DE69932231T2

DE69932231T2 - Glatte polyesterfaser

Info

Publication number: DE69932231T2
Application number: DE69932231T
Authority: DE
Inventors: Jinichiro Kato; Katsuhiro Fujimoto
Original assignee: Asahi Chemical Industry Co Ltd; Asahi Kasei Kogyo KK
Current assignee: Asahi Kasei Corp; Asahi Chemical Industry Co Ltd
Priority date: 1998-01-29
Filing date: 1999-01-28
Publication date: 2007-06-28
Anticipated expiration: 2019-01-29
Also published as: WO1999039041A1; KR20010034446A; ATE332404T1; DE69932231D1; KR100378857B1; JP3188687B2; TW554098B; EP1052325A4; EP1052325B1; ES2270576T3; EP1052325A1; US6468655B1

Description

Fachgebiet
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Polytrimethylenterephthalat-Faser, die zur Verwendung in Kleidung geeignet ist, eine ausgezeichnete Glätte, Abriebfestigkeit, Kohäsionskraft aufweist und eine antistatische Eigenschaf hat. Die Faser hat auch eine gute Verarbeitbarkeit während verschiedener Schritte vom Spinnschritt bis zum Nachbearbeitungsschritt, zum Beispiel während der Spinn- und Streckschritte, des Schritts des Abwickelns von einem Garnwickel, des Falschdrahttexturierens, Webens und Wirkens (Strickens) und eine äußerst gute Wickelform des Garnwickels, so dass man ein Gewirk/Gewebe mit guter Qualität, wie elastischer Erholung, weichem Gefühl und Homogenität, erhält.
Technischer Hintergrund
Polytrimethylenterephthalat (im Folgenden als "PTT" abgekürzt), das durch Polykondensation von Terephthalsäure oder einem niederen Alkoholester von Terephthalsäure, der durch Dimethylterephthalat repräsentiert wird, mit Trimethylenglycol (1,3-Propandiol) erhalten wird, ist ein epochales Polymer, das sowohl Eigenschaften aufweist, die denjenigen von Polyamid ähneln, zum Beispiel eine ausgezeichnete elastische Erholung, niedrigen Elastizitätsmodul (weiches Gefühl) und leichte Färbbarkeit, als auch Eigenschaften aufweist, die denjenigen von Polyethylenterephthalat (im Folgenden als "PET" abgekürzt) ähneln, zum Beispiel Lichtbeständigkeit, duroplastische Eigenschaft, Maßhaltigkeit und geringe Wasserabsorption. PTT wird aufgrund der oben beschriebenen Merkmale auf Produkte wie Kleidung, BCF-Teppiche, Bürsten und Tennissaiten angewendet (Japanische Offenlegungsschriften Nr. 9-3724, 8-173244 und 5-262862).
Eine der Faserformen, bei denen die oben beschriebenen Eigenschaften der PTT-Faser soweit wie möglich eingesetzt werden, ist ein falschdrahttexturiertes Garn. Das falschdrahttexturierte Garn aus der PTT-Faser kann als merklich ausgezeichnetes Rohgarn für Streckmaterial dienen, da es in Bezug auf Elastizitätsmodul und Weichheit bekannten synthetischen Fasern, zum Beispiel Polyesterfasern, wie PET-Faser, überlegen ist (Japanische Offenlegungsschrift Nr. 9-78373).
Beim Spinnen und Falschdrahttexturieren der Polyesterfaser, die durch die PET-Faser repräsentiert wird, ist es wesentlich, ein Appreturmittel auf die Oberfläche der Faser aufzutragen. Wenn das Spinnen und Falschdrahttexturieren ohne Auftragen des Appreturmittels auf die Oberfläche der Faser durchgeführt wird, nehmen Reibung und statische Elektrizität zu, so dass ein Abscheuern und Reißen von Garn verursacht werden, was es unmöglich macht, eine industrielle Produktion durchzuführen. In dem Fall, dass das Falschdrahttexturieren der PET-Faser durchgeführt wird, wird gewöhnlich ein Appreturmittel, das 70 Gew.-% oder mehr eines Polyethers enthält, der durch Copolymerisieren von Polyoxyethylen mit Polyoxypropylen (im Folgenden als "Polyether" bezeichnet) hergestellt wird, auf die Oberfläche der Faser aufgetragen (z.B. Japanische Offenlegungsschrift Nr. 63-57548). Der Grund dafür ist wie folgt. Da es im Wärmehärtungsschritt beim Falschdrahttexturieren der PET-Faser erforderlich ist, auf 200°C oder höher zu erhitzen, wird es notwendig, ein Appreturmittel zu verwenden, das einen Polyether, der eine überlegene Wärmebeständigkeit hat, als Hauptkomponente umfasst, um eine Verschmutzung des Heizers, die durch Wärmeverschlechterung verursacht wird, zu hemmen, obwohl der Reibungskoeffizient zunimmt.
In Bezug auf das Appreturmittel für das Falschdrahttexturieren der PET-Faser wurde bisher noch nie eine optimale Zusammensetzung vorgeschlagen. Der Grund dafür ist wie folgt. Es gab bis vor kurzem noch kein Verfahren zur Herstellung von Trimethylenglycol als Rohstoff für PTT, und eine industrielle Untersuchung der Produktion der PTT-Faser wurde nie durchgeführt.
Im Hinblick auf das Appreturmittel für das Falschdrahttexturieren der PET-Faser kann angenommen werden, dass das Appreturmittel für das Falschdrahttexturieren der PET-Faser so, wie es ist, auch für die PTT-Faser verwendet werden kann, da die PTT-Faser und die PET-Faser eine ähnliche chemische Struktur haben. Wie aus der Studie der Erfinder der vorliegenden Erfindung hervorgeht, muss aus den folgenden beiden Gründen ein eigens für die PTT-Faser geeignetes Appreturmittel entworfen werden. (1) Die PTT-Faser und das von der PTT-Faser verschiedene Polyesterharz, das durch die PET-Faser repräsentiert wird, unterscheiden sich drastisch in Bezug auf die physikalischen Eigenschaften der Faser, insbesondere hat die PTT-Faser einen hohen Reibungskoeffizienten und eine hohe Abriebfestigkeit, und (2) unterscheiden sie sich drastisch in Bezug auf die optimalen Temperaturbedingungen für den Wärmehärtungsschritt im Schritt des Falschdrahttexturierens, so dass die Wärmehärtungstemperatur der PTT-Faser auf eine niedrige Temperatur eingestellt werden muss.
Zuerst wird gezeigt, dass die PTT-Faser einen hohen Reibungskoeffizienten und eine hohe Abriebfestigkeit hat.
Die PTT-Faser weist solche Eigenschaften auf, dass die PTT-Faser sich wie ein elastisches Garn leicht bis zu ihrer ursprünglichen Länge kontrahiert, wenn sie gestreckt wurde, da sich die Moleküle der PTT-Faser weitgehend zu einer Z-Form verbiegen. Aufgrund solcher elastischer Eigenschaften nimmt, wenn ein Einzelgarn mit einer Walze, Führung, Heizplatte oder einem Stift in Kontakt gebracht wird oder einzelne Garne im Spinn- und Verarbeitungsschritt in einem Zustand, in dem eine Spannung angelegt wird, miteinander in Kontakt gebracht werden, die Kontaktfläche zu, wodurch der Reibungskoeffizient erhöht wird. Wenn das Spinnen und Strecken in einem solchen Zustand fortgesetzt werden, kommt es wahrscheinlich zu einem Abscheuern. Es hat sich auch gezeigt, dass es wahrscheinlich zu einem Abscheuern der Faser kommt, wenn die PTT-Fasern aneinander gerieben werden oder die PTT-Faser auf der Faserseite stark an einem anderen Material als der PTT-Faser gerieben wird. Es wird angenommen, dass eine solche Leichtigkeit des Abriebs von einer Z-förmig gebogenen Molekülstruk tur abhängt und dass eine solche Z-förmige Struktur zu einer Reduktion der intermolekularen Kraft zwischen benachbarten Molekülen führt, wodurch die in intermolekularer Richtung ausgeübte Kohäsionskraft reduziert wird, was die Abriebeigenschaften verschlechtert. Andererseits weist die andere Polyesterfaser, zum Beispiel PET-Faser und Polybutylenterephthalatfaser, kaum elastische Eigenschaften auf, da sich ihre Molekülkette in einem Zustand befindet, indem sie zur vollen Länge ausgestreckt ist. Die intermolekulare Köhäsionskraft nimmt häufig ebenfalls zu. Daher treten kaum Probleme mit Reibungseigenschaften und Abriebfestigkeit der PTT-Faser auf. Wenn das Appreturmittel für das Falschdrahttexturieren der PET-Faser auf die PTT-Faser aufgetragen wird, hat ein Polyether als Hauptkomponente des Appreturmittels nur eine geringe Wirkung im Sinne einer Reduktion des Reibungskoeffizienten, wodurch ein Abscheuern und Reißen von Garn verursacht werden. Daher kann das Appreturmittel für das Falschdrahttexturieren der PET-Faser nicht industriell verwendet werden.
Als nächstes wird gezeigt, dass die optimale Temperatur für den Wärmehärtungsschritt im Falschdrahttexturierungsschritt auf eine niedrigere Temperatur eingestellt werden muss als bei der PET-Faser.
Wie zuvor beschrieben, übersteigt die Wärmehärtungstemperatur beim Falschdrahttexturieren der PET-Faser 200°C, aber die PTT-Faser kann gemäß der Studie der Erfinder der vorliegenden Erfindung nicht bei einer Temperatur von 190°C oder höher thermisch fixiert werden. Der Grund dafür ist wie folgt. Wenn die PET-Faser auf eine Temperatur von 190°C oder höher erhitzt wird, werden die Reißlänge und Dehnung drastisch gesenkt, und es kommt leicht zu einem Reißen der Faser. Dementsprechend liegt die Wärmehärtungstemperatur der PTT-Faser beim Falschdrahttexturieren gewöhnlich innerhalb eines Bereichs von 140 bis 190°C. Da der Glasübergangspunkt der PTT-Faser selbst bei einer niedrigen Wärmehärtungstemperatur niedriger ist als die der PET-Faser, wird es möglich, eine ausreichende Wärmehärtung durchzuführen. Dementsprechend ist es nicht notwendig, die Wärmebeständigkeit des Appreturmittels für das Falschdrahttexturieren der PET-Faser auf 200°C oder mehr einzustellen, so dass es nicht erforderlich ist, ausdrücklich ein Appreturmittel zu verwenden, das eine Polyetherkomponente, die eine geringe Wirkung im Sinne einer Senkung des Reibungskoeffizienten der Oberfläche der Faser hat, als Hauptkomponente umfasst.
Wie oben beschrieben, wurde kaum eine Studie über ein Appreturmittel für das Falschdrahttexturieren und Weben/Wirken, das für die PTT-Faser geeignet ist, durchgeführt. Bisher wurde noch kein Vorschlag zur Notwendigkeit der Gestaltung eines Appreturmittels in Anbetracht der spezifischen Reibungsabriebeigenschaften der PTT-Faser und der Bedingungen des Falschdrahttexturierens gemacht und kein Mittel zur Lösung des Problems bereitgestellt.
Dementsprechend ist die Gestaltung eines Appreturmittels, mit dem sich Probleme aufgrund der oben beschriebenen spezifischen Eigenschaften der Faser lösen lassen, für die industrielle Produktion der PTT-Faser unerlässlich.
Die Japanischen Offenlegungsschriften Nr. 4-24284 und 4-194077 schlagen ein Appreturmittel für PET vor, das einen flüssigen aromatischen Kohlenwasserstoffester umfasst. Selbst wenn dieses Appreturmittel auf die PTT-Faser aufgetragen wird, wird der dynamische Reibungskoeffizient jedoch nicht reduziert, und das Auftreten des Abscheuerns kann nicht gehemmt werden.
Bezüglich des Appreturmittels für die PTT-Faser wird eine Technik des Auftragens eines Oberflächenbehandlungs-Appreturmittels, das eine Silikonkomponente oder eine Teflonkomponente umfasst, auf eine Angelschnur aus PTT offenbart (Japanische Offenlegungsschrift Nr. 9-262046), obwohl eine Faser für Kleidung nicht der Gegenstand des Appreturmittels ist. Es gibt jedoch Nachteile, das heißt, wenn man das Appreturmittel, das eine Silikonkomponente oder eine Teflonkomponente als Hauptkomponente umfasst, auf die PTT-Faser für Kleidung aufträgt, wird es schwierig, das Appreturmittel während des Schritts der Reinigung der Faser zu entfernen, und die antistatische Eigenschaft wird reduziert. Dementsprechend kann aus einem Stoff aus der Faser, bei der ein solches Appreturmittel verwendet wird, nur ein Produkt erhalten werden, das sich schlecht anfühlt, zum Beispiel schleimig.
Wie oben beschrieben ist, schlägt keine bekannte Technik die Gestaltung des Appreturmittels vor, was für die Lösung von spezifischen Problemen, wie Reibung und Abrieb beim Spinnen und Verarbeiten der PTT-Faser, insbesondere PTT-Faser zur Verwendung in Kleidung, unerlässlich ist.
Ein Ziel der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine PTT-Faser mit ausgezeichneter Glätte, Abriebfestigkeit, Kohäsionskraft und antistatischer Eigenschaft bereitzustellen, auf die ein Appreturmittel aufgetragen ist, das die Probleme der Verarbeitbarkeit während des Spinnens und der Verarbeitungsschritte, die durch einen spezifischen hohen Abriebkoeffizienten und leichten Abrieb seitens der Faser verursacht werden, lösen kann.
Ein spezielleres Ziel der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine PTT-Faser bereitzustellen, auf die ein verbessertes Appreturmittel aufgetragen ist, mit dem sich ein Gewirk/Gewebe mit guter Qualität, wie elastischer Erholung, weichem Gefühl und Homogenität, herstellen lässt, indem es die Verarbeitbarkeit während verschiedener Schritte vom Spinnschritt bis zum Nachbearbeitungsschritt, zum Beispiel die Verarbeitbarkeit während der Spinn- und Streckschritte, des Schritts des Abwickelns von einem Garnwickel, des Falschdrahttexturierens, Webens und Wirkens (Strickens) erhöht.
Offenbarung der Erfindung
Das Ziel der vorliegenden Erfindung wird erreicht durch eine Polyesterfaser, die wenigstens 90 Gew.-% eines Polytrimethylenterephthalats umfasst, dadurch gekennzeichnet, dass die Faser eine Doppelbrechung von 0,025 oder mehr aufweist, wobei ein Appreturmittel in einer Menge von 0,2 bis 3 Gew.-% auf die Oberfläche der Faser aufgetragen ist, einen dynamischen Faser-Faser-Reibungskoeffizient von 0,3 bis 0,45 und einen dynamischen Faser-Metall-Reibungskoeffizient von 0,17 bis 0,3 aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass das Appreturmittel als wesentliche Komponenten die Verbindungen (1) bis (4) umfasst:

(1) einen aliphatischen Kohlenwasserstoffester mit einem Molekulargewicht von 300 bis 800 und/oder ein Mineralöl mit einer Redwood-Viskosität bei 30°C von 40 bis 500 Sekunden, dessen Gehalt 30 bis 80 Gew.-% beträgt, bezogen auf die Gesamtmenge des Appreturmittels;
(2) einen Polyether mit einer Struktur, die durch die folgende Strukturformel dargestellt wird: R₁-O-(CH₂CH₂O)_n1-(CH(CH₃)CH₂O)_n2-R₂ wobei R₁ und R₂ jeweils ein Wasserstoffatom oder eine organische Gruppe mit 1 bis 50 Kohlenstoffatomen bedeuten und n₁ und n₂ jeweils 1 bis 1000 bedeuten, dessen Gehalt 2 bis 60 Gew.-% beträgt, bezogen auf die Gesamtmenge des Appreturmittels, wobei der Polyether eine Ethylenoxideinheit und eine Propylenoxideinheit enthält, die statistisch copolymerisiert oder blockcopolymerisiert sind;
(3) ein nichtionisches Tensid, bei dem es sich wenigstens um eines handelt, das aus einer Verbindung, die durch Zugabe von Ethylenoxid oder Propylenoxid zu einem Alkohol mit 1 bis 30 Kohlenstoffatomen hergestellt wird, und einer Verbindung, die durch Zugabe von Ethylenoxid und/oder Propylenoxid zu einer Carbonsäure, einem Amin oder Amid mit 1 bis 30 Kohlenstoffatomen, vorzugsweise 5 bis 30 Kohlenstoffatomen, hergestellt wird, ausgewählt ist, wobei die Stoffmenge der Gesamtmenge der hinzuzufügenden Oxide 1 bis 100 mol beträgt, dessen Gehalt 5 bis 40 Gew.-% beträgt, bezogen auf die Gesamtmenge des Appreturmittels; und
(4) ein ionisches Tensid, dessen Gehalt 2 bis 20 Gew.-% beträgt, bezogen auf die Gesamtmenge des Appreturmittels, wobei die Gesamtmenge der Ver bindungen (1) bis (4) 80 bis 100 Gew.-% beträgt, bezogen auf die Gesamtmenge des Appreturmittels.

Die Polyesterfaser der vorliegenden Erfindung ist eine Polyesterfaser mit solchen Abriebeigenschaften, dass der dynamische Faser-Faser-Reibungskoeffizient 0,3 bis 0,45 beträgt und der dynamische Faser-Metall-Reibungskoeffizient 0,17 bis 0,3 beträgt, wobei die Spinn- und Verarbeitungseigenschaften durch die Verwendung des oben beschriebenen spezifischen Appreturmittels ausgezeichnet sind und verbessert werden.
Der dynamische Faser-Faser-Reibungskoeffizient ist ein Parameter, der angibt, wie leicht ein Abscheuern aufgrund der Reibung zwischen den Fasern verursacht wird. Andererseits ist der dynamische Faser-Metall-Reibungskoeffizient ein Parameter, der angibt, wie leicht ein Abscheuern aufgrund des Reibens zwischen der Faser und dem Metallteil, wie Walze und Heizplatte, verursacht wird.
Wenn der dynamische Faser-Faser-Reibungskoeffizient kleiner als 0,3 ist, kommt es zu einem übermäßigen Schlupf der Faser, so dass die Spinn- und Streckeigenschaften verschlechtert werden. Wenn der dynamische Faser-Faser-Reibungskoeffizient andererseits 0,45 überschreitet, wird die Reibung zwischen den Fasern zu groß, und es kommt wahrscheinlich zu einem Abscheuern der Faser. Wenn der dynamische Faser-Metall-Reibungskoeffizient weiterhin kleiner als 0,17 ist, kommt es zu einem übermäßigen Schlupf der Faser auf der Walzenoberfläche, so dass die Spinn- und Streckeigenschaften verschlechtert werden. Wenn der dynamische Faser-Metall-Reibungskoeffizient andererseits 0,3 überschreitet, wird die Reibung zu groß, und es kommt wahrscheinlich zu einem Abscheuern.
Der statische Faser-Faser-Reibungskoeffizient ist ein Parameter, der die Qualität der aufgewickelten Form einer Spule oder eines Kreuzwickels zeigt. Wenn der statische Faser-Faser-Reibungskoeffizient in einem Bereich von 0,27 bis 0,4 liegt, kann eine Spule oder ein Kreuzwickel gebildet werden, wobei die Faser ausgezeichnete Form- und Abwickeleigenschaften hat.
Bei der Polyesterfaser der vorliegenden Erfindung wird das oben beschriebene spezifische Appreturmittel auf die Faser aufgetragen, die eine Doppelbrechung von 0,025 oder mehr hat. In der Faser, die eine Doppelbrechung von 0,025 oder mehr hat, sind die Moleküle an der Faseroberfläche sicher orientiert, und daher wird die Faseroberfläche sicher mit einem Appreturmittel beschichtet, ohne dass das Appreturmittel übermäßig in die Fasern eindringt, wodurch es möglich ist, die Funktion des Appreturmittels soweit wie möglich auszuüben.
Außerdem zeigt die Faser, die eine solche bestimmte Doppelbrechung aufweist, eine ausgezeichnete elastische Erholung, da PTT-Moleküle in der Faser in geeigneter Weise orientiert sind, und der resultierende Stoff zeigt ebenfalls eine ausgezeichnete elastische Erholung. Die von PTT verschiedene Polyesterfaser, zum Beispiel PET-Faser, zeigt auch dann keine ausgezeichnete elastische Erholung, wenn die Doppelbrechung 0,025 oder mehr beträgt. Wenn die Doppelbrechung 0,025 oder weniger beträgt, bewegen sich die Moleküle wegen der schlechten Orientierung der Moleküle wahrscheinlich mit Leichtigkeit. Aus diesem Grund zeigt die Faser eine geringe elastische Erholung und ändert bei einer leichten Temperatur- und Belastungsänderung während der Lagerung oder des Transports leicht ihre Eigenschaften. Da das aufgetragene Appreturmittel außerdem übermäßig in die Fasern eindringt, werden Eigenschaften des Appreturmittels verschlechtert, wenn die Fasern lange Zeit gelagert werden.
Da die PTT-Faser bei einer Faser mit einer Doppelbrechung von 0,05 oder mehr, vorzugsweise 0,05 bis 0,1, ausreichend orientiert ist, werden ihre Reibungseigenschaften während des Webe-/Wirkschritts, des Falschdrahtschritts ohne Strecken und des Färbeschritts nicht gesenkt.
Nicht nur die Polyesterfaser mit einer Doppelbrechung von 0,025 bis 0,05 ist für eine zu streckende und im Falschdrahtverfahren zu texturierende Faser besonders gut geeignet, sondern die PTT-Moleküle sind auch in geeigneter Weise orientiert, so dass die Eigenschaften der Faser während des Schritts der gewöhnlichen Handhabung, wie Lagerung und Transport, nicht geändert werden.
Die Polyesterfaser der vorliegenden Erfindung kann ein Multifilament oder Monofilament sein, oder es kann eine kurze Faser oder eine lange Faser sein. Die Feinheit der Polyesterfaser der vorliegenden Erfindung unterliegt keiner besonderen Einschränkung, liegt aber gewöhnlich in einem Bereich von 5 bis 200 d als Gesamtfeinheit und liegt gewöhnlich in einem Bereich von 0,0001 bis 10 d als Einzelgarnfeinheit. Die Form des Querschnitts umfasst unter anderem eine Kreisform, eine Dreiecksform, eine flache Form und eine Sternform, und die Faser kann auch eine massive oder hohle Faser sein.
Beste Methode für die Durchführung der Erfindung
Das Polymer, das die Polyesterfaser der vorliegenden Erfindung bildet, besteht aus PTT, das durch Polykondensieren von 90 Gew.-% oder mehr Terephthalsäure mit 1,3-Trimethylenglycol erhalten wird. In dem Bereich, wo das Ziel der vorliegenden Erfindung nicht gefährdet ist, das heißt 10 Gew.-% oder weniger, können ein oder mehrere andere Copolymere oder Polymere damit copolymerisiert oder vermischt werden. Das Comonomer und Polymer umfasst zum Beispiel Oxalsäure, Bernsteinsäure, Adipinsäure, Isophthalsäure, Phthalsäure, 2,6-Naphthalindicarbonsäure, Cyclohexandicarbonsäure, Ethylenglycol, Butandiol, Cyclohexandimethanol, 5-Natriumsulfoisophthalsäure, Tetrabutylphosphonium-5-sulfoisophthalat, Polyethylenglycol, Polybutylenglycol, Polyethylenterephthalat und Polybutylenterephthalat.
Falls notwendig, können verschiedene Additive, zum Beispiel Mattierungsmittel, thermische Stabilisatoren, Entschäumungsmittel, Flammverzögerungsmittel, Antioxidantien, Ultraviolettabsorber, Infrarotabsorber, Kristallkeimbildner und optische Aufheller, damit copolymerisiert oder vermischt werden.
Die Doppelbrechung der Polyesterfaser der vorliegenden Erfindung beträgt 0,025 oder mehr. Wenn die Doppelbrechung in dem obigen Bereich liegt, zeigt die Faser eine ausgezeichnete elastische Erholung, da PTT-Moleküle in der Faser in geeigneter Weise orientiert sind. Der resultierende Stoff zeigt ebenfalls eine ausgezeichnete elastische Erholung. Das von PTT verschiedene Polyesterharz, zum Beispiel PET-Faser, kann auch dann keine ausgezeichnete elastische Erholung zeigen, wenn die Doppelbrechung auf 0,025 oder mehr eingestellt wird.
Wenn das Appreturmittel in der vorliegenden Erfindung auf die PTT-Faser mit der Doppelbrechung von 0,025 oder mehr aufgetragen wird, ist die Faseroberfläche, da die Moleküle der Faseroberfläche sicher orientiert sind, sicher mit dem Appreturmittel beschichtet, ohne übermäßig in die Faser einzudringen, wodurch es möglich ist, die Funktion des Appreturmittels soweit wie möglich auszuüben. Wenn die Doppelbrechung kleiner als 0,025 ist, bewegen sich die Moleküle wegen der schlechten Orientierung der Moleküle mit Leichtigkeit. Daher kann das Appreturmittel wegen der geringen elastischen Erholung und der Änderung der Eigenschaften des Garns, die durch eine kleine Änderung der Temperatur und Ausübung einer Belastung während der Lagerung oder des Transports verursacht werden, nicht für den Zweck der vorliegenden Erfindung verwendet werden. Da das übermäßig aufgetragene Appreturmittel in die Faser eindringt, werden die Eigenschaften des Appreturmittels durch eine lange Lagerungszeit beeinträchtigt. Die Faser, die eine Doppelbrechung im Bereich von 0,025 bis 0,05 aufweist, ist besonders gut als Faser geeignet, die einem Falschdrahttexturieren mit Strecken ausgesetzt werden soll. Da die PTT-Moleküle in geeigneter Weise orientiert sind, werden die Eigenschaften der Faser mit einer solchen Doppelbrechung während eines herkömmlichen Handhabungsvorgangs, wie Lagerung und Transport, nicht geändert. Die Faser weist jedoch ausgezeichnete Eigenschaften beim Strecken, Falschdrahttexturieren und Kräuseln im Streck- und Falschdrahtschritt auf. Die Faser, die eine Doppelbrechung von 0,05 oder mehr, vorzugsweise 0,05 bis 0,1, aufweist, kann durch den Schritt des Webens/Wirkens, Falschdrahtschritt ohne Strecken und Färbeschritt zu einem Stoff verarbeitet werden, da die PTT-Fasern ausreichend orientiert sind.
Die Polyesterfaser der vorliegenden Erfindung umfasst wenigstens 90 Gew.-% PTT und hat eine Doppelbrechung von 0,025 oder mehr, und die Auftragung eines Appreturmittels, das unten beschrieben wird, auf die Faser ermöglicht es, Eigenschaften der PTT-Faser, wie ausgezeichnete elastische Erholung und weiches Gefühl, soweit wie möglich hervorzubringen und die Verarbeitbarkeit vom Spinnschritt bis zum Schritt des Falschdrahttexturierens merklich zu verbessern. Somit wird es möglich, gute Eigenschaften, wie elastische Erholung, Weichheit und Homogenität, für das Gewebe/Gewirk zu erreichen.
In der vorliegenden Erfindung bezieht sich "Appreturmittel" auf ein organisches Gemisch, das auf die Oberfläche der Faser aufgetragen werden soll.
Das in der vorliegenden Erfindung verwendete Appreturmittel umfasst als wesentliche Komponenten die Verbindungen (1) bis (4):

(1) einen aliphatischen Kohlenwasserstoffester mit einem Molekulargewicht von 300 bis 800 und/oder ein Mineralöl mit einer Redwood-Viskosität bei 30°C von 40 bis 500 Sekunden, dessen Gehalt 30 bis 80 Gew.-% beträgt, bezogen auf die Gesamtmenge des Appreturmittels;
(2) einen Polyether mit einer Struktur, die durch die folgende Strukturformel dargestellt wird: R₁-O-(CH₂CH₂O)_n1-(CH(CH₃)CH₂O)_n2-R₂ (wobei R₁ und R₂ jeweils ein Wasserstoffatom oder eine organische Gruppe mit 1 bis 50 Kohlenstoffatomen bedeuten und n₁ und n₂ jeweils 1 bis 1000 bedeuten), dessen Gehalt 2 bis 60 Gew.-% beträgt, bezogen auf die Gesamtmenge des Appreturmittels, wobei der Polyether eine Ethylenoxideinheit und eine Propylenoxideinheit enthält, die statistisch copolymerisiert oder blockcopolymerisiert sind;
(3) ein nichtionisches Tensid, bei dem es sich um eine Verbindung handelt, die durch Zugabe von Ethylenoxid oder Propylenoxid zu wenigstens einer Verbindung hergestellt wird, die aus einem Alkohol, einer Carbonsäure, einem Amin oder Amid mit 1 bis 30 Kohlenstoffatomen ausgewählt ist, wobei die Stoffmenge der Gesamtmenge der hinzuzufügenden Oxide 1 bis 100 mol beträgt, dessen Gehalt 5 bis 40 Gew.-% beträgt, bezogen auf die Gesamtmenge des Appreturmittels; und
(4) ein ionisches Tensid, dessen Gehalt 2 bis 20 Gew.-% beträgt, bezogen auf die Gesamtmenge des Appreturmittels, wobei die Gesamtmenge der Verbindungen (1) bis (4) 80 bis 100 Gew.-% beträgt, bezogen auf die Gesamtmenge des Appreturmittels.

[1] Verbindung (1)
Die Verbindung (1) als erste wesentliche Komponente des Appreturmittels besteht aus einem aliphatischen Kohlenwasserstoffester mit einem Molekulargewicht von 300 bis 800 und/oder ein Mineralöl mit einer Redwood-Viskosität bei 30°C von 40 bis 500 Sekunden.
Dieser aliphatische Kohlenwasserstoffester und/oder das Mineralöl sind Komponenten, die die Glätteeigenschaft der PTT-Faser verbessern müssen, um dadurch den Reibungskoeffizienten zu reduzieren. Der aliphatische Kohlenwasserstoffester umfasst zum Beispiel verschiedene synthetische Produkte und natürliche Fette und Öle. Ein aliphatischer Kohlenwasserstoffester als synthetisches Produkt mit einer linearen Struktur ist besonders bevorzugt, um die Glätteeigenschaft zu verbessern.
Der aliphatische Kohlenwasserstoffester als synthetisches Produkt umfasst zum Beispiel Monoester, Diester, Triester, Tetraester, Pentaester und Hexaester. Im Hinblick auf die Glätteeigenschaft werden vorzugsweise der Monoester, Diester und Triester verwendet. Wenn das Molekulargewicht des aliphatischen Kohlenwasserstoffesters 300 oder weniger beträgt, kommt es zu Problemen, weil die zu geringe Festigkeit des Ölfilms eine leichte Entfernbarkeit des Esters aus der Oberfläche der Faser aufgrund der Führung und Walze verursacht, was zu einer Senkung der Glätteeigenschaft der Faser führt, und weil ein zu geringer Dampfdruck eine Verdampfung des Esters in diesem Schritt verursacht, was zu einer schlechten Arbeitsumgebung führt. Wenn das Molekulargewicht des aliphati schen Kohlenwasserstoffesters 800 überschreitet, werden die Glätte- und Schlichteeigenschaft wegen einer zu hohen Viskosität des Appreturmittels gesenkt, was nicht bevorzugt ist. Der aliphatische Kohlenwasserstoffpolyester mit einem Molekulargewicht von 300 bis 550 ist wegen seiner besonders ausgezeichneten Glätteeigenschaft ein am meisten bevorzugter aliphatischer Kohlenwasserstoffester. Spezielle Beispiele für das bevorzugte synthetische Produkt sind Isooctylstearat, Octylstearat, Octylpalmitat, Isooctylpalmitat, 2-Ethylhexylstearat, Oleyllaurat, Isotridecylstearat, Oleyloleat, Dioleyladipat und Glycerintrilaurat. Selbstverständlich können auch zwei oder mehr aliphatische Kohlenwasserstoffester in Kombination verwendet werden. Octylstearat, Oleyloleat, Lauryloleat und Oleyloleat sind besonders bevorzugt. Von diesen aliphatischen Kohlenwasserstoffestern ist ein aliphatischer Kohlenwasserstoffester aus einer einwertigen Carbonsäure und einem einwertigen Alkohol im Hinblick auf die Molekülstruktur besonders bevorzugt, weil er eine überlegene Glätteeigenschaft hat. Um die Wärmebeständigkeit zu erhöhen, wird vorzugsweise ein aliphatischer Kohlenwasserstoffester mit einem Molekulargewicht von 400 bis 800 verwendet. In diesem Fall kann eine Gruppe enthalten sein, bei der ein Teil der Wasserstoffatome durch eine Gruppe substituiert sein kann, die ein Heteroatom, wie ein Sauerstoffatom und Schwefelatom, enthält, zum Beispiel eine Ethergruppe, Estergruppe, Thioestergruppe und Sulfidgruppe.
Das Mineralöl umfasst zum Beispiel paraffinische, naphthenische und aromatische Mineralöle. Im Hinblick auf eine Verbesserung der Glätteeigenschaft wird vorzugsweise ein paraffinisches oder ein naphthenisches Mineralöl verwendet. Selbstverständlich können auch zwei oder mehr Mineralöle in Kombination verwendet werden. Als Mineralöl werden zum Beispiel vorzugsweise solche mit einer Redwood-Viskosität bei 30°C von 40 bis 500 Sekunden verwendet. Ein Mineralöl mit einer Redwood-Viskosität von weniger als 40 Sekunden wird leicht verdampft, und die Wirkung kann verringert werden. Wenn das Mineralöl eine Redwood-Viskosität von 500 Sekunden oder mehr aufweist, wird die Wirkung der Verbesserung der Glätteeigenschaft wegen der hohen Viskosität reduziert. Die Redwood-Viskosität des Mineralöls beträgt vorzugsweise 50 bis 400 Sekunden.
Zur Erhöhung der Glätteeigenschaft ist es wichtig, dass der Gehalt des aliphatischen Kohlenwasserstoffesters und/oder Mineralöls in dem Appreturmittel in der vorliegenden Erfindung 30 bis 80 Gew.-% beträgt. Wenn der Gehalt kleiner als 30 Gew.-% ist, ist die Glätteeigenschaft gering. Wenn der Gehalt andererseits 80 Gew.-% beträgt, wird die aufgewickelte Form der durch Aufwickeln der Faser hergestellten Spule bzw. des Kreuzwickels wegen einer zu hohen Glätteeigenschaft schlecht. Bei der Verwendung zum Falschdrahttexturieren beträgt der Gehalt vorzugsweise 30 bis 60 Gew.-%. Bei der Verwendung zum Weben oder Wirken beträgt der Gehalt vorzugsweise 50 bis 70 Gew.-%, da eine hohe Glätteeigenschaft erforderlich ist.
[2] Verbindung (2)
Eine zweite wesentliche Komponente des Appreturmittels ist ein Polyether, der durch Verbindung (2) dargestellt wird. Verbindung (2) dient dazu, die Festigkeit des Ölfilms, der durch das Appreturmittel auf der Oberfläche der Faser gebildet wird, zu erhöhen, und es handelt sich um eine Komponente, die erforderlich ist, um die schlechte Abriebfestigkeit, die ein Nachteil der PTT-Faser ist, als Ergebnis der Zugabe der Komponente merklich zu verbessern. Insbesondere hat sie die bemerkenswerte Wirkung, dass es kaum zu einem Abscheuern der Fasern kommt, wenn die Fasern während der Schritte des Spinnens, Streckens, Falschdrahttexturierens und Webens und Wirkens aneinander reiben. R₁-O-(CH₂CH₂O)_n1-(CH(CH₃)CH₂O)_n2-R₂ (2)
In der Formel bedeuten R₁ und R₂ jeweils ein Wasserstoffatom oder eine organische Gruppe mit 1 bis 40 Kohlenstoffatomen, und n₁ und n₂ bedeuten jeweils 1 bis 1000. Die organische Gruppe kann eine Kohlenwasserstoffgruppe sein, oder ein Teil oder alle Kohlenwasserstoffgruppen können mit einer Gruppe oder einem Element substituiert sein, die bzw. das ein Heteroatom enthält, wie eine Estergruppe, Hydroxygruppe, Amidgruppe, Carboxygruppe, ein Halogenatom und eine Sulfonsäuregruppe. Vorzugsweise, Wasserstoffatom, sind R₁ und R₂ ein aliphatischer Alkohol, eine aliphatische Carbonsäure, ein aliphatischer Amin- und aliphatischer Amidrest, und die Zahl der Kohlenstoffatome beträgt vorzugsweise 5 bis 18. In der Verbindung (2) können eine Ethylenoxideinheit und eine Propylenoxideinheit statistisch polymerisiert oder blockcopolymerisiert sein. Wenn das Gewichtsverhältnis der Propylenoxideinheit zu der Ethylenoxideinheit 20/80 bis 70/30 beträgt, ist die Wirkung der Hemmung des Abriebs hoch. Vorzugsweise beträgt das Gewichtsverhältnis der Propylenoxideinheit zu der Ethylenoxideinheit 20/80 bis 60/40. Das Molekulargewicht der Verbindung (2) beträgt vorzugsweise 400 bis 20 000 und besonders bevorzugt 1500 bis 20 000. In diesem Fall wird ein Wert, der dem Molekulargewicht entspricht, als n₁ und n₂ eingesetzt. Das Molekulargewicht ist besonders wichtig. Wenn das Molekulargewicht kleiner als 400 ist, ist die Wirkung der Hemmung des Abriebs gering. Wenn das Molekulargewicht andererseits 20 000 übersteigt, ist der statische Reibungskoeffizient der Faser zu stark reduziert, und die aufgewickelte Form ist häufig schlecht. Besonders bevorzugt beträgt das Molekulargewicht 1500 bis 15 000. Es ist notwendig, dass der Gehalt an Verbindung (2) in dem Appreturmittel 2 bis 60 Gew.-% beträgt. Wenn der Gehalt kleiner als 2 Gew.-% ist, ist die Wirkung der Verbesserung der Abriebfestigkeit gering. Wenn der Gehalt andererseits 60 Gew.-% überschreitet, ist die aufgewickelte Form wegen eines zu geringen Faser-Faser-Reibungskoeffizienten schlecht. Bei der Verwendung zum Falschdrahttexturieren beträgt der Gehalt vorzugsweise 3 bis 60 Gew.-% und besonders bevorzugt 5 bis 40 Gew.-%. Bei der Verwendung zum Weben und Wirken beträgt der Gehalt vorzugsweise 5 bis 30 Gew.-%.
[3] Verbindung (3)
Eine dritte wesentliche Komponente des Appreturmittels ist ein nichtionisches Tensid, bei dem es sich wenigstens um eines handelt, das aus einer Verbindung, die durch Zugabe von Ethylenoxid oder Propylenoxid zu einem Alkohol mit 1 bis 30 Kohlenstoffatomen hergestellt wird, und einer Verbindung, die durch Zugabe von Ethylenoxid und/oder Propylenoxid zu einer Carbonsäure, einem Amin oder Amid mit 1 bis 30 Kohlenstoffatomen hergestellt wird, ausgewählt ist, wobei die Stoffmenge der Gesamtmenge der hinzuzufügenden Oxide 1 bis 100 mol beträgt, dessen Gehalt 5 bis 40 Gew.-% beträgt, bezogen auf die Gesamtmenge des Appreturmittels.
Das nichtionische Tensid ist eine Komponente, die erforderlich ist, um eine Emulgiereigenschaft zum richtigen Emulgieren der jeweiligen Komponenten des Appreturmittels, Kohäsionskraft der Fasern, Auftragungseigenschaft des Appreturmittels und Abriebfestigkeit zu verleihen. Das nichtionische Tensid kann eine lineare oder verzweigte Molekülstruktur haben oder eine Menge von funktionellen Gruppen enthalten. Ein Teil oder alle Wasserstoffatome können durch eine Gruppe oder ein Element substituiert sein, die bzw. das ein Heteroatom enthält, wie eine Estergruppe, Hydroxygruppe, Amidgruppe, Carboxygruppe, ein Halogenatom und eine Sulfonsäuregruppe.
Die Zahl der Kohlenstoffatome des Alkohols, der Carbonsäure, des Amins und Amids beträgt im Hinblick auf die Emulgiereigenschaft und Kohäsionskraft 1 bis 30, vorzugsweise 5 bis 30 und besonders bevorzugt 8 bis 18. Die Stoffmenge des hinzugefügten Ethylenoxids und Propylenoxids beträgt im Hinblick auf die Eigenschaft der hohen Glätte 1 bis 100 mol und vorzugsweise 3 bis 15 mol. In dem Fall, dass Ethylenoxid und Propylenoxid coexistieren, können sie statistisch copolymerisiert oder blockcopolymerisiert sein.
Spezielle Beispiele für das nichtionische Tensid sind Polyoxyethylenstearylether, Polyoxyethylenstearyloleylether, Polyoxyethylenoleylether, Polyoxyethylencetylether, Polyoxyethylenlaurylether, Monobutylether, hergestellt durch Copolymerisation von Propylenoxid und Ethylenoxid, Polyoxyethylen-Bisphenol-A-dilaurat, Polyoxyethylen-Bisphenol-A-laurat, Polyoxyethylen-Bisphenol-A-distearat, Polyoxyethylen-Bisphenol-A-stearat, Polyoxyethylen-Bisphenol-A-dioleat, Polyoxyethylen-Bisphenol-A-oleat, Polyoxyethylenstearylamin, Polyoxyethylenlaurylamin, Polyoxyethylenoleylamin, Amidpolyoxyethylenoleat, Amidpolyoxyethylenlaurat, Amidpolyoxyethylenstearat, Ethanolamidpolyoxyethylenlaurat, Ethanolamidpolyoxyethylenoleat, Diethanolamidpolyoxyethylenoleat, Amiddiethylentriaminoleat, Polyoxypropylenstearylether, Polyoxypropylen-Bisphenol-A-stearat, Polypropylenstearylamin und Amidpolypropylenoleat.
Zur Erhöhung der Emulgiereigenschaft, der Kohäsionskraft der Fasern, der Auftragungseigenschaft des Appreturmittels und der Abriebfestigkeit ist es erforderlich, dass der Gehalt dieser nichtionischen Tenside in dem Appreturmittel 5 bis 40 Gew.-% beträgt. Wenn der Gehalt kleiner als 5 Gew.-% ist, sind die obigen Eigenschaften schlecht. Wenn der Gehalt andererseits 30 Gew.-% übersteigt, kommt es wegen zu hoher Reibung wahrscheinlich zu einem Abscheuern. Der Gehalt beträgt vorzugsweise 5 bis 30 Gew.-%.
[4] Verbindung (4)
Ein vierte wesentliche Komponente des Appreturmittels ist ein ionisches Tensid. Das ionische Tensid ist eine Komponente, die erforderlich ist, um der Faser die antistatische Eigenschaft, Abriebfestigkeit, Emulgiereigenschaft und antikorrosive Eigenschaft zu verleihen.
Als ionisches Tensid kann beliebig ein anionisches Tensid, ein kationisches Tensid oder ein amphoteres Tensid verwendet werden. Das anionische Tensid wird vorzugsweise verwendet, weil es die antistatische Eigenschaft, Abriebfestigkeit, Emulgiereigenschaft und antikorrosive Eigenschaft verleihen kann. Insbesondere sind eine Sulfonatsalzverbindung, ein Phosphat und ein Salz einer höheren Fettsäure bevorzugt. Selbstverständlich können auch zwei oder mehr anionische Tenside in Kombination verwendet werden. Spezielle Beispiele für ein bevorzugtes ionisches Tensid sind die Verbindungen (5) bis (8), und diese Verbindungen sind besonders überlegen in Bezug auf die antistatische Eigenschaft, Abriebfestigkeit, Emulgiereigenschaft und antikorrosive Eigenschaft.
(5) R₅-SO₃-X,
(6) (R₆-O-)P(=O)(OX)₂,
(7) (R₇-O-)(R₈-O-)P(=O)(OX) und
(8) R₉-COO-X.
In diesen Formeln bedeuten R₁ bis R₉ jeweils ein Wasserstoffatom oder eine organische Gruppe mit 4 bis 40 Kohlenstoffatomen. Die organische Gruppe kann eine Kohlenwasserstoffgruppe sein, oder ein Teil oder alle Kohlenwasserstoffgruppen können mit einer Gruppe oder einem Element substituiert sein, die bzw. das ein Heteroatom enthält, wie eine Estergruppe, Hydroxygruppe, Amidgruppe, Carboxygruppe, ein Halogenatom und eine Sulfonsäuregruppe. Vorzugsweise handelt es sich um eine Kohlenwasserstoffgruppe mit 8 bis 18 Kohlenstoffatomen. X ist ein Alkalimetall oder ein Erdalkalimetall.
Zur Erhöhung der antistatischen Eigenschaft ist es notwendig, dass der Gehalt des nichtionischen Tensids in dem Appreturmittel 2 bis 20 Gew.-% beträgt. Wenn der Gehalt kleiner als 2 Gew.-% ist, sind die antistatische Eigenschaft, Abriebfestigkeit, Emulgiereigenschaft und antikorrosive Eigenschaft schlecht, und die aufgewickelte Form ist wegen eines zu geringen dynamischen Faser-Faser-Reibungskoeffizienten und eines zu geringen statischen Faser-Faser-Reibungskoeffizienten schlecht. Wenn der Gehalt andererseits 20 Gew.-% übersteigt, kommt es wegen zu hoher Reibung wahrscheinlich zu einem Abscheuern. Bei der Verwendung zum Falschdrahttexturieren beträgt der Gehalt vorzugsweise 2 bis 15 Gew.-%. Bei der Verwendung zum Weben und Wirken beträgt der Gehalt vorzugsweise 5 bis 15 Gew.-%.
Für das Appreturmittel, das die vier oben beschriebenen wesentlichen Komponenten enthält, ist es notwendig, dass der Gehalt dieser vier wesentlichen Komponenten in einem Bereich von 80 bis 100 Gew.-% liegt, bezogen auf die Gesamtmenge des Appreturmittels. Die Komponenten für das Appreturmittel können in dem Appreturmittel, das in der vorliegenden Erfindung verwendet wird, in einer Menge in einem solchen Bereich enthalten sein, dass das Ziel der vorliegenden Erfindung nicht beeinträchtigt wird, d.h. weniger als 20 Gew.-%. Die Komponenten für ein Appreturmittel unterliegen keiner besonderen Einschränkung, aber eine Silikonverbindung, zum Beispiel Dimethylsilikon, eine Verbindung, die durch Zugabe von etwa 3 bis 100 mol Ethylenoxid und/oder Propylenoxid zu einem Teil der Methylgruppen von Dimethylsilikon über eine Alkylgruppe hergestellt wird, und Aminoxid, das eine organische Gruppe mit 5 bis 18 Kohlenstoffatomen aufweist, können enthalten sein, um die Glätteeigen schaft und Spreitbarkeit des Appreturmittels über die Faser zu verbessern. Zur Verbesserung der antistatischen Eigenschaft kann neben der Verbindung, die von den in der vorliegenden Erfindung definierten verschieden ist, auch eine Imidazolinverbindung, die eine Carbonsäuremetallsalzeinheit aufweist, enthalten sein. Die in der vorliegenden Erfindung definierte Esterverbindung kann zum Beispiel ein Ester sein, der eine Ethergruppe aufweist. Bekannte Antiseptika, antikorrosive Mittel und Antioxidantien können ebenfalls enthalten sein. Der Gehalt beträgt vorzugsweise 10 Gew.-% oder weniger und besonders bevorzugt 7 Gew.-% oder weniger.
Das Appreturmittel, das die obigen Komponenten umfasst, kann als Emulsionsappreturmittel ohne Verdünnen oder nach Dispergieren von 5 bis 60 Gew.-%, vorzugsweise 5 bis 35 Gew.-%, des Appreturmittels in Wasser auf die Faser aufgetragen werden.
Es ist notwendig, dass die Menge des auf die Faser aufzutragenden Appreturmittels 0,2 bis 3 Gew.-% beträgt. Wenn die Menge kleiner als 0,2 Gew.-% ist, wird die Wirkung des Appreturmittels gesenkt. Wenn die Menge andererseits 3 Gew.-% übersteigt, wird der Widerstand der Faser beim Laufen zu groß, und das Appreturmittel haftet auf der Heizplatte und der Führung und kontaminiert diese dadurch. Bei der Verwendung zum Falschdrahttexturieren beträgt der Gehalt vorzugsweise 0,3 bis 1,0 Gew.-% und besonders bevorzugt 0,3 bis 0,6 Gew.-%. Bei der Verwendung zum Weben und Wirken beträgt der Gehalt vorzugsweise 0,4 bis 1,2 Gew.-% und besonders bevorzugt 0,5 bis 1 Gew.-%. Selbstverständlich kann ein Teil des Appreturmittels in das Innere der Faser eindringen.
Das in der vorliegenden Erfindung verwendete Appreturmittel kann jederzeit auf die Faser aufgetragen werden, sobald das gesponnene Garn nach dem Schmelzspinnen der Polyesterfaser der vorliegenden Erfindung erstarrt ist. Gewöhnlich wird das Appreturmittel vorzugsweise vor dem Aufnehmen aufgetragen. Das Spinnverfahren, auf das das Appreturmittel angewendet wird, kann ein Verfahren des Streckens unter Verwendung einer Streckmaschine nach dem Aufnehmen eines unverstreckten Garns, ein Verfahren des Herstellens eines halbver streckten Garns mit 2000 bis 4000 m/min und ein Hochgeschwindigkeitsverfahren des Spinnens und Streckens mit einer Spinngeschwindigkeit von 5000 bis 14 000 m/min sein. Die Doppelbrechung der Polyesterfaser der vorliegenden Erfindung kann durch Spinnen und Strecken auf 0,025% oder mehr eingestellt werden, so dass die Dehnung der resultierenden Faser 25 bis 180%, vorzugsweise 25 bis 150% und besonders bevorzugt 35 bis 130% beträgt.
Die so erhaltene Faser ist eine Faser, die sowohl einen dynamischen Faser-Faser-Reibungskoeffizienten von 0,3 bis 0,45 als auch einen dynamischen Faser-Metall-Reibungskoeffizienten von 0,17 bis 0,3 hat und gute Spinneigenschaften und Verarbeitbarkeit aufweist. Der dynamische Faser-Faser-Reibungskoeffizient ist ein Parameter, der angibt, wie leicht ein Abscheuern aufgrund der Reibung zwischen den Fasern verursacht wird. Wenn der dynamische Faser-Faser-Reibungskoeffizient kleiner als 0,3 ist, kommt es zu einem übermäßigen Schlupf der Faser, so dass die Spinn- und Streckeigenschaften verschlechtert werden. Wenn der dynamische Faser-Faser-Reibungskoeffizient andererseits 0,45 überschreitet, wird die Reibung zu groß, und es kommt wahrscheinlich zu einem Abscheuern der Faser. Der dynamische Faser-Faser-Reibungskoeffizient beträgt vorzugsweise 0,3 bis 0,42. Andererseits ist der dynamische Faser-Metall-Reibungskoeffizient ein Parameter, der angibt, wie leicht ein Abscheuern aufgrund des Reibens zwischen der Faser und dem Metallteil, wie Walze und Heizplatte, verursacht wird. Wenn der dynamische Faser-Metall-Reibungskoeffizient kleiner als 0,17 ist, kommt es zu einem übermäßigen Schlupf der Faser auf der Walzenoberfläche, so dass die Spinn- und Streckeigenschaften verschlechtert werden. Wenn der dynamische Faser-Metall-Reibungskoeffizient andererseits 0,3 überschreitet, wird die Reibung zu groß, und es kommt wahrscheinlich zu einem Abscheuern. Der dynamische Faser-Metall-Reibungskoeffizient beträgt vorzugsweise 0,15 bis 0,23.
Wenn der statische Faser-Faser-Reibungskoeffizient weiterhin in einem Bereich von 0,27 bis 0,4 liegt, wird eine besonders bevorzugte Faser erhalten. Da der statische Faser-Faser-Reibungskoeffizient der Menge des Polyethers entspricht, können sowohl eine gute Abriebfestigkeit als auch eine gute aufgewickelte Form erhalten werden, indem man die Menge an Polyether so steuert, dass der statische Faser-Faser-Reibungskoeffizient innerhalb eines Bereichs von 0,27 bis 0,4 eingestellt wird. Der statische Faser-Faser-Reibungskoeffizient ist ein Parameter, der die Qualität der aufgewickelten Form einer Spule oder eines Kreuzwickels zeigt. Wenn der statische Faser-Faser-Reibungskoeffizient kleiner als 0,27 ist, wird die aufgewickelte Form wegen eines zu geringen statischen Faser-Faser-Reibungskoeffizienten nicht beibehalten. Wenn der statische Faser-Faser-Reibungskoeffizient andererseits 0,4 überschreitet, wird eine Faser mit einem hohen Reibungskoeffizienten erhalten, und die Verarbeitbarkeit wird gesenkt. Der statische Faser-Faser-Reibungskoeffizient liegt vorzugsweise in einem Bereich von 0,28 bis 0,35.
Die Polyesterfaser der vorliegenden Erfindung weist die folgenden physikalischen Eigenschaften der Faser auf.
Die Reißlänge der Polyesterfaser beträgt im Falle eines gestreckten Garns vorzugsweise 3 g/d oder mehr, während sie im Falle eines halbgestreckten Garns vorzugsweise 1,0 g/d beträgt. Wenn die Festigkeit im Falle des gestreckten Garns kleiner als 3 g/d ist, werden die Reißfestigkeit und Berstfestigkeit des resultierenden Stoffs je nach Verwendung reduziert. Die Festigkeit beträgt vorzugsweise 4 g/d oder mehr.
Die Dehnung der Polyesterfaser der vorliegenden Erfindung beträgt gewöhnlich 25 bis 180%. Wenn die Dehnung kleiner als 25% ist, wird die Abriebeigenschaft der Faser drastisch gesenkt, und die Abriebeigenschaft wird auch dann schlecht, wenn das unten beschriebene Appreturmittel auf die Faser aufgetragen wird, so dass es schwierig ist, es der praktischen Verwendung zuzuführen. Wenn die Dehnung andererseits 180% übersteigt, wird die Orientierung der Fasern schlecht, und die Faser kann leicht eine Änderung der Eigenschaften aufgrund einer leichten Temperaturänderung und der Anwendung einer Last verursachen. Um es vorzugsweise als gestrecktes Garn zu verwenden, beträgt die Dehnung vorzugsweise 35 bis 55%, um das Auftreten des Abscheuerns zu hemmen, während die Dehnung zur Verwendung als halbverstrecktes Garn, das gestreckt und falschdrahttexturiert werden soll, vorzugsweise 40 bis 130% beträgt.
Die elastische Erholung bei 20% Dehnung der Polyesterfaser der vorliegenden Erfindung beträgt vorzugsweise 70% oder mehr. Indem er die Bedingung der elastischen Erholung erfüllt, hat der resultierende Stoff eine merklich ausgezeichnete Streckeigenschaft. Die elastische Erholung bei 20% Dehnung beträgt vorzugsweise 80% oder mehr.
Der Elastizitätsmodul der Polyesterfaser der vorliegenden Erfindung liegt im Bereich von 10 bis 30 g/d. Ein so geringer Elastizitätsmodul führt zu einem Stoff mit einem merklich weichen Gefühl. Der Elastizitätsmodul beträgt vorzugsweise 20 bis 25 g/d.
Die Grenzviskositätszahl [η] der Polyesterfaser gemäß der vorliegenden Erfindung beträgt vorzugsweise 0,4 bis 2,0, besonders bevorzugt 0,5 bis 1,5 und besonders bevorzugt 0,6 bis 1,2. Wenn die Grenzviskositätszahl innerhalb des obigen Bereichs liegt, kann eine Faser mit ausgezeichneter Festigkeit und Spinneigenschaft erhalten werden. Wenn die Grenzviskositätszahl kleiner als 0,4 ist, ist die Schmelzviskosität des Polymers zu gering, so dass das Spinnen instabil wird und die Festigkeit der resultierenden Faser gering ist, was nicht befriedigend ist. Wenn die Grenzviskositätszahl andererseits 2,0 überschreitet, kommt es beim Spinnen wegen einer zu großen Schmelzviskosität zu einem Schmelzbruch und schlechtem Spinnverhalten.
Beispiele
Die folgenden Beispiele erläutern die vorliegende Erfindung ausführlicher, sollen deren Umfang aber nicht einschränken. Die hauptsächlichen Messwerte in den Beispielen wurden nach den folgenden Verfahren bestimmt.
(1) Messung der Grenzviskositätszahl
Die Grenzviskositätszahl [η] wurde wie folgt bestimmt. Die spezifische Viskosität ηsp wurde mit einem Ostwald-Viskosimeter unter Verwendung von o-Chlorphenol bei 35°C bestimmt, und das Verhältnis der spezifischen Viskosität ηsp zur Konzentration C (g/100 ml), ηsp/C, wurde auf die Konzentration 0 extrapoliert, was die Grenzviskositätszahl ergab, gemäß der folgenden Gleichung.
(2) Messung der Redwood-Viskosität
Sie wurde gemäß JIS-K2283-1956 gemessen.
(3) Messung der Doppelbrechung
Sie wurde anhand der Retardierung bestimmt, die unter Verwendung eines Lichtmikroskops und eines Kompensators auf der Oberfläche der Faser beobachtet wurde, und zwar nach dem Handbook of Fibers, Raw Material Edition, S. 969 (fünfte Auflage, Verlag Maruzen Co., Ltd., 1978).
(4) Messung der mechanischen Eigenschaften (Reißlänge, Dehnung und Elastizitätsmodul) der Faser
Sie wurden gemäß JIS-L-1013 gemessen.
(5) Messung der elastischen Erholung
Die Faser wurde an einer Zugprüfmaschine mit einem Abstand zwischen den Klemmbacken von 20 cm befestigt, mit einer Testgeschwindigkeit von 20 cm/min auf eine Dehnung von 20% gestreckt und dann eine Minute lang stehen gelassen. Danach wurde die Faser mit derselben Geschwindigkeit kontrahieren gelassen, und eine Spannungs-Dehnungs-Kurve wurde gezeichnet.
Während der Kontraktion wird die Dehnung bei der Spannung 0 als Restdehnung (A) genommen. Elastische Erholung = (20 – A)/20 × 100 (%)
(6) Anteil des aufgetragenen Öls
Auf der Grundlage von JIS-L-1013 wurde die Faser mit Ethylether gewaschen, und der Ethylether wurde abdestilliert, und dann wurde die Menge des reinen Ölmittels, das auf die Oberfläche der Faser aufgetragen wurde, durch das Gewicht der Faser dividiert, wobei man ein Verhältnis erhält, das als Anteil des aufgetragenen Öls genommen wurde.
(7) Zahl der aufgrund von Reibung gerissenen Garne
Die Zahl der aufgrund von Reibung gerissenen Garne wird bestimmt, indem man zählt, wie oft gerieben werden muss, bis durch das Aneinanderreiben ein Reißen der Fasern verursacht wird, und ist ein Maß für die Leichtigkeit des Abriebs der Seite der Faser. Je größer die Zahl, desto besser ist die Abriebfestigkeit.
Die Zahl der aufgrund der Reibung gerissenen Garne wurde gemessen, indem man eine Garnreibungsumfassungskraft-Testmaschine (Nr. 890) verwendete. Beide Enden des Garns wurden über eine Umlenkrolle unter Verwendung von zwei benachbarten Klammern verbunden. Diese Klammern können eine Hin-und-Her-Bewegung mit einer Amplitude von 20 mm ausführen. Nachdem die Umlenkrolle gedreht wurde, um zwei Verdrillungen zu erhalten, und eine Last von 50 g angelegt wurde, wurde mit den Klammern eine Hin-und-Her-Bewegung mit 150 Zyklen/min durchgeführt. Die Zahl der Zyklen der Hin-und-Her-Bewegung wurde mit einem Zähler gezählt. Die Zahl der Garnrisse wird als Zahl der Zyklen, bis das Garn reißt, angegeben.
(8) Statischer Faser-Faser-Reibungskoeffizient
Die Faser von etwa 690 m wurde in einem Diagonalwinkel von 15° um einen Zylinder herum gewickelt, während eine Spannung von etwa 10 g angelegt wurde, und weiterhin wurde dieselbe Faser, wie sie oben beschrieben ist, in einer Länge von 30,5 cm an den Zylinder gehängt. Zu diesem Zeitpunkt befindet sich diese Faser auf dem Zylinder und wird in die Richtung parallel zur Wickelrichtung des Zylinders gelegt. Ein Gewicht, dessen Gewichtswert in Gramm 0,04-mal so groß ist wie die Gesamtfeinheit der an dem Zylinder hängenden Faser in denier, wurde mit einem Ende der an dem Zylinder hängenden Faser verbunden, während ein Dehnungsmesser mit dem anderen Ende verbunden wurde. Dann wurde der Zylinder mit einer Umfangsgeschwindigkeit von 0,016 mm/s gedreht, und die Spannung wurde unter Verwendung des Dehnungsmessers gemessen. Der statische Faser-Faser-Reibungskoeffizient f wurde aus der so gemessenen Spannung gemäß der folgenden Gleichung bestimmt: f = 1/π × ln(T2/T1)wobei T₁ die Last des an der Faser hängenden Gewichts bezeichnet, T₂ die mittlere Spannung in wenigstens 25 Messungen bezeichnet, In den natürlichen Logarithmus bezeichnet und π das Verhältnis des Umfangs eines Kreises zu seinem Durchmesser bezeichnet.
(9) Dynamischer Faser-Faser-Reibungskoeffizient
Der Wert f, der in derselben Weise wie unter Punkt (8) erhalten wurde, außer dass die Umfangsgeschwindigkeit auf 18 m/min eingestellt wurde, wurde als dynamischer Faser-Faser-Reibungskoeffizient genommen.
(10) Dynamischer Faser-Metall-Reibungskoeffizient
Unter Verwendung eines von Eiko Sokki Co. Ltd., hergestellten μ-Meters wurde der Koeffizient unter den folgenden Bedingungen gemessen.
Beim Reiben der Faser mit einer Geschwindigkeit von 100 m/min mit einem Eisenzylinder mit chromsatinierter Oberfläche (Rauigkeit: 3s) mit einem Durchmesser von 25 mm mit einem Winkel von 90° zwischen der Richtung des Eintritts der Faser in das Reibungsmaterial und der Richtung des Austritts aus dem Reibungsmaterial unter einer Atmosphäre von 25°C und bei 65% relativer Feuchtigkeit, während eine Spannung von 0,4 g/d an den Eisenzylinder angelegt wurde, wurde der dynamische Reibungskoeffizient μ der Faser gemäß der folgenden Gleichung bestimmt: μ = (360 × 2,3026)/2πθ × log10(T2/T1)wobei T₁ die Spannung auf der Seite des Eintritts in das Reibungsmaterial bezeichnet (Spannung, die 0,4 g pro denier entspricht), T₂ die Spannung auf der Seite des Austritts aus dem Reibungsmaterial bezeichnet, θ = 90° ist und π das Verhältnis des Umfangs eines Kreises zu seinem Durchmesser bezeichnet.
(11) Auftreten von Verschmutzung
Es wurde beobachtet, ob es zu einer Verschmutzung am Rand eines Webeblatts kommt, wenn ein Gewebe mit einfacher Grundbindung erhalten wurde, indem man unter Verwendung von Fasern als Kett- und Schussfaden wob. Die Fasern wurden mit einer Kettdichte von 38,1 Garnen/cm und einer Schussdichte von 31,5 Garnen/cm unter Verwendung- einer von Tsudakoma Kogyo Co., Ltd., hergestellten Webmaschine 2A-103 verwoben.

o:: Es trat keine Verschmutzung auf.
Δ:: Es trat eine leichte Verschmutzung auf.
x:: Es trat eine merkliche Verschmutzung auf.

(12) Auftreten des Abscheuerns
Nachdem die Faser (das Garn) durch eine Nadel geführt wurde, wobei der Winkel zwischen dem Führungsöhr zum Eintritt in die Nadel und dem Führungsöhr zum Austritt aus der Nadel auf 60° gehalten wurde, wurde die Faser in Form eines Kreuzwickels unter einer Spannung von 0,6 g/d mit einer Aufnahmegeschwindigkeit von 2 m/min aufgenommen, und dann wurde die Zahl der abgescheuerten Fäden an der Endfläche des Kreuzwickels bestimmt.

o:: Es trat kein Abscheuern auf.
Δ:: Es traten ein bis drei abgescheuerte Fäden auf.
x:: Es traten drei oder mehr abgescheuerte Fäden auf.

(13) Auftreten von statischer Elektrizität
Es wurde untersucht, ob statische Elektrizität auftrat oder nicht, wenn ein Gewebe mit einfacher Grundbindung erhalten wurde, indem man unter Verwendung von Fasern als Kett- und Schussfaden wob, und die Fasern wurden miteinander in Kontakt treten gelassen, wenn sie durch ein Webeblatt traten.

Δ:: beobachtet
x:: nicht beobachtet

(14) Bewertung der aufgewickelten Form
Es wurde untersucht, ob die aufgewickelte Form erhalten bleibt, wenn eine 3-kg-Spule hergestellt wurde.

Δ:: nicht beobachtet
x:: beobachtet

Bezugsbeispiel 1: Synthese von Polytrimethylenterephthalat-Polymer
Dimethylterephthalat (im Folgenden als "DMT" abgekürzt) und Trimethylenglycol (1,3-Propandiol) wurden in einem Stoffmengenverhältnis von 1:2 gemischt, und 0,09 Gew.-%/DMT (diese Einheit bedeutet Gew.-% auf der Basis der Menge an DMT) Calciumacetat und 0,01 Gew.-%/DMT Cobaltacetat wurden hinzugefügt, und nachdem die Temperatur allmählich erhöht worden war, wurde die Umesterungsreaktion bei 240°C zu Ende geführt. Zu dem resultierenden Umesterungsprodukt wurden 0,05 Gew.-%/DMT Trimethylphosphat als thermischer Stabilisator und 0,5 Gew.-%/DMT eines Titanoxid-Mattierungsmittels für eine synthetische Faser mit einem mittleren Teilchendurchmesser von 0,35 μm gegeben, und das Gemisch wurde zwei Stunden lang bei 270°C umgesetzt. Die Grenzviskositätszahl des resultierenden Polymers betrug 0,75. Dann wurde die Feststoffreaktion des Polymers fünf Stunden lang bei 215°C unter einer Stickstoffatmosphäre durchgeführt, wodurch die Grenzviskositätszahl auf 0,92 erhöht wurde.
[Beispiele 1 bis 8]
Das in Bezugsbeispiel 1 erhaltene Polymer wurde drei Stunden lang bei 160°C unter einer Stickstoffatmosphäre unter Verwendung eines Zirkulationstrockners getrocknet, bis der Wassergehalt auf 30 ppm reduziert wurde. Das resultierende getrocknete Polymer wurde in einen Extruder gegeben und dann bei 265°C durch 36 kreisförmige Löcher mit einem Durchmesser von 0,23 mm extrudiert. Die Gruppe der so gesponnenen Filamente wurde unter Kühlung erstarren gelassen, indem man kühle Luft von 20°C unter einer relativen Feuchtigkeit von 90% mit einer Geschwindigkeit von 0,4 m/s darauf sprühte. Unter Verwendung einer Ölzufuhrdüse wurde jedes der in Tabelle 1 gezeigten Appreturmittel in Form einer 10%igen wässrigen Emulsion auf die Gruppe der erstarrten Filamente aufgetragen, wobei man ein Garn enthielt, das dann mit einer Geschwindigkeit von 1600 m/min aufgenommen wurde. Das resultierende unverstreckte Garn wurde mit einer Dehnung von etwa 40% verstreckt, während es über eine Heizwalze von 55°C und eine Heizplatte von 140°C lief, wobei man ein verstrecktes Garn von 50 d/36 f erhielt. Die resultierenden Fasern waren Fasern, die wenigstens 99 Gew.-% PTT umfassten.
Alle Fasern, auf die das Appreturmittel mit der Zusammensetzung innerhalb des in der vorliegenden Erfindung definierten Bereichs aufgetragen wurde, wiesen ausgezeichnete Spinn- und Streckeigenschaften auf. Die in jedem der Beispiele erhaltenen Fasern waren Fasern, die eine hohe elastische Erholung, einen niedrigen Elastizitätsmodul und ein weiches Gefühl hatten.
[Vergleichsbeispiele 1 bis 6]
Das Verfahren von Beispiel 1 wurde wiederholt, außer dass das Appreturmittel geändert wurde, so wie es in Tabelle 1 beschrieben ist.
Da in Vergleichsbeispiel 1 ein aromatischer Kohlenwasserstoffester anstelle des aliphatischen Kohlenwasserstoffesters verwendet wurde, wurden der dynamische Faser-Faser-Reibungskoeffizient und der dynamische Faser-Metall-Reibungskoeffizient höher, und es traten Verschmutzung und Abscheuern auf. Die Zahl der aufgrund der Reibung gerissenen Garne war reduziert, da kein Polyether enthalten war.
In Vergleichsbeispiel 2 wurde ein Appreturmittel verwendet, das frei von dem aliphatischen Kohlenwasserstoffester war und bei einem falschdrahttexturierten Garn aus PET verwendet wird. Da der dynamische Faser-Metall-Reibungskoeffizient in diesem Fall höher wird, traten abgescheuerte Fäden auf, wenn die Faser durch die Heizplatte oder -walze geführt wurde. Bei einem Scheuertest traten auch abgescheuerte Fäden auf. Als Ergebnis wurde die Zahl der aufgrund der Reibung gerissenen Garne reduziert.
In Vergleichsbeispiel 3 wurde ein Appreturmittel verwendet, das einen aliphatischen Kohlenwasserstoffester mit einem niedrigeren Molekulargewicht enthielt, als es dem Bereich der vorliegenden Erfindung entspricht. Da in diesem Fall die Festigkeit der Ölschicht des Appreturmittels reduziert wurde, wurde der dynamische Faser-Metall-Reibungskoeffizient höher, und es traten abgescheuerte Fäden auf, wenn die Faser über die Heizplatte oder Walze geführt wurde. Bei einem Scheuertest traten auch abgescheuerte Fäden auf.
In Vergleichsbeispiel 4 wurde der Test unter Verwendung eines Appreturmittels durchgeführt, das einen Polyether in einer größeren Menge enthielt, als es dem Bereich der vorliegenden Erfindung entspricht. Da in diesem Fall der statische Faser-Faser-Reibungskoeffizient reduziert ist und die aufgewickelte Form nicht erhalten blieb, konnte keine 3-kg-Spule erhalten werden.
In Vergleichsbeispiel 5 wurde ein Appreturmittel verwendet, dessen Anteil an aufgetragenem Öl gesenkt wird, indem man das Appreturmittel von Beispiel 1 verwendet, das nicht innerhalb des Bereichs der vorliegenden Erfindung liegt. Da in diesem Fall der dynamische Faser-Faser-Reibungskoeffizient und der dynamische Faser-Metall-Reibungskoeffizient höher werden, traten abgescheuerte Fäden und statische Elektrizität auf.
In Vergleichsbeispiel 6 wurde ein Appreturmittel verwendet, bei dem die Menge des ionischen Tensids nicht im Bereich der vorliegenden Erfindung liegt. In diesem Fall trat statische Elektrizität auf. Da der dynamische Faser-Metall-Reibungskoeffizient zu gering ist, wurde ein Schlupf auf der Walze beobachtet.
[Vergleichsbeispiel 7]
Das Appreturmittel von Vergleichsbeispiel 2 wurde auf die PET-Faser aufgetragen. In diesem Fall konnten das Spinnen und Strecken in befriedigender Weise durchgeführt werden, obwohl der dynamische Faser-Faser-Reibungskoeffizient nicht im Bereich der PTT-Faser gemäß der vorliegenden Erfindung liegt. Diese Tatsache zeigt, dass die PTE-Faser einen niedrigeren Reibungskoeffizienten hat als die PTT-Faser und eine ausgezeichnete Beständigkeit gegen Reibung zwischen den Fasern aufweist. Die resultierende Faser zeigte wegen ihres hohen Elastizitätsmoduls eine niedrige elastische Erholung und ein steifes Gefühl.
[Vergleichsbeispiel 8]
Das unverstreckte Garn von Beispiel 1 zeigte eine Doppelbrechung von 0,024, eine Reißlänge von 1,6 g/d und eine Dehnung von 230%. Nachdem es 20 Tage lang bei 20°C ruhen gelassen wurde, wurde das unverstreckte Garn sehr spröde, da sich die physikalischen Eigenschaften der Faser im Laufe der Zeit änderten. Ein solches Phänomen wurde im Falle der Fasern der Beispiele 1 bis 8 nicht beobachtet.
[Beispiel 9]
Unter Verwendung des Appreturmittels von Beispiel 7 wurde nur ein Spinnen mit einer Spinngeschwindigkeit von 3500 m/min durchgeführt. Das resultierende unverstreckte Garn zeigte eine Doppelbrechung von 0,062, eine Reißlänge von 2,7 g/d, eine Dehnung von 74%, einen Anteil des aufgetragenen Öls von 0,41%, einen dynamischen Faser-Faser-Reibungskoeffizienten von 0,35, einen dynamischen Faser-Metall-Reibungskoeffizienten von 0,20 und einen statischen Faser-Faser-Reibungskoeffizienten von 0,29, und die Spinneigenschaft war gut. Im Unterschied zu dem unverstreckten Garn von Vergleichsbeispiel 8 änderten sich die physikalischen Eigenschaften der Faser nicht im Laufe der Zeit, nachdem sie 20 Tage lang bei 20°C ruhen gelassen wurde.
Unter Verwendung einer von Bermag Co. hergestellten Falschdrahttexturiermaschine SW46SSD wurde das halbverstreckte Garn unter Erhitzen auf 160°C mit einem Streckverhältnis von 1,25 und einer Texturierungsgeschwindigkeit von 450 m/min gestreckt, wobei ein texturiertes Garn mit 3600 Drehungen/m entstand. In diesem Fall war die Verarbeitbarkeit gut. Das resultierende texturierte Garn zeigte ein gutes Dehnungsgefühl, eine gute Streckeigenschaft und ein weiches Gefühl.
[Vergleichsbeispiel 9]
Dasselbe Verfahren wie in Vergleichsbeispiel 2 wurde wiederholt, außer dass nur ein Spinnen mit einer Spinngeschwindigkeit von 3500 m/min durchgeführt wurde. Das resultierende unverstreckte Garn zeigte eine Doppelbrechung von 0,066, eine Reißlänge von 2,5 g/d, eine Dehnung von 82%, einen dynamischen Faser-Faser-Reibungskoeffizienten von 0,39, einen dynamischen Faser-Metall- Reibungskoeffizienten von 0,32 und einen statischen Faser-Faser-Reibungskoeffizienten von 0,30. Beim Spinnen traten wegen des hohen dynamischen Faser-Metall-Reibungskoeffizienten abgescheuerte Fäden auf.
In derselben Weise wie in Beispiel 9 wurde ein Versuch zum Falschdrahttexturieren des halbverstreckten Garns gemacht. Es war jedoch unmöglich, das Garn während einer langen Zeit aufzunehmen, da eine große Zahl von abgescheuerten Fäden auftrat.
[Beispiele 10 bis 12]
Dasselbe Verfahren wie in Beispiel 1 wurde wiederholt, außer dass die Art des Appreturmittels geändert wurde und PTT mit einer Grenzviskositätszahl von 0,8 verwendet wurde. Die so erhaltenen Fasern waren Fasern, die wenigstens 99 Gew.-% PTT umfassten.
Alle diese Fasern, die physikalische Eigenschaften der Faser und eine Zusammensetzung des Appreturmittels aufweisen, wie sie innerhalb des Bereichs der vorliegenden Erfindung definiert sind, zeigten ausgezeichnete Spinn- und Streckeigenschaften.
[Bezugsbeispiel 2]
Unter Verwendung einer von Mitsubishi Industries Co. hergestellten Falschdrahttexturierungsmaschine LS-2 wurden die in Beispiel 5 und Beispiel 8 erhaltenen gestreckten Garne einem Falschdrahttexturieren unter den Bedingungen einer Spindelrotationsgeschwindigkeit von 275 000 U/min, einer Falschdrahtzahl von 3650 D/m, einer Vorlaufrate von 4,1% und einer Falschdrahttemperatur von 165°C unterzogen. In jedem Fall zeigte die resultierende Faser eine gute Streckeigenschaft und gute Weichheit und zeigte auch eine gute Eigenschaft des Falschdrahttexturierens, ohne ein Reißen des Garns zu verursachen.
Andererseits trat bei jeder der Fasern der Vergleichsbeispiele 1 bis 6 häufig ein Reißen des Garns auf.
[Bezugsbeispiel 3]
In derselben Weise, wie es im Abschnitt zum "Verfahren zur Untersuchung des Auftretens von Verschmutzungen" beschrieben ist, wurden Gewebe mit einfacher Grundbindung hergestellt, indem man verschiedene Fasern der Beispiele 1, 5 und 10 und des Vergleichsbeispiels 7 verwendete. Wenn man die Fasern der Beispiele 1, 5 und 10 verwendete, zeigten die Gewebe mit einfacher Grundbindung eine gute Weichheit und gute Streckeigenschaft von etwa 10% in Schussrichtung. Sie zeigten ein Gefühl, das bei einem herkömmlichen Synthetikgewebe nie erhalten wurde.
Wenn man andererseits die Faser von Vergleichsbeispiel 7 verwendete, zeigte das resultierende Gewebe mit einfacher Grundbindung ein hartes Gefühl und keine Streckeigenschaft.
Gewerbliche Anwendbarkeit
Das Polyesterharz der vorliegenden Erfindung wurde durch Lösen von Problemen wie dem hohen Reibungskoeffizienten und der Leichtigkeit des Abriebs der Seite der Faser erreicht, und das Polyesterharz hat Glätteeigenschaft, Abriebfestigkeit, Kohäsionskraft und antistatische Eigenschaft und hat auch eine gute Verarbeitbarkeit während verschiedener Schritte vom Spinnschritt bis zum Nachbearbeitungsschritt, zum Beispiel während der Spinn- und Streckschritte, des Schritts des Abwickelns von einem Garnwickel, des Falschdrahttexturierens, Webens und Wirkens (Strickens) und eine äußerst gute Wickelform eines Garnwickels. Es wurde also ermöglicht, eine PTT-Faser, auf die ein Appreturmittel, das durch die vorliegende Erfindung näher angegeben wird, aufgetragen ist, zu einem Gewirk/Gewebe mit guter Qualität, wie elastische Erholung, weiches Gefühl und Homogenität, zu verarbeiten.
Die Polyesterfaser der vorliegenden Erfindung ist nicht nur für die Verwendung als Fasermaterial für Kleidung, wie als Rohgarn für Außenkleidung, Innenkleidung, Sportkleidung, Futter, Miederwaren, Strumpfhosen, Socken und künstliches Leder, geeignet, sondern ist auch für Verwendungen wie Teppiche, Flocken, künstliches Leder, Saiten und künstlichen Rasen geeignet.

Claims

Polyesterfaser, die wenigstens 90 Gew.-% eines Polytrimethylenterephthalats umfasst, dadurch gekennzeichnet, dass die Faser eine Doppelbrechung von 0,025 oder mehr aufweist, wobei ein Appreturmittel in einer Menge von 0,2 bis 3 Gew.-% auf die Oberfläche der Faser aufgetragen ist, einen dynamischen Faser-Faser-Reibungskoeffizient von 0,3 bis 0,45 und einen dynamischen Faser-Metall-Reibungskoeffizient von 0,17 bis 0,3 aufweist, und weiterhin dadurch gekennzeichnet, dass das Appreturmittel als wesentliche Komponenten die Verbindungen (1) bis (4) umfasst: (1) einen aliphatischen Kohlenwasserstoffester mit einem Molekulargewicht von 300 bis 800 und/oder ein Mineralöl mit einer Redwood-Viskosität bei 30°C von 40 bis 500 Sekunden, dessen Gehalt 30 bis 80 Gew.-% beträgt, bezogen auf die Gesamtmenge des Appreturmittels; (2) einen Polyether mit einer Struktur, die durch die folgende Strukturformel dargestellt wird: R₁-O-(CH₂CH₂O)_n1-(CH(CH₃)CH₂O)_n2-R₂ wobei R₁ und R₂ jeweils ein Wasserstoffatom oder eine organische Gruppe mit 1 bis 50 Kohlenstoffatomen bedeuten und n₁ und n₂ jeweils 1 bis 1000 bedeuten, dessen Gehalt 2 bis 60 Gew.-% beträgt, bezogen auf die Gesamtmenge des Appreturmittels, wobei der Po lyether eine Ethylenoxideinheit und eine Propylenoxideinheit enthält, die statistisch copolymerisiert oder blockcopolymerisiert sind; (3) ein nichtionisches Tensid, bei dem es sich wenigstens um eines handelt, das aus einer Verbindung, die durch Zugabe von Ethylenoxid oder Propylenoxid zu einem Alkohol mit 1 bis 30 Kohlenstoffatomen hergestellt wird, und einer Verbindung, die durch Zugabe von Ethylenoxid und/oder Propylenoxid zu einer Carbonsäure, einem Amin oder Amid mit 1 bis 30 Kohlenstoffatomen hergestellt wird, ausgewählt ist, wobei die Stoffmenge der Gesamtmenge der hinzuzufügenden Oxide 1 bis 100 mol beträgt, dessen Gehalt 5 bis 40 Gew.-% beträgt, bezogen auf die Gesamtmenge des Appreturmittels; und (4) ein ionisches Tensid, dessen Gehalt 2 bis 20 Gew.-% beträgt, bezogen auf die Gesamtmenge des Appreturmittels, wobei die Gesamtmenge der Verbindungen (1) bis (4) 80 bis 100 Gew.-% beträgt, bezogen auf die Gesamtmenge des Appreturmittels.
Polyesterfaser gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Faser einen statischen Faser-Faser-Reibungskoeffizienten von 0,27 bis 0,4 hat.
Polyesterfaser gemäß Anspruch 1, wobei das Molekulargewicht des aliphatischen Kohlenwasserstoffesters in Verbindung (1) 300 bis 550 beträgt.
Polyesterfaser gemäß Anspruch 1, wobei das Gewichtsverhältnis der Propylenoxideinheit zur Ethylenoxideinheit in Verbindung (2) 20:80 bis 70:30 beträgt.
Polyesterfaser gemäß Anspruch 4, wobei in Verbindung (2) das Gewichtsverhältnis der Propylenoxideinheit zur Ethylenoxideinheit 20:80 bis 70:30 beträgt und das Molekulargewicht 1500 bis 20 000 beträgt.
Polyesterfaser gemäß Anspruch 1, wobei das ionische Tensid in Verbindung (4) wenigstens eine Verbindung ist, die aus den folgenden Verbindungen (5) bis (8) ausgewählt ist: (5) R₅-SO₃-X; (6) (R₆-O-)P(=O)(OX)₂; (7) (R₇-O-)(R₈-O-)P(=O)(OX); und (8) R₉-COO-X; wobei R₅ bis R₉ jeweils ein Wasserstoffatom oder eine organische Gruppe mit 4 bis 40 Kohlenstoffatomen bedeuten und X ein Alkalimetall oder ein Erdalkalimetall bedeutet.
Polyesterfaser gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Faser ein Appreturmittel aufweist, das in einer Menge von 0,3 bis 1,0 Gew.-% auf die Oberfläche der Faser aufgetragen wird, wobei das Appreturmittel als wesentliche Komponenten die Verbindungen (1) bis (4) umfasst: (1) einen aliphatischen Kohlenwasserstoffester mit einem Molekulargewicht von 300 bis 800 und/oder ein Mineralöl mit einer Redwood-Viskosität bei 30°C von 40 bis 500 Sekunden, dessen Gehalt 30 bis 60 Gew.-% beträgt, bezogen auf die Gesamtmenge des Appreturmittels; (2) einen Polyether mit einer Struktur, die durch die folgende Strukturformel dargestellt wird: R₁-O-(CH₂CH₂O)_n1-(CH(CH₃)CH₂O)_n2-R₂ wobei R₁ und R₂ jeweils ein Wasserstoffatom oder eine organische Gruppe mit 1 bis 50 Kohlenstoffatomen bedeuten und n₁ und n₂ jeweils 1 bis 1000 bedeuten, dessen Gehalt 5 bis 40 Gew.-% beträgt, bezogen auf die Gesamtmenge des Appreturmittels, wobei der Poly ether eine Ethylenoxideinheit und eine Propylenoxideinheit enthält, die statistisch copolymerisiert oder blockcopolymerisiert sind; (3) ein nichtionisches Tensid, bei dem es sich um eine Verbindung handelt, die durch Zugabe von Ethylenoxid oder Propylenoxid zu wenigstens einer Verbindung, die aus einem Alkohol, einer Carbonsäure, einem Amin oder Amid mit 1 bis 30 Kohlenstoffatomen ausgewählt ist, hergestellt wird, wobei die Stoffmenge der Gesamtmenge der hinzuzufügenden Oxide 1 bis 100 mol beträgt, dessen Gehalt 5 bis 30 Gew.-% beträgt, bezogen auf die Gesamtmenge des Appreturmittels; und (4) ein ionisches Tensid, dessen Gehalt 2 bis 15 Gew.-% beträgt, bezogen auf die Gesamtmenge des Appreturmittels, wobei die Gesamtmenge der Verbindungen (1) bis (4) 80 bis 100 Gew.-% beträgt, bezogen auf die Gesamtmenge des Appreturmittels.
Polyesterfaser gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Faser ein Appreturmittel aufweist, das in einer Menge von 0,4 bis 1,2 Gew.-% auf die Oberfläche der Faser aufgetragen wird, wobei das Appreturmittel als wesentliche Komponenten die Verbindungen (1) bis (4) umfasst: (1) einen aliphatischen Kohlenwasserstoffester mit einem Molekulargewicht von 300 bis 800 und/oder ein Mineralöl mit einer Redwood-Viskosität bei 30°C von 40 bis 500 Sekunden, dessen Gehalt 50 bis 70 Gew.-% beträgt, bezogen auf die Gesamtmenge des Appreturmittels; (2) einen Polyether mit einer Struktur, die durch die folgende Strukturformel dargestellt wird: R₁-O-(CH₂CH₂P)_n1-(CH(CH₃)CH₂O)_n2-R₂ wobei R₁ und R₂ jeweils ein Wasserstoffatom oder eine organische Gruppe mit 1 bis 50 Kohlenstoffatomen bedeuten und n₁ und n₂ jeweils 1 bis 1000 bedeuten, dessen Gehalt 5 bis 30 Gew.-% beträgt, bezogen auf die Gesamtmenge des Appreturmittels, wobei der Polyether eine Ethylenoxideinheit und eine Propylenoxideinheit enthält, die statistisch polymerisiert oder blockcopolymerisiert sind; (3) ein nichtionisches Tensid, bei dem es sich um eine Verbindung handelt, die durch Zugabe von Ethylenoxid oder Propylenoxid zu wenigstens einer Verbindung, die aus einem Alkohol, einer Carbonsäure, einem Amin oder Amid mit 1 bis 30 Kohlenstoffatomen ausgewählt ist, hergestellt wird, wobei die Stoffmenge der Gesamtmenge der hinzuzufügenden Oxide 1 bis 100 mol beträgt, dessen Gehalt 5 bis 30 Gew.-% beträgt, bezogen auf die Gesamtmenge des Appreturmittels; und (4) ein ionisches Tensid, dessen Gehalt 5 bis 15 Gew.-% beträgt, bezogen auf die Gesamtmenge des Appreturmittels, wobei die Gesamtmenge der Verbindungen (1) bis (4) 80 bis 100 Gew.-% beträgt, bezogen auf die Gesamtmenge des Appreturmittels.
Gewirk/Gewebe, das die Polyesterfaser gemäß einem der Ansprüche 1 bis 8 umfasst.