäß der vorliegenden Erfindung hat vorzugsweise eine maximale Dehnung von entwickelten Kräuselungen von 50 % oder mehr, mehr bevorzugt von 100 % oder mehr. Die entwickelte Kräuselung ist ein wichtiger Faktor für die Verwirklichung der ausgezeichneten Verstreckbarkeit und Rückstreck-Eigenschaft. Obwohl die maximale Kräusellängung vorzugsweise so groß wie möglich ist, wären etwa 300 % die obere Grenze gemäß der derzeitigen Technologie.
Die maximale Kräusellängung ist die Dehnung eines Kräuselanteils, die durch eine Messung erhalten wird, die später beschrieben wird, die den Dehnungswert darstellt, bei dem die Kräuselungen in der Faser vollständig gestreckt sind, wie z.B. in der Spannungs-Dehnungs-Kurve von 3 gezeigt wird. In 3 ist die Kurve in einen Bereich (X) aufgeteilt, in dem der Kräuselanteil nur verstreckt ist, und in einen Bereich (Y), in dem der Faserkörper verstreckt ist. Die maximale Kräusellängung ist durch einen Wert definiert, bei dem die Dehnung des Kräuselanteils beendet ist und das Verstrecken des Faserkörpers beginnt (Punkt A in 3).
Die PTT-Verbundfaser gemäß der vorliegenden Erfindung unterscheidet sich von der konventionellen Verbundfaser vom Seite-an-Seite-Typ dahingehend, dass Kräuselungen offensichtlich entwickelt werden, bevor sie mit siedendem Wasser behandelt wird. Demgegenüber weist die konventionelle Verbundfaser eines latenten Kräuselungstyps Kräuselungen auf, nachdem sie mit siedendem Wasser behandelt wurde. Obwohl die Anzahl der Kräuselungen in dem konventionellen texturierten Falschdrahtgarn auch durch die Behandlung mit siedendem Wasser zunimmt, existierten die Kräuselungen bereits als entwickelte Kräuselungen, bevor dasselbe mit siedendem Wasser behandelt wurde. Gemäß der durch die Erfinder der vorliegenden Erfindung durchgeführten Messung haben die entwickelten Kräuselungen in dem texturierten Falschdrahtgarn eine maximale Kräusellängung im Bereich von etwa 20–30 %.
Somit ist es klar, dass die PTT-Verbundfaser gemäß der vorliegenden Erfindung entwickelte Kräuselungen aufweist, die ebenso gut sind wie diejenigen des texturierten Falschdrahtgarns.
Es wird angenommen, dass aufgrund des Bestehens solcher entwickelter Kräuselungen die ausgezeichneten Verstreckbarkeit und Rückstreck-Eigenschaft gewährleistet werden.
Diesbezüglich bestehen die Gründe dafür, warum die PTT-Verbundfaser der vorliegenden Erfindung eine ausgezeichnete entwickelte Kräuselungsfähigkeit aufweist, in der Eigenschaft des erfindungsgemäßen Produktionsverfahren, bei dem die Spinnarbeitsweise unter Verwendung einer speziellen Spinnöffnung und einer speziellen Spinnbedingung durchgeführt wird, wie später beschrieben wird.
Die PTT-Verbundfaser gemäß der vorliegenden Erfindung hat vorzugsweise eine maximale Kräusellängung, nachdem sie siedendem Wasser behandelt wurde, von 100 % oder mehr, mehr bevorzugt von 150 % oder mehr, weiterhin mehr bevorzugt von 200 % oder mehr, und die Kräusel-Entspannungsgeschwindigkeit – nachdem die maximale Kräuselspannung angelegt wurde – beträgt vorzugsweise 15 m/s oder mehr. Obwohl es diesbezüglich bevorzugt wird, dass die maximale Kräusellängung nach der Behandlung mit siedendem Wasser und die Kräusel-Entspannungsgeschwindigkeit nach der maximalen Kräuselspannung so groß wie möglich sind, wären diesbezüglich etwa 600 % bzw. 40 m/s die oberen Grenzen gemäß der derzeitigen Technologie.
Die maximale Kräusellängung nach der Behandlung mit siedendem Wasser ist ein Index für das Garantieren der Verstreckbarkeit des Textilerzeugnisses, und je größer dieser Wert ist, desto besser ist die Verstreckbarkeit des Textilerzeugnisses.
Die Kräusel-Entspannungsgeschwindigkeit, nachdem die maximale Kräuselspannung angelegt wurde, ist ein Index für das Garantieren der Rückstreckeigenschaft des Textilerzeugnisses, welche die Längenerholungsgeschwindigkeit darstellt, nachdem eine Spannung, die dem Punkt A in der Spannungs-Dehnungs-Kurve des in 3 gezeigten gekräuselten Multifilamentgarns entspricht, an die Faser angelegt wurde. D.h. die Rückstreckeigenschaft wird durch die Erholungsgeschwindigkeit des verstreckten Textilerzeugnisses definiert, mit der das Textilerzeugnis zu seiner ursprünglichen Länge zurückkehrt, unmittelbar nachdem eine Spannung, die an das Textilerzeugnis angelegt wurde, um dasselbe zu verstrecken, aufgehoben wird. Somit lässt sich sagen, dass die Rückstreckeigenschaft umso besser ist, je größer die Entspannungsgeschwindigkeit ist. Die Erfinder der vorliegenden Erfindung konnten zum ersten Mal diese Entspannungsgeschwindigkeit durch eine Hochgeschwindigkeits-Videokamera-Methode messen, die später beschrieben wird.
Die PTT-Verbundfaser gemäß der vorliegenden Erfindung hat vorzugsweise eine Entspannungsgeschwindigkeit von 15 m/s oder mehr, mehr bevorzugt von 20 m/s oder mehr. Es kann gesagt werden, dass eine Faser mit einer Entspannungsgeschwindigkeit von 25 m/s oder mehr im Hinblick auf die hohe Rückstreckeigenschaft mit Spandex (elastomere Faser von Polyurethantyp) identisch ist.
Bei der Messung der Trockenwärme-Schrumpfungsspannung hat die PTT-Verbundfaser gemäß der vorliegenden Erfindung vorzugsweise eine Ausgangstemperatur der Spannungsentwicklung von 50 °C oder mehr und eine Schrumpfungsspannung bei 100 °C von 0,1 cN/dtex oder mehr.
Die Ausgangstemperatur der Trockenwärme-Schrumpfungsspannungsentwicklung ist durch eine Temperatur definiert, bei der die Entwicklung der Schrumpfungsspannung der später beschriebenen Messung der Trockenwärme-Schrumpfungsspannung gestartet wird. Wenn die Ausgangstemperatur der Spannungsentwickelung 50 °C oder mehr ist, wird die entwickelte Kräuselungsfähigkeit nicht reduziert, selbst wenn die Verbundfaser während einer langen Zeitspanne in einer Garnspulenform oder einer auf einer Spule aufgewickelten Wickelkörperform aufgewahrt wird, weil die entwickelten Kräuselungen in der Verbundfaser nicht entspannt werden. Obwohl die Ausgangstemperatur der Spannungsentwicklung vorzugsweise so hoch wie möglich ist, z.B. 60 °C oder mehr, wären 90 °C die obere Grenze gemäß der derzeitigen Technologie.
In der vorliegenden Erfindung ist zusätzlich zu der oben definierten Ausgangstemperatur der Spannungsentwicklung die Schrumpfungsspannung bei 100 °C vorzugsweise 0,1 cN/dtex oder mehr. Die Schrumpfungsspannung bei 100 °C ist ein wichtiger Faktor für Kräuselungen, die bei der Nachbehandlung des Textilerzeugnisses entwickelt werden sollen, wie einem Waschverfahren, in dem, wenn dieser Wert 0,1 cN/dtex oder mehr beträgt, es möglich ist, Kräuselungen in ausreichendem Maße zu entwickeln, während der mechanische Zwang des Textilerzeugnisses überwunden wird. Die Schrumpfungsspannung bei 100 °C ist mehr bevorzugt 0,15 cN/dtex oder mehr, etwa 0,3 cN/dtex wären die obere Grenze gemäß der derzeitigen Technologie.
Die PTT-Verbundfaser gemäß der vorliegenden Erfindung hat vorzugsweise eine Reißdehnung im Bereich von 30–50 %, mehr bevorzugt von 35–45 %.
Die Reißdehnung ist ein wichtiger Faktor für die Verwirklichung der Stabilität des Wirk/Web-Verfahrens und die Erleichterung der Entspannung des Textilerzeugnisses. Wenn die Reißdehnung in dem obigen Bereich liegt, ist die Entspannung gut und es erfolgt kein Reißen des Garns oder eine Bildung von Faserflug in dem Spinnverfahren der Verbundfasern sowie in dem Wirk/Web-Verfahren, wobei die Verfahrensstabilität beibehalten wird, um ein Textilerzeugnis zu ergeben, das eine große maximale Kräusellängung von entwickelten Kräuselungen und eine ausgezeichnete Verstreckbarkeit und Rückstreckeigenschaft aufweist.
Die PTT-Verbundfaser gemäß der vorliegenden Erfindung hat vorzugsweise eine Reißfestigkeit von 2,5 cN/dtex oder mehr, mehr bevorzugt von 2,6 cN/dtex oder mehr. Wenn die Reißfestigkeit 2,5 cN/dtex oder mehr beträgt, erfolgt kein Faserflug oder ein Brechen des Garns, die durch den Kontakt der Fasern mit Führungsteilen oder anderen verursacht werden, während des Wirkens/Webens. Obwohl die Reißfestigkeit vorzugsweise so hoch wie möglich ist, wären diesbezüglich 4,0 cN/dtex die obere Grenze gemäß der derzeitigen Technologie.
Die PTT-Verbundfaser gemäß der vorliegenden Erfindung hat vorzugsweise eine Aufwickelhärte im Bereich von 80 bis 90, wenn sie in einer Garnspulenform aufgewickelt wird, mehr bevorzugt von 85 bis 90.
Die Aufwickelhärte ist ein wichtiger Faktor für die Beibehaltung entwickelter Kräuselungen, selbst wenn die Fasern während einer langen Zeitspanne aufbewahrt werden. Es ist offensichtlich, dass die Aufwickelhärte der Garnspule der verstreckten PTT-Verbundfasern gemäß der vorliegenden Erfindung sehr viel geringer ist als diejenige der konventionellen PET-Fasern, die üblicherweise 90 oder höher ist. Wenn die Aufwickelhärte in dem obigen Bereich liegt, wird die Garnspule durch Handhabung während des Transports nicht deformiert, und die Garnqualität wird während einer langen Aufbewahrungszeitspanne unverändert beibehalten, wobei die entwickelten Kräuselungen, die das Merkmal der vorliegenden Erfindung sind, beibehalten werden.
Die gesamte Garngröße und die Einzelfilamentgröße der PTT-Verbundfasern sind nicht eingeschränkt, vorzugsweise liegt aber die gesamte Garngröße im Bereich von 20 bis 300 dtex, und die Einzelfilamentgröße liegt vorzugsweise in einem Bereich von 0,5–20 dtex.
Die Querschnittsform des Einzelfilaments ist nicht eingeschränkt und kann einen Kreis, einen Nicht-Kreis, wie eine Y-Form oder W-Form, oder eine hohle Form einschließen.
Additive können in der PTT-Verbundfaser gemäß der vorliegenden Erfindung enthalten sein oder mit derselben copolymerisiert werden, es sei denn, dass sie die Effekte der vorliegenden Erfindung stören würden, so können ein Mattierungsmittel z.B. Titanoxid, ein Wärmestabilisator, ein Antioxidationsmittel, ein antistatisches Mittel, ein Ultraviolettlichtabsorber, ein antimykotisches Mittel oder verschiedene Pigmente zugegeben werden.
Ein Verfahren zur Herstellung der PTT-Verbundfaser gemäß der vorliegenden Erfindung wird nachstehend beschrieben.
Die PTT-Verbundfaser gemäß der vorliegenden Erfindung kann unter Verwendung der konventionellen Verbundfaser-Herstellungsapparatur hergestellt werden, die mit einem Doppelschneckenextruder versehen ist, außer der Spinndüse, die nachstehend beschrieben wird.
Ein Beispiel der Verbundfaser-Herstellungsapparatur, die zur Durchführung des Verfahrens der vorliegenden Erfindung verwendet wird, wird in den Zeichnungen erläutert, wobei 5 eine schematische Erläuterung einer Spinnapparatur ist und 6 diejenige einer Streckzwirn-Vorrichtung ist.
Basierend auf den 5 und 6 wird nachstehend eine Ausführungsform des Verfahrens zur Herstellung der PTT-Verbundfaser gemäß der vorliegenden Erfindung beschrieben.
Zuerst werden Pellets von PTT, das eine der Polyester-Komponenten darstellt, durch einen Trockner 1 getrocknet, um einen Feuchtigkeitsgehalt von 20 ppm oder weniger aufzuweisen, und in einen Extruder 2 geführt, der auf eine Temperatur im Bereich von 240–280 °C eingestellt ist, um geschmolzen zu werden. Die andere der Polyester-Komponenten wird auf ähnliche Weise in einem Trockner 3 getrocknet und in einen Extruder 4 geleitet, um geschmolzen zu werden.
Das geschmolzene PTT und der andere Polyester werden über Bänder 5 bzw. 6 zu einem Spinnkopf 7 geleitet, der auf eine Temperatur im Bereich von 240–280 °C eingestellt ist, und jeweils durch Zahnradpumpen gewogen. Danach fließen die zwei Komponenten in einer Spinndüse 9 zusammen, die eine Mehrzahl von Spinnöffnungen hat und auf einem Spinnkörper 8 montiert ist, und werden in einer Seite-an-Seite-Anordnung miteinander laminiert, um ein Multifilamentgarn 10 darzustellen, das in einer Spinnkammer extrudiert wird.
Nach dem Durchlaufen eines Nichtluft-Blasbereichs 11 wird das Multifilamentgarn 10, das in eine Spinnkammer extrudiert wurde, auf Raumtemperatur gekühlt und durch Kühlluft 12 verfestigt und als Wickelkörper 15 eines nicht verstreckten Garns, das eine vorher bestimmte Fasergröße hat, durch die Aufnahme-Galetten 13 und 14, die sich mit einer vorher bestimmten Geschwindigkeit drehen, aufgewickelt.
Das nicht verstreckte Garn 15 wird durch eine Appreturmittel-Auftragsvorrichtung 16 mit einem Appreturmittel versehen, bevor es mit der Aufnahme-Galette 13 in Kontakt gebracht wird. Das Appreturmittel ist vorzugsweise eine Emulsion vom wässrigen Typ, die eine Konzentration von vorzugsweise 15 Gew.-% oder mehr, mehr bevorzugt im Bereich von 20–35 Gew.-% hat.
Bei der Herstellung des nicht verstreckten Garns beträgt die Aufwickelgeschwindigkeit vorzugsweise 3000 m/min oder weniger, mehr bevorzugt 1000 bis 2000 m/s, weiterhin mehr bevorzugt 1100–1800 m/min.
Das nicht verstreckte Garn wird dann einem Streckverfahren zugeführt, in dem es durch eine Streckzwirnmaschine, wie sie in 6 gezeigt ist, verstreckt wird. Bevor das nicht verstreckte Garn einem Streckverfahren zugeführt wird, wird es vorzugsweise in einer Umgebung einer atmosphärischen Temperatur im Bereich von 20–25 °C und einer relativen Feuchtigkeit im Bereich von 75–100 % gehalten. Das nicht verstreckte Garn wird auf der Streckzwirnmaschine vorzugsweise bei dieser Temperatur und dieser relativen Feuchtigkeit während des gesamten Streckvorgangs gehalten.
Auf der Streckzwirnmaschine wird der nicht verstreckte Garn-Wickelkörper 15 zuerst auf einer Lieferwalze 17 erwärmt, die auf eine Temperatur eingestellt ist, die vorzugsweise im Bereich von 45–65 °C liegt. Die Temperatur der Lieferwalze liegt mehr bevorzugt im Bereich von 50–60 °C, weiterhin mehr bevorzugt im Bereich von 52–58 °C. Dann wird das Garn verstreckt, um eine vorher bestimmte Fasergröße zu haben, indem man den Unterschied der Umfangsgeschwindigkeit zwischen der Lieferwalze 17 und der Streckwalze 20 verwendet. Das Garn läuft, während es mit einer Heizplatte 19 in Kontakt steht, die auf eine Temperatur im Bereich von 100–150 °C erwärmt ist, nach oder während des Verstreckens, so dass es einer Wärmebehandlung unter Spannung unterzogen wird. Das Garn, welches die Streckwalze verlässt, wird auf einer Spule in Form einer Spule von verstrecktem Garn 22 aufgewickelt, während es durch einen Spindelläufer 21 gezwirnt wird.
Falls es notwendig ist, kann ein Verstreckungsstift 18 zwischen der Streckwalze 17 und der Heizplatte 19 bereitgestellt werden, um das Verstrecken zu erleichtern. In einem solchen Fall ist es wünschenswert, dass die Temperatur der Streckwalze exakt gesteuert wird, um vorzugsweise in einem Bereich von 50–60 °C, mehr bevorzugt von 52–58 °C zu liegen.
In dem erfindungsgemäßen Produktionsverfahren liegt die Schmelzspinn-Temperatur von PTT im Bereich von 240–280 °C und die Schmelzzeit beträgt 20 Minuten.
Unter solchen Bedingungen nimmt der Gehalt an cyclischem Trimethylenterephthalat-Dimer, das in der PTT-Verbundfaser enthalten ist, einen Wert von 2,5 Gew.-% oder weniger an, wodurch der Zweck der vorliegenden Erfindung erreichbar ist. Die Erfinder der vorliegenden Erfindung haben gefunden, dass die Menge an cyclischem Trimethylenterephthalat-Dimer, das im PTT enthalten ist, während des Schmelzspinnverfahrens zunimmt, was durch Steuerung der Schmelzspinnbedingungen in einem speziellen Bereich vermeidbar ist.
Um den Gehalt an cyclischem Trimethylenterephthalat-Dimer weiterhin zu reduzieren, liegt die Schmelzspinntemperatur vorzugsweise in einem Bereich von 250–270 °C.
Die Schmelzzeit von PTT ist vorzugsweise so kurz wie möglich, d.h. sie liegt im industriellen Sinn in einem Bereich von 15 Minuten, die untere Grenze der Schmelzzeit wäre jedoch etwa 5 Minuten gemäß der derzeitigen Technologie.
Wenn beide Polyester-Komponenten PTT sind, liegt die Schmelzspinntemperatur vorzugsweise im Bereich von 255–270 °C, mehr bevorzugt von 255–265 °C, und die Schmelzzeit beträgt vorzugsweise 20 Minuten, mehr bevorzugt 15 Minuten, wodurch es möglich ist, den Gehalt an cyclischem Trimethylenterephthalat-Dimer, das in der PTT-Verbundfaser enthalten ist, auf 2,0 % oder weniger zu reduzieren.
In dem erfindungsgemäßen Produktionsverfahren wird vorzugsweise eine spezielle Spinndüse verwendet. Ein Beispiel einer vorteilhaften Spinndüse wird in 4 gezeigt.
In 4 bezeichnet (a) eine Verteilungsplatte und bezeichnet (b) eine spezielle Spinndüse. Zwei Arten von Polyester-Komponenten oder PTT A und B, die sich in der Grenzviskosität unterscheiden, werden von der Verteilungsplatte (a) zur Spinndüse (b) geleitet.
Nachdem sich beide in der Spinndüse (b) vereinigt haben, werden sie aus der Spinnöffnung extrudiert, die die Neigung von θ° relativ zur vertikalen Richtung hat. Der Durchmesser der Spinnöffnung ist D und die Länge derselben ist L.
Gemäß der vorliegenden Erfindung beträgt das Verhältnis (L/D) zwischen dem Öffnungsdurchmesser D und der Öffnungslänge L vorzugsweise 2 oder mehr. Wenn L/D 2 oder größer ist, nachdem beide Komponenten sich vereinigt haben, wird der laminierte Zustand derselben stabil, und eine Fluktuation der Fasergröße, die durch den Unterschied der Schmelzviskosität zwischen den beiden Polymeren verursacht wird, erfolgt nicht, wenn sie aus der Öffnung extrudiert werden, wodurch die Fluktuation der Fasergröße U % in einem Bereich gehalten werden kann, der durch die vorliegenden Erfindung definiert ist. Obwohl L/D vorzugsweise so groß wie möglich ist, beträgt es vorzugsweise in der Praxis 2 bis 8, mehr bevorzugt 2 bis 5, im Hinblick auf die Leichtigkeit der Formgebung der Öffnung.
Die Spinnöffnung der Spinndüse, die für die vorliegende Erfindung verwendet wird, hat vorzugsweise eine Neigung relativ zur vertikalen Richtung im Bereich von 10° bis 40°. Diese Neigung der Öffnung relativ zur vertikalen Richtung wird in 4 durch den Winkel θ angezeigt.
Die Neigung der Öffnung relativ zur vertikalen Richtung ist ein wichtiger Faktor, um das Biegen des Garns einzuschränken, das während der Extrusion der zwei Arten von Polyestern aufgrund des Unterschieds der Schmelzviskosität der Polymere erfolgt.
Wenn in dem Fall der konventionellen Spinndüse mit einer Öffnung, die keine Neigung hat, zwei PTTs, die einen Unterschied der Schmelzviskosität aufweisen, vereinigt werden, unterliegt z.B. das sich ergebende Filament einem Biegen direkt nach der Extrusion hin zu der Komponente mit der höheren Schmelzviskosität, was "Biegephänomen" genannt wird, um das stabile Spinnen zu stören.
In der in 4 gezeigten Öffnung wird vorzugsweise das Polymer mit der höheren Schmelzviskosität in A eingegeben, und dasjenige mit der niedrigeren Schmelzviskosität wird in B eingegeben.
Wenn z.B. der Unterschied der Grenzviskosität etwa 0,1 oder mehr zwischen den zwei Arten von PTT beträgt, beträgt die Neigung der Öffnung relativ zur vertikalen Richtung vorzugsweise wenigstens 10°, um ein stabiles Spinnen zu verwirklichen, das frei von einem Garnbiegen ist. Wenn der Unterschied der Grenzviskosität zwischen den zwei Polymeren noch größer ist, ist die Neigung vorzugsweise noch größer. Wenn jedoch die Neigung zu groß ist, wird die Extrusionsöffnung oval, um ein stabiles Spinnen zu stören, und auch die Formgebung der Öffnung selbst wird schwierig, wobei die obere Grenze etwa 40° beträgt.
Die Neigung liegt gemäß der vorliegenden Erfindung vorzugsweise im Bereich von 15–35°, mehr bevorzugt von 20 bis 30°.
In der vorliegenden Erfindung erleichtert die Kombination einer Neigung im Bereich von 15–35° und eines Verhältnisses zwischen Öffnungsdurchmesser und -länge (L/D) von 2 oder mehr weiterhin die Extrusionsstabilität.
In dem Produktionsverfahren gemäß der vorliegenden Erfindung ist eine Bedingung für die Extrusion, nachdem die zwei Arten von Polyestern unter Verwendung der oben erwähnten Spinndüse vereinigt sind, so definiert, dass das Produkt von durchschnittlicher Grenzviskosität [η] (dl/g) und linearer Extrusionsgeschwindigkeit V (m/min) im Bereich von 3 bis 15 (dl/g)·(m/min), vorzugsweise von 5–10 (dl/g)·(m/min), liegt.
Diese Extrusionsbedingung ist ein wichtiger Faktor, um zu verhindern, dass die Spinnöffnung durch den "Lochschleim" verunreinigt wird, der auf dem Umfang der Öffnung aufgrund eines Langzeitspinnens abgeschieden wird, um die Fluktuation der Fasergröße U % auf den Bereich zu minimieren, der durch die vorliegende Erfindung definiert ist.
Wenn das Produkt von durchschnittlicher Grenzviskosität und linearer Extrusionsgeschwindigkeit kleiner ist als die untere Grenze, wird das Verhältnis zwischen Extrusionsgeschwindigkeit und Aufwickelgeschwindigkeit übermäßig groß, wodurch die Fluktuation der Fasergröße dazu neigt, 1,5 % zu übersteigen, während die Verunreinigung der Spinnöffnung reduziert wird. Wenn demgegenüber das Produkt von durchschnittlicher Grenzviskosität und linearer Extrusionsgeschwindigkeit größer als die obere Grenze ist, nimmt die Verunreinigung der Spinnöffnung zu und neigt dazu, die stabile kontinuierliche Produktion zu stören.
In dem Produktionsverfahren gemäß der vorliegenden Erfindung wird das Multifilamentgarn, das aus der Spinndüse extrudiert wird, durch Kühlluft auf Raumtemperatur gekühlt und verfestigt, nachdem es einen Nichtluft-Blasbereich einer Länge im Bereich von 50–250 mm durchlaufen hat, und dann vorzugsweise unter einer Streckspannung im Bereich von 0,1–0,4 cN/dtex verstreckt.
Durch die Bereitstellung des Nichtluft-Blasbereichs in dem oben erwähnten Bereich wird die Haftung der zwei Arten von Polyestern, die sich in der Grenzviskosität unterscheiden, besser, wodurch die Orientierung der Komponente mit der höheren Grenzviskosität besonders eingeschränkt wird, um eine PTT-Verbundfaser zu ergeben, die eine hoch entwickelte Kräuselungsfähigkeit, eine hohe Festigkeit und eine geringe Fluktuation der Fasergröße U % hat.
Wenn die Länge des Nichtluft-Blasbereichs zu kurz ist, wird die Orientierung nicht genügend eingeschränkt. Wenn die Länge demgegenüber zu groß ist, wird die Orientierung übermäßig eingeschränkt, wodurch die Fluktuation des Garns größer wird, um die Fluktuation der Fasergröße zu erhöhen. Ein bevorzugter Bereich des Nichtluft-Blasbereichs liegt im Bereich von 100–200 mm.
Gemäß dem erfindungsgemäßen Produktionsverfahren wird das gekühlte und verfestigte Multifilamentgarn mit einem Appreturmittel versehen, das Fettsäureester und/oder Mineralöl im Bereich von 10–80 Gew.-% enthält, oder das Polyether mit einer Molmasse von 1000 bis 20000 in einem Bereich von 50 bis 98 % bei einem Verhältnis im Bereich von 0,3–1,5 Gew.-%, vorzugsweise von 0,5 bis 1,0 Gew.-%, bezogen auf die Faser, enthält. Durch Anwendung eines solchen Mittels wird es ermöglicht, den dynamischen Faser-Faser-Reibungskoeffizienten der PTT-Verbundfaser auf einen Bereich von 0,2–0,4 zu bringen.
Wenn das Verhältnis von Fettsäureester und/oder Mineralöl zu klein ist, übersteigt der dynamische Faser-Faser-Reibungskoeffizient 0,4, wodurch der Zweck der vorliegenden Erfindung nicht erreichbar ist. Wenn demgegenüber dieses Verhältnis zu groß ist, ergeben sich verschiedenartige Störungen aufgrund der Bildung von statischer Elektrizität, wie einer Trennung der Einzelfilamente im Garn während der Behandlung derselben.
Wenn die Molmasse des Polyethers zu niedrig ist, übersteigt der dynamische Faser-Faser-Reibungskoeffizient 0,4, wodurch der Zweck der vorliegenden Erfindung nicht erreichbar ist. Wenn sie demgegenüber zu groß ist, treten einige dahingehende Probleme auf, dass sich der Polyether abtrennt und während der Nachbehandlung abgeschieden wird. Die Molmasse liegt vorzugsweise im Bereich von 2000 bis 10 000.
Wenn der Gehalt an Polyether zu gering ist, ist es schwierig, den dynamischen Faser-Faser-Reibungskoeffizienten auf 0,4 oder weniger zu steuern. Der Gehalt liegt vorzugsweise im Bereich von 60–80 Gew.-%.
In dem erfindungsgemäßen Produktionsverfahren werden die Verbundfasern in jeder der Stufen vor dem endgültigen Aufwickelverfahren miteinander verschlungen und/oder gezwirnt. Die Verschlingung kann z.B. in der Stufe zwischen dem Auftragen des Appreturmittels und dem Aufwickeln des nicht verstreckten Faser-Wickelkörpers in 5 bewirkt werden. In 6 kann auch eine Verschlingungsvorrichtung 23 nahe an der Streckwalze 20 bereitgestellt werden.
Die Verschlingungsvorrichtung 23 kann z.B. eine konventionelle Verschlingungsvorrichtung sein.
Es ist möglich, eine vorher bestimmte Anzahl von Drehungen durch zweckmäßige Auswahl des Verhältnisses zwischen der Umfangsgeschwindigkeit der Streckwalze 20 und der Rotationsgeschwindigkeit der Garnspule in 6 zu erhalten.
Wenn in dem erfindungsgemäßen Produktionsverfahren das nicht verstreckte Garn verstreckt wird, liegt die Streckspannung vorzugsweise im Bereich von 0,1–0,4 cN/dtex, mehr bevorzugt von 0,15–0,35 cN/dtex. Die Streckspannung ist ein effektiver Faktor, um die Kräuselungen der PTT-Verbundfasern zu entwickeln.
Wenn die Streckspannung zu gering ist, werden die Kräuselungen nicht ausreichend entwickelt, während, wenn sie zu groß ist, ein Brechen des Garns oder Faserflug während des Verstreckvorgangs auftreten können, um die stabile Produktion zu stören.
Die richtige Streckspannung ist in Übereinstimmung mit der Glattheit, dem Verstreckungsverhältnis, der Verstreckungstemperatur und der Wärmebehandlungstemperatur erhältlich.
Wenn das verstreckte PTT-Verbundfaser-Garn in einer Garnsspulenform aufgewickelt wird, liegt der Ballonzug vorzugsweise in einem Bereich von 0,03 bis 0,15 cN/dtex, mehr bevorzugt von 0,05–0,10 cN/dtex.
Der Ballonzug ist ein wichtiger Faktor, um die Kräuselungscharakteristik des PTT-Verbundfaser-Garns in einem stabilen Zustand zu halten, selbst wenn es während einer längeren Zeitspanne gelagert wird.
Wenn der Ballonzug zu groß ist, übersteigt die Garnspulenhärte 90, und auch die entwickelte Kräuselungsfähigkeit wird häufig geringer, wenn das Garn während einer längeren Zeitspanne gelagert wird. Wenn der Ballonzug demgegenüber zu gering ist, wird die Garnspulenhärte geringer als 80, um Probleme, wie eine Deformation der Garnspule während des Transports derselben, zu verursachen.
In der vorliegenden Erfindung wird vorteilhaft ein so genanntes Zweistufen-Verfahren verwendet, in dem geschmolzenes Polymer, das aus einer Spinndüse extrudiert wird, gekühlt und verfestigt wird, und ein nicht verstrecktes Garn in Form eines Wickelkörpers aufgewickelt wird. Das nicht verstreckte Garn wird dann in dem Streckverfahren verstreckt, um ein verstrecktes Garn darzustellen. Es muss sorgfältig darauf geachtet werden, dass, wenn dieser nicht verstreckte Garn-Wickelkörper gelagert wird, der Feuchtigkeitsgehalt in dem nicht verstreckten Garn und die Lagertemperatur bei einem geeigneten Wert gehalten werden. Wenn der Feuchtigkeitsgehalt des nicht verstreckten Garns hoch ist oder die Lagertemperatur hoch ist, kann eine periodische Fluktuation der Fasergröße in dem nicht verstreckten Garn auftreten, das in der Nähe der Endfläche des Wickelkörpers aufgewickelt ist, wodurch das dahingehende Risiko besteht, dass die Fluktuation der Fasergröße U % 1,5 % übersteigen kann. Der Feuchtigkeitsgehalt des nicht verstreckten Garns ist vorzugsweise 2 Gew.-% oder weniger, mehr bevorzugt 1 Gew.-% oder weniger. Die Lagertemperatur ist vorzugsweise 25 °C oder weniger, mehr bevorzugt 22 °C oder weniger.
In dem erfindungsgemäßen Produktionsverfahren kann das direkte Spinn-Streck-Verfahren übernommen werden, in welchem das Spinnen und Verstrecken kontinuierlich durchgeführt werden, mit der Maßgabe, dass der Zweck der Erfindung erreichbar ist. In dem direkten Spinn-Streck-Verfahren wird das Filamentgarn nicht einmal in Form eines nicht verstreckten Garn-Wickelkörpers aufgewickelt, sondern kontinuierlich zu einem verstreckten Garn verstreckt. Bei diesem Verstrecken liegt die Streckspannung auch vorzugsweise in einem Bereich von 0,2–0,4 cN/dtex.
Wenn das verstreckte Garn als kreuzspulenförmiger Wickelkörper aufgewickelt wird, liegt die Wickelspannung vorzugsweise in einem Bereich von 0,03–0,15 cN/dtex.
Die erfindungsgemäße PTT-Verbundfaser kann – so wie sie vorliegt – gewirkt oder gewebt werden, um ein Textilerzeugnis mit guter Qualität zu bilden, das frei von einem ungleichmäßigen Färben ist und eine ausgezeichnete Verstreckbarkeit und Rückstreck-Eigenschaft aufweist.
Die erfindungsgemäße PTT-Verbundfaser kann auch einer Nachbehandlung unterzogen werden, wie einem Texturieren durch Falschdraht, einem Zwirnen oder einem Taslan-Texturieren, um ein vorteilhaft verarbeitetes Garn zu ergeben.
Weiterhin kann die erfindungsgemäße PTT-Verbundfaser zu Stapelfasern geschnitten werden.
Die erfindungsgemäße PTT-Verbundfaser kann allein oder im Gemisch mit anderen Fasern verwendet werden; in jedem Fall könnten die Effekte der vorliegenden Erfindung aufgezeigt werden.
Die anderen Fasern, die damit vermischt sind, können chemische oder synthetische Fasern sein, wie eine andere Polyesterfaser, Nylonfaser, Acrylfaser, Kupferammoniak-Rayonfaser, Viskose-Rayonfaser, Acetatfaser oder elastomere Polyurethanfaser, und natürliche Fasern, wie Baumwolle, Ramie, Seide oder Wolle, die sich aber nicht darauf beschränkt. Die Fasern, die damit vermischt werden sollen, können entweder Filament- oder Stapelfaser sein.
Das Mischverfahren schließt ein Mischzwirnen, ein Mischweben oder ein Verschlingen ein. Im Falle von Stapelfaser können beide Fasern in einem Kardierverfahren vermischt werden.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
1 ist eine schematische Erläuterung, die eine Rasterelektronenmikroskop-Aufnahme einer Oberfläche der PTT-Verbundfaser zeigt, die nach dem Zwirnverfahren wärmebehandelt wurde.
2 ist ein Beispiel eines Diagramms, das durch Differential-Scanning-Kalorimetrie (DSC)-Messung eines weißen Pulvers erhalten wurde, das auf einem Webstuhl abgeschieden wurde.
3 ist ein Beispiel einer Spannungs-Dehnungs-Kurve der PTT-Verbundfaser gemäß der vorliegenden Erfindung.
4 ist eine schematische Erläuterung eines Beispiels einer Spinnöffnung einer Spinndüse, die für das erfindungsgemäße Produktionsverfahren verwendet wird.
5 ist eine schematische Erläuterung eines Beispiels einer Spinnapparatur, die für das erfindungsgemäße Produktionsverfahren verwendet wird, und
6 ist eine schematische Erläuterung eines Beispiels einer Streckapparatur, die für das erfindungsgemäße Produktionsverfahren verwendet wird.
Beste Art zur Durchführung der Erfindung
Die vorliegende Erfindung wird nachstehend unter Bezugnahme auf die bevorzugten Ausführungsformen ausführlicher beschrieben, sie sollte aber nicht darauf beschränkt sein.
Diesbezüglich sind die Messungen und Bewertungsmethoden wie folgt:
(1) Grenzviskosität
Die Grenzviskosität [η] (dl/g) ist ein Wert, der durch die folgende Gleichung definiert ist: [η] = Lim (ηr – l)/C
C → 0
In der Gleichung ist ηr ein Wert, der durch Dividieren der Viskosität einer verdünnten PTT-Lösung von 35 °C in o-Chlorphenol-Lösungsmittel mit einer Reinheit von 98 % oder mehr, durch die Viskosität des Lösungsmittels bei der gleichen Temperatur erhalten wird, der als relative Viskosität definiert ist. C ist die Konzentration des Polymers, dargestellt durch g/100 ml.
(2) Gehalt an cyclischem Trimethylenterephthalat-Dimer
Der Gehalt an cyclischem Trimethylenterephthalat-Dimer wurde durch eine ¹H-NMR-Methode gemessen. Eine Messvorrichtung und die Messbedingungen sind wie folgt:
Messvorrichtung: FT-NMR DPX-400, hergestellt von Bruker Co.
Lösungsmittel: Trifluoressigsäure schwerer Wasserstoff
Konzentration der Probe: 2,0 Gew.-%
Messtemperatur: 25 °C
Basis für die chemische Verschiebung: Tetramethylsilan (TMS) ist 0 ppm
Integrationszahl: 256
Wartezeit: 3,0 s.
Nach dem Waschen mit Wasser wurde die Faser 24 Stunden lang bei Raumtemperatur getrocknet, um eine Probe herzustellen, die dann der Messung des ¹H-NMR-Spektrums unterzogen wurde.
Durch Verwendung von Signalen, die aus dem Benzolring des cyclischen Trimethylenterephthalat-Dimers stammen, wurde der Gehalt an cyclischem Trimethylenterephthalat-Dimer durch das Verhältnis des integrierten Werts des ersteren zu demjenigen der Signale bestimmt, die aus dem Benzolring von PTT und/oder einem anderen Polyester stammen.
Die Messungen wurden dreimal pro Probe wiederholt und der Durchschnittswert derselben wurde erhalten.
(3) Dynamischer Faser-Faser-Reibungskoeffizient
Ein Fasergarn einer Länge von 690 m wurde um einen Zylinder eines Durchmessers von 5,1 cm und einer Länge von 7,6 cm mit einem Aufwickelwinkel von 15° und einer Spannung von etwa 15 g gewickelt. Danach wurde die gleiche Art von Fasergarn von 30,5 cm auf diesem Zylinder aufgehängt, so dass das Garn senkrecht zur Zylinderachse vorliegt.
Ein Gewicht (g), das dem 0,04-Fachen der gesamten Fasergröße des Garns entspricht, welches auf dem Zylinder hängt, wurde an einem Ende des Garn, das auf dem Zylinder hängt, fixiert, und ein Dehnungsmessgerät wurde mit dem anderen Ende des Garns verbunden.
Dann wurde eine Spannung durch das Dehnungsmessgerät gemessen, während sich der Zylinder mit einer Umfangsgeschwindigkeit von 18 m/min drehte. Basierend auf der so gemessenen Spannung wurde der dynamische Faser-Faser-Reibungskoeffizient f durch die folgende Gleichung bestimmt. Die Messung wird bei 25 °C durchgeführt. f = (l/π) × ln (T2/T1)wobei T₁ das Gewicht (g) ist, das an das Garn angelegt wurde, T₂ die durchschnittliche Spannung (g) ist, die wenigstens 25-Mal gemessen wurde, ln der natürliche Logarithmus ist und π das Verhältnis von Umfang eines Kreises zu seinem Durchmesser ist.
(4) Verschlingungsgrad
Der Verschlingungsgrad wurde gemäß JIS-L-1013 gemessen.
(5) Fluktuation der Fasergröße U %
Ein Diagramm der Fluktuation der Fasergröße (eine graphische Darstellung; Diagramm Masse) wurde durch die folgende Methode erhalten, und U % wurde gleichzeitig gemessen:
Messvorrichtung: Ungleichmäßigkeits-Messgerät (USTER TESTER UT-3, hergestellt von Zellweger Uster Co.)
Garngeschwindigkeit: 100 m/min
Scheiben-Spannungskraft: 12,5 %
Einstellung der Spannung: 1,0 (Eingabewert)
Eintrittsdruck: 2,5 kp
Verdrehung: Z 1,5 (Skala)
gemessene Garnlänge: 250 m/min
Skala: bestimmt gemäß der Fluktuation der Fasergröße
Die Fluktuation der Fasergröße U % wurde durch direktes Ablesen des Fluktuationsdiagramms und des gezeigten Fluktuationswertes gemessen.
(6) Reißfestigkeit, Reißdehnung und maximale Kräusellängung
Die Reißfestigkeit, Reißdehnung und maximale Kräusellängung wurden gemäß JIS-L-1013 gemessen.
Die maximale Kräusellängung der entwickelten Kräuselungen wurde unter Verwendung einer Probe der Verbundfaser in einer Strangform gemessen, die aus einer Garnspule hergestellt wurde, die in einer Atmosphäre einer Temperatur von 20 ± 2 °C und einer relativen Feuchtigkeit von 65 ± 2 % in einem nicht belasteten Zustand während einer Zeitspanne von 24 Stunden liegengelassen wurde. Die maximale Kräusellängung wurde aus der Spannungs-Dehnungs-Kurve bestimmt, die durch ein Zugprüfgerät erhalten wurde, nachdem eine anfängliche Last von 0,9 10^–3 cN/dtex an die Verbundfaser angelegt wurde. Z.B. wurde – wie in 3 gezeigt wird – ein Punkt A, an dem die Kräuselungen vollständig gestreckt sind, aus der Spannungs-Dehnungs-Kurve bestimmt, und die Dehnung an diesem Punkt wurde als die maximale Kräusellängung definiert.
Eine maximale Kräusellängung nach der Behandlung mit siedendem Wasser wurde unter Verwendung der gleichen Probe, wie oben angegeben ist, gemessen, die 20 Minuten lang in kochendes Wasser von 98 °C eingetaucht wird und 24 Stunden lang auf natürliche Weise ohne Belastung getrocknet wird. Auf die gleiche Weise wie oben wurde eine anfängliche Last von 0,9 10^–3 cN/dtex an diese Probe angelegt, und die Messung wurde durchgeführt.
(7) Längenerholungsgeschwindigkeit
Die folgende Messung wurde gemäß JIS-L-1013 durchgeführt.
Auf die gleiche Weise wie bei der Messung der maximalen Kräusellängung nach der Behandlung mit siedendem Wasser wurde die gekräuselte Multifilament-Verbundfaser bis zum Punkt A auf der in 3 gezeigten Spannungs-Dehnungs-Kurve durch ein Zugtestgerät verstreckt.
Die verstreckte Probe wurde 3 Minuten lang bei diesem Punkt A gehalten und durch eine Schere direkt oberhalb eines unteren Walzenspaltpunktes abgeschnitten.
Die Geschwindigkeitsschrumpfung des Verbundfaser-Garns, das durch eine Schere abgeschnitten wurde, wurde auf einem Bild beobachtet, das mit einer Hochgeschwindigkeitsvideokamera (Auflösung: 1/1000 s) aufgenommen wurde. Ein Lineal im Millimeter-Maßstab wurde in einem Abstand von 10 mm von dem Verbundfasergarn in einer Seite-an-Seite-Anordnung fixiert, und ein Spitzenende des abgeschnittenen Verbundfasergarns wird so fokussiert, dass die Erholung des Verbundfasergarns beobachtet werden kann. Das Bild, das durch die Hochgeschwindigkeitsvideokamera aufgenommen wurde, wurde zurückgespult, so dass die Bewegung pro Zeiteinheit (mm/ms) des Spitzenendes des Verbundfasergarns abgelesen wird, woraus die Entspannungsgeschwindigkeit (m/s) bestimmt wurde.
(8) Trockenwärme-Schrumpfungsspannung
Eine Vorrichtung zum Messen der Wärmespannung (z.B. KE-2, hergestellt von KANEBO ENGINEERING K.K.) wurde unter der Bedingung verwendet, die durch JIS-L-1013 definiert ist.
Ein Stück einer Länge von 20 cm eines nicht verstreckten Garns wurde einer Garnspule oder Kreuzspule entnommen und beide Enden desselben wurden miteinander verbunden, um eine Schleife zu bilden, die in der Messvorrichtung belastet wurde. Die Messung wurde bei einer anfänglichen Last von 0,044 cN/dtex und mit einer Temperaturanstiegsrate von 100°C/min durchgeführt, und die Trockenwärme-Schrumpfungsspannung im Laufe der Zeit wurde in dem Diagramm dargestellt.
Aus dem bei dieser Messung erhaltenen Diagramm wurde die Temperatur, bei der die Wärmeschrumpfungs-Entwicklung beginnt, definiert. Die Wärme-Schrumpfungsspannung folgt einer Kurve, die einen Peak in einem Hoch temperaturbereich aufweist. Aus dieser Kurve wurde die Spannung bei 100 °C abgelesen, um eine Schrumpfungskraft bei 100 °C zu definieren.
(9) Aufwickelhärte
Die Härte einer Garnspule eines verstreckten Garns wurde durch ein Härtetestgerät GC Typ-A, das von Techlock K.K. hergestellt wird, auf derartige Weise gemessen, dass der Oberflächenbereich der Garnspule des verstreckten Garns in vier Bereiche in der Aufwärts/Abwärts-Richtung und vier Winkelbereiche von 90° in der Umfangsrichtung eingeteilt wurde; insgesamt 16 Bereiche, und die Härte dieser 16 Bereiche wurde gemessen und gemittelt, und der Durchschnittswert wurde als Garnspulenhärte definiert.
(10) Spinnstabilität
Eine Schmelzspinn-Arbeitsweise wurde 2 Tage lang für jedes Beispiel unter Verwendung einer Schmelzspinnapparatur durchgeführt, die eine vierbindige Spinndüse pro Spindel aufweist. Auch wurden so erhaltene nicht verstreckte Garne einem Streckvorgang unterzogen.
Die Spinnstabilität wurde aus der Anzahl der Garnreiß-Vorgänge, die in dieser Zeitspanne erzeugt wurden, und der Häufigkeit des Faserflugs, der in den erhaltenen verstreckten Wickelkörpern existiert (Verhältnis der Anzahl der Wickelkörper, die Faserflug aufweisen, zur Gesamtzahl der Wickelkörper) gemäß den folgenden Kriterien bestimmt:

⨂:: Reißen des Garns ist Null, Faserflug-Häufigkeit ist 5 % oder weniger
o:: Reißen des Garns liegt innerhalb von 2; Faserflug-Häufigkeit ist geringer als 10 %
x:: Reißen des Garns ist 3 oder mehr; Faserflug-Häufigkeit ist 10 % oder mehr.

(11) Kettfaden-Wirkfähigkeit
Die Kettfaden-Wirkfähigkeit wurde unter Verwendung einer Trikot-Maschine einer Feinheitsnummer von 32 bestimmt. Die Wirkkonstruktion war wie folgt:
Wirktextur: Halbtrikot
Läuferlänge: vorderes Webblatt; 151 cm/480 Maschen
hinteres Webblatt; 105 cm/480 Maschen
Der Wirkvorgang wurde 24 Stunden fortgesetzt, wobei das Reißen des Garns aufgrund der Verschlingung zwischen Einzelfilamenten beobachtet wurde, woraus die Kettfaden-Wirkfähigkeit gemäß den folgenden Kriterien bestimmt wurde:

⨂:: Reißen des Garns ist Null,
o:: Reißen des Garns liegt im Bereich von 1 bis 2,
x:: Reißen des Garns ist 3 oder mehr.

(12) Kreuzspulenfärben
Nachdem der Verbundfaser Drehungen von 120 T/m durch eine italienische Moulinierzwirnmaschine verliehen wurden, wurde sie als Wickelkörper auf einem Papierrohr eines Durchmessers von 81 cm durch eine weiche Aufwickelvorrichtung, hergestellt von K.K. KAMITSU SEISAKUSHO, mit einer Wicklungsdichte von 0,25 g/cm³ aufgewickelt. Das Papierrohr wurde durch ein Färberohr ersetzt, das einen Außendurchmesser von 69 mm hat, und der Wickelkörper wurde durch eine Kreuzspulenfärbemaschine gefärbt (eine Kreuzspulenfärbemaschine geringer Größe, die von K.K. HISAKA SEISAKUSHO hergestellt wird).
[Färbebedingung]

Farbstoff: Dispergierfarbstoff (Dianix Blue AC-E); 1 % omf
Dispergiermittel; Disper TL, 0,5 g/l
pH: 5,0 (eingestellt mit Essigsäure)
Strömungsrate: 40 l/min (die Färbeflüssigkeit wurde von innen nach außen im Kreislauf geführt)
Temperatur und Zeit: 120 °C und 30 min

[Reduktion/Wasch-Bedingung]

Hydrosulfit, 1 g/l
Sunmol RC-700 (erhältlich von K.K. NIKKA KAGAKU), 1 g/l
Natriumhydroxid, 1 g/l
Strömungsrate: 40 l/min
Temperatur und Zeit: 80 °C und 30 min

(13) Erzeugung von weißem Pulver während der Arbeitsweise des Zwirnens/Webens
Nachdem der Verbundfaser Drehungen von 2000 T/m durch eine bekannte Doppelzwirnmaschine verliehen wurden, wurde das Einstellen des Zwirnens in einem Dampffixierer vom SBR-Typ bei 80 °C durchgeführt.
Der Webvorgang, um ein Grundbindungs-Textilerzeugnis zu erhalten, wurde 2 Tage lang kontinuierlich durchgeführt, wobei das so erhaltene gezwirnte Garn als Schussgarn unter der folgenden Bedingung verwendet wurde, während der die Bildung von weißem Pulver in der Nähe von Führungsstücken oder Webblättern beobachtet wurde. Diesbezüglich wurden Kettgarne durch verstreckte PTT-Garne von 56 dtex/24 f "Solo": Warenzeichen von ASAHI KASEI K.K.) hergestellt.
Kettfadendichte: 97 end/2,54 cm
Schussfadendichte: 98 end/2,54 cm
Webstuhl, Wasserstrahl-Webstuhl ZW-303, hergestellt von TSUDAKOMA KOGYO K.K.
Webgeschwindigkeit: 450 U/min
Die Erzeugung von weißem Pulver wurde gemäß den folgenden Kriterien abgeschätzt:

⨂:: es wurde kein weißes Pulver abgeschieden,
o:: weißes Pulver wurde abgeschieden, es erfolgte aber kein Reißen des Garns,
x:: weißes Pulver wurde signifikant abgeschieden und es erfolgten Reißvorgänge des Garns.

(14) Bewertung des Textilerzeugnisses
Nachdem das sich ergebende graue Textilerzeugnis entspannt wurde und in einem aufgespannten Zustand gewaschen wurde, wurde eine Reihe von Färbe-, Appretur- und Wärmehärtungsvorgängen in einem aufgespannten Zustand durchgeführt.
Das erhaltene Textilerzeugnis wurde durch einen Fachmann untersucht, um die Färbequalität in der Schussrichtung gemäß den folgenden Kriterien zu bestimmen:

⨂:: extrem gut, ohne Defekt, wie ungleichmäßiges Färben,
o:: gut, ohne Defekt, wie ungleichmäßiges Färben,
x:: nicht gut mit einem Defekt, wie ungleichmäßiges Färben.

(15) Gesamtbewertung

⨂:

Spinnstabilität, Nachbehandlungs-Verarbeitbarkeit und Textilerzeugnis-Qualität sind extrem gut,

o:

Spinnstabilität, Nachbehandlungs-Verarbeitbarkeit und Textilerzeugnis-Qualität sind gut,

x:

Spinnstabilität, Nachbehandlungs-Verarbeitbarkeit und Textilerzeugnis-Qualität sind nicht gut.

[Beispiele 1 bis 4 und Vergleichsbeispiel 1]
Gemäß diesen Beispielen und diesem Vergleichsbeispiel wird beschrieben, inwieweit der Gehalt an cyclischem Trimethylenterephthalat-Dimer Auswirkungen auf die Verbundfaser eines Seite-an-Seite-Typs hat, in der beide Komponenten PTT sind.
(Spinnbedingungen)

Pellet-Trocknungstemperatur und abschließender Feuchtigkeitsgehalt: 110 °C, 15 ppm
Extrudertemperatur: Welle A, 250 °C (Seite der hohen Grenzviskosität) Welle B, 250 °C (Seite der niedrigen Grenzviskosität)
Spinnkopftemperatur: 265 °C
Schmelzzeit: 12 Minuten
Öffnungsdurchmesser: 0,50 mm Φ
Öffnungslänge: 1,25 mm
Neigung der Öffnung relativ zur vertikalen Richtung: 35°
Anzahl der Öffnungen: 12 Löcher
Länge des Nichtluft-Blasbereichs: 225 mm
Temperatur und relative Feuchtigkeit der Kühlluft: 22 °C, 90 %
Geschwindigkeit der Kühlluft: 0,5 m/s
Zusammensetzung des Appreturmittels: Fettsäureester mit 24 Kohlenstoffatomen, 65 Gew.-% Polyoxyether, 30 Gew.-% antistatisches Mittel vom anionischen Typ: 5 Gew.-%
Appreturmittel-Emulsion: wässrige Emulsion einer Konzentration von 30 Gew.-%
Aufnahmegeschwindigkeit: 1100 m/min

(Nicht verstrecktes Garn)

Garngröße: so ausgewählt, dass sie 56 dtex nach dem Verstrecken beträgt
Feuchtigkeitsgehalt: 0,5 Gew.-%
Lagertemperatur: 22 °C

(Verstreckungsbedingungen)

Streckgeschwindigkeit: 800 m/min
Umdrehungsgeschwindigkeit der Spindel: 8000 U/min
Streckwalzen-Temperatur: 55 °C
Heizplatten-Temperatur: 140 °C
Streckspannung: 0,25 cN/dtex
Verschlingungsdüse: M3C-B-Typ, hergestellt von SANYO SEIKI K.K., 0,2 MPa
Ballonzug: 0,07 cN/dtex

(Spule von verstrecktem Garn)

Garngröße/Anzahl der Filamente: 56,2 dtex/12 f
dynamischer Faser-Faser-Reibungskoeffizient: 0,32
Aufwickelgewicht: 2,5 kg
Anzahl der Drehungen: 10 T/m
Vermischungsgrad: 25 Punkte/m
Garnspulenhärte: 86

Zwei Arten von PTTs, die sich im Gehalt an cyclischem Trimethylenterephthalat-Dimer voneinander unterscheiden, wurden verschiedenartig kombiniert, wie in Tabelle 1 gezeigt wird. Die Gehalte an cyclischem Trimethylenterephthalat-Dimer in den sich ergebenden PTT-Verbundfasern sind in der Tabelle 1 aufgeführt.
Wie aus Tabelle 1 ersichtlich ist, hatten die PTT-Verbundfasern (Beispiele 1 bis 4), die Gehalte an cyclischem Trimethylenterephthalat-Dimer in dem Bereich aufweisen, der durch die vorliegende Erfindung definiert ist, eine vorteilhafte Nachbehandlungs-Verarbeitbarkeit.
Weiterhin wiesen die erfindungsgemäßen PTT-Verbundfasern eine hohe entwickelte Kräuselungsfähigkeit auf, selbst vor der Wärmebehandlung, und als Ergebnis hatten sie eine ausgezeichnete Verstreckbarkeit und Rückstreck-Eigenschaft, zudem hatten die sich ergebenden Textilerzeugnisse eine hervorragende Färbungsgleichförmigkeit.
[Beispiele 5 bis 8 und Vergleichsbeispiele 2 und 3]
Gemäß diesen Beispielen und Vergleichsbeispielen werden die Auswirkungen der Schmelzbedingungen beschrieben.
Ein Textilerzeugnis wurde auf die gleiche Weise erhalten wie im Beispiel 1, außer dass die Schmelzzeit verschiedenartig abgeändert wurde, wie in Tabelle 2 gezeigt wird. Die sich ergebenden PTT-Fasern und die Bewertung der Nachbehandlungs-Verarbeitbarkeit derselben sind in der Tabelle 2 aufgeführt.
Wie aus Tabelle 2 ersichtlich ist, wurde unter den Schmelzbedingungen, die durch die vorliegende Erfindung definiert sind (Beispiele 5 bis 8), gefunden, dass eine Zunahme des Gehalts an cyclischem Trimethylenterephthalat-Dimer verhindert wurde, um PTT-Verbundfasern zu ergeben, die eine ausgezeichnete Nachbehandlungs-Verarbeitbarkeit hatten.
In den Vergleichsbeispielen 2 und 3 war der Gehalt an cyclischem Dimer hoch, um die Bildung von weißem Pulver während des Webens zu erzeugen und die Färbequalität zu verschlechtern.
[Beispiele 9 bis 12 und Vergleichsbeispiel 4]
Gemäß diesen Beispielen und diesem Vergleichsbeispiel werden die Auswirkungen der Neigung der Spinnöffnung relativ zur vertikalen Richtung beschrieben.
Der Spinnvorgang wurde auf die gleiche Weise wie im Beispiel 1 durchgeführt, außer dass die Neigung der Spinnöffnung relativ zur vertikalen Richtung verschiedenartig abgeändert wurde, wie in der Tabelle 3 gezeigt wird. Die Ergebnisse derselben sind in der Tabelle 3 aufgeführt.
Wenn wie aus Tabelle 3 ersichtlich ist, die Öffnung, die eine Neigung in dem Bereich hat, der durch die vorliegende Erfindung definiert ist, verwendet wurde (Beispiele 9 bis 12), waren die Spinnbarkeit und die Fluktuation der Fasergröße U % günstig. Demgegenüber war im Vergleichsbeispiel 4 die Fluktuation der Fasergröße U % groß und die Färbequalität war nicht gut.
[Beispiele 13 und 14 und Vergleichsbeispiel 5]
Gemäß diesen Beispielen und diesem Vergleichsbeispiel werden die Auswirkungen des Verhältnisses zwischen Durchmesser und Länge der Spinnöffnung beschrieben.
Der Spinnvorgang wurde auf die gleiche Weise durchgeführt wie im Beispiel 1, außer dass das Verhältnis zwischen Durchmesser und Länge der Spinnöffnung verschiedenartig abgeändert wurde, wie in Tabelle 4 gezeigt wird. Die Ergebnisse derselben sind in der Tabelle 4 aufgeführt.
Wenn wie aus Tabelle 4 ersichtlich ist, das Verhältnis zwischen Durchmesser und Länge der Spinnöffnung innerhalb eines Bereiches lag, der durch die vorliegende Erfindung definiert ist, d.h. Beispiele 13 und 14, waren die Spinnbarkeit und die Fluktuation der Fasergröße U % günstig. Demgegenüber war im Vergleichsbeispiel 5 die Fluktuation der Fasergröße U % groß und die Färbequalität war nicht gut.
[Beispiele 15 bis 17 und Vergleichsbeispiele 6 und 7]
Gemäß diesen Beispielen und Vergleichsbeispielen werden die Auswirkungen des Produkts einer durchschnittlichen Grenzviskosität und einer linearen Extrusionsgeschwindigkeit beschrieben.
Der Spinnvorgang wurde auf die gleiche Weise durchgeführt wie im Beispiel 1, außer dass der Öffnungsdurchmesser verschiedenartig abgeändert wurde, wie in Tabelle 5 gezeigt wird. Die Ergebnisse derselben sind in der Tabelle 5 aufgeführt.
Wenn wie aus Tabelle 5 ersichtlich ist, das Produkt einer durchschnittlichen Grenzviskosität und einer linearen Extrusionsgeschwindigkeit in dem Bereich lag, der durch die vorliegende Erfindung definiert ist (Beispiele 15 bis 17), waren die Spinnbarkeit und die Fluktuation der Fasergröße U % günstig, zudem hatten die sich ergebenden Textilerzeugnisse eine hervorragende Färbegleichförmigkeit. Demgegenüber war in den Vergleichsbeispielen 6 und 7 die Fluktuation der Fasergröße U % groß und die Färbequalität war nicht gut.
[Beispiele 18 bis 20 und Vergleichsbeispiel 8]
Gemäß diesen Beispielen und Vergleichsbeispielen werden die Auswirkungen des Vermischungsgrades beschrieben.
Verschiedenartige Vermischungsgrade wurden – wie in Tabelle 6 gezeigt wird – durch die Verschlingungsvorrichtung 23 verliehen, die stromabwärts von der in 6 gezeigten Streckwalze 20 angeordnet war. Die Ergebnisse derselben sind in der Tabelle 6 aufgeführt.
Wie aus Tabelle 6 ersichtlich ist, lag keine Verschlingung zwischen Einzelfilamenten während der Arbeitsweise des Wirkens in den Beispielen 18 bis 20 vor, wodurch sich die günstige Nachbehandlungs-Verarbeitbarkeit und die gute Färbequalität des gewirkten Textilerzeugnisses ergaben. Demgegenüber erfolgten im Vergleichsbeispiel 8, da den Verbundfasern keine Verschlingung verliehen wurde, Reißvorgänge des Garns aufgrund der Verschlingung von Einzelfilamenten während des Wirkvorgangs.
[Beispiele 21 bis 23 und Vergleichsbeispiele 9 und 10]
Gemäß diesen Beispielen und Vergleichsbeispielen werden Auswirkungen der Arten und Mengen des aufzubringenden Appreturmittels beschrieben.
Die Spinnvorgänge wurden durchgeführt, während Appreturmittel verwendet wurden, die gemäß den in Tabelle 7 aufgeführten Komponenten hergestellt wurden. Ergebnisse derselben sind in der Tabelle 7 aufgeführt.
Wie aus Tabelle 7 ersichtlich ist, hatte die PTT-Verbundfaser, der die Appreturmittel verliehen wurden, die durch die vorliegende Erfindung definiert sind (Beispiele 21 bis 23), einen niedrigen dynamischen Faser-Faser-Reibungskoeffizienten und bildete kein weißes Pulver während des Webvorgangs, was eine vorteilhafte Webfähigkeit ergab. Demgegenüber war im Vergleichsbeispiel 9 der dynamische Faser-Faser-Reibungskoeffizient groß, weil die Menge an Appreturmittel, die den Fasern verliehen werden soll, gering war; und im Vergleichsbeispiel 10 wich die Zusammensetzung des Appreturmittels von dem Bereich ab, der durch die vorliegende Erfindung definiert ist, wodurch weißes Pulver während des Webvorgangs gebildet wurde, um das kontinuierliche Weben zu stören.
[Beispiele 24 bis 26]
Gemäß diesen Beispielen werden die Auswirkungen der anderen Komponentenarten beschrieben, die in der erfindungsgemäßen Verbundfaser verwendet werden.
Wie in 8 gezeigt wird, wurden andere Polyester-Komponenten mit der PTT-Komponente kombiniert, und die Arbeitsweise des Spinnens wurde auf die gleiche Weise wie im Beispiel 1 durchgeführt, um eine PTT-Verbundfaser zu ergeben. Die Ergebnisse derselben sind in der Tabelle 8 aufgeführt.
Wie aus der Tabelle 8 ersichtlich ist, wurden – selbst wenn die andere Polyester-Komponente PET oder PBT war – eine vorteilhafte Nachbehandlungs-Verarbeitbarkeit und eine vorteilhafte Färbequalität erhalten.
[Beispiele 27 bis 30]
Gemäß diesen Beispielen werden die Auswirkungen der Verhältnisse zwischen den Komponenten A und B beschrieben.
PTT-Verbundfasern wurden auf die gleiche Weise wie im Beispiel 1 erhalten, außer dass das Zusammensetzungsverhältnis unterschiedlich abgeändert wurde, wie in Tabelle 9 gezeigt wird. Die Ergebnisse derselben sind in der Tabelle 9 aufgeführt.
Wie aus der Tabelle 9 ersichtlich ist, wenn das Zusammensetzungsverhältnis im Bereich von 60/40 bis 65/35 lag, wurden eine vorteilhafte Reißfestigkeit, Verstreckbarkeit und Rückstreck-Eigenschaft erhalten.
[Beispiele 31 bis 34]
Gemäß diesen Beispielen werden die Effekte des Nichtluft-Blasbereichs, der ein bevorzugter Aspekt der vorliegenden Erfindung ist, beschrieben.
PTT-Verbundfasern wurden auf die gleiche Weise wie im Beispiel 1 erhalten, außer dass die Länge des Nichtluft-Blasbereichs verschiedenartig abgeändert wurde, wie in Tabelle 10 gezeigt wird. Die Ergebnisse derselben sind in der Tabelle 10 aufgeführt.
Wenn wie aus der Tabelle 10 ersichtlich ist, die Länge des Nichtluft-Blasbereichs innerhalb eines durch die vorliegende Erfindung definierten vorteilhaften Bereichs lag, wurden eine vorteilhafte Spinnbarkeit und eine ausgezeichnete entwickelte Kräuselfähigkeit erhalten, und die Färbequalität des Textilerzeugnisses war auch gut.
[Beispiele 35 bis 38]
Gemäß diesen Beispielen werden die Effekte der Streckspannung, die ein bevorzugter Aspekt der vorliegenden Erfindung ist, beschrieben.
PTT-Verbundfasern wurden auf die gleiche Weise wie im Beispiel 1 erhalten, außer dass die Streckspannung verschiedenartig abgeändert wurde, wie in Tabelle 11 gezeigt wird. Die Ergebnisse derselben sind in der Tabelle 11 aufgeführt.
Wenn wie aus der Tabelle 11 ersichtlich ist, die Streckspannung in dem durch die vorliegende Erfindung definierten bevorzugten Bereich lag, wurden eine ausge zeichnete entwickelte Kräuselungsfähigkeit und eine günstige Fluktuation der Fasergröße U % erhalten, zudem war die Qualität des Textilerzeugnisses auch gut.
[Beispiele 39 bis 41]
Gemäß diesen Beispielen werden die Effekte der Grenzviskosität und des Gehalts an cyclischem Trimethylenterephthalat-Dimer in zwei Arten von PTT beschrieben, die aus PTT-Verbundfasern bestehen, deren Einzelfilamentgröße unterschiedlich ist.
Zwei Arten von PTTs, die jeweils die Grenzviskosität und einen Gehalt an cyclischem Trimethylenterephthalat-Dimer aufweisen, wie sie in der Tabelle 12 aufgeführt sind, wurden verschiedenartig kombiniert, um PTT-Verbundfasern mit 84 dtex/12 f zu ergeben.
Die Spinnbedingungen waren wie folgt:
(Spinndüse)

Öffnungsdurchmesser: 0,50 mm Φ
Öffnungslänge: 1,25 mm
Verhältnis zwischen Durchmesser und Länge der Öffnung: 2,5
Neigung der Öffnung relativ zur vertikalen Richtung: 35°
Anzahl der Öffnungen: 12

Das Verhältnis der zwei Arten von Polymeren war 50:50, und die Fasergröße und die Anzahl der Filamente nach dem Verstrecken waren 84 dtex/12 f.
(Spinnbedingungen)

Trocknungstemperatur und abschließender Feuchtigkeitsgehalt der Pellets: 110 °C, 15 ppm
Extrudertemperatur: Welle A, 260 °C Welle B, 260 °C
Spinnkopftemperatur: 265 °C
Polymerextrusionsrate: sie wurde so ausgewählt, dass verstreckte Garne eine Fasergröße von jeweils 84 dtex haben,
Nichtluft-Blasbereich: 125 mm
Temperatur und relative Feuchtigkeit der Kühlluft: 22 °C, 90 %
Geschwindigkeit der Kühlluft: 0,5 m/s
Appreturmittel: wässrige Emulsion, die Polyetherester als Hauptkomponente
enthält: Konzentration von 30 Gew.-%,
Aufnahmegeschwindigkeit: 1500 m/min

(Nicht verstrecktes Garn)

Fasergröße: sie wurde so ausgewählt, dass die verstreckten Garne eine Fasergröße von jeweils 84 dtex aufweisen,
Feuchtigkeitsgehalt: 0,5 Gew.-%
Lagertemperatur: 22 °C

(Verstreckungsbedingungen)

Streckgeschwindigkeit: 400 m/min
Umdrehungsgeschwindigkeit der Spindel: 8000 U/min
Streckwalzen-Temperatur: 55 °C
Heizplatten-Temperatur: 140 °C
Ballonzug: 0,07 cN/dtex

(Spule von verstrecktem Garn)

Fasergröße/Anzahl der Filamente: 84,2 dtex/12 f
Aufwickelgewicht: 2,5 kg
Anzahl der Drehungen: 20 T/m
Garnspulenhärte: 84

Die physikalischen Eigenschaften der sich ergebenden PTT-Verbundfasern sind in der Tabelle 12 aufgeführt.
Wie aus der Tabelle 12 ersichtlich ist, hatten – selbst wenn die Einzelfilamentgrößen sich voneinander unterschieden – alle Fasern eine vorteilhafte Kräuselungsfähigkeit.
Fähigkeit zur industriellen Verwertung
Gemäß der vorliegenden Erfindung ist es möglich, PTT-Verbundfasern in einer stabilen Weise im industriellen Maßstab zu erhalten, die frei von Problemen beim Wirk/Web-Verfahren sind, wie Reißen des Garns oder andere, und die eine vorteilhafte Verstreckbarkeit und Rückstreck-Eigenschaft sowie eine Gleichmäßigkeit des Färbens aufweisen.

Claims

Polytrimethylenterephthalat-Verbundfaser, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei der Verbundfaser um eine Menge von Einzelfilamenten handelt, die zwei Arten von Polyesterkomponenten umfasst, die Seite an Seite oder in einer exzentrischen Hülle-Kern-Anordnung miteinander laminiert sind, wobei wenigstens eine der Komponenten Polytrimethylenterephthalat ist und die Verbundfaser den folgenden Bedingungen (1) bis (4) genügt: (1) der Gehalt an cyclischem Trimethylenterephthalat-Dimer im Polytrimethylenterephthalat beträgt 2,5 Gew.-% oder weniger; (2) der dynamische Faser-Faser-Reibungskoeffizient beträgt 0,2 bis 0,4; (3) der Vermischungsgrad beträgt 2 bis 60 Punkte/m, und/oder die Drehungsanzahl beträgt 2 bis 60 T/m; und (4) die Fasergrößefluktuation U% beträgt 1,5% oder weniger.
Polytrimethylenterephthalat-Verbundfaser gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine der Polyesterkomponenten, die das Einzelfilament bilden, Polytrimethylenterephthalat ist und die andere ein Polyester ist, der aus der Gruppe Polytrimethylenterephthalat, Polyethylenterephthalat und Polybutylenterephthalat ausgewählt ist.
Polytrimethylenterephthalat-Verbundfaser gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei der Verbundfaser um eine Menge von Einzelfilamenten handelt, die zwei Arten von Polyesterkomponenten umfasst, die Seite an Seite miteinander laminiert sind, und die Verbundfaser den folgenden Bedingungen (1) bis (6) genügt: (1) beide Polyesterkomponenten sind Polytrimethylenterephthalat; (2) der Gehalt an cyclischem Trimethylenterephthalat-Dimer im Polytrimethylenterephthalat beträgt 2,2 Gew.-% oder weniger; (3) der dynamische Faser-Faser-Reibungskoeffizient beträgt 0,3 bis 0,4; (4) der Vermischungsgrad beträgt 10 bis 35 Punkte/m, und/oder die Drehungsanzahl beträgt 10 bis 35 T/m; und (5) die Fasergrößefluktuation U% beträgt 1,2% oder weniger; und (6) die maximale Kräusellängung von entwickelten Kräuseln beträgt 50% oder mehr.
Polytrimethylenterephthalat-Verbundfaser gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass beide Arten von Polyesterkomponenten, die das Einzelfilament bilden, 90 Mol-% oder mehr Polytrimethylenterephthalat umfassen und die Verbundfaser eine mittlere Grenzviskositätszahl von 0,7 bis 1,2 dl/g, eine Reißdehnung von 30 bis 50% und eine Reißfestigkeit von 2,5 cN/dtex oder mehr hat.
Polytrimethylenterephthalat-Verbundfaser gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei der Verbundfaser um eine Menge von Einzelfilamenten handelt, die zwei Arten von Polyesterkomponenten umfasst, die Seite an Seite miteinander laminiert sind, und der Krümmungsradius r (μm) einer Grenze zwischen den beiden Komponenten im Querschnitt des Einzelfilaments kleiner als 10 d^0,5 ist (wobei d die Einzelfilamentgröße (Dezitex) darstellt).
Polytrimethylenterephthalat-Verbundfaser gemäß einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die maximale Kräusellängung von entwickelten Kräuseln 50% oder mehr beträgt.
Polytrimethylenterephthalat-Verbundfaser gemäß einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Kräusellängungs-Rückbildungsgeschwindigkeit 15 m/s oder mehr beträgt, nachdem die Verbundfaser mit siedendem Wasser behandelt wurde.
Verfahren zur Herstellung der Polytrimethylenterephthalat-Verbundfaser gemäß Anspruch 1 durch ein Schmelzspinnverfahren, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei der Verbundfaser um eine Menge von Einzelfilamenten handelt, die zwei Arten von Polyesterkomponenten umfasst, die Seite an Seite oder in einer exzentrischen Hülle-Kern-Anordnung miteinander laminiert sind, wobei wenigstens eine der Komponenten Polytrimethylenterephthalat ist und das Verfahren den folgenden Bedingungen (a) bis (d) genügt: (a) die Schmelztemperatur beträgt 240 bis 280 °C, und die Schmelzzeit beträgt 20 Minuten oder weniger; (b) nachdem die beiden Arten von Polyesterkomponenten miteinander vereinigt wurden, ist die Extrusionsbedingung pro Spinnöffnung derart, dass das Produkt von mittlerer Grenzviskositätszahl [η] (dl/g) und linearer Extrusionsgeschwindigkeit v (m/min) 3 bis 15 (dl/g)·(m/min) beträgt; (c) nachdem der extrudierte Polyester abgekühlt und verfestigt wurde, wird ein Appreturmittel, das 10 bis 80 Gew.-% Fettester und/oder Mineralöl enthält, oder eines, das 50 bis 98 Gew.-% Polyether mit einem Molekulargewicht von 1000 bis 20 000 enthält, in einem Anteil von 0,3 bis 1,5 Gew.-% auf die Faser aufgebracht; und (d) in einem der Schritte, bevor die Faser endgültig aufgewickelt wird, wird der Faser die Verschlingung und/oder Drehung verliehen.
Verfahren zur Herstellung der Polytrimethylenterephthalat-Verbundfaser gemäß Anspruch 1 durch ein Schmelzspinnverfahren, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei der Verbundfaser um eine Menge von Einzelfilamenten handelt, die zwei Arten von Polyesterkomponenten umfasst, die Seite an Seite miteinander laminiert sind, wobei das Verfahren den folgenden Bedingungen (a) bis (f) genügt: (a) Polytrimethylenterephthalat mit einem Gehalt an cyclischem Trimethylenterephthalat-Dimer von 1,1 Gew.-% oder weniger wird als beide Komponenten verwendet; (b) die Schmelztemperatur beträgt 255 bis 270 °C, und die Schmelzzeit beträgt 20 Minuten oder weniger; (c) nachdem die beiden Arten von Polyesterkomponenten miteinander vereinigt wurden, ist die Extrusionsbedingung pro Spinnöffnung derart, dass das Verhältnis (L/D) der Länge L zum Durchmesser D einer Spinnöffnung 2 oder mehr beträgt und die Spinnöffnung eine Neigung relativ zur vertikalen Richtung von 15 bis 35 Grad aufweist; (d) nachdem die beiden Arten von Polyesterkomponenten miteinander vereinigt wurden, ist die Extrusionsbedingung pro Spinnöffnung derart, dass das Produkt von mittlerer Grenzviskositätszahl [η] (dl/g) und linearer Extrusionsgeschwindigkeit v (m/min) 5 bis 10 (dl/g)·(m/min) beträgt; (e) nachdem der extrudierte Polyester abgekühlt und verfestigt wurde, wird ein Appreturmittel, das 10 bis 80 Gew.-% Fettester und/oder Mineralöl enthält, oder eines, das 50 bis 98 Gew.-% Polyether mit einem Molekulargewicht von 1000 bis 20 000 enthält, in einem Anteil von 0,3 bis 1,5 Gew.-% auf die Faser aufgebracht; und (f) in einem der Schritte, bevor die Faser endgültig aufgewickelt wird, wird der Faser eine Verschlingung und/oder Drehung verliehen.
Verfahren zur Herstellung einer Polytrimethylenterephthalat-Verbundfaser gemäß Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass beide Arten von Polyesterkomponenten, die das Einzelfilament bilden, 90 Mol-% oder mehr Polytrimethylenterephthalat umfassen und die Verbundfaser eine mittlere Grenzviskositätszahl von 0,7 bis 1,2 dl/g hat.