DE69613609T2

DE69613609T2 - Hochorientierte nichtverstreckte Polyesterfasern und Verfahren zu ihrer Herstellung

Info

Publication number: DE69613609T2
Application number: DE69613609T
Authority: DE
Inventors: Mototada Fukuhara; Takeshi Kikutani; Akira Kishiro; Takashi Ochi; Atsushi Taniguchi
Original assignee: Toray Industries Inc
Current assignee: Toray Industries Inc
Priority date: 1995-03-02
Filing date: 1996-03-01
Publication date: 2002-05-08
Anticipated expiration: 2016-03-02
Also published as: CN1138640A; DE69613609D1; CN1069355C; TW312709B; KR960034494A; EP0730049A1; US5849232A; EP0730049B1; US5660804A; KR100392965B1

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft stark orientierte, unverstreckte Polyesterfasern, insbesondere Fasern, die für Bekleidungs- und Industriematerialien ideal sind, wie z.B. Flachgarn, Zwirn oder falschverzwirntes texturiertes Garn.
Polyesterfasern finden aufgrund ihrer verschiedenen hervorragenden mechanischen und anderen Eigenschaften weitverbreitet Anwendung für Bekleidungs- und Industriematerialien. Dabei ist Polyethylenterephthalat (PET) ein typischer Polyester, der für allgemeine Zwecke verwendet wird.
Seit einigen Jahren wird in der Industrie ein Hochgeschwindigkeitsspinnverfahren eingesetzt, um praktische PET-Fasern in einem Schritt mit einer hohen Aufnahmegeschwindigkeit von 5.000 m/min oder mehr ohne Verstrecken zu erhalten. Da die Produktivität des Spinnschritts weitgehend von der pro Zeiteinheit abgegebenen Menge abhängt, kann durch eine höhere Spinngeschwindigkeit im Einstufen-Verfahren eine höhere Produktivität erzielt werden. PET-Fasern weisen zwar in der Praxis beispielsweise bevorzugte mechanische Eigenschaften auf, wenn sie mit einer hohen Geschwindigkeit von 6.000 bis 7.000 m/min gesponnen werden, aber bei höheren Geschwindigkeiten werden die Festigkeit und Bruchdehnung der Fasern verringert. Daher gibt es eine Grenze für die Spinngeschwindigkeit, bei der die Wirkung der Produktivitätsverbesserung ausreichend ist. In diesem Zusammenhang ist vorgeschlagen worden, zum Spinnen eine geringe Menge eines Polymers einzumischen, das mit dem Matrixpolymer unverträglich ist. Beispielsweise offenbaren die JP-A-58-098414 und die JP-A-60-209015 Spinnverfahren, bei denen die Molekülorientierung gesteuert wird, indem 0,1 bis 10 Gew.-% eines Polymers zugegeben werden, das mit dem Matrixpolymer unverträglich ist. Weiters offenbart die JP-A-57-011211 ein Verfahren, bei dem ein flüssigkristallines Polymer zugesetzt wird. Darüber hinaus offenbaren die JP-A-56-091013, die JP-A-57-047912 und die JP-A-62-021817 Verfahren, bei denen die Molekülorientierung durch Zusatz einer geringen Menge eines Polymers auf Polyolefin-Basis zu einem Polyester gesteuert wird.
Bei diesen Verfahren übt das zugegebene Polymer jedoch einen negativen Einfluss aus, auch wenn die Molekülorientierung gesteuert wird. Beispielsweise kann, wenn ein Polymer mit niedriger Erweichungstemperatur, wie z.B. Polystyrol, zugesetzt wird, das zugesetzte Polymer, das in der Oberflächenschicht der Fasern vorliegt, bewirken, dass die Fasern während der Falschverzwirnt-Texturierung unter hohen Temperaturen zusammenkleben. Außerdem kann die Färbung gefärbter Fasern schlecht sein. Darüber hinaus ist es sehr schwierig, eine geringe Menge eines anderen Polymers homogen mit einem Polyester zu vermischen. Der Mangel an Homogenität in der Mischung kann zu häufigem Reißen der Faser führen, und das so erhaltene Gewebe weist möglicherweise nach dem Färben keine ausreichend gleichmäßige Färbung auf.
Beim Einsatz für Bekleidung werden falschverzwirnt-texturierte Garne üblicherweise verwendet, um einem Gewebe mäßige Fülligkeit zu verleihen. In der letzten Zeit ist Verstreckungstexturierung ein übliches Verfahren geworden, bei dem stark orientierte, unverstreckte Fasern, beispielsweise solche aus nun üblichem, sogenanntem "teilweise orientiertem Garn" ("partially oriented yarn"; "POY") (die aber in jedem Fall als stark orientiert anzusehen sind) gleichzeitig verstreckt und falschverzwirnt werden.
Um die Verarbeitungsstabilität und Verarbeitungsgeschwindigkeit im Verstreckungstexturierungsverfahren zu verbessern, muss die Ballonbildung des Garns entlang der Fadenlänge stabilisiert werden. Es ist bekannt, dass diese Stabilisierung bei einer höheren Verzwirnungsspannung und/oder einem höheren Verstreckungsverhältnis und Verwendung von stärker orientierten Fasern erzielt werden kann. Wenn das Verstreckungsverhältnis jedoch auf einen übermäßig hohen Wert erhöht wird oder wenn übermäßig stark orientierte Fasern verwendet werden, kommt es zu Flusen und häufigem Reißen der Faser, was die Qualität der erhaltenen texturierten Garne beeinträchtigt und auch den Vorgang nachteilig beeinflusst. Daher beträgt die Obergrenze der Spinngeschwindigkeit für das unverstreckte Garn, das mit einer mäßigen Verzwirnungsspannung texturiert werden kann, etwa 4.000 m/min.
Weiters ist es beim Schmelzspinnen eines Polyesters bekannt, dass bei einer Spinngeschwindigkeit über dem kritischen Wert im Spinngarn kragenartige Verformung erfolgt, was Orientierung und Kristallisation verursacht, und dass Fasern erhalten werden können, die herkömmlichen verstreckten Fasern ähnlich ist. Beispielsweise ist allgemein bekannt, dass im Fall von PET diese kritische Spinngeschwindigkeit etwa 4.500 bis 5.000 m/min beträgt. Da die Fasern, die bei einer Spinngeschwindigkeit über dem kritischen Wert erhalten werden, kein so genanntes POY, können sie nicht durch Verstreckungstexturierung unter einem Verstreckungsverhältnis von beispielsweise 1, 2 bis 2,0 verarbeitet werden, wenn sie auch texturiert werden können, ohne verstreckt zu werden.
Ein Merkmal des Verstreckungstexturierungsverfahrens besteht darin, dass stark orientiertes, unverstrecktes Garn mit hohem Denier, der in Abhängigkeit von dem bei der Verstreckungstexturierung einzusetzenden Verstreckungsverhältnis gewählt wird, mit hoher Geschwindigkeit gesponnen werden kann. Daher kann hohe Produktivität beim Spinnen erzielt werden. Allerdings konnten nach dem Stand der Technik Polyesterfasern, die mit einer Spinngeschwindigkeit von über 4.000 m/min gesponnen wurden, auch durch Verstreckungstexturierung nicht reproduzierbar verarbeitet werden.
Das herkömmliche POY ist nur wenig kristallisiert, wie aus seiner Abkoch-Schrumpfung von über 50% und dem Fehlen eines Weitwinkel-Röntgenbeugungsmaximums zu erkennen ist, das auf die Gegenwart von Kristallen des Polyesters hingewiesen hätte. Aus diesem Grund ist die Faserstruktur instabil und verändert sich unter Lagerungsbedingungen. Insbesondere, um die Gleichmäßigkeit der Färbung beizubehalten, muss die Lagerdauer von POY so gesteuert werden, dass sie konstant ist. Weiters ist die Qualität auf nachteilige Weise unterschiedlich, da die Strukturänderungen der Fasern während der Lagerung zwischen dem inneren Abschnitt und dem äußeren Abschnitt jeder Packung unterschiedlich ist. Daher muss, um gleichmäßige Qualität beizubehalten, Wärmebehandlung bei bestimmten höheren Temperaturen durchgeführt werden.
Die vorliegende Erfindung hat das Ziel, stark orientierte, unverstreckte Polyesterfasern bereitzustellen, die im höchsten Fall nur geringe Änderungen der Faserstruktur während der Lagerung aufweisen, die aufgrund ihrer stabilen Struktur gute Verarbeitungsstabilität und Verarbeitbarkeit bei der Verstreckungstexturierung aufweisen und die daher zu einer Produktivitätsverbesserung beitragen können. Die Erfindung hat auch das Ziel, stark orientierte, unverstreckte Polyesterfasern, die zur Verbesserung der Produktivität durch eine Erhöhung des Outputs beitragen und ein falsch verzwirntes texturiertes Garn bereitstellen können, das aus den stark orientierten, unverstreckten Polyesterfasern erhalten wird, sowie ein Verfahren zu deren Herstellung bereitzustellen.
Die obengenannten Probleme, mit den sich die vorliegende Erfindung beschäftigt, können durch stark orientierte, unverstreckte Polyesterfasern, die ein mittels Weitwinkel-Röntgenbeugung beobachtbares Beugungsmaximum aufgrund von Kristallen des Polyesters sowie eine Doppelbrechung von 0,015 bis 0,05 aufgrund der Orientierung des Polyesters aufweisen können, sowie ein Verfahren zu deren Herstellung gelöst werden.
Demgemäß stellt die vorliegende Erfindung gemäß einem ersten Aspekt eine stark orientierte, unverstreckte Polyesterfaser vom Hülle/Kern-Typ bereit, bei der das Hüllenpolymer einen Polyester umfasst und das Kern polymer ein Polymer ist, das einen Temperaturgradienten der Dehnviskosität aufweist, der stärker als jener des Hüllenpolymers ist, und mit dem Hüllen polymer in einer Menge von 1 bis 15 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht der Faser, konjugiert ist, ohne dass das Kernpolymer an der Oberfläche der Faser freiliegt, wobei die Faser kristallin ist, so dass sie ein Beugungsmaximum aufweisen kann, das in der äquatorialen Intensitätsverteilung eines Weitwinkel-Röntgenbeugungsdiagramms der Faser beobachtbar ist, und zumindest der Polyesteranteil des Faser- Querschnitts eine Doppelbrechung von 0,015 bis 0,05 zeigt.
Gemäß einem zweiten Aspekt stellt die Erfindung ein Verfahren zur Herstellung einer stark orientierten, unverstreckten, konjugierten Polyesterfaser vom Hülle/Kern-Typ bereit, wobei das Verfahren Folgendes umfasst:
das Spinnen eines Polyesters als Hüllen polymer und eines Polymers als Kernpolymer, das einen Temperaturgradienten der Dehnviskosität aufweist, der stärker als jener des Hüllenpolymers ist, mit einer Spinngeschwindigkeit von 4.000 bis 12.000 m/min. so dass das Kernpofymer mit dem Hüllenpolymer in einer Menge von 1 bis 15 Gew.-%, bezogen auf das Gewicht der gesamten konjugierten Faser, konjugiert wird, ohne dass das Kern polymer an der Oberfläche der Faser freiliegt, die Faser ein Beugungsmaximum aufweisen kann, das in der äquatorialen Intensitätsverteilung eines Weitwinkel-Röntgenbeugungsdiagramms der Faser beobachtbar ist, und zumindest der Polyesteranteil des Faser-Querschnitts eine Doppelbrechung von 0,015 bis 0,05 zeigt.
Aspekte der Erfindung sowie deren Ausführungsformen werden nun im Detail unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen beschreiben, in denen Fig. 1 ein Diagramm ist, das Intensitätsverteilungen in äquatorialer Richtung von Weitwinkel-Röntgenbeugungsdiagrammen der Fasern gemäß vorliegender Erfindung zeigt. Fig. 2 ist ein Diagramm, das die Beziehung zwischen Doppelbrechung und prozentueller Abkoch- Schrumpfung von Fasern, die unter Verwendung von Polystyrol (Styron 685) als Kernpolymer (volle Kreise) erhalten wurden, und den Fasern zeigt, die nur unter Verwendung von PET als Polymer (leere Quadrate) erhalten wurden. Fig. 3 ist eine Zeichnung, die das typische Verfahren zum Messen der Doppelbrechung des Polyesterabschnitts zeigt.
Gemäß dem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung weist eine stark orientierte, unverstreckte Polyesterfaser aufgrund von Kristallen des Polyesters ein Weitwinkel-Röntgenbeugungsmaximum auf. Die Struktur, die derartige Kristalle enthält, kann als Vielzahl von Mikrokristalliten betrachtet werden, die über einen allgemein amorphen Polyester verteilt sind. Eine derartige Faserstruktur ist während der Lagerung stabil, und das Verstreckungsverhältnis bei der Verstreckungstexturierung kann so groß wie das herkömmlicherweise bei der POY-Herstellung eingesetzte sein. Weiters kann eine hohe Verzwirnungspannung eingesetzt werden.
Insbesondere, wenn der Polyester PET ist, kann ein Teil der Haupt-Diol- und/oder -säurekomponente des Polyesters in einer Menge von bis zu 15 Mol-% des gesamten Polyesters durch eine andere copolymerisierbare Komponente ersetzt werden. Der Polyester kann auch Additive wie Mattierungsmittel, Flammhemmer, Antistatikmittel und ein Pigment enthalten.
Es sind viele Untersuchungen in Bezug auf das Spinnen von Polyestern, insbesondere PET, mit hoher Geschwindigkeit durchgeführt worden. Beispielsweise wird nach Shimizu et al. (Journal of Textile Machinery Society 38, 243 (1985)) bis zu einer Spinngeschwindigkeit von 4.000 m/min die Faser im Spinngarn nicht kragenartig verformt, und Weitwinkel-Röntgenbeugungsanalyse der Faser zeigt nur eine amorphe Struktur. Die Faser, die mit einer Geschwindigkeit über 5.000 m/min gesponnen wird, bei der kragenartige Verformung erfolgt, zeigt das Beugungsmaximum aufgrund von Kristallen des Polyesters. Daher kann gesagt werden, dass, da die Spinngeschwindigkeit von herkömmlichem PET-POY unter 4.000 m/min liegt, die Faser amorph ist, wie durch Weitwinkel- Röntgenbeugung ermittelt.
Im Gegensatz dazu weist die stark orientierte, unverstreckte Faser gemäß vorliegender Erfindung ein Maximum auf, das dem Beugungswinkel von PET-Kristallen in der äquatorialen Intensitätsverteilung ihrer Weltwinkel-Röntgenbeugungsdiagramms (Fig. 1) entspricht. Das heißt, es zeigt sich, dass orientierte PET-Kristalle vorliegen. Da das Maximum jedoch im Vergleich zum Maximum der herkömmlichen verstreckten Fasern eine geringe Intensität aufweist, wird angenommen, dass die Menge an Kristallen gering ist.
Die stark orientierte, unverstreckte Polyesterfaser weist einen Querschnitt auf, in dem zumindest ein Polyesterabschnitt den Polyester umfasst (und vorzugsweise daraus besteht), wobei zumindest dieser Abschnitt (und vorzugsweise die gesamte Faser) eine Doppelbrechung von 0,015 bis 0,05 aufweist. Wenn die Doppelbrechung geringer als 0,015 ist, ist es schwierig, das Garn zu Beginn der Verstreckungstexturierung zuzuführen, und die erhaltenen Fasern haben die Tendenz zusammenzukleben. Wenn sie jedoch über 0,05 liegt, ist die Verzwirnungsspannung so hoch, dass unerwünschterweise Flusenbildung und häufiges Reißen der Faser verursacht wird.
Ein bevorzugter Bereich von Doppelbrechungswerten beträgt 0,02 bis 0,045. Die Doppelbrechung zumindest des Polyesterabschnitts der stark orientierten Fasern gemäß vorliegender Erfindung beträgt 0,05 oder weniger, ein etwa gleich hoher oder geringerer Wert als jener des herkömmlichen POY. Daher wird angenommen, dass die Fasern gemäß vorliegender Erfindung eine neue Struktur haben, die bisher noch nicht beschrieben wurde, bei der die amorphe POY-Struktur mit einer sehr geringen Menge an Kristallen durchsetzt ist. Die hier angesprochene Doppelbrechung ist die auf Orientierung des Polyesters zurückzuführende Doppelbrechung.
Die prozentuelle Abkoch-Schrumpfung der Fasern in kochendem Wasser beträgt vorzugsweise 10 bis 50%. In diesem Bereich sind die Verstreckbarkeit und Härtbarkeit im Verstreckungstexturierungsverfahren gut, da orientierte Kristallisation nicht so stark fortschreitet. Wenn weiters die prozentuelle Schrumpfung in diesem Bereich liegt, entwickeln sich die Polyesterkristalle als Merkmale der vorliegenden Erfindung richtig, wodurch die Faserstruktur stabilisiert wird, so dass Änderungen derselben während der Lagerung gering bleiben. Die Abkoch-Schrumpfung beträgt mehr bevorzugt 20 bis 50%.
Im Allgemeinen weisen amorphe Fasern mit einem hohen Orientierungsgrad eine dem Orientierungsgrad entsprechende hohe Abkoch-Schrumpfung auf. Wenn der Orientierungsgrad so hoch wird, dass die Bildung von Kristallkeimen in Gang gesetzt wird, erreicht die Abkoch-Schrumpfung ein Maximum, und bei einem höheren Orientierungsgrad, bei dem weitere Kristallisation verursacht wird, nimmt die Abkoch-Schrumpfung plötzlich ab. Wie hier beschrieben spiegelt sich die Kristallinität von Fasern gut in der Abkoch-Schrumpfung wider.
Die Beziehungen zwischen der Doppelbrechung und der Abkoch-Schrumpfung von herkömmlichen PET-Fasern und erfindungsgemäßen Fasern werden in Fig. 2 gezeigt. Im Fall von herkömmlichem PET nimmt die Abkoch-Schrumpfung abrupt ab, wenn die Doppelbrechung in einem Bereich von etwa 0,075 bis 0,085 liegt, aber im Fall der Fasern, die eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellen, beginnt der Prozentsatz der Abkoch-Schrumpfung im Bereich von etwa 0,035 bis 0,045 stark abzunehmen. Das zeigt, dass die Kristallisation von Fasern gemäß vorliegender Erfindung bereits beginnt, wenn die Doppelbrechung im Vergleich zu herkömmlichem PET noch gering ist. Das steht in Einklang mit der Tatsache, dass ein Weitwinkel-Röntgenbeugungsmaximum aufgrund der Kristalle des Polyesters zu beobachten ist.
Bei den herkömmlichen Fasern beträgt der Kristallinitätsgrad bei einer Doppelbrechung von 0,05 annähernd 0%, aber bei den stark orientierten, unverstreckten Fasern gemäß vorliegender Erfindung beträgt der Kristallinitätsgrad bei einer Doppelbrechung von 0,033 10% (Versuch Nr. 2). Das zeigt, dass Kristalle schon bei einem niedrigen Orientierungsgrad erzeugt werden und steht wieder im Einklang mit der Tatsache, dass ein Weltwinkel-Röntgenbeugungsmaximums aufgrund von Kristallen des Polyesters beobachtet wird. Der "Kristallinitätsgrad" eines Polyesters, wie hierin verwendet, ist der durch Raman-Spektroskopie ermittelte Wert. J. Polym. Sci. 10,317 (1972), besagt, dass die Halbwertsbreite des Maximums bei 1.730 cm&supmin;¹ aufgrund des Carbonylanteils eines Polyester umgekehrt proportional zur Dichte des Polyesters ist. Die Halbwertsbreite des Maximums bei 1.730 cm&supmin;¹ wurde durch Raman-Spektroskopieanalyse erhalten, und aus dem daraus ermittelten Dichtewert wurde der Kristallinitätsgrad berechnet.
Wie oben beschrieben weisen die Fasern gemäß vorliegender Erfindung das Merkmal auf, dass Kristalle gemeinsam in einer amorphen Struktur vorliegen, deren Orientierungsgrad groß wie jener des herkömmlichen POY ist. Das heißt, es wird angenommen, dass eine stabile Netzwerkstruktur gebildet wird, in der amorphes "Meer" von einer sehr geringen Menge an Kristallen durchsetzt ist. Deswegen wird angenommen, dass die Änderung der Faserstruktur während der Lagerung gering ist, und dass die Verzwirnungsspannung während der Verformung beim Verstreckungstexturierungsverfahren höher wird als jene des herkömmlichen POY. Daher werden die Verarbeitungsstabilität und die Verarbeitbarkeit im Verstreckungstexturierungsverfahren verbessert, und die Verarbeitungsgeschwindigkeit kann erhöht werden.
Die Bruchdehnung der stark orientierten, unverstreckten Fasern gemäß vorliegender Erfindung beträgt vorzugsweise 100 bis 250%. In diesem Bereich ist es einfach, die Fasern im Verstreckungstexturierungsverfahren zuzuführen, und es treten keine nicht-unverzwirnten Flecken durch Haftung, Flusen und Reißen der Faser auf. Weiters kann das Verstreckungsverhältnis vorzugsweise so hoch wie beim herkömmlichen POY eingestellt werden. Darüber hinaus wird das erhaltene verstreckungstexturierte Garn im Querschnitt weniger verformt, fühlt sich nicht rauh an und weist mäßigen Glanz auf. Ein mehr bevorzugter Dehnungsbereich liegt bei 100 bis 200 %. Stark orientierte, unverstreckte Fasern mit einem so hohen Verstreckungspotential können die Produktivität beim Spinnen erhöhen.
Ein zweiter Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren zur Herstellung von stark orientierten, unverstreckten Polyesterfasern, die jeweils einen Querschnitt aufweisen, dessen Polyesterabschnitt den Polyester umfasst (und vorzugsweise daraus besteht), und wobei ein weiterer Polymerabschnitt einen Temperaturgradienten der Dehnviskosität aufweist, der stärker ist als jener des Polyesterabschnitts. Derartige Fasern liegen in Form konjugierter Polyesterfasern vom Hülle/Kern-Typ vor. Die Hüllenkomponente ist der Polyesterabschnitt. Die Kernkomponente ist das Polymer mit einem Temperaturgradienten der Dehnviskosität, der stärker ist als jener des Hüllenpolyesterabschnitts. Die Spinngeschwindigkeit bei einem solchen Verfahren gemäß vorliegender Erfindung beträgt 4.000 bis 12.000 m/min.
Der Temperaturgradient der Dehnviskosität kann beispielsweise wie nachstehend beschrieben verglichen werden. Die zu vergleichenden Polymere werden getrennt unter den gleichen Spinnbedingungen (Spinnmaschine, Packung, Düsenlochdurchmesser, Anzahl an Filamenten, Kühlbedingungen, Spinngeschwindigkeit usw.) so gesponnen, dass sie den gleichen End-Faserdurchmesser haben, und die jeweiligen Fasergeschwindigkeiten oder Faserdurchmesser werden entlang des Spinngarns gemessen. Vom Polymer, das im Spinngarn weiter stromauf(näher bei der Düsenoberfläche) verformt wird, kann festgestellt werden, dass es einen höheren Temperaturgradienten der Dehnviskosität aufweist.
Zu den Polymeren, deren Temperaturgradient der Dehnviskosität stärker ist als jener des zu verwendenden Polyesters, beispielsweise PET, zählen beispielsweise Polystyrol, Polymere von Styrolderivaten, wie z.B. α-Methylstyrol, p-Methoxystyrol und Chlorstyrol, Copolymere mit Styrol, Polymere auf Polystyrolbasis, wie z.B. Styrol-Acrylnitril-Copolymer, Polymere auf Polyacrylatbasis, wie z.B. Polymethylmethacrylat, Polyethylmethacrylat, Polypropylmethacrylat, Polybutylmethacrylat und Polyethylhexylmethacrylat, Acrylat-Styrol-Copolymere, wie z.B. Copolymere der Polymere auf Polyacrylatbasis mit Polymeren auf Polystyrolbasis, Polymethylpenten und Polymere auf Polymethylpentenbasis, die durch Copolymerisieren von Methylpenten und eines Olefins erhalten werden, usw. Davon werden im Hinblick auf einfache Handhabung und Orientierungssteuerungswirkung, wie nachstehend beschrieben, Polystyrol, Polymethylmethacrylat und Polymethylpenten bevorzugt. Polystyrol wird besonders bevorzugt.
Im Hinblick auf das Gleichgewicht der Fasereigenschaften beträgt die Menge des Kernpolymers in der konjugierten Faser gemäß vorliegender Erfindung 1 bis 15 Gew.-%. Wenn die Menge über 15 Gew.-% liegt, kann der Einfluss des Kernpolymers bewirken, dass die Faser schlechte mechanische Eigenschaften aufweist. Wenn die Menge geringer als 1 Gew.-% ist, können die Verweilzeit in der Spinnmaschine und Packung so lange betragen müssen, dass die Polymere thermisch beeinträchtigt werden. Ein mehr bevorzugter Betreich ist 2 bis 7 Gew.-%. Gemäß vorliegender Erfindung können als Kernpolymer alle der obigen Polymere einzeln verwendet oder mit dem als Hüllenpolymer verwendeten Polyester oder einem beliebigen anderen Polymer vermischt werden. Wenn ein Polymer mit einem spezifischen Polymer vermischt wird, das einen stärkeren Temperaturgradienten der Dehnviskosität aufweist, beträgt der Gehalt des jeweiligen Polymers in der Mischung vorzugsweise 30 bis 70 Gew.-%. Es ist vorzuziehen, so zu konjugieren, dass der Gehalt des spezifischen Polymers in der gesamten konjugierten Fasern 1 bis 15 Gew.-% beträgt. Die konjugierte Menge in der Mischung bezieht sich auf die Menge auf Basis der gesamten konjugierten Faser.
Die Querschnittsform der Faser und die konjugierte Form aus Hülle und Faser unterliegen keiner speziellen Einschränkung. Mehrere Kerne können eingesetzt werden, um eine Meer-Insel-Struktur zu bilden. Üblicherweise ist es jedoch in Hinblick auf Beeinträchtigungen der Spinnbarkeit, die durch Biegen der abgegebenen Faser verursacht werden, vorzuziehen, Exzentrizität zu vermeiden und den Kern im Wesentlichen symmetrisch in Bezug auf die Faserachse anzuordnen. Bei einem Verfahrensaspekt der vorliegenden Erfindung ist es wichtig, dass das Kernpolymer als Kern in der Hülle konjugiert wird, ohne dass es an der Oberfläche der Faser freiliegt. Die JP-C-43-023879 offenbart konjugierte Fasern vom Hülle/Kern-Typ, die aus einem thermoplastischen amorphen Polymer als Kern und einem thermoplastischen kristallinen Polymer als Hülle bestehen. Sie zeigt jedoch einfach ein Garn aus Kern/Hülle, d.h. amorphem Polymer/kristallinem Polymer. Sie sagt nichts über Kombinationen von Polymeren aus, deren jeweilige Temperaturgradienten der Dehnviskosität unterschiedlich sind, und gibt auch keinen Hinweis darauf. Außerdem ist die Technik durch Kaltverstrecken einer Faser gekennzeichnet, die mit geringer Geschwindigkeit gesponnen wird, um das Kernpolymer teilweise zu schneiden, und es erfolgt keine Steuerung der Molekülorientierung durch Hochgeschwindigkeitsspinnen. Weiters beträgt die Menge des konjugierten Kernpolymers 20 Gew.-% oder mehr, bezogen auf das Gewicht der gesamten konjugierten Faser. Wenn die Technik auf einen Polyester angewandt wird, hat die erhaltene gesponnene Faser eine Doppelbrechung unter 0,015 und eine Abkoch-Schrumpfung über 50%. Daher unterscheidet sich der Gegenstand der vorliegenden Erfindung klar von der Offenbarung der JP-C-43-023879 und beschäftigt sich mit einem anderen Problem.
Im Hinblick auf die Verarbeitbarkeit beim Verstreckungstexturierungsverfahren ist anzunehmen, dass es besser ist, wenn die erhaltenen Fasern in einem gewissen Ausmaß orientiert sind. Aus diesem Grund beträgt die Spinngeschwindigkeit 4.000 m/min bis 12.000 m/min. mehr bevorzugt 4.000 m/min bis 9.000 m/min. noch mehr bevorzugt 5.000 m/min bis 9.000 m/min bis 9 : 000 m/min. Wenn die Spinngeschwindigkeit höher als 12.000 m/min ist, kann sich die Restdehnung der erhaltenen Faser verringern, was bei Vorgängen wie dem Aufwickeln nachteilig sein kann.
Wenn konjugiertes Spinnen vom Hülle/Kern-Typ durchgeführt wird, wird die Orientierung des Hüllenpolyesters gesteuert, und die stark orientierte, unverstreckte Faser kann auch durch Spinnen mit hoher Geschwindigkeit erhalten werden. Es wird angenommen, dass der Orientierungssteuerungsmechanismus wie nachstehend beschrieben funktioniert.
Da das Kernpolymer einen stärkeren Temperaturgradienten der Dehnviskosität aufweist, neigt es dazu, früher (weiter stromauf in der Spinngarn) feiner zu werden als der Hüllenpolyester. So wird der Hüllenpolyester verformt, um der Verformung des Kernpolymers zu folgen. Das heißt, im Vergleich zum Fall des Spinnens des Hüllen polyesters allein werden die Hüllenpolymere bei einer höheren Temperatur (wenn die Dehnviskosität geringer ist) zwangsweise verformt, und die Spinnspannung bei der Verformung ist geringer als im Fall des Spinnens des Polyesters selbst ohne Kern polymer. Da die Spinnspannung während der Verformung die Orientierung des Polymers bestimmt, wird als Ergebnis die Orientierung des Hüllenpolymers gesteuert. Die Wirkung der Steuerung des Orientierungsgrads hängt von der Differenz zwischen der Energie, die erforderlich ist, damit sich das Kernpolymer bei einer bestimmten Temperatur verformt, und jener Energie ab, die zum Verformen des Hüllenpolyesters erforderlich ist. Daher wird, wenn der Temperaturgradient der Dehnviskosität des Kern polymers und sein Absolutwert höher sind als jene des Hüllenpolyesters, die Verformung bewirkt, wenn der Hüllenpolyester eine geringere Dehnviskosität, d.h. eine höhere Temperatur aufweist. Darüber hinaus ist, da dem Hüllenpolymer als Ergebnis viel Energie zugeführt wird, die Orientierungssteuerungswirkung stark. Weiters ist, wenn die Menge des konjugierten Kernpolymers größer ist, die Orientierungssteuerungswirkung stärker. So kann die stark orientierte verstreckte Faser gemäß vorliegender Erfindung in einem viel höheren Spinngeschwindigkeitsbereich von 4.000 bis 12.000 m/min als das herkömmliche POY erhalten werden. Es ist auch ein Vorteil der vorliegenden Erfindung, dass das so genannte POY mit einer Effizienz erzeugt werden kann, die etwa doppelt so hoch wie beim herkömmlichen POY ist. Die stark orientierte, unverstreckte Faser gemäß vorliegender Erfindung kann auch durch Ultra-Hochgeschwindigkeitsspinnen mit über 12.000 m/min erhalten werden, indem das für den Kern eingesetzte Polymer und seine konjugierte Menge so gewählt werden, dass die Orientierungssteuerungswirkung erhöht wird, wie oben beschrieben, aber da die Ausrüstung, wie z.B. eine Ultra-Hochgeschwindigkeits-Aufwickelvorrichtung, die zum Aufwickeln der unverstreckten Faser mit einer Geschwindigkeit über 12.000 m/min geeignet ist, kostspielig ist, wird die höhere Produktivität negativ beeinflusst.
Darüber hinaus ist es, da die Polyesterfasern mit der neuen Struktur, die unter Einsatz der vorliegenden Erfindung erhältlich sind, unter dem Orientierungssteuerungsmechanismus wie oben beschrieben gebildet werden, wünschenswert, die Menge des konjugierten Kernpolymers entsprechend zu wählen, um eine optimale Orientierungssteuerungswirkung bei der beabsichtigten Spinngeschwindigkeit der verwendeten Polymere zu erzielen.
In Sen-i-Gakkaishi 51, 408 (1995), wird berichtet, dass konjugierte Fasern vom Hülle/Kern-Typ, die aus PET als Kern und 50 Gew.-% Polystyrol als Hülle bestehen, eine verringerte PET-Orientierung aufweisen. Die Technik unterscheidet sich jedoch von jener gemäß vorliegender Erfindung, da Weitwinkel-Röntgenbeugungsfotos kein Vorliegen von Kristallen zeigen. Bei der Technik gibt es keinerlei Angaben bezüglich der prozentuellen Abkoch-Schrumpfung der erhaltenen konjugierten Fasern oder des Verstreckens. Weiters kommt es, wenn die konjugierten Fasern mit Polystyrol als Hülle gleichzeitig bei hoher Temperatur verstreckt und falschverzwirnt werden, im Polystyrolabschnitt zur Verschmelzung, wodurch das Ziel der vorliegenden Erfindung nicht erreicht werden kann. Außerdem ist es sehr schwierig, Polyesterfasern mit einer großen konjugierten Polystyrolmenge, wie sie bei dieser Technik eingesetzt werden, zu verstrecken. Wenn beispielsweise wie in der JP-A-157617 unverstreckte Polyesterfasern mit 30 Gew.-% Polystyrol als Kern verstreckt werden, wird das Kernpolystyrol teilweise geschnitten und bekommt eine ungleichmäßige Dicke. Wenn daher unverstreckte konjugierte Polyesterfasern mit 30 Gew.-% Polystyrol als Hülle verstreckt werden, bricht die Hülle, und es können keine zufrieden stellenden Fasern erhalten werden in diesem Zusammenhang können gemäß vorliegender Erfindung, da das spezifische Polymer in geringer Menge vorhanden ist und auf die Kernkomponente der Fasern beschränkt ist, sie wie das herkömmliche POY verstreckt werden, und beim Falschverzwirnen treten keine Probleme wie z.B. Verschmelzen auf. Wenn die gemäß vorliegender Erfindung erhaltenen, stark orientierten, unverstreckten Polyesterfasern verstreckungstexturiert werden, werden die Verarbeitungsstabilität und die Verarbeitbarkeit vorteilhaft verbessert, wie zuvor beschrieben. Weiters kann, da die Verzwirnungsspannung auf einen hohen Wert eingestellt werden kann, die Verarbeitungsgeschwindigkeit erhöht werden, wodurch auch die Produktivität im Verstreckungstexturierungsverfahren verbessert wird. Darüber hinaus weist ein so erhaltenes texturiertes Garn ebenso gute Kräuselungseigenschaften auf wie das herkömmliche texturierte Garn, und es weist vorteilhaft eine geringere Dichte, geringeres Gewicht und höhere Hitzebeständigkeit auf, weil sein Schmelzpunkt über dem von herkömmlichem POY liegt.
Polyesterfasern, die eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellen, können idealerweise als Flachgarn, Zwirn oder texturiertes Garn für Bekleidung verwendet werden. Sie können auch für industrielle Materialien verwendet werden.
Nun werden Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung detaillierter unter Bezugnahme auf die folgenden Beispiele beschrieben. Die Verfahren zum Messen der Polymer- und Filamenteigenschaften, die in den Beispielen eingesetzt werden, werden nachstehend beschrieben.

A. Eigenviskosität [η]

Gemessen in o-Chlorphenol bei 25ºC

B. Zugfestigkeit und Bruchdehnung

Gemäß der JIS L 1013 wurde eine Belastungsdehnungskurve mit einer Probenlänge von 50 mm bei einer Querkopfgeschwindigkeit von 50 mm/min unter Einsatz einer von Orienteck hergestellten Zugtestmaschine erhalten. Dann wurde die Belastung durch das Anfangs-Denier (Dicke) der Faser dividiert, um sie als Festigkeit auszudrücken, und die Dehnung wurde durch die Anfangs-Probenlänge dividiert, was als Bruchdehnung angegeben wird.

C. Abkoch-Schrumpfung

Ein Garn in Strangform wurde 15 min lang in kochendes Wasser mit 98ºC getaucht, und die Länge vor und nach dem Eintauchen wurde gemessen, um die Abkoch-Schrumpfung aus der folgenden Formel zu berechnen:
Abkoch-Schrumpfung = ((Länge vor dem Eintauchen - Länge nach dem Eintauchen)/Länge vor dem Eintauchen] · 100.

D. Weitwinkel-Röntgenbeugung

Ein von Rigaku Denki hergestellter Röntgenstrahlenerzeuger, Modell 4036A2 wurde zum Messen in äquatorialer Richtung verwendet, wobei CuKα-Strahlen (unter Einsatz eines Ni-Filters) als Röntgenstrahlenquelle dienten. Der Output betrug 40 kV und 20 mA, und das Schlitzsystem hatte einen Durchmesser von 2 mm. Die Integrationszeit betrug 2 s. Die erhaltene Beugungsintensitätskurve wurde nach dem Glättungsverfahren von Savitzky und Golay (Analytical Chemistry 36(8), 1627 (1964)) geglättet.

E. Doppelbrechung des Polyesters

Die Doppelbrechung des Polyesterabschnitts wurde erhalten wie nachstehend beschrieben (Fig. 3), indem ein von Olympus hergestelltes BH-2-Polarisationsmikrometer verwendet wurde. Aus dem Gangunterschied Γ nahe der Grenzfläche zwischen dem Hüllenpolyester und dem Kernpolymer und der Länge des optischen Wegs d des Polyesterabschnitts wurde die Doppelbrechung des Polyesterabschnitts Eid berechnet. Die Länge des optischen Wegs d wurde an der Gangunterschiedsmessposition berechnet, die in einem Abstand b von der Oberfläche des Filament lag. Im Fall eines Filamenis aus einem Polyester allein wurde sie aus U in der Mitte des Filamenis und dem Filament- Durchmesser erhalten.

F. Kristallisationsgrad des Polyesters

Für den Kristallisationsgrad (c) des Polyesterabschnitts wurde die Halbwertsbreite (Δv) bei 1.730 cm&supmin;¹ aus Raman-Spektroskopieanalyse erhalten, und die Dichte (ρ) wurde daraus ermittelt. Dann wurde der Kristallisationsgrad aus der Folgenden Gleichung berechnet.
ρ = (305-Δv)/209
c = 100 · (ρ - 1,335)/(1,455 - 1,335)
In den obigen Berechnungen wurde die Dichte des volkommen amorphen Polyesters mit 1,335 g/cm³ angenommen und die Dichte des volkommen kristallinen Polyesters mit 1,455 g/cm³ angenommen.
Das Raman-Spektrum wurde analysiert, indem mit einem AR&spplus;-Laser (514,5 nm) als Lichtquelle (Jobin Yvon Ramanor T-64000) ein Laserstrahl auf die Seitenfläche des Filaments eingestrahlt wurde.

G. Schmelzpunkt

Der Schmelzpunkt wurde durch Differenzialscanningkalorimetrie (DSC) gemessen. Die Probe wurde fein zerkleinert, frei schrumpfen gelassen und mit einem DSC-2C von Perkin Eimer gemessen. Die Heizrate betrug 16ºC/min und das Gewicht der Probe 10 mg.

H. Kräuselsteifheit (CR)

Das Garn wurde in 5 Windungen auf eine Spule aufgewickelt, um einen Strang zu bilden, der in Wasser mit 90ºC 20 min lang frei schrumpfen gelassen wurde. Dann wurde der Strang aus dem Wasser genommen und in Luft über Nacht getrocknet. Daraufhin wurde in Wasser mit 20ºC eine Anfangsbelastung und eine Zusatzbelastung auf den Strang ausgeübt, und zwei Minuten später Wurde die Länge des Strangs (L&sub0;) gemessen. Die Zusatzbelastung wurde sofort aufgehoben, und weitere zwei Minuten später wurde die Länge des Strangs in Wasser gemessen (L&sub1;). Aus der folgenden Formel wurde die Kräuselungserholungsrate als CR-Wert berechnet.
CR = (L&sub0; - L&sub1;)/L&sub0; · 100 (%)
Die Anfangsbelastung betrug (Denier-Zahl des Filaments) · 5 · 2/25 g und die Zusatzbelastung (Denier-Zahl des Filaments) · 2 g.

I. Farb-Gleichmäßigkeit nach dem Färben

Das texturierte Garn wurde zu einem Gewebe verstrickt, das mit einem blauen Dispersionsfarbstoff gefärbt wurde, und die Farb-Gleichmäßigkeit wurde visuell beurteilt.

J. Dichte des texturierten Garns

Die Dichte des gesamten texturierten Garns wurde durch Dichte-Gradientenrohre mit wässrigen Natriumbromidlösungen bei 25ºC gemessen.

Beispiel 1

PET mit einer Eigenviskosität von 0,63 und Polystyrol (Styron 685, hergestellt von Asahi Chemical Industry Co., Ltd.) als Polymer mit einem stärkeren Temperaturgradienten der Dehnviskosität als jener von PET wurden gewählt. Diese beiden Polymere wurden getrennt geschmolzen, wobei sie mit einem Edelstahl-Faservlies-Filter mit einem absoluten Filtrationsdurchmesser von 10 um filtriert wurden. Dann wurden das Polystyrol und PET aus einer Düse mit 36 konzentrischen Löchern ausgetragen, um Polystyrol als Kern und PET als Hülle zu konjugieren. Die Menge an Polystyrol, wie in diesem Fall konjugiert, betrug 5 Gew.-%. Die Spinntemperatur betrug 295ºC, und die Austragsmenge wurde so eingestellt, dass sie insgesamt für Kern und Hülle 90 g/min betrug. Die abgegebenen Filamente wurden abgekühlt, geschmiert, verflochten und mit einem Wickler über eine Aufnahmewalze nach herkömmlichen Verfahren aufgewickelt. Die Geschwindigkeiten der Aufnahmewalze sind in Tabelle 1 (Nr. 1 und 2) als Spinngeschwindigkeiten angegeben. Doppelbrechung, Abkoch-Schrumpfung und Bruchdehnung der Proben sind in Tabelle 1 angeführt. Weiters ist in Fig. 2 die Beziehung zwischen der Doppelbrechung der PET-Abschnitte und der Abkoch-Schrumpfung angegeben.
In beiden Fällen wurde das Weltwinkel-Röntgenbeugungsmaximum aufgrund der Kristalle im Lichthof beobachtet, was zeigt, dass PET-Kristalle vorliegen. Die Beugungsintensitätskurve in äquatorialer Richtung der Fasern, mit einer Geschwindigkeit von 6.000 m/min (Nr. 2) gesponnen, wird in Fig. 1 als Kurve (a) gezeigt. Der Kristallisationsgrad betrug im Fall der mit einer Geschwindigkeit von 6.000 m/min (Nr. 2) gesponnenen Fasern 10%, während jener des herkömmlichen POY (Nr.15) 0% betrug. Auch das kann als Bestätigung dienen, dass die Fasern kristallisieren und die Kristalle die Faserstruktur stabilisieren. Obwohl Kristalle vorlagen, war die Doppelbrechung des PET-Abschnitts niedrig, was zeigt, dass die Orientierung nicht fortschritt, was Tabelle 1 bestätigt. Daher sind die erhaltenen Fasern stark orientierte, unverstreckte Fasern mit hoher Bruchdehnung, die verstreckt werden können. Es ist zu erkennen, dass so genanntes POY durch Hochgeschwindigkeitsspinnen hergestellt werden kann, was zur Erhöhung der Produktivität beiträgt.

Beispiel 2

Fasern wurden unter ähnlichen Bedingungen wie in Beispiel 1 angegeben schmelzgesponnen, wobei jedoch das verwendete Polystyrol Denka Styrol MT-2, hergestellt von Denki Kagaku Kogyo K.K., war und die Spinngeschwindigkeit die in Tabelle 1 (Nr. 3 bis 6) angeführte war. Die Werte für Doppelbrechung, Bruchdehnung und Abkoch-Schrumpfung sind in Tabelle 1 angegeben. Bei jeder Spinngeschwindigkeit wurde ein Weitwinkel-Röntgenbeugungsmaximum aufgrund von Kristallen des PET im Lichthof beobachtet, was zeigt, dass PET-Kristalle vorlagen. Obwohl Kristalle vorlagen, war die Doppelbrechung des PET gering, was zeigt, dass die Orientierung nicht fortschritt, was Tabelle 1 bestätigt.

Beispiel 3

Fasern wurden unter ähnlichen Bedingungen wie in Beispiel 1 angegeben schmelzgesponnen, wobei jedoch die Menge an Polystyrol und die Spinngeschwindigkeit wie in Tabelle 1 (Nr. 7 bis 9) angegeben geändert wurden. Die Werte für Doppelbrechung, Bruchdehnung und der Abkoch-Schrumpfung werden in Tabelle 1 gezeigt. Auch in diesen Fällen wurde ein Weitwinkel-Röntgenbeugungsmaximum aufgrund von Kristallen des PET im Lichthof beobachtet, was zeigt, dass PET-Kristalle vorlagen. Auch bei Spinngeschwindigkeiten von 10.000 m/min oder mehr konnten Fasern erhalten werden, die eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellen.

Beispiel 4

Fasern wurden unter ähnlichen Bedingungen wie in Beispiel 1 angegegen schmelzgesponnen, wobei jedoch anstelle von Polystrol Polymethylmethacrylat (Sumipex LG, hergestellt von Sumitomo Chemical Co., Ltd. verwendet wurde (Nr. 10). Die Werte für Doppelbrechung, Bruchdehnung und Abkoch-Schrumpfung sind in Tabelle 1 angegeben. Die Kurve der Weitwinkel-Röntgenbeugungsintensität in äquatorialer Richtung ist in Fig. 1 als Kurve (b) dargestellt. Auch wenn als Kernkomponente Polymethylmethacrylat verwendet wurde, wurde ein Weitwinkel-Röntgenbeugungsmaximum aufgrund von Kristallen des PET beobachtet, was zeigt, dass Fasern erhalten werden können, die eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellen.

Beispiel 5

Fasern wurden unter ähnlichen Bedingungen wie in Beispiel 1 angegeben schmelzgesponnen, wobei jedoch anstelle von Polystrol Polymethylpenten ("TPX" RT18), hergestellt von Mitsui Petrochemical Industries, Ltd.) verwendet wurde und seine konjugierte Menge 3 Gew.-% betrug (Nr. 11). Die Werte für Doppelbrechung, Bruchdehnung und Abkoch-Schrumpfung sind in Tabelle 1 angegeben. Auch in diesem Fall wurde ein Weitwinkel-Röntgenbeugungsmaximum aufgrund von Kristallen des PET im Lichthofbeobachtet, und es ist zu erkennen, dass, auch wenn Polymethylpenten verwendet wurde, Fasern erhalten werden können, die eine Ausführungsform der Erfindung darstellen.

Vergleichsbeispiel 1

Fasern wurden unter ähnlichen Bedingungen wie in Beispiel 1 angegeben schmelzgesponnen, wobei jedoch das verwendete Polymer nur das in Beispiel 1 verwendete PET war (Nr. 12 bis 17). Für jede Spinngeschwindigkeit sind die Eigenschaften typischer PET-Fasern angegeben. Bei Spinngeschwindigkeiten von 5.000 m/min oder darüber erfolgte bemerkenswerte orientierte Kristallisation, und die Abkoch-Schrumpfung nahm plötzlich ab. Die Werte für Doppelbrechung, Abkoch-Schrumpfung und Restdehnung sind in Tabelle 1 angeführt: Die Weitwinkel-Röntgenbeugungskurve in äquatorialer Richtung der Fasern, die bei einer Spinngeschwindigkeit von 3.500 m/min erhalten wird (Nr. 14) wird in Fig. 1 als Kurve (c) gezeigt, aus der zu erkennen ist, dass kein Beugungsmaximum beobachtet wurde. Ebenso zeigten die Proben Nr. 12, 13 und 15 (ebenfalls mit geringer Spinngeschwindigkeit gesponnen) kein Beugungsmaximum. Weiters ist in Fig. 2 die Beziehung zwischen der Doppelbrechung und der Abkoch-Schrumpfung dargestellt. Der Kristallisationsgrad bei einer Spinngeschwindigkeit von 3.500 m/min (Nr. 14) betrug 0% und stand mit der Tatsache in Einklang, dass in der zugehörigen Weitwinkel-Röntgenbeugungskurve nur ein amorpher Lichthof beobachtet wurde.

Vergleichsbeispiel 2

Fasern wurden unter ähnlichen Bedingungen wie in Beispiel 1 angegeben schmelzgesponnen, mit der Ausnahme, dass anstelle von Polystyrol Polyethylen (Sumikathene L, hergestellt von Sumitomo Chemical Co., Ltd.) mit einem Temperaturgradienten der Dehnviskosität verwendet wurde, der schwächer als der von PET war (Nr. 18). Es erfolgte voll orientierte Kristallisation, und ein Weitwinkel-Röntgenbeugungsmaximum aufgrund der Kristalle des PET wurde beobachtet. Die Doppelbrechung war jedoch nicht geringer als 0,085, und es konnten keine Fasern erhalten werden, die eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellen.

Beispiel 6

Fasern wurden unter ähnlichen Bedingungen wie iri Beispiel 1 angegeben schmelzgesponnen, mit der Ausnahme, dass die Menge an Polystyrol (Styron 685, hergestellt von Asahi Chemical Industry Co., Ltd.) auf Mengen im Bereich von 1 bis 10 Gew.-% geändert wurde und dass die Spinngeschwindigkeit 6.000 m/min betrug. Die Werte für Doppelbrechung, Bruchdehnung und Abkoch-Schrumpfung sind in Tabelle 1 angegeben. Als die Polystyrol menge größer war, war die Wirkung der Steuerung der Orientierung von PET stärker. Die Beziehung zwischen der Doppelbrechung und der Abkoch- Schrumpfung ist in Fig. 2 dargestellt. Wenn die Polystyrolmenge in diesem Bereich lag, wurde ein Weitwinkel-Röntgenbeugungsmaximum aufgrund von Kristallen des PET im Lichthof beobachtet, was zeigte, dass PET-Kristalle vorlagen. Aus den Ergebnissen ist zu erkennen, dass, wenn die Polystyrolmenge in diesem Bereich lag, Fasern erhalten werden können, die eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellen.

Vergleichsbeispiel 3

Fasern wurden unter ähnlichen Bedingungen schmelzgesponnen wie in Beispiel 1 angegeben, wobei jedoch die Menge an Polystyrol (Styron 685, hergestellt von Asahi Chemical Industry Co., Ltd.) 0,5 oder 17 Gew.-% betrug, und die Spinngeschwindigkeit 6.000 m/min betrug (Versuche Nr. 22 und 23). Die Werte für Doppelbrechung, Bruchdehnung und Abkoch-Schrumpfung sind in Tabelle 1 angegeben. Die Beziehung zwischen der Doppelbrechung und der Abkoch-Schrumpfung ist in Fig. 2 dargestellt. Bei einer Menge von 0,5 Gew.-% erfolgte vollständig orientierte Kristallisation, und ein Weitwinkel-Röntgenbeugungsmaximum aufgrund von Kristallen des PET wurde beobachtet, obwohl die Doppelbrechung nicht geringer als 0,098 war. Andererseits wurde bei einer Menge von 17 Gew.-% kein Beugungsmaximum beobachtet. Aus diesen Ergebnissen ist zu erkennen, dass, wenn die Polystyrolmenge zu hoch oder zu gering ist, keine Fasern erhalten werden können, die eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellen.

Beispiel 7

Die in Beispiel 1 erhaltenen stark orientierten, unverstreckten Fasern (Nr. 2 bei einer Spinngeschwindigkeit von 6.000 m/min) wurden bei einer Heiztemperatur von 215ºC, bei einer Verzwirnungsgeschwindigkeit von 6.800 U/min und mit einem Verstreckungsverhältnis des 1,8 fachen verstrecktexturiert. Die bei einer Verarbeitungsgeschwindigkeit von 700 m/min erzielten Ergebnisse sind in Tabelle 2 angegeben. Die bei einer Verarbeitungsgeschwindigkeit von 1.500 m/min erhaltenen Ergebnisse sind in Tabelle 3 angegeben. Wie aus den Tabellen zu erkennen kann, wenn stark orientierte unverstreckte Fasern gemäß vorliegender Erfindung verwendet werden, ein texturiertes Garn mit niedriger Dichte und hoher Hitzebeständigkeit erhalten werden. Außerdem waren, da die Verzwirnungsspannung hoch war, die Verarbeitungsstabilität und Verarbeitbarkeit gut, und die Farbgleichmäßigkeit des nach dem Färben erhaltenen texturierten Garns war ebenfalls gut, auch als die Verarbeitungsgeschwindigkeit angehoben wurde. So konnte die vorliegende Erfindung zu einer Verbesserung der Produktivität nicht nur im Spinnschritt, sondern auch im Verstreckungstexturierungsschritt beitragen.

Vergleichsbeispiel 4

Die in Vergleichsbeispiel 1 erhaltenen stark orientierten unverstreckten Fasern aus PET allein (Nr. 14 bei einer Spinngeschwindigkeit von 3.500 m/min) wurden unter den gleichen Bedingungen wie in Beispiel 7 falschverzwirnt. Die bei einer Verarbeitungsgeschwindigkeit von 700 m/min erhaltenen Ergebnisse sind in Tabelle 2 angegeben. Die bei einer Verarbeitungsgeschwindigkeit von 1.500 m/min erhaltenen Ergebnisse sind in Tabelle 3 angegeben. Da die Verzwirnungsspannung bei einem Verstreckungsverhältnis des 1,8 fachen niedrig war, wurde die Ballonbildung in der verstrecktexturierten Zone nicht stabilisiert, was schlechte Verarbeitungsstabilität ergibt. Das erhaltene texturierte Garn wies extrem dunkel gefärbte Abschnitte und. Streifen auf, was mangelnde Farbgleichmäßigkeit zeigt. Als das Verstreckungverhältnis auf das 1,9 fache erhöht wurde, um die Verzwirnungsspannung zu erhöhen, kam es zu Flusenbildung und häufigem Reißen der Faser, was die Verarbeitbarkeit beträchtlich verringerte. Tabelle 1 Tabelle 2 Tabelle 3

Claims

1 Stark orientierte, unverstreckte Polyesterfaser vom Hülle/Kern-Typ, bei der das Hüllenpolymer einen Polyester umfasst und das Kernpolymer ein Polymer ist, das einen Temperaturgradienten der Dehnviskosität aufweist, der stärker als jener des Hüllenpolymers ist, und mit dem Hüllenpolymer in einer Menge von 1 bis 15 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht der Faser, konjugiert ist, ohne dass das Kernpolymer auf der Oberfläche der Faser freiliegt, wobei die Faser kristallin ist, so dass sie ein Beugungsmaximum aufweisen kann, das in der äquatorialen Intensitätsverteilung eines Weitwinkel-Röntgenbeugungsdiagramms der Faser beobachtbar ist, und zumindest der Polyesteranteil des Faser-Querschnitts eine Doppelbrechung von 0,015 bis 0,05 zeigt.

2. Faser nach Anspruch 1, die eine Abkoch-Schrumpfung von 10 bis 50% aufweist.

3. Faser nach Anspruch 1 oder 2, die eine Bruchdehnung von 100 bis 2500/0 aufweist.

4. Faser nach einem der vorangegangenen Ansprüche, worin die Menge des mit dem Hüllenpolymer konjugierten Kernpolymers 1 bis 10 Gew.-% beträgt.

5. Faser nach einem der vorangegangenen Ansprüche, worin das Kernpolymer zumindest ein aus Polymeren auf Polystyrol-Basis, Polymeren auf Polyacrylat-Basis, Acrylat-Styrol-Copolymern und Polymeren auf Polymethylpenten-Basis ausgewähltes Polymer ist.

6. Verfahren zur Herstellung einer stark orientierten, unverstreckten, konjugierten Polyesterfaser vom Hülle/Kern-Typ, wobei das Verfahren Folgendes umfasst:

das Spinnen eines Polyesters als Hüllenpolymer und eines Polymers als Kernpolymer, das einen Temperaturgradienten der Dehnviskosität aufweist, der stärker als jener des Hüllenpolymers ist, mit einer Spinngeschwindigkeit von 4.000 bis 12.000 m/min. so dass das Kernpolymer mit dem Hüllenpolymer in einer Menge von 1 bis 15 Gew.-%, bezogen auf das Gewicht der gesamten konjugierten Faser, konjugiert wird, ohne dass das Kernpolymer auf der Oberfläche der Faser freiliegt, die Faser ein Beugungsmaximum aufweisen kann, das in der äquatorialen Intensitätsverteilung eines Weitwinkel-Röntgenbeugungsdiagramms der Faser beobachtbar ist, und zumindest der Polyesteranteil des Faser-Querschnitts eine Doppelbrechung von 0,015 bis 0,05. zeigt.

7. Verfahren nach Anspruch 6, worin die Menge des Kernpolymers, das mit dem Hüllen polymer konjugiert ist, 1 bis 10 Gew.-%, bezogen auf das Gewicht der gesamten konjugierten Faser, beträgt.

8. Verfahren nach Anspruch 6 oder 7, worin die Spinngeschwindigkeit 4.000 bis 9.000 m/min beträgt.

9. Verfahren nach einem der Ansprüche 6 bis 8, worin die erhaltene Faser eine Abkoch-Schrumpfung von 10 bis 50% aufweist.

10. Verfahren nach einem der Ansprüche 6 bis 9, worin die erhaltene Faser eine Bruchdehnung von 100 bis 250% aufweist.

11. Verfahren nach einem der Ansprüche 6 bis 10, worin der Hüllenpolyester Polyethylenterephthalat ist und das Kernpolymer zumindest ein aus Polymeren auf Styrolbasis, Polymeren auf Acrylatbasis, Acrylat-Styrol-Copolymeren und Polymeren auf Methylpentenbasis ausgewähltes Polymer ist.

12. Texturiertes Polyestergarn, umfassend die stark orientierten, unverstreckten Polyesterfasern nach einem der Ansprüche 1 bis 5.

13. Verfahren zur Herstellung eines texturierten Polyestergarns, umfassend das Falschverzwirnen von nach einem Verfahren nach einem der Ansprüche 6 bis 11 erhaltenen, stark orientierten, unverstreckten Polyesterfasern.