DE69830164T2

DE69830164T2 - Polyethylennaphthalatfaser

Info

Publication number: DE69830164T2
Application number: DE69830164T
Authority: DE
Inventors: Makoto Ibaraki-shi Asano; Toshimasa Ibaraki-shi Kuroda; Ryoji Matsuyama-shi TSUKAMOTO; Toshihiro Matsuyama-shi SANTA
Original assignee: Teijin Ltd
Current assignee: Teijin Ltd
Priority date: 1998-03-25
Filing date: 1998-03-25
Publication date: 2006-01-26
Anticipated expiration: 2018-03-26
Also published as: WO1999049112A1; EP0985751B1; DE69830164D1; US6177192B1; EP0985751A4; EP0985751A1

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Polyethylennaphthalatmonofilament. Spezieller bezieht sie sich auf ein Polyethylennaphthalatmonofilament, das ausgezeichnete Haltbarkeit aufweisen kann, selbst wenn es unter Bedingungen verwendet wird, wo das Monofilament einer Naß-Wärme-Behandlung oder einer Trockenwärmebehandlung unterzogen wird, und beispielsweise als ein Material für eine industrielle Anwendung, wie eine Trocknerplane bei der Papierherstellung, nützlich ist.
Stand der Technik
Bisher sind Polyesterfasern in verschiedenen Anwendungen aufgrund ihrer ausgezeichneten Eigenschaften verwendet worden. Aber Polyesterfasern für industrielle Anwendungen werden oftmals unter schweren Bedingungen hoher Temperatur und hoher Feuchtigkeit in bezug auf die Eigenschaften ihrer Anwendungen verwendet, und ihre Eigenschaften sind nicht zufriedenstellend.
Polyesterfasern, insbesondere für eine Trocknerplane, die bei einem Trocknungsverfahren in der Papierherstellung verwendet wird, eine Stahlwaschbürste oder dergleichen, sollen eine ausreichende Haltbarkeit zur langen Verwendung unter hoher Temperatur und hoher Feuchtigkeit aufweisen. Jedoch wiesen die Polyesterfasern Probleme auf, nämlich, daß in einer Atmosphäre mit hoher Temperatur in Gegenwart von Wasser die Polyester, insbesondere Polyethylenterephthalat, dazu neigen, sich zu zersetzen, und folglich der Polymerisationsgrad verringert wird, wodurch die Bruchfestigkeit, die Knotenfestigkeit und dergleichen der Fasern geschwächt werden, und sie können nicht für lange Zeit unter hoher Temperatur und hoher Feuchtigkeit verwendet werden.
Um diese Probleme zu lösen, sind verschiedene Verfahren untersucht worden. Beispielsweise schlägt die japanische geprüfte Patentveröffentlichung Nr. 47-15104 ein Verfahren vor, worin die Konzentration von terminalen Carboxylgruppen von Polyethylenterephthalat durch die Zugabe einer Kombination aus einem Kupfersalz einer Carbonsäure und einem reduktiven Anion verringert wird. Jedoch weist dieses Verfahren einen nachteiligen Punkt auf, daß, wenn der obengenannte Stabilisator zugegeben wird, der Polyester in einem ungünstigen Farbton verfärbt wird, und außerdem wird nicht immer ausreichende Haltbarkeit unter schweren Bedingungen von hoher Temperatur und hoher Feuchtigkeit erhalten.
Andererseits ist es weitgehend bekannt, daß die Verwendung von Polyethylennaphthalat, das Naphthalinringe in dem Molekulargerüst aufweist, anstelle von Polyethylenterephthalat die Haltbarkeit der Faser verbessern kann.
Beispielsweise gibt es die geprüfte japanische Patentveröffentlichung Nr. 47-49769, die geprüfte japanische Patentveröffentlichung Nr. 47-49770, die geprüfte japanische Patentveröffentlichung Nr. 56-42682, die ungeprüfte japanische Patentveröffentlichung Nr. 4-100914 und die ungeprüfte japanische Patentveröffentlichung Nr. 4-194021, die Polyethylen-2,6-naphthalatfasern betreffen, und sie beschreiben, daß Polyethylennaphthalatfasern mit ausgezeichneten mechanischen Eigenschaften und Wärmestabilität durch das Spezifizieren der Bedingungen des Schmelzspinnens von Polyethylen-2,6-naphthalat hergestellt werden.
Es ist bekannt, daß die Polyethylen-2,6-naphthalatfaser einen höheren Elastizitätsmodul und Zugfestigkeit als die Polyethylenterephthalatfaser, die konventionell weitgehend verwendet wird, aufweist, und die Polyethylen-2,6-naphthalatfaser gute Beständigkeit gegen nasse Wärme besitzt, da sie eine hohe Glasübergangstemperatur aufweist. Als ein Verfahren zur weiteren Verbesserung der Beständigkeit gegen nasse Wärme offenbaren beispielsweise die ungeprüfte japanische Patentveröffentlichung Nr. 50-95517, die ungeprüfte japanische Patentveröffentlichung Nr. 56-85704 und dergleichen Verfahren zur Reduzierung der Konzentrationen von terminalen Carboxylgruppen von Polyestern durch das Zugeben einer Carbodiimidverbindung. Wenn jedoch diese Verfahren angewendet werden, wird die hydrolytische Zerset zungsbeständigkeit verbessert, aber das Bleichen, Spalten und die Fibrillenbildung beim Biegen, die charakteristische Probleme von Polyesterfasern auf Naphthalatbasis sind, treten noch auf, und erfolgen nicht nur unter Naßwärmebedingungen, sondern auch unter Trockenwärmebedingungen. Diese Verfahren sind deshalb zur Lösung dieser Probleme nicht effektiv.
Das heißt, da Polyethylen-2,6-naphthalat eine rigide Molekularkette und eine charakteristische Kristallstruktur aufweist, tritt an einem gebogenen Teil Ausbleichen, wenn die Faser Verformung unterzogen wird, die von Biegen begleitet ist, wie Verknoten oder dergleichen, und Fibrillenbildung und Spaltung, die von dem ausgeblichenen Teil verläuft, auf, und folglich gehen die Knotenfestigkeit und Schleifenfestigkeit speziell in den Fasern verloren, die eine Einzelfaserfeinheit von 10 Denier oder mehr aufweist, oder die unter hoher Temperatur und hoher Feuchtigkeit für lange Zeit gehalten worden sind. Dies ist ein Problem geblieben.
US-A-3 616 832 offenbart Kautschukgegenstände, die mit Filamenten aus Ethylennaphthalin-2,6-dicarboxylatpolyester verstärkt wurden.
JP-B-4630973 bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung einer Polyesterfaser mit ausgezeichneter Wärmestabilität und verbesserter Dehnung aus einem Polyester, der unter Verwendung von Naphthalin-2,6-dicarbonsäure als eine Hauptkomponente und Ethylenglykol als Hauptdiolkomponente hergestellt wurde.
Offenbarung der Erfindung
Der Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist, ein Polyestermonofilament bereitzustellen, das sowohl Biegedauerfestigkeit unter nasser Wärme und trockener Wärme als auch mechanische Eigenschaften, wie Knotenfestigkeit, Schleifenfestigkeit und dergleichen, gleichzeitig erfüllt, während die charakteristischen vorteilhaften Punkte eines Polyesters auf Naphthalatbasis gehalten werden, und ausgezeichnete Haltbarkeit selbst bei der Anwendung, die unter schweren Bedingungen verwendet wird, aufweisen kann, worin Trockenwärmebehandlungen und Naßwärmebehandlungen wiederholt angewendet werden, wie in einer Trocknerplane zur Papierherstellung.
Um den zuvor genannten Gegenstand zu erreichen, untersuchten die Erfinder der vorliegenden Erfindung die Ursachen des Bleichens, Spaltens und der Fibrillenbildung beim Biegen, die charakteristische Phänomene der Polyesterfaser auf Naphthalatbasis sind, und sie fanden heraus, daß der Bruch der Fasern durch Kompressionsverformung in die Richtung der Faserachse diese Phänomene verursacht. Das heißt, sie machten deutlich, daß, da der Polyester auf Naphthalatbasis eine charakteristische Kristallstruktur aufweist, die Faserstruktur die Kompressionsspannung gegenüber der Kompressionsverformung nicht ausreichend erleichtern kann, und folglich bricht die Kompressionsspannung die Faser und verursacht das Bleichen, Spalten und die Fibrillenbildung unter Verringerung der Haltbarkeit, und sie fanden außerdem heraus, daß das Phänomen ohne Verschlechterung der vorteilhaften Punkte, die für den Polyester auf Naphthalatbasis charakteristisch sind, durch Copolymerisieren eines Alkylenoxidaddukts eines Phenols mit einem Polyester auf Naphthalatbasis unterdrückt werden kann. Daher ist die vorliegende Erfindung vervollständigt worden.
Das heißt, das Polyethylennaphthalatmonofilament, das den Gegenstand der vorliegenden Erfindung erreichen kann, ist dadurch gekennzeichnet, daß das Monofilament eine Einzelfaserteinheit von 300 bis 1000 Denier aufweist und einen Copolyester auf Naphthalatbasis umfaßt, worin mindestens 85 Mol-% oder mehr der Gesamtheit der wiederkehrenden Einheiten eine Ethylen-2,6-naphthalateinheit ist und 1 bis 15 Mol-% der Gesamtheit der Diolkomponenten ein Alkylenoxidaddukt eines zweiwertigen Phenols ist, ausgedrückt durch die folgende allgemeine Formel (I) H-(OA)_m-O-Ar-O-(AO)_n-H
In der Formel drückt A eine Alkylengruppe mit einer Kohlenstoffzahl von 2 bis 4 aus; sind m und n gleich oder verschieden voneinander und drücken jeweils eine ganze Zahl von 1 bis 5 aus; und drückt Ar eine p-Phenylengruppe, eine m-Phenylengruppe oder eine Gruppe, ausgedrückt durch die folgende allgemeine Formel (II) -Ph-X-Ph- (II)aus.
In der Formel drückt Ph eine p-Phenylengruppe aus und X drückt eine 2,2-Propylengruppe, eine Sulfongruppe, eine Methylengruppe, ein Sauerstoffatom, oder ein Schwefelatom aus.
Beste Weise zur Durchführung der Erfindung
Der Copolyester auf Naphthalatbasis, der ein erfindungsgemäßes Monofilament bildet, besteht aus einer Ethylen-2,6-Naphthalateinheit in einer Menge von mindestens 85 Mol-% oder mehr der Gesamtheit der wiederkehrenden Einheiten, und ist ein Copolyester, der durch Copolymerisieren einer Verbindung, ausgedrückt durch die obige allgemeine Formel (I), erhalten wird, das heißt, ein Alkylenoxidaddukt eines zweiwertigen Phenols als ein Teil der Diolkomponente.
In der obigen allgemeinen Formel (I) drückt A eine Alkylengruppe mit einer Kohlenstoffzahl von 2 bis 4 aus, und eine Ethylengruppe ist besonders bevorzugt; und m und n sind gleich oder verschieden voneinander, und sie drücken jeweils eine ganze Zahl von 1 bis 5, vorzugsweise eine ganze Zahl von 1 bis 3, besonders bevorzugt eine ganze Zahl von 1 bis 2 aus. Wenn m oder n 5 überschreiten, gehen günstige Eigenschaften der hohen Festigkeit, hohen Elastizitätsmoduls und hoher Glasübergangstemperatur, die für den Polyester auf Naphthalatbasis charakteristisch sind, verloren.
Außerdem ist Ar eine p-Phenylengruppe, eine m-Phenylengruppe oder eine Gruppe, ausgedrückt durch die obige allgemeine Formel (I), und in der allgemeinen Formel (II) drückt Ph eine p-Phenylengruppe aus und drückt X eine 2,2-Propylengruppe, eine Sulfongruppe, eine Methylengruppe, ein Sauerstoffatom oder ein Schwefelatom aus. Speziell wird Ar vorzugsweise durch die allgemeine Formel (II) ausgedrückt, worin X eine 2,2-Propylengruppe oder eine Sulfongruppe, insbesondere eine 2,2-Propylengruppe ist.
Das Copolymerisierungsverhältnis des Alkylenoxidaddukts des zweiwertigen Phenols liegt in dem Bereich von 1 bis 15 Mol-%, vorzugsweise 2 bis 10 Mol-%, besonders bevorzugt 3 bis 7 Mol-%, bezogen auf die gesamten Diolkomponenten. Wenn das Copolymerisationsverhältnis weniger als 1 Mol-% beträgt, wird die Wirkung der Copolymerisation der Verbindung nicht gezeigt. Wenn andererseits das Verhältnis 15 Mol-% überschreitet, gehen die vorteilhaften Punkte des Polyesters auf Naphthalatbasis nachteilig verloren, das heißt, die Festigkeit einer Faser oder dergleichen geht verloren.
Außerdem kann eine andere Copolymerisationskomponente mit dem obengenannten Copolyester auf Naphthalatbasis copolymerisiert werden. Hauptbeispiele der Copolymerisationskomponente umfassen Dicarbonsäurekomponenten, wie Terephthalsäure, Isophthalsäure und dergleichen, Diolkomponenten, wie Trimethylenglykol, Tetramethylenglykol, Hexamethylenglykol, 1,4-Cyclohexandiol und dergleichen, und andere bekannte Komponenten können willkürlich verwendet werden.
Die Grenzviskosität des Copolyesters auf Naphthalatbasis liegt geeigneterweise in dem Bereich von 0,45 bis 1,5 vorzugsweise 0,55 bis 1,5. Die hier verwendete Grenzviskosität wird bei 35°C unter Verwendung von o-Chlorphenol als ein Lösungsmittel gemessen. Wenn die Grenzviskosität weniger als 0,45 beträgt, sind die mechanischen Eigenschaften des Monofilaments gering und die Haltbarkeit bei einer Naßwärmebehandlung oder einer Trockenwärmebehandlung ist schlecht. Wenn andererseits die Grenzviskosität 1,5 überschreitet, ist die Schmelzviskosität hoch und dadurch ist die Fließfähigkeit unzureichend, und es ist schwierig, den Copolyester auf Naphthalatbasis zu einem homogenen Monofilament zu spinnen.
Außerdem ist es aus Sicht der Schmelzstabilität während des Schmelzspinnens und der hydrolytischen Beständigkeit gegen das Monofilament, das erhalten werden soll, bevorzugt, daß der Copolyester auf Naphthalatbasis die Konzentration von terminalen Carboxylgruppen von nicht größer als 40 Äquivalenten/t, vorzugsweise nicht größer als 30 Äquivalente/t, besonders bevorzugt nicht größer als 20 Äquivalente/t aufweist.
Als nächstes kann zu dem erfindungsgemäßen Copolyester auf Naphthalatbasis ein Additiv, das üblicherweise an eine Polyesterfaser gebunden ist, beispielsweise anorganische Teilchen, wie Titanoxid, Siliciumoxid, Calciumcarbonat, Talk oder derglei chen, oder ein bekannter Stabilisator, UV-Absorber, Antioxidationsmittel, Antistatikmittel, Pigment, Wachs, Silikonöl oder oberflächenaktives Mittel oder dergleichen zugegeben werden. Außerdem kann ein anderer Polyester als der zuvor genannte Copolyester auf Naphthalatbasis, ein Polyamid, ein Polyether-ester, ein Polyurethan, ein Polycarbonat, ein Polyacrylat, ein Fluor-enthaltendes Harz oder dergleichen gegebenenfalls in einer kleinen Menge bei Bedarf gemischt werden.
Der erfindungsgemäße Copolyester auf Naphthalatbasis kann gemäß einem konventionell verwendeten Verfahren hergestellt werden. Beispielsweise werden 2,6-Naphthalindicarbonsäure oder ihr Dimethylester; Ethylenglykol und das Alkylenoxid des zuvor genannten zweiwertigen Phenols jeweils in einer spezifizierten Menge gemischt, und das Gemisch wird einer Wärmereaktion bei Atmosphärendruck oder unter verringertem Druck unterzogen. Bei diesem Verfahren kann ein Additiv, wie ein Katalysator willkürlich bei Bedarf verwendet werden.
Das erfindungsgemäße Polyethlyennaphthalatmonofilament ist ein Monofilament, umfassend den zuvor genannten Copolyester auf Naphthalatbasis, und die Wirkung der vorliegenden Erfindung ist bemerkenswert, wenn ein Monofilament eine Einzelfaserfeinheit von 300 bis 10.000 Denier aufweist. Ein Monofilament mit der Feinheit von 300 bis 10.000 Denier zeigt vorteilhafterweise die Wirkung der vorliegenden Erfindung in einer bemerkenswerten Weise. Die Form des Querschnitts der Faser kann ein Kreis sein, aber sie kann willkürlich aus anderen Querschnitten, wie Dreieck, Quadrat, Vieleck und dergleichen bei Bedarf ausgewählt werden.
Außerdem ist es bevorzugt, daß das erfindungsgemäße Polyethlyennaphthalatmonofilament ein Knotenfestigkeitsretentionsverhältnis von 70 % oder mehr und ein Zugfestigkeitsretentionsverhältnis von 70 % oder mehr aufweist. Wenn diese Verhältnisse kleiner als 70 % sind, verringert sich die Haltbarkeit bei der Verwendung manchmal weitgehend in einer Anwendung, wie beispielsweise einer Trocknerplane zur Papierherstellung oder dergleichen, das unter extrem schweren Bedingungen verwendet wird. Hier ist das Knotenfestigkeitsretentionsverhältnis ein Wert, der aus den Knotenfestigkeiten bestimmt wurde, gemessen vor und nachdem das Monofilament einer Naßwärmebehandlung in einem Autoklaven von 140°C für 60 h unterzo gen wurde, und das Zugfestigkeitsretentionsverhältnis ist ein Wert, der aus den Zugfestigkeiten bestimmt wurde, gemessen vor und nachdem das Monofilament einer Naßwärmebehandlung in einem Autoklaven bei 135°C für 40 h unterzogen wurde.
Das obengenannte erfindungsgemäße Polyethylennaphthalatmonofilament kann durch Unterwerfen des obengenannten Copolyesters auf Naphthalatbasis dem Schmelzspinnen, Ziehen und gegebenenfalls einer Wärmebehandlung gemäß den konventionell verwendeten Verfahren hergestellt werden. Beispielsweise wird ein getrockneter Copolyester auf Naphthalatbasis durch eine Spinndüse bei einer Temperatur in dem Bereich von Schmelzpunkt bis Schmelzpunkt +70°C schmelzgesponnen, und die gesponnene Faser wird abgekühlt, um sich zu verfestigen, und dann bei einer geeigneten Geschwindigkeit entnommen, um eine nicht gezogene Faser zu erhalten. Außerdem wird ein Blocker der terminalen Carboxylgruppe, wie eine Carbodiimidverbindung oder dergleichen, vorzugsweise zu dem Polymer zugegeben, wenn es geschmolzen wird, da die Zugabe die Verringerung der Grenzviskosität verringern und die Haltbarkeit des Monofilaments, das erhalten werden soll, verbessern kann.
Die Anzahl an Bohrungen der Schmelzspinndüse kann eins sein; jedoch ist ein Verfahren, worin das Polymer gleichzeitig durch mehrere Bohrungen gesponnen wird, und die gesponnen Fasern separat entnommen werden, bevorzugt, da dieses Verfahren hohe Produktivität aufweist, und gleichzeitig die Verringerung der Grenzviskosität der Faser, die erhalten werden soll, gering ist.
Die erhaltene nicht-gezogene Faser wird einer Ziehwärmebehandlung bei einem geeigneten Ziehverhältnis in Abhängigkeit der Entnahmegeschwindigkeit der gesponnenen Faser und den Eigenschaften, die für die gezogene Faser, die erhalten werden soll, erforderlich sind, unterzogen. Wenn das Ziehverhältnis zu gering ist, ist die Zugfestigkeit niedrig; und wenn es andererseits zu hoch ist, ist die Zugfestigkeit zu hoch, aber die Biegeeigenschaften sind schlecht und die Knotenfestigkeit ist wahrscheinlich gering.
Beispiele
Die vorliegende Erfindung wird hierin nachstehend in bezug auf die Beispiele ausführlicher beschrieben. Charakteristische Eigenschaften in den Beispielen und Vergleichsbeispielen werden in den folgenden Verfahren bestimmt.
<Zugfestigkeit, Knotenfestigkeit und Schleifenfestigkeit>
Diese Festigkeiten werden gemäß JIS L1013 bei einer Probenlänge von 20 cm und einer Dehnungsgeschwindigkeit von 100 %/min bestimmt.
<Naßwärmeknotenfestigkeitsretentionsverhältnis>
Eine Polyesterfaser wird in einem Autoklaven, gefüllt mit gesättigtem Dampf, von 140°C für 60 h behandelt, die Knotenfestigkeit der Faser nach der Behandlung wird durch die Knotenfestigkeit der Faser vor der Behandlung geteilt und das Ergebnis wird mit 100 multipliziert, um das Zielverhältnis zu erhalten.
<Naßwärmezugfestigkeitsretentionsverhältnis>
Eine Polyesterfaser wird in einem Autoklaven, gefüllt mit gesättigtem Dampf, von 135°C für 40 h behandelt, die Zugfestigkeit der Faser nach der Behandlung wird durch die Zugfestigkeit der Faser vor der Behandlung geteilt und das Ergebnis wird mit 100 multipliziert, um das Zielverhältnis zu erhalten.
<Haltbarkeit>
Ein Polyestermonofilament wird in einem Autoklaven, gefüllt mit gesättigtem Dampf, von 140°C für 60 h behandelt, das Monofilament nach der Behandlung wird bei einem Klemmdruck von 3 kg/cm² eingeklemmt und die Gegenwart von erzeugten Rissen wird untersucht. Der Fall der Abwesenheit von Rissen wird mit 1 bewertet, der Fall, wo die Erzeugung von Rissen durch den Schutz der Klemmteile mit einem Puffermaterial unterdrückt wird, wird mit 2 bewertet und der Fall, wo die Erzeugung von Rissen nicht unterdrückt wird, wird mit 3 bewertet.
Beispiel 1
Eine Reaktionsvorrichtung, ausgestattet mit einem Destillationsapparat, wurde mit 244 Gew.-Teilen Dimethyl-2,6-naphthalindicarboxylat, 118 Gew.-Teilen Ethylengly kol, 14,6 Gew.-Teilen 2,2-Bis[4-(2-hydroxyethoxy)phenyl]propan und 0,0613 Gew.-Teilen Manganacetattetrahydrat beschickt, die Temperatur wurde erhöht und eine Esteraustauschreaktion wurde durchgeführt, während Methanol durch Destillation entfernt wurde. Nach 2 Stunden ist die beinahe theoretische Menge von Methanol durch Destillation entfernt worden, und die Esteraustauschreaktion wurde beendet. Zu diesem Zeitpunkt erreichte die Temperatur im Inneren des Reaktionssystems 240°C. Das Esteraustauschreaktionsgemisch wurde zu einer Reaktionsvorrichtung, ausgestattet mit einem Rührer, einem Stickstoffeinlaß, einer Druckverringernden Öffnung und einem Destillationsapparat, überführt. In das Reaktionsgemisch wurden 0,027 Gew.-Teile Phosphorsäure und 0,079 Gew.-Teile Antimontrioxid zugegeben, und das Gas im Inneren der Reaktionsvorrichtung wurde durch Stickstoff ersetzt. Dann wurde die Temperatur des Gemisches auf 290°C erhöht, die Polykondensationsreaktion wurde bei Normaldruck für etwa 30 min, bei 15 bis 20 mmHg für etwa 30 min und außerdem bei 0,05 bis 0,5 mmHg für etwa 40 min durchgeführt. Die Grenzviskosität, der Schmelzpunkt und die Glasübergangstemperatur des erhaltenen Polymers werden in Tabelle 1 gezeigt.
Der erhaltene Copolyester wurde zu Splittern gemacht und getrocknet, und dann wurden die Spitzen durch eine Spinndüse mit sechs Bohrungen von 0,27 mm im Durchmesser eines Loches bei 310°C schmelzgesponnen, und die gesponnenen Fasern wurden abgekühlt, um sich zu verfestigen, und einmal bei einer Geschwindigkeit von 400 m/min aufgenommen. Die erhaltene nicht gezogene Faser wurde auf einer Walze, die auf 150°C erhitzt wurde, bei einem Ziehverhältnis von 6,0 gezogen, und anschließend wurde die Faser auf einer Heizplatte, die auf 240°C erhitzt wurde, unter konstanter Länge behandelt, um ein Garn von 70 Denier und 6 Filamenten zu erhalten. Die Bewertungswerte des erhaltenen gezogenen Garns werden in Tabelle 1 gezeigt.
Beispiele 2 und 3
Die Verfahren wurden wie in Beispiel 1 durchgeführt, außer, daß 1,4-Bis(2-hydroxyethoxy)benzol (Beispiel 2) oder 1,3-Bis(2-hydroxyethoxy)benzol (Beispiel 3) jeweils in einer Menge, die in Tabelle 1 gezeigt wird, anstelle von 2,2-Bis[4- (2-hydroxyethoxy)phenyl]propan verwendet wurden. Die Ergebnisse werden ebenso in Tabelle 1 gezeigt.
Vergleichsbeispiel 1
Die Verfahren wurden wie in Beispiel 1 durchgeführt, außer, daß Polyethylennaphthalat unter Verwendung von Ethylenglykol in einer Menge von 124 Gew.-Teilen ohne Zugabe von 2,2-Bis[4-(2-hydroxyethoxy)phenyl]propan hergestellt wurde. Die Ergebnisse werden in Tabelle 1 gezeigt.
Vergleichsbeispiel 2
Die Verfahren wurden wie in Beispiel 1 durchgeführt, außer, daß 1,3-Bis(2-hydroxyethoxy)-2,2-dimethylpropan in einer Menge, die in Tabelle 1 gezeigt wird, anstelle von 2,2-Bis[4-(2-hydroxyethoxy)phenyl]propan verwendet wurde. Die Ergebnisse werden in Tabelle 1 gezeigt.
Tabelle 1
Beispiel 4
Das Polymer, das in Beispiel 1 erhalten wurde, wurde außerdem der Festphasenpolymerisation unterzogen, um einen Copolyester auf Naphthalatbasis mit einer Grenzviskosität von 0,97 zu erhalten. Der Copolyester wurde durch eine Spinndüse mit einer Bohrung von 2,5 mm im Durchmesser des Lochs bei 305°C schmelzgesponnen, und die gesponnene Faser wurde abgekühlt, um sich zu verfestigen, und einmal bei einer Geschwindigkeit von 54 m/min aufgenommen. Die erhaltene nicht gezogene Faser wurde in eine Ziehwärmebehandlungsvorrichtung, ausgestattet mit einer Einziehwalze, einer Ausziehwalze, einer Wickelwalze und einem kontaktlosen Heizer zwischen den Walzen, eingespeist, bei einem Ziehverhältnis von 4,5 bei 240°C gezogen und dann heißfixiert. Die Bewertungsergebnisse des erhaltenen Monofilaments werden in Tabelle 2 gezeigt.
Beispiel 5
Die Verfahren wurden wie in Beispiel 4 durchgeführt, außer, daß ein Copolyester auf Naphthalatbasis mit einer Grenzviskosität von 0,97 erhalten durch die Copolymerisierung von Bis[4-(2-hydroxyethoxy)phenyl]sulfon in einer Menge von 5 Mol-%, anstelle von 2,2-Bis[4-(2-hydroxyethoxy)phenyl]propan verwendet wurde. Die Bewertungsergebnisse des erhaltenen Monofilaments werden in Tabelle 2 gezeigt.
Vergleichsbeispiele 3 und 4
Die Verfahren wurden wie in Beispiel 4 durchgeführt, außer, daß ein Polyethylen-2,6-naphthalat mit einer Grenzviskosität von 0,62 (Vergleichsbeispiel 3) oder 0,97 (Vergleichsbeispiel 4) verwendet wurde. Die Bewertungsergebnisse des erhaltenen Monofilaments werden ebenso in Tabelle 2 gezeigt.
Vergleichsbeispiel 5
Die Verfahren wurden wie in Beispiel 4 unter Verwendung des Copolyesters auf Polyethylen-2,6-naphthalatbasis, erhalten durch Copolymerisierung von Phthalsäureanhydrid als Copolymerisationskomponente, in einer Menge von 3 Mol-%, bezogen auf die gesamten Säurekomponenten, durchgeführt. Die Bewertungsergebnisse des erhaltenen Monofilaments werden in Tabelle 2 gezeigt.
Beispiel 6
Zu dem in Beispiel 4 verwendeten Polymer wurde eine Carbodiimidverbindung (STABAXOL P100, hergestellt von Bayer A.B.) in einer Menge von 1,8 Gew.-% in Form von Splittern gemischt. Die gemischten Splitter wurden dem Spinnen, Ziehen (bei einem Ziehverhältnis von 4,4) und einer Wärmebehandlung wie in Beispiel 4 unterzogen, um ein Monofilament zu erhalten. Die Bewertungsergebnisse des erhaltenen Monofilaments werden in Tabelle 2 gezeigt.
Vergleichsbeispiel 6
Zu dem in Vergleichsbeispiel 4 verwendeten Polyethylennaphthalat wurde die Carbodiimidverbindung in einer Menge von 1,8 Gew.-% in Form von Splittern gemischt und die gemischten Splitter wurden dem Spinnen, Ziehen und einer Wärmebehandlung wie in Beispiel 6 unterzogen, um ein Monofilament zu erhalten. Die Bewertungsergebnisse des erhaltenen Monofilaments werden in Tabelle 2 gezeigt.
Tabelle 2
Industrielle Anwendbarkeit
Das erfindungsgemäße Polyethylennaphthalatmonofilament umfaßt einen Copolyester auf Naphthalatbasis, erhalten durch Copolymerisieren eines Alkylenoxidadduktes eines zweiwertigen Phenols, als einen Teil der Diolkomponente, und dadurch ist die Orientierungskristallisation des Polymers, verursacht während des Ziehverfahrens und einer Wärmebehandlung, unterdrückt worden. Folglich wird die Entwicklung von Brüchigkeit gegenüber der Spannung in die Richtung senkrecht zu der Faserachse unterdrückt, wobei die Faser gegen die Entwicklung des Bleichens, Spaltens und der Fibrillenbildung resistent ist, selbst wenn die Faser (insbesondere im Fall von Monofilament) gebogen wird, und außerdem sind die Retentionsverhältnisse der Zugfestigkeit und Knotenfestigkeit hoch, selbst nach den wiederholten Anwendungen von Trockenwärmebehandlungen und Naßwärmebehandlungen; und daher weist die Faser extrem ausgezeichnete Haltbarkeit auf. Deshalb kann die Faser weitgehend in verschiedenen Anwendungen von industriellen Materialien, wie eine Trocknerplane zur Papierherstellung, einer Siebbespannung und dergleichen verwendet werden.

Claims

Polyethylennaphthalatmonofilament, gekennzeichnet dadurch, daß es eine Einzelfasereinheit von 300 bis 10.000 Denier aufweist und einen Copolyester auf Naphthalat-Basis umfaßt, worin mindestens 85 Mol-% oder mehr der Gesamtheit der wiederkehrenden Einheiten eine Ethylen-2,6-Naphthalateinheit ist und 1 bis 15 Mol-% der Gesamtheit der Diolkomponenten ein Alkylenoxidaddukt eines zweiwertigen Phenols, ausgedrückt durch die folgende allgemeine Formel (I) H-(OA)_m-O-Ar-O-(AO)_n-H (I)ist, worin A einen Alkylenrest mit einer Kohlenstoffzahl von 2 bis 4 ausdrückt, m und n gleich oder verschieden voneinander sind und jeweils eine ganze Zahl von 1 bis 5 ausdrücken, und Ar eine p-Phenylengruppe, eine m-Phenylengruppe oder eine Gruppe, ausgedrückt durch die folgende allgemeine Formel (II) -Ph-X-Ph- (II)ausdrückt, worin Ph eine p-Phenylengruppe ausdrückt und X eine 2,2-Propylengruppe, eine Sulfongruppe, eine Methylengruppe, ein Sauerstoffatom oder ein Schwefelatom ausdrückt.
Polyethylennaphthalatmonofilament nach Anspruch 1, wobei das Alkylenoxidaddukt des zweiwertigen Phenols ein Alkylenoxidaddukt eines Bisphenols, ausgedrückt durch die folgende Formel (III) H-(OA)_m-O-Ph-X-Ph-O-(AO)_n-H (III)ist, worin A einen Alkylenrest mit einer Kohlenstoffzahl von 2 bis 4, Ph eine p-Phenylengruppe, X eine 2,2-Propylengruppe, eine Sulfongruppe, eine Methylengruppe, ein Sauerstoffatom oder ein Schwefelatom ausdrückt, m und n gleich oder verschieden voneinander sind und jeweils eine ganze Zahl von 1 bis 5 ausdrücken.
Polyethylennaphthalatmonofilament nach Anspruch 2, wobei das Alkylenoxidaddukt des Bisphenols das Ethylenoxidaddukt von 2,2-Bis(4-hydroxyphenyl)propan oder Bis(4-hydroxyphenyl)sulfon ist.
Polyethylennaphthalatmonofilament nach Anspruch 1, wobei das Knotenfestigkeitsretentionsverhältnis 70% oder mehr beträgt, wenn die Faser einer Naßwärmebehandlung bei 140°C für 60 Stunden unterworfen worden ist.