EP0526740A2 - Hochfestes Polyestergarn und Verfahren zu seiner Herstellung - Google Patents

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EP0526740A2
EP0526740A2 EP92111195A EP92111195A EP0526740A2 EP 0526740 A2 EP0526740 A2 EP 0526740A2 EP 92111195 A EP92111195 A EP 92111195A EP 92111195 A EP92111195 A EP 92111195A EP 0526740 A2 EP0526740 A2 EP 0526740A2
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EP
European Patent Office
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yarn
spinning
polyester
spun
polyethylene terephthalate
Prior art date
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EP92111195A
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English (en)
French (fr)
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EP0526740A3 (en
EP0526740B1 (de
Inventor
Gerhard Dr. Leumer
Andreas Fischer
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Invista Technologies SARL Switzerland
Original Assignee
Hoechst AG
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Application filed by Hoechst AG filed Critical Hoechst AG
Publication of EP0526740A2 publication Critical patent/EP0526740A2/de
Publication of EP0526740A3 publication Critical patent/EP0526740A3/de
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Publication of EP0526740B1 publication Critical patent/EP0526740B1/de
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    • D—TEXTILES; PAPER
    • D01—NATURAL OR MAN-MADE THREADS OR FIBRES; SPINNING
    • D01F—CHEMICAL FEATURES IN THE MANUFACTURE OF ARTIFICIAL FILAMENTS, THREADS, FIBRES, BRISTLES OR RIBBONS; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED FOR THE MANUFACTURE OF CARBON FILAMENTS
    • D01F6/00—Monocomponent artificial filaments or the like of synthetic polymers; Manufacture thereof
    • D01F6/78—Monocomponent artificial filaments or the like of synthetic polymers; Manufacture thereof from copolycondensation products
    • D01F6/84—Monocomponent artificial filaments or the like of synthetic polymers; Manufacture thereof from copolycondensation products from copolyesters

Definitions

  • the present invention relates to a fast-spun, high-strength and low-shrinkage polyester yarn, which is particularly useful in the form of threads, fabrics, braids, etc. for various technical purposes, e.g. can be optimized for use as reinforcement in technical products such as tarpaulin fabrics, conveyor belts, hoses, V-belts, tires etc., a manufacturing process for this yarn and the polyester raw material required for this process.
  • a high modulus or low reference elongation as well as a sufficiently high shrinking force with low shrinkage are advantageous in the case of heat treatment of flat structures, such as, for example, in the case of a coating, since they counteract a dimensional change due to stretching.
  • High modulus and high strength with low shrinkage is also used for the thermal stability of non-tireubber goods such as V-belts required.
  • Table 3 of US Pat. No. 4,491,657 illustrates the decreasing yarn strength of fast-spun yarns, but also the almost unchanged thread strength compared to slow-spun yarns, which enables these quick-spinning yarns to be used, for example, as a tire cord.
  • yarn strengths of only 61 cN / tex are achieved according to this disclosure.
  • maximum yarn strengths of 68.9 cN / tex are achieved at spinning speeds of 2900 m / min (Tables 2 and 5), which meets the requirements for use in coated fabrics or as reinforcing threads for example for conveyor belts or hoses is not sufficient.
  • yarns for coating backing fabrics should have at least a high tear strength of> 70 cN / tex, low heat shrinkage of ⁇ 5% and a high yarn purity, ie minimal number of capillary breaks (fluff). A high modulus and a sufficiently high shrink force would be advantageous at the same time.
  • German Patent 34 31 831 discloses a process for the production of technical yarns from a starting yarn spun at a high spinning take-off speed of up to 3000 m / min, with which it is possible to produce yarns which, according to the examples in this publication, have strengths of up to 72 , 5 cN / tex.
  • these yarns still allow for the combination of the above. technically relevant properties left something to be desired.
  • the achievable strength is still significantly below the slowly spun yarns, even if the drawing options are largely used. In particular, it is not possible to meet the demand for high strength with low heat shrinkage to the desired extent.
  • FIG. 1 shows graphic representations of formula 11 (curve 1) and the right-hand side of formula 111 (curve 2) as well as a representation of the dependence of the quotient Q on the spinning speed for a known polyester raw material (curve 3).
  • the area between curves 1 and 2 denotes the position of preferred polyester raw materials according to the invention.
  • FIG. 2 shows a graphical representation of the relationship between birefringence and crystallinity of spun yarns which were spun from a known polyester raw material (curve 1) and from a polyester raw material according to the invention (curve 2) at the same spinning take-off speed.
  • the special polyester raw material to be used according to the invention contains as modification components, based on the total acid components, 0.5-5.0 mol% of residues of aliphatic dicarboxylic acids with a total of 5 carbon atoms and / or aromatic dicarboxylic acids whose carbonyl bonds are angled or whose aromatic nuclei carry modification-effective substituents , and / or, based on the total diol components, 0.5 - 5.0 mol% alkane or cycloalkanediols with 3 to 10 carbon atoms, di- or tri-ethylene glycol or polyethylene glycol with a molecular weight up to 4000.
  • the average molecular weight of the The polyester to be used according to the invention corresponds to a specific viscosity, measured in a solution of 1 g of the polyester in 100 ml of dichloroacetic acid at 25 ° C., of 0.8-1.7, preferably of 1.1-1.5.
  • An essential characteristic of the polyester to be used according to the invention is that if it is spun at a spinning take-off speed (V a ) in the range 2500 ⁇ V a ⁇ 4000 m / min, the quotient (Q) of birefringence (Db) and crystallinity (K) corresponding to formula I of the spun yarn obtained (ie the yarn obtained directly during spinning without any further treatment step) lies above curve 1 in FIG.
  • One object of the present invention is a spinning yarn which consists of this polyester raw material and is obtained therefrom by rapid spinning at spinning take-off speeds above 2500 m / min, for example at 2500 to 6500 m / min or, depending on the spinning system, also above it.
  • the polyester raw material in question is to be used according to the invention, i.e. characterized raw material suitable for producing the spinning yarn according to the invention.
  • a raw material can then of course also be spun to the spinning yarn according to the invention at speeds higher than 4000 m / min.
  • the above-mentioned modification components incorporated into the polyester to be used according to the invention have a significant influence on the crystallization characteristics of the spinning yarn and are therefore selected from the group given above such that the quotient of optical birefringence and crystallinity according to Formula I of the spinning yarn produced therefrom meets the condition defined by Formula 11 corresponds.
  • Aromatic and aliphatic dicarboxylic acids which can be incorporated into the polyester according to the invention are, for example, isophthalic acid, sulfoisophthalic acid, methyl terephthalic acid, chloroterephthalic acid, methyl isophthalic acid, chloroisophthalic acid, 3- or 4-carboxyphenylacetic acid, naphthalene-1,3-, 1,6-, 2,5 -or -2,7-dicarboxylic acid, glutaric acid, adipic acid, pimelic acid, suberic acid, azelaic acid or sebacic acid.
  • a polyester raw material according to the invention is preferred which, as modification components, based on the total acid components 0.5-5.0 mol%, preferably 1 to 3 mol%, of residues of aliphatic dicarboxylic acids with a total of at least 5 carbon atoms and / or aromatic dicarboxylic acids thereof Carbonyl bonds are angled, contains.
  • isophthalic acid is preferred as the modifying acid component, preferably in proportions of 0.5-5% by weight, in particular 1 to 2.5% by weight.
  • Preferred diol components are diethylene glycol, which is advantageously in a proportion of 0.5 to 3% by weight, in particular 1 to 2% by weight, or e.g. Bishydroxymethyl-cyclohexane, which is expediently contained in the above-mentioned proportions of 0.5 to 5% by weight, preferably 1.5 to 3% by weight, in the polyethylene terephthalate.
  • Combinations of modifying acid and diol components can also be included in the polyethylene terephthalate, e.g. 0.5 to 2.5% by weight, preferably 1 to 2% by weight of isophthalic acid and 0.5 to 2.5, preferably 1 to 2% by weight of diethylene glycol.
  • the modification is set in the context of the above information so that the polyester meets the specification given by Formula 11.
  • polyester raw materials are particularly preferred in which the quotient Q from birefringence and crystallinity of the spun yarn produced therefrom lies between curves 1 and 2 in FIG. 1, or of formula 111 corresponds.
  • polyester raw materials and spun yarns produced therefrom which do not contain any pigmenting agents are also preferred.
  • modified copolyesters for the production of high-strength multifilaments for technical fields of application is described comparatively little in the literature.
  • the use of raw materials with different proportions of 4,4'-diphenyldicarboxylic acid as a comonomer is claimed in a number of Japanese patent applications.
  • the polyester according to JP-A-57 143 516 and JP-A-57 143 517 contains 45-74 mol% of the comonomer, which goes far beyond a customary modification of the polyethylene terephthalate.
  • JP-A-53 006 621 and JP-A-51 082 019 only describe additions of 0.5-5 mol% or> 10% by weight of ethylene-4,4'-diphenylcarboxylate units as modification component.
  • none of these published documents indicate a rapid spinning process.
  • the use of 4,4'-diphenyldicar appears bonic acid as too expensive to bring about the improvements according to the invention.
  • JP-A-52 152 514 describes aromatic diol components, JP-A-57 149 511 mixed functional monomers, such as e.g. p-Hydroxybenzoic acid as modification components. It can be assumed that these chain-stiffening monomers tend to behave disadvantageously in rapid spinning. These monomers are therefore not suitable for the modification of polyethylene terephthalate according to the invention. The same applies to the addition of diamines or aminocarboxylic acids described in JP-A-55 137 217 and JP-A-55 067 009.
  • JP-A-63 059 412 and JP-A-53 130 351 relate to improvements made by using polytrimethylene terephthalate, polytetramethylene terephthalate or polyhexamethylene terephthalate, or blends of these or the like. or corresponding polyisophthalates can be achieved with polyethylene terephthalate. These are independent polymers or mixtures of different polymers, but not a modification in the sense of the present invention.
  • a modified polyester raw material to be used according to the invention can be tested for compliance with the conditions given by the formulas 11 or 111 in such a way that a sample of the raw material is spun at a spinning take-off speed of 2500 to 4000 m / min and the birefringence and the Crystallinity is determined. Then the quotient is formed from both values and it is checked whether the conditions required by the formulas are met.
  • the birefringence of the spun yarns is determined in a known manner using a polarizing microscope.
  • the crystallinity is usually calculated from the density d of the threads according to the following equation:
  • the density d of the threads is determined in a known manner with the aid of a density gradient column (density range 1.35-1.45 g / ml; aqueous. Zinc salt solution).
  • the density of the amorphous portion d a has been set at 1.331 g / ml and the density of the crystalline material dk at 1.455 g / ml.
  • the spinning yarn according to the invention has a particular characteristic combination of molecular orientation, expressed by the value of the optical birefringence, and crystallinity, depending on the spinning take-off speed with which it was spun.
  • the spun yarn according to the invention has a significantly lower crystallinity with the same orientation, or a substantially higher orientation with the same crystallinity. This relationship is very clearly expressed in the graphic representation of FIG. 2, in which the birefringence is plotted as a measure of the orientation against the spin crystallinity.
  • JP-A-58 047 020 by adding basic sodium or potassium salts, or according to JP-A-58 096 624 by adding sodium or potassium alcoholates and carboxylic acid anhydrides. In no case is it a real modification by incorporating copolymers into the polyester.
  • High spinning shrinkage and high birefringence at 3000 m / min spinning take-off speed can be achieved according to JP-A-60 071 710 if aliphatic carboxylic acid residues are introduced as end groups.
  • Such modified polyester should bring advantages for textile applications.
  • the production of high-strength technical filaments is not described.
  • High-strength yarns for technical purposes can be produced from the spinning yarn according to the invention by the method described below. It offers the valuable advantage that it can be better adapted to specific technical purposes than conventional spun yarn by a suitable choice of further processing conditions.
  • Another object of the present invention is the method for further processing the spinning yarn described above into high-strength polyester yarns for industrial use.
  • This process is characterized in that the spun yarn spun from the polyester raw material described above with a high spinning speed is subjected to a one- or multi-stage drawing at high temperatures.
  • the drawing can take place continuously via take-off and drawing godets, but preferably discontinuously on a godet belt line, with a drawing tension between 20 and 33 cN / tex, preferably between 23 and 29 cN / tex, being maintained.
  • a pigment-free copolyester made of modified polyethylene terephthalate was used, which contained 1.6% by weight of isophthalic acid as the only modification component.
  • a commercially available polyethylene terephthalate intended for fiber production was used, which was pigmented with 0.04% by weight of TiO 2 .
  • Curve 3 in FIG. 1 illustrates the deviating course of the quotient from birefringence and spin crystallinity according to formula I of the reference raw material as a function of the spin take-off speed Va compared to the modified polyester according to the invention.
  • the specific solution viscosity of the polyester raw material according to the invention and of the comparative raw material is in the range from 0.8 to 1.7, preferably from 1.1 to 1.5.
  • the relative solution viscosity was usually determined on solutions of 1.0 g of the polymer in 100 ml of dichloroacetic acid at 25 ° C. by measuring the transit times of the solution through a capillary viscometer and by determining the transit time of the pure solvent under the same conditions.
  • the polyethylene terephthalate granules used were melted using an extruder, fed to a spinning pump and spun using a spin pack.
  • the nozzle plate in the spin pack each had 200 holes with a diameter of 0.6 mm each.
  • the spun threads were fed together to a preparation device, provided with a spinning preparation and drawn off and wound up at the speeds indicated in the tables. Depending on the pre-orientation of the spun fabric, the threads were then drawn under different conditions and on different drawing systems and partially shrunk.
  • tensile strength stands for maximum tensile strength (HZK).

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Abstract

Beschrieben wird ein durch Schnellspinnen herzustellendes Polyestergarn mit einer neuartigen Eigenschaftskombination aus hoher Festigkeit, hohem Modul und niedrigem Hitzeschrumpf und ein zu seiner Herstellung geeignetes Spinngarn aus einem Polyesterrohstoff auf der Basis eines modifizierten Polyethylenterephthalats, der als Modifizierungskomponenten bezogen auf die gesamten Säurekomponenten 0,5 - 5,0 Mol% Reste von aliphatischen Dicarbonsäuren mit insgesamt mindestens 5 C-Atomen und/oder aromatischen Dicarbonsäuren deren Carbonylbindungen gewinkelt stehen oder deren aromatische Kerne modifizierungswirksame Substituenten tragen, und/oder, bezogen auf die gesamten Diolkomponenten, 0,5 bis 5 Mol% Alkan- oder Cycloalkandiole mit 3 bis 10 C-Atomen, Di- oder Tri-ethylenglycol oder Polyethylenglycol mit einem Molgewicht bis 4000 enthält, eine spezifische Viskosität, gemessen in einer Lösung von 1 g des Polyesters in 100 ml Dichloressigsäure bei 25 C von 0,8 - 1,7 aufweist, und daß, wenn er mit einer Spinnabzugsgeschwindigkeit Va versponnen wird, der Quotient Q aus Doppelbrechung und Kristallinität der Formel 11,86 - 3,94.10<->³ * Va + 4,57.10<-><7> * (Va)² > Q > 10,86 - 3,94.10<->³ * Va + 4,57.10<-><7> * (Va)² (III) entspricht. <IMAGE>

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft ein schnellgesponnenes, hochfestes und schrumpfarmes Polyestergarn, das sich insbesondere in Form von Zwirnen, Geweben, Geflechten usw. für verschiedene technische Zwecke z.B. für den Einsatz als Festigkeitsträger in technischen Produkten wie Planenstoffe, Förderbänder, Schläuche, Keilriemen, Reifen usw. optimieren läßt, ein Herstellungsverfahren für dieses Garn sowie den für dieses Verfahren erforderlichen Polyesterrohstoff.
  • Die Herstellung hochfester Garne aus Polyesterfilamenten ist bekannt. Nach der deutschen Auslegeschrift 1288734 müssen die Spinnbedingungen zu diesem Zweck so gewählt werden, daß die auf den erstarrenden Faden einwirkenden Spannungen ungewöhnlich niedrigsind und sich der Spinnfaden daher durch eine sehr geringe Molekularorientierung auszeichnet Es werden Doppelbrechungswerte von weniger als 0,003 vorzugsweise sogar weniger als 0,002 gefordert. Werden derartige Spinnfäden später einer hohen Verstreckung ausgesetzt, so können Garne mit hohen Festigkeiten erhalten werden. Die Feinheitsfestigkeit solcher Garne liegt bei etwa 76 cN/tex bei eine Reißdehnung von 11 %. Ein derartiges Garn weist jedoch noch einen hohen Thermoschrumpf auf; er beträgt beispielsweise bei 200 ° C Heißluftbehandlung noch etwa 18 %. Die Bestimmung des Thermoschrumpfes bei 200 ° C hat sich eingebürgert, da im allgemeinen 200 ° C die höchste Temperatur ist, die bei einer Beschichtung von Flächengebilden aus solchen Garnen auftreten kann. Ein Garnmaterial, das noch einen Schrumpf von beispielsweise 18 % aufweist, führt bei einem derartigen Beschichtungsvorgang zu starken und unkontrollierbaren Dimensionsänderungen. Es ist daher erfoderlich, den Thermoschrumpf zu reduzieren. Dies erfolgt in üblicher Weise durch thermomechanische Schrumpfverfahren, bei denen das Garn unter kontrollierter Spannung geschrumpft wird. Beispielsweise ist es so möglich, den Thermoschrumpf bei 200 ° C auf z.B. 5 % abzusenken. Diese Maßnahme führt allerdings zwangsläufig auch zu Veränderungen anderer Eigenschaften:
    • - Erhöhung der Höchzugkraftdehnung, auf z.B. 16 %
    • - Absinken der Feinheitsfestigkeit von z.B. 76 cN/tex auf 72 cN/tex
    • - Abflachung des Kraft-Dehnungs-Diagrammes, d.h. Absinken des Moduls, beispielsweise ausgedrückt durch die Dehnung bei einer bestimmten Belastung (Bezugsdehnung)
    • - Absinken der Schrumpfkraft
  • Hoher Modul, bzw. niedrige Bezugsdehung sowie ausreichend hohe Schrumpfkraft bei niedrigem Schrumpf sind vorteilhaft bei einer Hitzebehandlung von Flächengebilden, wie beispielsweise bei einer Beschichtung, da sie einer Dimensionsänderung durch Verdehnung entgegenwirken.
  • Hoher Modul und hohe Festigkeit bei niedrigem Schrumpf wird auch für die Thermostabilität von non-tirerubber-goods wie z.B. Keilriemen gefordert.
  • Die Forderung nach hoher Festigkeit und hohem Modul bei geringem Schrumpf läßt sich bislang nur schlecht erfüllen, da alle thermomechanischen Maßnahmen zum Senken des Thermoschrumpfes gleichzeitig zu einer Verschlechterung der geforderten Eigenschaften wie Feinheitsfestigkeit, Reißdehnung, Modul und Schrumpfkraft führen.
  • Zum Erreichen der hohen Festigkeiten, wie sie beispielsweise für Garne als Festigkeitsträger in beschichteten Flächengebilden oder als Verstärkungsfäden für Förderbänder und Schläuche gefordert sind, sind nach der Lehre der oben zitierten Deutschen Auslegeschrift zwangsläufig auch geringe Spinnabzugsgeschwindigkeiten erforderlich. Eine geringe Spinnabzugsgeschwindigkeit bedeutet aber gleichzeitig eine geringere Förderung pro Spinndüse und damit eine unwirtschaftliche Arbeitsweise.
  • Es ist bekannt, daß ein starker Anstieg der Förderung pro Spinndüse sich mit zunehmender Spinnabzugsgeschwindigkeit ergibt, wie das z.B. in der Figur 1 der Deutschen Offenlegungsschrift 2207849 dargestellt ist. Es ist ebenfalls bekannt, daß mit zunehmender Spinnabzugsgeschindigkeit die Steilheit des Kraft-Dehnungs-diagrammes, d.h. der Modul ansteigt, der Thermoschrumpf sinkt und die Schrumpfkraft ansteigt, allerdings auch die erreichbare Festigkeit stark abnimmt. Daher ist es nicht überraschend, daß Schnellspinngarne bislang überwiegend für Einsatzgebiete verwendet werden, in denen es mehr auf die Dimensionsstabilität (hoher Modul bei relativ geringem Schrumpf) als auf die Garnfestigkeit ankommt, wie z.B im Reifenkordsektor, wo nicht die Festigkeit des Garnes sondern die Festigkeit im latexierten Kord entscheidend ist .
  • Tabelle 3 des US Patentes 4,491,657 verdeutlicht die abnehmende Garnfestigkeit schnellgesponnener Garne, aber auch die nahezu unveränderte Zwirnfestigkeit gegenüber langsam gesponnenen Garnen, was den Einsatz dieser Schnellspinngarne beispielsweise als Reifenkord ermöglicht. Bei einer Spinngeschwindigkeit von 3000 m/min werden nach dieser Offenlegung Garnfestigkeiten von nur 61 cN/tex erreicht. Auch in der jüngsten Publikation über Schnellspinnverfahren (WO 90/00638) werden maximale Garnfestigkeiten von 68,9 cN/tex bei Spinngeschwindigkeiten von 2900 m/min erreicht (Tabellen 2 und 5), was den Anforderungen für den Einsatz in beschichteten Flächengebilden oder als Verstärkungsfäden beispielsweise für Förderbänder oder Schläuche nicht genügt.
  • Für technische Garne anderer Einsatzgebiete, wie beispielsweise als Festigkeitsträger in beschichteten Flächengebilden oder als Verstärkungsfäden für Förderbänder und Schläuche, ist die Garnfestigkeit von eminenter Bedeutung, in Kombination mit anderen technisch relevanten Daten, die den verschiedenen Einsatzgebieten optimal angepaßt werden müssen. So sollen Garne für Beschichtungsträgergewebe zumindest eine hohe Reißfestigkeit von > 70 cN/tex, niedrigen Hitzeschrumpf von < 5% und eine hohe Garnreinheit, d.h. minimale Anzahl von Kapillarbrüchen (Flusen) aufweisen. Vorteilhaft wären gleichzeitig ein hoher Modul und ausreichend hohe Schrumpfkraft.
  • Garne, die als Verstärkungsfäden eingesetzt werden sollen, beispielsweise in Förderbändern oder Schläuchen, müssen eine besonders hohe Festigkeit von > 75 cN/tex bei einem Hitzeschrumpf von < 10 % aufweisen.
  • Wegen dieser hohen Anforderungen, insbesondere wegen der Forderung nach hoher Garnfestigkeit bei geringem Hitzeschrumpf sowie guter mechanischer Qualität (keine Filamentbrüche), werden in der Technik bislang solche Garne nur bei niedrigen Spinngeschwindigkeiten < 1000 m/min hergestellt.
  • Aus den o.g. Gründen, insbesondere wegen der kostengünstigen Erhöhung der Förderung pro Spinndüse und der Anhebung des Modul/Schrumpf-Verhältnisses ist es allerdings erstrebenswert, technische Garne generell nach einem Schnellspinnverfahren herzustellen.
  • Aus der deutschen Patentschrift 34 31 831 ist beispielsweise ein Verfahren zur Herstellung von technischen Garnen aus einem bei hoher Spinnabzugsgeschwindigkeit von bis zu 3000 m/min ersponnenen Ausgangsgarn bekannt, mit dem es gelingt, Garne herzustellen, die ausweislich der Beispiele dieser Druckschrift Festigkeiten bis zu 72,5 cN/tex erreichen können. Jedoch lassen diese Garne immer noch bezüglich der Kombination der o.g. technisch relevanten Eigenschaften zu wünschen übrig. So liegt die erreichbare Festigkeit auch bei weitgehender Ausnutzung der Verstreckmöglichkeiten noch deutlich unterhalb der langsam gesponnener Garne. Insbesondere ist es nicht möglich, die Forderung nach hoher Festigkeit bei niedrigem Hitzeschrumpf in gewünschtem Maße zu erfüllen.
  • So zeigen die Beispiele 7 und 8 aus der Tabelle S.24 der o.g. Offenlegungsschrift, daß die Schrumpfzulassung auf Werte, die beispielsweise für Beschichtungsträger gefordert sind, die Reißfestigkeit auf unzureichende Werte absinken läßt. Darüberhinaus gelingt es erfahrungsgemäß bei diesen Schnellspinngarnen wegen der weitgehenden Verstreckung ebenfalls nicht, die erforderliche Garnreinheit, d.h. minimale Anzahl von Kapillarbrüchen zu realisieren.
  • Überraschenderweise hat es sich nun gezeigt, daß es möglich ist, auch durch Schnellspinnen, d.h. beim Arbeiten mit Spinnabzugsgeschwindigkeiten über 2500 m/min hochfeste Polyestergarne mit einer für den technischen Einsatz erwünschten Eigenschaftkombination zu erzeugen, wenn man von einem speziellen Polyesterrohstoff auf der Basis eines modifizierten Polyethylenterephthalat ausgeht.
  • In den folgenden Ausführungen wird auf die Figuren 1 und 2 Bezug genommen. Figur 1 zeigt graphische Darstellungen der Formel 11 (Kurve 1) und der rechten Seite der Formel 111 (Kurve 2) sowie eine Darstellung der Abhängigkeit des Quotienten Q von der Spinngeschwindigkeit für einen bekannten Polyesterrohstoff (Kurve 3).
  • Der Bereich zwischen den Kurven 1 und 2 bezeichnet die Lage bevorzugter erfindungsgemäßer Polyesterrohstoffe.
  • Die Figur 2 zeigt eine graphische Darstellung des Zusammenhangs von Doppelbrechung und Kristallinität von Spinngarnen, die bei gleicher Spinnabzugsgeschwindigkeit aus einem bekannten Polyesterrohstoff (Kurve 1) und aus einem erfindungsgemäßen Polyesterrohstoff (Kurve 2) ersponnen wurden.
  • Der erfindungsgemäß einzusetzende, spezielle Polyesterrohstoff enthält als Modifizierungskomponenten, bezogen auf die gesamten Säurekomponenten 0,5 - 5,0 Mol% Reste von aliphatischen Dicarbonsäuren mit insgesamt 5 C-Atomen und/oder aromatischen Dicarbonsäuren deren Carbonylbindungen gewinkelt stehen oder deren aromatische Kerne modifizierungswirksame Substituenten tragen, und/oder, bezogen auf die gesamten Diolkomponenten, 0,5 - 5,0 Mol% Alkan- oder Cycloalkandiole mit 3 bis 10 C-Atomen, Di-oder Tri-ethylenglykol oder Polyethylenglykol mit einem Molgewicht bis 4000. Das mittlere Molekulargewicht des erfindungsgemäß einzusetzenden Polyesters entspricht einer spezifischen Viskosität, gemessen in einer Lösung von 1 g des Polyesters in 100 ml Dichloressigsäure bei 25 C, von 0,8 - 1,7, vorzugsweise von 1,1 - 1,5. Ein wesentliches Charakteristikum des erfindungsgemäß einzusetzenden Polyesters besteht darin, daß, wenn er mit einer Spinnabzugsgeschwindigkeit (Va) im Bereich 2500 < Va < 4000 m/min versponnen wird, der Quotient (Q) aus Doppelbrechung (Db) und Kristallinität (K) entsprechend Formel I des erhaltenen Spinngarns (d.i. das beim Spinnen direkt, ohne jeden weiteren Behandlungsschritt erhaltene Garn) oberhalb der Kurve 1 in Fig.1 liegt, bzw. der Formel 11 entspricht:
    Figure imgb0001
    Figure imgb0002
    Ein Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ein Spinngarn, das aus diesem Polyesterrohstoff besteht und daraus durch Schnellspinnen mit Spinnabzugsgeschwindigkeiten über 2500 m/min, beispielsweise mit 2500 bis 6500 m/min oder je nach Spinnanlage auch darüber, erhalten wird.
  • Es wird ausdrücklich darauf hingewiesen, daß der oben angegebene Geschwindigkeitsbereich von 2500 bis 4000 m/min lediglich für die Prüfung und Charakterisierung des erfindungsgemäßen Polyesterrohstoffs dient.
  • Genügt ein in diesem Geschwindigkeitsbereich ersponnenes Spinngarn den Bedingungen der Formel 11, so ist der betreffende Polyesterrohstoff als erfindungsgemäß nutzbares, d.h. zur Herstellung des erfindungsgemäßen Spinngarns geeignetes Rohmaterial charakterisiert. Ein solches Rohmaterial kann dann selbstverständlich auch bei höheren Geschwindigkeiten als 4000 m/min zu dem erfindungsgemäßen Spinngarn versponnen werden.
  • Die oben angegebenen, in den erfindungsgemäß einzusetzenden Polyester eingebauten Modifizierungskomponenten beeinflussen signifikant die Kristallisationscharakteristik des Spinngarns und werden daher aus der oben angegebenen Gruppe so ausgewählt, daß der Quotient aus optische Doppelbrechung und Kristallinität nach Formel I des daraus hergestellten Spinngarns der durch die Formel 11 definierten Bedingung entspricht.
  • Aromatische und aliphatische Dicarbonsäuren, die in den erfindungsgemäßen Polyester eingebaut werden können, sind beispielsweise Isophthalsäure, Sulfoisophthalsäure, Methylterephthalsäure, Chlorterephthalsäure, Methylisophthalsäure, Chlorisophthalsäure, 3- oder 4-Carboxyphenylessigsäure, Naphtalin-1,3-, 1,6-, 2,5-oder -2,7-dicarbonsäure, Glutarsäure, Adipinsäure, Pimelinsäure, Korksäure, Azelainsäure oder Sebacinsäure. Diole, die zur Modifizierung in die erfindungsgemäßen und erfindungsgemäß einzusetzenden Polyester eingebaut werden können, sind beispielsweise Propandiol, Butandiol, Pentandiol, Dimethyl-propandiol, Octandiol, Isooctandiol, Cyclohexandiol, Bis-Hydroxymethyl-cyclohexan,Diethylenglycol( = Dihydroxy-diethylether),Triethylenglycol (=Bis-(2-Hydroxyethoxy)-ethan), und Polyethylenglycol oder Polypropylenglycol mit mittleren Molekulargewichten bis ca. 4000.
  • Bevorzugt ist ein erfindungsgemäßer Polyesterrohstoff, der als Modifizierungskomponenten, bezogen auf die gesamten Säurekomponenten 0,5 - 5,0 Mol-%, vorzugsweise 1 bis 3 Mol%, Reste von aliphatischen Dikarbonsäuren mit insgesamt mindestens 5 C-Atomen und/oder aromatischen Dikarbonsäuren deren Carbonylbindungen gewinkelt stehen, enthält.
  • Als modifizierende Säurekomponente ist in der Praxis die Isophthalsäure, vorzugsweise in Mengenanteilen von 0,5 - 5 Gew.%, insbesondere 1 bis 2,5 Gew.%, besonders bevorzugt. Bevorzugte Diolkomponenten sind Diethylenglycol, das zweckmäßigerweise in einem Mengenanteil von 0,5 bis 3 Gew.%, insbesondere 1 bis 2 Gew.%, oder z.B. Bishydroxymethyl-cyclohexan, das zweckmäßigerweise in den oben angegebenen Mengenanteilen von 0,5 bis 5 Gew.%, vorzugsweise 1,5 bis 3 Gew.% in dem Polyethylenterephthalat enthalten ist.
  • Auch Kombinationen von modifizierenden Säure- und Diolkomponenten können in dem Polyethylenterephthalat enthalten sein, wie z.B. 0,5 bis 2,5 Gew.%, vorzugsweise 1 bis 2 Gew.% Isophthalsäure und 0,5 bis 2,5, vorzugsweise 1 bis 2 Gew.% Diethylenglycol. Die Modifizierung wird im Rahmen der obigen Angaben so eingestellt, daß der Polyester die durch die Formel 11 gegebene Spezifikation erfüllt.
  • Besonders bevorzugt sind solche Polyesterrohstoffe bei denen der Quotient Q aus Doppelbrechung und Kristallinität des daraus hergestellten Spinngarns zwischen den Kurven 1 und 2 in Fig.1 liegt, bzw. der Formel 111
    Figure imgb0003
    entspricht.
  • Bevorzugt sind auch solche Polyesterrohstoffe und daraus hergestellte Spinngarne, die keine Pigmentierungsmittel enthalten.
  • Die Verwendung von modifizierten Copolyestern zur Herstellung hochfester Multifilamente für technische Einsatzgebiete ist in der Literatur nur vergleichsweise wenig beschrieben. So wird in einer Reihe von japanischen Offenlegungsschriften die Verwendung von Rohstoffen mit unterschiedlichen Anteilen von 4,4'-Diphenyldicarbonsäure als Comonomer beansprucht. Dabei enthält der Polyester nach der JP-A-57 143 516 und JP-A-57 143 517 einen Anteil von 45-74 Mol% des Comonomeren, was weit über eine übliche Modifizierung des Polyethylenterephthalates hinausgeht. In den JP-A-53 006 621 und JP-A-51 082 019 werden dagegen nur Zusätze von 0,5 - 5 Mol% bzw. > 10 Gew.% Ethylen-4,4'-diphenylcarboxylat-Einheiten als Modifizierungskomponente beschrieben. Aus keiner dieser Offenlegungsschriften sind jedoch Hinweise auf ein Schnellspinnverfahren ersichtlich. Darüberhinaus erscheint die Verwendung von 4,4'-Diphenyldikarbonsäure als zu aufwendig um die erfindungsgemäßen Verbesserungen herbeizuführen.
  • Die Herstellung eines Copolyesters mit erniedrigter Erweichungstemperatur enthaltend 2,2',6,6'-Tetramethyl- biphenyl-4,4'-dicarbonsäure als Co-Komponente ist in US-A-40 35 342 beschrieben. Die Möglichkeit der Verarbeitung dieses Rohstoffes nach einem Schnellspinnverfahren wird jedoch dort in keiner Weise angedeutet. Darüberhinaus wirkt sich eine starke Erniedrigung der Erweichungstemperatur nachteilig aus, beispielsweise bei einer Heißbeschichtung der daraus hergestellten Garne.
  • Die JP-A-52 152 514 beschreibt aromatische Diolkomponenten, die JP-A-57 149 511 gemischt funktionelle Monomere, wie z.B. p-Hydroxybenzoesäure als Modifizierungskomponenten. Es ist anzunehmen, daß diese kettenversteifend wirkenden Monomeren sich eher nachteilig beim Schnellspinnen verhalten. Diese Monomere sind daher nicht für die erfindungsgemäße Modifizierung von Polyethylenterephthalat geeignet. Dasselbe gilt für die dort beschriebene Zugabe von Diaminen bzw. Aminocarbonsäuren in JP-A-55 137 217 und JP-A-55 067 009.
  • Die JP-A-63 059 412 und die JP-A-53 130 351 betreffen Verbesserungen, die durch Verwendung von Polytrimethylenterephthalat, Polytetramethylenterephthalat oder Polyhexamethylenterephthalat oder Blends aus diesen o.ä. oder entsprechenden Polyisophthalaten mit Polyethylenterephthalat erzielt werden. Hierbei handelt es sich um eigenständige Polymere bzw. Gemische verschiedener Polymere, nicht aber um eine Modifizierung im Sinne der vorliegenden Erfindung.
  • Die Prüfung eines erfindungsgemäß einzusetzenden modifizierten Polyesterrohstoffes auf Erfüllung der durch die Formeln 11 oder 111 gegebenen Bedingungen kann in der Weise erfolgen, daß eine Probe des Rohstoffs bei einer Spinnabzugsgeschwindigkeit von 2500 bis 4000 m/min versponnen wird und an dem erhaltenen Spinngarn die Doppelbrechung und die Kristallinität bestimmt wird. Danach wird der Quotient aus beiden Werten gebildet und geprüft, ob die durch die Formeln geforderten Bedingungen erfüllt sind.
  • Die Doppelbrechung der Spinngarne wird in bekannter Weise mittels eines Polarisationsmikroskopes bestimmt.
  • Die Kristallinität wird üblicherweise aus der Dichte d der Fäden berechnet nach der folgenden Gleichung:
    Figure imgb0004
  • Die Dichte d der Fäden wird in bekannter Weise mit Hilfe einer Dichtegradientensäule (Dichtebereich 1,35-1,45g/ml; wäßrig. Zinksalz-Lösung) bestimmt werden. Die Dichte des amorphen Anteils da ist mit 1,331 g/ml und die Dichte des kristallinen Materials dk mit 1,455 g/ml angesetzt worden.
  • Soweit die aus dem oben beschriebenen modifizierten Polyesterrohstoff ersponnenen erfindungsgemäßen Spinngarne mit einer Spinnabzugsgeschwindigkeit Va von 2500 bis 4000 m/min ersponnen wurden, genügen sie definitionsgemäß der Formel
    Figure imgb0005
    worin Q der Quotient aus Doppelbrechung und Kristallinität gemäß Formel 1 ist.
  • Aus der obigen Formel ergibt sich, daß das erfindungsgemäße Spinngarn je nach der Spinnabzugsgeschwindigkeit, mit der es ersponnen wurde eine besondere charakteristische Kombination von molekularer Orientierung, ausgedrückt durch den Wert der optischen Doppelbrechung, und Kristallinität aufweist. Gegenüber Spinngarnen aus herkömmlichen, unmodifizierten Polyestern hat das erfindungsgemäße Spinngarn bei gleicher Orientierung eine wesentlich niedrigere Kristallinität, bzw. bei gleicher Kristallinität eine wesentlich höhere Orientierung. In der grafischen Darstellung der Fig.2, in der die Doppelbrechung als Maßstab der Orientierung gegen die Spinnkristallinität aufgetragen ist, kommt dieser Zusammenhang sehr deutlich zum Ausdruck.
  • Beispielsweise ergibt sich für das erfindungsgemäße Spinngarn, bei einer Spinnabzugsgeschwindigkeit Va, mit der es versponnen wurde ein Quotient aus Doppelbrechung und Kristallinität entsprechend Formel I, wie folqt:
    Figure imgb0006
    Figure imgb0007
  • Der Einfluß von Zusätzen zu Polyesterrohstoffen auf das Kristallisationsverhalten ist in der Literatur angedeutet. So sind in den Japanischen Patenten Nr. 58 079 012 und Nr. 58 065 719 beispielsweise Rohstoffe beschrieben, die im schnellgesponnenen Spinngarn gleichfalls zu hoher Orientierung und niedriger Kristallinität führen sollen. Dieser Effekt wird dort jedoch nicht durch Verwendung eines Copolyesters erreicht, sondern durch Zugabe von schwefeliger oder antimoniger Säure oder deren Salzen zu gewöhnlichem Polyethylenterephthalat.
  • Der gleiche Effekt wird nach JP-A-58 047 020 durch Zugabe von basischen Natrium- oder Kaliumsalzen, bzw. nach JP-A-58 096 624 durch Zugabe von Natrium- oder Kaliumalkoholaten sowie Carbonsäureanhydriden erreicht. In keinem Falle handelt es sich um eine regelrechte Modifizierung durch Einbau von Copolymeren in den Polyester.
  • Hoher Spinnschrumpf und hohe Doppelbrechung bei 3000 m/min Spinnabzugsgeschwindigkeit läßt sich nach JP-A-60 071 710 erreichen, wenn man aliphatische Carbonsäurereste als Endgruppen einführt. Derart modifizierte Polyester sollen Vorteile für textile Einsatzgebiete bringen. Die Herstellung hochfester technischer Filamente wird nicht beschrieben.
  • Aus dem erfindungsgemäßen Spinngarn lassen sich nach dem weiter unten beschriebenen Verfahren hochfeste Garne für technische Zwecke herstellen. Es bietet dabei den wertvollen Vorteil, daß es durch geeignete Wahl der Weiterverarbeitungsbedingungen speziellen technischen Zwecken besser angepaßt werden kann als herkömmliches Spinngarn.
  • Ein weiterer Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist das Verfahren zur Weiterverarbeitung des oben beschriebenen Spinngarns zu hochfesten Polyestergarnen für den technischen Einsatz. Dieses Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, daß das mit hoher Spinngeschwindigkeit ersponnene Spinngarn aus dem oben beschriebenen Polyesterrohstoff einer ein-oder mehrstufigen Verstreckung bei hohen Temperaturen unterzogen wird. Die Verstreckung kann dabei kontinuierlich über Abzugs- und Verstreckgaletten erfolgen, vorzugsweise aber diskontinuierlich an einer Gallettenbandstraße, wobei eine Verstreckspannung zwischen 20 und 33 cN/tex, vorzugsweise zwischen 23 bis 29cN/tex, eingehalten wird.
  • Ein Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist auch das nach diesem Verfahren aus dem schnellgesponnenen Spinngarn herstellbare hochfeste Polyestergarn, das demgemäß dadurch gekennzeichnet ist, daß der Polyester als Modifizierungskomponenten, bezogen auf die gesamten Säurekomponenten 0,5 - 5,0 Mol% Reste von aliphatischen Dikarbonsäuren mit insgesamt 5 C-Atomen und/oder aromatischen Dikarbonsäuren deren Carbonylbindungen gewinkelt stehen oder deren aromatische Kerne modifizierungswirksame Substituenten tragen, und/oder, bezogen auf die gesamten Diolkomponenten, 0,5 - 5,0 Mol% Alkan- oder Cycloalkandiole mit 3 bis 10 C-Atomen, Di- oder Tri-ethylenglykol oder Polyethylenglykol mit einem Molgewicht bis 4000 enthält, eine spezifische Viskosität, gemessen in einer Lösung von 1 g des Polyesters in 100 ml Dichloressigsäure bei 25 ° C von 0,8 - 1,7, vorzugsweise von 1,1 - 1,5 aufweist, und daß das Garn eine Kombination der folgenden Daten hat:
    • Höchstzugkraft: > 70 cN/tex
    • Höchstzugkraftdehnung: < 15 %
    • Bezugsdehnung (54 cN/tex): < 12 %
    • Heißluftschrumpf bei 200 C: < 8 %
    • Schrumpfkraft bei 190 C: > 0,30 cN/tex
    • und der Heißluftschrumpf bei 200 ° C (HS200) mit der Höchstzugkraft (HZK) in folgender Beziehung steht:
    Figure imgb0008
  • (In den obigen und den folgenden Ausführungen steht der Begriff "Höchstzugkraft" vereinfachend für die "feinheitsbezogene Höchstzugkraft".)
  • Wie bereits oben dargelegt, kann durch Variation der Verfahrensparameter eine ausgezeichnete Anpassung der Garneigenschaften an die beabsichtigte Verwendung erfolgen.
  • So ist es beispielsweise möglich durch Zulassung eines geringen Schrumpfes von ca. 4 bis 10 % in der letzten "Verstreckstufe" hochfeste Garne mit besonders niedrigem Hitzeschrumpf herzustellen, die beispielsweise als Festigkeitsträger in beschichteten Flächengebilden eingesetzt werden können. Die erforderliche Durchwärmung der Fäden erfolgt dabei entweder über beheizte Galetten oder einen heißen Fixierkanal. Ein solches schnellgesponnenes, hochfestes Polyestergarn aus modifiziertem Polyethylenterephthalat hat eine Kombination der folgenden Daten:
    • Höchstzugkraft: > 70 cN/tex
    • Höchstzugkraftdehnung: < 15 %
    • Bezugsdehnung (54 cN/tex): < 12 %
    • Heißluftschrumpf bei 200 C: < 3 %
    • Schrumpfkraft bei 190 C: > 0,30 cN/tex
  • oder, bei Einstellung eines etwas höheren Moduls, eine drastisch erhöhte Schrumpfkraft bei der folgenden Datenkombination:
    Figure imgb0009
    oder:
    Figure imgb0010
  • Ohne oder nur mit geringer Relaxation « 4%), mit oder ohne Wärmebehandlung lassen sich schnellgesponnene, technische Polyestergarne mit außerordentlich hohen Festigkeiten von über 75 cN/tex herstellen, die vorzugsweise als Verstärkungsfäden in Förderbändern, Schläuchen und Keilriemen einsetzbar sind, aber auch als Reifenkord mit deutlich verbesserter Garnfestigkeit nutzbar sind, insbesondere wenn man bei hohen Spinngschwindigkeiten die erforderliche Dimensionsstabilität erreicht. Ohne Schrumpfzulassung ergeben sich Garne mit z.B. folgenden Eigenschaftskombinationen:
    Figure imgb0011
    oder bei Spinnabzugsgeschwindigkeiten > 3500 m/min:
    Figure imgb0012
  • Besonders bevorzugt sind insbesondere auch solche erfindungsgemäßen Gegenstände, die eine Kombination mehrerer bevorzugter Merkmale aufweisen.
  • Die folgenden Ausführungsbeispiele veranschaulichen die Ausführung der Erfindung und zeigen die damit verbundenen überraschenden technischen Vorteile.
    • Beispiele
  • Für die erfindungsgemäßen Beispiele wurde ein pigmentfreier Copolyester aus modifiziertem Polyethylenterephthalat verwendet, das als einzige Modifizierungskomponente 1,6 Gew.% Isophthalsäure enthielt. Für die Vergleichsbeispiele wurde ein handelsüblicher, für die Faserherstellung bestimmtes Polyethylenterephthalat eingesetzt, das mit 0,04 Gew.% Ti02 pigmentiert war. Den abweichenden Verlauf des Quotienten aus Doppelbrechung und Spinnkristallinität gemäß Formel I des Vergleichsrohstoffes in Abhängigkeit von der Spinnabzugsgeschwindigkeit Va gegenüber dem erfindungsgemäßen, modifiziertem Polyester, verdeutlicht Kurve 3 in Fig.1.
  • Die spezifische Lösungsviskosität des erfindungsgemäßen Polyesterrohstoffes sowie des Vergleichsrohstoffes liegt im Bereich von 0,8 - 1,7, vorzugsweise von 1,1 - 1,5.
  • Die relative Lösungsviskosität wurde üblicherweise an Lösungen von 1,0 g des Polymerisates in 100 ml Dichloressigsäure bei 25 ° C bestimmt durch Messung der Durchlaufzeiten der Lösung durch ein Kapillarviskosimeter und durch Bestimmung der Durchlaufzeit des reinen Lösungsmittels unter den gleichen Bedingungen. Die eingesetzten Polyethylentherephthalat-Granulate wurden über einen Extruder aufgeschmolzen, einer Spinnpumpe zugeführt und über ein Spinnpack versponnen. Die im Spinnpack befindliche Düsenplatte hatte jeweils 200 Bohrungen mit einem Durchmesser von jeweils 0,6 mm.
  • Die Spinnfäden wurden gemeinsam einer Präpariereinrichtung zugeführt, mit einer Spinnpräparation versehen und mit den in den Tabellen angegebenen Geschwindigkeiten abgezogen und aufgespult. Je nach der Vororientierung der Spinnware wurden die Fäden dannunter verschiedenen Bedingungen und auf verschiedenen Verstreckanlagen verstreckt und teilweise geschrumpft.
  • Die Spinn- und Verstreckbedingungen, die bei den einzelnen Versuchen eingehalten wurden sind in den folgenden Tabellen angegeben.
  • In einer ersten Versuchserie wurden die Bedingungen zur Herstellung von Garnen für Beschichtungsträger eingestellt. Die Daten dieser Serie finden sich in den Tabellen 1 und 2, wobei in der Tabelle 2 insbesondere die Daten angegeben wurden, die bei einerSimulation einer großtechnischen Produktion mit hoher Bandstra- ßengeschwindigkeit ( > 250 m/min) und großer Fadenzahl (> 250 Fäden) erhalten wurden. Dabei wurde auch die Garnreinheit durch Angabe der Flusenzahlen berücksichtigt.
  • In einer zweiten Versuchserie wurden die Bedingungen zur Herstellung von Garnen für Verstärkungszwecke eingestellt. Die Daten dieser Serie finden sich in der Tabelle 3.
  • In den folgenden Tabellen steht der Begriff Reißfestigkeit für die Höchstzugkraft (HZK).
  • Figure imgb0013
    Figure imgb0014
    Figure imgb0015
    Figure imgb0016
    Figure imgb0017

Claims (17)

1. Spinngarn zur Herstellung von Synthesefasern mit hoher Festigkeit bei relativ geringem Thermoschrumpf durch Schnellspinnen, dadurch gekennzeichnet, daß es aus einem Polyesterrohstoff auf der Basis eines modifizierten Polyethylenterephthalates besteht,
- das als Modifizierungskomponenten, bezogen auf die gesamten Säurekomponenten 0.5 - 5,0 Mol% Reste von aliphatischen Dikarbonsäuren mit insgesamt 5 C-Atomen und/oder aromatischen Dikarbonsäuren deren Carbonylbindungen gewinkelt stehen oder deren aromatische Kerne modifizierungswirksame Substituenten tragen, und/oder bezogen auf die gesamten Diolkomponenten, 0,5 - 5,0 Mol% Alkan- oder Cycloalkandiole mit 3 bis 10 C-Atomen, Di- oder Tri-ethylenglykol oder Polyethylenglykol mit einem Molgewicht bis 4000 enthält,
- dessen mittleres Molekulargewicht einer spezifischen Viskosität, gemessen in einer Lösung von 1 g des Polyesters in 100 ml Dichloressigsäure bei 25 ° C von 0,8 - 1,7, vorzugsweise von 1,1 - 1,5 entspricht.
- und das beim Verspinnen mit einer Spinnabzugsgeschwindigkeit Va ein Spinngarn liefert, das der Formel 11
Figure imgb0018
genügt, worin
Q der Quotient aus Doppelbrechung und Kristallinität des ersponnen Spinngarns ist.
2. Spinngarn gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß es aus einem Polyesterrohstoff auf der Basis eines modifizierten Polyethylenterephthalates besteht,
das als Modifizierungskomponente, bezogen auf die gesamten Säurekomponenten 0,5 - 5,0 Mol-% Reste von aliphatischen Dicarbonsäuren mit insgesamt 6 C-Atomen und/oder aromatischen Dicarbonsäuren deren Carbonylbindungen gewinkelt stehen oder deren aromatische Kerne modifizierungswirksame Substituenten tragen, enthält.
3. Spinngarn gemäß mindestens einem der Ansprüche 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß es aus einem Polyesterrohstoff auf der Basis eines modifizierten Polyethylenterephthalates besteht, das als Modifizierungskomponente, bezogen auf die gesamten Diol-Komponenten 0,5 bis 5,0 Mol% Reste des Di-ethylenglycols oder des Bishydroxymethyl-cyclohexans enthält.
4. Spinngarn gemäß mindestens einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß es aus einem Polyesterrohstoff auf der Basis eines modifizierten Polyethylenterephthalates besteht, das als Modifizierungskomponente Reste der Isophthalsäure enthält.
5. Spinngarn gemäß mindestens einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß es aus einem Polyesterrohstoff auf der Basis eines modifizierten Polyethylenterephthalates besteht, in dem die modifizierende Säurekomponente in einem Mengenanteil von 1 bis 3 Mol% vorliegt.
6. Spinngarn gemäß mindestens einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß es aus einem Polyesterrohstoff auf der Basis eines modifizierten Polyethylenterephthalates besteht, das beim Verspinnen mit einer Spinnabzugsgeschwindigkeit Va ein Spinngarn liefert, das der Formel 111
Figure imgb0019
genügt, worin
Q der Quotient aus Doppelbrechung und Kristallinität des ersponnen Spinngarns ist.
7. Spinngarn gemäß mindestens einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der Spinnabzugsgeschwindigkeit Va und dem Quotient aus Doppelbrechung und Kristallinität der folgende Zusammenhang besteht:
Figure imgb0020
8. Spinngarn gemäß mindestens einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, es keine Pigmentierungsmittel enthält.
9. Verfahren zur Herstellung des Spinngarns des Anspruchs 1, durch Verspinnen eines Polyesters mit einer Spinnabzugsgeschwindigkeit über 2500 m/min, dadurch gekennzeichnet, daß man als Polyester ein modifiziertes Polyethylenterephthalates einsetzt,
- das als Modifizierungskomponenten, bezogen auf die gesamten Säurekomponenten 0,5 - 5,0 Mol% Reste von aliphatischen Dikarbonsäuren mit insgesamz 5 C-Atomen und/oder aromatischen Dikarbonsäuren deren Carbonylbindungen gewinkelt stehen oder deren aromatische Kerne modifizierungswirksame Substituenten tragen, und/oder, bezogen auf die gesamten Diolkomponenten, 0,5 - 5,0 Mol% Alkan- oder Cycloalkandiole mit 3 bis 10 C-Atomen, Di- oder Tri-ethylenglykol oder Polyethylenglykol mit einem Molgewicht bis 4000 enthält,
- dessen mittleres Molekulargewicht einer spezifischen Viskosität, gemessen in einer Lösung von 1 g des Polyesters in 100 ml Dichloressigsäure bei 25 ° C von 0,8 - 1,7, vorzugsweise von 1,1 - 1,5 entspricht,
- und das beim Verspinnen mit einer Spinnabzugsgeschwindigkeit Va ein Spinngarn liefert, das der Formel 11
Figure imgb0021
genügt, worin
Q der Quotient aus Doppelbrechung und Kristallinität des ersponnen Spinngarns ist.
10. Schnellgesponnenes, hochfestes Polyestergarn aus modifiziertem Polyethylenterephthalat, dadurch gekennzeichnet, daß das Polyethylenterephthalat als Modifizierungskomponenten, bezogen auf die gesamten Säurekomponenten 0,5 - 5,0 Mol% Reste von aliphatischen Dicarbonsäuren mit insgesamt 5 C- Atomen und/oder aromatischen Dicarbonsäuren deren Carbonylbindungen gewinkelt stehen oder deren aromatische Kerne modifizierungswirksame Substituenten tragen, und/oder, bezogen auf die gesamten Diolkomponenten, 0,5 - 5,0 Mol% Alkan- oder Cycloalkandiole mit 3bis 10 C-Atomen, Di-oder Tri-ethylenglykol oder Polyethylenglykol mit einem Molgewicht bis 4000 enthält, eine spezifischen Viskosität, gemessen in einer Lösung von 1 g des Polyesters in 100 ml Dichloressigsäure bei 25°C von 1,0 - 1,35 aufweist, und das Garn eine Kombination der folgenden Daten aufgweist: Höchstzugkraft: > 70 cN/tex Höchstzugkraftdehnung: < 15 %
Bezugsdehnung (54 cN/tex): < 12 %
Heißluftschrumpf bei 200 C: < 8 %
Schrumpfkraft bei 190 C: > 0,30 cN/tex,
und der Heißluftschrumpf bei 200 C (HS200) mit der Höchstzugkraft (HZK) in folgender Beziehung steht:
Figure imgb0022
11. Schnellgesponnenes, hochfestes Polyestergarn aus modifiziertem Polyethylenterephthalat gemäß Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß das Garn eine Kombination der folgenden Daten hat:
Figure imgb0023
12. Schnellgesponnenes, hochfestes Polyestergarn aus modifiziertem Polyethylenterephthalat gemäß Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß das Garn eine Kombination der folgenden Daten hat:
Figure imgb0024
13. Schnellgesponnenes, hochfestes Polyestergarn aus modifiziertem Polyethylenterephthalat gemäß Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß das Garn eine Kombination der folgenden Daten hat:
Figure imgb0025
14. Schnellgesponnenes, hochfestes Polyestergarn aus modifiziertem Polyethylenterephthalat gemäß Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß das Garn eine Kombination der folgenden Daten hat:
Figure imgb0026
15. Schnellgesponnenes, hochfestes Polyestergarn aus modifiziertem Polyethylenterephthalat gemäß Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß das Garn eine Kombination der folgenden Daten hat:
Figure imgb0027
16. Verfahren zur Herstellung eines Garnes gemäß Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß ein mit einer Spinnabzugsgeschwindigkeit über 2500 m/min ersponnenes Spinngarn des Anspruchs 1 einer ein- oder mehrstufigen Verstreckung bei erhöhter Temperatur unterworfen wird, wobei eine Streckspannung zwischen 20 und 33 cN/tex eingehalten wird.
17. Verfahren nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Verstreckspannung 23 bis 29 cN/tex beträgt.
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