DE69322063T2 - Verfahren zum schnellspinnen von polyesterfasern - Google Patents

Verfahren zum schnellspinnen von polyesterfasern

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Shoji Takatsuki-Shi Osaka 569 Makino
Katsutoshi Matsuyama-Shi Ehime 791 Taniguchi
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Description

    TECHNISCHER BEREICH DER ERFINDUNG
  • Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Polyesterfilamenten bei hoher Geschwindigkeit. Im einzelnen betrifft die vorliegende Erfindung ein Hochgeschwindigkeitsverfahren, durch welches Polyesterfilamente mit hoher Qualität bei einer hohen Prozeßstabilität bei einer hohen Geschwindigkeit von 3000 m/min oder mehr hergestellt werden können.
    • ALLGEMEINER STAND DER TECHNIK
  • In den letzten Jahren sind in der Technologie der Herstellung von synthetischen Fasern erhebliche Fortschritte gemacht worden. Insbesondere ist die Spinngeschwindigkeit aufgrund der Entwicklung von Hochgeschwindigkeitsaufwickelvorrichtungen immer mehr erhöht worden. Die Technologie für die Herstellung von Filamenten bei hoher Geschwindigkeit ermöglicht auch das Verbessern der Extrudierbarkeit. Das resultierende Produkt zeigt besondere Eigenschaften aufgrund einer spezifischen Veränderung der Mikrostruktur des Filaments, welche beim Spinnen desselben erzeugt wird. Demgemäß werden hinsichtlich der Entwicklung von neuen Anwendungen des Produkts unter Nutzung dieser besonderen Eigenschaften verschiedene Forschungen und Entwicklungen betrieben.
  • Die Erhöhung der Geschwindigkeit der Filamentbildung verursacht jedoch verschiedene Probleme, beispielsweise Reibung zwischen den sich bewegenden Filamentgarnen und verschiedenen Garnführungsvorrichtungen (Walzen und Führungen), erhöhte Reibung zwischen Filamenten in einem sich bewegenden Filamentgarnbündel, verstärktes Brechen von einzelnen Filamenten und Brechen von Filamentgarnen aufgrund des Brechens der Einzelfilamente, das Aufweisen einer verschlechterten Qualität der resultierenden Filamentgarne und die erhebliche Verschlechterung der Produktionseffizienz.
  • Um die oben genannten Probleme zu beseitigen, wurden viele Vorschläge in bezug auf Schmälzmittel und Methoden des Schmälzens für gesponnene Filamentgarne und in bezug auf die Behandlung von Filamentbündeln mit Luft zum Verbessern der Bündeleigenschaften der sich bewegenden Filamente gemacht.
  • Die Vorschläge bezüglich der Schmälzmittel sind immer noch nicht befriedigend oder ausreichend für die Lösung der bestehenden Probleme. Bislang gibt es keine Berichte über hocheffiziente Mittel zum Lösen dieser Probleme.
  • In JP-A-2-242,977 wird die Verwendung eines Schmälzmittels vorgeschlagen, umfassend:
  • a) 50 Gew.-% oder mehr eines einbasigen Carbonsäureesters mit einem Molekulargewicht von 300 bis 500;
  • b) ein Propylenoxid-Ethylenoxid-Copolymer mit einem Molekulargewicht von 9000 oder mehr; und
  • c) ein Diethanolamid einer Fettsäure mit 12 bis 18 Kohlenstoffatomen oder ein Alkylenoxid-Addukt des Fettsäurediethanolamids;
  • wobei das Gewichtsverhältnis (b)/(c) 0,5 bis 5,0 beträgt;
  • zum Erhöhen der Beständigkeit gegen die Reibung von Fasern an Metall und gegen die Reibung von Fasern an Fasern und zum Verbessern eines Schlichteeffekts, um die Bildung von Flaum oder Flusen zu verhindern, wodurch das Faserbildungsverfahren bei einer hohen Geschwindigkeit von 4000 m/min oder mehr durchgeführt werden kann.
  • JP-A-63-112,769 offenbart ein spezifisches Schmälzmittel für Polyesterstapelfasern, welches 60 bis 95 Gew.-% Kaliumalkylphosphoräureestersalz mit einer geradkettigen oder verzweigten Alkylgruppe mit 8 bis 18 Kohlenstoffatomen, 2 bis 25 Gew.-% eines Silikons mit einer Viskosität von 1000 cP oder mehr bei 25ºC umfaßt und im übrigen hauptsächlich aus einer nichtionischen oberflächenaktiven Substanz besteht.
  • Das Schmälzmittel trägt gemäß dieser Patentschrift dazu bei, die Verarbeitungseigenschaften der Polyesterstapelfasern beim Kardieren zu verbessern.
  • JP-A-3-249,280 offenbart ein Mittel zur Verbesserung der Beständigkeit gegen Abnutzung von aus Fasern hergestellten Gegenständen, zum Beispiel Seile, Schnüre, Gurte und Gewebe aus synthetischen Fasern, Glasfasern oder Kohlefasern.
  • Dieses Mittel zur Verbesserung der Beständigkeit gegen Abnutzung umfaßt ein Polyurethan, ein Polyethylenoxid, ein Fluor enthaltendes Harz und eine Ethylenharnstoffverbindung.
    • OFFENBARUNG DER ERFINDUNG
  • Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren zur Herstellung von Polyesterfilamenten bei hoher Geschwindigkeit zur Verfügung zu stellen, bei welchem das Brechen von einzelnen Filamenten und Filamentgarnen während eines Verfahrens zur Bildung von Filamenten gering ist und ein aufgewickelter Garnwickel mit einem guten Erscheinungsbild stabil gebildet werden kann.
  • Die Erfinder der vorliegenden Erfindung bemühten sich, die zuvor erwähnte Aufgabe zu erfüllen und entdeckten als ein Ergeb nis ihrer Anstrengungen, daß bei dem Hochgeschwindigkeitsverfahren zum Herstellen von Polyesterfilamenten das Anwenden einer eine spezifischen Schmälzmittelzusammensetzung umfassenden Emulsion für die Schmälzbehandlung sehr wichtig ist. Die vorliegende Erfindung wurde auf der Grundlage dieser Entdeckung vollendet.
  • Das erfindungsgemäße Hochgeschwindigkeitsverfahren zur Herstellung von Polyesterfilamenten umfaßt das Schmelzspinnen von Polyesterfilamenten bei einer Aufwickelgeschwindigkeit von 3000 m/min oder mehr und das Aufbringen einer wäßrigen Emulsion eines Schmälzmittels, umfassend 50 Gew.-% oder mehr eines einbasigen Säureesters mit einem mittleren Molekulargewicht von 300 bis 500 und ferner umfassend (a) 1 bis 15 Gew.-% eines Polyoxyalkylen-Glycol-Copolymers mit einem mittleren Molekulargewicht von 1000 oder mehr, und (b) 0,1 bis 3 Gew.-% einer organischen Silanverbindung und/oder einer Fluoroalkylgruppenenthaltenden Verbindung, auf die Polyesterfilamente.
    • DIE BESTE METHODE ZUR AUSFÜHRUNG DER ERFINDUNG
  • Die vorliegende Erfindung zielt hauptsächlich auf die Herstellung von Filamenten aus einem Polyester, welcher als Hauptstruktureinheiten Alkylenterephthalateinheiten, beispielsweise Polyethylenterephthalat, umfaßt, und wird auf Polyesterfilamente angewendet, welche bei einer Aufwickelgeschwindigkeit von 3000 m/min. vorzugsweise 3500 bis 4000 m/min. schmelzgesponnen wurden und dann verstreckt werden.
  • Wenn die Aufwickelgeschwindigkeit weniger als 3000 m/min beträgt, treten die zuvor genannten Probleme bezüglich der Verarbeitungsbedingungen und der Qualität des resultierenden Produkts niemals auf und daher ist es nicht notwendig, die vorliegende Erfindung hierauf anzuwenden. Das für die vorliegende Erfindung verwendbare spezifische Schmälzmittel kann seine spezifische Wirkung nur dann entfalten, wenn das Verfahren zur Fila mentbildung bei einer Aufwickelgeschwindigkeit von 3000 m/min oder mehr durchgeführt wird.
  • Bei der vorliegenden Erfindung ist das Verdünnen des Schmälzmittels mit Wasser erforderlich, um eine wäßrige Emulsion hiervon zu erhalten, und die wäßrige Schmälzmittelemulsion muß auf die bei hoher Geschwindigkeit schmelzgesponnenen Polyesterfilamente angewendet werden, um das Schmälzmittel glatt auf die sich bei hoher Geschwindigkeit bewegenden Polyesterfilamente aufzubringen. Ein herkömmliches Schmälzmittel, welches kein Wasser enthält, das heißt ein sogenanntes unverdünntes Schmälzmittel, weist eine hohe Viskosität auf und zeigt eine schlechte Fähigkeit zum Benetzen von sich bewegenden Filamenten. Daher wird an den resultierenden Polyesterfilamenten oft Flaum erzeugt oder beim Schmälzen wird auf die sich bewegenden Filamente eine übermäßig hohe Last aufgebracht, so daß die einzelnen Filamente oft brechen.
  • Bei der vorliegenden Erfindung muß der als Hauptbestandteil des Schmälzmittels verwendbare einbasige Säureester in einer Menge von 50 Gew.-% oder mehr, vorzugsweise 50 bis 75 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht des wirkungsvollen Anteils des Schmälzmittels, in dem Schmälzmittel enthalten sein. Beträgt sein Anteil weniger als 50 Gew.-%, kann das resultierende Schmälzmittel den Filamenten nicht die für ein Schmelzspinnverfahren bei einer hohen Geschwindigkeit von 3000 m/min oder mehr erforderliche Gleitfähigkeit verleihen und daher wird die Bildung von Flaum oder Flusen und das Brechen von einzelnen Filamenten unerwünschterweise verstärkt.
  • Der für die vorliegende Erfindung verwendbare einbasige Säureester ist eine Monoesterverbindung aus einer einwertigen aliphatischen Carbonsäure und einem einwertigen aliphatischen Alkohol und weist ein mittleres Molekulargewicht von 300 bis 500, vorzugsweise 350 bis 450, auf. Dieser Typ eines einbasigen Säureesters wird vorzugsweise aus der aus Octylpalmitat, Octyl- stearat, Lauryllaurat, 2-Ethylhexylstearat, Isotridecylpalmitat und Isostearylcaprylat bestehenden Gruppe ausgewählt.
  • Bei der Verwendung eines einbasigen Säureesters mit einem Molekulargewicht von mehr als 500 oder eines mehrbasigen Säureesters mit einer Wertigkeit von zwei oder mehr bei dem Verfahren zur Bildung von Filamenten wird die Reibung zwischen den sich bewegenden Filamenten und den Garnführungsvorrichtungen erhöht und daher die unerwünschte Flaumbildung und das Brechen von Filamenten der resultierenden Polyesterfilamente verstärkt. Desweiteren wird, wenn bei dem Verfahren zur Bildung von Filamenten ein einbasiger Säureester mit einem Molekulargewicht von weniger als 300 verwendet wird, bei den nachfolgenden Verstreckungs- oder Wärmebehandlungsverfahren aufgrund des Erwärmens Rauch erzeugt und daher tritt ein unerwünschtes Problem der Verschmutzung der Arbeitsumgebung auf.
  • Bei dem für die vorliegende Erfindung verwendbaren Schmälzmittel wird das Polyoxyalkylen-Glycol-Copolymer, welches als eine weitere unerläßliche Komponente (a) dient, dazu verwendet, die Stärke der auf den äußeren Oberflächen der geschmälzten Polyesterfilamente gebildeten dünnen Schmälzmittelschichten effektiv zu verbessern und den Filamenten eine verbesserte Abriebbeständigkeit und Antifriktionseigenschaften zu verleihen. Bei der vorliegenden Erfindung wurde gefunden, daß aufgrund des zuvor erwähnten spezifischen Effekts die Reibung zwischen den sich bei hoher Geschwindigkeit bewegenden Filamenten und den Vorrichtungen zum Führen der Filamente sowie die Reibung der Filamente aneinander effektiv vermindert wird, und somit können Polyesterfilamente mit einer signifikant verringerten Flaum- oder Flusenbildung bei hoher Effizienz ohne Brechen hergestellt werden.
  • Bei einem herkömmlichen Verfahren wurde die Zugabe eines Hochpolymerisats aus gehärtetem Castoröl oder eines Polyesters aus einem Polyalkohols zu einem Schmälzmittel vorgeschlagen. Bei diesem Verfahren wurde der erwünschte Effekt in einem gewissen Ausmaß erhalten. Jedoch ist zum Erhalten des verlangten Effekts bei dem Hochgeschwindigkeitsverfahren für die Filamentbildung die Verwendung einer großen Menge des Schmälzmittels erforderlich. Die Behandlung mit der großen Menge an Schmälzmittel hat einen übermäßig verringerten Reibungskoeffizienten der Filamente in Relation zueinander zur Folge und daher zeigt der bei hoher Geschwindigeit gebildete, aufgewickelte Filamentwickel eine instabile Form; die Effizienz des Verfahrens ist vermindert und die Abwickeleigenschaften der Filamente in dem Wickel während eines nachfolgenden Behandlungsverfahrens sind schlecht.
  • Die Erfinder der vorliegenden Erfindung führten Untersuchungen zum Lösen der zuvor erwähnten Probleme durch. Als ein Ergebnis wurde gefunden, daß die Stabilität der Form des Filamentwickels von dem Wert der statischen Reibung zwischen den einzelnen Filamenten unter einer verhältnismäßig geringen Last abhängt, und daß der Wert der auf die Polyesterfilamente während des Hochgeschwindigkeitsverfahrens zur Filamentbildung einwirkenden Reibungsspannung in Abhängigkeit von dem Wert der statischen Reibung zwischen den einzelnen Filamenten bei hoher Temperatur und unter einer hohen Last variiert. Demgemäß untersuchten die Erfinder der vorliegenden Erfindung die Komponenten des Schmälzmittels, welche einen hohen Effekt der Verringerung der letzteren statischen Reibung und einen geringen Effekt der Verringerung der ersteren statischen Reibung aufweisen. Als ein Ergebnis wurde gefunden, daß die Zugabe einer spezifischen Menge des Polyoxyalkylen-Glycol-Copolymers mit einem spezifischen Molekulargewicht effektiv ist. Das heißt, die unerläßliche Komponente (a) des für die vorliegende Erfindung verwendbaren Schmälzmittels ist ein Polyoxyalkylen-Glycol-Copolymer mit einem mittleren Molekulargewicht von 1000 oder mehr und muß in einer Menge von 1 bis 15 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht der wirkungsvollen Komponente, in dem Schmälzmittel enthalten sein. Wenn die Menge weniger als 1 Gew.-% beträgt, wird der Effekt der Verbesserung der Stärke der dünnen Schmälzmittelschicht unbefriedigend. Beträgt die Menge mehr als 15 Gew.-%, zeigt das resultierende Schmälzmittel eine erhöhte Viskosität, und während die sich bewegenden Filamentgarne aufgrund der erhöhten Viskosität einen erhöhten Koeffizienten der dynamischen Reibung aufweisen, was die Bildung von Flaum auf den Garnen begünstigt, wird der Koeffizient der statischen Reibung der sich bewegenden Filamentgarne verringert, so daß der resultierende Garnwickel eine schlechte Aufwickelerscheinung und Stabilität zeigt.
  • Außerdem verursacht bei der Verwendung der Komponente (a) in einer übermäßig großen Menge das resultierende Schmälzmittel, daß eine bei einer Nachbehandlung auf den geschmälzten Filamentgarnen gebildete Schlichtemittelschicht weich wird, so daß der Schlichteffekt der Schlichtemittelschicht verringert wird, oder daß sie während eines Webverfahrens entfernt wird, so daß die Effizienz des Webfahrens verringert wird.
  • Ferner, wenn das mittlere Molekulargewicht der Komponente (a) weniger als 1000 beträgt, wird die Erfüllung der Aufgabe der vorliegenden Erfindung unmöglich, weil das resultierende Schmälzmittel eine unbefriedigende Kohäsionskraft zeigt und daher der Effekt der Verbesserung der resultierenden Stärke der dünnen Schmälzmittelschicht ungenügend wird.
  • Das für die vorliegende Erfindung verwendbaren Polyoxyalkylen- Glycol-Copolymer wird vorzugsweise ausgewählt aus Ethylenoxid/ Propylenoxid-Copolymeren mit Seitenketten, zum Beispiel Alkylgruppen, und Ethylenoxid/Tetrahydrofuran-Copolymeren ohne Seitenketten (aus Oxyethylen-Einheiten und Oxytetramethylen-Einheiten bestehende Copolymere). Die endständigen Hydroxylgruppen der zuvor erwähnten Copolymere können mit Alkyl-, Aryl- oder Acylgruppen blockiert oder nicht blockiert sein. Bei den zuvor erwähnten Copolymeren, wenn die Ethylenoxid-Propylenoxid-Copolymere verwendet werden, wird bevorzugt, daß die Copolymere mit einem mittleren Molekulargewicht von 9000 oder mehr, noch bevorzugter mit einem Polymerisationsverhältnis (Gewichtsverhältnis EO/PO) von 20/80 bis 80/20 und einem Molekulargewicht von 9000 bis 30000, in einer Menge von 4 bis 15 Gew.-% verwendet werden. Bei der Verwendung der Ethylenoxid-Tetrahydrofuran-Copolymere wird bevorzugt, daß die Copolymere mit einem Copolymerisationsgewichtsverhältnis dieser Comonomere zueinander von 20/80 bis 80/20 und einem mittleren Molekulargewicht von 1000 bis 7000 in einer Menge von 1 bis 10 Gew.-%, noch bevorzugter 1 bis 5 Gew.-%, verwendet werden. Insbesondere bei der Verwendung der Ethylenoxid-Tetrahydrofuran-Copolymere ohne Seitenketten zeigen sie einen ausgezeichneten Effekt der Verbesserung der Stärke der dünnen Schmälzmittelschicht, und somit ist die Zurückdrängung der Bildung von Flaum und des Brechens von Filamenten oder Garnen der Polyesterfilamentgarne vorteilhafterweise sehr groß.
  • Die Obergrenze des mittleren Molekulargewichts der Polyoxyalkylen-Glycol-Copolymere ist nicht spezifisch festgelegt. Wenn dieses jedoch zu hoch ist, zeigt das resultierende Schmälzmittel manchmal eine übermäßig hohe Viskosität und daher zeigen die sich bei hoher Geschwindigkeit bewegenden Filamentgarne eine übermäßig erhöhte dynamische Reibung und die resultierende Schmälzmittelemulsion zeigt eine verringerte Stabilität und Schlamm wird gebildet und in der Emulsion abgelagert. Daher wird vorzugsweise das mittlere Molekulargewicht der zu verwendenden Polyoxyalkylen-Glycol-Copolymere geeigneterweise unter Berücksichtigung des Typs der Copolymere ausgewählt.
  • Eine andere für die vorliegende Erfindung verwendbare, unerläßliche Komponente (b), welche aus wenigstens einer aus organischen Siloxanverbindungen und Fluoroalkylgruppen-enthaltenden Verbindungen ausgewählten Verbindung besteht, ist in einer Menge von 0,1 bis 3 Gew.-%, vorzugsweise 0,5 bis 2 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht der effektiven Komponenten, in dem Schmälzmittel enthalten. Durch die Verwendung der Komponente (b) zusammen mit der Komponente (a) zeigt die resultierende Schmälzmittelemulsion eine verringerte Oberflächenspannung, das gleichmäßige Anhaften des Schmälzmittels auf den sich bei hoher Geschwindigkeit bewegenden Filamentgarnen wird verbessert, gleichzeitig wird ein Widerstand der Filamentgarne, welcher er zeugt wird, wenn sie mit der Schmälzmittelemulsion in Kontakt kommen, verringert und somit werden die Einheitlichkeit der Qualität der Filamentgarne und der glatte Ablauf des Verfahrens zur Filamentbildung signifikant verbessert. Im einzelnen bedeutet das, daß, wenn die Schmälzmittelemulsion eine Oberflächenspannung von 30 Dyn/cm oder weniger aufweist, durch die Zugabe der Komponente (b) das gleichmäßige Anhaften des Schmälzmittels signifikant verbessert wird, daß die Berührungsspannung, welche erzeugt wird, wenn die Filamentgarne mit der Emulsion in Kontakt kommen, verringert wird, und daher wird das resultierende Schmälzmittel bei einem Hochgeschwindigkeitsverfahren zur Filamentherstellung bei einer Geschwindigkeit von 3000 m/min oder mehr effektiv verwendet. Wenn die Menge der Komponente (b) weniger als 0,1 Gew.-% beträgt, kann der zuvor erwähnte Effekt manchmal nicht erhalten werden, und wenn die Menge der Komponente (b) mehr als 3 Gew.-% beträgt, zeigt das resultierende Schmälzmittel manchmal eine verschlechterte Stabilität und bei den geschmälzten Filamentgarnen tritt ein Phänomen der ungleichmäßigen Färbung auf.
  • Die organischen Siloxanverbindungen, welche das Verringern der Oberflächenspannung der resultierenden Schmälzmittelemulsion bewirken, umfassen verschiedene modifizierte Silikone, beispielsweise Amino-modifizierte Silikone, Polyether-modifizierte Silikone und Polyestermodifizierte Silikone, und andere organische Silikonverbindungen, beispielsweise Dimethylsilikone, mit einer niedrigen Viskosität von 30 cP bei 25ºC.
  • Die Fluoroalkylgruppen-enthaltenden Verbindungen umfassen Fluorverbindungen, zum Beispiel Perfluoroalkylether, Perfluoroalkylsulfonate und Perfluoroalkylsulfonsäureamide. Die zuvor erwähnten Werte der Oberflächenspannung sind Werte, welche durch das Wilhelmy-Verfahren bei 30ºC bestimmt wurden.
  • Bei dem für die vorliegende Erfindung verwendbaren Schmälzmittel ist wichtig, daß es als unerläßliche Komponenten drei Komponenten umfaßt. Ferner enthält das Schmälzmittel gegebenen falls einen üblichen Emulgator, einen höheren Alkohol, eine höhere Fettsäure, Glycolverbindungen und eine geringe Menge eines Zusatzstoffs, welcher aus einer organischen oder anorganischen Verbindung, einem antistatischen Mittel und einer Amidverbindung, beispielsweise Diethanolamid einer Fettsäure, besteht.
  • Wie zuvor erwähnt, können eine signifikante Wirkung und ein Effekt, welche im Stand der Technik nie erhalten wurden, durch Anwenden eines spezifischen Schmälzmittels, welches drei unerläßliche Komponenten umfaßt, wie oben erwähnt, bei einem Hochgeschwindigkeitsverfahren zur Herstellung von Filamenten bei einer Geschwindigkeit von 3000 m/min oder mehr erhalten werden.
  • Die Verfahrensstufen, in welchen die Schmälzmittelemulsion gemäß der vorliegenden Erfindung aufgebracht wird, sind nicht auf spezifische Zeitpunkte beschränkt, solange das Aufbringen nach dem Verfestigen der schmelzgesponnenen Polyesterfilamentgarne erfolgt. Üblicherweise wird die Emulsion vor einer Aufwickelwalze auf die Garne aufgebracht. Was bevorzugte Aufbringungsvorrichtungen betrifft, so wird die erfindungsgemäße Schmälzmittelemulsion mittels einer Schmälzmittel-Dosierdüse auf die Garne aufgebracht und zwar in solchem Maß, daß eine effektive Komponente des Schmälzmittels auf die Garne in einer Menge von 0,35 bis 1,0%, bezogen auf das Gewicht des Garns, aufgebracht wird. Die Art und Weise des Aufbringens ist jedoch nicht auf die obengenannte Methode beschränkt.
  • Bei einem Schmelzspinnverfahren bei einer hohen Geschwindigkeit von 3000 m/min oder mehr ist es für das stabile Produzieren von einheitlichen Polyesterfilamentgarnen wichtig, daß das Schmälzmittel gleichmäßig auf den Filamentgarnen verteilt wird, welche sich bei einer hohen Geschwindigkeit bewegen, während eine auf die sich bewegenden Filamentgarne zwischen einem Extruderausgang und einer ersten Aufwickelwalze einwirkende Zugbelastung so gering wie möglich gehalten wird, und daß die Reibung der sich bei hoher Geschwindigkeit bewegenden Filamente aneinander verringert wird.
  • Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren kann durch Verwenden des Schmälzmittels in der Form einer wäßrigen Emulsion wie zuvor erwähnt, die Viskosität der Emulsion verringert werden, und durch Verwenden der spezifischen Siloxanverbindung oder Fluorenthaltenden Verbindung (Komponente (b)) zusammen mit der Komponente (a) kann die Oberflächenspannung der Emulsion verringert werden, und daher kann das gleichmäßige Anhaften des Schmälzmittels an den sich bei hoher Geschwindigkeit bewegenden Filamentgarnen verbessert und die aufgrund der Berührung der Vorrichtung zum Aufbringen von Schmälzmittel mit den Filamentgarnen erzeugte Belastungsspannung kann verringert werden.
  • Bei dem Schmälzmittel der vorliegenden Erfindung kann, da das Polyoxyalkylen-Glycol-Copolymer (Komponente (a)) in einer spezifischen Menge enthalten ist, das resultierende Schmälzmittelsystem als Ganzes bewirken, daß die Stärke der dünnen Schmälzmittelschicht in einem solchen Maß verbessert wird, daß selbst bei der Filamentbildung bei einer Geschwindigkeit von 3000 m/min oder mehr die resultierende dünne Schmälzmittelschicht auf befriedigende Weise gegen die auf die Filamentgarne einwirkende Belastung beständig wird und dadurch eine Verschlechterung der Gleitfähigkeit der dünnen Schmälzmittelschicht verhindert werden kann, das heißt, die Verschlechterung der Gleitfähigkeit bei hohem Druck ist gering.
  • Ferner, da ein einen spezifischen monobasigen Säureester umfassendes Gleitmittel als eine Hauptkomponente in dem Schmälzmittel enthalten ist, weist das resultierende Schmälzmittel als Ganzes eine niedrige Viskosität auf und daher kann die Reibung zwischen sich bei hoher Geschwindigkeit bewegenden Garnen und Garnführungselementen verringert werden.
  • Durch Kombinieren der Wirkungen der zuvor erwähnten Komponenten aufeinander wird es möglich, Polyesterfilamentgarne mit weniger Flaum und einer hohen Qualität stabil herzustellen, und das Erscheinungsbild der Wicklung und die Stabilität des resultierenden Garnwickels sind befriedigend.
  • Die Polyesterfilamentgarne mit daran haftendem Schmälzmittel, welche gemäß dem Verfahren der vorliegenden Erfindung hergestellt werden, zeigen eine ausgezeichnete Beständigkeit gegen Reibung zwischen Metall und Filamenten und zwischen den Filamenten aneinander, und daher kann der Webvorgang ohne Schwierigkeiten oder Störungen durchgeführt werden. Außerdem kann, da die Polyesterfilamentgarne der vorliegenden Erfindung durch ein Hochgeschwindigkeitsverfahren zur Filamentbildung hergestellt werden, ein Textil (Gewebe oder Gewirk) mit einem guten Griff hergestellt werden.
    • BEISPIELE
  • Die vorliegende Erfindung wird anhand der folgenden Beispiele näher erläutert.
  • Bei den Beispielen wurden die Anzahl der Flusen (Flaumbildung) an den Filamentgarnen und die Beständigkeit der Filamentgarne gegen Reibung jeweils auf die im folgenden beschriebene Weise bestimmt.
    • (1) Anzahl der Flusen (Flaumbildung) an den Filamentgarnen
  • Bei einer Probe, welche aus 160 Filamentgarnen mit einer Länge von jeweils 400000 m bestanden, wurde die Gesamtzahl der Flusen (gebrochene Einzelfilamente) gezählt, und aus den Daten wurde die Anzahl der Flusen pro 106 m der Filamentgarne berechnet. Die Testergebnisse wurden in drei Klassen unterteilt, wie in Tabelle 1 gezeigt.
    • Tabelle 1
  • Die Anzahl der Flusen pro 10&sup6; m Garn Klasse
  • 0 bis 0,1 3
  • 0,2 bis 0,5 2
  • 0,5 oder mehr 1
    • (2) Beständigkeit gegen Reibung
  • Die Beständigkeit der Filamente gegen Reibung an einem Metall (F/M) und die Beständigkeit der Filamente gegen Reibung aneinander (F/F) wurde jeweils durch die in Tabelle 2 gezeigten Verfahren gemessen. Tabelle 2
    • Beurteilungsstandard
  • Klasse Bildung von Flusen (Flaum)
  • 1 Im wesentlichen wurde kein Flaum gefunden.
  • 2 Flusen wurden gebildet.
  • 3 Das Filamentgarn brach.
  • Beispiele 1 bis 7 und Vergleichsbeispiele 1 bis 8 Bei jedem der Beispiele 1 bis 7 und der Vergleichsbeispiele 1 bis 8 wurde ein aus 36 Filamenten bestehendes Garn hergestellt, indem ein Polyethylenterephthalatharz mit einer intrinsischen Viskosität [η] von 0,64 schmelzextrudiert wurde. Nach der Verfestigung wurde eine 10prozentige wäßrige Emulsion des Schmälzmittels, welches die in Tabelle 3 gezeigten Komponenten umfaßte, in einer Gesamtmenge von 0,4 Gew.-% der effektiven Komponenten, bezogen auf das Gewicht des Garns, unter Verwendung einer Schmälzmittel-Dosierdüse auf das Filamentgarn aufgebracht. Dann wurde das geschmälzte Filamentgarn mittels einer Aufwickelwalze bei einer Umfangsgeschwindigkeit von 4000 m/min aufgenommen und nachfolgend bei einem Verstreckungsverhältnis von 1,5 zwischen der Aufwickelwalze und einer Streckwalze verstreckt. Ein verstrecktes Garn mit einer Garnnummer von 50 Denier/36 Filamente wurde erhalten. Das resultierende Filamentgarn wurde den zuvor erwähnten Tests unterworfen und die Testergebnisse wurden beurteilt. Die Ergebnisse der Beurteilung sind in Tabelle 3 gezeigt.
  • In Tabelle 3 wurde die Oberflächenspannung bei einer Temperatur von 30ºC unter Verwendung eines von Kyowa Kagaku K. K. hergestellten Geräts zum Testen der Oberflächenspannung gemessen. Tabelle 3 Teil 1
  • Anmerkerung: (*)&sub1; --- Beim Verstrecken trat eine erhebliche Rauchentwicklung auf. Tabelle 3 Teil 2
  • Anmerkerung: (*)&sub2; --- Das resultierende Erscheinungsbild des Wickels war schlecht.
    • [Industrielle Anwendbarkeit]
  • Das Hochgeschwindigkeitsverfahren der vorliegenden Erfindung zum Herstellen von Polyesterfilamenten kann die Verringerung der während eines Schmälzschritts auf die Filamentgarne aufzubringenden Last und eine geeignete Verringerung der Reibung zwischen den Filamenten und Metallelementen sowie der Filamente aneinander bewirken, und somit können hierdurch Polyesterfilamentgarne mit weniger Flaum oder Flusen und einer ausgezeichneten Beständigkeit gegen Abrieb bei hoher Geschwindigkeit hergestellt werden. Daher ist das Verfahren der vorliegenden Erfindung für die praktische Anwendung sehr nützlich.

Claims (7)

1. Verfahren zur Herstellung von Polyesterfilamenten bei hoher Geschwindigkeit, umfassend das Schmelzspinnen von Polyesterfilamenten bei einer Aufnahmegeschwindigkeit von 3000 m/min oder mehr und Behandeln der Polyesterfilamente mit einem Schmälzmittel, welches 50 Gew.-% oder mehr eines einbasigen Säureesters mit einem mittleren Molekulargewicht von 300 bis 500 umfaßt, bezogen auf das Gesamtgewicht der wirksamen Komponenten des Schmälzmittels, dadurch gekennzeichnet, daß das Schmälzmittel als eine wäßrige Emulsion angewendet wird und ferner enthält:
a) 1 bis 15 Gew.-% eines Polyoxyalkylen-Glycolcopolymeren mit einem mittleren Molekulargewicht von 1000 oder mehr; und
b) 0,1 bis 3 Gew.-% einer organischen Siloxanverbindung und/oder einer Fluoroalkyl-Gruppen enthaltenden Verbindung.
2. Verfahren zur Herstellung von Polyesterfilamenten bei hoher Geschwindigkeit gemäß Anspruch 1, worin das Polyoxyalkylen-Glycol-Copolymer ein Ethylenoxid-Propylenoxid-Copolymer mit einem mittleren Molekulargewicht von 9000 oder mehr ist und in einem Anteil von 4 bis 15 Gew.-% in dem Schmälzmittel enthalten ist.
3. Verfahren zur Herstellung von Polyesterfilamenten bei hoher Geschwindigkeit gemäß Anspruch 1, worin das Polyoxyalkylen-Glycol-Copolymer ein Copolymer von Oxytetramethylen- Einheiten und Oxyethylen-Einheiten ist und ein mittleres Molekulargewicht von 1000 bis 7000 aufweist und in einem Anteil von 1 bis 10 Gew.-% in dem Schmälzmittel vorhanden ist.
4. Verfahren zur Herstellung von Polyesterfilamenten bei hoher Geschwindigkeit gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, worin die wäßrige Emulsion des Schmälzmittels eine Oberflächenspannung von 30 Dyn/cm oder weniger aufweist.
5. Verfahren zur Herstellung von Polyesterfilamenten bei hoher Geschwindigkeit gemäß Anspruch 1, worin der einbasige Säureester ausgewählt ist aus Octylpalmitat, Octylstearat, Lauryllaurat, 2-Ethylhexylstearat, Isotridecylpalmitat und Isostearylcaprylat.
6. Verfahren zur Herstellung von Polyesterfilamenten bei hoher Geschwindigkeit gemäß Anspruch 1, worin die organische Siloxanverbindung ausgewählt ist aus Amino-modifizierten Silikonen, Polyether-modifizierten Silikonen, Polyestermodifizierten Silikonen und niedrigviskosen Dimethylsilikonen.
7. Verfahren zur Herstellung von Polyesterfilamenten bei hoher Geschwindigkeit gemäß Anspruch 1; worin die Fluoroalkylgruppen enthaltende Verbindung ausgewählt ist aus Perfluoralkylethern, Perfluoralkyl-Sulfonaten und Perfluoralkyl-Sulfonsäureamiden.
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