SK46995A3

SK46995A3 - Polyethyleneterephtalate fibers with improved volume and method of its production

Info

Publication number: SK46995A3
Application number: SK469-95A
Authority: SK
Inventors: Werner Kagi
Original assignee: Inventa Ag
Priority date: 1994-04-14
Filing date: 1995-04-10
Publication date: 1995-11-08
Also published as: DE59502718D1; ZA952345B; RU95105412A; TW268050B; CZ92695A3; CN1118819A; DE4412969C1; EP0677601B1; EP0677601A1

Description

Pomocou zvláštnych ad.itív alebo polvmérnych prímesí a výrobných podmienok sa polyetyléntereftalát môže prispôsobiť i špeciálnym profilom požiadaviek. Tak sa takéto vlákna s definovanými výkonovými vlastnosťami používajú napr. ako výplnkové vlákna pre spacie vakv. prešívané prikrývky, oteplovacie vložky a podobné použitia.

a vyznačujú napr. kučeraveriia, ako takzvané špirálovité tvary, optimalizovaným stvárnením kučeravenía. osobitnou tuhosťou vlákna o ktorú je usilované napr. vysokou kryštalizáciou, prídavným legovaním alebo s vyberanými prierezmi vlákna. Zväčša upravené. napr. silikonizované, aby sa hladkosťou zabránilo neželanému priľnutiu vlákien a aby sa dosiahol mäkký ohmat.

Výplnkové vlákna špeciálnymi druhmi iných polymérov sú povrchovo

Napriek rozsiahlym vývojovým prácam, zvlášť aby sa vyvinuli i výplnkové polyesterové vlákna, ktoré by sa svojimi úžitkovými vlastnosťami približovali prírodnému páperiu, sú pružnosť v stlačení a schopnosť regenerácie takýchto vlákien ešte vždy nedostačujúce a počas životnosti sa stále znižujú.

Najdôležitejšími veličinami pri posudzovaní výplnkového vlákna, napr. PET-spriadatelného vlákna na plnenie vankúšov, prikrývok, spacích vakov, čalúnení at.cľ.. sú objemovosť a sila odskoku vlákien. Objemovosť, je objem vzťahovaný na hmotnosť vlákna z neho vyrobeného výplnkového rúna pri definovanom plošnom zaťažení. Cím ie objem vyšší, tým menej jc-e potrebných vlákien a tým ľahší, sa stáva hotový výrobok, pri zároveň lepšej tepelnej izolácii v dôsledku väčšieho množstva vzduchu obsiahnutého v rúne.

Pre optimálne objemové chovanie je predpokladom vvsoká tuhosť (v ohybe) Jednotlivých vlákien. čo im dodáva veľkú silu elastického odskoku. Aby táto bola účinná v rúnovej väzbe, musia bvť vlákna v počte, uhle a tvare oblúkov optiinalizované tak, aby sa vzájomne podopierali podľa možnosti neskladné. Abv sa v dôsledku trenia nezabránilo regenerácii po zaťažení, silikonizujú sa navyše vlákna na povrchu. čím sa dá upraviť potrebná hladkosť a mäkký ohmat.

Na zvýčenie tuhosti individuálneho vlákna existujú tri. možnosti. Fyzikálne Je takzvaná tuhosť v ohybe definovaná ako matematický súčin z modulu pružnosti, a momentu zotrvačnosti prierezových plôch materiálu. To posledné zase pozostáva z prierezovej plochy a kvadrátu polomeru vzhľadom k osi. Tým zvyšujú tuhosť nasledujúce opatrenia:

1. Zväččenie prierezovej plochy materiálu C t.J. titra prip. priemeru jednotlivých vlákien). Tým sa vSak znižuje mäkkosť.

2. ZväčSenie priemernej vzdialenosti materiálu od osi vlákna (bez zvýšenia titra). Táto možnosť sa optimálne využíva pri dutom vlákne.

3. Zvýšenie modulu pružnosti vláknitého materiálu vhodnou voľbou alebo modifikáciou polyesteru. Modul pružnosti priamo súvisí s orientáciou príp. stupňom kryštalinity makromolekúl čiastočne kryštalických, termoplastických polymérov.

Prednostne sa používajú tieto opatrenia kombinovane, aby sa dosiahol maximálny účinok.

Hlavný podiel kryštalizácie PET-vlákien sa dosiahne napäťovo indukované pri dĺžení pôvodne takmer amorfného priadneho kábla. S tertnof ixáciou ktorá za tým nasleduje. sa môže

3doslahnuť len nepatrné ďalšie zvýšenie krvštalinity. Pretože pri tomto procese orientovanom molekulová sú teploty relatívne nízke, t., j. ca 100°C pod teplotou tavenia kryštalitu a doby zotrvania sú len v rozsahu sekúnd, dosiahnu sa v normálnom prípade len priemerné stupne kryštalizácie, kvôli vysokým dobám relaxácie, počas ktorých môže polymérny reťazec uskutočniť zmenu miesta v štruktúre.

O prímesách zvvšu júcich krvštalinitu na spriadateľné polyméry Je známa úroveň vedy veľmi rozdielna. Na jednej strane ukazujú Warner a Ho.lt v “Text.Res.Journal 1.983, 488-89, že kryštalinita vylepšená pridaním pigmentu do PET-granulátu nie Je účinná v pradive. na druhé j strane? íe známe, že prímesy podporujúce kryštalizáciu mimoriadne sťažujú alebo znemožňujú spriadanie polymérov.

Preto vysoko kryštalické polymérne formulácie, aké sú bežné pre aplikácie vo vstrekovaných odliatkoch. sa nedajú spracovať na vlákna alebo nite.

Napríklad DE 31 03 142 popisuje sol alkalického kovu aromatickej sulfónovei kyseliny ako urýchľovač kryštalizácie pre typy vstrekovaných odliatkov PES, ktorého výhody s veľmi nepatrnými podielmi množstva PES-vlákien sa môžu využiť len vtedv. keď sa dlženie uskutoční bezprostredne po zvlákňovaní, t. i. keď sa pracuje s takzvaným postupom zvlákňovanie dlženie. Okrem toho Je známe, že skupiny síranu alkalického kovu zvyšujú retenciu vlhkosti v polyester!. Táto vlastnosť nie je žiaduca pre výplnkové a vatovacie vlákna.

Zmäkčovacími prostriedkami sa dá pohyblivosť osnovy polyesteru.natoľko zvýšiť, že sa môžu pri tuhnutí lahšie vytvárať stavy usporiadania schopné kryštalizovania. Pritom sa počas procesu ochladzovania nielen umožní ale i dokončí rozsiahla orientácia.

-4—

Zmäkčovacie prostriedky však zväčšia zhoržu iií mechanické vlastnosti, predovšetkým rázovú húževnatosť, okrem toho majú sklon k migrácii.

Vplyv kopolyesterových zložiek na kryštalizáciu, špeciálne na rýchlosť kryštalizácie skúmajú Lasarová a Dlmov vo Faserf. und Textiltechnik “, 1976, 27. 237-40. a je ukázaný zmäkčovací efekt pre takéto kopolyméry. Takéto modifikácie majú však zároveň za následok zníženie pevností, E-rnodulu a teploty tavenia, t.j. najdôležitejších vlastností vlákna.

Okrem toho sa dokonca znižuje sklon ku kryštalizácii v dôsledku začlenenia iných komonomérov, pretože sa naruší pravidelnosť v štruktúre hlavnej valenčnej osnovy.

EP 194 808 popisuje; rôzne polvesterové živice? s vylepšenými vlastnosťami odformovania v dôsledku zvýšenej rýchlosti kryštalizácie. Obsahujú až 10 hmotnostných percent anorganických nukleačných prostriedkov. solí kovu karboxylových kyselín, až 150 hmotnostných percent spevňovacích vlákien. 0, 3 až 10 hmotnostných percent zmäkčovača na báze esteru. ako i 1 až 30 hmotnostných percent modifikátora rázovej húževnatosti.

Popri skutočnosti. že polyméry s takýmito množstvami aditív nie sú vhodné na spriadanie. sa v tomto EP konštatuje, že účinok zmäkčovača podľa vynálezu mimo udaných hraníc zlyháva.

Úloha podľa vynálezu. . vyvinúť polyetyléntereftalátové spriadateľné vlákno orientované dĺženim, s vylepšeným objemovým správaním a vylepšenou silou odskoku, sa prekvapujúco riešila tým. že polvetvléntereftalát obsahuje prítnesy 0, 0.1 až 2 hmotnostné percentá prina jmenšom bežného, známeho nukleačného prostriedku a 0. 05 až 2 hmotnostné percentá esterovej zlúčeniny vzorca I [ CH^C CH,,) _eC0( O-CHa-CHa) _Ä~A

I.

-520 a - 6 ti = 1 - 5

A = zwšok alkvlénu alebo rozvetvený.

B ~ zvvšok fenylu s párnym počtom uhlíkov s 1 až 10 C-atómami ako .1 voliteľne ďalšie aditíva podmienené spracovaním alebo používaním.

Prednostne je horná hranica pre nukleačný prostriedok a esterovd zlúčeninu podlá možnosti 2. 0 hmotnostného percenta.

Takéto aditíva podmienené používaním sú podlá stavu techniky okrem iného matovacie prostriedky, pigmenty, stabilizátory, UV-zosvetlovače, aditíva odpudzujúce špinu a spomaľujúce horenie. Z tých posledných sa prednostne používajú fosforové zlúčeniny. Pritom sa osvedčili zvlášť zlúčeniny fosforinanu.

Zvlášť výhodný je podiel zlúčeniny fosforinanu SANDOFLAM 5085^R medzi 3. 0 a 10,0 hmotnostnými percentami, prednostne medzi 4,0 a 7, 0 hmotnostnými percentami.

Spomedzi bežných. známvch aditív podmienených spracovaním treba menovať zvlášť glykolv. prednostne mono-, di- a trietvlénglykol k upraveniu viskozity. pričom sa zvlášť uprednostňuje etylénglvkol.

Esterové zlúčeniny, ktoré musia byť podľa vynálezu k dispozícii prednostne v množstvách len 0. 1 až 0, 3 a osobitne: prednostne len 0,15 až 0, 25 hmotnostného percenta, sú známe ako zmäkčovače pre receptúry PET-~ vstrekovaných odliatkov. Musia sa však použiť v značne vvššom rozsahu koncentrácie a to 0,3 až 10.0 hmotnostných percent CEP .194 809).

Početnými skúškami zvlákňovania sa však mohlo ukázať, že existuje definovaný tesný rozsah s relatívne nízkou koncentráciou esterove.i zlúčeniny, v ktorej sa ie i vplyv a účinok

-6že neočakávane nukleačného prostriedku tak dopĺňajú, že neočakávane sú začiatočná hodnota objemu, regenerácia a krvštalinita značne vyáčie. Príklady sú zhrnuté v tabuľke 1. Okrem toho bolo dokázané, že esterová zlúčenina podľa vynálezu (skrátene so všeobecným označením Bidieol) ovplyvňuje kryštalizáciu len vtedv. keď Je v polvesteri zároveň dispergovaný nukleačný prostriedok. Ako nukleačný prostriedok môže slúžiť napr. matovací prostriedok oxid titaničitý. ktorý už existuje v matnenom polvesteri.

Bežné. známe nukleačné prostriedky, prichádza júce do úvahy pre PET, nazývané i nukleátorv, sú popísané napríklad v Zápisníku aditív pre plasty, nakladateľstvo Carl Hanser. 3. vydanie 1930, strana 899.

Uprednostňované známe nukleačné prostriedky sú buď inertné, anorganické látky s priemernou veľkosťou častíc pod 1.0 um prednostne pod 1 um, napr. mastenec, kaolín, krieda, sadze, grafit, kremenná múčka (SíO-jr) ako i anorganické pigmenty, ako napr. TiO-.·», BaSIľU. ZnS, alebo vhodné monomérne organické zlúčeniny ako napr. soli karboxylových kyselín, benzoferión alebo alkaliaralkylsulfonátv, alebo nakoniec vyberané organické polyméry ako napr. polyetylén. polvoropylén. kopolyméry z etylénu a nenasýtených karboxylových kyselín alebo kopolyméry z derivátov styrénu s diénml. (R. Vieweg, L. Goerden (vydavatelia): Príručka plastov zväzok VIII,

Polyester, nakladateľstvo Hanser 1973, strana 70.1) . Organické zlúčeniny príp. polyméry sa môžu použiť samotné alebo spolu s anorganickými nukleátormi. Nukleačné prostriedky uprednostňované podľa vynálezu sú typy matovacích prostriedkov, hlavne oxid titaničitý, použité pre výrobu PET-priadneho granulátu. Používajú sa v množstvách 0, 01 až 2. 0, prednostne 0. 1. až 1, 5 hmotnostného percenta.

Vynález sa týka i spôsobu výroby PET- spriadatelného vlákna

-7vyznačuje

11.

tým.

podľa nároku 11. ktoré sa vyznačuje tým. že polyetyléntereftalát s relatívnou viskozitou medzi 1. 45 a 1, 68 zmiešaný a premiesený so všetkými prísadami a aditívaml sa hneď na to spradie a nasledovne dlži.

Pritom sa vo výhodných variantoch dávkujú prísady a aditíva s vhodnými prípravkami do extrudéra alebo do PET--taveniny, ak už neboli predtým pridané do qranulátu.

Ďalej sa vynález týka PET - sprladateľných vlákien s vylepšeným objemovým chovaním a vylepšenou silou odskoku, ktoré sa dajú týmto spôsobom vyrobiť. ako i použitie esterových zlúčenín vzorca I na výr obu PET-sprladateľných vlákien s vylepšeným objemovým chovaním a vylepšenou silou odskoku.

výsledky objemovej skúšky PET-vlákien príkladu 1 až 7. Je ukázané. že pre v optimálnom rozsahu nielen

Obr. 1 zhŕňa zhotovených podľa maximálny objem musí byť koncentrácia aditíva. ale že pre silu odskoku objemu, ktorá koreluje s kryštalinitou, molekulová je r o z h o d u j ú c a i hmotnosť prip. relatívna viskozita polvesteru. V dôsledku nelineárnych súvislostí s aditívaml podľa vynálezu sa ukazujú zakrivené plochy pôsobenia s vytváraním ostrapkov. V skúmanom rozsahu sa chovajú začiatočná výška objemu a sila odskoku protibežne. Len v Jednom definovanom rozsahu okolo vysoké hodnoty pre začiatočný objem Tieto komplexné súvislosti v oblasti podľa vynálezu sú oproti doterajšiemu stavu vedomostí nové a neočakávané.

K optimálnej, nízkej relatívnej viskozite (RV) PET-vlákien podľa vynálezu v rozsahu 1.45 až 1.55 < merané 1 X -tne: v m-krezole; pri 20°C) treba poznamenať nasledovné:

zčasti bodu G sa dosiahnu tak ako i pre silu odskoku.

Je známe, že spriadanie polyesterovej taveniny viskozitou optimálnou pre metódu podľa vynálezu nízkou má za

-Q~ následok poruchv. preto sa s výhodou vvchádza z vySSie molekulárneho polvesteru. napr. s RV = 1.60, ku ktorému sa pri použití granulátu prídavné dávkuje do zóny vstupu extrudéra alebo pri priamom zvlákňovaní do vedenia taveniny príslušné množstvo inono-, di- alebo tri-- etylénglykolu. prednostne mono-etylénglykol (EG). pre odbúranie na RV = ca 1. 50.

Korelácia medzi pridaním EG a relatívnou viskozitou sa dá zistiť z vyobrazenia.

Pre esterovú zlúčeninu prakticky nebol pozorovaný žiadny vplyv na viskozitu. Pri odbúravaní viskozity inými aditívami pridanými k polvesteru alebo stopami vlhkosti vo východiskovom granuláte alebo v aditívach, treba množstva nadávkovaného glvkolu redukovať tak, aby bola výsledná konečná viskozita eSte vždy v uprednostňovanom rozsahu R V = 1. 45 až 1.55. Taký prípad sa vyskytol na príklade 8. kde sa ďalším pridaním prostriedku spomaľujúceho horenie tak silne odbúrala viskozita, že sa mohlo upustiť od dodatočného dávkovania glykolu.

Obr. 1 Objemové chovanie matneného PET-výplnkového vlákna v závislosti od prímesi Bidíeol a relatívne, i viskozity

Skúšobné iT začiatočný objem v mm (Ab. ----) označenie / odpruženie v % začiatočného objemu (R. _)

Interpolované krivky s: konštantným začiatočným objemom ------konštantným odpružením Optimálny rozsah - oblasť prekrytia vysokých hodnôt

Príklady 1-7

Použité substancie:

-- Štandardný polvetvléntereftalát firmy EMS-CHEMIE AG s

-9~ relatívnou viskozitou 1.60 (merané 1 %-tne v m-krezole pri 20°C) a 0,4 hmotnostných percentách TiCL, (oxid titaničitý) < 1 um

- Bidleols bisfenol-A-dietoxylauran

Výroba Bidieolu Použité chemikálie

- Etoxylovaný bisfenol A ( Fa. AKZO)

Teplota tavenia: 1.05~112^c>C

Molekulová hmotnosťca 340 g/mol Hydroxylové číslo ·. ca 350 ing/KOH/g

- Kyselina laurová, (Fa. FL.LIKA, purum 98 %)

-Butvlcíničitá kyselina. mono-n-butylcínlčitý oxid (Fa. ACIMA)

Nánoss

272 g etoxylovaný bisfenol A (0.6 mol)

304 g kyselina laurová (1,52 mol) g butvlcíničitá kyselina (ako katalyzátor)

Realizovanie .·

Etoxylovaný bisfenol A. kyselina laurová a butvlcíničitá kyselina sa predložia pri 22°C a za oplachovania dusíkom a miešania sa zohrejú na 160°C. Pritom sa tlak zníži na ca 7500 Pa (ca 56 mm Hg). Vytvárajúca sa reakčná voda sa odstraňuje zo zmesi ca 6 hodín, kým klesne číslo kyslosti pod 5 mg Kf..)H/g Produkt ,ie mierne nažltlá. priezračná kvapalina s viskozitou ca 410 mPas a hustotou ca 1000 kg/nr³ (oboje pri 25^<JC) .

Zvlákňovanie a dlženie PET—vlákien:

Na stro ji pre zvlákňovanie taveniny sa s 0. 4 % Tifl-, natav.il.

matnený štandardný PET-granulát (relatívna viskozita 1.60/1 % -tný roztok v rn-krezole pri 20°C) a podľa tabuľky 1 sa oddelene prídavné dávkoval etylénglvkol (EG) a Bidieol do

-10vtoku granulátu extrudéra (EG a Bidleol sa nedajú zmiešať). Zo Špeciálnej dosky s dýzami s 380 vývrtmi sa pri teplote: 262°C vytlačili duté vlákna, ochladili vháňaným vzduchom, odví jali pri 1000 m/inin a ukladali do kanvv. Podiel dutého priestoru nedĺžených vlákien činil ca 25 % C t. i. vnútorný priemer činil 50 % vonkajšieho priemeru), relatívna viskozita .1,50. Nato sa spriadaný materiál dlžil asi 3,5 -- násobne na linke pre vlákno, potom sa skučeravíl. silikonizoval. tepelne fixoval a narezal na staplové vlákna, ktoré mali konečný titer Et Ej dtex a pevnosť v ťahu 3. E'í cN/dtex pri 55 % pretiahnutí pri. pretrhnutí. Výplnkové vláknité rúno z toho vvrobené malo pritom objemové hodnoty. ktoré holi. značne vyššie než pri dutých vláknach bežných v obchode.

Tabuľka 1» Sila odskoku objemu a krvštalinita hotových vlákien

Príklady	1	2	3	4	5	Ei	7	·* ^*) )
Skúšobné označ.	A	B/E	C	D	F	G	H
Etylénglykol (hmotnosť.X)	Cl	0	a	0	a. 07	0, 87	0, 07
Bidleol ( hmotnosť. X)	a	D, 1	a, 2	0, 3	0, 1	0, 2	0. 3
Začiatoč.oh jem Ah v mm	126	115/- 1.13	125	118	125	126	118	121
Sila odskoku R v %	77	79/88	82	85	78	86	81	81
Kryštáli n 1. ta*) K v %	41 1	Γ’“........H 44/45	.............. 46	47	44	ľ ~ 49	46	44

*) Kryštalinita podľa DSC - vyhodnotenie!

**) Porovnávacie hodnoty dutého vlákna bežného v obchode

-11Lineárna reqresia odpruženia (pre lineárnv rozsah bez prídavného dávkovania etylénglykolu)j

R == 25.50 x + 76. 75 Korelačný koeficient =

To isté pre kryštaliriitus (x = hmotnosť.% Bidieolu)

0. 0952

K = 19.40 x + 41. 59

Korelačný koeficient - 0.9926

Týin je Štatisticky zabezpečený vplyv Bídieolu na odpruženie a kryštaliriitu.

Bod skleného prechodu kolísal pri všetkých variantoch maximálne len o 0,5°C. Z dodatočného pokusu s 2 hmotnostnými percentami Bidieolu vvplynul pokles teplotv skleného prechodu asi o 3,5°C, spojený so značným zhoršením objemu.

Príklad 8

Vychádza iúc z rovnakého štandardného PET-granulátu a za rovnakých podmienok zvlákňovania a dlženia ako v príkladoch 1 až 7 boli vyrobené i duté vlákna, ale s prímesou spomaľujúcou horenie. Boli pridané 0, 2 hmotnostného percenta Bidieolu (prídavné dávkovaný do vtoku natavovacieho extrudéra) a 5.6 hmotnostného percenta (vzťahované na hmotnosť vlákna) prostriedku k nehorľavej úprave SANDOELAM 5085^R firmy SANDOZ AG, f osf- orlrian s teplotou tavenia ca 188°C. Prostriedok k nehorľavej úprave sa vnášal priamo do PET-taveniny ako Čistý prášok so zariadením aké je popísané v DE 40 39 857. Ďalšie výhodné varianty spôsobu sú pridávanie vo forme masterbéč grariulátu do extrudéra alebo roztavený s vhodným čerpadlom do PET-taveníny. Keďže viskozita už hoľa redukovaná do optimálneho rozsahu prostriedkom k nehorľavej úprave a v čom obsiahnutými stopami vlhkosti, nemusel, sa prídavné dávkovať etylénglykol.

— 12—

Vlastnosti takto zhotovených vlákien boli zhrnuté v tabuľke 2 ako porovnanie k pokusnému variantu G (príklad 6).

Pre skúšku horľavosti LOI (Limiting Oxygen Index podľa ASTM D 2863) sa zo staplových vlákien zhotovili rúna spevnené ihlovaním s plošnou hmotnosťou ca 200 g/m^Ä a hrúbkou ca 6 mm.

Tabulka 2« Vlastnosti polyesterového vlákna podľa vynálezu s prídavným prostriedkom k nehorľavej úprave podľa príkladu 8

	Variant G (príkl.6)	Príklad 8
Bidíeol (hrnotn.%)	0. 2	0. 2
Etylénglyko'l < hinotn . %)	0, 07	0
SANDOFLAM 5085^R (hmotn.%)	0	5. 6
Relat.viskozita <1%. m-krezol)	1. 50	1. 48
Teplota tavenia (DSC,20°C/min)	252, 0	251. 5
Kryštalinita ( %. z DSC)	49	49
Začiatočný objem (min)	126	127
Sila odskoku (%)	86	85
LOI (% O.>) *)	24. 4	32. 7/33. 7**)

*) Limiting Oxygen Index podľa ASTM D 2863 **) Dodatočné stúpanie hodnoty LOI o ca 1 % O.·» pri použití prakticky bezsilikónovej úpravy výplnkového vlákna na linke pre vlákna.

Okázalo sa. že týmto spôsobom sa dajú zhotoviť výplokové vlákna spomaľujúce horenie s asi 35 % vyššou LOI hodnotou než porovnávacie vlákna bez aditívu spomaľujúceho horenie, pričom zostane zachovaný vysoký objem podľa vynálezu. To posledné nie Je samozrejmosťou. pretože o polyesterových vláknach spomaľujúcich horenie, ktoré boli doteraz dostupné na trhu je známe, že schopnosť odpruženia Ich objemu je obmedzená prostriedkami k nehorľavej úprave s obsahom fosforu. Je to v tom. že zlúCenlny fosforu sú zabudované do molekulového reťazca vlákien a tak ie k dispozícii kopolyester s redukovanou teplotou tavenia a zníženou schopnosťou kryštalizácie. Pritom sa nanterajú korelu iúce horšie objemové vlastnosti. Na takomto PES-vlákne sa napríklad namerala teplota tavenia 247°C (DSC, s rýchlosťou vyhriatia 20°C/min) a kryštalinita ca 43 %.

PET-vlákno podľa vynálezu podľa príkladu 3 spĺňa výhodným spôsobom požiadavky nehorľavosti pri súčasne vysokom objeme a schopnosti odpruženia a navyže teploty tavenia vlákna najmenej 250°C podľa horeuvedených podmienok merania DSC.

Metodika merania objemu

Princíp s

Pomocou bavlnárskeho mykacieho stroja alebo vinárskeho mykacieho stroja sa zhotoví rúno s definovanou plošnou hmotnosťou a výsledná výška rúna sa zmeria pri definovanom zaťažení 0.9 až 10 p/cm². Výška rúna je merítkom pre objemovosť vlákien. Pritom sa pod začiatočným objemom (Ab) rozumie začiatočná výška rúna pri. zaťažení 0.9 p/cm^Ä. Sila odskoku (R) sa meria po maximálnom zaťažení rúna a definovanom prestoji tiež pri. 0.9 p/enť a vyjadrí sa v % začiatočného objemu.

Postup:

Testovacím bavlnárskvm mykacím strojom sa spracuje 150 9 kondiciovaných výplnkových vlákien pri 20°C a 60 % relatívnej vlhkosti na rúno so základnou plochou 35 x 72 cm. Tento rúnový korpus sa na meranie objemu vystaví nasledovnému zaťaženiu: Skúšobný lisovník. okrúhla doska priemeru 150 mm — 14— sa tlačí so zvyšujúcou sa hmotnosťou proti rúnu a tak sa zistí odpor rúna voči zaťaženiu.

Minútu po maximálnom zaťažení s 10 p/cin² sa ešte raz zisťu je výška rúna so začiatočným zaťažením 0.9 p/cm*. Tento ob jem dáva takzvanú silu odskoku C F?) .

Claims

PATENTOVÉ NÁROKY

1. Polyetvléntereftalátové spriadatelné vlákno orientované dlžením s vylepšeným objemovým chovaním a vvlepšenou silou odskoku, v y z n a č u i ú c e s a t ý m, že. polyetvléntereftalát obsahuje prímesv 0,0.1 až 2 hmotnosťné percentá prinajmenšom bežného známeho nukleačného prostriedku zo skupiny

- anorganické látky s priemernou veľkosťou častíc pod 10 u m

- monomérne organické zlúčeniny zvolené zo soli karboxylových kyselín, benzofenúnu alebo alkaliaralkylsulfonátov,

- organické polyméry zvolené z polyetylénu, polypropylénu, kopolymérov z etylénu a nenasýtených karboxylových kyselín a kopolymérov z derivátov styréou s diénmi a

0.05 až 2 hmotnostné percentá esterove. i zlúčeniny vzorca I

C CH^< CH„CCX O-CH.-.-CH-.,) -A I s a = 6 - 20 h = 1 - 5

A - zvyšok alkvlénu s párnym počtom uhlíkov alebo rozvetvený, s 1 až 10 C-atómami

B - zvvšok fenylu.

alebo voliteľne ďalšie bežné, známe aditiva podmienené spracovaním alebo používaním.
2. PET -- spriadatelné vlákno podľa nároku .1, v y z n a č u j ú c e sa tým, že je k dispozícii esterová zlúčenina v množstvách 0, 1 až 0. 3 hmotnostného percenta, prednostne 0,15 až 0,25 hmotnostného percenta.
3. PET - spriadatelné vlákno podľa nároku i alebo 2.

-16vyznačujúc e s a t ý in. že zložkou kyseliny esterove.j zlúčeniny je kyselina laurová.

PET - spriadatelné vlákno podľa nároku 1 alebo 2. v y z n a č u i ú c e sa t ý m, že alkoholovou zložkou ešteroveJ zlúčeniny je etoxylovanV bisfenol A. pričom éter bisfenolu s mono- a/alebo diglykolmi., t. j. alkoholovými zložkami, v ktorých je b - 1 a/alebo 2, sú uprednostnené.

PET - spriadatelné vlákno podľa nároku 1 alebo 2. vyznačujúce sa tým, že aditíva podmienené použísú tie zo skupiny matovacích prostriedkov, stabilizátorov, UV-zosvetlovačov. aditíva vaní m Pigmentov, spomaľujúce horenie a odpudzujúce čpinu.
6. PET - spriadatelné vlákno podľa nároku 5, vyznač ut ý m, že teplota tavenia činí najmenej
7.

250°C, merané pomocou DSC pri miere vyhriatia 20°C/minútu

PET - spriadatelné vlákno podľa nároku 1, v y z n a č u j ú c e sa t ý m, že aditív podmienený spracovaním je vybraný zo skupiny mono-. di- alebo trietvlénglykolu.

PET - spriadatelné vlákno podľa niektorého z nárokov 1. až

7. v y z n a č u j ú c e vlákno.

t ý m.

že je to duté

PET - spriadatelné vlákno podľa niektorého z nárokov 1 až
8, vyznač u i u c e t ý m. že jeho relatívna viskozita meraná ako 1 %-tný roztok v m—krezole pri 20°C. činí. 1,45 až 1,55.
10. PET - spriadatelné vlákno podľa niektorého z nárokov 1 až 9. v y z n a č u j ú c e sa t ý m, že nukleačný prostriedok je zároveň inatovacím prostriedkom.
11. Spôsob výroby PET- spriadatelného vlákna podľa niektorého z nárokov 1 až 10, v y z n a č u i u c x t ý m, že
12.
13 .
14.

polyetyléntereftalát s relatívnou viskozitou medzi 1.45 a 1. 68 zmiešaný za premiesenú so všetkými prímesami a adltívami sa hneď na ta spradie a následovne dlžl.

Spôsob podléi nároku 1.1, v v z n za š u i ú e 1 s a t ý m, že prímesv a aditíva s za dávkujú do extrudéra alebo do PET - taveniny.

Spôsob podľa nároku .11 alebo 12, vyznáš u j ú c i. sa t ý m, že uprednostňovaný rozsah relatívnej viskozity PET - spriadatelného vlákna 1. 45 až 1, 55 szi nastaví prídavným dávkovaním príslušného množstva inono-, dlalebo trletylénglykolu. prednostne monoetvlénglykolu, do extrudéra alebo do vedenlza taveniny.

Spôsob podlé! niektorého z nárokov 11 až 13. v v z n a č u j ú e 1 s a t ý m. že ako sprladatelné vlákno sa obdrží matnené duté vlákno.

192) Vysvetlivky k relatívne.j viskozite (Patentové nároky 9 a 13)

Skúšobňa namieta pri nárokoch 9 a 13. že údajmi o viskozite sa nemôže označovať spriadateľné vlákno.. ale nanajvýš východiskové látkv. z ktorých bolo spriadateľné vlákno zhotovené.

Treba sa pridŕžať toho. že k označeniu spriadatelného vlákna v nárokoch a v popise dochádza prostredníctvom relatívne i viskozity. Táto relatívna viskozita by sa nemala zamieňať so šmykovou viskozitou známou pre kvapaliny. Relatívna viskozita ie pre odborníkov jednoznačný výraz pre viskozitu roztoku a slúži ako merítko pre molekulovú hmotnosť príp. dĺžku reťazca polymérnych molekúl. Pritom sa malé množstvo polymérneho materiálu (napr. spriadatelného vlákna) rozpustí v rozpúšťadle a potom sa zmeria, o aký faktor .je viskozita (príp. doba prietoku cez kapiláru) vyššia ako u čistého rozpúšťadla. Pri rovnakej polvmérnei koncentrácii Je tento faktor (- relatívna viskozita) závislý od dĺžky polymérnych molekúl a táto dĺžka má vplyv na vlastnosti a správanie polymérneho materiálu, medziiným na Jeho kryštalizačné správanie. Na objasnenie súvislostí ie podaný výňatok zo známej učebnice plastov (0. Schwarz Kunststoffkunde” (Náuka o plastoch).. 4. vydanie. Voqel. Buchverlaq, 1.992, strana 234235), z ktorého Jasne vyplýva, že relatívna viskozita je bežné a jednoznačne výstižné označenie polymérov (t. j. i spriadatelných vlákien). Z tohto dôvodu sa ponechajú nároky 9 a 13 nezmenené.

3) Vysvetlenie vzorcov represie

Pre lineárnu represiu na str. 12 hore boli v tabuľke 1 vzájomne korelované nasledujúce čiarkované dvojice hodnôt:

-20-Tabuľka 1: Sila odskoku objemu a krvštalinita hotových vlákien

Príklady 1 2 3 4 5 6 7 ** ) Pokusné označ. A B(E) C D F G H Efylénplykol < hmotnosť.%) 0 0 0 0 0, 07 0. 07 0, 07 Bidieol < hmotnosť.%) \O/ \Ω, 2Λ X/ 0, 1 0, 2 0. 3 Začiatočný objem Ah v mm 126 115/- 113 125 118 .125 126 118 121 Sila odskoku R v % óy <9/(80)/ // /^/ / / 85 / 1 // 78 86 81 8.1. Kryštáliníta*) K v % \4l' [\\ . \| 44/(45) \ \46 44 49 46 44

Bol pozorovaný vplvv Bidieolu ria silu odskoku ( = schopnosť odpruženia) a kryštalinitu v tých pokusných príkladoch, kde sa dávkoval len Bidieol a žiadny prídavný etvlénplyko.l, t.j. v príkladoch 1 až 4, ale bez opakovaného variantu E. Pre reqresiu sa použili hodnoty pre silu odskoku namerané presne na jedno miesto za desatinnou čiarkou. nie hodnoty zaokrúhlené na celé čísla pre tabuľku a vyobrazenie.

Bázou prvej represie holi nasledujúce dvojice hodnôt:

1 Bidieol (hmot.%) 1 ( = x) i 1 0 i 0. 1 1 1 0.. 2 r ' ] 0. 3 r ...... ” “f R <%) j ......— j.......... 77. 0 ί 79. 1 _J_____ „ _____ 81.. 5 84. 7

Pre variabilné množstvo Bidieolu sa zvolilo písmeno x. analogicky k R pre schopnosť odpruženia.

-21Pomocou lineárne i regresie, ktorá sa uskutočnila podľa známych vzorcov «Štatistiky, sa Potom preverilo, ako sa zhodu je lineárne vv iadrenie s formou R - a x ·< b.

Páry hodnôt (x/R) predstavu, jú síce vždy Jeden hod v dvo jrozmernom diagrame, v ktorom sa R zadáva proti x :

Podľa vzorcov Štatistiky sa teraz určí. rovnica C t. i. stúpanie a a úsek poloosi b) tej priamky, ktorá sa najlepšie prispôsobí polohe experimentálnych bodov a to podľa známeho princípu najmenšieho kvadrátu odchýlky. Kvalita lineárneho predpokladu závislosti je viditeľná na koeficiente korelácie.

ktorý sa vypočíta z odchýliek. Všetky body by vtedy ležali presne na priamkach regresie, keď by bol. koeficient korelácie - +1 alebo -1. Vôbec žiadnu súvislosť medzi obidvoma porovnávacími premennými by sme mali pri. koeficiente korelácie nula. Ako vysvetlenie k teórií lineárnej regresie so všetkými vzorcami a názornými, príkladmi je priložený výňatok z učebnice Štatistiky (lineárne regresie sa dnes dajú uskutočniť jednoduchšie na dobrých vedeckých vreckových kalkulačkách, kde sú príslušné vzorce pevne naprogramované.

Abv sme sa štatistické, i opäť vrátili späť k príkladu podľa vynálezu, zo korelácie dvojice hodnôt vyplynula hodnota

22a 25.50 a hodnota h 70,75. To znamená, že priamka regresie má rovnicu R = 25.50 x + 76.75. To. že všetky štyri body prakticky ležia na týchto priamkach a tým existuje a Je štatisticky dokázaná súvislosť alebo vplyv medzi množstvom Bidieolu a odpružením, je možné vidieť na koeficiente korelácie 0,9952. ktorý leží velmi blízko 1.

Presne rovnakým spôsobom boli pri druhej regresii porovnávané množstvo Bidieolu a kryštalinita, t. j. dvojice hodnôt.

Bidieol Chmotn.%) <= x) 0 0, 1 0. 2 0. 3 K (%) 41, 3 43, 9 45, 6 47. 2

pričom pre K boli použité presné hodnoty na jedno miesto za desatinnou čiarkou.

Zo štatistického hodnotenia tu vyplynulo a = 19. 40 / b = 4.1, 59 / R = 0, 9926.

t,.i, priamka regresie K = 19.40 x ·+ 41.59

I tu Je štatisticky zabezpečený vplyv Bidieolu.