ES2359551T3 - Hilo de falsa torsión de fibra compuesta de poliéster y su método de producción. - Google Patents
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Abstract
Un hilo de falsa torsión de una fibra compuesta de poliéster caracterizado por satisfacer las siguientes condiciones (1) a (5): (1) la fibra compuesta está compuesta de filamentos sencillos con dos componentes de poliéster laminados en una manera yuxtapuesta o una manera de núcleo recubierto; (2) al menos uno de los componentes de los dos componentes de poliéster que componen los filamentos sencillos es poli(tereftalato de trimetileno); (3) la diferencia en viscosidad intrínseca entre los dos componentes de poliéster es 0,1-0,8 (dl/g); (4) tiene capacidad de rizo latente; y (5) tiene al menos 50% de alargamiento de estiramiento de rizos desarrollados antes del tratamiento con agua hirviendo.
Description
Hilo de falsa torsión de fibra compuesta de
poliéster y su método de producción.
La presente invención se refiere a un hilo de
falsa torsión de una fibra compuesta de poliéster, que puede usarse
para tejidos de punto o telas tejidas.
En años recientes ha habido una fuerte demanda
de tejidos de punto o telas tejidas elásticos que muestran un
excelente comportamiento elástico y una sensación ponible.
Esta demanda se ha dado por el uso de numerosos
tejidos de punto o telas tejidas que pueden estirarse obtenidas
mezclando, por ejemplo, fibra de poliuretano con fibra de poliéster
o similares.
Sin embargo, la fibra de poliuretano es
problemática porque no se tiñe fácilmente con tintes dispersos de
fibra de poliéster y por lo tanto, necesita un procedimiento de
teñido más complejo, mientras que además se vuelve quebradiza y
pierde sus propiedades elásticas con el uso prolongado.
Se ha intentando evitar dichos problemas
investigando el uso de un hilo rizado de fibra de poliéster en vez
de una fibra de poliuretano.
Hilo rizado es un término que incluye hilo
voluminoso obtenido por funcionamiento mecánico de hilo orientado o
hilo parcialmente orientado (POY), e hilo autorizado obtenido
mediante la adherencia de dos tipos de polímeros en una manera
yuxtapuesta o excéntrica y rizándolos.
El hilo de falsa torsión es un tipo típico de
hilo voluminoso de poli(tereftalato de trimetileno) (en
adelante, "PTT"). Dicho hilo se describe en numerosos
documentos publicados que incluyen Kohyo (Publicación de Patente
Nacional de la Versión Traducida) núm. 9-509225,
Publicación de Patente No Examinada Japonesa SHO núm.
58-104216, Publicación de Patente No Examinada
Japonesa SHO núm. 11-172536, Publicación de Patente
No Examinada Japonesa núm. 2001-20136, y documento
WO-A-00/47507, y Chemical Fibers
International, vol. 47, págs. 72-74 (publicado en
2/1997).
El hilo de falsa torsión de PTT incluye hilo
extensible con un único calentador obtenido directamente rizando o
rizando de forma orientada, y el hilo fijado por doble calentador
obtenido por tratamiento adicional de calor del hilo extensible por
un único calentador.
El hilo extensible por un único calentador tiene
torsión residual, y con tratamiento por calor adicional el rizado
se aumenta y se endurece para dar hilo de falsa torsión con
capacidad de rizado latente. El hilo fijado por doble calentador se
obtiene mediante el desarrollo de rizos por termoendurecimiento, y
dicho hilo texturizado tiene baja torsión residual.
El hilo de falsa torsión por un único calentador
que tiene capacidad de rizado latente y una alta propiedad de
desarrollo de rizo se usa normalmente en telas tejidas, aunque
cuando reside en una tela tejida con fuerza de enlace fuerte debido
a la textura del tejido, o cuando se ha sometido a una fuerte carga,
a menudo falla al mostrar un rizado adecuado incluso si la tela se
somete a tratamiento con calor u otras etapas.
Por ejemplo, cuando se usa hilo de falsa torsión
de PTT convencional como hilo de urdimbre para una tela tejida, la
fuerza de enlace fuerte de la textura del tejido evita la expresión
de rizado adecuado y, por lo tanto, no puede obtenerse un tejido
con una excelente propiedad extensible (o, extensibilidad).
El hilo de falsa torsión por doble calentador
con rizado denso y pocas irregularidades superficiales se usa
normalmente para telas tales como tejidos de punto con fuerza de
enlace de textura relativamente bajo, aunque cuando se usa hilo de
falsa torsión de PTT convencional, se obtiene extensibilidad aunque
se muestra poco de la propiedad de libre circulación de telas que
emplean fibra de poliuretano.
Por otro lado, el hilo rizado yuxtapuesto es un
tipo típico de hilo de autorizado de fibra de PTT, y la técnica
anterior relevante incluye la Publicación de Patente Examinada
Japonesa SHO núm. 43-19108, Publicación de Patente
No Examinada Japonesa núm. 2000-239927, Publicación
de Patente No Examinada Japonesa núm. 2000-256918,
Publicación de Patente No Examinada Japonesa núm.
2001-55634, Patente Europea (EP) núm. 1059372,
Publicación de Patente No Examinada Japonesa núm.
2001-40537, Publicación de Patente No Examinada
Japonesa núm. 2001-131837, Publicación de Patente
No Examinada Japonesa núm. 2002-61031, Publicación
de Patente No Examinada Japonesa núm. 2002-54029 y
USP núm. 6306499.
En estos documentos se propone o bien el uso de
PTT para al menos uno de los componentes, o sino el uso de PTT con
diferente viscosidad intrínseca para fibra compuesta de dos
componentes, de núcleo recubierto yuxtapuesto o excéntrico (ambas
denominadas de forma colectiva a continuación como "fibras
compuestas de PTT"; la fibra compuesta de PTT se denomina además
como fibra conjugada de PTT). Dichas fibras compuestas de PTT se
caracterizan por tener un tacto suave y propiedad de desarrollo de
rizo satisfactoria. Los documentos de técnica anterior mencionada
anteriormente enseñan que dichas fibras tienen propiedades
extensibles y recuperación del alargamiento, y que estas
propiedades pueden utilizarse para la aplicación en diversos tejidos
de punto o telas tejidas extensibles o tejidos de punto o telas
tejidas voluminosas.
Sin embargo, se ha encontrado que las fibras
compuestas de PTT convencionales tienen los siguientes
problemas.
Por la débil propiedad de desarrollo del rizo de
las fibras compuestas de PTT convencionales, no puede obtenerse
extensibilidad excelente cuando se usan para telas tejidas con
fuerte fuerza de enlace debido a la textura. Esto es, aunque se
exprese un rizado adecuado en ausencia de una carga, no puede
expresarse un rizado adecuado incluso con tratamiento por calor en
presencia de enlace como existe en una tela tejida o bajo una
carga.
Para compensar por la débil propiedad de
desarrollo de rizo y para expresar extensibilidad adecuada, ha sido
necesario producir primero un tejido de punto o tela tejida ancho, y
después liberar el enlace o carga durante el tratamiento por calor,
que da por resultado la significativa contracción de la anchura del
tejido. No puede negarse que este método es económicamente
desventajoso por la anchura de tela reducida.
Cuando una fibra compuesta de PTT convencional
se usa directamente en un tejido de punto o tela tejida, se
producen irregularidades del encresponado en la superficie del
producto de tela, dando por resultado una calidad superficial
dañada. Para mejorar la calidad superficial, se lleva a cabo la
torsión a 500-2000 vueltas/m pero, aunque el
encresponado superficial se reduce con mayor torsión de manera que
la calidad superficial se mejora en algún grado, un inconveniente
es que la capacidad de rizado se reduce.
Así, mientras las fibras compuestas de PTT
convencionales muestran propiedades extensibles y una recuperación
del alargamiento comparable a las fibras elásticas si se trata con
calor en ausencia de una carga, cuando de hecho se usan en una
tela, su débil propiedad de desarrollo de rizo limita su uso para
telas tejidas con fuerte enlace de
fibra.
fibra.
También se ha considerado combinar la falsa
torsión con dichas fibras compuestas de poliéster para compensar la
debilidad de la propiedad de desarrollo de rizo de las fibras.
Las fibras compuestas de poli(tereftalato
de etileno) conocidas públicamente, cuando se someten sencillamente
a falsa torsión, no muestran una capacidad de rizado que excede a la
falsa torsión de las fibras del componente individual de la fibra
compuesta. (Véase, por ejemplo, "Filament Texturing Technology
Manual", editado por The Textile Machinery Society of Japan,
pág. 190: 1976).
La Publicación de Patente No Examinada Japonesa
núm. 2000-256918 describe una técnica a través de la
cual una fibra compuesta de núcleo recubierto excéntrico que
comprende como uno de los componentes el PTT obtenido por
copolimerización de componentes trifuncionales reticulables
tridimensionales, se somete a falsa torsión para desarrollar rizos.
Esta publicación, sin embargo, simplemente menciona el rizado de
hilo rizado latente como un medio de desarrollo, y ni describe ni
sugiere una mejora en la propiedad de desarrollo del rizo. Además,
la fibra de PTT obtenida por copolimerización de los componentes
reticulados descrita en esta publicación, tiene pobre estabilidad
de hilatura a largo plazo, y esto ha dificultado por lo tanto, las
operaciones industriales. Además, por el efecto de los componentes
reticulados, el alargamiento de ruptura del hilo de falsa torsión
es menor que 25%, dando por resultado más ruptura de hilo durante la
falsa torsión y dificultando así la operación industrial.
Sorprendentemente, se ha mostrado que para la
falsa torsión de fibra compuesta de PTT convencional, la ruptura de
hilo aumenta durante la falsa torsión mientras avanza el tiempo de
falsa torsión.
Cuando la causa de esto se investigó, se
encontró que era que dímeros cíclicos de tereftalato de trimetileno
en la fibra subliman durante la falsa torsión y atacan, y se
acumulan en las guías.
Se supone que el menor grado de orientación
molecular de la fibra compuesta yuxtapuesta que comprende PTT en
comparación con la fibra compuesta de polímeros sencillos provoca
que los dímeros cíclicos de tereftalato de trimetileno en la fibra
sublimen fácilmente durante la falsa torsión.
Métodos de teñido conocidos para tejidos de
punto o telas tejidas incluyen métodos de teñido de la pieza y
métodos de teñido en impresión, además de métodos de teñido en
hilo.
Los tejidos de punto y telas tejidas obtenidas
mediante métodos de teñido en hilo tienen diseños formados por las
diferentes distribuciones de color de las respectivas fibras, y por
lo tanto se caracterizan por permitir obtenerse tejidos de punto o
telas tejidas con tacto o moda de alta calidad. Los métodos de
teñido en hilo incluyen métodos de teñido después del enrollado y
teñido después de arrollamiento en bobina, aunque los últimos se
usan más habitualmente desde el punto de vista de la economía del
teñido.
Los tejidos de punto y telas tejidas obtenidas
por teñido de hilo del hilo torcido de PTT por teñido en bobina (en
adelante denominado simplemente como "teñido en bobina") se
ajustan más al desarrollo del rizo durante el teñido, en
comparación al hilo de falsa torsión hecho de PTT o
poli(tereftalato de etileno) (en adelante, "PET"). Por
consiguiente, cuando el hilo teñido de hilo de falsa torsión de PTT
se usa en tejidos de punto, se obtiene de forma característica la
extensibilidad satisfactoria debido a la alta capacidad de
rizado.
A pesar de esta característica, sin embargo, se
ha encontrado que con el teñido en bobina de hilo de falsa torsión
de PTT, los oligómeros extraídos del hilo texturizado se depositan
en la bobina teñida, perjudicando así la uniformidad del
teñido.
Específicamente, cuando la disolución de teñido
circula a través de la bobina del interior al exterior de la
bobina, los oligómeros que se han disuelto a partir del hilo de
falsa torsión de PTT en la disolución de teñido se depositan,
adhiriéndose al hilo texturizado. Esto crea el problema de
producción de teñido irregular o coloración oscura en las secciones
del hilo texturizado en que los oligómeros se han adherido. Este
problema de teñido provocado por oligómeros no se limita al teñido
del hilo, sino que se da también con el teñido de la pieza.
El análisis por los actuales inventores ha
mostrado que los componentes principales de los oligómeros son
dímeros cíclicos de tereftalato de trimetileno.
La razón para la gran cantidad de deposición de
dímeros cíclicos con hilo de falsa torsión de PTT no se entiende
bien, pero se conjetura que el bajo grado de orientación del PTT en
el hilo de falsa torsión de PTT facilita el movimiento de los
dímeros cíclicos a la superficie del hilo texturizado.
La Publicación de Patente Japonesa núm. 3204399
describe la fibra de PTT con un contenido limitado de oligómero
para controlar la contaminación del puerto de descarga en hilera.
Sin embargo, su contenido es aún alto, y los problemas de teñido
que se dan cuando el hilo de falsa torsión de PTT teñido no están
tratados.
El documento
WO-A-01/88237 se refiere a un hilo
teñido que es excelente en extensibilidad y estabilidad dimensional
y que tiene un tacto suave y así es adecuado para una tela tejida y
un tejido de punto.
El documento
JP-A-2001 40537 describe un hilo
compuesto que usa un componente de poli(tereftalato de
trimetileno).
Como se explica anteriormente, ha habido una
demanda para una fibra compuesta que muestra una excelente propiedad
de desarrollo de rizo y alta propiedad de recuperación del
alargamiento incluso bajo las condiciones de alta carga típicamente
para tejidos. Ha habido además una demanda para una fibra compuesta
tanto con calidad superficial excelente como alta recuperación del
alargamiento incluso cuando se usa para tejidos de punto. Además,
existe una fuerte demanda para un método de producción estable
tanto de una fibra compuesta como su hilo de falsa torsión a escala
industrial, que no conlleve problemas de teñido.
Es un objeto de la presente invención
proporcionar un hilo de falsa torsión de fibra compuesta de
poliéster que puede proporcionar extensibilidad superior y rápida
recuperación elástica cuando se usa para telas, es decir, que puede
dar tejidos de punto o telas tejidas con excelentes propiedades de
libre circulación. Es otro objeto de la invención proporcionar un
método para la producción industrial estable de un hilo de falsa
torsión de fibra compuesta de poliéster que no es susceptible de dar
problemas durante el teñido, cuyo método permite el rendimiento
satisfactorio del procedimiento durante la torsión y no produce
ruptura del hilo.
El primer problema a resolver por la invención
es eliminar la reducción en la propiedad de desarrollo de rizo bajo
altas cargas o la falta de recuperación de extensión, que es el
inconveniente el hilo de falsa torsión de fibra sencilla de PTT o
fibras compuestas de PTT convencionales. El segundo problema es
eliminar los problemas durante el teñido provocados por oligómeros,
para hilo de falsa torsión obtenido por fibra compuesta de PTT de
falsa torsión. El tercer problema es eliminar la ruptura del hilo
durante la falsa torsión del hilo de falsa torsión mencionado
anteriormente hecho de fibra compuesta de PTT.
Específicamente, la presente invención
proporciona lo siguiente.
1. Un hilo de falsa torsión de una fibra
compuesta de poliéster caracterizado por satisfacer las siguientes
condiciones (1) a (5):
(1) la fibra compuesta está compuesta de
filamentos sencillos con dos componentes de poliéster laminados en
una manera yuxtapuesta o en una manera de núcleo recubierto;
(2) al menos uno de los componentes de los dos
componentes de poliéster que componen los filamentos sencillos es
poli(tereftalato de trimetileno);
(3) la diferencia en viscosidad intrínseca entre
los dos componentes de poliéster es 0,1-0,8
(dl/g);
(4) tiene capacidad de rizado latente; y
(5) tiene al menos el 50% de alargamiento por
estiramiento de rizos desarrollados antes del tratamiento con agua
hirviendo.
2. El hilo de falsa torsión de la fibra
compuesta de poliéster según el punto 1, caracterizado en que las
viscosidad intrínseca media de la fibra compuesta es
0,6-1,2 (dl/g).
3. El hilo de falsa torsión de la fibra
compuesta de poliéster según el punto 1 o 2, caracterizado por
satisfacer adicionalmente las siguientes condiciones (6) a (9):
(6) tiene 50-300% de
alargamiento por estiramiento de rizos desarrollados antes del
tratamiento con agua hirviendo;
(7) la relación entre la carga X (x 10^{-3}
cN/dtex) durante el tratamiento con agua hirviendo y el factor de
rizo Y (%) después del tratamiento con agua hirviendo satisface la
desigualdad -10X + 60 \leq Y \leq 80 (con tal que 1 \leq X
\leq 4);
(8) la velocidad de recuperación del
alargamiento del hilo de falsa torsión después del tratamiento con
agua hirviendo es 15-50 m/seg;
(9) el alargamiento de ruptura del hilo de falsa
torsión antes del tratamiento con agua hirviendo es 25% o
mayor.
4. El hilo de falsa torsión de la fibra
compuesta de poliéster según el punto 1, 2 o 3, caracterizado en que
el poli(tereftalato de trimetileno) es o bien un
homopolímero de poli(tereftalato de trimetileno) o un
copolímero que contiene no más de 10 por ciento en moles de
unidades de éster de repetición distintas de las unidades de
tereftalato de trimetileno de repetición.
5. El hilo de falsa torsión de la fibra
compuesta de poliéster según cualquiera de los puntos 1 a 4,
caracterizado porque el alargamiento por estiramiento de los rizos
desarrollados antes del tratamiento con agua hirviendo es
70-300%.
6. El hilo de falsa torsión de la fibra
compuesta de poliéster según cualquiera de los puntos 1 a 5,
caracterizado porque el factor de rizo medido después del
tratamiento con agua hirviendo con una carga de 3 x 10^{-3}
cN/dtex es 35% o más.
7. El hilo de falsa torsión de la fibra
compuesta de poliéster según cualquiera de los puntos 1 a 6,
caracterizado por satisfacer adicionalmente la siguiente condición
(10):
(10) la torsión de distorsión no es mayor que
100 vueltas/m.
8. El hilo de falsa torsión de la fibra
compuesta de poliéster según cualquiera de los puntos 1 a 7,
caracterizado porque el otro componente de poliéster es
poli(tereftalato de etileno), poli(tereftalato de
propileno) o poli(tereftalato de butileno).
9. El hilo de falsa torsión de la fibra
compuesta de poliéster según cualquiera de los puntos 1 a 8,
caracterizado porque el poli(tereftalato de trimetileno) no
contiene componentes trifuncionales.
10. El hilo de falsa torsión de la fibra
compuesta de poliéster según cualquiera de los puntos 1 a 9,
caracterizado porque el contenido de dímeros cíclicos de
tereftalato de trimetileno en el hilo de falsa torsión no es mayor
que 2,5% en peso.
11. El hilo de falsa torsión de la fibra
compuesta de poliéster según cualquiera de los puntos 1 a 10,
caracterizado porque el valor de fluctuación del tamaño de fibra
(U%) del hilo de falsa torsión no es mayor que 1,5%.
12. Un tejido de punto o tela tejida que
comprende el hilo de falsa torsión de la fibra compuesta de
poliéster según cualquiera de los puntos 1 a 11 para todo o parte
del mismo.
13. Un método para la producción del hilo de
falsa torsión de la fibra compuesta de poliéster según cualquiera
de los puntos 1 a 11, caracterizado porque el método comprende las
siguientes etapas:
- descargar el poliéster de una hilera con el
puerto de descarga inclinado a un ángulo de 10-40º
con respecto a la dirección vertical de enrollado del poliéster,
después enfriar hasta la solidificación, o bien con o sin tirar
para obtener fibra compuesta; y
- hacer falsa torsión en la fibra compuesta
obtenida con una temperatura de hilo de 140-190ºC
durante la falsa torsión.
14. El método para la producción del hilo de
falsa torsión de fibra compuesta de poliéster según el punto 13,
caracterizado porque la fibra compuesta obtenida tiene falsa torsión
mediante un método calentador doble, y la relación de
sobrealimentación en el segundo calentador es -10 a +5%.
15. El método para la producción del hilo de
falsa torsión de fibra compuesta de poliéster según el punto 13,
caracterizado por satisfacer las siguientes condiciones (1) a
(4).
(1) ambos de los dos componentes de poliéster
son poli(tereftalato de trimetileno);
(2) dicho poli(tereftalato de
trimetileno) no contiene componentes trifuncionales;
(3) la viscosidad intrínseca media de la fibra
compuesta es 0,6-1,2 (dl/g);
(4) la realización de falsa torsión usando una
fibra compuesta seleccionada de las siguientes (a) a (c):
(a) una fibra compuesta enrollada en una forma
de canilla, que tiene un alargamiento de ruptura de
25-50% y una tensión extrema de contracción por
calor seco de 0,10-0,30 cN/dtex;
(b) una fibra compuesta enrollada en una forma
de bobina, que tiene un alargamiento de ruptura de
30-80% y una tensión extrema de contracción por
calor seco de 0-0,20 cN/dtex; y
(c) una fibra compuesta no estirada enrollada en
una forma de bobina, que tiene un alargamiento de ruptura de
50-120%, una tensión extrema de contracción por
calor seco de 0-0,15 cN/dtex y una contracción por
agua hirviendo de 1-10%.
La presente invención se explicará ahora en
mayor detalle.
Según la invención, la fibra compuesta está
compuesta de filamentos sencillos con dos componentes de poliéster
laminados en una forma yuxtapuesta o una forma de núcleo recubierto.
Esto es, la colocación de los dos poliésteres es tal que están
laminados en una forma yuxtapuesta a lo largo de la longitud de los
filamentos sencillos, o también todo o una parte de uno de los
componentes de poliéster está rodeado por el otro componente de
poliéster, dando por resultado una fibra compuesta de núcleo
recubierto que tiene una sección transversal de fibra en que ambos
están situados de forma excéntrica. Se prefiere la forma
yuxtapuesta.
La diferencia en viscosidad intrínseca de los
dos componentes de poliéster es 0,1-0,8 dl/g,
preferiblemente 0,1-0,5 dl/g y más preferiblemente
0,3-0,5 dl/g. Una diferencia en la viscosidad
intrínseca en este intervalo dará capacidad de rizo y recuperación
de la extensión adecuada, virtualmente sin enlace de hilo durante la
descarga o contaminación del puerto de descarga incluso si el
diseño de hilera o las condiciones de descarga se cambian durante
el hilado de la fibra compuesta, mientras la fluctuación del tamaño
de fibra del hilo de falsa torsión se reduce también.
Según la invención, la relación de mezclado de
los dos componentes de poliéster con diferentes viscosidades
intrínsecas en la sección transversal del filamento sencillo es
preferiblemente 40/60 a 70/30 y más preferiblemente 45/55 a 65/35
como la proporción del componente de alta viscosidad al componente
de baja viscosidad. Una relación en este intervalo dará resistencia
de al menos 2,5 cN/dtex y excelente capacidad de rizo adecuado para
usos deportivos.
Según la invención, al menos uno de los dos
componentes de poliéster que componen los filamentos sencillos es
PTT. Esto es, la combinación de componentes de poliéster puede ser
una combinación de PTT con un poliéster distinto de PTT, o una
combinación de componentes de PTT.
El PTT puede ser un homopolímero de PTT, o puede
ser copolímero de PTT que contiene no más que 10 por ciento en
moles de unidades éster de repetición distintas de unidades de
tereftalato de trimetileno de repetición.
Lo siguiente puede mencionarse como ejemplos
típicos de componentes de copolimerización para copolímero de
PTT.
Los componentes ácidos incluyen ácidos
dicarboxílicos aromáticos representados por ácido isoftálico y ácido
5-sodiosulfoisoftálico, y ácidos dicarboxílicos
alifáticos representados por ácido adípico y ácido itacónico. Los
componentes glicólicos incluyen etilenglicol, butilenglicol,
polietilenglicol y similares.
Los ácidos hidroxicarboxílicos tales como ácido
hidroxibenzoico son ejemplos adicionales. Una pluralidad de estos
puede copolimerizarse también.
Según la invención, uno de los dos componentes
de poliéster que componen los filamentos sencillos es
preferiblemente PTT mientras el otro componente es PET o
poli(tereftalato de butileno) (en adelante, "PBT"), o un
tercer componente copolimerizado, prefiriéndose PBT.
Como terceros componentes típicos para la
copolimerización pueden mencionarse los siguientes. Los componentes
ácidos incluyen ácidos dicarboxílicos aromáticos representados por
ácido isoftálico y ácido 5-sodiosulfoisoftálico, y
ácidos dicarboxílicos alifáticos representados por ácido adípico y
ácido itacónico. Los componentes glicólicos incluyen etilenglicol,
butilenglicol, polietilenglicol y similares. Los ácidos
hidroxicarboxílicos tales como ácido hidroxibenzoico son ejemplos
adicionales. Una pluralidad de estos puede copolimerizarse
también.
Según la invención, la viscosidad intrínseca
media de la fibra compuesta es preferiblemente
0,6-1,2 dl/g y más preferiblemente
0,7-1,2 dl/g. Una viscosidad intrínseca media en
este intervalo dará por resultado suficiente resistencia de hilo de
falsa torsión y así, telas con excelente resistencia mecánica que
puede emplearse adecuadamente para usos deportivos y similares que
requieren alta resistencia, mientras la producción estable se
facilita además, ya que la ruptura de hilo no se da durante el
procedimiento de producción de hilo de falsa torsión.
El método para la producción del PTT usado para
la invención no está particularmente restringido, y cualquier
método conocido públicamente puede aplicarse. Por ejemplo, puede
mencionarse un método de una única etapa que alcanza un grado de
polimerización que corresponde a la viscosidad intrínseca prescrita
por polimerización por fusión sola, o un método de dos etapas en
donde el grado de polimerización se aumenta por polimerización por
fusión hasta una viscosidad intrínseca prescrita, y entonces el
grado de polimerización se aumenta para corresponder a la
viscosidad intrínseca prescrita por polimerización en estado
sólido.
Según la invención, el último método de dos
etapas que combina la polimerización en estado sólido se aplica
preferiblemente para reducir el contenido de dímero cíclico del PTT.
Cuando el PTT se produce por un método de una única etapa, el PTT
obtenido se suministra preferiblemente a una etapa de hilado después
de reducir los dímeros cíclicos por tratamiento de extracción o
similar.
El PTT usado para la invención tiene
preferiblemente un contenido en dímero cíclico de tereftalato de
trimetileno de no más que 2,5% en peso, más preferiblemente no más
que 1,1% en peso y más preferiblemente no más que 1,0% en peso. Se
prefiere un contenido en dímero cíclico menor, y puede ser incluso
0%. Un contenido en dímero cíclico de 2,5% en peso o menos dará por
resultado un contenido de no más que 2,5% en peso en el hilo de
falsa torsión, como se explicará posteriormente, eliminando de ese
modo el problema durante la falsa torsión y el teñido.
El PTT usado para la invención contiene
preferiblemente componentes no trifuncionales. Cuando están
presentes los componentes trifuncionales, las cadenas de PTT se
ramifican y la orientación cristalina de la fibra se reduce. Como
componentes trifuncionales se pueden mencionar trimetilolpropano,
pentaeritritol, ácido trimelítico y ácido piromelítico.
Según la invención, los dos componentes de
poliéster que componen los filamentos sencillos son ambos
preferiblemente PTT para obtener una excelente recuperación
instantánea. Cuando ambos componentes son PTT, el contenido de
dímeros cíclicos de tereftalato de trimetileno es preferiblemente no
mayor que 1,1% en peso para ambos componentes PTT, para reducir la
ruptura de hilo debido a la deposición de dímero cíclico durante la
falsa torsión.
El hilo de falsa torsión de la fibra compuesta
de poliéster según la invención no solo tiene rizos (es decir,
rizos desarrollados) producidos por falsa torsión de la fibra
compuesta de poliéster, sino que además muestra capacidad de rizado
latente. La capacidad de rizado latente es el rizado que se
desarrolla por tratamiento con calor del hilo de falsa torsión. El
tratamiento con calor es, por ejemplo, tratamiento en agua
hirviendo, calentamiento durante la etapa de teñido o calentamiento
durante otras etapas, y el tratamiento con calor puede llevarse a
cabo en la etapa de fibra o en la etapa de tela.
El hilo de falsa torsión de la invención tiene
al menos el 50%, preferiblemente 50-300%, más
preferiblemente 60-300% e incluso más
preferiblemente 70-300% de alargamiento por
estiramiento de rizos desarrollados antes del tratamiento con agua
hirviendo. Si el alargamiento por estiramiento de los rizos
desarrollados antes del tratamiento con agua hirviendo es al menos
el 50%, entonces se alcanzará alta propiedad de desarrollo de rizo
por tratamiento con agua hirviendo incluso para una tela con fuerte
fuerza de enlace tal como telas tejidas, y por lo tanto, se obtiene
una tela con excelente extensibilidad y recuperación de alargamiento
instantáneo. El alargamiento por estiramiento de aproximadamente
300% es el límite para es estado actual de la técnica.
Como el alargamiento por estiramiento de los
rizos desarrollados antes del tratamiento con agua hirviendo es
como mucho 20% para el hilo de falsa torsión de PET convencional
(Véase "Filament Texturing Technology Manual", editado por The
Textile Machinery Society of Japan, pág. 191: 1976), el alargamiento
por estiramiento del hilo de falsa torsión de la invención puede
considerarse extremadamente alto.
Cuando el hilo de falsa torsión de PTT según la
invención se usa como trama para una tela tejida, se obtiene una
tela cruda con extensibilidad incluso antes del tratamiento con agua
hirviendo. Esto nunca se ha alcanzado cuando se usa hilo de falsa
torsión conocido públicamente o fibras compuesta de rizado
latente.
Otra ventaja industrial del alto alargamiento
por estiramiento de rizos desarrollados antes del tratamiento con
agua hirviendo es que es posible obtener telas con alta
extensibilidad sin llevar a cabo el ensanchamiento hasta la anchura
total por tratamiento con calor durante el procedimiento desde
tejido de punto o tela tejida cruda hasta producto, de manera que
se proporciona además una ventaja económica. Además, ya que está
controlada la contracción repentina por tratamiento con calor, no
se producen irregularidades del encresponado en las superficies de
tejido de punto, proporcionando así la ventaja de dar tejidos de
punto con cualidades superficiales satisfactorias.
Para hilo de falsa torsión según la invención,
la relación entre la carga X (x 10^{-3} cN/dtex) durante el
tratamiento con agua hirviendo y el factor de rizado Y (%) después
del tratamiento con agua hirviendo satisface la desigualdad -10X +
60 \leq Y \leq 80 (con tal que 1 \leq X \leq 4).
Para la carga X, la carga a la que la tela se
somete durante el lavado o teñido del tejido de punto o tela tejida
se asume que está en el intervalo de 1 x 10^{-3} a 4 x 10^{-3}
cN/dtex. El hilo de falsa torsión de la invención muestra un alto
factor de rizo en este intervalo de carga.
El intervalo representado por la ecuación
relacional mencionada anteriormente para X e Y se ilustra por el
área sombreada en la Fig. 1. En la Fig. 1, el eje horizontal
representa la carga X (x 10^{-3} cN/dtex) aplicado al hilo de
falsa torsión durante el tratamiento con agua hirviendo, y el eje
vertical representa el factor de rizo Y (%) del hilo de falsa
torsión después del tratamiento con agua hirviendo.
Como se ve por el área sombreada en la Fig. 1,
el hilo de falsa torsión de la invención tiene un alto factor de
rizo, es decir, alta propiedad de desarrollo de rizo, incluso cuando
una carga es grande. Por ejemplo, con el tratamiento con agua
hirviendo bajo una carga de 3 x 10^{-3} cN/dtex, el factor de rizo
del hilo de falsa torsión de la invención se ve que es 35% o mayor.
La tela que tiene un factor de rizo tan alto muestra excelente
extensibilidad.
El factor de rizo Y es más preferiblemente 40% o
superior. Un mayor factor de rizo Y se prefiere, aunque
aproximadamente 80% es el límite superior para el estado actual de
la técnica.
La excelencia específica de la propiedad de
desarrollo de rizo del hilo de falsa torsión de la invención se
explicará ahora con referencia a las Figs. 2a, 2b, 3a y 3b.
La Fig. 2a es una fotografía por microscopio
electrónico de barrido de la forma del rizo del hilo de falsa
torsión obtenido en el Ejemplo 1 según la invención después del
tratamiento con agua hirviendo en ausencia de una carga, y la Fig.
2b es lo mismo de la forma de rizo después del tratamiento con agua
hirviendo bajo una carga de 3 x 10^{-3} cN/dtex.
Por comparación, la Fig. 3a es una fotografía de
microscopio electrónico de barrido de la forma de rizo del hilo de
falsa torsión de fibra sencilla compuesta de PTT solo como en el
Ejemplo Comparativo 7, después del tratamiento con agua hirviendo
en ausencia de una carga, y la Fig. 3b es lo mismo de la forma de
rizo después del tratamiento con agua hirviendo bajo una carga de 3
x 10^{-3} cN/dtex.
Como se ve claramente a partir de estas
fotografías, el hilo de falsa torsión de la invención expresa buen
rizado sobre el tratamiento con agua hirviendo en ausencia de una
carga (Fig. 2a) como se esperaba, aunque también expresa numerosos
rizos incluso bajo una carga de 3 x 10^{-3} cN/dtex (Fig. 2b). En
contraste, el hilo de falsa torsión de fibra sencilla compuesta de
PTT solo expresa buen rizo sobre el tratamiento con agua hirviendo
en ausencia de una carga (Fig. 3a), aunque expresa pocos rizos bajo
una carga de 3 x 10^{-3} cN/dtex (Fig. 3b). En otras palabras,
esto muestra que el hilo de falsa torsión de la invención tiene
mayor propiedad de desarrollo de rizo que el hilo de falsa torsión
convencional.
La alta propiedad de desarrollo de rizo del hilo
de falsa torsión de la invención incluso bajo carga significa que
expresa excelente rizado incluso cuando se usa en telas tejidas con
fuerte fuerza de enlace debido a su textura, y puede dar por lo
tanto, tejidos con excelente extensibilidad y propiedades de
desestiramiento.
El hilo de falsa torsión de la invención tiene
una velocidad de recuperación del alargamiento de preferiblemente
15-50 m/seg y más preferiblemente
15-30 m/seg después del tratamiento con agua
hirviendo.
La velocidad de recuperación del alargamiento es
para el hilo de falsa torsión que se ha sometido al tratamiento con
agua hirviendo en ausencia de una carga, se ha estirado a una
tensión prescrita y después se ha cortado, y es la velocidad a la
que la longitud del hilo de falsa torsión estirado se recupera
instantáneamente. Este método de medida es un método propuesto
primero por los actuales inventores, y es el primer método para
permitir la medida cuantitativa de las propiedades de
desestiramiento. Una explicación detallada del método de medida va
a continuación.
Cuando la velocidad de recuperación de
alargamiento después del tratamiento con agua hirviendo está dentro
del intervalo anterior, la rápida recuperación de la extensión, es
decir, una excelente propiedad de libre circulación, se muestra
para telas.
Para obtener tejidos de punto o telas tejidas
con excelentes propiedades de libre circulación, la velocidad de
recuperación del alargamiento después del tratamiento con agua
hirviendo es preferiblemente 15 m/seg o mayor y más preferiblemente
20 m/seg o mayor para texturas de tejido de punto, o 20 m/seg o
mayor y más preferiblemente 25 m/seg o mayor para texturas de tela
tejida. El hilo con velocidad de recuperación del alargamiento que
excede 50 m/seg es difícil de producir con el actual estado de la
técnica.
Según el método de medida descrito
anteriormente, la velocidad de recuperación de alargamiento del hilo
de falsa torsión de PET conocido públicamente es aproximadamente 10
m/seg, y la velocidad de recuperación de alargamiento del hilo de
falsa torsión conocido públicamente de fibra de PTT sola es
aproximadamente 15 m/seg. Considerando que la velocidad de
recuperación de alargamiento de fibra elástica Spandex conocida
públicamente es 30-50 m/seg, se apreciará que el
hilo de falsa torsión de la invención tiene una alta recuperación
del alargamiento comparable a la fibra elástica Spandex.
El hilo de falsa torsión de la invención tiene
una torsión de distorsión preferiblemente no más que 100 vueltas/m
y más preferiblemente no más que 80 vueltas/m. Una torsión de
distorsión por debajo de 100 vueltas/m dará tejidos de punto sin
irregularidades superficiales y calidad superficial
satisfactoria.
En particular, ya que los tejidos de punto
tienen menor fuerza de enlace textural que las telas tejidas, la
extensibilidad se impartirá en algún grado simplemente por la
textura de punto. Así, la propiedad de rizado del hilo de falsa
torsión puede ser menor que para las telas tejidas, y en cambio, ya
que es necesaria la calidad de punto superficial satisfactoria, se
proporcionan ventajas si la torsión de distorsión está en el
intervalo descrito anteriormente.
El tamaño del hilo de falsa torsión de la
invención y el tamaño de filamento sencillo no están particularmente
restringidos, aunque preferiblemente el tamaño es
20-300 dtex y el tamaño del filamento sencillo es
0,5-20 dtex. Además, la forma de sección
transversal del filamento sencillo puede tener una forma circular,
una forma irregular tal como una forma Y o forma W, o una forma de
sección transversal en depresión.
El alargamiento de ruptura de hilo de falsa
torsión de la invención es preferiblemente al menos 25% y más
preferiblemente 30-60%. Un alargamiento de ruptura
de al menos 25% dará por resultado la no desigualdad de rizado y
baja generación de pelusa y la ruptura de hilo durante la producción
del hilo de falsa torsión o durante la texturización de los tejidos
de punto o telas tejidas.
La resistencia de ruptura del hilo de falsa
torsión de PTT de la invención es preferiblemente al menos 2 cN/dtex
y más preferiblemente al menos 2,2 cN/dtex. Una resistencia de
ruptura de al menos 2 cN/dtex dará por resultado tejidos de punto
con resistencia y durabilidad adecuada que pueden usarse en una
amplia gama de campos.
El hilo de falsa torsión de PTT de la invención
tiene un valor de fluctuación de tamaño de fibra (U%) de
preferiblemente no más que 1,5% y más preferiblemente
0,5-1,5%. Un valor U% de 1,5% o menos dará por
resultado tejidos de punto o telas tejidas con excelente calidad
independientemente de su textura.
El hilo de falsa torsión de PTT de la invención
contiene preferiblemente un agente de acabado a
0,2-2% en peso con el propósito de dar suavidad,
cohesión, propiedades electrostáticas y similares. Si es necesario,
puede darse de forma entremezclada a 1-50
nodos/m.
Un tejido de punto o tela tejida que usa hilo de
falsa torsión según la invención, tiene muy excelente
extensibilidad, rápida recuperación del estiramiento, es decir, una
excelente propiedad de libre circulación, y calidad satisfactoria
sin defecto de encresponado o desigualdad de teñido.
Como texturas de tejido pueden usarse texturas
de tafetán, texturas de sarga y texturas satinadas, además de
diversos tipos de variaciones de texturas derivadas de las
mismas.
En el caso de una tela tejida, el hilo de falsa
torsión de la invención puede usarse como la urdimbre solo, la
trama solo o tanto la urdimbre como la trama.
El factor de estiramiento de la tela tejida es
preferiblemente 10% o mayor, más preferiblemente 20% o mayor, e
incluso más preferiblemente 25% o mayor. Una tela tejida con un
factor de estiramiento de 20% o mayor muestra una propiedad de
libre circulación instantánea particularmente satisfactoria para el
desplazamiento de movimiento instantáneo local cuando se usa para
tela deportiva y similar, de manera que el efecto de la invención
puede mostrarse incluso más eficazmente.
La recuperación de alargamiento de la tela
tejida es preferiblemente 80-100% y más
preferiblemente 85-100%.
Porque una tela tejida que usa hilo de falsa
torsión según la invención tiene baja tensión de alargamiento
cuando el tejido se estira, la compresión mientras se lleva puesta
es menor por lo que se muestra una sensación confortable,
reduciendo así la fatiga incluso con un uso prolongado. Una
sensación confortable debido a la baja compresión al usarlo se
obtiene si la tensión al alargamiento es, por ejemplo, una tensión
de no más que 150 cN/cm con 20% de alargamiento. Una tensión de
50-100 cN/cm con un 20% de alargamiento se prefiere
más.
Ya que las telas tejidas que usan hilo de falsa
torsión según la invención tienen una excelente propiedad de libre
circulación, son resistentes a arrugarse detrás de la rodilla o
alrededor de las caderas cuando se usan para pantalones o faldas.
Esto los hace altamente adecuados para pantalones, faldas, uniformes
y similares.
Para tejidos de punto, el hilo de falsa torsión
de la invención puede aplicarse para numerosos tipos de tejidos de
punto que incluyen tejidos de punto de urdimbre, tejidos de punto de
trama y similares. Por ejemplo, son altamente adecuados para
jerséis, bañadores, medias y similares. Dichos productos muestran
excelentes características en términos de propiedades de tacto al
vestirlos y libre circulación comparable a los tejidos de punto que
emplean fibra Spandex.
Cuando el hilo de falsa torsión según la
invención se usa en un tejido de punto o tela tejida, puede
permanecer sin torsión o puede entrelazarse o torcerse para
cohesión aumentada. La torsión puede darse o bien en la misma
dirección o en la dirección contraria a la de la falsa torsión. El
coeficiente de torsión es preferiblemente no mayor que 5000.
El coeficiente de torsión k se representa por la
siguiente ecuación, en donde T representa el número de
torsiones.
T\ (vueltas/m)
= k/\{\text{tamaño de hilo de falsa torsión}\
(dtex)\}^{1/2}
El hilo de falsa torsión de la invención
mostrará el efecto de la invención tanto cuando se usa solo como
cuando se usa en un compuesto con otras fibras.
Otras fibras a componerse con él pueden ser
fibras largas o fibras cortas, y pueden mencionarse tipos de fibras
convencionales conocidas públicamente que incluyen fibras naturales
tales como algodón, cáñamo, lana, seda y similares, o fibras
sintéticas que incluyen fibras basadas en celulosa tales como cupra,
viscosa, fibra polinósica y fibra de celulosa purificada, acetato
poliésteres tales como PET y PTT, nailon, acrílico y similares.
Los medios de formación de compuestos usados
pueden ser mezcla de hilo por torsión transversal o mezcla de
fibras conocidas públicamente convencionales (que incluyen métodos
mediante entrelazado y similares), o formación de compuestos
mediante máquinas tal como tricotado cruzado o tejido cruzado. Por
ejemplo, el hilo de falsa torsión según la invención puede usarse
como un hilo del núcleo con las fibras naturales mencionadas
anteriormente o fibras basadas en celulosa como el hilo de
cubierta, o una tela tejida cruzada puede emplear las fibras
naturales mencionadas anteriormente o fibras basadas en celulosa
como o bien el hilo de urdimbre o el hilo de trama y el hilo de
falsa torsión según la invención o hilo compuesto tal como hilo del
núcleo para la otra dirección. Las telas tejidas cruzadas que
emplean hilo de fibra cortada (que incluye hilo-hilo
teñido) de fibras naturales o fibras basadas en celulosa como la
urdimbre e hilo de falsa torsión según la invención (no torcido o
torcido) o el hilo del núcleo mencionado anteriormente como la
trama, son particularmente adecuados para vaqueros, chinos, pana y
tejidos de camisa.
Estas telas tejidas cruzadas se caracterizan por
ser resistentes al aflojado de la parte de la rodilla, ser
resistentes al arrugado y permitir la eliminación sencilla de
arrugas que se producen. Los vaqueros y similares que emplean fibra
elástica de poliuretano convencional sufren deterioro o rotura del
hilo del núcleo debido a las etapas de lavado del producto tales
como blanqueado con cloro y lavado a la piedra, o debido al lavado
repetido, aunque las telas tejidas que emplean hilo de falsa torsión
según la invención están virtualmente libres de dichos
problemas.
Un método para la producción de hilo de falsa
torsión de fibras de compuestos de poliéster según la invención se
explicará ahora.
En el método de producción de la invención, el
contenido en dímero cíclico de tereftalato de trimetileno de la
fibra de compuestos es preferiblemente no mayor que 2,5% en peso.
Los dímeros cíclicos de tereftalato de trimetileno subliman de la
fibra compuesta durante la falsa torsión, aunque si el contenido es
demasiado alto, los dímeros cíclicos sublimados se unen a y se
acumulan en las guías, y da por resultado el aumento de la rotura
de hilo durante la falsa torsión. El efecto del contenido de dímero
cíclico de tereftalato de trimetileno en la falsa torsión es
particularmente notable cuando los dos componentes de poliéster son
una combinación de PTT. Se prefiere un menor contenido de dímero
cíclico de tereftalato de trimetileno en la fibra compuesta,
prefiriéndose más con un límite de 2,2% en peso y prefiriéndose
incluso más un 2,0% en peso.
El problema en el teñido es uno de los problemas
que se dan con un exceso de contenido en dímero cíclico de
tereftalato de trimetileno. Por ejemplo, cuando se lleva a cabo el
teñido de bobina, los dímeros cíclicos de tereftalato de
trimetileno que se han eluido en la disolución de teñido se adhieren
al hilo de falsa torsión durante el teñido, inhibiendo así la
circulación de la disolución de teñido y dando por resultado el
teñido desigual.
Para reducir el contenido de dímero cíclico de
tereftalato de trimetileno en la fibra compuesta al intervalo
preferido, el PTT usado para la producción de la fibra compuesta
tiene preferiblemente un contenido de dímero cíclico de tereftalato
de trimetileno de no más que 2,5% en peso, y esto puede conseguirse
además controlando las condiciones de hilado en fusión de la fibra
compuesta o añadiendo un reductor de dímero cíclico de tereftalato
de trimetileno durante la polimerización de PTT o hilado por fusión
de la fibra compuesta. Estos medios pueden, por supuesto,
combinarse también.
El control de las condiciones de hilado por
fusión para la fibra compuesta puede alcanzarse controlando la
temperatura de hilado por fusión o tiempo de residencia. Por
ejemplo, la temperatura de hilado por fusión es preferiblemente
240-280ºC y más preferiblemente
250-270ºC, mientras que el tiempo de fusión está
preferiblemente dentro de 20 minutos y más preferiblemente dentro
de los 15 minutos. El tiempo de fusión es preferiblemente tan corto
como sea posible, aunque aproximadamente 5 minutos es el límite
inferior para la operación industrial.
Los actuales inventores han encontrado que la
cantidad de dímeros cíclicos de tereftalato de trimetilo en el PTT
aumenta durante el hilado por fusión, y han encontrado además que
especificar el intervalo para las condiciones de hilado por fusión
permite controlar este aumento en el contenido de dímero
cíclico.
Cuando ambos componentes de poliéster son PTT,
el contenido de dímero cíclico de tereftalato de trimetileno en la
fibra compuesta puede limitarse a no más que 2,5% mediante una
temperatura de hilado por fusión de 250-265ºC y un
tiempo de fusión dentro de los 15 minutos. Como resultado, el
contenido de dímero cíclico de tereftalato de trimetileno del hilo
de falsa torsión obtenido por falsa torsión de la fibra compuesta no
será mayor que 2,5%.
La diferencia en viscosidad intrínseca entre los
dos componentes de poliéster usados para la producción de la fibra
compuesta es 0,1-0,8 (dl/g). Una diferencia en la
viscosidad intrínseca dentro de este intervalo da por resultado el
mínimo enlace de hilo durante el hilado y permite un hilado estable.
Cuando ambos componentes de poliéster son PTT, la diferencia en la
viscosidad intrínseca es preferiblemente 0,1-0,4
dl/g y más preferiblemente 0,15-0,35 dl/g.
El equipo de hilado del compuesto con un
extrusor de husillo doble conocido públicamente puede usarse para
la producción de las fibras compuestas, además de emplear la hilera
y las condiciones de estirado descritas posteriormente.
Un ejemplo de una hilera se muestra en la Fig.
4. En la Fig. 4, (a) es una plancha de distribución y (b) es una
hilera. Se suministran dos PTT diferentes con diferentes
viscosidades intrínsecas desde A y B, respectivamente, de la
plancha de distribución (a) a la hilera (b). En la hilera (b), se
combinan y descargan desde un puerto de descarga a un ángulo de
inclinación de \thetaº con respecto a la dirección vertical. El
diámetro del puerto de descarga se indica por D y su longitud por
L.
Según la invención, la relación del diámetro D y
la longitud L (L/D) del puerto de descarga es preferiblemente al
menos 2. Una relación L/D de al menos 2 dará por resultado la
estabilización de la adhesión después de combinarse los dos
poliésteres con diferentes composiciones o viscosidades intrínsecas,
dando así fibra con un tamaño uniforme sin variación debido a la
diferencia de viscosidad de fusión. Se prefiere una relación L/D
mayor, aunque desde el punto de vista de la tecnología de
fabricación del puerto, es preferiblemente 2-8 y
más preferiblemente 2,5-5.
El puerto de descarga de la hilera usada para la
invención tendrá un ángulo de inclinación de 10-40º
con respecto a la dirección vertical. El ángulo de inclinación del
puerto de descarga con respecto a la dirección vertical se muestra
mediante el ángulo \theta(º) en la Fig. 4. La inclinación del
puerto con respecto a la dirección vertical es una necesidad
esencial para controlar el enlace del hilo debido a la diferencia de
viscosidad de fusión cuando los dos poliésteres con diferentes
composiciones o viscosidades intrínsecas se descargan. Si el ángulo
de inclinación es 10-40º, puede alcanzarse el hilado
estabilizado sin fenómeno de enlace incluso cuando hay una gran
diferencia en la viscosidad intrínseca entre la combinación de los
polímeros de PTT usados. El fenómeno de enlace es el fenómeno por
el que los filamentos recién descargados se unen en la dirección de
viscosidad intrínseca alta.
Por ejemplo, cuando la diferencia en las
viscosidades intrínsecas de los polímeros de PTT es aproximadamente
0,1 o más, el puerto de descarga debe inclinarse a un ángulo de al
menos 10º con respecto a la dirección vertical para alcanzar el
hilado estable sin fenómeno de enlace. Cuando una diferencia en la
viscosidad intrínseca es mayor, el ángulo de inclinación es
preferiblemente mayor.
Según la invención, preferiblemente, el
componente de poliéster con alta viscosidad intrínseca se suministra
en el lado A y el componente de poliéster con viscosidad intrínseca
baja en el lado B para la descarga usando la hilera mostrada en la
Fig. 4.
Según el método de producción de la invención,
la temperatura de hilo durante la falsa torsión es
140-190ºC y preferiblemente
150-160ºC. Una temperatura de hilo en este intervalo
durante la falsa torsión da por resultado un hilo de falsa torsión
con excelente capacidad de rizado y baja sublimación de dímeros
cíclicos de tereftalato de trimetileno, de manera que la ruptura
del hilo durante la falsa torsión es mínima. Particularmente cuando
los dos componentes de poliéster son ambos PTT, la temperatura del
hilo durante la falsa torsión es preferiblemente no mayor que 165ºC
para mantener la estabilidad de la falsa torsión.
Los actuales inventores han sido los primeros en
descubrir que cuando la temperatura de hilo excede los 190ºC, la
cantidad de dímeros cíclicos de tereftalato de trimetileno que
subliman de la fibra compuesta aumenta y la ruptura de hilo durante
la falsa torsión también aumenta, y han establecido la temperatura
de hilo durante la falsa torsión según la invención en base a este
descubrimiento. Comparado con la descripción en la técnica anterior
tal como el documento WO-A-00/17570
en que la temperatura de falsa torsión para fibras sencillas
compuestas solo de PTT es 130-200ºC, la temperatura
de hilo para la falsa torsión según la invención es una temperatura
estrictamente especificada que permite el especial efecto notable
que se exhibe en la invención.
Según la invención no hay restricciones
particulares en el método de la falsa torsión, y puede ser cualquier
tipo tal como método tipo alfiler, tipo fricción, tipo correa de
pellizco o tipo falsa torsión de aire.
El calentador puede ser un calentador de
contacto o un calentador de no contacto.
El número de torsiones (T1) es preferiblemente
un número tal que el valor K1 del coeficiente del número de
torsiones como se calcula por la ecuación dada posteriormente sea
preferiblemente 21.000-33.000, y más preferiblemente
25.000-32.000. Un valor K1 del coeficiente del
número de torsiones en este intervalo dará hilo de falsa torsión
con excelente capacidad de rizado y extensibilidad, con mínima
ruptura de hilo durante la falsa torsión.
T1\
(vueltas/m) = K1/\{\text{tamaño de fibra compuesta}\
(dtex)\}^{1/2}
Según la invención, la falsa torsión se lleva a
cabo preferiblemente usando fibra compuesta seleccionada de
cualquiera de las siguientes (a), (b) o (c).
(a) La fibra compuesta enrollada en una forma de
canilla, que tiene un alargamiento de ruptura de
25-50% y preferiblemente 30-45%, y
una tensión extrema de contracción por calor seco de
0,10-0,30 cN/dtex y preferiblemente
0,15-0,24 cN/dtex.
Cuando el alargamiento de ruptura está dentro
del intervalo mencionado anteriormente, la ruptura de hilo durante
la falsa torsión es mínima y el U% del hilo texturizado obtenido es
pequeño, dando por resultado menos desigualdad de teñido. Cuando la
tensión extrema de contracción por calor seco está dentro del
intervalo anteriormente mencionado, puede producirse fácilmente el
hilo de falsa torsión con alargamiento de estiramiento
satisfactorio.
(b) La fibra compuesta enrollada en una forma de
bobina, que tiene un alargamiento de ruptura de
30-80% y preferiblemente 45-70%, y
una tensión extrema de contracción por calor seco de
0-0,20 cN/dtex y preferiblemente
0,03-0,15 cN/dtex.
Cuando el alargamiento de ruptura está dentro
del intervalo mencionado anteriormente, la ruptura de hilo durante
la falsa torsión es mínima y el U% del hilo texturizado obtenido es
pequeño, dando por resultado menos desigualdad de teñido. Cuando la
tensión extrema de contracción por calor seco está dentro del
intervalo mencionado anteriormente, se facilita la producción y se
obtiene un paquete con una forma enrollada satisfactoria.
(c) La fibra compuesta no estirada enrollada en
una forma de bobina, que tiene un alargamiento de ruptura de
50-120%, una tensión extrema de contracción por
calor seco de 0-0,15 cN/dtex y preferiblemente
0,01-0,10 cN/dtex, y una contracción por agua
hirviendo de 1-10%.
Cuando el alargamiento de ruptura está dentro
del intervalo mencionado anteriormente, la ruptura de hilo durante
la falsa torsión es mínima y así se facilita la producción. Cuando
la tensión extrema de contracción por calor seco está dentro del
intervalo mencionado anteriormente, se facilita la producción y se
obtiene una forma enrollada satisfactoria. Cuando la contracción
por agua hirviendo está dentro del intervalo mencionado
anteriormente, se facilita la producción y la forma de paquete no
se deforma incluso durante el almacenaje a alta temperatura.
Según la invención, se prefiere un método de
falsa torsión con doble calentador, y la relación de
sobrealimentación en el doble calentador es preferiblemente -10 a
+5% y más preferiblemente -7% a +3%. Una relación de
sobrealimentación dentro de este intervalo dará por resultado una
torsión no torsionada de 100 vueltas/m o menos, dando tejidos de
punto con excelente calidad superficial y permitiendo una falsa
torsión suave con transporte estable en el doble calentador.
Un método para la producción de fibra compuesta
usado en hilo de falsa torsión según la invención se explicará
ahora con referencia a las Figs. 5, 6 y 7.
La Fig. 5 es una vista esquemática de un ejemplo
de un aparato de hilado para fibra compuesta enrollada en una forma
de canilla según la invención.
Las bolitas de polímero de uno de los dos
componentes de poliéster se secan a un contenido de humedad de 20
ppm o menos con un secador 1, y después se suministran a un extrusor
2 puesto a una temperatura de 250-290ºC para la
fusión. El otro componente también se funde con un secador 3 y
extrusor 4 de la misma manera.
Los dos poliésteres fundidos se alimentan
respectivamente a través de un codo 5 y un codo 6, a una cabeza de
hilatura 7 puesta a 250-290ºC, y se dispensan de
forma separada con una bomba de engranajes. Los dos componentes se
combinan entonces con una hilera 9 que tiene una pluralidad de
puertos, montada en un paquete de hilatura 8, y después de
adherirse en una manera yuxtapuesta, se descargan en una cámara de
hilado como hilo
10.
10.
El hilo 10 descargado de la hilera pasa a través
de una zona libre de burbujas 11 proporcionada directamente bajo la
hilera, y se enfría entonces a temperatura ambiente mediante aire de
enfriado 12 para el endurecimiento, se llevan mediante cilindros de
tracción de enrollado 13, 14 que rotan a una velocidad prescrita, y
se enrollan como un paquete de hilo no estirado 15 del tamaño de
hilo prescrito.
La zona libre de burbujas 11 es preferiblemente
100-250 mm. La provisión de la zona libre de
burbujas controla la pre-orientación del componente
de poliéster con alta viscosidad intrínseca, para obtener hilo de
alta resistencia. Si la zona libre de burbujas está en el intervalo
mencionado anteriormente, la pre-orientación se
controlará apropiadamente dando por resultado poca oscilación de
hilo y un tamaño de hilo uniforme.
El hilo no estirado 15 está recubierto con un
agente de acabado mediante un aparato de recubrimiento de agente de
acabado 16 antes de poner en contacto el cilindro de tracción de
enrollado 13. El agente de acabado usado es preferiblemente un tipo
de emulsión acuosa, a una concentración de preferiblemente 15% en
peso o más y más preferiblemente 20-35% en
peso.
La velocidad de enrollado para la producción del
hilo no estirado es preferiblemente no mayor que 2000 m/min,
preferiblemente 1000-2000 m/min y más
preferiblemente 1200-1800 m/min.
El hilo no estirado se suministra entonces a una
etapa de estiramiento y se estira con una máquina de estiramiento,
un ejemplo de la cual se muestra en la Fig. 6. Para el almacenaje
hasta suministrar a la etapa de estiramiento, el medio de
almacenamiento para el hilo no estirado es preferiblemente una
temperatura atmosférica de 10-25ºC y una humedad
relativa de 75-100%. La fibra no estirada en la
máquina de estiramiento se mantiene preferiblemente a esta
temperatura y humedad a lo largo del estiramiento.
En la máquina de estiramiento, primero el hilo
no estirado 15 se calienta en un cilindro de alimentación 17 puesto
a 45-65ºC, y la relación de velocidad periférica
entre el cilindro de alimentación 17 y el cilindro de estiramiento
20 se utiliza para el estiramiento al tamaño prescrito. Después o
durante el estiramiento, la fibra se transporta mientras está en
contacto con una placa caliente 19 puesta a
100-150ºC, para el tratamiento con calor por
tensión. La fibra que ha dejado el cilindro de estiramiento se
torsiona con un huso y después se enrolla como una canilla de hilo
estirado 22.
La temperatura del cilindro de alimentación es
más preferiblemente 50-60ºC e incluso más
preferiblemente 52-58ºC.
Si es necesario, una chincheta 18 puede
proporcionarse para el estiramiento entre el cilindro de
alimentación 17 y la placa caliente 19. En dichos casos, la
temperatura del cilindro de estiramiento se controla preferiblemente
de forma estricta a preferiblemente 50-60ºC y más
preferiblemente 52-58ºC.
El hilo estirado que deja el cilindro de
estiramiento 20 se enrolla como una canilla de hilo enrollado 22
mientras se forma un globo con una guía de viaje 21.
La fibra compuesta estirada se enrolla
preferiblemente en la forma canilla a una tensión de hinchado de
0,03-0,15 cN/dtex y más preferiblemente
0,05-0,10 cN/dtex. Si la tensión de hinchado está
dentro de este intervalo, la dureza de la canilla será
aproximadamente 80-90, la capacidad de rizado se
mantendrá estable incluso después de un almacenaje a largo plazo, y
la forma de canilla no experimentará ruptura de carga durante el
transporte.
Para impartir torsión y/o entrelazado a la fibra
compuesta, por ejemplo, puede usarse un sistema de estiramiento tal
como se muestra en la Fig. 6. La torsión y/o cruzado puede
establecerse por la relación de la velocidad del cilindro de
estiramiento 20 y el grado de rotación de la canilla de hilo
estirado 22. El entrelazado puede impartirse además poniendo un
aparato de entrelazado públicamente conocido bajo el cilindro de
estiramiento 20.
La Fig. 7 muestra un ejemplo de un aparato de
hilado para la fibra compuesta enrollada en una forma de bobina
según la invención.
Para la producción de un empaquetado en bobina
puede emplearse un método de hilado/estiramiento directo por el que
el hilado/estiramiento se lleva a cabo de una manera continua, o un
método en que el hilo no estirado se enrolla a alta velocidad sin
estiramiento.
En un método de hilado/estiramiento directo, el
hilo no estirado se estira continuamente sin enrollarse primero. Si
es necesario, puede darse entrelazado con un aparato de entrelazado
23 o bien antes o después del estiramiento. En un método de
hilado/estiramiento directo, la velocidad del cilindro de tracción
de enrollado 24 es preferiblemente 1.000-3.000
m/min. La temperatura del cilindro de tracción de enrollado 24 es
preferiblemente 50-90ºC. La temperatura del
cilindro de tracción de estirado 25 es preferiblemente
100-160ºC. La tensión de enrollado es
preferiblemente 0,03-0,15 cN/dtex.
Para la producción de hilo no estirado a alta
velocidad mediante un método de enrollado, la velocidad del
cilindro de tracción de enrollado 24 es preferiblemente
2000-3000 m/min. La temperatura del cilindro de
tracción de enrollado 24 es preferiblemente
40-100ºC. La temperatura del cilindro de tracción de
estirado 25 es también preferiblemente 40-100ºC.
Tratando con calor el hilo no estirado en el cilindro de tracción de
enrollado 24 o el cilindro de tracción de estirado 25, es posible
ajustar la contracción con agua hirviendo del hilo no estirado a
1-10%. La tensión de enrollado es preferiblemente
0,03-0,15 cN/dtex.
El número de cilindros es preferiblemente o bien
dos o tres pares, dependiendo de la necesidad.
El hilo que pasa a través del cilindro de
tracción de estirado 25 se enrolla como un empaquetado en bobina
26.
La Fig. 1 es un gráfico que muestra la propiedad
de desarrollo de rizo de hilo de falsa torsión según la invención.
En la Fig. 1, X (x 10^{-3} cN/dtex) es la carga aplicada al hilo
de falsa torsión durante el tratamiento con agua hirviendo, e Y (%)
en el eje vertical es el factor de rizo del hilo de falsa torsión
después del tratamiento con agua hirviendo.
La Fig. 2a es una fotografía de microscopio
electrónico de barrido de la forma del rizo del hilo de falsa
torsión obtenido en el Ejemplo 1 según la invención después del
tratamiento con agua hirviendo en la ausencia de una carga.
La Fig. 2b es una fotografía con microscopio
electrónico de barrido de la forma de rizo del hilo de falsa
torsión obtenido en el Ejemplo 1 según la invención después del
tratamiento con agua hirviendo bajo una carga de 3 x 10^{-3}
cN/dtex.
La Fig. 3a es una fotografía con microscopio
electrónico de barrido de la forma de rizo del hilo de falsa
torsión de la fibra sencilla compuesta de PTT solo como en el
Ejemplo Comparativo 7, después del tratamiento con agua hirviendo
en ausencia de una carga.
La Fig. 3b es una fotografía de microscopio
electrónico de barrido de la forma del rizo del hilo de falsa
torsión de la fibra sencilla compuesta de PTT solo como en el
Ejemplo Comparativo 7, después del tratamiento con agua hirviendo
bajo una carga de 3 x 10^{-3} cN/dtex.
La Fig. 4 es una vista esquemática de un ejemplo
del puerto de descarga de una hilera usada para la producción según
la invención. En la Fig. 4, (a) es una plancha de distribución, (b)
es una hilera, L es la longitud del puerto, D es el diámetro del
puerto de descarga y \theta es el ángulo de inclinación del puerto
de descarga.
La Fig. 5 es una vista esquemática de un ejemplo
de un aparato de hilado usado para la producción según la
invención.
La Fig. 6 es una vista esquemática de un ejemplo
de una máquina de estirado usada para la producción según la
invención.
La Fig. 7 es una vista esquemática de un ejemplo
de un aparato de hilado/estirado usado para la producción según la
invención.
Los números de referencia en las Figs. 5, 6 y 7
representan lo siguiente.
1: secador de bolitas de polímero, 2: extrusor,
3: secador de bolitas de polímero, 4: extrusor, 5: codo, 6: codo,
7: cabeza de hilado, 8: paquete de hilado, 9: hilera, 10: hilo, 11;
zona libre de burbujas, 12: aire de enfriado, 13: cilindro de
tracción de enrollado, 14: cilindro de tracción de enrollado, 15:
hilo no estirado enrollado en el empaquetamiento, 16: aparato de
recubrimiento de agente de acabado, 17: cilindro de alimentación,
18: chincheta, 19: placa caliente, 20: cilindro de estirado, 21:
guía del viaje, 22: canilla de hilo estirado, 23: aparato de
entrelazado, 24: cilindro de tracción de enrollado (1GD), 25:
cilindro de tracción de estirado (2GD), 26: empaquetamiento de hilo
estirado o hilo no estirado.
La presente invención se explicará ahora en
mayor detalle por medio de ejemplos, con la comprensión de que la
invención no está de ningún modo limitada por los ejemplos.
Los métodos de medida y métodos de evaluación
eran como sigue.
La viscosidad intrínseca [\eta] (dl/g) es el
valor definido por la siguiente fórmula.
- \quad
- [\text{ç}] = lim(\eta r-1)/C
- \quad
- c\rightarrow 0
en donde \etar es el valor de la
viscosidad de una disolución diluida del polímero de poliéster en un
disolvente de o-clorofenol al 98% de pureza o más a
35ºC, dividido por la viscosidad del disolvente medida a la misma
temperatura, y se define como la viscosidad relativa. C es la
concentración del polímero expresada en g/100
ml.
Porque es imposible separar los filamentos
sencillos en los respectivos componentes del polímero cuando se
mide la viscosidad intrínseca de la fibra compuesta, se determinó el
valor promedio.
El hilo se enrolló 10 veces usando un
dispositivo de medida con una longitud de perímetro de 1,125 m, y
después se dejó estar un día y una noche en una cámara termostática
conforme a la norma JIS-L1013 bajo ninguna
carga.
Después, la carga descrita debajo se aplicó a la
madeja, la longitud de la madeja se midió y el alargamiento de
estiramiento de los rizos desarrollados se midió según la siguiente
fórmula.
\text{Alargamiento de
estiramiento}\ (%) = \{(L2 - L1)/L1\}\ x\
100
L1 es la longitud de la madeja bajo la
aplicación de una carga de 1 x 10^{-3} cN/dtex, y L2 es la
longitud de la madeja bajo la aplicación de una carga de 0,18
cN/dtex.
El hilo se enrolló 10 veces usando un
dispositivo de medida con una longitud de perímetro de 1,125 m, y
después de trató con calor durante 30 minutos en agua hirviendo
mientras se sometía a una carga de 3 x 10^{-3} cN/dtex. Esto se
siguió por tratamiento con calor seco durante 15 minutos a 180ºC
mientras estaba bajo la misma carga. Después del tratamiento, se
dejó estar un día y una noche en una cámara termostática conforme a
la norma JIS-L1013 bajo ninguna carga. La carga
descrita debajo se aplicó entonces a la madeja, la longitud de la
madeja se midió y el factor de rizo se midió según la siguiente
fórmula.
\text{Factor
de rizo}\ (%)\ \text{bajo carga de}\ 3\ x\ 10^{-3}\ cN/dtex = \{(L4
- L3)/L4\}\ x\
100
L3 es la longitud de la madeja bajo la
aplicación de una carga de 1 x 10^{-3} cN/dtex, y L4 es la
longitud de la madeja bajo la aplicación de una carga de 0,18
cN/dtex.
El hilo se enrolló 10 veces usando un
dispositivo de medida con una longitud de perímetro de 1,125 m, y
después se trató con calor durante 30 minutos en agua hirviendo
bajo ninguna carga. El hilo de falsa torsión tratado con agua
hirviendo se sometió a la siguiente medida según la norma
JIS-L1013.
El hilo de falsa torsión tratado con agua
hirviendo se dejó estar un día y una noche bajo ninguna carga.
Usando un comprobador tensor, el hilo de falsa
torsión se estiró a una tensión de 0,15 cN/dtex, y después de
detener el tirón y mantenerlo durante 3 minutos, el hilo se cortó
con tijeras directamente encima del punto de agarre infe-
rior.
rior.
El grado de contracción del hilo de falsa
torsión cortado con las tijeras se determinó por fotografía usando
una videocámara de alta velocidad (resolución: 1/1000 seg). Un
patrón de unidad milimétrica se colocó a una distancia de 10 mm y
se fijó paralelo al hilo de falsa torsión, el foco se colocó en la
punta del segmento cortado de hilo de falsa torsión, y el curso de
recuperación de la punta del segmento se fotografió. Las imágenes
de la videocámara de alta velocidad se reprodujeron, y el
desplazamiento respecto al tiempo (mm/mseg) de la punta del
segmento de hilo de falsa torsión se leyó para determinar la
velocidad de recuperación de alargamiento (m/seg).
El contenido en dímero cíclico de tereftalato de
trimetileno se midió por ^{1}H-RMN.
El dispositivo de medida y las condiciones
fueron como sigue.
Dispositivo de medida: FT-RMN
DPX-400, Bruker Co.
Disolvente: ácido trifluoroacético
deuterado.
Concentración de la muestra: 2,0% en peso.
Temperatura de medida: 25ºC.
Referencia de desplazamiento químico:
Tetrametilsilano (TMS) como 0 ppm.
Integración: 256 veces.
Tiempo de espera: 3,0 segundos.
\newpage
La fibra que se había lavado y después secado a
temperatura ambiente durante 24 horas se usó como una muestra, y
cada muestra de medida se usó para el análisis del espectro de
^{1}H-RMN.
La señal derivada del anillo de benceno del
dímero cíclico de tereftalato de trimetileno se usó para determinar
el contenido en dímero cíclico de tereftalato de trimetileno en base
a la proporción del tiempo integral con respecto a la seña derivada
del anillo de benceno de PTT y/u otro poliéster.
La medida se llevó a cabo 3 veces para cada
muestra, y se tomó el valor promedio.
Cuando un componente era PTT y el otro era un
compuesto distinto a PTT, se expresó como el contenido en dímero
cíclico del PTT en la fibra compuesta (o hilo de falsa torsión).
Estos se midieron según la norma
JIS-L1013
Esto se midió usando un Aparato de Medida de
Tensión Térmica KE-2 (producto de Kanebo Engineering
Co.).
Se cortó un filamento a una longitud de
aproximadamente 20 cm y los extremos se unieron para formar un lazo,
que se montó en el aparato de medida. La medida se llevó a cabo
bajo condiciones con una carga inicial de 0,05 cN/dtex y una
velocidad de elevación de temperatura de 100ºC/min, y el cambio de
temperatura por tensión térmica se grabó en una carta. La tensión
térmica resultó como una curva de campana en la región de la
temperatura alta, y por lo tanto la temperatura del valor pico se
grabó como la temperatura extrema mientras la tensión a esa
temperatura se grabó como la tensión extrema.
El valor leído como la tensión extrema (cN) se
redujo a la mitad y se dividió por el tamaño (dtex), y luego la
carga inicial se sustrajo del mismo dando un valor para la tensión
térmica.
\text{Valor de
tensión térmica}\ (cN/dtex) = \{\text{valor leído (cN)}\}/\{tamaño\
(dtex)\ x\ 2\} - carga\ inicial\
(cN/dtex)
La temperatura del hilo durante la falsa torsión
se midió con un termómetro de no contacto.
El dispositivo de medida usado fue un
Thermoviewer Modelo JTG-6200 (producto de JEOL Co.,
Ltd.).
Se evaluó la condición de ruptura de hilo sobre
falsa torsión con un peso 144 durante 48 horas bajo las siguientes
condiciones.
Máquina de falsa torsión: IVF338 por Ishikawa
Laboratory Co., Ltd.
Vueltas de falsa torsión: 3200 T/m.
Temperatura del primer calentador: dada en los
ejemplos.
Velocidad de falsa torsión: 150 m/min.
La propiedad de falsa torsión se evaluó en base
a la siguiente escala después de contar el número de rupturas de
hilo.
\varocircle: menos que 10 rupturas de
hilo.
O: 11-20 rupturas por hilo.
X: 21 o más rupturas por hilo.
La fibra compuesta se sometió a torsión a 120
T/m con una Torcedora de Hilo de Italia, después de lo que se usó
un Enrollador Suave de Kamitsu Seisakusho, Ltd. para enrollarla en
un tubo de papel con un diámetro de 81 mm, a una densidad de
enrollado de 0,25 g/cm^{3}. La bobina se sustituyó con un tubo de
tinción con un diámetro exterior de 69 mm, y se llevo a cabo el
teñido con una máquina de teñido de bobinas (máquina de teñido de
bobinas pequeñas, producto de Hisaka Works, Ltd.).
Tinte: tinte disperso (Dianix Blue
AC-E), 1% owf.
Agente de dispersión: Disper TL, 0,5 g/l.
pH: 5,0 (ajustado con ácido acético).
Caudal: 40 litros/min (circulación fuera/dentro
de la disolución de tinte).
Temperatura, tiempo: 120ºC, 30 minutos.
Hidrosulfito: 1 g/litro.
Sunmorl RC-700 (Nicca Chemical
Co., Ltd.): 1 g/litro.
Hidróxido sódico: 1 g/litro.
Caudal: 40 litros/min.
Temperatura, tiempo: 80ºC, 30 minutos.
La capacidad de teñido se evaluó de la siguiente
manera.
Usando una máquina de tejer de trama (calibre
14, producto de Koppo Co.), el hilo de falsa torsión teñido en
bobina se tejió en trama en una textura de punto liso de 24 filas,
20 columnas, y después se sometió a acabado con vapor con una
prensa Hoffman (Kobe Press, producto de Kobe Electrical Engineering
Co., Ltd.) para preparar un tejido de punto en trama. La
desigualdad del teñido en el tejido de punto en trama se evaluó por
3 profesionales expertos y se juzgó en la siguiente escala.
\varocircle: sin desigualdad u otros defectos,
muy satisfactorio.
O: sin desigualdad u otros defectos,
satisfactorio.
X: desigualdad, insatisfactorio.
El tejido se fabricó de la siguiente manera.
Se prepararon tejidos de ligamento tafetán con
una densidad de urdimbre de 97/2,54 cm y una densidad de trama de
88/2,54 cm usando hilo de tamaño sin torsión de 84 dtex/24 f de
fibra sencilla de PTT ("Solo", marca registrada de Asahi
Chemical, KK.) como el hilo de urdimbre y 84 dtex/24 f de hilo de
falsa torsión obtenido en los ejemplos de la invención y los
ejemplos comparativos como el hilo de trama.
Máquina de ligamento: ZW-303
Water Jet Loom (producto de Tsudakoma Corp.).
Velocidad de ligamento: 450
revoluciones/min.
El tejido gris obtenido se sometió a lavado de
relajación a 95ºC en un relajador líquido y después se tiñó a 120ºC
en una máquina de teñido a chorro. Se acabó después y se puso en un
bastidor a 170ºC y se sometió a una serie de tratamientos de
ajustes térmicos. El tejido acabado tenía una densidad de urdimbre
de 160/2,54 cm y una densidad de trama de 93/2,54 cm.
El tejido obtenido se usó para evaluar la
extensibilidad y recuperación de alargamiento mediante el siguiente
método.
Una muestra se estiró en la dirección de la
trama usando un comprobador tensor de Shimadzu Corporation con una
anchura de agarre de 2 cm, un espaciado de agarre de 10 cm y una
velocidad de empuje de 10 cm/min, y el alargamiento (%) bajo una
tensión de 2,94 N/cm se grabó como la extensibilidad.
\newpage
Después de permitirle la contracción al
espaciado de agarre de 10 cm a la misma velocidad, se dibujó una
curva de tensión/presión y el alargamiento hasta la misma tensión
se grabó como alargamiento residual (A). La recuperación de
alargamiento se calculó mediante la siguiente fórmula.
\text{Recuperación de
alargamiento}\ (%) = [(10-A)/10]\ x\
100
El hilo de falsa torsión se enrolló en doble a
un tamaño total de 168 dtex, y se preparó un tejido de punto
tubular usando un telar de punto circular por Tohei Machinery Co.
(calibre 22/2,54 cm). El tejido de punto tubular se trató en agua
hirviendo a 100ºC durante 30 minutos sin carga y después se secó, y
la calidad superficial se evaluó mediante 5 miembros del panel en
base a la escala siguiente.
\varocircle: calidad superficial
satisfactoria.
O: calidad superficial algo satisfactoria.
X: calidad superficial insatisfactoria
(irregularidades).
\vskip1.000000\baselineskip
Ejemplos 1-4,
Ejemplo Comparativo
1
Estos ejemplos ilustran los efectos del
alargamiento de estiramiento de los rizos desarrollados y el factor
de rizo bajo carga.
En estos ejemplos, el hilo enrollado en canilla
se usó como el hilo de reserva para la falsa torsión.
En la producción del hilo de reserva para la
falsa torsión, se usó PTT tanto para el componente de alta
viscosidad como para el componente de baja viscosidad, con
diferentes viscosidades intrínsecas para cada PTT y diferentes
contenidos de dímero cíclico de tereftalato de trimetileno en el PTT
como se muestra en la Tabla 1a, para producir fibras compuestas
yuxtapuestas. La relación de mezcla del componente de alta
viscosidad y el componente de baja viscosidad fue 50/50.
Las condiciones de producción de la fibra
compuesta fueron como sigue.
Diámetro: 0,50 mm.
Relación diámetro/longitud del puerto de
descarga: 2,0.
Ángulo de inclinación del puerto respecto a la
dirección vertical: 35º (0º para un componente sencillo).
Número de puertos: 24.
Temperatura de secado de bolita y contenido
final de humedad: 110ºC, 15 ppm.
Temperatura del extrusor: 250ºC.
Temperatura de la cabeza de hilado: 265ºC.
Tiempo de fusión: 12 minutos.
Volumen de descarga de polímero: Condiciones
fijadas para un tamaño de hilo estirado de 84 dtex.
Zona libre de burbujas: 125 mm.
Condiciones de aire de enfriado: Temperatura =
22ºC, humedad relativa = 90%, velocidad = 0,5 m/seg.
Agente de acabado: Emulsión acuosa compuesta
principalmente por polieteréster (concentración: 20% en peso).
Velocidad de enrollado: 1100 m/min.
Tamaño: fijado para tamaño estirado de 84
dtex.
Contenido en humedad: 0,5% en peso.
Temperatura de almacenaje: 22ºC.
Velocidad de estiramiento: 800 m/min.
Velocidad de rotación del huso: 8000 rpm.
Temperatura del rodillo de estirado: 55ºC.
Temperatura de la placa caliente: 130ºC.
Tensión de inflado: 0,07 cN/dtex.
Tamaño/núm. de filamentos: 84 dtex/24 f.
Peso enrollado: 2,5 kg.
Núm. de giros: 10/m.
Núm. de cruces: 20/m.
Dureza de la canilla: 84.
Máquina de falsa torsión: IVF338 por Ishikawa
Laboratory Co., Ltd.
Vueltas de falsa torsión: 3200 T/m.
Temperatura del primer calentador: 160ºC.
Velocidad de falsa torsión: 150 m/min.
Las propiedades de las fibras compuestas
obtenidas se muestran en la Tabla 1a, y las propiedades del hilo de
falsa torsión se muestran en la Tabla 1b.
Como se ve a partir de la Tabla 1b, el hilo de
falsa torsión de la invención tiene una alta propiedad de desarrollo
de rizo y además satisfactoria uniformidad de teñido. Las telas
tejidas muestran también excelente extensibilidad y recuperación de
alargamiento.
El hilo de falsa torsión del Ejemplo Comparativo
1 tenía bajo alargamiento de estiramiento de rizos mientras el
contenido de dímero cíclico de tereftalato de trimetileno era
también alto, dando por resultado una propiedad de falsa torsión
insatisfactoria.
El hilo de falsa torsión obtenido en el Ejemplo
1 se usó entonces como el hilo de urdimbre y trama sin torsión para
obtener un tejido de ligamento tafetán gris con una densidad de
urdimbre de 95/2,54 cm y una densidad de trama de 80/2,54 cm. El
tejido gris se tiñó para obtener una tela tejida con una densidad de
urdimbre de 150/2,54 cm y una densidad de trama de 125/2,54 cm.
La tela tejida obtenida tenía una superficie
suave, una extensibilidad de 42% en la dirección de la urdimbre,
una recuperación de alargamiento de 85% y una tensión de 98 cN/cm al
20% de alargamiento, mostrando así calidad superficial y calidad de
teñido satisfactorias y excelente extensibilidad incluso cuando se
usa un hilo de urdimbre.
El hilo de falsa torsión de los Ejemplos
1-4 tenía para todos el módulo de Young con
diferencial mínimo de 15 cN/dtex o menor al 3-10%
de alargamiento, y los tejidos mostraban además un tacto suave.
La cristalinidad como se mide por el método de
densidad era mayor al 35-50%, y no se produjo flujo
de rizo incluso por calentamiento durante las etapas de procesado
tales como tejido o cosido, dando por resultado tejidos con
excelente solidez de rizo.
Se mostró también capacidad de teñido a baja
temperatura como una característica para el teñido a 120ºC o por
debajo.
\vskip1.000000\baselineskip
Ejemplos 5-7,
Ejemplos Comparativos 2 y
3
Estos ejemplos ilustran el efecto del contenido
de dímero cíclico de tereftalato de trimetileno en el hilo de falsa
torsión.
Durante la producción de la fibra compuesta
yuxtapuesta del Ejemplo 1, se usó PTT con un contenido en dímero
cíclico de tereftalato de trimetileno diferente como el componente
de baja viscosidad para obtener la fibra compuesta.
La fibra compuesta fue de falsa torsión de la
misma manera que en el Ejemplo 1. Las propiedades de falsa torsión
se muestran en la Tabla 2.
Como se ve por la Tabla 2, el hilo de falsa
torsión de la invención tenía capacidad de texturización
satisfactoria además de uniformidad de teñido satisfactoria.
Los Ejemplos Comparativos 2 y 3 tenían
contenidos de dímero cíclico de tereftalato de trimetileno fuera del
alcance de la invención, y mostraron propiedades de falsa torsión y
uniformidad de teñido inferiores.
\vskip1.000000\baselineskip
Ejemplos 8-11 y
Ejemplos Comparativos
4-5
Estos ejemplos ilustran el efecto de la
temperatura del hilo durante la falsa torsión.
La temperatura del hilo durante la falsa torsión
se alteró como se muestra en la Tabla 3 para la falsa torsión del
Ejemplo 1. Las propiedades de falsa torsión y propiedades del hilo
texturizado se muestran en la Tabla 3.
Como se ve a partir de la Tabla 3, las
condiciones de falsa torsión dentro del alcance de la invención
dieron por resultado capacidad de texturización satisfactoria, y el
hilo de falsa torsión mostró capacidad de rizo, recuperación de
alargamiento y uniformidad de teñido excelentes.
\vskip1.000000\baselineskip
Ejemplos
12-17
Estos ejemplos ilustran el efecto del uso de
fibra estirada compuesta enrollada en paquete o fibra no estirada
compuesta como la fibra compuesta suministrada para falsa
torsión.
La máquina de hilado/estirado/enrollado mostrada
en la Fig. 7 se usó para la producción. Las condiciones de hilado
fueron las mismas que en el Ejemplo 1, y las condiciones de
enrollado fueron como sigue.
Velocidad del primer cilindro de tracción: 2000
m/min.
Temperatura del primer cilindro de tracción:
55ºC.
Temperatura del segundo cilindro de tracción:
120ºC.
La velocidad del segundo cilindro de tracción se
varió para obtener fibras estiradas compuestas con las resistencias
de ruptura mostradas en la Tabla 4a.
Temperatura del primer cilindro de tracción:
60ºC.
Temperatura del segundo cilindro de tracción:
120ºC.
La velocidad del primer cilindro de tracción
varió a 2500, 2300 y 2000 m/min y la velocidad del segundo cilindro
de tracción se fijó a aproximadamente la misma velocidad que la
velocidad del primer cilindro de tracción para el enrollado, para
obtener fibras no estiradas compuestas con resistencias de ruptura
de 71%, 80% y 100%.
La falsa torsión para estos ejemplos se llevó a
cabo de la siguiente manera.
Máquina de falsa torsión: Máquina de Falsa
Torsión 33H de Murata Machinery Laboratory Co.
Velocidad del hilo: 300 m/min.
Vueltas de falsa torsión: 3230 T/m.
Relación de estiramiento: fijado para un
alargamiento de hilo texturizado de 35%.
Grado de primera alimentación: -1%.
Temperatura de primer calentador: 165ºC.
Grado de segunda alimentación: -3%.
Las propiedades de las fibras compuestas se
muestran en la Tabla 4a y las propiedades del hilo de falsa torsión
se muestran en la Tabla 4b.
Como se ve por la Tabla 4b, el hilo de falsa
torsión obtenido por torsión de las fibras compuestas enrolladas en
empaquetado según la invención muestran desarrollo de rizo,
recuperación de alargamiento y uniformidad de tinte excelentes.
\vskip1.000000\baselineskip
Ejemplos 18 y 19, Ejemplo
Comparativo
6
Estos ejemplos ilustran el efecto del tipo de
polímeros usados para el componente de alta viscosidad y el
componente de baja viscosidad.
Los componentes de alta viscosidad y los
componentes de baja viscosidad se usan en las combinaciones
mostradas en la Tabla 5a para obtener fibras compuestas
yuxtapuestas según el ejemplo 1.
Para el Ejemplo 20, Ejemplo Comparativo 6 y
Ejemplo Comparativo 7, la temperatura de fusión fue 280ºC. La falsa
torsión se llevó a cabo de la misma manera que en el Ejemplo 1, y
las propiedades del hilo de falsa torsión obtenido se muestran en
la Tabla 5b.
Como se ve por la Tabla 5b, el hilo de falsa
torsión de la invención mostró desarrollo de rizo, recuperación del
alargamiento y uniformidad de tinte excelentes.
El Ejemplo Comparativo 6 que usó PET como ambos
componentes tuvo capacidad de rizo y recuperación de alargamiento
menores.
\vskip1.000000\baselineskip
Ejemplo Comparativo
7
Este ejemplo comparativo ilustra el hilo de
falsa torsión de fibra sencilla de PTT.
Se llevó a cabo la falsa torsión de la misma
manera que en el Ejemplo 1 excepto en que se usó fibra 84 T/24 f
("Solo", marca registrada de Asahi Chemical, KK.) como la fibra
sencilla compuesta solo de PTT, y la temperatura de hilo durante la
falsa torsión fue 190ºC.
El hilo de falsa torsión tenía una torsión de no
torsión de 167 vueltas/m. Este hilo de falsa torsión se usó para
preparar una tela tejida de la misma manera que en el Ejemplo 1. Las
propiedades del hilo de falsa torsión y la tela tejida se muestran
en la Tabla 5b. La tensión del tejido al 20% de alargamiento fue 294
cN/cm.
\vskip1.000000\baselineskip
Ejemplo 20-23,
Ejemplo Comparativo
8
Estos ejemplos ilustran el efecto del hilo
fijado por doble calentador.
La fibra compuesta obtenida en el Ejemplo 1 se
usó como la fibra compuesta para la falsa torsión, y la falsa
torsión con doble calentador se llevó a cabo bajo las siguientes
condiciones.
Máquina de falsa torsión: Máquina de Falsa
Torsión 33H por Murata Machinery Laboratory Co.
Velocidad de hilo: 300 m/min.
Vueltas de falsa torsión: 3230 T/m.
Relación de enrollamiento: factor de 1,08.
Temperatura del primer calentador: 165ºC.
Grado de primera alimentación: -1%.
Temperatura del segundo calentador: 150ºC.
La relación de sobrealimentación en la zona del
segundo calentador se varió como se muestra en la Tabla 6. Las
propiedades del hilo de falsa torsión obtenido se muestran además en
la Tabla 6.
Como se entenderá claramente a partir de estos
ejemplos, una relación de sobrealimentación dentro del alcance de
la invención dio por resultado un texturizado estable de hilo de
falsa torsión, y produjo hilo de falsa torsión con propiedades de
extensibilidad y libre circulación satisfactorias, además de
excelente uniformidad de tinte.
Los resultados de los ejemplos y ejemplos
comparativos descritos anteriormente se resumen en la Tablas 1 a
6.
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip1.000000\baselineskip
(Tabla pasa a página
siguiente)
El hilo de falsa torsión de fibra compuesta de
poliéster según la invención no es susceptible de problemas con el
teñido y muestra propiedades de alto estiramiento y recuperación de
alargamiento incluso cuando se usa en tejidos de punto o telas
tejidas con alta fuerza de enlace, y por lo tanto produce tejidos de
punto con extensibilidad superior y recuperación de estiramiento
rápido, o excelentes propiedades de libre circulación.
La presente invención posee además alto valor
industrial ya que proporciona un método para la producción
industrialmente estable de hilo de falsa torsión de fibra compuesta
de poliéster.
Claims (15)
1. Un hilo de falsa torsión de una fibra
compuesta de poliéster caracterizado por satisfacer las
siguientes condiciones (1) a (5):
(1) la fibra compuesta está compuesta de
filamentos sencillos con dos componentes de poliéster laminados en
una manera yuxtapuesta o una manera de núcleo recubierto;
(2) al menos uno de los componentes de los dos
componentes de poliéster que componen los filamentos sencillos es
poli(tereftalato de trimetileno);
(3) la diferencia en viscosidad intrínseca entre
los dos componentes de poliéster es 0,1-0,8
(dl/g);
(4) tiene capacidad de rizo latente; y
(5) tiene al menos 50% de alargamiento de
estiramiento de rizos desarrollados antes del tratamiento con agua
hirviendo.
2. El hilo de falsa torsión de la fibra
compuesta de poliéster según la reivindicación 1,
caracterizado porque la viscosidad intrínseca media de la
fibra compuesta es 0,6-1,2 (dl/g).
3. El hilo de falsa torsión de la fibra
compuesta de poliéster según la reivindicación 1 o 2,
caracterizado por satisfacer adicionalmente las siguientes
condiciones (6) a (9):
(6) tiene 50-300% de
alargamiento de estiramiento de rizos desarrollados antes del
tratamiento con agua hirviendo;
(7) la relación entre la carga X (x 10^{-3}
cN/dtex) durante el tratamiento con agua hirviendo y el factor de
rizo Y (%) después del tratamiento con agua hirviendo satisface la
desigualdad -10X + 60 \leq Y \leq 80 ( con tal que 1 \leq X
\leq 4);
(8) la velocidad de recuperación de alargamiento
del hilo de falsa torsión después del tratamiento con agua
hirviendo es 15-50 m/seg;
(9) el alargamiento de ruptura del hilo de falsa
torsión antes del tratamiento con agua hirviendo es 25% o más.
4. El hilo de falsa torsión de la fibra
compuesta de poliéster según la reivindicación 1, 2 o 3,
caracterizado porque el poli(tereftalato de
trimetileno) es o bien un homopolímero de poli(tereftalato de
trimetileno) o un copolímero que contiene no más de 10 por ciento
en moles de unidades de éster de repetición distintas de las
unidades de tereftalato de trimetileno de repetición.
5. El hilo de falsa torsión de la fibra
compuesta de poliéster según cualquiera de las reivindicaciones 1 a
4, caracterizado porque el alargamiento de estiramiento de
rizos desarrollados antes del tratamiento con agua hirviendo es
70-300%.
6. El hilo de falsa torsión de la fibra
compuesta de poliéster según cualquiera de las reivindicaciones 1 a
5, caracterizado porque el factor de rizo medido después del
tratamiento con agua hirviendo con una carga de 3 x 10^{-3}
cN/dtex es 35% o más.
7. El hilo de falsa torsión de la fibra
compuesta de poliéster según cualquiera de las reivindicaciones 1 a
6, caracterizado por satisfacer adicionalmente la siguiente
condición (10):
(10) la torsión de no torsión no es mayor que
100 vueltas/m.
8. El hilo de falsa torsión de la fibra
compuesta de poliéster según cualquiera de las reivindicaciones 1 a
7, caracterizado porque el otro componente de poliéster es
poli(tereftalato de etileno), poli(tereftalato de
propileno) o poli(tereftalato de butileno).
9. El hilo de falsa torsión de la fibra
compuesta de poliéster según cualquiera de las reivindicaciones 1 a
8, caracterizado porque el poli(tereftalato de
trimetileno) no contiene componentes trifuncionales.
10. El hilo de falsa torsión de la fibra
compuesta de poliéster según cualquiera de las reivindicaciones 1 a
9, caracterizado porque el contenido de dímeros cíclicos de
tereftalato de trimetileno en el hilo de falsa torsión no es mayor
que 2,5% en peso.
11. El hilo de falsa torsión de la fibra
compuesta de poliéster según cualquiera de las reivindicaciones 1 a
10, caracterizado porque el valor de fluctuación del tamaño
de fibra (U%) del hilo de falsa torsión no es mayor que
1,5%.
1,5%.
12. Un tejido de punto o tela tejida que
comprende el hilo de falsa torsión de la fibra compuesta de
poliéster según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 11 para todo
o parte del mismo.
13. Un método para la producción del hilo de
falsa torsión de la fibra compuesta de poliéster según cualquiera
de las reivindicaciones 1 a 11, caracterizado porque el
método comprende las siguientes etapas:
- descargar el poliéster de una hilera con el
puerto de descarga inclinado a un ángulo de 10-40º
con respecto a la dirección vertical de enrollado del poliéster,
después enfriar para la solidificación, o bien con o sin
estiramiento, para obtener fibra compuesta; y
- hacer falsa torsión en la fibra compuesta
obtenida con una temperatura de hilo de 140-190ºC
durante la falsa torsión.
14. El método para la producción del hilo de
falsa torsión de fibra compuesta de poliéster según la
reivindicación 13, caracterizado porque la fibra compuesta
obtenida es de falsa torsión mediante un método de doble calentador,
y la relación de sobrealimentación en el segundo calentador es -10
a +5%.
15. El método para la producción del hilo de
falsa torsión de la fibra compuesta de poliéster según la
reivindicación 13, caracterizado por satisfacer las
siguientes condiciones (1) a (4).
(1) ambos de los dos componentes de poliéster
son poli(tereftalato de trimetileno);
(2) dicho poli(tereftalato de
trimetileno) no contiene componentes trifuncionales;
(3) la viscosidad intrínseca media de la fibra
compuesta es 0,6-1,2 (dl/g);
(4) realización de la falsa torsión usando una
fibra compuesta seleccionada de las siguientes (a) a (c):
(a) una fibra compuesta enrollada en una forma
de canilla, que tiene un alargamiento de ruptura de
25-50% y una tensión extrema de contracción por
calor seco de 0,10-0,30 cN/dtex;
(b) una fibra compuesta enrollada en una forma
de bobina, que tiene un alargamiento de ruptura de
30-80% y una tensión extrema de contracción por
calor seco de 0-0,20 cN/dtex; y
(c) una fibra compuesta no estirada enrollada en
una forma de bobina, que tiene un alargamiento de ruptura de
50-120%, una tensión extrema de contracción por
calor seco de 0-0,15 cN/dtex y una contracción por
agua hirviendo de 1-10%.
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