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Die
vorliegende Erfindung betrifft Polyester mit geringer Pillneigung,
wie sie nachstehend beschrieben werden, und betrifft spezieller
eine neuartige Copolyester-Zusammensetzung, mit der Stapelfaser
bereitgestellt wird, mit der man in der Lage ist, Garne, textile
Flächengebilde
und Bekleidungen zu erzeugen, die über eine hervorragende Kombination
von Pillverhalten, ästhetische
Merkmale und Taktilität
("Griff") verfügen, und betrifft
speziell solche Stapelfaser mit nicht runden Querschnitten, wie
beispielsweise mehrrillige Querschnitte mit gewellt-ovalem Umfang,
die einen solchen Querschnitt bewahren, so dass textile Flächengebilde
daraus hervorragende Merkmale der Feuchtigkeitsbewertung, der Trockene
und des Komforts aufweisen und darüber hinaus eine minimale Pillneigung
zeigen, und die Erfindung betrifft daraus hervorgehende Produkte,
Zwischenprodukte dafür
sowie Verfahren, alles dieses zu erhalten oder zu verarbeiten.
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Es
sind Polyester kommerziell im technischen Großmaßstab zur Verarbeitung zu geformten
Artikeln erzeugt worden, wie beispielsweise Fasern, Folien und Flaschen,
und zwar hauptsächlich
aus Polyethylenterephthalat. Polyester-Synthesegarne sind beispielsweise
seit mehreren Jahrzehnten bekannt und kommerziell eingesetzt worden
und wurden erstmals von W. H. Carothers in der US-P-2 071 251 vorgeschlagen
worden, während
später
von Whinfield und Dickson in der US-P-2 465 319 Polyethylenterephthalat
vorgeschlagen wurde. Polyethylenterephthalat wird gelegentlich mit
PET bezeichnet und ist das am häufigsten
für kommerzielle Zwecke
verwendete Polyesterpolymer und ist aus Ethylenglykol und aus Dimethylterephthalat
oder Terephthalsäure
hergestellt worden; diese Polymer-Präkursoren
sind bequemerweise kommerziell miteinander durch Esteraustausch
bzw. durch direkte Veresterung umgesetzt worden, gefolgt von einer
Kondensationspolymerisation in der Regel in mehreren Stufen mit
geeigneter Vorkehrung zur Entfernung der Kondensationsprodukte, wie
beispielsweise Wasser und auch überschüssiges Ethylenglykol
das bevorzugt in den Kreislauf unter Entfernung des unerwünschten
Wassers und unerwünschter
Nebenprodukte zurückgeführt wurde,
wie auf dem Gebiet z. B. von Edging und Lee in der US-P-4 110 316,
McLean und Estes in der US-P-4 113 704, Goodley und Shiffler in
der US-P-4 146 729 und von Goodley und Taylor in der US-P-4 945
151 beschrieben wurde.
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Polyesterfasern
sind entweder (1) Endlosfilamente oder (2) Fasern, die nicht zusammenhängend sind, wobei
letztere oftmals als starke Fasern oder Schnittfasern bezeichnet
werden. Polyester-Stapelfasern werden erzeugt, indem sie zuerst
durch Extrusion zu kontinuierlichen Polyester-Endlosfilamenten geformt
werden, die in Form eines Spinnkabels von Polyester-Endlosfilamenten
vor der Umwandlung zu Stapelfasern verarbeitet werden.
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"Pillbildung" ist ein Problem,
das in textilen Flächengebilden
und Bekleidungsstücken
aus synthetischer Polyester-Stapelfaser schon immer bestanden hat.
Es war schon seit langer Zeit ein Problem Anfang der 60er Jahre,
wie in den US-P-3 104 450 und 3 335 211 offenbart wurde und auf
die wir später
noch zurückkommen.
Andere Beanstandungen im Zusammenhang mit solchen textilen Flächengebilden
und Bekleidungsstücken
schlossen Beanstandungen hinsichtlich des Griffes des textilen Flächengebildes
ein (Steifigkeit und geringe Drapierfähigkeit), die Notwendigkeit
spezieller Färbebedingungen
bei Temperaturen oberhalb von 100°C,
die einen Überdruck
erfordern, sowie im Zusammenhang mit Eigenschaften des "Tragekomforts". Verbesserungen
bekannter Ausführungen,
die sich mit diesen Beanstandungen befassten, werden nachfolgend diskutiert.
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Überwiegend
bestand die Zielstellung der Hersteller von Synthesefaser in der
Nachbildung vorteilhafter Eigenschaften von Naturfasern, von denen
die üblichsten
Baumwoll- und Wollfasern sind.
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Die
meisten Polyester-Schnittfasern hatten kreisrunde Querschnitte und
sind mit Baumwolle gemischt worden. Ein typisches gesponnenes Textilgarn
besteht aus Baumwolle mit einem Titer 25 und einem Querschnitt,
der etwa 140 Fasern mit 1,7 dtex enthält (Decitex pro Filament) (1,5
dpf, Denier pro Filament) sowie mit einer Länge von 36 mm Länge (1,5
inch). Es ist Brauch gewesen, dpf und Länge aufeinander abzustimmen. "Denier" ist das Gewicht
in Gramm von 9.000 m Faser und damit im Grunde ein Maß für die Faserdicke.
Wenn man sich auf Denier bezieht, so wird damit oftmals der nominelle
Wert oder die mittlere Denierzahl gemeint, da es unvermeidlich Schwankungen
entlang der Länge
und von Ende zu Ende gibt, d. h. entlang einer Filamentlänge bzw.
zwischen unterschiedlichen Filamenten. In der Regel bestand die
Zielstellung der Faserhersteller darin, eine möglichst große Gleichförmigkeit in allen Verarbeitungsschritten
entlang der Länge
und von Ende zu Ende zu erreichen und so eine Polyesterfaser mit
kreisrundem Querschnitt zu erzeugen. Fasern mit rundem Querschnitt
sind weniger kostspielig herzustellen und zu färben.
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Eine
bedeutende Verbesserung in den Merkmalen der Polyester-Endlosfilamente
und der Stapelfasern hinsichtlich der Merkmale des "Tragekomforts" ist von DuPont unter
Verwendung eines speziellen nichtrunden Querschnittes anstelle eines
runden Querschnittes erzielt worden. Dieser spezielle Querschnitt
wird als ein mehrrilliger Querschnitt mit gewellt-ovalem Umfang
bezeichnet. Dieser Querschnitt gewährt einen verbesserten Gewebegriff
gegenüber
einem runden Querschnitt, wobei die mehrfachen Rillen der Feuchtigkeit
die Möglichkeit
bieten, entlang der Faser aufgesaugt zu werden, die damit dem Träger Trockene
und einen verbesserten Tragekomfort vermittelt. Dieses wird als
Feuchtigkeitsbewältigung
bezeichnet. Vor zwanzig Jahren wurde ein Polyesterfilament mit gewellt-ovalem
Querschnitt von Gorrafa in der US-P-3 914 488 offenbart, die hiermit
ausdrücklich
als Fundstelle einbezogen ist, was auf die Offenbarungen von Franklin
in der US-P-4 634 625 und die von Clark et al. in der US-P-4 707
407 gilt, die Filamente mit ähnlichem
gewellt-ovalem Querschnitt zur Verwendung in Filamentgarnen und
Stapelfaser offenbart haben. Auch wurde von Aneja mehrere gleichzeitig
anhängige
Patentschriften 08/662 804 (DP-6400) am 12. Juni, 1996, entsprechend
der WO 97/02374; 08/497 495 (DP-6255)
am 30. Juni, 1995 eingereicht, jetzt erteilt als US-P-5 591 523,
entsprechend der WO 97/02372, sowie die 08/642 650 (DP-6365-A) am
3. Mai, 1996, jetzt erteilt als US-P-5 626 961, entsprechend WO
97/02373, deren Offenbarungen hiermit ebenfalls als Fundstellen
einbezogen sind; von Roop wurde ein achtrilliger Querschnitt mit
gewellt-ovalem Umfang in der Patentanmeldung 08/778 462 (DP-6550)
offenbart, eingereicht am 3. Januar, 1997, während bevorzugte Spinndüsen zur
Erzeugung von Filamenten mit mehrrilligem Querschnitt und gewellt-ovalem
Umfang von Aneja und Roop in der Patentanmeldung 08/778 458 (DP-6555)
offenbart wurden, die ebenfalls am 3. Januar, 1997 eingereicht wurden
und deren Offenbarungen ebenfalls hierin als Fundstelle einbezogen
sind. Wie erwähnt,
hat ein mehrrilliger Querschnitt mit gewellt-ovalem Umfang zu bedeutenden
Verbesserungen in Polyestertextilien geführt. Bis jetzt blieb jedoch
die Pillbildung ein ernstiges Problem trotz zahlreicher Versuche
zu ihrer Lösung.
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Anfang
der 60er Jahre haben Christens et al. in der US-P-3 104 450 offenbart,
dass zahlreiche Versuche unternommen worden waren, um das Pillproblem
in Geweben von aus Polyester gesponnenen Garnen zu lösen (hergestellt
mit Polyester-Stapelfaser). Ihre Lösung bestand darin, dass die
relative Viskosität
des Polymers und die Zugfestigkeitseigenschaften der Faser innerhalb
sehr enger Grenzen überwacht
wurden (Spalte 1, Zeilen 65 und folgende). Ihre kritischen Grenzen
für die
relative Viskosität
(gemessen entsprechend der Beschreibung in Spalte 2, Zeilen 57 bis
62) des Polyethylenterephthalat-Homopolymers
betrugen 13,5 bis 16,5 und vorzugsweise 14,5 bis 15,5. Bei Copolyestern
mussten die Viskositätsgrenzen
um 0,5 Einheiten für
jeweils ein Mol.-% zugesetztem Gehalt an Copolymer erhöht werden.
Sie bezogen sich auf einen RTPT-Versuch der Pillneigung (nachfolgend
diskutiert), der damals noch seitens des ASTM in der Entscheidungsphase
war. Unter diesem Versuch wurden von ihnen keine Pill-Bewertungen
gegeben. Trotz der mit diesem Vorschlag erzielten Verbesserungen
blieb die Pillbildung weiterhin ein Problem, was durch weiterführende Offenbarungen
von Wissenschaftlern zur Lösung
des Problems der Pillbildung durch kommerziell verfügbare Polyesterfasern
bis zum heutigen Tag bestätigt
wird.
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Eine
derzeitige Lösung
zur Überwindung
des Problems der Pillbildung wurde von Mead et al. in der US-P-3
335 211 offenbart, nämlich
die Herstellung von Fasern mit einer relativen Viskosität von 10
bis 17 (gemessen entsprechend der Beschreibung in Spalte 8, Z. 56–61) durch
Schmelzspinnen von wasserfreiem Polyester, der mit einer Oxysiliciumverbindung
modifiziert wurde, wie beispielsweise Tetraethylorthosilicat, so dass
eine Schmelzeviskosität
bei 275°C
von etwa 1.000 bis 6.000 g/cm·s
(Poise) erhalten wird.
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Ursprünglich wurden
Polyestergarne im Chargenbetrieb erzeugt, bei dem mehrere separate
Prozesse beteiligt waren, und zwar erstens die Herstellung des Polyesterpolymers
und anschließend
das Schmelzspinnen des Polymers zu Filamenten und weiter die Verarbeitung
der Filamente zu Endlosfilamentgarnen oder Stapelfaser entsprechend
der Beschreibung z. B. von Ludewig in "Polyester Fibres, Chemistry and Technology", erstmals veröffentlicht
in deutscher Sprache 1964 und anschließend in einer englischen Übersetzung
von John Wiley & Sons,
Ltd., 1971. Wie jedoch aus der Literatur hervorgeht, hat es stets
ein Bestreben zum Rationalisieren gegeben um so die verschiedenen
separaten Stufen miteinander zu verbinden. Einige Hersteller von Fasern
haben einen vollkontinuierlichen Prozess betrieben, indem von den
Polymer-Präkursoren
ausgegangen worden war, die miteinander zur Reaktion gebracht wurden
und anschließend
unter Bildung einer Polyester-Polymerschmelze polymerisiert wurden,
die zu festen Filamenten extrudiert wurde die im Rahmen eines vollkontinuierlichen
Prozesses zu Endlosgarnen (Multifilamentgarne) oder zu Stapelfasern
(normalerweise als ein separater Prozess) verarbeitet wurden. Aufgrund
der Probleme, die sich bei den kontinuierlichen Betriebsweisen zeigen,
sind viele Hersteller in verschiedenen Ländern jedoch nicht auf einen
kontinuierlichen Prozess umgestiegen.
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Wie
bereits ausgeführt,
sind, obgleich zahlreiche Polyesterpolymere (einschließlich Copolymere)
vorgeschlagen worden sind, die Polyester, die bisher ganz überwiegend
hergestellt und für
Textilfasern verwendet wurden, Polyethylenterephthalat gewesen,
das oftmals als PET-Homopolymer bezeichnet wird. PET-Homopolymer
ist in der Regel gegenüber
Copolymeren bevorzugt gewesen, was auf dessen geringere Kosten zurückzuführen ist,
aber auch aufgrund seiner Eigenschaften, die vollständig ausreichend
oder für
die meisten Endanwendungen sogar bevorzugt waren. Es ist jedoch
bekannt, dass PET-Homopolymer besondere Färbebedingungen erfordert (hohe
Temperatur, die Überdruck
erforderlich macht), wie sie beispielsweise für Nylonfasern nicht erforderlich
sind. PET-Homopolymer wird oftmals als 2G-T bezeichnet und ist das
bei Weitem am häufigsten
verwendete Polyesterpolymer.
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Polyethylenterephthalat/5-Natriumsulfoisophthalat-Copolyester
ist jedoch ebenfalls hergestellt und kommerziell in erheblichen
Mengen seit etwa 30 Jahren verwendet worden und speziell für Stapelfaser.
Dieser Copolyester wurde zuerst von Griffing und Remington in der
US-P-3 018 272 vorgeschlagen. Ein sehr erstrebenswertes Merkmal
dieses Copolyesters ist seine Affinität zu basischen (kationischen)
Farbstoffen. Kommerziell hat dieser Copolyester etwa 2 Mol.-% der
Ethylen-5-natriumsulfoisophthalatrepetierenden Einheiten enthalten.
Ein solcher basisch färbbarer
Copolyester ist gelegentlich als 2G-T/SSI bezeichnet worden. Wie
vorstehend ausgeführt
wurde, besagt die Lehre von Christens et al. in der US-P-3 104 450,
dass die Viskositätsgrenzen
zur Lösung
des Problems der Pillbildung in Fasern aus Copolyester-Copolymeren in einer
Erhöhung um
0,5 Einheiten für
jeweils 1 Mol.-% "zugesetztem
Gehaltes an Copolymer" besteht.
Mit anderen Worten würde
die Verwendung von 2 Mol.-% "zugesetzter
Gehalt an Copolymer" wie
in 2G-T/SSI die Verwendung von Copolymer mit einer relativen Viskosität von 14,5
bis 17,5 und bevorzugt 15,5 bis 16,5 entsprechend der Messung in
dieser Patentschrift bedeuten.
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Es
ist seit langem besonders angestrebt worden, Verbesserungen vorzunehmen,
indem basisch färbbare
Copolyester und speziell zum Spinnen zu Filamenten für die Verwendung
als Textilfaser bereitgestellt werden, wie Hansen et al. in jüngster Zeit
derartige Verbesserungen in den US-P-5 559 205 (DP-6335) und 5 607
765 (DP-6335-B) im Zusammenhang mit basisch färbbarem Ethylenterephthalat-Copolyester offenbart haben,
der 0,5% bis 5 Mol.-% eines Metallsulfonat-Salzes eines Glykolats
von Isophthalsäure
enthält
und speziell ein solches Lithiumsalz. Beide Offenbarungen sind hiermit
speziell als Fundstelle einbezogen.
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Nach
Angaben in der Literatur, wie beispielsweise Kapitel 4 von Ludewig
und speziell S. 105, ist Titandioxid (TiO2)
ein bevorzugtes Mittel zum Mattieren, das bei Polyesterfasern zur
Anwendung gelangt. Es sind Mengen von 1% bis 2 Gew.-% verwendet
worden, um zu Erzeugen, was oftmals bezeichnet wird als "matte" Faser. Es sind Mengen
von 0,2% bis 0,5 Gew.-% Titandioxid verwendet worden, um zu Erzeugen,
was oftmals bezeichnet wird als "halbmatte" Faser. Ein gewisses "klares Polymer", im Wesentlichen
ohne Mattierungsmittel ist ebenfalls verwendet worden, um Polyesterfasern
zu erzeugen. Dieses wird beispielsweise von Oxford et al. in der
WO 92/13120 angegeben.
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Oxford
et al. (DuPont) offenbarten in der WO 92/13120, dass Polyesterfilamente
mit 0,55 bis 3,3 Decitex pro Filament (0,5 bis 3 Denier pro Filament)
mit gewellt-ovalem Querschnitt, das als "klares" Ethylenterephthalatpolymer vorgegebene
Viskosität
und modifiziert durch Einbeziehung von Polyethylenoxid erzeugt wurde,
textile Flächengebilde
mit angenehmem Glanz, größerer Drapierfähigkeit,
verringerter Pillbildung und trägerfreiem
Färben
bei geringer Temperatur lieferte, wenn man dieses mit bestehenden
Polyestergeweben mit rundem Querschnitt aus 100% Polyester sowie
polyesterreichen Mischgeweben (Baumwolle/Wolle/Kunstseide/Seide)
vergleicht. Die Zielstellung von Oxford war die Schaffung von Polyesterfasern
mit den Merkmalen neuartiger Kunstseidefasern, jedoch unter Bewahrung
der entscheidenden Vorteile von konventionellen Polyesterfasern
(S. 2, Z. 1–4).
Oxford löste
dieses Problem, indem er eine neuartige Kombination von ausgewähltem "klarem" (d. h. ohne Mattierungsmittel)
modifiziertem Polymer mit ausgewähltem
Filamentquerschnitt schuf, wobei es sich bei dem Polymer-Modifiziermittel
um Polyethylenoxid (PEO) handelte und die LRV-Viskositäten im Bereich
von etwa 19 bis 21 für
klares Homopolymer lagen und im Bereich von etwa 15,5 bis 17,5 bei klarem
2G-T/SSI (S. 3, Z. 4–14
und Ansprüche
1 und 2). Oxford lehrt, dass diese neuartige Kombination von gewellt-ovalem Querschnitt
mit ausgewählten
klaren (nicht mattierten) Polymeren (vorzugsweise mit verbesserter
Färbbarkeit)
einen feinen Gewebeglanz ähnlich
dem von "Naturfaser" ohne Verlust der
gewünschten Merkmale
ergab, die die Polyesterfaser für
die Industrie attraktiv gemacht haben und der für ihn überraschend war. Oxford war
außerdem
von dem Pillverhalten angesichts der Viskositäten der Polymere überrascht,
da der Stand der Technik lehrte, dass ein Polymer mit geringer Viskosität angestrebt
worden war, um das Pillverhalten zu verbessern (S. 3, Z. 15–24). Oxford
lehrt, dass ein Viskositätsaufbaustoff,
wie beispielsweise ein trifunktionales oder tetrafunktionales Monomer
wie Tetraethylsilicat (TES) oder wie es in seinen "Beispielen" verwendet wurde
(in denen Trimethylolpropan gelehrt wurde), in die Polymer-Zusammensetzung in
wirksamer Menge zur Verbesserung des Spinnverhaltens eingebaut werden
könnte
und dass die Verwendung solcher Monomere als Kettenverzweigungsmittel
beispielsweise von MacLean et al. in der US-P-4 092 299 und von
Mead et al. in der US-P-3 335 211 bereits gelehrt worden sind und
dass viele von ihnen Mattierungsmittel enthielten, bei denen es
sich gewöhnlich
um Titandioxid handelte (S. 5, Z. 2–13). In den Beispielen von
Oxford wurde Stapelfaser aus kommerziellem klarem PET-Polymer weitgehend
ohne Titandioxid erzeugt, das jedoch 3,9 Gew.-% PEO und 0,175 Gew.-%
Trimethylolpropan mit einem LRV-Wert von 20,5 enthielt und in denen
die folgenden RTPT-Pillgraden für
textile Flächengebilde
seiner Fasern aufgeführt
wurden: In Beispiel 1: 4,2 bzw. 2,6 für Position 1,3 nach 10 bzw.
60 min, für
ein Twillgewebe in Beispiel 3 nach 15 bzw. 120 min 4,5 bzw. 4,4
für Position 3,1,
3,8 und 1,6 für
Position 3,4 und wiederum für
Position 1,3, 4,5 bzw. 2,6 für
alle Twillgewebe; in Beispiel 5 wiederum für Position 1,3, diesmal jedoch
für eine
Wirkware aus einem Mischgarn mit 50/50 Baumwolle/Position 1,3-Polyester
nach 15 min, 30 min bzw. 60 min, 4,5, 3,3 bzw. 1,5, um einen klaren
Vorteil gegenüber T-107W zu zeigen (rundes
11,5 LRV-Homopolymer), das gewählt
wurde, weil es kommerziell als ein "pillbeständiges" Produkt für Endanwendungen in Wirkware
vertrieben wurde, T-107W-Pillgraden mit 3,3, 1,8 bzw. 1,2. Die speziellen
Pillgraden, die von Oxford gemessen wurden, zeigen mehrere Signifikanzpunkte,
die von der Fachwelt verstanden werden: (1) Das Pillverhalten von
kommerziell vertriebenen Polyesterfasern ist nicht gut gewesen;
(2) Die Pillgraden für
Wirkware sind sehr viel schlechter als Pillgraden für Webware,
die aus der gleichen Polyester-Stapelfaser erzeugt wird; (3) (Wird
anhand der Offenbarung von Oxford nicht offensichtlich sein, wird
von der Fachwelt jedoch gut verstanden werden) Das Vorhandensein
von Baumwolle in einem gesponnenen Mischgarn verbessert die Pillgrad
von ähnlichen
Geweben, die aus der gleichen Polyesterfaser erzeugt sind, d. h.
ein aus einem 50/50-Baumwollmischgarn
gewirktes Gewebe hat eine deutlich höhere Pillgrad als ein aus der
gleichen Polyesterfaser in einem 100% Polyester-Spinngarn identisch
gewirktes Gewebe; (4) Trotz alledem hatte eine Polyesterfaser, die
kommerziell in den 90er Jahren als "pillbeständiges" Produkt für Endanwendungen für Wirkware
vertrieben wurde, eine RTPT-Pillgrad von lediglich 1,2 nach 60 min,
wenn die Wirkware aus 50/50-Baumwollmischgarn gefertigt war; (5)
Das beste Produkt von Oxford (das in Twillgewebe gute Pillgraden
erzielte), ergab eine Pillgrad von lediglich 1,5 nach 60 min, wenn
die Wirkware aus einem 50/50-Baumwollmischgarn gefertigt war; (6)
Nach der Ansicht von Oxford war diese Verbesserung mit einer Pillgrad
von 1,5 für
eine Wirkware aus 50/50-Baumwollmischgarn gegenüber einer Pillgrad von 1,2
für eine ähnliche
Wirkware aus ähnlichem
Garn, worin die Polyesterfaser ein kommerziell verfügbares "pillbeständiges" Produkt war, ein
bedeutender Fortschritt. Die vorangegangene Diskussion wurde ausführlich ausgeführt, so
dass der Leser ein Verständnis über die
Größenordnung
dieses Problems gewinnt, vor dem diejenigen in der Fachwelt stehen,
die bisher versucht haben, dieses Problem zu lösen.
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Duncan
offenbart in der US-SIR H1275 Polyesterfilamente mit 0,55 bis 2,2
Decitex pro Filament (0,5 bis 2 Denier pro Filament) aus Ethylenterephthalatpolymeren,
die sowohl mit Hilfe von Polyethylenoxid als auch mit Hilfe von
Tetraethylsilicat modifiziert wurden, um Polymere in kommerziell
verspinnbaren Viskositäten zu
liefern sowie Textilfasern und textile Flächengebilde mit stark verbesserten
Färbewerten,
und guter Farbstabilität
im Bezug auf Standard-Lichtechtheit und Waschzyklen und gutem Pillverhalten,
wenn man dieses mit nicht modifiziertem Polyester- und Polyester/Baumwoll-Mischgeweben
vergleicht. Die Aufgabenstellung war nach den Ausführungen
von Duncan die Schaffung deutlich verbesserter Aufziehgeschwindigkeiten
(mit einem RDR-Wert von mindestens 150) ohne die guten Pillcharakteristiken
einzubüßen. Duncan
hat die Dauerbiegefestigkeit und die RTPT-Pillgraden gemessen und
festgestellt, dass die Gewebe aus seinen Fasern ein Pillverhalten
demonstrierten, das mit den gegenwärtig kommerziell verfügbaren pillbeständigen Fasern
T-107 und T-40A (Spalte 5, Z. 33–42) für Wirkware aus 50/50 Mischgarnen
mit Baumwolle vergleichbar war. Die besten Pillgraden von Duncan
betrugen 2,0 und 1,7 im Vergleich zu 2,0 für T-107 und 1,5 für T-40A
(Tabelle in Spalte 7).
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Sowohl
Duncan als auch Oxford beziehen sich auf frühere Offenbarungen der Verwendung
von Kettenverzweigungsmitteln, wie beispielsweise bei Mead et al.
und MacLean et al., wie sie vorstehend zitiert wurden, aber auch
von Vaginay in der US-P-3 576 773.
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Wie
aus Veröffentlichungen
aus den 90er Jahren im Stand der Technik, wie beispielsweise Oxford
und Duncan, wie vorstehend zitiert, und aus solchen von Jehl et
al. in den US-P-5 300 626 und 5 478 909, die nachfolgend diskutiert
wird, zu entnehmen ist, bleibt das Problem der Pillbildung immer
noch bestehen, und Pillgraden (nach dem Standard ASTM D3512 82)
von lediglich 2,0 nach 60 min sind die Besten gewesen, die von Wirkware
aus 50/50 Baumwoll/Polyester-Mischspinngarnen offenbart wurden,
so dass das Pillverhalten von Wirkware aus 100% Polyester noch schlechter
gewesen wäre.
Wie nachfolgend diskutiert wird, ist von Jehl offensichtlich ein
anderer Test verwendet worden, und die Vorgehensweise im Jehl'schen Verfahren wird
in der kommerziellen Praxis weder wirtschaftlich noch einfach sein.
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Die
Aufgabe der vorliegenden Erfindung bestand in der Lösung dieses
seit langem bestehenden Problems, das seit so vielen Jahrzehnten
den angestrengten Bemühungen
aus der Fachwelt bestehen geblieben ist.
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Nach
einem der Aspekte der Erfindung wird ein neuartiges, basisch färbbares
Ethylen/Terephthalat-Copolyesterpolymer gewährt, das 0,5% bis 3 Mol.-%
Natriumsulfonat-Salz eines Glykolats der Isophthalsäure enthält und das
in Gegenwart eines trifunktionalen oder tetrafunktionalen Orthokieselsäureesters
in einer Menge von 0,05% bis 0,5 Gew.-% polymerisiert worden ist
und das Titandioxid in einer Menge von 0,1% bis 2 Gew.-% enthält, wobei
der Copolyester eine relative Viskosität von etwa 8 bis 12 LRV und
etwa 1 bis 3 Delta-RV (ΔRV)
entsprechend den nachfolgenden Festlegungen hat.
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Vorzugsweise
beträgt
der LRV-Wert eines solchen Copolyesters etwa 9 bis 11.
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Wir
haben im Rahmen der vorliegenden Erfindung festgestellt, dass neuartige
Copolyester-Polymerzusammensetzungen
mit einem LRV-Wert von etwa 9 bis 11 und einem Delta-RV von etwa
1 bis 3 zu Stapelfasern ausgebildet werden können, die Wirkware aus 100%
Polyester mit hervorragender Pillgrad und mit einem Griff bereitstellen
kann, der für
bestimmte Endanwendungen akzeptabel ist, wobei der "Griff" eher subjektiv ist.
Um einen besseren Griff zu erhalten, kann in LRV-Wert von etwa 10
oder mehr verwendet werden. Copolyester mit einer relativen Viskosität von etwas
geringerer LRV (kleiner als 9 LRV) können auch vorteilhaft als Stapelfaser
und besonders in Mischungen mit Naturfasern verwendet werden, wie
beispielsweise Baumwolle und/oder Wolle, wie nachfolgend detaillierter
ausgeführt
werden wird.
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Nach
einem anderen Aspekt der Erfindung wird daher Polyester-Stapelfaser
mit etwa 0,55 bis etwa 5,6 Decitex pro Filament (dpf 0,5 bis 5)
und eine Schnittlänge
von etwa 20 mm bis etwa 10 cm aus einem solchen neuartigen, basisch
färbbaren
Ethylen/Terephthalat-Copolyestercopolymer gewährt, wobei diese Fasern textile
Flächengebilde
mit akzeptablem Griff und einer Pillgrad entsprechend der Festlegung
nach 60 min von 2,5 bis 5 gewährt.
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Gemäß der Erfindung
haben wir festgestellt, dass derartige neue Copolyestercopolymer-Zusammensetzungen,
bei Ausbildung zu Stapelfaser mit nichtrundem Querschnitt und speziell
mehrrilligem Querschnitt mit gewellt-ovalem Umfang eine hervorragende
Formbeständigkeit
des Querschnittes gewähren,
beispielsweise kann eine hervorragende mehrrillige Konfiguration
hervorragende Komforteigenschaften gewähren, wie beispielsweise Feuchtigkeitsbewältigung
und Trockene in den Geweben sowie ein hervorragendes Pillverhalten
und taktile ästhetische
Merkmale.
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Nach
einem anderen Aspekt der Erfindung wird daher Stapelfaser mit mehrrilligem
Querschnitt und gewellt-ovalem Umfang mit einem Höhe-Breite-Verhältnis von
etwa 1,3 : 1 bis etwa 3 : 1 und ein Rillenverhältnis entsprechend der Festlegung
von 0,50 : 1 bis etwa 0,95 : 1 gewährt. Das Rillenverhältnis wird
hierin als das Verhältnis
des Trennabstandes (z. B. d1) zwischen Rillen
auf beiden Seiten der Hauptachse des Querschnittes zu der Breite
(z. B. b1) einer Ausbauchung festgelegt,
die quer zur Hauptachse gemessen wird. Dieses wurde beschrieben
von Aneja in der US-P-5 626 961 (DP-6365-A) oder von Roop in der
Patentanmeldung 08/778 462 (DP-6550), eingereicht am 3. Januar,
1997.
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Beispiele
von Downstream-Produkten solcher Fasern schließen Garne, textile Flächengebilde
und Bekleidungsstücke
und Zwischenprodukte ein, wie beispielsweise Endlosfilamente, Spinnkabel
und Faserbänder.
Bevorzugte Verfahren, solche Produkte zu erhalten, sind die Folgenden,
wobei als selbstverständlich
gilt, dass der Begriff "Monomer" der Einfachheit
halber verwendet wurde, da sich ein Oligomer in einem Behälter bilden
kann, bevor es in den Polymerisationsbehälter gelangt.
- 1) Ein kontinuierliches Verfahren zum Herstellen eines solchen
neuartigen, basisch färbbaren
Ethylen/Terephthalat-Copolyesterpolymers umfasst: (1) Das Erzeugen
eines Monomers mit Hilfe einer Umesterungsreaktion zwischen Ethylenglykol
und Dimethylterephthalat in einem Molverhältnis von etwa 1,5–2,5 : 1
unter gleichzeitiger Einführung
eines trifunktionalen oder tetrafunktionalen Orthokieselsäureesters
in die Reaktion und des Natriumsalzes von Dimethyl-5-sulfoisophthalat,
das mit mindestens etwas von dem Ethylenglykol eingemischt wird,
und zwar vorzugsweise bei einer Temperatur von etwa 100° bis 150°C; (2) Überleiten
des resultierenden Monomers bevorzugt bei einer Temperatur von etwa
200° bis
236°C über eine
Transportleitung unter gleichzeitiger Einführung einer Aufschlämmung von
fein verteiltem Titandioxid mit etwas von dem Ethylenglykol darin
zu einem Polymerisationsbehälter;
und (3) Herbeiführen
der Polymerisation des Monomers in einer Reihe von Polymerisationsbehältern, während der
Druck verringert wird, um Ethylenglykol als Nebenprodukt zu entfernen,
sowie Erhöhen
der Temperatur und vorzugsweise Erhöhen der Temperatur bis etwa
260° bis
290°C und
vorzugsweise Verringern des Druckes bis etwa 133,32 bis 666,6 N/m2 (1 bis 5 mmHg).
- 2) Ein kontinuierliches Verfahren zum Herstellen eines solchen
neuartigen, basisch färbbaren
Ethylen/Terephthalat-Copolyesterpolymers, umfassend: (1) Erzeugen
eines Monomers mit Hilfe einer Umesterungsreaktion zwischen Ethylenglykol
und Dimethylterephthalat in einem Molverhältnis von etwa 1,5–2,5 : 1
unter gleichzeitiger kontinuierlicher Einführung des Natriumsalzes von
Dimethyl-5-sulfoisophthalat
in die Reaktion, gemischt mit dem Ethylenglykol bevorzugt bei einer
Temperatur von etwa 100° bis
150°C; (2) Überleiten des
resultierenden Monomers bevorzugt bei einer Temperatur von etwa
200° bis
236°C über eine
Transportleitung unter gleichzeitiger Einführung einer Aufschlämmung von
fein verteiltem Titandioxid in zusätzlichem Ethylenglykol darin
und der Ethylenglykolat-Form des Orthokieselsäureesters, gemischt mit zusätzlichem
Ethylenglykol zu einem Polymerisationsbehälter; und (3) Herbeiführen der
Polymerisation des Monomers in einer Reihe von Polymerisationsbehältern unter
gleichzeitiger Verringerung des Druckes, um Ethylenglykol als Nebenprodukt
zu entfernen, sowie Erhöhen
der Temperatur und vorzugsweise Erhöhen der Temperatur bis etwa
260° bis
290°C und
vorzugsweise Verringern des Druckes bis etwa 133,32 bis 666,6 N/m2 (1 bis 5 mmHg).
- 3) Ein kontinuierliches Verfahren zum Herstellen eines solchen
neuartigen, basisch färbbaren
Ethylen/Terephthalat-Copolyesterpolymers, umfassend: (1) Erzeugen
eines Monomers mit Hilfe einer Veresterungsreaktion zwischen Ethylenglykol
und Terephthalsäure
in einem Molverhältnis
von etwa 1,5–2,5
: 1; (2) Überleiten
des resultierenden Monomers bevorzugt bei einer Temperatur von etwa
200° bis
236°C unter
gleichzeitiger Einführung
von Ethylenglykolaten des Natriumsalzes von 5-Sulfoisophthalsäure und
eines trifunktionalen oder tetrafunktionalen Orthokieselsäureesters,
in zusätzlichem
Ethylenglykol darin und einer Aufschlämmung von fein verteiltem Titandioxid
in zusätzlichem
Ethylenglykol zu einem Polymerisationsbehälter; und (3) Herbeiführen der
Polymerisation des Monomers in einer Reihe von Polymerisationsbehältern unter
gleichzeitiger Verringerung des Druckes, um Ethylenglykol als Nebenprodukt
zu entfernen, sowie Erhöhen
der Temperatur und vorzugsweise Erhöhen der Temperatur bis etwa
260° bis
290°C und
vorzugsweise Verringern des Druckes bis etwa 133,32 bis 666,6 N/m2 (1 bis 5 mmHg).
-
Bevorzugt
wird ein solches neuartiges Copolyesterpolymer einem Schmelzspinnen
zu Filamenten mit einer Abziehgeschwindigkeit von etwa 1.100 bis
1.650 m/min (1.200 bis 1.800 ypm) unterworfen und vorzugsweise mit
etwa 2-fach bis 3,5-fach und bevorzugt bei einer Temperatur von
etwa 80° bis
100°C abgezogen
und gekräuselt
und relaxiert, vorzugsweise bei einer Temperatur von etwa 100° bis 175°C und nach
Erfordernis bei einer Temperatur von etwa 150° bis 230°C vor dem Relaxieren wärmebehandelt.
Die resultierenden Filamente (einschließlich Stapelfaser) haben vorzugsweise
0,5 bis 6 dtex (0,5 bis 5 dpf).
-
Die 1 und 2 sind
schematische graphische Darstellungen entsprechend der nachfolgenden Beschreibung.
-
Wie
im "Hintergrund" ausgeführt, gibt
es auf dem Gebiet umfangreiche Beschreibungen im Zusammenhang mit
der Herstellung von Polyesterpolymer-Zusammensetzungen, deren Schmelzspinnen (Extrusion) zu
Filamenten, Verarbeiten der Filamente und einschließlich Umwandlung
zu Stapelfasern, Verarbeiten der Stapelfaser zu Spinngarn, Verarbeiten
des Spinngarnes zu textilen Flächengebilden
und die Behandlung von textilen Flächengebilden, wie beispielsweise
das Färben
und Ausrüsten
sowie das Testen derartiger textiler Flächengebilde und Bekleidungsstücke auf
deren Verhalten; sowie Präkursorfilamente
und Stapelfasern, so dass es überflüssig wäre, diese
Offenbarung zu wiederholen, die auf dem Gebiet bereits verfügbar ist;
die Offenbarungen in dem Gebiet, die hierauf Bezug nehmen, und die
in dem Gebiet zitierten sind hierin ausdrücklich als Fundstellen einbezogen.
-
Verwendbare
Stapelfaser für
die Umwandlung zu Spinngarn und zur Verwendung in textilen Flächengebilden
daraus hat in der Regel 0,5 bis 5 dpf (0,5 bis 6 dtex) und eine
Schnittlänge
von etwa 20 mm bis etwa 10 cm. Der neuartige Copolyester lässt sich
jedoch für
andere Anwendungen verwenden, die andere geformte Gegenstände und/oder
andere Parameter erfordern.
-
Ein
Copolyester mit Ethylen/Terephthalat-repetierenden Einheiten, der
außerdem
ein Natriumsulfonat-Salz eines Glykolats von Isophthalsäure enthält, ist
seit vielen Jahren zur Verbesserung der Färbbarkeit verwendet worden,
wie in den von uns vorgenannten Fundstellen ausgeführt wird.
Geeignete Mengen eines solchen Metallsalz-Comonomers sind in der
Regel 0,5% bis 3 Mol.-%, wie sie auf dem Gebiet offenbart wurden.
Die verbesserte Färbbarkeit
der neuartigen Polyester nach der vorliegenden Erfindung ist ein
bedeutender Vorteil und überwindet
die "Beanstandungen" im Zusammenhang
mit Homopolyester von PET-Faser, ist jedoch nicht von sich aus ein
neuartiges Merkmal. Ein großer
Teil der nachfolgenden Offenbarung richtet sich auf eine Ethylen/Terephthalat-Copolyesterzusammensetzung,
von der festgestellt worden ist, dass sie besonders nützlich und
vorteilhaft ist, nämlich
das Natriumsalz von Dimethyl-5-sulfoisophthalat,
das mit Tetraethylorthosilicat modifiziert ist, da diese Comonomere
verfügbar
gewesen sind und gemäß der Erfindung
hervorragende und überraschende
Ergebnisse gezeigt haben. Es können
jedoch Abänderungen
zur Anwendung gelangen, wie sie auf dem Gebiet offenbart wurden.
-
In ähnlicher
Weise ist die Verwendung von Oxysilicium-Verbindungen, wie beispielsweise
Tetraethylorthosilicat, zur Verbesserung des Pillverhaltens von
Polyesterfasern allgemein und speziell im Stand der Technik vorgeschlagen
worden, wie vorstehend bereits erwähnt wurde, so dass sie nicht
von sich aus ein neuartiges Merkmal darstellen.
-
Speziell
ist jedoch keine Kombination aller beanspruchten Merkmale der vorliegenden
Erfindung gelehrt worden und, was entscheidend ist, das Pillverhalten
blieb trotz zahlreicher, auf dem Gebiet veröffentlichter Vorschläge ein Problem
für die
Industrie der Polyesterfaser.
-
Die
Erfindung lässt
sich durch ein basisch färbbares
Ethylen/Terephthalat-Copolyesterpolymer darstellen, das ein Natriumsulfonatsalz
eines Glykolats von Isophthalsäure
enthält
und das in Gegenwart eines trifunktionalen oder tetrafunktionalen
Orthokieselsäureesters
polymerisiert worden ist, gekennzeichnet durch eine relative Viskosität von etwa
8 bis 12 LRV und etwa 1 bis 3 ΔRV
und enthaltend Titandioxid als ein Mattierungsmittel, so dass die
Kombination der hierin von uns beschriebenen Vorteile in textilen
Flächengebilden
aus Stapelfasern eines solchen Polymers gewährt werden kann, nämlich hervorragendes
Pillverhalten, ästhetische Merkmale
und Griff der textilen Flächengebilde.
Was den ΔRV-Wert betrifft, haben
wir ein ΔRV
von mindestens etwa 1,5 ΔRV
und vorzugsweise etwa 2 bis 3 ΔRV bevorzugt,
wobei wir gegenwärtig
davon ausgehen, dass wir mit einem ΔRV von etwa 1 bis 3 ΔRV arbeiten
können.
-
Trotz
der reichhaltigen älteren
Literatur hat niemand zuvor offenbart, wie Wirkware aus 100% Polyester-Stapelfaser
aus Ethylen/Terephthalatpolymeren mit einer Pillgrad nach 60 min
von bis zu 4 oder 5 geschaffen werden kann. Die Prüfprozedur
für die
RTPT-Pillgrad wird nachfolgend beschrieben. Duncan wird die besten
Pillgraden in diesem Zusammenhang mit 2,0 offenbart haben. Wie bereits
ausgeführt,
ist nicht klar, wie sich die Pillgraden von Jehl mit dem Standard
ASTM D3512 82 vergleichen lassen wobei Jehl jedoch Gewebe aus 50/50
Mischgarnen aus Baumwolle mit seinen (anderen) Polyesterfasern getestet
hat und das Vorhandensein von Baumwolle seine Pillgraden gegenüber solchen
erhöhen
würde,
die aus 100% Polyester-Spinngarnen erhalten werden. Jehl et al.
haben in den US-P-5 300 626 und 5 478 909 ein Verfahren offenbart,
um auf kontinuierliche Weise Polyethylenterephthalat zu erhalten,
das durch -SiO-Gruppen
in einem Anteil von 300 bis 700 ppm Si während der Reaktion der direkten
Veresterung zwischen Terephthalsäure
und Ethylenglykol, gefolgt von einer Polykondensation in bekannter
Weise modifiziert wurde, indem mit Methoxyethylsilicat oder Propylsilicat
zu einem Zeitpunkt eingeführt
werden, zu dem das Prepolymer eine massegemittelte relative Molekülmasse zwischen
9.000 und 16.000 hat, einen Polydispersitätsindex zwischen 1,5 und 2
und bei dem, wenn es sich bei einer Temperatur zwischen 260° und 290°C befindet
und bei einem Druck zwischen 1,5 und 2,5 bar, die Silicat/Prepolymer-Reaktionszeit
mindestens 5 min beträgt.
Jehl beansprucht außerdem
eine "pillfreie" Faser, die in einer
Mischung von mindestens einer Baumwollfaser bei Anwendungen zum
Weben eingesetzt werden kann und auf Polyethylenterephthalat beruht,
das mit -SiO-Gruppen modifiziert ist, die chemisch an den Makromolekularketten
gebunden sind, und zwar in einer Menge von 300 bis 700 ppm Silicium
und die aufweist: eine Reißdehnung
größer als
Null und kleiner als 25%, eine Reißfestigkeit größer oder
gleich 40 cN/tex; eine Kochschrumpfung zwischen 1,5 und 6% und eine
Biege-Scheuer-Kennzahl nach dem Färben größer als Null und kleiner oder
gleich 6.500 bei 130°C
und unter Druck; wobei ein derartig modifiziertes Polyethylenterephthalat
mit Hilfe eines solchen Verfahrens erhalten worden ist. Der RTPT-Versuch
von Jehl wurde in Spalte 5 beschrieben und beruht auf einem AFNOR-Standard
G 07-121, den wir weder verstanden noch angewendet haben.
-
TESTPROZEDUREN
-
Die
von uns angewendeten Testprozeduren sind gut bekannt und/oder auf
dem Gebiet beschrieben.
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Die
Abmessungen und Verhältnisse
für die
Faserquerschnitte wurden unter Anwendung der folgenden Prozedur
erhalten. Es wurde eine Faserprobe auf einem Mikrotom nach Hardy
befestigt (Hardy, US Department of Agriculture circa 378, 1933)
und in dünne
Sektionen entsprechend den Methoden unterteilt, die weitgehend offenbart
wurden im "Fiber
Microscopy Its Technique and Applications" von J. L. Sloves (van Nostrand Co.,
Inc., New York 1958, Nr. 180–182).
Sodann wurden dünne
Sektionen auf einem Videomikroskoptisch "Super-FIBERQUANT" (Vashaw Scientific Co., 3597 Parkway
Lane, Suite 100, Norcross, Georgia 30092) aufgebracht und unter
den erforderlichen Vergrößerungen
auf den Super-FIBERQUANT-Kathodenbildschirm
angezeigt. Es wurde das Bild einer einzelnen dünnen Sektion von einer Faser
ausgewählt
und die entscheidenden Faserabmessungen gemessen. Sodann wurden
die Verhältnisse
berechnet. Dieser Prozess wurde für jedes Filament im Gesichtsfeld
wiederholt, um eine statistisch signifikante Probenreihe zu erzeugen,
und die Mittelwerte hierin angegeben.
-
Relative
Viskosität
(LRV) ist die Viskosität
vom Polymer, das in HFIP-Lösemittel
(Hexafluorisopropanol mit einem Gehalt von 100 ppm 98%igem chemisch
reiner Schwefelsäure)
aufgelöst
ist. Der Messapparat für die
Viskosität
ist ein Kapillarviskosimeter, das von einer Reihe von kommerziellen
Lieferfirmen erhalten werden kann (Design Scientific, Cannon, usw.).
Die relative Viskosität
in Centistokes wird an einer 4,75 Gew.-%igen Lösung des Polymers in HFIP bei
25°C im
Vergleich mit der Viskosität
von reinem HFIP bei 25°C
gemessen. Die zum Messen des LRV verwendete H2SO4 zerstört
die Vernetzungen und speziell von Silicium im Fall von Tetraethylorthosilicat-Kettenverzweigungsmittel.
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Relative
Viskosität
ohne Säure
(NRV) ist die Viskosität
von Polymer, das in ähnlicher
Weise aufgelöst, gemessen
und in Hexafluorisopropanol-Lösemittel
verglichen wurde, jedoch ohne jegliche Schwefelsäure. Da keine Säure vorhanden
ist, bleiben die Vernetzungen intakt, wenn der NRV-Wert gemessen
wird.
-
Delta-RV
(ΔRV) ist
der Ausdruck, der von uns hierin zur Festlegung des Unterschiedes
zwischen dem NRV-Wert und dem LRV-Wert festgelegt ist, die wie vorstehend
gemessen wurden, und der die Menge der durch die Säure bei
Messung des LRV zerstörten
Vernetzung angibt.
-
Die
Testprozedur für
die Pillbildung zur Messung der Pillgrad, wie sie hierin festgelegt
wurde, ist wie folgt. Es wird Stapelfaser mit einer Schnittlänge von
38 mm (1,5 inch) zu Garn mit 30/1 cc verarbeitet, das auf einer
Single-Jersey mit 48er Teilung, 22-Schneidemaschine, gewirkt wurde.
Die Wirkware wurde für
10 min bei 71°C
(160°F)
mit einer wässrigen
Lösung
vorgewaschen, die 30 g Merpol HCS und 30 g Tetranatriumpyrophosphat
enthielt, bei Raumtemperatur für
5 min gespült,
für 20
min bei 104°C
(220°F)
bei 1 kg/cm2 (15 psi) in einem 260 l (69
gal)-Klauder, Weldon, Giles Model 25 PPW Küfenfärbemaschine mit 3% OWF Sevron
Blue GBR 200%, 4% OWR-Träger
(Intercarrier 9P), 5% OWF-Natriumsulfat und 25 ml Essigsäure gefärbt, bis
zum Klarwerden gespült,
in einen Trockner vom Haushaltswaschmaschinen-Typ (Kenmore) für 10 min
bei etwa 65°C
(150°F)
getrocknet und mit einem trockenen Bügeleisen (erhitzt auf Dauereinstellung)
gebügelt.
Die resultierenden gefärbten
und ausgerüsteten
Gewebe wurden aus ästhetische
Merkmale bewertet, auf "Griff" und Deckung und
auch auf Pillbildung, und zwar für
60 min nach einer Standardprozedur, wie sie in Random Tumble Pilling
Tester Method ASTM D3512-82 ausgeführt wurde. Diese Bewertungen
erfolgten auf einer Skala von 1 bis 5 durch Vergleich mit Standardproben,
wobei 5 die beste Bewertung ist, d. h. sie zeigt keine Pillbildung,
während
1 die schlechteste Bewertung ist und die RTPT-Pillgrad ein Mittelwert
von 10 Tests ist, d. h. von 10 Proben aus dem gleichen Gewebe. Die
erfindungsgemäße Faser
zeigte ein hervorragendes Verhalten in einem solchen Pilltest und
ergab sehr viel höhere
Pillgraden als bisher verfügbare
kommerzielle Polyesterfasern. Gewebe aus Garnen, die mit Mischungen
von Polyestern und Baumwolle erzeugt wurden, können ebenfalls mit Hilfe der
gleichen RTPT-Methode bewertet werden und liefern in der Regel höhere Pillgraden
als 100% Polyester, was auf das Vorhandensein von Baumwolle zurückzuführen ist,
wie bereits ausgeführt
wurde. Ebenfalls kann Webware bewertet werden und liefert in der
Regel ebenfalls höhere
(bessere) Pillgraden als Wirkware aus Garnen der gleichen Polyester-Stapelfaser.
-
Die
Erfindung wird in den folgenden "Beispielen" weiter veranschaulicht,
worin, sofern nicht anders angegeben alle Anteile, Prozentangaben
und Verhältnisse
auf Gewicht bezogen sind und die Polymerrezepturen in Bezug auf
das Gewicht des Polymers berechnet wurden. Die Garneigenschaften
wurden in konventionellen Einheiten gemessen, wobei "Denier" eine metrische Einheit
ist, so dass die Zugeigenschaften in der in gpd gemessenen Form
angegeben werden, wobei jedoch die Umwandlungen in SI-Einheiten
in Klammern ebenfalls angegeben werden (g/dtex) und die "Kräuselungen
pro Inch", CPI,
in ähnlicher
Weise umgerechnet und in Klammern angegeben werden (CPcm).
-
BEISPIEL 1
-
Es
wurde ein Copolyester aus Ethylen/Terephthalat-Copolymer mit 1,94
Mol.-% Natriumdimethyl-5-sulfoisophthalat
und 0,17 Gew.-% Tetraethylorthosilicat (0,3 Gew.-% Titandioxid mit
relativen Viskositäten
von 10 LRV und 12,6 NRV, 2,6 ΔRV
wie folgt hergestellt. Es wurde Ethylenglykol (EG), das die Katalysatoren
für die
Umesterung und Kondensation in Gewichtsmengen in Bezug auf das Gewicht
des in dieser Stufe zugesetzten EG enthielt: 5,1 Gew.-% Natriumdimethyl-5-sulfoisophthalat,
0,35% bis 0,40 Gew.-% Tetraethylorthosilicat und näherungsweise
76 ppm Tetraisopropyltitanat, bis 149°C vorgewärmt und in den Umesterungsreaktionsapparat
eindosiert und darüber
Dimethylterephthalat (DMT) ebenfalls in den Reaktionsapparat bei
einer Temperatur von 175°C
zugemessen. Das Molverhältnis
von EG : DMT, das in den Reaktionsapparat zugemessen wurde, betrug
etwa 2,25 : 1. Die Temperatur wurde mit Hilfe eines Dowtherm-beheizten
Kalandriagefäßes bei
einer Temperatur von etwa 236°C
am Boden des Reaktionsapparates geregelt. Niedrig siedende Materialien
(hauptsächlich
Methanol und Wasser) wurden überkopf
in Dampfform abgenommen und kondensiert und zum Teil in den Kopf
des Reaktionsapparates zurückgeführt. Das
Monomerprodukt wurde am Boden des Kalandriagefäßes entnommen und über eine
Monomer-Transportleitung zu dem ersten von drei Polymerisationsbehältern gepumpt.
In die Monomer-Transportleitung
wurde eine Aufschlämmung,
die Titandioxid und eine Rezeptur von Aufhellungsmitteln enthielt,
in zusätzlichen
EG vor dem Eintritt in den ersten Behälter dieser Polymerisationsbehälter eingespritzt.
In den ersten Behälter
wurde Phosphorsäure
in zusätzlichem
EG eindosiert, um den Umesterungskatalysator zu desaktivieren. Der
Druck in dem ersten Pre-Polymerisationsgefäß wurde bei 133,32 N/m2 (100 mmHg) geregelt und die Temperatur
des resultierenden Prepolymers bei 232°C geregelt. Das Prepolymer wurde
in den zweiten Polymerisationsbehälter transportiert. Der Druck
in diesem zweiten Polymerisationsbehälter (bezeichnet als PP) wurde
bei 35 mmHg geregelt. Das Prepolymer mit höherem LRV wurde aus diesem
Behälter
bei einer Temperatur von 261°C
entfernt und in den letzten Polymerisationsbehälter (Finisher) befördert. Der
Druck in diesem dritten Behälter
wurde so geregelt, dass er die Zielwerte von LRV und NRV (10 bzw.
12,6) ergab und lag normalerweise im Bereich von 199,98 bis 533,28
N/m2 (1,5 bis 4 mmHg). Die Temperatur des
Polymers, das diesen dritten Behälter
verließ,
wurde bei 269°C
geregelt.
-
Es
wurden Filamente von näherungsweise
3 dpf (3,3 dtex) bei 274°C
aus diesem Copolyester schmelzgesponnen, indem es durch 1.506 Kapillaren
mit einem Durchsatz von 41,9 kg (92,4 lb) pro Stunde pro Position
an 14 Positionen einer konventionellen Spinnmaschine extrudiert
wurde. Die Form der Kapillardüse
bestand aus 3 miteinander verbundenen Rauten entsprechend der Beschreibung
in der Patentanmeldung Nr. 08/662 804 (DP-6400), eingereicht am
12. Juni, 1996, von Aneja und wurde in 2 davon
dargestellt, um auf diese Weise Filamente mit 4-rilligem Querschnitt
und gewellt-ovalem Umfang ähnlich
denjenigen zu erzeugen, wie sie hierin beschrieben werden.
-
Die
Filamente wurden mit einer Abzuggeschwindigkeit von etwa 1.370 m/min
(etwa 1.500 ypm) versponnen, entsprechend der Beschreibung von Anderson
et al. in der US-P-5 219 582 abgeschreckt und in einer Kanne als
ein Kabelbündel
mit näherungsweise
63.252 Denier (etwa 70.280 dtex) aufgenommen. Die Eigenschaften
in gesponnenem Zustand sind in Tabelle 1 gegeben.
-
Es
wurden 26 Kannen dieses Kabels vereint, um ein Kabel mit 548.184
Filamenten und 1,65 Millionen Denier (1,83 Millionen dtex) zu ergeben,
und mit einem Streckverhältnis
von 2,55-fach in heißem
Wasserstrahl bei einer Temperatur von 85°C verstreckt, anschließend durch
eine Stauchkammertexturiervorrichtung geschickt, wonach etwas von
dem Kabel bei einer Temperatur von 100°C (1100)
relaxiert und ein Teil bei einer Temperatur von 123°C (1123) relaxiert wurde, um fertige Kabel mit
767.458 Denier (852.731 dtex) zu ergeben, d. h. Filamente mit etwa
1,4 dpf (1,6 dtex). Die Streckeigenschaften sind in Tabelle 1 gegeben.
-
Die
Kabel wurden zu Stapelfasern einer Länge von 38 mm (1,5 inch) nach
dem Auftragen einer konventionellen Ausrüstung geschnitten, um eine
Länge von
etwa 0,2% Ausrüstung
auf der Faser zu ergeben, wonach die Stapelfasern zu Garn (30/1
cc) verarbeitet und entsprechend der Beschreibung auf einer Single-Jersey
mit 48er-Teilung, 22-Schneidemaschine, zu Wirkware gewirkt wurde,
die gefärbt
und fertiggestellt wurde, so dass ihre anderen Gewebeeigenschaften
entsprechend der Beschreibung bewertet werden konnten. Beide Gewebe
hatten eine Pillgrad von 5, die nicht nur hervorragend war, sondern
für eine
Wirkware aus 100% Polyester eine überraschende Bewertung war
und speziell weil die Ware außerdem
hervorragende ästhetische Merkmale,
Griff (Taktilität),
Körper
und Deckung zeigte.
-
-
BEISPIEL 2
-
Es
wurde ein Copolyester ähnlich
dem in Beispiel 1 beschriebenen mit der Ausnahme hergestellt, dass die
Menge von Tetraethylsilicat in dem Polymer 0,12 Gew.-% betrug (das
EG enthielt 0,25% bis 0,30 Gew.-%) und die Viskositäten des
resultierenden Polymers 10,8 LRV und 13,5 NRV und somit 2,7 ΔRV betrugen,
wonach Filamente mit ähnlichem
dpf-Wert und Querschnitte daraus versponnen und verarbeitet wurden.
Die versponnenen Filamente wurden entsprechend der Beschreibung
in Beispiel 1 gestreckt und relaxiert und die Eigenschaften der
versponnenen und beider Reihen verstreckter Filamente in Tabelle
2 zusammengestellt. Die verstreckten Filamente wurden entsprechend
der Beschreibung in Beispiel 1 verarbeitet und die Gewebe ebenfalls
entsprechend der Beschreibung bewertet. Diese Gewebe hatten hervorragende ästhetische
Merkmale, wie das bei denen aus Beispiel 1 der Fall war, während ihr
Pillverhalten den früheren
Polyestergeweben weit überlegen
war, jedoch etwas schlechter als das von Beispiel 1, wobei die Pillgrad
von 2100 4,5 und von 2123 4
betrug.
-
-
Es
wurde Faser (1,6 dtex, 1,4 dpf) aus Beispiel 2 mit 50/50 gekämmter Baumwolle
gemischt und diese 50/50 Mischung einem Ringspinnen zu 30/1 cc-Garn
unterworfen, das zu einem Gewebe auf einer Single-Jersey mit 48er-Teilung,
22-Schneidemaschine, gewirkt und gefärbt wurde und dem gleichen
RPTP-Test unterworfen
wurde, wie er für
100% Polyestergarne der Erfindung beschrieben wurde.
-
Für Vergleichszwecke
wurde eine kommerzielle Stapelfaser mit 1,5 Denier pro Filament
(1,7 dtex) T-107W (rund, 11,5 LRV, Homopolymer) gewählt, weil
sie bei DuPont als ein "pillbeständiges" Produkt für Wirk-Endanwendungen
kommerziell verfügbar
war. Diese Vergleichsfaser wurde in ähnlicher Weise mit gekämmter Baumwolle
50/50 gemischt, einem Ringspinnen zu 30/1 cc Garn unterworfen, auf
der gleichen Wirkmaschine zu einem 22er Schnitt-Jersey gewirkt,
gefärbt
und dem gleichen RTPT-Test unterworfen.
-
Die
RTPT-Ergebnisse nach den angegebenen Testzeiten für die Gewebe
aus dem erfindungsgemäßen Garn
und die T-107W-Garne sind in Tabelle 2A gegeben und zeigen eindeutig
trotz der etwas ähnlichen LRV-Werte
einen deutlichen Vorteil in der Pillbildung.
-
TABELLE
2A: 50/50 Baumwollmischgarn
-
Es
ist außerdem
auffallend zu erkennen, dass die Pillbildung, die das "pillbeständige" Produkt bekannter
Ausführung
zeigte, anhielt, was sich durch die Tatsache zeigt, dass die Pillgrad
nach 60 min (1,2) kleiner war als nach 30 min (1,8), während im
Gegensatz dazu die Pillgrad des erfindungsgemäßen Gewebes auf 4,5 nach 60
min von 4,0 nach 30 min verbessert wurde. Am wichtigsten ist der
Gegensatz kommerziell, da Kunden den Wunsch haben, dass die äußere Erscheinung
ihrer Gewebe und Bekleidungsstücke
so lange wie möglich ästhetisch
angenehm bleibt.
-
BEISPIEL 3
-
Der
Copolyester war ähnlich
dem, wie er für
Beispiel 1 verwendet wurde, jedoch mit der Ausnahme, dass die Menge
von Tetraethylsilicat in dem Polymer 0,29 Gew.-% betrug (das EG
enthielt 0,5% bis 0,55 Gew.-%) und die Viskositäten des resultierenden Polymers
9,2 LRV und 12,3 NRV und damit 3,1 ΔRV betrugen und Filamente mit ähnlichem
dpf und Querschnitt versponnen und daraus verarbeitet wurden. Dieser
Copolyester und die Filamente daraus liegen im Geltungsbereich der
Erfindung. Ein daraus gefertigtes Gewebe mit 100% Polyesterfaser
hatte ein hervorragendes Pillverhalten und einen weniger wünschenswerten
Griff (für
bestimmte Endanwendungen) und wird hierin nachfolgend als "Gewebe A" diskutiert.
-
Wir
nehmen an, dass Gewebe mit akzeptablem Griff (was sehr subjektiv
ist) aus diesen Fasern und aus Fasern mit ähnlicher relativer Viskosität und speziell
in Blends mit Naturfasern, wie beispielsweise Baumwolle und/oder
Wolle, erhalten werden können,
wobei die Naturfasern einen besseren Griff liefern werden, und wir
nehmen an, dass das hervorragende Pillverhalten solcher Polyesterfasern
einer solchen Copolyesterzusammensetzung mit geringer Viskosität vorteilhaft
selbst in Geweben mit 100% Polyester verwendet werden können.
-
Die
folgenden Daten für
den Vergleich von 100% Polyestergeweben B bis G demonstrieren die
Unterlegenheit dieser 100% Polyestergewebe, die aus Fasern von alternativen
Copolyesterpolymerzusammensetzungen gefertigt sind, bzw. demonstrieren
mit anderen Worten die Überlegenheit
der Copolyesterpolymere von Beispiel 1 und 2. Die Eigenschaften
der Filamente, die in diesen Geweben verwendet wurden, sind in Tabelle 3
gegeben. Sie alle wurden, sofern nicht anders angegeben, hergestellt
und zu Geweben verarbeitet, wie im Wesentlichen für die Fasern
der Beispiele 1 und 2 beschrieben wurde.
-
Der
Zweckmäßigkeit
halber enthält
Tabelle 3 außerdem
Daten für
Gewebe A, das aus der Copolyesterfaser von Beispiel 3 erzeugt wurde.
Dieses Gewebe lieferte hervorragende Pillgraden von 5 und eine akzeptable
Konturentreue der Form mit weniger wünschenswertem Griff für bestimmte
Endanwendungen. Mit anderen Worten ließ sich ein hervorragendes Pillverhalten
erzielen, indem ein erfindungsgemäßer Copolyester verwendet und
die relative Viskosität
in den bevorzugten niedrigen LRV-Bereich
von etwa 9 bis 11 gesenkt wird, wobei bei einer zu starken Absenkung
der relativen Viskosität
der Griff der Gewebe aus 100% solcher Polyesterfaser für bestimmte
Endanwendungen weniger wünschenswert
wird. Dieses soll nicht bedeuten, dass ein Polymer mit sehr geringer
LRV unterhalb von 9 nicht zu Fasern und Geweben verarbeitet werden kann
(einschließlich
bei Mischung mit Baumwolle oder Wolle), die über eine Kombination von hervorragendem Ölverhalten, ästhetischen
Merkmalen und Griffcharakteristik wie solche von Beispiel 1 verfügen, wobei
jedoch, wenn die relative Viskosität des Polymers herabgesetzt
wird, die Gefahr einer Herstellung von Geweben mit weniger wünschenswertem
Griff zunimmt. Wir waren der Ansicht, dass eine optimale Kombination
erhalten werden könnte,
indem ein Polymer mit einem LRV-Wert von etwa 10 und einem ΔRV von etwa
2,5 verwendet wird, wobei weitergehende Versuche jedoch gezeigt
haben, dass in Abhängigkeit
von unterschiedlichen Endanwendungen ein präziseres Optimum existieren
könnte,
das von 10 etwas verschieden ist und in Abhängigkeit von der Endanwendung
schwanken könnte.
-
In
Vergleich B werden Gewebe verglichen, die aus kommerziell verfügbaren Fasern
erzeugt wurden, wie sie von DuPont als Typ 702W vertrieben werden.
Die Filamente wurden im Wesentlichen entsprechend der Beschreibung
in Beispiel 1 mit den folgenden Ausnahmen versponnen. Der Copolyester
wurde mit 2 Mol.-% Natrium-dimethyl-5-sulfoisophthalat hergestellt
und hatte einen LRV-Wert von 13,8. Im Vergleich B wurde kein Tetraethylsilicat
verwendet. Die Menge von Tetraisopropyltitanat in dem EG betrug
etwa 114 ppm, das Molverhältnis
von EG : DMT betrug 1,94 : 1, die Temperaturen des Polymers, das
die 3 Polymerisationsbehälter
verließ,
betrugen jeweils nach dem ersten 243°C, nach dem zweiten (PP) 276°C und im
dritten (Finisher) 283°C,
und der Druck in dem zweiten (PP)-Behälter wurde bei 25 mmHg geregelt.
Das Polymer wurde durch 1.054 Kapillaren mit einem Durchsatz von
29,4 kg (64,7 lb) pro Stunde pro Position an 16 Positionen einer
kommerziellen Spinnmaschine extrudiert. Das resultierende Kabel
von 16.864 Filamenten hatte 50.592 Denier (56.200 dtex). Es wurden
33 Kannen eines solchen Kabels zu insgesamt 556.512 Filamenten mit
1,7 Millionen Denier (1,9 Millionen dtex) kombiniert. Nach dem Verstrecken
wurden die verstreckten Filamente bei 123°C relaxiert, um eine endgültige Denierzahl
von etwa 800.000 (900.000 dtex) und eine mittlere dpf von 1,4 (wie
bei Beispiel 1) zu ergeben. Die geschnittenen Fasern wurden zu Garnen
von 30 : 1 cc geformt. Die Pillgrad betrug lediglich 1, wobei das
Gewebe jedoch einen guten Griff und Bedeckung hatte, was die Notwendigkeit für eine Faser
mit vergleichbaren ästhetischen
Merkmalen und jedoch verbessertem Pillverhalten demonstriert.
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Die
Vergleiche C, D und E wurde aus Copolyester gesponnen, der im Wesentlichen
entsprechend der Beschreibung für
Vergleich B erzeugt wurde, hatten jedoch eine geringere Viskosität mit C,
das einen LRV-Wert von 12 hatte, D mit einem LRV-Wert von 11 und
E mit einem LRV-Wert von 10. Das Molverhältnis von EG : DMT betrug 2,22
: 1, und die Tetraisopropyltitanat-Zugabe im EG betrug 76 ppm. Keine
dieser Fasern (im Gegensatz zu den kommerziellen Fasern von Vergleich
B) bewahrte den wünschenswerten
gewellt-ovalen Querschnitt, für
dessen Schaffung die Düse
ausgelegt war, wobei selbst die Fasern von Vergleich C (12 LRV) Rillenverhältnisse
von mehr als 1 hatten und die anderen noch schlechter waren als
solche der Vergleiche D123 und E, die nahezu
rund waren. Ebenfalls litten die ästhetischen Merkmale des Gewebes.
Die Gewebe von Vergleich E zeigten ein gutes Pillverhalten, E123 hatte eine hervorragende Pillgrad von
5, E100 hatte eine Pillgrad von 4,5 und
beide D100 und D123 hatten
Pillgraden von 3,5, während
C100 und C123 Pillgraden
von 1 hatten. Diese Ergebnisse zeigen, was passiert und aus welchem
Grund es nicht zufriedenstellend ist, lediglich die relative Viskosität des Polymers
herabzusetzen, das zur Erzeugung der kommerziellen Fasern von Vergleich
B verwendet wird.
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Vergleich
F ist sehr ähnlich
dem Vergleich C, wobei diese Filamente (gesponnen aus Polymer mit
12 LRV) einen 6-rilligen Querschnitt mit gewellt-ovalem Umfang hatten
und entsprechend der Beschreibung von Aneja in der US-P-5 626 961
gesponnen wurden. Die Pillgrad betrug ähnlich lediglich 1.
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Es
wurden Vergleiche G aus Polymeren von Ethylen/Terephthalat (ohne
jegliches Sulfoisophthalatglykolat-Salz) hergestellt, die unterschiedliche
Mengen an Tetraethylsilicat (TES) enthielten, wobei Ga mit 0,24% TES
hergestellt wurde und einen LRV-Wert von 10,2 und einen NRV-Wert
von 15,3 und somit 5,1 ΔRV
hatte und wobei Gb mit 0,27% TES hergestellt wurde und einen LRV-Wert
von 8,9 und einen NRV-Wert von 15,4 hatte und damit 6,5 ΔRV. Die Prozeduren
waren weitgehend ähnlich
denen in Beispiel 1 mit den Ausnahmen, dass kein Dimethylsulfoisophthalat-Salz
zugesetzt wurde, die Anteile der im EG zugesetzten Materialien für Tetraethylorthosilicat
etwa 0,86 Gew.-% (Ga) und 0,94 Gew.-% (Gb) betrugen und für Tetraisopropyltitanat etwa
32 ppm, wobei das Molverhältnis
von EG : DMT etwa 1,88 : 1 betrug und die Temperatur des Kalandriagefäßes etwa
237°C für Ga (236°C für Gb) betrug,
der Druck betrug 130 mmHg für
beide erste (Vor)Polymerisationsbehälter, so dass die Temperatur
der resultierenden Prepolymere für
beide bei 240°C
geregelt wurde, die Drücke
für die
zweiten (PP)-Behälter
betrugen für
beide 35 mmHg, so dass die Temperatur der Prepolymere bei höherem LRV-Wert
273°C (Ga)
und 271°C
(Gb) betrug, und die Temperaturen der Polymere, die die Finisher
verließen,
betrugen 281°C
(Ga) und 280°C
(Gb). Die versponnenen Filamente hatten 4,3 dpf (4,8 dtex) und wurden
bei 282°C
(Ga) und 281°C
(Gb) mit einem Durchsatz von 43,8 kg (96,4 lb) pro Stunde pro Position an
38 Positionen gesponnen, um ein Kabel von näherungsweise 161.799 Denier
(179.777 dtex) zu ergeben. Es wurden 13 Kannen kombiniert, um eine
kombinierte Denierzahl von etwa 2,1 Millionen (2,3 Millionen dtex) zu
ergeben, und wurden mit einem Streckverhältnis von 2,92 × in heißem Wasserstrahl
bei einer Temperatur von 88°C
gestreckt, bei 140°C
gekräuselt
und relaxiert, um eine abschließende
Denierzahl des Kabels von 850.000 (940.000 dtex) mit einem Mittelwert
von 1,5 dpf (1,7 dtex) zu ergeben. Der Vergleich Gb (LRV 8,9) hatte
eine hervorragende Pillgrad von 5, jedoch unakzeptable ästhetische
Merkmale, während
der Vergleich Ga (LRV 10,2) ein schlechtes Pillverhalten hatte (Pillgrad
2) und bessere ästhetische
Merkmale mit der Ausnahme, dass weder Ga noch Gb den wünschenswerten
gewellt-ovalen Querschnitt mit tiefen Rillen bewahrten.
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Die
Zahlen in Tabelle 3 bedürfen
wenig oder keine Erklärung,
was über
das hinaus geht, das auf dem Gebiet bereits beschrieben und darauf
Bezug genommen wurde. Ein Rillenverhältnis von 1,0 : 1 zeigt, dass
es keine reale Rille in einem Filament gibt, das aus einer Kapillardüsenform
gesponnen wurde, wie sie zum Spinnen von Filamenten mit gewellt-ovalem
Querschnitt mit Rillen beschrieben und bemessen wurde; obgleich
es keine realen Rillen in dem Sinne gibt, dass d1 kleiner
ist als b1, wie von Aneja in der US-P-5
626 961 beispielsweise beschrieben wurde, zeigt ein Rillenverhältnis von
1,0 : 1 eine Diskontinuität
in dem Umfang des Filaments, so dass einige Zahlenwerte "Rillenverhältnisse" zeigen, die größer sind
als 1,0 : 1. Wo "keines" angegeben ist, besteht
eine solche Diskontinuität
nicht, d. h. die gestreckten D100-Filamente
hatten einen Querschnitt mit glatt-ovalem Umfang, während die
gestreckten D123 und E-Filamente einen Querschnitt
mit weitgehend rundem Umfang hatten.
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TABELLE
3
Eigenschaften von verwendeten Filamenten
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Die
in den 1 und 2 schematisch dargestellte Information
kann zum Verständnis
der überraschenden
Natur der Fortschritte hilfreich sein, die erzielt worden sind.
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In 1 sind
Geraden aufgetragen, um schematisch den Einfluss des Polymer-LRV
(auf der x-Achse) auf
die Pillgrad (auf der y-Achse) darzustellen. Die Pillgrad ist stets
verbessert, wenn der LRV-Wert abfällt, wobei man jedoch bedenken
muss, dass, wie vorstehend demonstriert wurde, in Abhängigkeit
von der Polymerzusammensetzung dann, wenn der LRV-Wert zu niedrig
ist, der Griff des Gewebes und die Konturentreue der Form der Faser
selbst dann beeinträchtigt
sein können,
wenn das Pillverhalten verbessert worden ist. Die schematischen
Darstellungen sind mit zwei rautenförmigen Datenreihen dargestellt,
und eine Linie mit langen Strichen hindurch für Polymer, das lediglich TES
enthält,
wie es in den Vergleichen G offenbart wurde; mit 5 Rechtecken, die
7 Datenreihen repräsentieren
(die Darstellungen für
2 Datenpaare fielen zusammen, so dass sie gleiche Rechtecke waren)
und erzeugen eine aufgetragene Linie, die als gepunktete Linie für Polymer
gezeigt ist, das lediglich Sulfoisophthalatglykolat-Salz enthielt,
wie es in den Vergleichen B–E
offenbart wurde und mit 4 Dreiecken, die 6 Datenreihen repräsentieren
(die Darstellungen bei 9,2 LRV fielen zusammen und die Darstellungen
bei 10 LRV deckten sich nicht nur untereinander, sondern auch mit
den Rechtecken für
E123) und erzeugen eine aufgetragene Linie,
die als eine durchgehende Linie für Polymer dargestellt ist,
das sowohl TES als auch das Sulfoisophthalatglykolat-Salz entsprechend
den Beispielen 1 bis 3 enthielt. Wie sich entnehmen lässt, ist
die Neigung der durchgezogenen Linie nicht so steil wie die der
anderen Linien, so dass das Pillverhalten nicht nur besser ist,
sondern sich ein größerer Teil
der durchgezogenen Linie in der Zone befindet, die bessere Pillgraden
zeigt, d. h. die Pillgrad ist gegenüber einem größeren Bereich
von relativen Viskositäten besser,
wobei eine Pillgrad von 5 nach diesem RPTP-Test die größtmögliche ist.
Lässt man
die Probleme des Gewebegriffes außer Acht, die bei einigen Fasern
mit geringem LRV auftreten können,
so war es überraschend
zu entdecken, dass das Pillverhalten verbessert war, wenn das Polymer
sowohl TES als auch das Sulfoisophthalatglykolat enthielt, und zwar
gegenüber
den Pillverhalten, die erhalten wurden, wenn jedes der Polymere
verwendet wurde, das nicht beide dieser Comonomere enthielt.
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2 hat
Geraden, die in ähnlicher
Weise dargestellt sind, um schematisch den Einfluss des Polymer-LRV
(auf der x-Achse) auf das Rillenverhältnis (auf der y-Achse) für Fasern
zu zeigen, wobei die Filamente unter ähnlichen Bedingungen mit einem
4-rilligen gewellt-ovalen Querschnitt versponnen waren mit der Ausnahme
der Verwendung unterschiedlicher Polymer-LRV-Werte. Das Rillenverhältnis liefert
einen guten numerischen Hinweis dafür, wie die Konturentreue des
Faserquerschnittes erhalten bleibt. Wie entnommen werden kann, nimmt
das Rillenverhältnis
stets zu, wenn der Polymer-LRV-Wert abnimmt, was bedeutet, dass
ein Absenken des Polymer-LRV (was, wie wir gesehen haben, dazu neigt,
das Pillverhalten zu verbessern) solche Fasern (die mit nicht rundem
Querschnitt vorgesehen sind) mit unterlegener Konturentreue der
Faserform liefert. Wir verfügen über keine
numerische quantitative Angabe für
den Gewebegriff, jedoch leidet der Gewebegriff ebenfalls, wenn der
Polymer-LRV-Wert herabgesetzt wird. Damit hat man, um zu Geweben
mit guten ästhetischen
Merkmalen zu gelangen, die über
Fasern mit guter Formbewahrung (Konturentreue) verfügen, und zu
Geweben, die daraus hergestellt werden, um ein gutes Pillverhalten
zu zeigen, diese Überlegungen
auszubalancieren und muss einen Kompromiss eingehen, wenn man Polymere
verwendet, die lediglich TES ohne Sulfonatsalz-Comonomer oder lediglich
Sulfonatsalz-Comonomer
ohne TES enthalten, wodurch weder das Pillverhalten optimal war
(da die Formbewahrung und der Griff unakzeptabel waren), noch die
Formbewahrung und der Gewebegriff optimal waren, sofern nicht die
Pillbeständigkeit
geopfert wurde, um einen optimalen Griff und Faserkontur für derartige
nicht runde Formen zu erhalten. Wendet man sich den Unterschieden
zwischen den Darstellungen für
die verschiedenen Polymerzusammensetzungen in 2 zu,
so wird man entnehmen können,
dass die Neigung sehr ausgeprägt
ist für
die gepunktete Gerade, die für
Copolyester dargestellt ist, die lediglich 2% Sulfoisophthalatglykolat-Salz
enthalten ohne jedes TES, wobei das Rillenverhältnis über 1,0 durch einen LRV-Wert
von etwa 13 zunahm, was zeigt, dass diese Fasern keinerlei Rillen
hatten und dass ein solcher LRV-Wert für diesen Copolyester unbefriedigend
ist. Die Neigung der langgestrichelten Geraden ist nicht so steil
für das
Polymer, das lediglich TES ohne jegliches Sulfoisophthalatglykolat-Salz
enthält,
was auf eine bessere Formbewahrung hinweist, wobei jedoch ein Polymer
mit einem LRV von etwa 11, ein Rillenverhältnis von etwa 1,0 gewährte, das
nicht zufriedenstellend war. Überraschenderweise
waren jedoch, wenn das Polymer sowohl mit TES als auch dem Salz
des Sulfoisophthalatglykolats erzeugt wurde, wie mit Hilfe der durchgezogenen
Linie gezeigt wird, die Rillenverhältnisse besser als bei beiden
anderen Polymeren, wobei die Neigung sogar noch weniger steil war.
Dieses kann im Nachhinein gemäß der Erfindung
erklären,
warum es unter Verwendung sowohl von TES als auch dem Sulfoisophthalatglykolat-Salz in den erfindungsgemäßen Copolyestern
möglich
war, innerhalb eines schmalen Bereichs von LRV-Werten zu arbeiten und das seit langem angestrebte
Ziel eines hervorragenden Pillverhaltens zu erreichen sowie in den
resultierenden Wirkwaren aus 100% Polyester eine gute Faserformbewahrung
und Gewebegriff Wie vorstehend ausgeführt wurde, können sich
unter Verwendung eines erfindungsgemäßen Copolyesters mit einer
relativen Viskosität,
die geringfügig von
dem Optimum abweicht, Vorteile zeigen und speziell bei Verwendung
solcher Polyester-Stapelfasern, die mit Naturfasern gemischt sind,
wie beispielsweise Baumwolle oder Wolle. Wenn der LRV-Wert niedrig
war (9,2), wurde festgestellt, dass das Pillverhalten hervorragend
war und der Griff (unakzeptabel in Wirkwaren aus 100% Polyester,
die wir hierin getestet und beschrieben haben) beispielsweise durch
Mischen mit Baumwolle verbessert werden konnte, wie es erläutert worden
ist. Bei Copolyestern mit höherer
Viskosität,
z. B. ein LRV-Wert von etwa 12, kann es sein, dass das Pillverhalten
in Wirkware aus 100% Polyester nicht akzeptabel ist, jedoch bei
Webware aus 100% Polyester akzeptabel sein kann und durch Mischen
der Polyesterfasern mit Baumwolle oder Wolle verbessert werden kann.
