MXPA00008763A - Estiramiento de filamentos de poliester - Google Patents

Abstract

La presente invención se refiere al estiramiento simultáneo de filamentos de poliéster mejorados, por el uso de poliéster de cadena ramificada para el polímero a partir del cual los filamentos de poliéster son hilados.

Description

ESTIRAMIENTO DE FILAMENTOS DE POLIESTER CAMPO DE LA INVENCIÓN Esta invención se refiere al estiramient mejorado de filamentos de poliéster, y má particularmente a un proceso para el estiramiento d los filamentos de poliéster mezclados en el mism haz / especialmente el estiramiento de una estopa de tales filamentos mezclados, y los filamentos estirados resultantes y paquetes y procesos corriente abajo de estos y a productos de los mismos.

ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN Los poliésteres .se han producido comercialmente en gran escala para procesamientos en artículos formados tales como fibras, principalmente de poli ( tereftalato de etileno) . Los hilos de poliéster sintéticos se han conocido y usado comercialmente por varias décadas, habiendo sido sugeridos primero por . H. Carothers, Patente Estadounidense No. 2,071,251, y después, en la Patente Estadounidense No. 2,465,319 por hinfield y Dickson que sugieren poli ( tereftalato de etileno) .

REF: 121835 A pesar de que se han sugerido muchos polímeros de poliésteres (incluyendo copolímeros), el poliéster más ampliamente manufacturado y usado hasta la fecha para fibras textiles ha sido el poli (tereftalato de etileno), el cual es a menudo, referido como el homopolímero PET. El homopolímero PET ha sido generalmente preferido sobre los copolímeros, debido a su bajo costo, y también debido a que sus propiedades han sido completamente adecuadas, o aún preferidas, para más usos finales. Se conoce, sin embargo, que el homopolímero PET requiere condiciones de teñido especiales (alta temperatura que requiere de presión super-atmos ferica) no requeridos para las fibras de nilón, por ejemplo, de este modo, se han sugerido los copoliésteres y se usan comercialmente para algunos propósitos. El homopolímero PET es a menudo referido como 2G-T, mientras eL poli (tereftalato de trimetileno) es referido como 3G-T (a pesar de que algunos han comenzado a llamar a este PTT), y el poli ( tereftalato de tetramet i leño ) es referido como 4G-T, y así. Se ha mostrado algún interés en el 3G-T, y también en 4G-T, pero el 2G-T es el polímero de poliéster que ha sido de este modo el más usado, como se discute mayormente aquí más adelante, pero se entenderá que la invención está propuesta para aplicar también a otros poliésteres, por ejemplo, otros tereftalatos de alquileno C2-C4, tal como 3G-T y 4G-T mencionados anteriormente, y copoliésteres .

Las fibras de poliéster son ya sea (1) filamentos continuos o (2) fibras que son discontinuas, en el cual las últimas son a menudo referidas como fibra cortada o fibras de corte, y se elaboran al ser formadas primero por extrusión en filamentos continuos de poliéster, los cuales son procesados en la forma de una estopa de filamentos continuos de poliéster antes de ser convertidos en fibras cortadas. Un estado importante en el procesamiento de filamentos continuos de poliéster ha sido el "estiramiento" para incrementar la orientación de las moléculas de poliéster de cadena larga, y con ello, mejorar las propiedades de Los filamentos. La presente invención se refiere a mejoramientos en esta etapa de estiramiento y a los productos mejorados que resultan a partir de estos.

Mayormente, el objetivo de los productores de fibras sintéticas han replicado las propiedades ventajosas de las fibras naturales, el más común de los cuales han sido el algodón y las fibras de lana La Mayoría de las fibras de corte de poliéster han sido de sección transversal redonda y se han mezclado con algodón. Recientemente, sin embargo, las Patentes Estadounidenses Nos. 5,591,523 (DP-6255) y 5,626,961 (DP-6365-A) y solicitud copendiente No. 08/662,804 (DP-6400) presentadas el 12 de Junio de 1996, y ahora asignadas, correspondientes respectivamente a WO 97/02372, WO 97/02373 y ' WO 97/02374, descripciones de las cuales están con ello, incorporadas aquí para referencia, han descrito invenciones que se relacionan con estopas de poliéster que son adecuadas para la conversión a cintas en un sistema de tela de lana peinada, o estambre o de tejido de lana y que se procesan corriente abajo en tales sistemas, eventualmente en las telas y vestidos. La presente invención se ha elaborado en el curso de tal trabajo y se describe con particular referencia a su valor en los filamentos de poliéster estirados en estopas para su procedimiento adicional en tales sistemas, pero no están confinados al estiramiento de tales estopas y se cree tienen potencial para usarse más ampliamente cuando se estiran otros paquetes de filamentos de poliéster.

Como por ejemplo, se ha descrito en la Patente Estadounidense No. 5,591,523 (DP-6255), se desean algunas veces," los filamentos de diferente denier por filamento (dpf), y de manera sorprendente se expresa en el Ejemplo 1 de tal patente, que es posible hilar sin estirar filamentos que han sido hilados de denier significantemente diferentes en la misma máquina de hilado sin ajustar la relación de estiramiento natural y después, subsecuentemente estirar una mezcla íntima de estos filamentos hilados simultáneamente en la misma estopa a la misma relación de estiramiento, para proporcionar filamentos con excelentes propiedades que fueron diferentes debido a sus dpfs que difieren (columna 6, líneas 15-29) . La presente invención se expande en éste sorprendente hallazgo y se extiende en el estiramiento simultáneamente otros paquetes de filamentos mezclados más allá de las estopas de filamentos mezclados especificados en la patente.

BREVE DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓN De conformidad con un aspecto de la invención, se proporciona un proceso de estiramiento dé~ una mezcla de filamentos de poliéster en el mismo paquete de filamentos de poliéster, en donde dicha mezcla es una mezcla de diferentes secciones transversales y/o de diferentes denier por filamento, y en donde dicho poliéster es de cadena ramificada con aproximadamente 0.1 hasta aproximadamente 0.8 mole % de ramificador de cadena; tal mole % está calculado convencionalmente como el peso molecular de la unidad de ramificador de cadena dividida por el peso molecular de la unidad de repetición del polímero 100 veces, la unidad de repetición para 2G-T es tereftalato de etileno, por medio del ejemplo.

De conformidad con otro aspecto de la invención, se proporciona una mezcla de filamentos de poliéster, en donde dicha mezcla es una mezcla de secciones transversales diferentes y/o de deniers diferentes por filamento, en donde dicho poliéster es de cadena ramificada con aproximadamente 0.1 hasta aproximadamente 0.8 mole % de ramificador de cadena, y en donde el encogimiento es de aproximadamente 0.5 hasta aproximadamente 3%. Tales mezclas de fibras pueden estar en la forma de estopas estiradas de filamentos continuos e hilos de estopas, y productos corriente abajo de mezclas de filamentos de poliéster que resultan a partir de estos, incluyendo mezclas de fibras cortadas (corte) en varias formas, incluyendo hilos, y telas y vestidos así como también los hilos mismos, y se entenderá que las mezclas resultantes de las fibras de poliéster pueden también ser mezcladas con otras fibras, tal como las de otros polímeros sintéticos, incluyendo poliamidas (nilón de varios tipos) y poliolefinas, por ejemplo, y/o de fibras naturales, tal como el algodón y lana.

Los términos "filamento" y "fibra" son usados inclusivamente aquí, y no son de manera general, propuestos para ser mutuamente exclusivos; algunas veces, sin embargo, estos términos generales son modificados, como en términos como "filamento continuo", y "fibra cortada".

De manera significante, como se explicará en relación a las curvas de tensiones y deformaciones en los Ejemplos, no se ha encontrado relación de estiramiento natural cuando se estira simultáneamente de conformidad con la invención. También no se ha experimentado estiramiento de estrechamiento en contraste con la experiencia cuando se estiran los filamentos del homopolímero 2G-T.

BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS La Figura 1 es una fotografía ampliada de secciones transversales .de filamentos mezclados de conformidad con la invención, como se explica aquí posteriormente en más detalle.

Las Figuras 2 a 6 son curvas de tensiones y deformaciones de filamentos individuales para usarse en las mezclas de conformidad con la invención, como se describe más específicamente posteriormente.

DESCRIPCIÓN DETALLADA DE LA INVENCIÓN Podrá ser redundante repetir que ya ha sido descrita en la técnica. Como se ha indicado, la preparación de los polímeros de poliéster y el hilado de filamentos a partir de estos, ha sido descrita de manera general en la técnica. El estiramiento de los filamentos de poliéster ha sido también descrito en muchas referencias que datan nuevamente a aquellas por Marshall y Thompson en Nature, Vol. 171 (Enero 3, 1953), páginas 38-39 "Drawing Synthetic Fibers", en J.

Applied Chem., 4 (Abril 1954), páginas 145-153 "The Drawing of Terylene", and in Proc. Roy. Seo. (London), Vol. A221, páginas 541-557 "The Cold Drawing of Higa, Polymers" . Como se indica aquí anteriormente, la presente invención se elabora durante el trabajo del estiramiento de los filamentos de poliéster en estopas que se desarrollaron para el procesamiento en tela de lana peinada o estambre o tejido de lana, en tanto la descripción detallada se refiere aquí a tales filamentos y estopas, pero el concepto inventivo ha ampliado más la aplicación.

" Como se indicó, la esencia de la invención es el uso de polímeros de poliéster de cadena ramificada para elaborar los filamentos de poliéster qué son estirados de conformidad con los procesos de la invención para proporcionar las mezclas de filamentos de conformidad con la in.vención. El uso de ramificadores de cadena (es decir, intermediarios que forman poliésteres muí ti-funcionales , que tienen el requisito de más de dos grupos funcionales que son requeridos para la polimerización, tal como glicol y un ácido dibásico, ambos de los cuales son dis funcionales ) han sido descritos en la técnica tal como en MacLean et al., Patente Estadounidense Nos. 4,092,299 y 4,113,704, Mead et al. en la Patente Estadounidense No. 3,335,211, Oxford et al. O/92/12, 120, Duncan, U.S. SIR H1275, DuPont (Broaddus et al.) EPA2 294,912, Reese, Patente Estadounidense Nos. 4,833,032, 4,966,740 y 5,034,174, Goddley et al, en la Patente Estadounidense No. 4,945,151, y referidas a la técnica y citadas aquí, tal como Vaginay, Patente Estadounidense No. 3,576,73. Algunas de estas referencias usan diferente terminología, tal como constructores de viscosidad, debido a que se agregaron los materiales para incrementar la realización del hilado, o por otras razones. Muchas de estas técnicas previas relacionadas a los hilos de filamentos continuos hilados a alta velocidad, como hilos alimentados para la formación de la textura del estirado, así como aquellos filamentos continuos que son orientados en el hilado, preferentemente amorfos, tal como han sido de manera general preferidos hasta la fecha para el estiramiento en la forma de estopas para la conversión en fibras de corte, los cuales son de interés especial y preferencia de conformidad con la presente invención. Un encogimiento bajo de las mezclas de filamentos de conformidad con la invención distinguen nuestros filamentos estirados a partir de los filamentos de encogimientos superiores elaborados por el hilado a alta velocidad para hacer filamentos orientados hacia el hilado para usarse como hilos alimentados para la formación de texturas del estirado, a menudo referidos como POY. Este encogimiento es la ebullición del encogimiento que se refiere a la parte inferior de la col 6 de Knox de la Patente Estadounidense No. 4,156,071, y puede ser medido de la manera descrita aquí por Knox.

Como se indica, la Patente Estadounidense No. 5,591,523 y WO 97/02372 han descritos ya en el Ejemplo I, el estiramiento simultáneo de un estopa de filamentos de poliéster de dpf mezclados y que fue sorprendentemente que estos podrán estar acompañados para dar filamentos estirados que fueron satisfactorios y con defectos de tintes no obscuros. Tal proceso y los filamentos estirados resultantes de los dpf mezclados, todos de sección transversal festonados o dentados ovales, ya han sido descritos aquí. Además, las Patentes Estadounidenses No. 5,629,961 y WO 97/02373 han descrito filamentos mejorados de sección transversal, festoneados o dentados ovales con 6 ranuras, y han incorporado la descripción de la Patente Estadounidense No. 5,591,523 como W0 97/02374 y que permite la solicitud de Patente Estadounidense No. 08/662,804. Después que la presente solicitud es particularmente concerniente con los aspectos adicionales del concepto de la invención que no están ya cubiertos en estas patentes previas y solicitudes de patentes. Tales aspectos adicionales son ahora mencionados, específicamente, mezclas de filamentos de secciones transversales diferentes que no son completamente de sección transversal, festoneada o dental ovales, tal como una sección transversal que es redonda mientras la otra sección transversal no es redonda, por ejemplo, trilobal, en forma de listón o aún festoneado o dentado oval; mezclas de más de una sección transversal diferente no redonda, tal como cualquier mezcla de tales secciones transversales no redondas; mezclas de filamentos sólidos y de filamentos con uno o más huecos longitudinales, un hueco está a menudo referido como un filamento hueco, pero también filamentos multi-huecos con por ejemplo, 3 o 4 huecos, o con 7 huecos, como se describe por ejemplo, en las Patentes Estadounidenses Nos. 3,745,061, 3,772,137 y 5,104,725; y referidas en la técnica y citadas aquí; en cuanto a la terminología aquí se refiera, tales filamentos con huecos longitudinales están abarcados aquí técnicamente dentro del concepto de filamentos "no redondos" puesto que su conducta previa durante el estiramiento (se elaboran de homopolímero 2G-T sin ramificador de cadena) ha diferenciado de la conducta de filamentos redondos (sólidos) (elaborado similarmente sin ramificador de cadena); tambié mezclas de filamentos de dpfs que difieren, aún e donde la misma sección transversal (preferentement todos son de sección transversal, festoneados ovales como se mencionó aquí anteriormente), pero también d sección transversal diferentes y de dpf diferentes; tales diferencias de dpf pueden ser tales que un dpf superior es- al menos, 1. IX de un dpf inferior, o diferencias mayores, tal como al menos 1.2X, 1.3X, o 1.5X o más .

Como se observará en los Ejemplos aquí posteriormente, se dificulta predecir los dpfs propiedades de los filamentos estirados que se obtienen por el estiramiento de mezclas de filamentos de conformidad con la invención.

La invención será además ilustrada en los siguientes Ejemplos, los cuales por conveniencia, se refieren al procesamiento en el sistema de tela de lana peinada o . estambre, como se explica aquí anteriormente. Todas las partes y porcentajes son por peso, a menos que se indique de otro modo. Los encogimientos por .ebullición, de los productos para todos los Ejemplos estuvieron en el rango de aproximadamente 1% hasta 1.5%.

La mayoría de los procedimientos que se usaron son bien conocidos y/o se describen en la técnica. Para evitar cualquier duda, las explicaciones de los procedimientos que se usaron están dadas en los siguientes párrafos.

Ins tron Las curvas de tensión deformaciones promedio se obtuvieron como sigue como un promedio de 10 filamentos individuales de cada tipo tomado a partir de los paquetes de estopa. Diez muestras de cada tipo de filamento se separaron de los paquetes de estopa usando una laminilla amplificada (LUXO Iluminated Magnifier) . El denier por filamento (DPF) de cada filamento muestra se midió en un VIBROSCOPE (HP Modelo 201C Audio Oscillator) . Los filamentos muestra se montaron uno a una vez en un INSTRON (Modelo 1122 o 1123) y se midió la conducta de tensiones y deformaciones. Se registraron diez rompimientos para cada tipo de filamento, y el promedio de las 10 muestras se registró para cada tipo de filamento, de este modo, como será fácilmente entendido, los valores leídos a partir de una curva de tensiones y deformaciones de un filamento individual no se correlacionan necesariamente con las propiedades tensiles calculadas y listadas como un promedio en las Tablas .

Unidades Se hicieron mediciones usando unidades textiles Estadounidenses convencionales, incluyendo denier, el cual es una unidad métrica. Para sugerir practicas prescriptivas en otra parte, los equivalentes dtex y CPcm de las mediciones DPF y CPT están dados en paréntesis después de las mediciones actuales. Para las mediciones tensiles o de tensión (MOD; para módulo inicial, y TEN para tenacidad) , sin embargo, las mediciones actuales en gpd han sido convertidas en g/dtex y estas .últimas están dadas en las Tablas, mientras las curvas de tensiones y deformaciones en las Figuras muestran valores tensiles métricos originales en el eje Y.

Frecuencia de Frunción u Ondulado Se midió como el número de fruncidos u ondulados por pulgada (CPI) después del fruncimiento u ondulamiento de la estopa. El fruncido u ondulado se presentó por picos numerosos y cuencas en' la fibra. Diez filamentos se removieron de los paquetes de estopa y se aleatorizaron y colocaron (uno a la vez) en un estado relajado en sujetadores de un dispositivo de medición de longitud de fibra. Los sujetadores son manualmente operados e inicialmente movidos en cierre lo suficientemente juntos para prevenir' el estrechamiento de la fibra mientras se coloca en el sujetador. Un extremo de una fibra es colocado en el sujetador izquierdo y el otro extremo en el sujetador derecho del dispositivo de medición. El sujetador izquierdo es rotado para mover cualquier giro en la fibra. El soporte del sujetador derecho es movido lentamente y uniformemente a la derecha (extendiendo la fibra) hasta que toda la poca tensión ha sido removida de la fibra pero sin la remoción de algún sujetador. Usando un amplificador iluminado, el número de picos en los lados superior e inferior de la fibra se contaron. El soporte del sujetador derecho es entonces movido lentamente y uniformemente a la derecha hasta que todas las frunciones u ondulaciones juntas han desaparecido. Se toma cuidado en no estrechar la fibra. Esta longitud de la fibra es registrada. La. frecuencia de fruncimiento u ondulamiento para cada filamento se calcula como: Número total de Picos 2 x Longitud de Filamento (no fruncido u ondulado) El promedio de las 10 mediciones de todas las 10 fibras se registró por CPI (fruncidos u ondulados por pulgada), el equivalente métrico es CPcm.

CTU (toma del fruncido u ondulado) Se midió también en la estopa y es una medida de la longitud de la estopa extendida, de este modo se remueve el fruncido u ondulado, dividido por la longitud inesperada (es decir, como fruncidos u ondulados), expresados como un porcentaje, como se describe en Anderson, et al., Patente Estadounidense No. 5, 219, 582.

Los valores para las secciones transversales de fibras no redondas se obtuvieron usando el siguiente procedimiento. Un espécimen de fibra es montado en un microtomo Hardy (Hardy U.S Department of Agriculture circa 378, 1933) y dividido en secciones delgadas de conformidad con los métodos esencialmente como se describe en "Fiber Microscopy Its Technique and Applications", por J. L. Sloves (van Nostrand Co . , Inc., New York 1958, No. 180-182) . Las secciones delgadas son entonces montadas en un estado de sistema microscopio de video super FIBERQUANT (Vashaw Scientific Co . , 3597 Parkway Lañe, Suite 100, Norcross, Georgia 30092) y presentado en el super FIBERQUANT CRT bajo modificaciones como sean necesarias. Se selecciona la imagen de una sección individual delgada de una fibra y se miden las dimensiones críticas de la fibra. Este proceso se repite para cada filamento en el campo de revisión para general un conjunto de muestra estadísticamente significante, y los promedios están dados aquí. Las proporciones de Modificaciones y Proporciones de Aspecto para las secciones transversales no redondas están dadas en las Tablas en paréntesis después de la indicación del tipo de sección transversal, por ejemplo, "SO (1.37)" indica una sección transversal festoneada dental oval de Proporción de Aspecto 1.37. De manera similar los contenidos huecos están dados en paréntesis después de la indicación de una sección transversal hueca, por ejemplo, un contenido hueco de 7% se muestra como "Hueco { ! % ) " , siendo medidos como se describe por Aneja et al. en la Patente Estadounidense No. 5,532,060.

Viscosidad Relativa (LRV) Es la viscosidad del polímero disuelto en un solvente HFIP (hexafluoro-isopropanol que contiene 100 ppm de 98% de ácido sulfúrico de grado reactivo) . El aparato que mide la viscosidad es un viscometro de capilaridad obtenible a partir de un número de proveedores comerciales (Design Scientific, Cannon, etc.) . La viscosidad relativa en centistoques se midió en 4.75 % en peso de solución del polímero en solvente HFIP a 25°C. El H2S04 usado para la medición de LRV destruye los enlaces reticulados, específicamente de silicona en el caso del ramificador de cadena ortosilicato de tetraet'ilo.

Viscosidad Relativa Sin Acido (NRV) Es la viscosidad del polímero similarmente disuelta, medida y comparada en el solvente de hexafluoro isopropanol pero sin algún ácido sulfúrico. Puesto que el ácido no está presente, las reticulaciones se dejan intactas cuando se mide el NRV.

Delta RV (?RV) Es la expresión que hemos usado aquí para definir la diferencia entre el NRV y el LRV medido como se describe anteriormente, y que expresa la cantidad de reticulaciones destruidas por el ácido cuando se mide el LRV.

Defectos de Productos Se clasificaron aquí en tres categorías : 1) Defecto de Tela Equivalente (EFD) 2) Defectos de Teñino Obscuro (DDD) 3) Fragmentación (SPL) .

Los primeros dos defectos (EFD y DDD) son fibras y aglutinados que tiñen más obscuro que las fibras normales. Los DDDs tienen un diámetro de menos de 4X el diámetro de la fibra normal (estirada) . Los EFDs tienen un diámetro 4X el diámetro de la fibra normal ' o mayores. Ambos defectos podrían ser más grandes que 0.25 pulgadas (6.35 mm) . Las muestras son procesadas a través de un rodillo superior de tipo carda. Las cintas se tiñen de azul claro y se examinan visualmente bajo una laminilla amplificada iluminada. Las fibras que se tiñen más obscuro que el volumen de las muestras se remueven, se clasifican como EFDs o DDDs y se cuentan. Cada tipo de defecto es reportado como números de defecto por 0.1 libra (0.045 kg) de cintas. Las cintas son fibras de tamaño exagerado o aglutinados de fibras. Para ser clasificados como fragmentos, este defecto puede también ser mayor de 0.25 pulgadas (6.35 mm) pero su diámetro total podría ser mayor de 0.0025 pulgadas (0.0635 mm) . Los fragmentos son concentrados en los desechos de tiras lisas cuando una muestra de fragmento es procesada a través de una carda plana. El desecho de tira lisa es visualmente examinado contra un antecedente negro. Los fragmentos son removidos, clasificados por tamaño, contados y expresados en un peso de la muestra base.

EJEMPLO 1 Los filamentos mezclados se hilaron por fusión a 282°C a partir del polímero de tereftaláto de etileno de cadena ramificada, tales filamentos mezclados son una mezcla de filamentos ligeros (denier más fino) de sección transversal festoneados o dentados ovales (SO) y de filamentos pesados (denier más pesado) de sección transversal redonda. Los filamentos diferentes se hilaron por fusión simultáneamente a través de capilares diferentes en el mismo hilado, cada uno contiene 1000 capilares, del polímero que contiene 0.24% (0.22 mole%) de silicato tetraetilo (TES, esencialmente como se describe en Mead et al., Patente Estadounidense No. 3, 335,, 211) y que tiene 10.2 LRV y 15.3 NRV (como 5.1 ?RV) , a una relación total de 23.68 Ibs/hr (10.75 kg/hr) para cada hilado, y enrollado en bobinas a 1800 ypm (1650 m(min) . Los hilados tienen 516 capilares redondos, cada uno de área de flujo 0.0003079 pulg. cuad. (0.199 mm2 ) para elaborar los filamentos pesados (sección transversal), y 484 capilares no redondos, cada uno de área de flujo 0.0002224 pulg. cuad. (0.143 mm2 ) , para elaborar los filamentos ligeros (sección transversal, festoneada o dentada oval) . Los capilares no redondos más pequeños se localizaron en los cinco anillos internos (de 9), mientras los capilares redondos más grandes se localizaron en el exterior de los cuatro anillos del hilado. La forma del orificio para los capilares festoneados o dentados ovales, fueron esencialmente como se describe en la Solicitud Estadounidense No. 08/662,804 .(DP-6400) y WO 97/0237 referidas aquí anteriormente. Las corrientes de filamentos de fusión se enfriaron rápidamente usando radialmente aire dirigido de un sistema de enfriado perfilado, como se describe en Anderson, et al., Patente Estadounidense No. 5,219,582. El paquete de filamento hilado resultante consiste de una mezcla de secciones transversales diferentes y de filamentos de denier superior e inferior con propiedades indicadas en la Tabla ÍA. Las curvas de tensión-deformación de filamentos individuales de los dos tipos diferentes de filamentos se muestran en la Figura 2, las curva continuas son para un filamento de denier inferio (ligero) de sección transversal, festoneados dentados ovales (SO), y la curva interrumpida es par un filamento redondo de denier superior (pesado).

TABLA ÍA Dieciocho bobinas de los filamentos mezclado como hilados se combinaron para formar una estopa co una proporción de mezcla nominal de forma festoneada o dentada oval al 40%, dpf inferior, y filamentos dpf superior, redondos al 60%. Esta estopa se estiró a un relación de estiramiento de 2.22X mientras se esparcía con agua a 95°C. La estopa entonces se pasó a través de un fruncidor de prensaestopas y subsecuentemente se sometió a relajación a 145°C para dar un tamaño de estopa final de aproximadamente 74,800 denier (83,100 dtex) de una mezcla íntima de filamentos fruncidos (10.6 CPI, 4.2 CPcm) de ambos tipos de filamentos cuyas propiedades están listadas en la Tabla IB.

TABLA IB Un acabado convencional se aplicó para proporcionar un nivel de acabado (una fibra) de 0.15%. El denier nominal por filamento (es decir, el denier del paquete de estopa total dividido por el número de filamentos) fue 1.1 depf (1.3 dtex), aproximadamente 40% de los filamentos son de forma festoneada o dentada oval (0.98 denier) y el restante 60% de forma redonda (1.19 denier) .

El producto se procesó y después se sometió a escrutinio para los Defectos de Productos, EFD, DDD y SPL, de los cuales todos registraron cero Defectos, así es claro que la calidad del producto no fue impactada de manera adversa por el estiramiento simultáneo de una mezcla de formas y deniers diferentes como filamentos hilados, el cual fue sorprendente y contrario a las experiencias previas en la evaluación de procesos de filamentos de forma mezclada y denier mezclados elaborados esencialmente de manera similar a partir de los homopolímeros sin ramificador de cadena, como se referirá ahora.

COMPARACIÓN En contraste, cuando cuatro mezclas de filamentos diferentes de homopolímeros 2G-T sin algún ramificador de cadena se estiraron de manera similar en los mismos paquetes, los Defectos de Productos significantes se notaron cuando los paquetes estirados se procesaron y sometieron a escrutinio, como se indica en la Tabla C2. Las relaciones de estiramiento están indicadas como "DR" en la Tabla 2C. Cada una de las mezclas que se estiraron juntas fueron una mezcla de dos tipos de filamentos fuera de cuatro tipos CA, CB, CC y CD cuyas propiedades se muestran en la Tabla Cl. Los filamentos se hilaron de manera separada a partir del homopolímero 2G-T sin algún ramificador de cadena (LRV 20.4), pero de otro modo, esencialmente como se describe para el Ejemplo 1.

TABLA Cl TABLA C2.

Los números significantes de Defectos de Productos que resultan del estiramiento de tales filamentos mezclados de homopolímeros (CA/CB son mezclas de filamentos de denier diferentes, pero ambos de sección transversal, festoneados o dentados ovales de relación de modificación 1.7, y CC/CD son mezclas de filamentos del mismo denier, pero uno es redondo y el otro de sección transversal, festoneado o dentado de relación de modificación 1.7) en contraste con los Defectos de Productos obtenidos del Ejemplo 1 y de otros Ejemplos, de conformidad con la invención. Las curvas de tensión-extensión de filamentos individuales de estos cuatros tipos de homopolímeros CA, CB, CC y CD, están mostrados en la Figura 3, y pueden contrastar con las curvas en la Figura 2 y en las Figuras 4-6 para filamentos de polímeros de cadenáT ramificada. Aquellos en la Figura 3 todos tienen porciones planas o lisas significantes que indican una relación de estiramiento natural para estos filamentos de homopolímeros, como son bien conocidos. Sus relaciones de estiramiento natural están listadas como "NDR" en la Tabla Cl . Como se puede observar, las relaciones de estiramiento natural para CC y CD son ambas 1.9X, es decir, son ambas las mismas, pero el estiramiento simultáneo de las mezclas de CC y CD dan números significantes de Defectos de Teñido Obscuro. Las curvas en la Figura 2 no muestran las porciones lisas o planas correspondientes; esto se puede explicar, en retrospectiva, porque tales filamentos pueden estirarse juntos y dar productos sin Defectos de Producto, en contraste con la experiencia anterior no satisfactoria en el estiramiento simultáneo de más deniers mezclados y/o de secciones transversales (debido a que los filamentos fueron del homopolímero) .

EJEMPLO 2 Una mezcla de tres tipos de filamentos, que tienen secciones transversales diferentes, pero todos de 7.6 dpf (8.4 dtex), se elaboraron mediante el hilado de cada tipo de manera separada a 282°C a partir del polímero que contiene 0.27% de TES, 8.9 LRV y 15.4 NRV (6.5 ?RV) , a 1600 ypm (1460 m/min), pero de otro modo esencialmente como se describe por el Ejemplo 1, para dar filamentos como hilados, cuyas propiedades están dadas en la Tabla 2A. Los filamentos redondos se sometieron a extrusión a una relación de 85.2 lbs/hora (38.7 kg/hr) de una hilera de 520 capilares. Los filamentos huecos se sometieron a extrusión a una relación de 80.4 lb/hr (36.5 kg/hr) de una hilera de 490 capilares, usando un orificio en forma esencialmente como se describe en la Figura 5B de la Patente Estadounidense No. 5,356,582. Los filamentos festoneados o dentados ovales se sometieron a extrusión a una relación de 73.8 Ibs/hr (33.5 kg/hr) de una hilera de 450 capilares. Las curvas de tensión-deformación de filamentos individuales de cada tipo están mostradas en la Figura 4, junto con una Curva 3C que es una curva de tensión deformación para un filamento de 6 ranuras que está descrito en el Ejemplo 3 aquí posteriormente.

TABLA 2A Once bobinas de los filamentos redondos, 11 bobinas de los filamentos huecos y 12 bobinas de los filamentos festoneados o dentados ovales, se combinaron para formar una estopa que - tiene una relación de mezcla de filamentos 34% redondos, 33% huecos, y 33% festoneados o dentados ovales con un denier de hilado de estopa total de 125,476 (139,418 dtex) . Esta estopa se estiró, frunció y sometió a relajación esencialmente como se describe .para el Ejemplo 1, pero a una relación de estiramiento de 3. OX para dar una estopa estirada de aproximadamente 47,000 denier (52,000 dtex) de una mezcla íntima que contiene estos tres filamentos fruncidos formados de manera diferente (8.4 CPI, 3.3 CPcm, 16.7 CTU) con un dpf nominal de aproximadamente 2.85 (3.2 dtex) cuyas propiedades de filamentos están listadas en la Tabla 2B.

TABLA 2B El acabado convencional se aplicó como en el Ejemplo 1, y la estopa se procesó y se sometió a escrutinio para los Defectos de Producto. Fue sorprendente, en vista de las valoraciones previas con filamentos convencionales, que las cintas resultantes de este Ejemplo de una mezcla íntima de tres secciones transversales diferentes (redondas, huecas, y festoneadas o dentadas ovales), no muestran algún Defecto, de Producto ' de EFD, DDD, y SPL, por el hecho de tener que ser estirados simultáneamente.

Como un perfeccionamiento de telas para un consumidor, puede ser crítico para la biodisponibilidad comercial. La estética de la tela puede ser significantemente afectada por el uso de mezclas de fibras de secciones transversales diferentes. Pero, previamente, no ha sido posible estirar simultáneamente tales mezclas de filamentos de homopolímeros convencionales.

EJEMPLO 3 En las Tablas 3A y 3B, los datos están resumidos para los filamentos hilados y en una estopa estirada de tres filamentos formados de manera diferentes (mismo dpf) que se prepararon y procesaron esencialmente como se describe en el Ejemplo 2, pero en donde la forma festoneada o dentada oval que tiene solamente 4 ranuras se reemplazó por filamentos 3C, que tienen una sección transversal de 3 ranuras, como se describe en la Patente Estadounidense No. 5,626,961 (DP-6365-A) . Como se explica en el Ejemplo 2, una curva de tensión-deformación para tal filamento de sección transversal de 6 ranuras ha sido incluido en la Figura 4 como Curva 3C, los filamentos hilados redondos y huecos son esencialmente los mismos para ambos Ejemplos 2 y 3.

TABLA 3A Tabla 3B La estopa estirada (8.3 CPI, 3.3 CPcm, 19.9 CTU) DE 2.85 dpf nominal (3.2 dtex) se procesaron y mostraron cero en Defectos de Producto (EFD, DDD, SPL) .

EJEMPLO 4 En las Tablas 4A y 4B, los datos están resumidos de manera similar por filamentos de cuatro formas diferentes que se prepararon esencialmente como se describe en el Ejemplo 2. Los filamentos redondos se sometieron a extrusión a una relación de 70.4 lbs/hora (32 kg/hr) a partir de una hilera de 286 capilares; los filamentos trilobales se sometieron a extrusión a una relación de 44 lbs/hora (20 kg/hr) a r partir de una hilera de 160 capilares, usando una forma de orificio esencialmente como describe en la Figura IX de la Patente Estadounidense No. 2,945,739; de filamentos ovales festoneados o dentados (4 ranuras) se sometieron a extrusión a una relación de 110 lbs/hr (50 kg/hr) de una hilera de 450 capilares y filamentos huecos, se sometieron a extrusión a una relación de 80.4 lbs/hr (40.6 kg/hr) de una hilera de 363 capilares. Las curvas de tensión-deformación de filamentos individuales de estas secciones transversales diferentes están mostradas en la Figura TABLA A TABLA B Veinte bobinas de filamentos redondos (66,924 denier, 74,360 dtex), treinta y cinco bobinas de filamentos trilobales ' (64,400 denier, 71,555 dtex), cuatro bobinas de filamentos festoneados o dentados ovales (20,520 denier, 22,800 dtex), y cinco bobinas de filamentos huecos (21,054 denier, 23,393 dtex) se combinaron para formar una estopa que tiene una ralación de mezcla nominal de filamentos 39% redondos, 37% trilobales, 12% festoneados o dentados ovales y 12% huecos, con un denier total de 172,898 (192,108 dtex) . Las estopas se estiraron, fruncieron y sometieron a relajación esencialmente como se describe en el Ejemplo 2 para dar una estopa estirada de aproximadamente 64,490 denier (71,655 dtex) de una mezcla íntima que contiene estos cuatro filamentos fruncidos formados de manera diferentes (8.9 CPI, 3.5 CPcm, 20 CTU), redondos, trilobales, festoneados o dentados ovales, y huecos, con 4.3 dpf nominal (4.8 dtex) . Las propiedades de los filamentos están listadas en la Tabla 4B. Los DPF estirados fueron significantemente diferentes a pesar de que los dpfs hilados fueron muy similares, lo cual muestra la dificultad de predecir por adelantado, que ocurrirá cuando los filamentos mezclados son estirados juntos.

Se aplicó el acabado convencional como en el Ejemplo 1. La estopa estirada se proceso por mostrar cero en Defectos de Productos (EFD, DDD, SPL) .

Una fotografía amplificada de la parte 2 de esta mezcla de filamentos está mostrada en la Figura EJEMPLO 5 En la tabla 5, las propiedades de filamentos estirados están resumidaa de manera similar para filamentos de solamente dos filamentos estirados formados de manera diferentes a partir de una estopa preparada esencialmente como se describe en el Ejemplo 4, excepto que solamente dos secciones transversales diferentes - redonda y trilobal- se combinaron de manera similar, en porciones de fibras redondas - 51%, y fibras trilobales 49%.

TABLA 5B El fruncido se midió como 8.9 CPI, 3.5 CPcm y 22.5 CTU. La estopa se procesó por mostrar cero en Defectos de Productos (EFD, DDD, SPL) , por el hecho de que los dpfs de estiramiento y las propiedades de los filamentos son significantemente diferentes de aquellas en la Tabla 4B. Esto confirma la dificultad de la conducta predicha de los filamentos durante el estiramiento .

EJEMPLO 6 Los filamentos redondos, de sección transversal festoneados o dentados, ovales de dos diferentes deniers (dpf superior llamado "SO-H" y dpf inferior llamado "SO-L"), se hilaron por fusión esencialmente como s,e describe por el Ejemplo 4 ( no se usaron filamentos huecos en este Ejemplo ); los filamentos SO-L se sometieron a extrusión a una relación de 75 lbs/hr (34 .kg/hr) de una hilera de 450 capilares; el SO-H y los otros filamentos son como se describen por el Ejemplo 4. El hilado de denier de filamentos redondos, trilobales, y SO-H fueron aproximadamente los mismos mientras el SO-L fue de 7.9 dpf (8.8 dtex) . Las propiedades de hilado están indicadas en la Tabla 6A. Las curvas de tensión deformación de filamentos individuales de ambos tipos festoneados o dentados ovales, están mostrados en la Figura '6, la línea continua es por un filamento de denier superior SO-H, y la línea interrumpida es para un filamento de denier inferior SO-L.

Veinte bobinas de filamentos redondos, treinta y cinco bobinas de filamentos trilobales y cuatro bobinas de filamentos SO-H (como para el Ejemplo 4) , se combinaron con ci neo bobinas de filamentos SO-L (17,775 denier, 19,750 dtex) para formar una estopa que tiene una relación de mezcla nominal de 40% redonda, 38% trilobales, 12% SO-H y % SO-L con un denier de estopa total 169,619 (188,466 dtex) . Parte de esta estopa ' es estirada, fruncida y sometida a relajación esencialmente como en el Ejemplo 2 para dar una estopa estirada (8.7 CPI, 3.4 CPcm, 14.8 CTU) de aproximadamente 57,018 denier (63,353 dtex) de una mezcla íntima que contiene filamentos redondos, trilobales, festoneados o dentados, ovales de dpf superior, todos de 3.9 dpf (4.3 dtex) y filamentos festoneados o dentados ovales de dpf inferior de 2.6 dpf (2.9 dtex) cuyas propiedades de filamentos están listadas en la parte superior de 1 Tabla 6B . Otra porción de la misma estopa se procesó a través de otra ruta, usando un recocido adicional a 145°C, antes del fruncidor de prensaestopas, y después someterlo a relajación a 145°C para dar una estopa estirada (11.6 CPI, 3.0 CPcm, 10.7 CTU) de filamentos cuyas propiedades están Hatadas en la parte inferior de. la Tabla 6B.

TABLA 6A TABLA 6B El acabado convencional se aplicó como en el Ejemplo 1. Ambas estopas estiradas se procesaron y mostraron cero en Defectos de Producto (EFD, DDD, SPL) , nuevamente debido a que los filamentos tienen propiedades significantemente diferentes a partir de aquellos estiradas en otros Ejemplos.

EJEMPLO 7 Los filamentos mezclados, ambos de sección transversal festoneados o dentados ovales, se hilaron a partir de la misma hilera esencialmente como se describe en el Ejemplo 1, pero usando el polímero como sé describe en el Ejemplo 2, los 516 capilares grandes (localizados en los cuatro anillos externos de la hilera) son de un área de flujo de 0.0002717 pulg. cuad. (0.175 mm2) para elaborar los filamentos SO dpf pesados. La Tabla 7A muestra las propiedades de hilado obtenidas para los resultados de filamentos dpf iigero y pesado.

TABLA 7A.

Treinta y cuatro bobinas se combinaron para formar una estopa con una relación de mezcla nominal de -40/60 de filamentos ligeros/pesados. Esta estopa se estiró a una relación de 2.6X pero de otro modo, estirada, fruncida y sometida a relajación esencialmente como se describe en el Ejemplo 1 para dar una estopa estirada de aproximadamente 56,000 denier (62,000 dtex) de una mezcla íntima que contiene filamentos de denier inferior y superior, con un dpf nominal de aproximadamente 1.85 (2.1 dtex), cuyas propiedades de filamentos están listadas en la Tabla 7B.

TABLA 7B Se aplicó el acabado convencional como en el Ejemplo 1. La estopa (CPI 9.6, CPcm 3.8) se colectó en una prensa para estopa convencional y se envió a un molino para procesarla corriente abajo, mezclando con lana para la conversión del hilo y después en telas, y procesada muy satisfactoriamente, mostrando cero e Defectos de Productos (EFD, DDD, SPL) . Este Ejemplo es similar al Ejemplo 1 de la Patente Estadounidens No. 5,591,523 en que tales filamentos de secció transversal, festoneados o dentados ovales de denie diferentes, fueron simultáneamente estirados en e mismo paquete, pero diferentes en que en el present Ejemplo 7 ambos tipos de filamentos se elaboraron po el hilado a -través de capilares diferentes en la mism hilera .

La ausencia de cualquiera de tales Defectos de Productos en los paquetes de filamentos mezclados estirados de conformidad con la invención, es mu diferente de la experiencia . con el estiramiento comparable de los paquetes de filamentos mezclados d homopolímeros de poliéster (2G-T) sin algú ramificador de cadena.

Se hace constar que con relación a esta fecha, el mejor método conocido por la solicitante para lleva a la práctica la citada invención, es el que result claro a partir de la presente descripción de l invención . Habiéndose descrito lo anterior como antecede, se reclama como propiedad lo contenido en la siguientes :

Claims (2)

REIVINDICACIONES

1. Un proceso de estiramiento de una mezcla de fibras de poliéster en el mismo paquete de filamentos de poliéster, caracterizado porque dicha mezcla es una mezcla de secciones transversales diferentes y/o de deniers diferentes por filamento, y en donde dicho poliéster es de cadena ramificada con aproximadamente 0.1 hasta aproximadamente 0.8 mole % del ramificador de cadena.

2. Una mezcla de filamentos de poliéster, en donde dicha mezcla de secciones transversales diferentes y/o de deniers diferentes por filamento, caracterizada porque el poliéster es de cadena ramificada con aproximadamente 0.1 hasta aproximadamente 0.8 % de mole del ramificador de cadena, y en donde dicho encogimiento es de aproximadamente 0.5 hasta aproximadamente 3%.