ВОЛОКНА ИЗ СЛОЖНОГО ПОЛИЭФИРА С МОДИФИЦИРОВАННЫМ ПОПЕРЕЧНЫМ СЕЧЕНИЕМ Российский патент 2007 года по МПК D04H1/42 D01F6/62 C08G63/85 C08K5/5317 D04H1/54 C08G63/82 

Область техники, к которой относится изобретение

Настоящее изобретение относится к волокнам из сложного полиэфира с модифицированным поперечным сечением. Говоря более конкретно, оно относится к волокнам из сложного полиэфира с модифицированным поперечным сечением, получаемым при использовании сложного полиэфирного полимера с удовлетворительным цветовым тоном и превосходной формуемостью.

Уровень техники

Сложные полиэфирные полимеры, в особенности полиэтилентерефталат, полиэтиленнафталат, политриметилентерефталат и политетраметилентерефталат, демонстрируют превосходные механические, физические и химические эксплуатационные свойства, и поэтому они широко используются для изготовления волокон, пленок и других формованных продуктов.

Такие сложные полиэфирные полимеры, например полиэтилентерефталат, обычно получают в результате синтеза сначала этиленгликолевого сложного эфира терефталевой кислоты и/или его низшего полимера, а после этого его нагревания при пониженном давлении в присутствии катализатора полимеризации для прохождения реакции до достижения желательной степени полимеризации. Другие сложные полиэфиры получают сходными способами.

Известно, что тип используемого катализатора поликонденсации оказывает решающее влияние на качество получающегося в результате сложного полиэфира, и в качестве катализаторов поликонденсации, предназначенных для получения полиэтилентерефталата, наиболее широко используются соединения сурьмы.

Однако с использованием соединений сурьмы связана проблема, обусловленная тем, что продолжительное непрерывное формование волокон из расплава сложных полиэфиров в результате приводит к накоплению инородных материалов, налипающих в окрестности прядильного отверстия (здесь и далее в настоящем документе называемому просто «налипанием на фильере»), и к изменению направления потока расплавленного полимера (загибанию), что, в конечном счете, становится причиной ворсования и разрыва нитей либо формирования неоднородных физических свойств элементарных нитей во время стадий формования волокон и вытяжки.

В частности, при попытке получения элементарных нитей с модифицированными поперечными сечениями при использовании формования волокон из расплава сложная форма прядильного отверстия обуславливает то, что инородный материал на фильере будет оказывать еще большее влияние на состояние выпуска расплавленного полимера при том, что во время формования волокон также будут иметь место и такие проблемы, как ворсование и разрыв нитей.

В качестве средства решения данных проблем было описано использование в качестве катализаторов получения сложных полиэфиров продуктов реакции между соединениями титана и тримеллитовой кислотой (например, смотрите японскую прошедшую экспертизу патентную публикацию SHO №59-46258) и использование в качестве катализаторов получения сложных полиэфиров продуктов реакции между соединениями титана и сложными эфирами фосфористой кислоты (например, смотрите японскую не прошедшую экспертизу патентную публикацию SHO №58-38722). Несмотря на то, что данные способы действительно в некоторой степени улучшают термостойкость расплава сложных полиэфиров, эффект от улучшения недостаточен, и для полученных сложных полиэфирных полимеров требуется улучшение цветового тона.

В качестве катализаторов получения сложных полиэфиров также были предложены комплексы соединение титана/соединение фосфора (например, смотрите японскую не прошедшую экспертизу патентную публикацию HEI №7-138354). Однако, несмотря на то, что данный способ в некоторой степени обеспечивает улучшение термостойкости расплава, данный эффект недостаточен, и для полученных сложных полиэфиров требуется улучшение цветового тона.

Раскрытие изобретения

Первой целью изобретения является решение упомянутых выше проблем предшествующего уровня техники в результате обеспечения волокон из сложного полиэфира с модифицированным поперечным сечением, отличающихся удовлетворительным цветовым тоном, отсутствием ворсования и высоким качеством. Данная цель достигается следующими волокнами из сложного полиэфира с модифицированным поперечным сечением.

Волокна из сложного полиэфира с модифицированным поперечным сечением, содержащие в качестве основного компонента сложный полиэфирный полимер и характеризующиеся наличием модифицированного поперечного сечения, где

данный сложный полиэфирный полимер получают в результате проведения поликонденсации с участием сложного эфира ароматической двухосновной карбоновой кислоты в присутствии катализатора,

данный катализатор содержит, по меньшей мере, один ингредиент, выбираемый из приведенных ниже смеси (1) и продукта реакции (2),

смесь (1) представляет собой смесь следующих компонентов (А) и (В):

(А) компонент на основе соединения титана, включающий, по меньшей мере, одно соединение, выбираемое из группы, состоящей из

(a) алкоксидов титана, описываемых следующей общей формулой (I):

где каждый из R¹, R², R³ и R⁴ независимо представляет собой одну группу, выбираемую из числа алкильных групп, содержащих от 1 до 20 атомов углерода, и фенильных групп, m представляет собой целое число в диапазоне 1-4, и если m представляет собой целое число, равное 2, 3 либо 4, то тогда две, три либо четыре группы R² и R³ могут быть одинаковыми либо различными, и

(b) продуктов реакции между алкоксидами титана, описываемыми приведенной выше общей формулой (I), и ароматическими поливалентными карбоновыми кислотами, описываемыми следующей общей формулой (II):

где n представляет собой целое число в диапазоне 2-4,

либо их ангидридами, и

(В) компонент на основе соединения фосфора, содержащий, по меньшей мере, одно соединение, описываемое следующей общей формулой (III):

где каждый из R⁵, R⁶ и R⁷ независимо представляет собой алкильные группы, содержащие от 1 до 4 атомов углерода, а Х представляет собой, по меньшей мере, одну группу, выбираемую из группы -СН₂- и группы -CH₂(Y), где Y представляет собой фенильную группу,

смесь (1) катализатора используют при соотношении концентраций компонентов в смеси таком, что соотношение (%) M_Ti между миллимолями элемента титана в компоненте на основе соединения титана (А) и количеством молей сложного эфира ароматической двухосновной карбоновой кислоты и соотношение (%) М_р между миллимолями элемента фосфора в компоненте на основе соединения фосфора (В) и количеством молей сложного эфира ароматической двухосновной карбоновой кислоты удовлетворяют следующим далее выражениям (i) и (ii):

а продукт реакции (2) представляет собой продукт реакции между следующими компонентами (С) и (D):

(C) компонент на основе соединения титана, содержащий, по меньшей мере, одно соединение, выбираемое из группы, состоящей из

(c) алкоксидов титана, описываемых приведенной выше формулой (I), и

(d) продуктов реакции между алкоксидами титана, описываемыми приведенной выше общей формулой (I), и ароматическими поливалентными карбоновыми кислотами, описываемыми приведенной выше общей формулой (II), либо их ангидридами, и

(D) компонент на основе соединения фосфора, содержащий, по меньшей мере, одно соединение фосфора, описываемое следующей общей формулой (IV):

где R⁸ представляет собой алкильные группы, содержащие от 1 до 20 атомов углерода, либо арильные группы, содержащие от 6 до 20 атомов углерода, а р представляет собой целое число, равное 1 либо 2.

Компонент (А) смеси (1) для катализатора и компонент (С) продукта реакции (2) для катализатора для волокон из сложного полиэфира с модифицированным поперечным сечением изобретения предпочтительно содержат соответствующие алкоксид титана (а) и алкоксид титана (с), каждый с молярным соотношением в реакции по отношению к ароматической поливалентной карбоновой кислоте, описываемой общей формулой (II), либо ее ангидриду в диапазоне от 2:1 до 2:5.

В продукте реакции (2) для катализатора для волокон из сложного полиэфира с модифицированным поперечным сечением изобретения соотношение в реакции между компонентом (D) и компонентом (С) предпочтительно находится в диапазоне от 1:1 до 3:1 в расчете на отношение между молями атомов фосфора в компоненте (D) и молями атомов титана в компоненте (С) (P/Ti).

Соединение фосфора, описываемое общей формулой (IV), используемое в продукте реакции (2) для катализатора для волокон из сложного полиэфира с модифицированным поперечным сечением изобретения, предпочтительно выбирают из числа моноалкилфосфатов.

Сложный эфир ароматической двухосновной карбоновой кислоты в случае волокон из сложного полиэфира с модифицированным поперечным сечением изобретения предпочтительно представляет собой сложный диэфир, получаемый в результате проведения переэтерификации между диалкиловым эфиром ароматической двухосновной карбоновой кислоты и алкиленгликолевым сложным эфиром в присутствии катализатора, содержащего соединение титана.

Ароматическую двухосновную карбоновую кислоту в случае волокон из сложного полиэфира с модифицированным поперечным сечением изобретения предпочтительно выбирают из терефталевой кислоты, 1,2-нафталиндикарбоновой кислоты, фталевой кислоты, изофталевой кислоты, дифенилдикарбоновой кислоты и дифеноксиэтандикарбоновой кислоты, а алкиленгликоль предпочтительно выбирают из этиленгликоля, бутиленгликоля, триметиленгликоля, пропиленгликоля, неопентилгликоля, гексанметиленгликоля и додеканметиленгликоля.

Вторая цель изобретения заключается в обеспечении в дополнение к первой цели волокон из сложного полиэфира с модифицированным поперечным сечением, которые позволяют получать ткани, не вызывающие ощущения прилипания и характеризующиеся превосходной мягкостью, свойством непроницаемости, низкой проницаемостью для воздуха, гигроскопичностью и износостойкостью. Данная цель достигается при использовании следующих волокон из сложного полиэфира с модифицированным поперечным сечением.

Говоря конкретно, они представляют собой волокна из сложного полиэфира с модифицированным поперечным сечением, содержащие в качестве основного компонента сложный полиэфирный полимер, получаемый в результате проведения поликонденсации в присутствии упомянутого выше специфического катализатора, где форма поперечного сечения у каждого индивидуального волокна является плоской, и плоская форма представляет собой форму, включающую 3-6 форм с круглым поперечным сечением, соединенных в продольном направлении.

Волокна из сложного полиэфира с модифицированным поперечным сечением предпочтительно содержат неорганические частицы в количестве в диапазоне 0,2-10% (мас.).

В поперечном сечении волокон из сложного полиэфира с модифицированным поперечным сечением плоскостность, представляемая через соотношение А/В между протяженностью А длинной оси и максимальной протяженностью В короткой оси, перпендикулярной длинной оси А, предпочтительно находится в диапазоне 3-6.

В поперечном сечении волокон из сложного полиэфира с модифицированным поперечным сечением нерегулярность, представляемая через соотношение В/С между максимальной протяженностью В короткой оси и минимальной протяженностью С (минимальной протяженностью в точках соединения форм с круглым поперечным сечением), по величине предпочтительно превышает 1 и меньше 5.

Третья цель изобретения заключается в обеспечении в дополнение к первой цели волокон из сложного полиэфира с модифицированным поперечным сечением), отличающихся превосходными гигроскопичностью и способностью быстрого высыхания. Данная цель достигается следующими волокнами из сложного полиэфира с модифицированным поперечным сечением.

Говоря конкретно, они представляют собой волокна из сложного полиэфира с модифицированным поперечным сечением, содержащие в качестве основного компонента сложный полиэфирный полимер, получаемый в результате проведения поликонденсации в присутствии упомянутого выше специфического катализатора, где в поперечном сечении каждого индивидуального волокна от сердцевины поперечного сечения волокна наружу отходят 3-8 ребер, и коэффициент выступания, определяемый в соответствии с приведенной ниже формулой (iii), находится в диапазоне от 0,3 до 0,7.

Здесь a₁ представляет собой расстояние от центра окружности, вписанной во внутренние стенки поперечного сечения волокна, до оконечности ребра, a b₁ представляет собой радиус окружности, вписанной во внутренние стенки поперечного сечения волокна.

Степень кристалличности волокна в случае волокон из сложного полиэфира с модифицированным поперечным сечением предпочтительно не превышает 30%.

Степень усадки волокна в кипящей воде в случае волокон из сложного полиэфира с модифицированным поперечным сечением предпочтительно составляет 15-70%.

Четвертая цель изобретения заключается в обеспечении в дополнение к первой цели волокон из сложного полиэфира с модифицированным поперечным сечением, которые позволяют получать ткани, которые характеризуются наличием объемности и мягкого грифа. Данная цель достигается при использовании следующих волокон из сложного полиэфира с модифицированным поперечным сечением.

Говоря конкретно, они представляют собой волокна из сложного полиэфира с модифицированным поперечным сечением, содержащие в качестве основного компонента сложный полиэфирный полимер, получаемый в результате проведения поликонденсации в присутствии упомянутого выше специфического катализатора, где поперечное сечение каждого индивидуального волокна включает сердцевину и несколько ребер, отходящих от сердцевины в радиальном направлении по длине сердцевины, и волокна из сложного полиэфира, удовлетворяющие всем следующим далее соотношениям от (iv) до (vi), подвергают обработке в условиях щелочного гидролиза с целью отделения от сердцевин, по меньшей мере, некоторых ребер.

Здесь S_A представляет собой площадь поперечного сечения сердцевины, D_A представляет собой диаметр сердцевины, если поперечное сечение представляет собой круг, либо диаметр описанной окружности, если поперечное сечение круг собой не представляет, a S_B, L_B и W_B представляют собой площадь поперечного сечения, максимальную длину и максимальную ширину ребер соответственно.

В случае описанных выше волокон из сложного полиэфира с модифицированным поперечным сечением в волокна из сложного полиэфира перед проведением щелочной обработки предпочтительно включают соединение, характеризующееся параметром совместимости χ, описываемым приведенным ниже соотношением (vii), в диапазоне 0,1-2,0, в количестве в диапазоне 0,5-5,0% (масс.) в расчете на массу волокон из сложного полиэфира.

Здесь V_a представляет собой молярный объем (см³/моль) сложного полиэфира, R представляет собой газовую постоянную (Дж/моль·К), Т представляет собой абсолютную температуру (К), а δа и δb представляют собой параметры растворимости (Дж^1/2/см^3/2) для сложного полиэфира и соединения соответственно.

Пятая цель изобретения заключается в обеспечении в дополнение к первой цели волокон из сложного полиэфира с модифицированным поперечным сечением, которые позволяют получать шелковистую ткань, вызывающую ощущение грубоватого поскрипывания, превосходное ощущение пухлости, ощущение гибкости и легкости, при отсутствии пятен от неравномерного окрашивания. Данная цель достигается следующими волокнами из сложного полиэфира с модифицированным поперечным сечением.

Говоря конкретно, они представляют собой волокна из сложного полиэфира с модифицированным поперечным сечением, содержащие в качестве основного компонента сложный полиэфирный полимер, получаемый в результате проведения поликонденсации в присутствии упомянутого выше специфического катализатора, где форма поперечного сечения у индивидуального волокна представляет собой форму, включающую секцию треугольной формы и выступ, отходящий от одной вершины контура треугольника, где удовлетворяются оба следующих далее соотношения (viii) и (ix), и имеющую полую область в секции треугольной формы, составляющую 3-15% от нее.

Здесь L1 представляет собой расстояние от точки соединения секции треугольной формы и выступа до оконечности выступа, L2 представляет собой расстояние от точки соединения секции треугольной формы и выступа до стороны секции треугольной формы, противоположной точке соединения, h1 представляет собой ширину выступа, a h2 представляет собой длину стороны секции треугольной формы, противоположной точке соединения секции треугольной формы и выступа.

В волокна из сложного полиэфира с модифицированным поперечным сечением предпочтительно включают соль органической сульфоновой кислоты и металла, описываемую приведенной ниже общей формулой (V), в количестве в диапазоне 0,5-2,5% (мас.) при расчете на массу волокон из сложного полиэфира.

Здесь R⁹ представляет собой алкильные группы, содержащие от 3 до 30 атомов углерода, или же арильную либо алкиларильную группу, содержащую от 7 до 40 атомов углерода, а М представляет собой щелочной металл либо щелочноземельный металл.

Краткое описание чертежей

Фиг.1 представляет собой набор схематических иллюстраций, демонстрирующих примеры форм поперечного сечения для волокон из сложного полиэфира с модифицированным поперечным сечением, которые обеспечивают достижение второй цели изобретения.

Фиг.2 представляет собой схематическую иллюстрацию, с целью разъяснения размеров демонстрирующую один пример формы поперечного сечения для волокон из сложного полиэфира с модифицированным поперечным сечением, которые обеспечивают достижение второй цели изобретения.

Фиг.3 представляет собой схематическую иллюстрацию, демонстрирующую один пример формы поперечного сечения для волокон из сложного полиэфира с модифицированным поперечным сечением, которые обеспечивают достижение третьей цели изобретения.

Фиг.4 представляет собой схематическую иллюстрацию, демонстрирующую один пример выпускного отверстия фильеры, используемой для формования волокон из сложного полиэфира с модифицированным поперечным сечением, которые обеспечивают достижение третьей цели изобретения.

Фиг.5 представляет собой схематическую иллюстрацию, демонстрирующую один пример формы поперечного сечения для волокон из сложного полиэфира с модифицированным поперечным сечением до проведения обработки в условиях щелочного гидролиза, которые обеспечивают достижение четвертой цели изобретения.

Фиг.6 представляет собой схематическую иллюстрацию, демонстрирующую примеры выпускных отверстий фильеры, используемых для формования волокон из сложного полиэфира с модифицированным поперечным сечением, которые обеспечивают достижение четвертой цели изобретения.

Фиг.7 представляет собой схематическую иллюстрацию, демонстрирующую вид сбоку для волокон из сложного полиэфира с модифицированным поперечным сечением (после проведения обработки в условиях щелочного гидролиза), которые обеспечивают достижение четвертой цели изобретения.

Фиг.8 представляет собой схематическую иллюстрацию, с целью разъяснения размеров демонстрирующую один пример формы поперечного сечения для волокон из сложного полиэфира с модифицированным поперечным сечением, которые обеспечивают достижение пятой цели изобретения.

Фиг.9 представляет собой схематическую иллюстрацию, демонстрирующую один пример выпускного отверстия фильеры, используемой для формования волокон из сложного полиэфира с модифицированным поперечным сечением, которые обеспечивают достижение пятой цели изобретения.

Наилучший способ реализации изобретения

Существенный признак волокон из сложного полиэфира с модифицированным поперечным сечением изобретения заключается в том, что они представляют собой волокна из сложного полиэфира, содержащие в качестве основного компонента сложный полиэфирный полимер и характеризующиеся наличием модифицированного поперечного сечения, и в том, что сложный полиэфирный полимер получают в результате проведения поликонденсации с участием сложного эфира ароматической двухосновной кислоты в присутствии описанного в настоящем документе специфического катализатора. Это делает возможным получение волокон из сложного полиэфира с модифицированным поперечным сечением, отличающихся удовлетворительным цветовым тоном, а также отсутствием ворсования и высоким качеством, несмотря на формование волокон из фильеры со сложным выпускным отверстием. В дополнение к этому, поскольку стабильное производство из полимера можно осуществить даже и тогда, когда волокна из сложного полиэфира с модифицированным поперечным сечением будут характеризоваться высокой степенью нерегулярности, волокна могут демонстрировать удовлетворительные функции благодаря своим нерегулярности (гигроскопичность, способность противодействовать обрастанию, непроницаемость) и грифу (качество на ощупь, изменение цветового тона, блеск и тому подобное). «Модифицированное поперечное сечение» обозначает форму поперечного сечения, которая не является круглой формой, такую как в случае эллиптического, плоского, треугольного, квадратного, крестообразного, звездообразного, C-образного, H-образного, I-образного, L-образного, S-образного, T-образного, U-образного, V-образного, W-образного, X-образного, Y-образного либо Z-образного поперечного сечения. Эффект от изобретения более ярко проявляется в случае сложных форм поперечного сечения и модифицированных поперечных сечений со строго определенными углами и размерами в каждой области поперечного сечения.

Катализатор поликонденсации состоит, по меньшей мере, из одного представителя, выбираемого из числа (1) смесей компонента на основе соединения титана (А) и компонента на основе соединения фосфора (В), описанных далее, и (2) продуктов реакции между компонентом на основе соединения титана (С) и компонентом на основе соединения фосфора (D), описанными далее.

Соединение титана (А) в смеси (1) для катализатора поликонденсации состоит, по меньшей мере, из одного соединения, выбираемого из группы, состоящей из

(а) алкоксидов титана, описываемых следующей общей формулой (I):

где каждый из R¹, R², R³ и R⁴ независимо представляет собой одну группу, выбираемую из числа алкильных групп, содержащих от 1 до 20 атомов углерода, предпочтительно от 1 до 6 атомов, и фенильных групп, m представляет собой целое число в диапазоне 1-4, а предпочтительно 2-4, и если m представляет собой целое число, равное 2, 3 либо 4, то тогда две, три либо четыре группы R² и R³ могут быть одинаковыми либо различными, и

(b) продуктов реакции между алкоксидами титана, описываемыми приведенной выше общей формулой (I), и ароматическими поливалентными карбоновыми кислотами, описываемыми следующей общей формулой (II):

где n представляет собой целое число в диапазоне 2-4, а предпочтительно 3-4,

либо их ангидридами.

Соединение фосфора (В) в смеси (1) для катализатора поликонденсации состоит, по меньшей мере, из одного соединения, описываемого следующей общей формулой (III):

где каждый из R⁵, R⁶ и R⁷ независимо представляет собой алкильные группы, содержащие от 1 до 4 атомов углерода, а Х представляет собой, по меньшей мере, одну группу, выбираемую из группы -СН₂- и группы -CH₂(Y) (где Y представляет собой фенильную группу).

Продукт реакции (2) для катализатора поликонденсации представляет собой продукт реакции между компонентом на основе соединения титана (С) и компонентом на основе соединения фосфора (D).

Компонент на основе соединения титана (С) состоит, по меньшей мере, из одного соединения, выбираемого из группы, состоящей из

(c) алкоксидов титана, описываемых приведенной выше формулой (I), и

(d) продуктов реакции между алкоксидами титана, описываемыми приведенной выше общей формулой (I), и ароматическими поливалентными карбоновыми кислотами, описываемыми приведенной выше общей формулой (II), либо их ангидридами.

Компонент на основе соединения фосфора (D) состоит, по меньшей мере, из одного соединения фосфора, описываемого следующей общей формулой (IV):

где R⁸ представляет собой алкильные группы, содержащие от 1 до 20 атомов углерода, либо арильные группы, содержащие от 6 до 20 атомов углерода, а р представляет собой целое число, равное 1 либо 2.

Если в качестве катализатора поликонденсации использовать смесь (1) компонента на основе соединения титана (А) и компонента на основе соединения фосфора (В), то тогда алкоксид титана (а), описываемый общей формулой (I), либо продукт реакции (b) между алкоксидом титана (а) и ароматической карбоновой кислотой, описываемой общей формулой (II), либо ее ангидридом, используемые в качестве компонента на основе соединения титана (А), будут характеризоваться высокими растворимостью в сложных полиэфирных полимерах и совместимостью с ними, и поэтому, даже если остаток компонента на основе соединения титана (А) и останется в сложном полиэфирном полимере, получаемом в результате проведения поликонденсации, во время формования волокон из расплава вокруг фильеры не произойдет никакого накопления инородного материала, так что можно будет получить волокна из сложного полиэфира удовлетворительного качества с высокой эффективностью формования.

В качестве описываемых общей формулой (I) алкоксидов титана (а), используемых в соответствующем изобретению компоненте на основе соединения титана (А) либо (С) катализатора поликонденсации, предпочтительны тетраизопропоксититан, тетрапропоксититан, тетра-н-бутоксититан, тетраэтоксититан, тетрафеноксититан, октаалкилтрититанат и гексаалкилдититанат.

Ароматическую поливалентную карбоновую кислоту, описываемую общей формулой (II), либо ее ангидрид, которые вводят в реакцию с алкоксидом титана (а) либо (с), предпочтительно выбирают из фталевой кислоты, тримеллитовой кислоты, гемимеллитовой кислоты, пиромеллитовой кислоты и их ангидридов. В частности, при использовании тримеллитового ангидрида будет получен продукт реакции, демонстрирующий высокое сродство к сложному полиэфирному полимеру, что обеспечит эффективное предотвращение накопления инородного материала.

Если алкоксид титана (а) либо (с) компонента на основе соединения титана (А) либо (С) вводить в реакцию с ароматической поливалентной карбоновой кислотой, описываемой общей формулой (II), либо ее ангидридом, то тогда, например, ароматическую поливалентную карбоновую кислоту либо ее ангидрид предпочтительно растворять в растворителе, по каплям добавлять к раствору алкоксид титана (а) либо (с) и нагревать смесь в течение, по меньшей мере, 30 минут при температуре 0-200°С. Растворитель, используемый в данном случае, в соответствии с необходимостью предпочтительно выбирают из этанола, этиленгликоля, триметиленгликоля, тетраметиленгликоля, бензола и ксилола.

На молярное соотношение в реакции между алкоксидом титана (а) либо (с) и ароматической поливалентной карбоновой кислотой, описываемой общей формулой (II), либо ее ангидридом никаких особенных ограничений не накладывается, но если доля алкоксида титана будет чрезмерно высокой, то тогда цветовой тон получающегося в результате сложного полиэфира может быть ухудшен, либо может быть понижена температура размягчения, в то время как, если доля алкоксида титана будет чрезмерно низкой, то тогда могут возникнуть трудности с прохождением реакции поликонденсации. Поэтому молярное соотношение в реакции между алкоксидом титана (а) либо (с) и ароматической поливалентной карбоновой кислотой, описываемой общей формулой (II), либо ее ангидридом предпочтительно находится в диапазоне от 2:) до 2:5.

Продукт реакции (b) либо (d), получаемый в результате проведения реакции, можно использовать непосредственно либо его можно использовать после проведения очистки в результате перекристаллизации при использовании ацетона, метилового спирта и/или этилацетата.

Соединение фосфора (фосфонатное производное), описываемое общей формулой (III), используемое в компоненте на основе соединения фосфора (В) соответствующей изобретению смеси (1) для катализатора поликонденсации, предпочтительно выбирают из числа диметиловых сложных эфиров, диэтиловых сложных эфиров, дипропиловых сложных эфиров и дибутиловых сложных эфиров производных фосфоновой кислоты, таких как карбометоксиметанфосфоновая кислота, карбоэтоксиметанфосфоновая кислота, карбопропоксиметанфосфоновая кислота, карбобутоксиметанфосфоновая кислота, карбометоксифенилметанфосфоновая кислота, карбоэтоксифенилметанфосфоновая кислота, карбопропоксифенилметанфосфоновая кислота, карбобутоксифенилметанфосфоновая кислота и тому подобное.

Если для реакции поликонденсации с участием сложного эфира ароматической двухосновной карбоновой кислоты использовать компонент на основе соединения фосфора (В), состоящий из соединения фосфора (фосфонатного производного), описываемого общей формулой (III), то тогда реакция с компонентом на основе соединения титана (А) будет протекать более умеренно в сравнении с реакцией с использованием соединений фосфора, применяемых в качестве стабилизаторов реакции обычно, и поэтому эксплуатационный срок службы в качестве катализатора у компонента на основе соединения титана (А) в способе проведения реакции поликоденсации будет более продолжительным, и в результате может быть использована меньшая доля компонента на основе соединения титана (А) по отношению к количеству сложного эфира ароматической двухосновной карбоновой кислоты в системе реакции поликонденсации. Кроме того, если даже в систему реакции поликонденсации, содержащую компонент на основе соединения фосфора (В), состоящий из соединения фосфора, описываемого общей формулой (III), добавить большое количество стабилизатора, то у полученного сложного полиэфирного полимера не произойдет никакого ухудшения термостойкости, и его цветовой тон также будет удовлетворительным.

Если в качестве катализатора поликонденсации, соответствующего изобретению, использовать смесь (1), то тогда смесь (1) используют при таком соотношении концентраций компонентов в смеси, что соотношение (%) M_Ti между миллимолями элемента титана в компоненте на основе соединения титана (А) и количеством молей сложного эфира ароматической двухосновной карбоновой кислоты и соотношение (%) М_р между миллимолями элемента фосфора в компоненте на основе соединения фосфора (В) и количеством молей сложного эфира ароматической двухосновной карбоновой кислоты будут удовлетворять следующим далее соотношениям (i) и (ii):

Соотношение М_р/М_тi находится в диапазоне от 1 до 15, а предпочтительно от 2 до 10. Если соотношение М_р/М_Ti будет меньше 1, то тогда цветовой тон полученного сложного полиэфирного полимера может быть желтоватым, в то время как, если оно будет больше 15, то тогда реакционная способность к поликонденсации у катализатора поликонденсации с таким составом будет недостаточной, что сделает получение целевого сложного полиэфирного полимера затруднительным. Диапазон для соотношения М_р/М_Ti, соответствующий изобретению, относительно узок в сравнении с диапазоном, используемым для обычных катализаторов Ti-P, но выдерживание такого диапазона позволяет добиться превосходного результата, который не получали в случае обычно используемых катализаторов Ti-P.

Значение суммы (М_р+М_Ti) находится в диапазоне от 10 до 100, а предпочтительно от 20 до 70. Если значение (М_р+М_Ti) будет меньше 10, то тогда волокнообразующие свойства у полученного сложного полиэфирного полимера, производительность способа формования волокон из расплава и эксплуатационные характеристики полученных волокон будут неудовлетворительными. Если значение (М_р+М_Тi) будет больше 100, то тогда при использовании полученного сложного полиэфирного полимера для формования волокон из расплава вокруг фильеры будет наблюдаться накопление инородного материала в небольшой, но существенной степени. Значение М_тi в общем случае предпочитается иметь в диапазоне 2-15, а более предпочтительно 3-10.

Если в качестве катализатора поликонденсации, соответствующего изобретению, использовать продукт реакции (2), то тогда соединением фосфора, описываемым общей формулой (IV), используемым в качестве соединения фосфора (D), могут быть, например, моноалкилфосфат, такой как моно-н-бутилфосфат, моногексилфосфат, монододецилфосфат, монолаурилфосфат либо моноолеилфосфат; моноарилфосфат, такой как монофенилфосфат, монобензилфосфат, моно(4-этилфенил)фосфат, монобифенилфосфат, мононафтилфосфат либо моноантрилфосфат; диалкилфосфат, такой как диэтилфосфат, дипропилфосфат, дибутилфосфат, дилаурилфосфат либо диолеилфосфат, или же диарилфосфат, такой как дифенилфосфат. Из их числа предпочтительными являются моноалкилфосфаты либо моноарилфосфаты, где р в формуле (IV) равен 1.

Компонент на основе соединения фосфора (D), используемый в изобретении, может представлять собой смесь двух либо более чем двух соединений фосфора, описываемых общей формулой (IV), и в качестве примеров предпочтительных комбинаций могут быть упомянуты смеси моноалкилфосфатов и диалкилфосфатов либо смеси монофенилфосфатов и дифенилфосфатов. В особенности предпочтительными являются композиции, где моноалкилфосфат составляет, по меньшей мере, 50%, а в особенности, по меньшей мере, 90% смеси в расчете на полную массу смеси.

Способ получения продукта реакции между компонентом на основе соединения титана (С) и компонентом на основе соединения фосфора (D) может включать, например, объединение компонентов (С) и (D) и нагревание их в гликоле. Говоря конкретно, нагревание гликолевого раствора, содержащего компонент на основе соединения титана (С) и компонент на основе соединения фосфора (D), будет приводить к помутнению гликолевого раствора с выпадением компонентов (С) и (D) в осадок в виде продуктов реакции. Осадок можно собирать для использования в качестве катализатора для получения сложного полиэфирного полимера.

Гликоль, используемый в данном случае, предпочтительно представляет собой тот же самый гликолевый компонент, что и используемый при получении сложного полиэфира с применением полученного катализатора. Например, этиленгликоль предпочтителен, если сложный полиэфир представляет собой полиэтилентерефталат, 1,3-пропандиол предпочтителен, если сложный полиэфир представляет собой политриметилентерефталат, и тетраметиленгликоль предпочтителен, если сложный полиэфир представляет собой политетраметилентерефталат.

Продукт реакции поликонденсации (2), соответствующий изобретению, можно получать по способу с одновременным объединением компонента в виде соединения титана (С) и соединения фосфора (D) и гликоля и их нагреванием. Однако, поскольку нагревание вызывает протекание реакции между компонентом на основе соединения титана (С) и компонентом на основе соединения фосфора (D) с получением выпавшего в осадок продукта реакции, который нерастворим в гликоле, предпочитается, чтобы реакция вплоть до выпадения осадка протекала бы гомогенно. Поэтому, для того чтобы эффективно получать в реакции осадок, предпочтительным способом получения является способ, в котором предварительно получают отдельные растворы в гликоле компонента на основе соединения титана (С) и компонента на основе соединения фосфора (D), а после этого растворы объединяют и нагревают.

Температура реакции между компонентами (С) и (D) предпочтительно находится в диапазоне от 50 до 200°С, а время реакции предпочтительно находится в диапазоне от 1 минуты до 4 часов. Если температура реакции будет чрезмерно низкой, то тогда реакция может пройти в недостаточной степени либо может оказаться необходимым избыточное время реакции, что сделает невозможным эффективное получение осадка продуктов реакции в ходе гомогенной реакции.

Соотношение концентраций компонентов в смеси компонента на основе соединения титана (С) и компонента на основе соединения фосфора (D), нагреваемых до протекания реакции в гликоле, предпочтительно находится в диапазоне от 1,0 до 3,0, а более предпочтительно от 1,5 до 2,5 в расчете на молярное соотношение между атомами фосфора и атомами титана. В пределах данного диапазона компонент на основе соединения фосфора (D) и компонент на основе соединения титана (С) будут вступать в реакцию почти что полностью, что позволит избежать присутствия продукта неполного протекания реакции, и поэтому продукт реакции может быть использован непосредственно для получения сложного полиэфирного полимера с удовлетворительным цветовым тоном. В дополнение к этому практическое отсутствие избытка соединения фосфора (V), не вступившего в реакцию, в результате обеспечивает достижение высокой производительности без ухудшения реакционной способности в отношении полимеризации с получением сложного полиэфира.

Продукт реакции (2) для катализатора поликонденсации, используемого в изобретении, предпочтительно содержит соединение, описываемое следующей общей формулой (VI):

где каждый из R¹⁰ и R¹¹ независимо представляет собой, по меньшей мере, одну группу, выбираемую из числа С_6-12 арильных групп, происходящих из R¹, R², R³ и R⁴ в общей формуле (I), описывающей алкоксид титана компонента на основе соединения титана (С), и R⁸ в общей формуле (IV), описывающей соединение фосфора компонента на основе соединения фосфора (D).

Поскольку продукт реакции между соединением титана и соединением фосфора (III) либо (IV), описываемый формулой (VI), обладает высокой каталитической активностью, сложные полиэфирные полимеры, получаемые с его использованием, характеризуются удовлетворительным цветовым тоном (низким значением b) и демонстрируют удовлетворительные практические эксплуатационные характеристики полимера при уровне содержания ацетальдегидов, остаточных металлов и циклических тримеров, достаточно низком для использования на практике. Продукт реакции, описываемый формулой (VI), предпочтительно присутствует при уровне содержания 50% (мас.) либо более, а более предпочтительно 70% (мас.) либо более.

Если сложный эфир ароматической двухосновной карбоновой кислоты подвергать поликонденсации в присутствии продукта реакции (2), то тогда последний можно использовать в качестве катализатора получения сложного полиэфира непосредственно, без разделения гликоля и выпавшего в осадок продукта реакции (2), получаемого по упомянутому выше способу. Кроме того, после отделения осадка от раствора в гликоле, содержащего выпавший в осадок продукт реакции (2), при использовании таких способов, как осаждение на центрифуге либо фильтрование, выпавший в осадок продукт реакции (2) для очистки можно подвергнуть перекристаллизации при использовании, например, ацетона, метилового спирта и/или воды, а в качестве катализатора можно использовать продукт, подвергнутый очистке. Структуру катализатора можно подтвердить при использовании метода твердофазного ЯМР и метода количественного анализа содержания металла РМА.

Сложный полиэфирный полимер, используемый в изобретении, получают в результате проведения поликонденсации с участием сложного эфира ароматической двухосновной карбоновой кислоты в присутствии катализатора, содержащего упомянутую выше смесь (1) компонента на основе соединения титана (А) и соединения фосфора (фосфонатного производного) (В) и/или продукт реакции (2) между компонентом на основе соединения титана (С) и компонентом на основе соединения фосфора (D). В соответствии с изобретением сложным эфиром ароматической двухосновной карбоновой кислоты предпочтительно является сложный диэфир, образованный из компонента на основе ароматической двухосновной карбоновой кислоты и компонента в виде алифатического гликоля.

Ароматическая двухосновная карбоновая кислота предпочтительно в основном состоит из терефталевой кислоты. Говоря более конкретно, терефталевая кислота предпочтительно составляет, по меньшей мере, 70 мольных процентов в расчете на общее количество компонента в виде ароматической двухосновной карбоновой кислоты. В качестве примеров предпочтительных ароматических двухосновных карбоновых кислот, отличных от терефталевой кислоты, можно упомянуть фталевую кислоту, изофталевую кислоту, нафталиндикарбоновую кислоту, дифенилдикарбоновую кислоту и дифеноксиэтандикарбоновую кислоту.

Компонент в виде алифатического гликоля предпочтительно представляет собой алкиленгликоль, из числа которых могут быть использованы, например, этиленгликоль, триметиленгликоль, пропиленгликоль, тетраметиленгликоль, неопентилгликоль, гексанметиленгликоль и додекаметиленгликоль, при этом в особенности предпочтительным является этиленгликоль.

В соответствии с изобретением полимерный сложный полиэфир предпочтительно представляет собой сложный полиэфир, содержащий в качестве своего основного повторяющегося звена этилентерефталат, образованный из терефталевой кислоты и этиленгликоля. «Основной» обозначает то, что этилентерефталатное повторяющееся звено составляет, по меньшей мере, 70 мольных процентов в расчете на общее количество повторяющихся звеньев в сложном полиэфире.

Сложный полиэфирный полимер, используемый в изобретении, также может представлять собой и смешанный сложный полиэфир, получаемый в результате проведения сополимеризации между компонентами, образующими сложный полиэфир, такими как кислотный компонент либо диольный компонент.

Что касается смешанных компонентов в виде карбоновых кислот, то в качестве исходных веществ, само собой разумеется, возможно использование упомянутых выше ароматических двухосновных карбоновых кислот, а также и компонентов в виде бифункциональных карбоновых кислот, включающих алифатические двухосновные карбоновые кислоты, такие как адипиновая кислота, себациновая кислота, азелаиновая кислота и декандикарбоновая кислота, и алициклические двухосновные карбоновые кислоты, такие как циклогександикарбоновая кислота, либо их производных, образующих сложные эфиры. Что касается смешанных диольных компонентов, то в качестве исходных веществ, само собой разумеется, возможно использование упомянутых выше алифатических диолов, а также и алициклических гликолей, таких как циклогександиметанол, и ароматических диолов, таких как бисфенол, гидрохинон и 2,2-бис(4-β-гидроксиэтоксифенил)пропан.

В дополнение к этому также возможно использование и смешанных сложных полиэфирных полимеров, получаемых в качестве смешанных компонентов в результате проведения сополимеризации полифункциональных соединений, таких как тримезиновая кислота, триметилолэтан, триметилолпропан, триметилолметан и пентаэритрит.

Такие сложные полиэфирные полимеры и смешанные сложные полиэфирные полимеры можно использовать индивидуально либо в комбинации из двух либо более чем двух полимеров.

В соответствии с изобретением используемый сложный полиэфирный полимер предпочтительно представляет собой продукт поликонденсации с участием сложного эфира ароматической двухосновной карбоновой кислоты, образованного из ароматической двухосновной карбоновой кислоты и алифатического гликоля, описанных ранее. Сложный эфир ароматической двухосновной карбоновой кислоты также можно получить в результате проведения реакции диэтерификации между ароматической двухосновной карбоновой кислотой и алифатическим гликолем, либо его можно получить в результате проведения переэтерификации между диалкиловым эфиром ароматической двухосновной карбоновой кислоты и алифатическим гликолем. Однако способы, включающие проведение переэтерификации с использованием в качестве исходных веществ диалкиловых эфиров ароматических двухосновных карбоновых кислот, более предпочтительны по сравнению со способами диэтерификации с использованием в качестве исходных веществ ароматических двухосновных карбоновых кислот, поскольку первые приводят к получению меньшего количества дебриса соединения фосфора, добавляемого во время проведения реакции поликонденсации в качестве фосфорсодержащего стабилизатора.

Кроме того, все количество либо часть компонента на основе соединения титана (А) либо (С) предпочтительно добавлять до инициирования реакции переэтерификации с целью его использования в качестве катализатора двух реакций, то есть катализатора реакции переэтерификации и катализатора реакции поликонденсации. Это сделает возможным уменьшение уровня содержания соединения титана в конечном сложном полиэфире. Говоря более конкретно, в случае полиэтилентерефталата, например, реакцию переэтерификации между диалкиловым эфиром ароматической двухосновной карбоновой кислоты (образованным, в основном, из терефталевой кислоты) и этиленгликолем предпочтительно проводить в присутствии компонента на основе соединения титана (А), содержащего (а), по меньшей мере, одно соединение, выбираемое из группы, состоящей из алкоксидов титана, описываемых приведенной выше общей формулой (I), и (b) продукты реакции между алкоксидами титана, описываемыми общей формулой (I), и ароматическими поливалентными карбоновыми кислотами, описываемыми приведенной выше общей формулой (II), либо их ангидридами. В реакционную смесь, содержащую сложный диэфир, полученный из ароматической двухосновной карбоновой кислоты и этиленгликоля в результате проведения реакции переэтерификации, предпочтительно дополнительно добавляют соединение фосфора (фосфонатное производное), описываемое приведенной выше общей формулой (III), либо продукт реакции между компонентом на основе соединения титана (С) и упомянутым выше компонентом на основе соединения фосфора (D), и реакцию поликонденсации проводят в их присутствии.

Реакцию переэтерификации обычно проводят при обычном давлении, но проведение ее при давлении в диапазоне 0,05-0,20 МПа будет дополнительно стимулировать прохождение реакции, катализируемой действием компонента на основе соединения титана (А), при одновременном наряду с этим предотвращением образования больших количеств побочного продукта диэтиленгликоля, так что можно будет добиться получения более благоприятных термостойкости и других свойств. Температура предпочтительно находится в диапазоне 160-260°С.

Если ароматической двухосновной карбоновой кислотой, используемой в изобретении, является терефталевая кислота, то тогда исходными веществами, используемыми для получения сложного полиэфира, будут терефталевая кислота и диметилтерефталат. В данном случае возможно использование рекуперированного диметилтерефталата, получаемого в результате деполимеризации полиалкилентерефталата, либо рекуперированной терефталевой кислоты, получаемой в результате его гидролиза. С точки зрения эффективного использования ресурсов предпочтительно использование подвергаемых переработке для вторичного использования сложных полиэфиров, получаемых из утилизируемых бутылок из ПЭТФ, изделий из волокна, пленочной продукции из сложных полиэфиров и тому подобного.

Реакцию поликонденсации можно проводить в одной емкости либо в нескольких раздельных емкостях. Полученным продуктом является сложный полиэфир, соответствующий изобретению, и сложный полиэфир, получаемый по способу поликонденсации, обычно экструдируют в расплавленном состоянии и охлаждают с получением частиц (гранул).

Сложный полиэфир, используемый в изобретении, который получают по способу поликонденсации, описанному выше, при желании можно дополнительно подвергнуть твердофазной поликонденсации.

Твердофазная поликонденсация состоит из одной либо нескольких стадий, и ее проводят при температуре в диапазоне 190-230°С при давлении в диапазоне от 1 до 200 кПа в атмосфере инертного газа, такого как азот, аргон либо газообразный диоксид углерода.

Частицы сложного полиэфира, получаемые в результате реализации способа твердофазной поликонденсации, после этого по мере надобности подвергают водной обработке в результате введения в контакт с водой, водяным паром, инертным газом, обогащенным водяным паром, либо воздухом, обогащенным водяным паром, для дезактивации катализатора, остающегося в гранулах.

Описанный выше способ получения сложного полиэфира, включающий стадии этерификации и поликонденсации, можно реализовать в периодической, полунепрерывной либо непрерывной системе.

Сложный полиэфирный полимер, используемый в изобретении, предпочтительно выбирают из полиэтилентерефталата, политриметилентерефталата и политетраметилентерефталата.

Сложный полиэфирный полимер, используемый в изобретении, предпочтительно также характеризуется значением L^* в диапазоне 77-85 и значением b^* в диапазоне 2-5, если исходить из колориметрической системы L^*a^*b^* (JIS Z8729).

Характеристическая вязкость сложного полиэфира, используемого в изобретении и получаемого по способу, описанному выше, предпочтительно находится в диапазоне 0,40-0,80, более предпочтительно 0,45-0,75, а еще более предпочтительно 0,50-0,70. Характеристическая вязкость предпочтительно не уступает по величине 0,40, потому что прочность волокон может оказаться недостаточной. С другой стороны, характеристическая вязкость, превышающая 0,80, нерациональна с экономической точки зрения, потому что для этого требуется избыточное увеличение характеристической вязкости исходного полимера.

Сложный полиэфир, используемый в изобретении, при необходимости может содержать небольшие количества добавок, таких как антиоксиданты, поглотители ультрафиолетовых лучей, антипирены, флуоресцентные осветлители, матирующие средства, цветокорректоры, пеногасители, антистатики, противомикробные средства, светостабилизаторы, термостабилизаторы, средства защиты от действия света и тому подобное, а предпочтительно добавляют диоксид титана в качестве матирующего средства и антиоксиданты в качестве стабилизаторов.

Используемый диоксид титана предпочтительно характеризуется средним размером частиц в диапазоне 0,01-2 мкм, и его предпочтительно включают в сложный полиэфирный полимер в количестве в диапазоне 0,01-10% (мас.).

Между прочим, уровень содержания в сложном полиэфирном полимере титана, входящего в состав катализатора, не включает титан, входящий в состав любого типа диоксида титана, добавляемого в качестве матирующего средства.

Если сложный полиэфирный полимер содержит в качестве матирующего средства диоксид титана, то тогда из образца сложного полиэфирного полимера для проведения измерений диоксид титана матирующего средства можно удалить в результате растворения сложного полиэфирного полимера в гексафторизопропаноле, подачи раствора на обработку в условиях центрифугирования для отделения и осаждения частиц диоксида титана из раствора, отделения и сбора жидкого супернатанта по градиентному способу и выпаривания растворителя из собранной фракции для получения образца для испытаний.

В качестве антиоксидантов предпочтительно используют антиоксиданты на основе пространственно-затрудненных фенолов. Антиоксидант предпочтительно добавляют в количестве, не превышающем 1% (мас.), а более предпочтительно в диапазоне 0,005-0,5% (мас.). Добавление в количестве, превышающем 1% (мас.), в результате будет приводить к возникновению эффекта насыщения и может стать причиной образования шлака во время формования волокон из расплава. Антиоксиданты на основе пространственно затрудненных фенолов также можно использовать и в комбинации со вторичными антиоксидантами на основе простых тиоэфиров.

На способ добавления таких антиоксидантов в сложный полиэфир никаких особенных ограничений не накладывается, и их можно добавлять на любой желательной стадии, начиная от инициирования реакции переэтерификации и заканчивая завершением реакции поликонденсации.

Вторая цель изобретения заключается в обеспечении в дополнение к первой цели волокон из сложного полиэфира с модифицированным поперечным сечением, которые позволяют получать ткани, не вызывающие ощущения прилипания и характеризующиеся превосходной мягкостью, свойством непроницаемости, низкой проницаемостью для воздуха, гигроскопичностью и износостойкостью, и данная цель достигается при использовании описываемых далее волокон из сложного полиэфира с модифицированным поперечным сечением.

Говоря конкретно, они представляют собой волокна из сложного полиэфира с модифицированным поперечным сечением, содержащие в качестве основного компонента сложный полиэфирный полимер, получаемый в результате проведения поликонденсации в присутствии упомянутого выше специфического катализатора, где поперечные сечения волокон имеют плоскую форму, и плоская форма представляет собой форму, включающую 3-6 форм с круглым поперечным сечением, соединенных в продольном направлении.

В данном случае «соединенный» не обозначает действительного соединения на уровне формования волокон из расплава, а скорее обозначает то, что результатом является «соединенная» форма. Кроме того, «формы с круглым поперечным сечением» не обязательно соответствуют безупречному кругу, но также могут относиться и к эллипсу.

Формы поперечного сечения волокон далее будут разъяснены со ссылкой на фиг.1. Фиг.1 (а) - (с) представляют собой схематические иллюстрации форм поперечного сечения для волокон, при этом (а) демонстрирует 3, (b) демонстрирует 4, а (с) демонстрирует 5 соединенных форм с круговым поперечным сечением.

То есть формы поперечного сечения волокон представляют собой структуры с формами с круглым поперечным сечением, соединенными в продольном направлении (направлении длинной оси), где пары гребень/гребень и пары впадина/впадина симметрично расположены по обеим сторонам от длинной оси, а количество данных форм с круглым поперечным сечением предпочтительно находится в диапазоне от 3 до 6. Если количество форм с круглым поперечным сечением будет равно 2, то тогда мягкость приблизится к мягкости ткани с волокнами с круговым поперечным сечением, но свойство непроницаемости, низкая проницаемость для воздуха и гигроскопичность будут иметь тенденцию к ухудшению. С другой стороны, если количество форм с круглым поперечным сечением будет превышать 7, то тогда волокна будут в большей мере подвержены разрывам и будут иметь тенденцию к обладанию ухудшенной износостойкостью.

Волокна из сложного полиэфира с модифицированным поперечным сечением для улучшения свойства непроницаемости предпочтительно содержат неорганические частицы в количестве в диапазоне 0,2-10 мас.%.

Обращаясь далее к фиг.2, можно сказать, что плоскостность, представляемая через соотношение А/В между протяженностью А длинной оси поперечного сечения волокон из сложного полиэфира с модифицированным поперечным сечением и максимальной протяженностью В короткой оси, перпендикулярной длинной оси А, предпочтительно находится в диапазоне 3-6. Если оно будет по величине уступать 3, то тогда мягкость будет ухудшена, в то время как, если оно будет превышать 6, то тогда будет иметь место тенденция к возникновению ощущения прилипания.

С точки зрения устранения ощущения прилипания и улучшения гигроскопичности волокон из сложного полиэфира с модифицированным поперечным сечением нерегулярность, представляемая через соотношение В/С между максимальной протяженностью В короткой оси плоского поперечного сечения и минимальной протяженностью С (минимальной протяженностью в точках соединения форм с круглым поперечным сечением), предпочтительно такова, что 1<В/С<5. Говоря конкретно, поскольку вода диффундирует за счет наличия капиллярного действия во впадинах волокон с плоским поперечным сечением изобретения, то в сравнении с волокнами с круговым поперечным сечением обеспечивается получение превосходных характеристик гигроскопичности, в то время как степень нерегулярности, равная только 1, позволяет получить простые плоские волокна, что в результате приводит к возникновению ощущения прилипания и утрате характеристик гигроскопичности. Если В/С будет превышать 5, то тогда будет можно предотвратить возникновение ощущения прилипания при одновременном придании характеристик гигроскопичности, но могут появиться другие недостатки, то есть участки соединений форм с круглым поперечным сечением станут чрезмерно короткими, и прочность волокон с плоским поперечным сечением будет ухудшена с формированием тенденции к получению в результате разрыва нити, и поэтому соотношение В/С предпочтительно таково, что 1<В/С<5, а более предпочтительно 1,1≤В/С≤2.

На массовый номер индивидуального волокна в случае волокон из сложного полиэфира с модифицированным поперечным сечением либо на массовый номер полной одиночной нити, образованной из индивидуальных волокон, в случае волокон из сложного полиэфира с модифицированным поперечным сечением никаких особенных ограничений не накладывается, но при использовании для изготовления одежды массовый номер индивидуального волокна предпочтительно находится в диапазоне 0,3-3,0 дтекс, а массовый номер полной одиночной нити в случае волокон из сложного полиэфира с модифицированным поперечным сечением предпочтительно находится в диапазоне 30-200 дтекс.

Третья цель изобретения заключается в обеспечении в дополнение к первой цели волокон из сложного полиэфира с модифицированным поперечным сечением, отличающихся превосходными гигроскопичностью и способностью быстрого высыхания. Данная цель достигается при использовании следующих волокон из сложного полиэфира с модифицированным поперечным сечением.

Говоря конкретно, они представляют собой волокна из сложного полиэфира с модифицированным поперечным сечением, содержащие в качестве основного компонента сложный полиэфирный полимер, получаемый в результате проведения поликонденсации в присутствии упомянутого выше специфического катализатора, где в поперечном сечении каждого волокна от сердцевины поперечного сечения волокна наружу отходят 3-8 ребер, и коэффициент выступания, определяемый в соответствии с приведенной ниже формулой (iii), находится в диапазоне от 0,3 до 0,7.

Здесь a₁ представляет собой расстояние от центра окружности, вписанной во внутренние стенки поперечного сечения волокна, до оконечности ребра, a b₁ представляет собой радиус окружности, вписанной во внутренние стенки поперечного сечения волокна.

Волокна из сложного полиэфира, характеризующиеся такими формами поперечного сечения, обладают эксплуатационными характеристиками, обеспечивающими устойчивость к воздействию в ходе проведения стадий вытяжки - ложной крутки и проявление удовлетворительных гигроскопичности и способности быстрого высыхания у тканей даже после проведения стадий вытяжки - ложной крутки.

В случае таких волокон из сложного полиэфира также отмечается малая степень образования разрывов нитей (технологических разрывов) и ворсования в ходе проведения стадий вытяжки - ложной крутки даже и тогда, когда стадии ложной крутки проводят при обычных условиях. Полученные волокна, подвергнутые вытяжке - ложной крутке, также характеризуются наличием умеренной дисперсии по степеням плоскостности для поперечных сечений волокон в направлениях осей волокон, что позволяет иметь поперечные сечения волокон, которые не являются однородными в направлениях осей волокон, таким образом, формируя агрегаты волокон с большими промежутками между волокнами. Такие большие промежутки между волокнами приводят к возникновению характеристик повышенных гигроскопичности и способности быстрого высыхания и к улучшенной долговечности эксплуатационных характеристик при стирке. Агрегаты волокон, характеризующиеся наличием умеренной дисперсии по степеням плоскостности для поперечных сечений волокон в направлениях осей волокон, также демонстрируют и эксплуатационные характеристики, придающие тканям ощущение естественной сухости.

Ребра, характеризующиеся коэффициентом выступания, меньшим 0,3, не образуют надлежащих капиллярных промежутков в поперечных сечениях волокон после проведения вытяжки - ложной крутки, и поэтому они не могут продемонстрировать гигроскопичности либо способности быстрого высыхания. Такие короткие ребра также обнаруживают малую способность к фиксации тогда, когда ткань подвергают обработке в условиях впитывания в водной среде, так что долговечность при стирке для агента проведенной обработки будет иметь тенденцию к понижению. Гриф ткани также становится более плоским и бумагоподобным. С другой стороны, ребра, характеризующиеся коэффициентом выступания, превышающим 0,7, в большей мере претерпевают концентрирование рабочего напряжения на ребрах в ходе проведения вытяжки - ложной крутки, и поэтому произойдет частичное разрушение поперечных сечений волокон, что сделает невозможным обеспечение надлежащего формирования капилляров, и, таким образом, характеристики гигроскопичности будут ухудшенными.

Даже в случае ребер, характеризующихся коэффициентом выступания в диапазоне 0,3-0,7, можно отметить, что, если количество таких ребер в поперечном сечении волокна будет равно 1 либо 2, то тогда будет формироваться, самое большее, только одна внутренне замкнутая область поперечного сечения волокна, и поэтому явление капиллярного действия легко проявляться не будет, и впитывающая способность будет ухудшена. Гриф ткани также будет иметь тенденцию к тому, чтобы становиться более плоским и бумагоподобным. С другой стороны, при наличии более 8 ребер в ходе проведения вытяжки - ложной крутки рабочее напряжение будет иметь тенденцию к концентрированию на ребрах, в результате приводя к частичному разрушению поперечных сечений волокон и делая невозможным обеспечение надлежащего формирования капилляров, таким образом ухудшая характеристики гигроскопичности.

Степень кристалличности волокон в случае волокон из сложного полиэфира с модифицированным поперечным сечением предпочтительно не превышает 30%, а степень усадки в кипящей воде предпочтительно составляет, по меньшей мере, 15%. Это ограничивает увеличение кристаллической области волокон, в случае волокон, подвергнутых вытяжке - ложной крутке в обычных условиях вытяжки - ложной крутки, предотвращая образование чрезмерно жесткой структуры волокон и, таким образом, облегчая формирование умеренной дисперсии по степеням плоскостности для поперечных сечений в направлениях осей волокон. Результатами будут улучшение гигроскопичности и способности быстрого высыхания и увеличение долговечности эксплуатационных характеристик при стирке, а также ощущения естественной сухости для тканей. С другой стороны, стабильную структуру волокон можно получить в результате ограничения степени вытяжки в кипящей воде величиной, не превышающей 70%.

Для получения описанных выше волокон из сложного полиэфира с модифицированным поперечным сечением можно использовать любой широко известный способ формования волокон из расплава. Например, возможно использование способа высушивания сложного полиэфира при обычных условиях, расплавления его при использовании машины для экструдирования расплава, такой как червячный экструдер, выпуска расплава из фильеры (фиг.4), имеющей от 3 до 8, а предпочтительно от 4 до 6, формирующих ребра выпускных отверстий, состоящих из соединенных небольших круговых отверстий (5 на фиг.4) и щелевых отверстий (4 на фиг.4), расположенных через определенные промежутки вокруг формирующего сердцевину кругового выпускного отверстия (3 на фиг.4), такой как описанная, например, в японской патентной заявке №3076372, а после этого охлаждения, отверждения и наматывания в соответствии со способами, известными из уровня техники. Для того чтобы получить волокна, характеризующиеся указанными выше степенью кристалличности и степенью усадки в кипящей воде, скорость намотки предпочтительно будет находиться в диапазоне 2000-4000 м/мин, а более предпочтительно 2500-3500 м/мин.

В данном случае радиус формирующего сердцевину кругового выпускного отверстия (b₂ на фиг.4) и расстояния до оконечностей формирующих ребра выпускных отверстий от центра кругового выпускного отверстия (а₂ на фиг.4) можно варьировать, свободно задавая коэффициент выступания для поперечных сечений волокон в области 0,3-0,7. С целью достижения определенной степени регулирования коэффициента выступания для поперечных сечений волокон варьировать также можно и температуру прядильного блока и/или объемный расход потока охлаждающего воздуха. Охлаждающий воздух предпочтительно подают из прядильной шахты, относящейся к типу с поперечным обтеканием, с длиной в диапазоне 50-100 см и с расположением ее вершины на 5-15 см ниже фильеры.

Четвертая цель изобретения заключается в обеспечении в дополнение к первой цели волокон из сложного полиэфира с модифицированным поперечным сечением, которые позволяют получать ткани, которые характеризуются наличием объемности и мягкого грифа. Данная цель достигается при использовании следующих волокон из сложного полиэфира с модифицированным поперечным сечением.

Говоря конкретно, они представляют собой волокна из сложного полиэфира с модифицированным поперечным сечением, содержащие в качестве основного компонента сложный полиэфирный полимер, получаемый в результате проведения поликонденсации в присутствии упомянутого выше специфического катализатора, где поперечное сечение волокон включает сердцевину и несколько ребер, отходящих от сердцевины в радиальном направлении по длине сердцевины, и волокна из сложного полиэфира, удовлетворяющие всем следующим далее соотношениям от (iv) до (vi), подвергают обработке в условиях щелочного гидролиза с целью отделения от сердцевин, по меньшей мере, некоторых ребер.

Здесь S_A представляет собой площадь поперечного сечения сердцевины, D_A представляет собой диаметр сердцевины, если поперечное сечение представляет собой круг, либо диаметр описанной окружности, если поперечное сечение круг собой не представляет, a S_B, L_b и W_B представляют собой площадь поперечного сечения, максимальную длину и максимальную ширину ребер соответственно.

Фиг.5 демонстрирует S_A, D_A, S_B, L_B и W_B для примера поперечного сечения волокон.

Если S_B/S_A<1/20 либо S_B/S_A>1/3, то есть, если имеются ребра, характеризующиеся площадью поперечного сечения, меньшей чем 1/20, либо большей чем 1/3 от площади поперечного сечения сердцевины, то тогда объемность волокон будет ухудшенной.

Кроме того, если L_B/D_A<0,6, то есть, если имеются ребра, характеризующиеся максимальной длиной, меньшей чем 0,6-кратный диаметр сердцевины, то тогда объемность волокон будет ухудшенной, в то время как, с другой стороны, если L_B/D_A>3,0, то есть, если имеются ребра, характеризующиеся максимальной длиной, большей чем 3,0-кратный диаметр сердцевины, то тогда ребра будут иметь тенденцию к сгибанию, что приведет к получению грубого грифа.

В дополнение к этому, если W_B/D_A>1/4, то есть, если имеются ребра, характеризующиеся максимальной шириной, большей чем 1/4 от диаметра сердцевины, то тогда будет затруднено расчленение ребер под действием обработки в условиях щелочного гидролиза.

Меньшая максимальная ширина ребер будет облегчать отделение ребер под действием обработки в условиях щелочного гидролиза, но если она будет чрезмерно малой, то тогда ребра будут иметь тенденцию к сгибанию, и поэтому минимальное значение для W_B/D_A предпочтительно составляет приблизительно 1/8.

В порядке более подробного разъяснения в отношении размеров для сердцевины и ребер волокон можно сказать, что массовый номер ребер предпочтительно не превышает 0,9 дтекс, а более предпочтительно не превышает 0,7 дтекс. Если массовый номер ребер будет чрезмерно большим, то тогда получение превосходного качества на ощупь в результате наличия отделенных ребер окажется невозможным, а при отделении ребер увеличенная площадь ребер в результате приведет к ухудшению драпируемости ткани. Массовый номер сердцевины предпочтительно находится в диапазоне от 1 до 5 дтекс. Если массовый номер сердцевины будет превышать 5 дтекс, то тогда получение соответствующей мягкости окажется невозможным, даже если ребра и сердцевина будут разделены, а гриф тканей будет иметь тенденцию к тому, чтобы становиться более грубым. Если массовый номер по величине будет уступать 1 дтекс, то тогда эффект от взаимного заполнения будет увеличиваться, даже если многолепестковые поперечные сечения будут иметь резкие формы, и, таким образом, будет иметь место тенденция к тому, что эффективное получение больших промежутков окажется затруднительным.

В случае волокон из сложного полиэфира перед проведением обработки в условиях щелочного гидролиза в волокнах из сложного полиэфира предпочтительно присутствие соединения, характеризующегося параметром совместимости χ, описываемым приведенным ниже соотношением (vii), в диапазоне 0,1-2,0, в количестве в диапазоне 0,5-5,0 мас.% при расчете на общую массу волокон. Это будет способствовать разделению ребер и сердцевины с получением эффекта увеличенной объемности и улучшенного грифа.

Здесь V_a представляет собой молярный объем (см³/моль) сложного полиэфира, R представляет собой газовую постоянную (Дж/моль·К), Т представляет собой абсолютную температуру (К), а δа и δb представляют собой параметры растворимости (Дж^1/2/см^3/2) для сложного полиэфира и соединения соответственно.

Если χ будет меньше 0,1, то тогда сложный полиэфир и соединение станут совместимыми, что сделает затруднительным отделение ребер под действием щелочного гидролиза, в то время как, если χ будет больше 2,0, то тогда сложный полиэфир и соединение станут полностью фазово-разделенными, и полимер станет загустевшим, тем самым сформируется тенденция к ухудшению прядомости.

Если уровень содержания соединения в сложном полиэфире будет меньше 0,5 мас.%, то тогда получение эффекта увеличенной объемности окажется затруднительным, в то время как, если уровень содержания будет превышать 5,0 мас.%, то тогда соединение будет иметь тенденцию к агрегированию, тем самым затрудняя проявление того же самого эффекта.

В качестве конкретных примеров соединения можно упомянуть полимеры, такие как полиэтилен, полипропилен, полиизобутилен, полистирол, политетрафторэтилен, полихлортетраэтилен, полихлортрифторэтилен, поливинилпропионат, полигептафторбутилакрилат, полибутадиен, полиизопрен, полихлоропрен, полиэтиленгликоль, политетраметиленгликоль, политриэтиленгликоль, полиметилакрилат, полипропилакрилат, полибутилакрилат, полиизобутилакрилат, полиметилметакрилат, полиэтилметакрилат, полибензилметакрилат, полиэтоксиэтилметакрилат, полиформальдегид, полиэтиленсульфид и полистиролсульфид, а также полисилоксаны и их модифицированные формы. Данные соединения также можно использовать в комбинации из двух либо более чем двух компонентов.

Если средняя молекулярная масса соединения будет чрезмерно низкой, то тогда во время пребывания в экструдере либо фильерном комплекте будет происходить термическое разложение, в то время как, если она будет чрезмерно высокой, то ухудшится смешиваемость в расплаве со сложным полиэфиром, и поэтому предпочтительным диапазоном является 3000-25000.

При добавлении соединения к сложному полиэфиру и перемешивании с ним возможно использование любого желательного широко известного способа, такого как, например, способ замешивания в расплаве сложного полиэфира и соединения и гранулирования расплава, способ перемешивания при литьевом формовании с введением соединения в расплавленный сложный полиэфир в ходе проведения стадии формования волокна из расплава либо способ перемешивания при использовании статического смесителя.

Волокна из сложного полиэфира до проведения обработки в условиях щелочного гидролиза можно получать при использовании, например, нижеследующего способа.

А именно, сложный полиэфир можно расплавлять и выпускать через формирующее сердцевину выпускное отверстие, в то время как расплав того же самого сложного полиэфира, выпускаемый через несколько формирующих ребра щелевидных выпускных отверстий, расположенных в радиальном направлении через определенные промежутки вокруг выпускного отверстия, еще оставаясь расплавом, соединяется с первым расплавом, и их оба охлаждают до отверждения.

Говоря более конкретно, сложный полиэфир расплавляют и выпускают через такое сопло, как показано на фиг.6А, например, имеющее формирующее сердцевину круглое выпускное отверстие 5 и несколько (четыре на фиг.6А) формирующих ребра щелевидных выпускных отверстий, расположенных в радиальном направлении через определенные промежутки вокруг формирующего сердцевину круглого выпускного отверстия 5, а после этого сложный полиэфир, выпускаемый из выпускного отверстия 5, и сложный полиэфир, выпускаемый из выпускных отверстий 6, в расплавленном состоянии соединяют и охлаждают до отверждения.

При необходимости полученную при формовании элементарную нить также можно подвергнуть вытяжке и термообработке.

Если количество ребер будет равно 1 либо больше 7, то тогда промежутки между элементарными нитями, сформированными в результате проведения обработки в условиях щелочного гидролиза, будут небольшими, и, таким образом, придание соответствующей объемности окажется затруднительным. Предпочтительное количество формирующих ребра щелевидных выпускных отверстий, расположенных вокруг индивидуального формирующего сердцевину выпускного отверстия, находится в диапазоне от 3 до 6, а более предпочтительно равно 4. Площадь поперечных сечений, максимальная длина и максимальная ширина ребер необязательно должны быть одинаковыми, и они могут быть различными для различных ребер. Ребра предпочтительно выступают наружу в радиальном направлении, равномерно располагаясь в окрестности центральной сердцевины, но данное условие не является ограничительным.

В соответствии с изобретением на размеры формирующего сердцевину круглого выпускного отверстия 5 и формирующих ребра щелевидных выпускных отверстий 6 никаких особенных ограничений не накладывается, но для того чтобы площадь и диаметр поперечного сечения сердцевины и площадь поперечного сечения, максимальная длина и максимальная ширина ребер попадали бы в диапазоны, определенные при помощи трех приведенных выше соотношений (iv), (v) и (vi), D'_A, L'_B, W'_B и L'_AB предпочтительно будут удовлетворять всем нижеследующим условиям (x)-(xii), где D'_A представляет собой диаметр формирующего сердцевину круглого выпускного отверстия 5 (либо если форма поперечного сечения выпускного отверстия 5 не является круглой, то тогда D'_A представляет собой диаметр описанной окружности для выпускного отверстия 5), L'_B и W'_B представляют собой максимальную длину и максимальную ширину формирующих ребра щелевидных выпускных отверстий 6 соответственно, a L'_AB представляет собой кратчайшее расстояние между выпускными отверстиями 5 и 6 на плоскости выпуска.

Если D'_A, L'_B, W'_B и L'_AB будут выходить за данные указанные диапазоны, то тогда прядомость может быть ухудшена, а износ фильеры может быть ускорен.

Формирующие ребра щелевидные выпускные отверстия необязательно должны представлять собой единообразные прямоугольники, и, как это продемонстрировано на фиг.6 В, они могут иметь дугообразные раздутые секции, и их ширина также может непрерывно изменяться.

С другой стороны, если элементарную нить, включающую сердцевину и ребра, будут получать в результате выпуска сложного полиэфира из индивидуального выпускного отверстия вместо двух различных типов выпускных отверстий 5, 6 (либо 6'), то тогда сердцевина и ребра будут интегрироваться при приблизительно одинаковой ориентации сердцевины и ребер, и поэтому отделение ребер в результате последующего проведения обработки в условиях щелочного гидролиза будет иметь тенденцию к сопряжению с более значительными трудностями.

При проведении описанного выше формования волокон полимер, выпускаемый из формирующего ребро щелевидного выпускного отверстия, подвергается вытяжке в большей степени по сравнению с полимером, выпускаемым из формирующего сердцевину выпускного отверстия, так что ребра характеризуются более высокой степенью ориентации по сравнению с сердцевиной. Поэтому у получающейся в результате элементарной нити отмечается незначительное перепутывание молекул в точках соединения сердцевины и ребер, и, соответственно этому, будет малой сила межфазного связывания в точках соединения, так что обработка в условиях щелочного гидролиза предпочтительно будет приводить к отделению ребер от сердцевины. В дополнение к этому, сердцевина и ребра характеризуются различными степенями усадки вследствие их различий в ориентации, что делает возможным получение элементарных нитей, характеризующихся желательными объемностью и мягким грифом.

В соответствии с изобретением полученные элементарные нити подвергают воздействию обработки в условиях щелочного гидролиза с целью отделения, по меньшей мере, некоторых из ребер от сердцевин, поскольку данный способ отделения эффективен при сведении к минимуму образования свободно торчащих концов волокон (ворсования) в результате расщепления ребер либо сердцевин. Если элементарные нити будут разделять при использовании физических средств, включающих большую энергопередачу, таких как при проведении обработки с помощью распылительных сопел с использованием воздушного потока высокого давления, такой как существующая в предшествующем уровне техники, то тогда будет образовываться большой объем свободно торчащих концов волокон, в то время как ребра также будут разделяться с переходом в фибриллярную форму, таким образом, будет получаться тканый либо трикотажный материал, характеризующийся внешним видом, подобным внешнему виду материала, изготовленного из пряжи, и симметричность тканого либо трикотажного материала будет ухудшена.

Обработку в условиях щелочного гидролиза можно проводить в отношении элементарных нитей либо пряжи из них, либо тканого или трикотажного материала. Однако предпочтительно ее проводят в отношении тканого либо трикотажного материала. Используемые условия проведения щелочной обработки могут представлять собой условия проведения щелочной обработки для обычных элементарных нитей из сложного полиэфира. Говоря конкретно, возможно использование водного раствора гидроксида натрия, гидроксида калия, карбоната натрия, карбоната калия и тому подобного, при этом в походящем случае концентрацию доводят до диапазона 10-100 г/литр, температуру - до диапазона 40-180°С, а время обработки - до диапазона от 2 минут до 2 часов.

Степень отделения ребер S в результате проведения обработки в условиях щелочного гидролиза предпочтительно, по меньшей мере, составляет 30%, и степень отделения ребер S в случае элементарных нитей, расположенных в поверхностном слое комплексной нити, предпочтительно превышает степень отделения ребер S в случае элементарных нитей, расположенных в середине комплексной нити. Степень отделения ребер S представляет собой величину, определяемую нижеследующей формулой:

S (%)=(количество отделенных ребер/полное количество ребер)×100.

Элементарные нити, расположенные в поверхностном слое комплексной нити, определяют как те элементарные нити из числа общего количества многолепестковых элементарных нитей, которые располагаются на малом расстоянии от воображаемой описанной окружности для комплексной нити в диапазоне до 30% от поперечных сечений комплексных нитей. Подобным же образом элементарные нити, расположенные в середине комплексной нити, представляют собой те элементарные нити, которые располагаются на малом расстоянии от центра воображаемой описанной окружности.

Такой щелочной гидролиз приводит к получению индивидуальных волокон, где ребра отделены от сердцевин так, как это продемонстрировано на фиг.7. Фиг.7 представляет собой фрагмент увеличенного вида сбоку для волокон из сложного полиэфира с модифицированным поперечным сечением, где 4 представляет собой индивидуальное волокно, 1 представляет собой сердцевину, а 2, 3 представляют собой ребра, отходящие от сердцевины в радиальном направлении и большей частью отделенные от сердцевины.

В волокнах из сложного полиэфира с модифицированным поперечным сечением 4, продемонстрированных на фиг.7, в результате проведения обработки в условиях щелочного гидролиза от сердцевины 1 отделяют ребра 2, 3, присоединенные к сердцевине 1 вдоль продольного направления сердцевины 1 и отходящие от сердцевины 1 в радиальном направлении, получая независимые волокна.

Предпочитается, чтобы ребра непрерывно отделялись бы от сердцевины 1 по всей длине индивидуального волокна подобно ребру 2 на фиг.7, что даст ребрам возможность выступать в роли независимых волокон. Однако отделение всех ребер по всей длине элементарной нити существенным моментом не является, и их части могут быть соединены с сердцевиной, как это продемонстрировано в случае ребра 3.

Если ребра будут отделены от сердцевины 1, например, в тканом либо трикотажном материале, то тогда между соседними сердцевинами будут формироваться соответствующие промежутки, и поэтому тканый либо трикотажный материал будет характеризоваться удовлетворительной объемностью (пример волокон, продемонстрированный на фиг.5, включает четыре ребра при одной сердцевине, но на фиг.7 у одной сердцевины имеется только два ребра 2, 3).

Волокна из сложного полиэфира с модифицированным поперечным сечением предпочтительно объединяют и перепутывают с такими же либо другими волокнами и получают комплексную нить, из которой изготавливают тканый либо трикотажный материал, а после этого подвергают обработке в условиях щелочного гидролиза. Элементарные нити можно объединять и перепутывать с получением комплексной нити при использовании любого широко известного способа, такого как параллельное наматывание, скручивание, пневмоперепутывание и тому подобное.

Пятая цель изобретения заключается в предложении в дополнение к первой цели волокон из сложного полиэфира с модифицированным поперечным сечением, которые позволяют получать шелковистую ткань, вызывающую ощущение грубоватого поскрипывания, превосходного ощущения пухлости, ощущения гибкости и легкости, при отсутствии пятен от неравномерного окрашивания. Данная цель достигается при использовании следующих волокон из сложного полиэфира с модифицированным поперечным сечением.

Говоря конкретно, они представляют собой волокна из сложного полиэфира с модифицированным поперечным сечением, содержащие в качестве основного компонента сложный полиэфирный полимер, получаемый в результате проведения поликонденсации в присутствии упомянутого выше специфического катализатора, где форма поперечного сечения представляет собой форму, включающую секцию треугольной формы и выступ, отходящий от одной вершины контура треугольника, где удовлетворяются оба следующих далее соотношения (viii) и (ix), и имеющую полую область в треугольной секции, составляющую 3-15% от нее.

Здесь L1 представляет собой расстояние от точки соединения секции треугольной формы и выступа до оконечности выступа, L2 представляет собой расстояние от точки соединения секции треугольной формы и выступа до стороны секции треугольной формы, противоположной точке соединения, h1 представляет собой ширину выступа, a h2 представляет собой длину стороны секции треугольной формы, противоположной точке соединения секции треугольной формы и выступа.

Если местоположение выступа будет отличаться от вершины контура треугольника, например, если он будет отходить от середины стороны контура треугольника, то тогда прядомость будет иметь тенденцию к ухудшению, в то время как, если выступ будет отходить от нескольких вершин, то тогда не только будет ухудшена прядомость, но также и гриф полученной ткани будет иметь тенденцию к утрате своего шелкоподобного качества. Кроме того, если форма выступа не будет плоской, например, если он будет иметь форму с круговым поперечным сечением, то тогда ощущение поскрипывания для ткани будет выражено менее ярко. В данном случае плоская форма необязательно представляет собой однородную плоскую форму по всей толщине, и отдельные участки могут быть более утолщенными по сравнению с другими. Другими словами, соотношение (L1/h1) между длиной (L1) и шириной (h1) выступа, описываемое далее, может быть равно 2 либо более, а, в особенности, 5 либо более. Если соотношение будет меньше 2, то тогда форму нельзя будет называть «плоской», и полученная ткань не будет создавать ощущения поскрипывания и гибкости.

Направление отхода выступа от секции треугольной формы предпочтительно ориентировано под углом, попадающим в область, охватываемую экстраполированными линиями, продолжающими две стороны контура треугольника по обеим сторонам от вершины, и наиболее предпочтительно им является направление биссектрисы для вершины.

Настоящее изобретение далее будет разъяснено более подробно со ссылкой на сопровождающие чертежи. Фиг.8 представляет собой схематическую иллюстрацию, демонстрирующую форму поперечного сечения для волокон из сложного полиэфира с модифицированным поперечным сечением. На фиг.8 точка соединения секции треугольной формы и плоского выступа представляет собой серединную точку О между двумя точками, где внешний периметр секции треугольной формы (А) пересекает внешний периметр плоского выступа (для удобства продемонстрирована в виде маленького белого кружка на чертеже). Длина выступа L1 представляет собой расстояние от точки соединения до оконечности выступа, a L2 представляет собой расстояние от точки соединения до стороны секции треугольной формы (А). Если противоположная сторона будет выпячиваться наружу либо вдаваться внутрь, то тогда L2 будет представлять собой расстояние до линии, параллельной линии, соединяющей две вершины контура треугольника, отличные от точки соединения, и касательной к противоположной стороне.

Ширина h1 выступа (В) представляет собой максимальную ширину плоского выступа в направлении, перпендикулярном направлению отхода выступа (В), в то время как длина h2 противоположной стороны представляет собой расстояние между двумя линиями, перпендикулярными противоположной стороне и касающимися секции треугольной формы (А).

Приведенное выше соотносительное выражение (viii) определяет взаимозависимость между размером секции с контуром треугольника (А) и длиной плоского выступа (В), и L1/L2 наиболее предпочтительно находится в диапазоне 1,5-2,5, поскольку это важно при обеспечении у полученных тканей ощущения общего поскрипывания, гибкости и ощущения пухлости. Если значение будет меньше 0,7, то тогда ощущения общего поскрипывания и гибкости добиться будет затруднительно, в то время как, если оно превысит 3,0, то тогда будет затруднительно организовать стабильное производство пряжи, а у полученной ткани будет отсутствовать ощущение пухлости.

Соотносительное выражение (ix) определяет взаимосвязь между размером секции треугольной формы (А) и шириной плоского выступа (В), и h1/h2 наиболее предпочтительно находится в диапазоне 4,0-7,0, поскольку это важно при обеспечении возникновения у полученных тканей ощущения пухлости. Если значение будет меньше 3,0, то тогда полученная ткань будет вызывать ощущение пухлости в недостаточной степени, в то время как, если оно превысит 10,0, то тогда стабильность выпуска во время формования волокон будет ухудшена, что сделает затруднительным организацию стабильного производства пряжи.

Для того чтобы придать тканям ощущение легкости и ощущение пухлости, в секции треугольной формы (А) должна присутствовать полая область при доле полой области, по меньшей мере, равной 3%. Однако, если доля полой области будет чрезмерно большой, то тогда возможность организации стабильного производства пряжи будет ухудшена, и поэтому доля полой области при расчете на секцию треугольной формы (А) ограничена величиной, не превышающей 15%. Доля полой области более предпочтительно находится в диапазоне 3-10%.

В соответствии с изобретением в сложном полиэфире предпочтительно присутствует металлсодержащая соль органической сульфоновой кислоты, описываемая приведенной ниже общей формулой (V), в количестве в диапазоне 0,5-2,5 мас.% в расчете на массу сложного полиэфира, так что обработка в условиях щелочного гидролиза может приводить к формированию мелких пор, ориентированных в направлении осей волокна на поверхностях волокон с модифицированным поперечным сечением, и обеспечивать получение ткани, вызывающей ощущение повышенной сухости и ощущение поскрипывания и характеризующейся качеством, очень близким к качеству шелка, получаемого с использованием индийского шелковичного червя.

[Химическая формула 9]

где R⁹ представляет собой алкильную группу, содержащую от 3 до 30 атомов углерода, или же арильную либо алкиларильную группу, содержащую от 7 до 40 атомов углерода, а М представляет собой щелочной металл либо щелочноземельный металл.

Если R⁹ в данной формуле представляет собой алкильную либо алкиларильную группу, то тогда алкильная группа может быть линейной либо разветвленной боковой группой. С точки зрения совместимости со сложными полиэфирами R в металлсодержащей соли алкилсульфоновой кислоты наиболее предпочтительно представляет собой алкильную группу. М предпочтительно представляет собой щелочной металл, такой как натрий, калий либо литий, или же щелочноземельный металл, такой как кальций либо магний, из числа которых предпочтительны натрий и калий. В качестве таких металлсодержащих солей органических сульфоновых кислот конкретно можно упомянуть стеарилсульфонат натрия, октилсульфонат натрия и лаурилсульфонат натрия.

Волокна из сложного полиэфира с модифицированным поперечным сечением можно получить, например, при использовании нижеследующего способа.

Фиг. 9 представляет собой схематическую иллюстрацию, демонстрирующую один пример формы выпускного отверстия фильеры, используемой при изготовлении описанных выше волокон из сложного полиэфира с модифицированным поперечным сечением.

Говоря конкретно, расплав сложного полиэфира при 280-300°С выпускают из фильеры, характеризующейся описанной выше формой выпускного отверстия, на охлажденные и отвержденные сформованные элементарные нити наносят замасливатель и при необходимости при использовании аппаратуры, формирующей переплетения, обеспечивают получение переплетений, после чего на мотальной машине проводят наматывание не подвергнутой вытяжке пряжи при использовании пары приемных валиков, выдерживаемых при комнатной температуре. После этого полученную не подвергнутую вытяжке пряжу пропускают через валик предварительного нагрева, нагреваемый до 80-100°С, и бесконтактный нагреватель, выдерживаемый при 170-240°С, при скорости вытяжки в диапазоне 600-1400 м/мин с целью достижения степени вытяжки в диапазоне 1,5-3,0, а после этого при необходимости формируют дополнительные переплетения.

С точки зрения стабильного формования волокон температура формования волокон из расплава предпочтительно находится в диапазоне 275-300°С. Скорость приема при формовании волокон и степень вытяжки в подходящем случае задаются с целью получения прочности сопряженных волокон из сложных полиэфиров в диапазоне 2,0-5,0 сН/дтекс и относительного удлинения в диапазоне 30-50%.

Волокна из сложного полиэфира с модифицированным поперечным сечением предпочтительно характеризуются массовым номером индивидуального волокна в диапазоне 1,5-5,0 дтекс и массовым номером для полной одиночной нити в диапазоне 50-170 дтекс, а степень усадки в кипящей воде в подходящем случае находится в диапазоне 5,0-12,0%.

При получении ткани с использованием описанных выше волокон из сложного полиэфира с модифицированным поперечным сечением по мере надобности можно осуществить подходящую крутку и провести операции по вязанию либо ткачеству с получением желательной структуры. Полученную ткань при необходимости можно подвергнуть обработке в условиях щелочного гидролиза с получением превосходных ощущений поскрипывания, пухлости, гибкости и легкости, которые невозможно было получить в случае тканых либо трикотажных материалов предшествующего уровня техники.

Поскольку поставленной целью является получение ощущения легкости и поскрипывания, ткачество и вязание с получением сложных структур не являются предпочтительными, а вместо этого предпочтительны ткачество и вязание с получением миткалевого переплетения либо его модификаций, простого саржевого переплетения либо его модификаций, атласного переплетения и тому подобного. В дополнение к этому доля волокон из сложного полиэфира с модифицированным поперечным сечением изобретения в ткани необязательно должна составлять 100%, но предпочтительно она составляет большую долю для того, чтобы обеспечить получение превосходных ощущений поскрипывания, пухлости, гибкости и легкости.

Примеры

Далее настоящее изобретение будет подробно разъяснено при использовании нижеследующих примеров, которые ни в коем случае не являются для изобретения ограничивающими. Параметры в примерах измеряли при использовании следующих далее методов.

(1) Характеристическая вязкость

Ее измеряли при 35°С при использовании в качестве растворителя орто-хлорфенола.

(2) Мягкость

При прикосновении делали органолептическую оценку с использованием отметок 3: мягко и исключительно удовлетворительно, 2: удовлетворительно либо 1: грубо/твердо и неудовлетворительно.

(3) Свойство непроницаемости

Измеряли величину L и рассчитывали ΔL в виде значения L при использовании белого листа минус значение L при использовании черного листа. Меньшее значение расценивали как превосходное свойство непроницаемости.

(4) Проницаемость для воздуха

Ее измеряли методом А определения проницаемости для воздуха в соответствии с JIS L-1096-79-6.27 при использовании прибора для испытания на проницаемость для воздуха, относящегося к типу Frazil.

(5) Гигроскопичность

Ее измеряли «способом Бирека» в соответствии JIS1096.

(6) Износостойкость

После того как ткани 3000 раз подвергались истиранию при использовании прибора для испытания на истирание Martindale, те из них, которые демонстрировали отсутствие износа, рассматривались как хорошие, а те из них, которые обнаруживали износ, рассматривались как плохие.

(7) Уровень содержания элемента титана, уровень содержания элемента фосфора

Образец в виде частиц сложного полиэфира нагревали до плавления на алюминиевой пластине, а после этого подавали в пресс для прямого прессования и формовали с получением ровных сформованных образцов для испытаний и для измерения уровня содержания элемента титана и уровня содержания элемента фосфора, образец отправляли на флуоресцентный рентгенорадиометрический анализатор Model 3270E от компании Rigaku Corp.

(8) Значение (L^*-b^*)

Из волокон из сложного полиэфира получали кругловязаный материал длиной 30 см при использовании кругловязальной машины 12 класса, после чего для измерения значения L^* и значения b^* использовали устройство для измерения цвета Macbeth COLOR EYE и определяли разницу (L^*-b^*).

(9) Число ворсования (/10⁶ м)

После пропускания 250 намотанных на паковки (либо намотанных на шпули) волокон из сложных полиэфиров через сновальную машину, оснащенную детектором ворсования, пряжу подвергали сновке и вытяжке в течение 42 часов при скорости 400 м/мин. Сновальную машину периодически останавливали и визуально подтверждали наличие ворсования, полное подтвержденное число ворсования рассчитывали на 10⁶ м длины одиночной нити и регистрировали как число ворсования.

Пример 1

Получение соединения титана

Подготавливали трехгорлую колбу объемом 2 л, обладающую функцией, позволяющей смешивать и перемешивать содержимое, в нее помещали 919 г этиленгликоля и 10 г уксусной кислоты, а после смешивания и перемешивания медленно добавляли 71 г тетрабутоксида титана и получали (прозрачный) раствор соединения титана в этиленгликоле. Данный раствор здесь и далее в настоящем документе будет сокращенно называться «раствором ТВ». Концентрация атомов титана в растворе составляла 1,02%.

Получение соединения фосфора

Подготавливали трехгорлую колбу объемом 2 л, обладающую функцией, позволяющей нагревать, смешивать и перемешивать содержимое, и в нее помещали и нагревали до 100°С при перемешивании 656 г этиленгликоля. После достижения 100°С добавляли 34,5 г монолаурилфосфата, смесь нагревали, смешивали и перемешивали до растворения и получали прозрачный раствор. Данный раствор здесь и далее в настоящем документе будет сокращенно называться «раствором Р1».

Получение катализатора

После этого 310 г полученного раствора ТВ медленно добавляли к раствору Р1 (приблизительно 690 г) при установке регулятора нагревания на 100°С и перемешивании и после добавления полного количества перемешивание продолжали в течение 1 часа при температуре 100°С до завершения реакции между соединением титана и соединением фосфора. Соотношение концентраций компонентов в смеси для раствора ТВ и раствора Р1 составляло 2,0, представляя собой молярное соотношение между атомами фосфора и атомами титана. Продукт, полученный в результате проведения реакции, был нерастворим в этиленгликоле и поэтому присутствовал в виде мутного мелкодисперсного осадка. Данный раствор здесь и далее в настоящем документе будут сокращенно называть «катализатором ТР1-2,0».

Для того чтобы проанализировать полученный в реакции осадок, часть раствора реакционной смеси отфильтровывали при использовании фильтра с порами 5 мкм и получали выпавший в осадок продукт реакции в виде твердой фазы, который после этого промывали, используя воду, и высушивали. Концентрацию элементов в полученном выпавшем в осадок продукте реакции анализировали при использовании РМА, получая в результате 12,0% титана, 16,4% фосфора и молярное соотношение между атомами фосфора и атомами титана, равное 2,1. Анализ методом твердофазного ЯМР позволил получить нижеследующие результаты. Измерения, проведенные методом С-13 CP/MAS (ЯМР с кросс-поляризацией и вращением под магическим углом) (частота 75,5 Гц), выявили исчезновение обусловленных присутствием бутоксида пиков химического сдвига в областях 14 м. д., 20 м. д. и 36 м. д., имеющихся у тетрабутоксида титана, в то время как измерения по методу Р-31 DD/MAS (ЯМР с дипольной развязкой и вращением под магическим углом) (частота 121,5 Гц) подтвердили наличие нового пика химического сдвига в области 22 м. д., не обнаруженного у обычного монолаурилфосфата. Эти данные четко свидетельствуют о том, что осадком, полученным при данных условиях, было новое соединение, получающееся в результате прохождения реакции между соединением титана и соединением фосфора.

Независимо в реактор, уже вмещающий 225 массовых частей олигомера, при перемешивании в атмосфере азота в условиях поддерживания 255°С и обычного давления при постоянной скорости подавали суспензию, полученную в результате перемешивания 179 массовых частей высокочистой терефталевой кислоты и 95 массовых частей этиленгликоля, и реакцию этерификации проводили в течение 4 часов до завершения при удалении из системы образующихся в ходе реакции воды и этиленгликоля. Степень этерификации составляла >98%, а степень полимеризации у полученного олигомера была равна приблизительно 5-7.

После переноса 225 массовых частей олигомера, полученного в результате проведения реакции этерификации, в реактор поликонденсации в качестве катализатора поликонденсации производили загрузку полученных ранее 3,34 массовых частей «катализатора ТР1-2,0». Для прохождения реакции поликонденсации температуру реакции в системе увеличивали от 255 до 280°С, а давление в реакции постадийно уменьшали от атмосферного давления до 60 Па при удалении из системы воды и этиленгликоля, образованных в ходе реакции.

Степень прохождения реакции поликонденсации подтверждали, проводя в системе мониторинг нагрузки на перемешивающую лопасть, и тогда, когда достигали желательной степени полимеризации, реакцию приостанавливали. В ходе реакции в качестве матирующего средства добавляли диоксид титана в количестве 2,5% (мас.) при расчете на общую массу сложного полиэфира. После этого продукт реакции в системе непрерывно экструдировали из выпускного отверстия с получением одиночной нити, а затем охлаждали и резали с получением гранулированных частиц с размером, приблизительно равным 3 мм. Характеристическая вязкость полученного полиэтилентерефталата составляла 0,62.

Из гранул полиэтилентерефталата формовали волокна при использовании фильеры, имеющей 36 выпускных отверстий, где каждое из них при температуре формования волокон 290°С позволяло получать индивидуальную элементарную нить с формой поперечного сечения, продемонстрированной на фиг.1, и после нанесения замасливателя и проведения приема волокна при скорости 3000 м/мин осуществляли вытяжку без наматывания при температуре предварительного нагрева 85°С, температуре термофиксации 120°С и степени вытяжки 1,67, и для элементарных нитей проводили наматывание при скорости 5000 м/мин с получением комплексных нитей, включающих элементарные нити с плоскими поперечными сечениями, соответствующие изобретению, при этом массовый номер индивидуальной элементарной нити составлял 2,4 дтекс, а массовый номер полной одиночной нити был равен 86 дтекс. Полученные комплексные нити использовали при ткачестве без крутки основы либо утка и получали миткалевое переплетение при плотности переплетения, равной 110 одиночным нитям/2,54 см, а после этого проводили окрашивание по общепринятому способу и для полученной ткани делали оценку при использовании описанных выше методов. Результаты продемонстрированы в таблице 1.

Примеры 2-3, сравнительный пример 1

Реализовали ту же самую методику, что и в примере 1, за исключением того, что заменяли фильеру на другую с выпускными отверстиями, позволяющими получать формы, продемонстрированные на фиг.1(b) и (с), и форму круглого поперечного сечения индивидуальной элементарной нити. Результаты продемонстрированы в таблице 1.

Сравнительный пример 2

Реализовали ту же самую методику, что и в примере 1, за исключением того, что катализатор поликонденсации заменяли на раствор триоксида сурьмы в этиленгликоле с концентрацией 1,3%, загружаемое количество составляло 4,83 массовой части, и в качестве стабилизатора дополнительно проводили загрузку 0,121 массовой части раствора триметилфосфата в этиленгликоле с концентрацией 25%. Результаты продемонстрированы в таблице 1.

Сравнительный пример 3

Реализовали ту же самую методику, что и в примере 1, за исключением того, что в качестве катализатора поликонденсации использовали один только раствор ТВ, полученный в примере 1, и загружаемое количество составляло 1,03 массовой части. Результаты продемонстрированы в таблице 1.

Таблица 1 Пример 1Пример 2Пример 3Сравнительный пример 1Сравнительный пример 2Сравнительный пример 3Форма поперечного сечения(а)(b)(с)Круглая(b)(b)Плоскостность33,74,5-3,73,7Нерегулярность222-22Мягкость233122Ощущение прилипанияОтсутствуетОтсутствуетОтсутствуетОтсутствуетОтсутствуетОтсутствуетНепроницаемость (ΔL)13,512,011,015,012,011,0Проницаемость для воздуха2,01,21,16,81,21,5Гигроскопичность505550205550ИзносостойкостьХорошаяХорошаяХорошаяХорошаяХорошаяПлохаяL*-b*767773705950Ворсование (/10⁶ м)0,040,050,050,052,700,80

Пример 4

После загрузки 0,009 массовой части тетра-н-бутилтитаната (ТБТ) в смесь 100 массовых частей диметилтерефталата и 70 массовых частей этиленгликоля в пригодном для проведения реакции под давлением реакторе из нержавеющей стали для проведения реакции переэтерификации создавали давление 0,07 МПа при увеличении температуры от 140 до 240°С, а после этого для завершения реакции переэтерификации добавляли 0,035 массовой части триэтилфосфоноацетата (ТЭФА).

Затем продукт реакции переводили в полимеризационный реактор, температуру увеличивали до 290°С и в высоком вакууме при давлении, не превышающем 26,67 Па, проводили реакцию поликонденсации с получением полиэтилентерефталата. В ходе реакции в качестве матирующего средства добавляли диоксид титана в количестве 2,5% (мас.) при расчете на общую массу сложного полиэфира. Характеристическая вязкость полиэтилентерефталата составляла 0,62, а уровень содержания диэтиленгликоля был равен 1,5%. Полученный полиэтилентерефталат также гранулировали в соответствии с обычным способом.

Из гранул полиэтилентерефталата формовали волокна при использовании фильеры, имеющей 36 выпускных отверстий, где каждое из них при температуре формования волокон 290°С позволяло получать индивидуальную элементарную нить с формой поперечного сечения, продемонстрированной на фиг.1, и после нанесения замасливателя и проведения приема волокна при скорости 3000 м/мин осуществляли вытяжку без наматывания при температуре предварительного нагрева 85°С, температуре термофиксации 120°С и степени вытяжки 1,67, и для элементарных нитей проводили наматывание при скорости 5000 м/мин с получением комплексных нитей, включающих элементарные нити с плоскими поперечными сечениями, соответствующие изобретению, при этом массовый номер индивидуальной элементарной нити составлял 2,4 дтекс, а массовый номер полной одиночной нити был равен 86 дтекс. Полученные комплексные нити использовали при ткачестве без крутки основы либо утка и получали миткалевое переплетение при плотности переплетения, равной 110 одиночным нитям/2,54 см, а после этого проводили окрашивание по общепринятому способу и для полученной ткани делали оценку при использовании описанных выше методов. Результаты продемонстрированы в таблице 2.

Примеры 5-6, сравнительный пример 4

Реализовали ту же самую методику, что и в примере 4, за исключением того, что заменяли фильеру на другую с выпускными отверстиями, позволяющими получать формы, продемонстрированные на фиг.1(b) и (с), и форму круглого поперечного сечения индивидуальной элементарной нити. Результаты продемонстрированы в таблице 2.

Сравнительный пример 5

После загрузки 0,064 массовой части моногидрата ацетата кальция в смесь 100 массовых частей диметилтерефталата и 70 массовых частей этиленгликоля в пригодном для проведения реакции под давлением реакторе из нержавеющей стали, для проведения реакции переэтерификации создавали давление 0,07 МПа при увеличении температуры от 140 до 240°С, а после этого для завершения реакции переэтерификации добавляли 0,044 массовой части водного раствора фосфорной кислоты с концентрацией 56% (мас.).

Затем продукт реакции переводили в полимеризационный реактор в количестве, указанном в таблице, добавляли триоксид дисурьмы, температуру увеличивали до 290°С и в высоком вакууме при давлении, не превышающем 26,67 Па, проводили реакцию поликонденсации с получением полиэтилентерефталата. По способу, аналогичному способу из примера 4, в ходе реакции добавляли диоксид титана. Полиэтилентерефталат также гранулировали в соответствии с обычным способом.

Реализовали ту же самую методику, что и в примере 4, за исключением использования данных гранул полиэтилентерефталата. Результаты продемонстрированы в таблице 2.

Таблица 2 Пример 4Пример 5Пример 6Сравнительный пример 4Сравнительный пример 5Соединение TiУровень содержания (ммол.%)5555-Соединение РТипТЭФАТЭФАТЭФАТЭФА-Уровень содержания (ммол.%)30303030-Соединение SbТип----Sb₂О₃Уровень содержания (ммол.%)----31P/Ti6666-P+Ti35353535-Форма поперечного сечения(а)(b)(с)Круглая(b)Плоскостность33,74,5-3,7Нерегулярность222-2Мягкость23312Ощущение прилипанияОтсутствуетОтсутствуетОтсутствуетОтсутствуетОтсутствуетНепроницаемость (ΔL)13,012,311,216,512,0Проницаемость для воздуха2,11,41,27,01,2Гигроскопичность5257521655ИзносостойкостьХорошаяХорошаяХорошаяХорошаяХорошаяL*-b*7878747158Ворсование (/10⁶ м)0,030,040,020,043,10

Далее настоящее изобретение будет дополнительно разъяснено при использовании примеров 7-12 и сравнительных примеров 6-7. Параметры в данных примерах и сравнительных примерах измеряли при использовании следующих далее методов.

(1) Степень кристалличности

Ее определяли при использовании широкоуглового рентгенодифракционного метода. Для измерения интенсивности рассеяния лучей Cu-Кα, монохроматизированных при использовании никелевого фильтра, использовали источник рентгеновского излучения (Rotorflex RU-200) от компании Rigaku Corp. и степень кристалличности рассчитывали при использовании нижеследующей формулы:

Степень кристалличности = интенсивность рассеяния в кристаллической области/общая интенсивность рассеяния×100 (%).

(2) Степень усадки в кипящей воде

При использовании проклеивающего барабана с периметром каркаса 1,125 м получали пасму с 20 витками и после приложения нагрузки величиной 0,022 сН/дтекс пасму подвешивали на панели с нанесенной шкалой и измеряли первоначальную длину пасмы L₀. После этого в течение 30 минут пасму подвергали обработке в бане с горячей водой с температурой 65°С, а затем ее охлаждали и еще раз подвешивали на панели с нанесенной шкалой, после чего измеряли длину L после усадки, а степень усадки в кипящей воде рассчитывали при использовании нижеследующей формулы:

Степень усадки в кипящей воде = (L₀-L)/L₀×100 (%).

(3) Коэффициент выступания

Получали микрофотографию поперечного сечения комплексной нити из сложного полиэфира, измеряли расстояние (a₁) от центра окружности, вписанной во внутренние стенки поперечного сечения индивидуального волокна, до оконечности ребра и радиус (b₁) окружности, вписанной во внутренние стенки поперечного сечения волокна, и при использовании следующей далее формулы рассчитывали коэффициент выступания:

Коэффициент выступания = (a₁-b₁)/a₁.

(4) Уровень содержания элемента титана, уровень содержания элемента фосфора

Образец в виде частиц сложного полиэфира нагревали до плавления на алюминиевой пластине, а после этого подавали в пресс для прямого прессования и формовали с получением ровных сформованных образцов для испытаний и для измерения уровня содержания элемента титана и уровня содержания элемента фосфора, образец отправляли на флуоресцентный рентгенорадиометрический анализатор Model 3270E от компании Rigaku Corp.

(5) Высота накоплений на фильере

После проведения формования волокон из расплава при использовании способа и условий, описанных в каждом примере, на поверхность фильеры выдували разделительную смазку, фильеру отсоединяли, не допуская прилипания выпускаемого полимера, и при использовании микроскопа измеряли высоту накоплений на фильере, которые прилипли и скопились в окрестности выпускного отверстия. Измеряли высоты накоплений на фильере для всех выпускных отверстий и регистрировали среднее значение для них.

(6) Число разрывов нитей при прядении (%)

Регистрировали количество разрывов нитей при прядении во время функционирования прядильной машины, исключая разрывы нитей вследствие искусственных либо механических факторов, и число разрывов нитей при прядении рассчитывали при использовании нижеследующей формулы:

Число разрывов нитей при прядении (%) = [количество разрывов нитей/(количество работающих мотальных машин×количество съема)]×100.

В данном случае количество съема представляет собой количество раз, которое паковку не подвергнутой вытяжке пряжи наматывали до достижения предварительно заданной массы (10 кг).

(7) Число разрывов нитей при переработке

Паковку комплексной нити из сложного полиэфира, намотанную до массы 10 кг, подвергали вытяжке - ложной крутке при использовании машины для проведения вытяжки - ложной крутки SDS-8 от компании Scragg Co. и получали две паковки подвергнутой ложной крутке нити из сложного полиэфира, намотанные до массы 5 кг, регистрировали количество разрывов нитей при проведении операции и при использовании нижеследующей формулы рассчитывали число разрывов нитей при переработке:

Число разрывов нитей при переработке = количество разрывов нитей/(количество работающих веретен×2)×100.

(8) Ворсование при переработке

Для определения числа ворсования, наблюдающегося для подвергнутой ложной крутке нити при 20 минутах непрерывного проведения измерений при скорости 50 м/мин, использовали счетчик числа ворсования DT-104 от компании Toray Co., Ltd.

(9) Гриф ткани

Подвергнутую вытяжке - ложной крутке нить подвергали крутке при 600 витках/м и использовали в качестве пряжи основы и утка для получения ткани с саржевым переплетением. После этого ткань подвергали промывке и релаксационной обработке при 100°С, сухой термообработке для предварительной усадки при 180°С в течение 45 секунд, обработке в условиях 15%-ного щелочного гидролиза и крашению при 130°С в течение 30 минут при естественном высыхании, после чего проводили конечную усадку при 170°С в течение 45 секунд и получали тканый материал. Ощущение, вызываемое материалом, оценивал эксперт, выставляя оценки по нижеследующей шкале:

уровень 1: ощущение естественной сухости;

уровень 2: ощущение сухости несколько неполное;

уровень 3: ощущение, подобное ощущению от плоской бумаги.

(10) Гигроскопичность/способность быстрого высыхания (число впитывания)

Показатель, используемый в случае гигроскопичности и способности быстрого высыхания, представлял собой количество секунд, прошедших до момента, когда капли капнувшей воды больше уже не будут отражаться от поверхности испытуемой ткани, изготовленной из подвергнутой ложной крутке пряжи из сложного полиэфира (число впитывания), исходя из раздела 5.1.1. Скорость впитывания влаги (капельный способ) в способе испытания для определения гигроскопичности волокнистых продуктов в соответствии с JIS L1907. L₁₀ представляет собой число впитывания (сек) после 10 раз промывания согласно способу в соответствии с JIS L0844-A-2.

(11) Значение (L^*-b^*)

Из волокон из сложного полиэфира получали кругловязаный материал длиной 30 см при использовании кругловязальной машины 12 класса, после чего для измерения значения L^* и значения b^* использовали дифференциальный колориметр CR-200 хантеровского типа от компании Minolta и определяли разницу (L^*-b^*).

Примеры 7-9

Получение соединения титана, соединения фосфора и катализатора и получение олигомера осуществляли точно так же, как и в примере 1.

После переноса 225 массовых частей полученного олигомера в реактор поликонденсации в качестве катализатора поликонденсации производили загрузку полученных ранее 3,34 массовых частей «катализатора ТР1-2,0». После этого для прохождения реакции поликонденсации температуру реакции в системе увеличивали от 255 до 280°С, а давление в реакции постадийно уменьшали от атмосферного давления до 60 Па при удалении из системы воды и этиленгликоля, образованных в ходе реакции.

Степень прохождения реакции поликонденсации подтверждали, проводя в системе мониторинг нагрузки на перемешивающую лопасть, и тогда, когда достигали желательной степени полимеризации, реакцию приостанавливали. После этого продукт реакции в системе непрерывно экструдировали из выпускного отверстия с получением одиночной нити, а затем охлаждали и резали с получением гранулированных частиц с размером, приблизительно равным 3 мм. Характеристическая вязкость полученного полиэтилентерефталата составляла 0,630.

Независимо заранее изготовили фильеру, основанную на типе выпускного отверстия, характеризующегося формой выпускного отверстия, продемонстрированной на фиг.4, имеющую 24 группы выпускных отверстий, каждая из которых состояла из формирующего сердцевину круглого выпускного отверстия (b₂ на фиг.4) с радиусом 0,15 мм и формирующих ребра выпускных отверстий с шириной щелей 0,10 мм и длиной 0,88 мм, измеряемой от центра кругового выпускного отверстия до оконечности (а₂ на фиг.4) в количестве, продемонстрированном в таблице 1, и ее вставляли в фильерный комплект и устанавливали в прядильном блоке. Упомянутые выше гранулы полиэтилентерефталата высушивали при 150°С в течение 5 часов и после этого расплавляли при использовании устройства для формования волокон из расплава, оснащенного экструдером червячного типа, вводили в прядильный блок при 295°С и экструдировали из фильеры при скорости выпуска 40 г/мин. После этого с расходом 5 нм³/мин в поток полимера вдували охлаждающий воздух при 25°С из прядильной шахты, относящейся к типу с поперечным обтеканием, с длиной 60 см и с расположением ее вершины на 10 см ниже плоскости выпуска фильеры, проводя охлаждение до отверждения, после чего наносили замасливатель для прядения и при скорости 3000 м/мин проводили наматывание элементарной нити, получая элементарные нити из полиэтилентерефталата, каждая из которых характеризовалась степенью кристалличности, степенью усадки в кипящей воде, количеством ребер и коэффициентом выступания, продемонстрированными в таблице 3. Данную методику формования волокон из расплава непрерывно реализовывали в течение 7 дней.

Полученные элементарные нити из полиэтилентерефталата подавали на машину для проведения вытяжки - ложной крутки SDS-8 от компании Scragg Co. (трехосный дисковый модуль ложной крутки, 216 веретен) для проведения вытяжки - ложной крутки при степени вытяжки 1,65, температуре нагревателя 175°С, числе крутки 3300/м и скорости вытяжки - ложной крутки 600 м/мин, получая подвергнутую вытяжке - ложной крутке пряжу из полиэтилентерефталата с массовым номером 84 дтекс. Числа впитывания (L₀ и L₁₀), грифы ткани, числа разрывов нитей при переработке и числа ворсования при переработке для примеров 1-3 и сравнительного примера 1 обобщенно представлены в таблице 3.

Сравнительный пример 6

Реализовали ту же самую методику, что и в примере 8, за исключением того, что катализатор поликонденсации заменяли на раствор триоксида сурьмы в этиленгликоле с концентрацией 1,3%, загружаемое количество составляло 4,83 массовой части, и в качестве стабилизатора дополнительно проводили загрузку 0,121 массовой части раствора триметилфосфата в этиленгликоле с концентрацией 25%. Результаты продемонстрированы в таблице 3.

Таблица 3 Пример 7Пример 8Пример 9Сравнительный пример 6Катализатор полимеризацииПродукт реакции между тетрабутоксидом титана и монолаурилфосфатомПродукт реакции между тетрабутоксидом титана и монолаурилфосфатомПродукт реакции между тетрабутоксидом титана и монолаурилфосфатомSb₂O₃Соотношение компонентов в смеси соединения титана и соединения фосфора в катализаторе полимеризации^*2,02,02,0-Количество ребер3464Коэффициент выступания0,510,480,480,48Степень кристалличности (%)21222220Степень усадки в кипящей воде (%)59565557Число впитывания    L₀ (сек)0000L₁₀ (сек)103711Высота накоплений на фильере по истечении 7 дней формования волокон (мкм)3,02,53,789Число разрывов нитей при прядении в течение 7 дней (%)0,30,51,05,4Число ворсования (/10⁴ м)23131Число разрывов нитей при вытяжке - ложной крутке (%)3,23,44,225,4(L*-b*)88979592Аттестация грифа тканиУровень 1Уровень 1Уровень 1Уровень 1*Молярное соотношение между атомами фосфора и атомами титана.

Примеры 10-11

После загрузки 0,009 массовой части тетра-н-бутилтитаната (ТБТ) в смесь 100 массовых частей диметилтерефталата и 70 массовых частей этиленгликоля в пригодном для проведения реакции под давлением реакторе из нержавеющей стали для проведения реакции переэтерификации создавали давление 0,07 МПа при увеличении температуры от 140 до 240°С, а после этого для завершения реакции переэтерификации добавляли 0,035 массовой части триэтилфосфоноацетата (ТЭФА).

Затем продукт реакции переводили в полимеризационный реактор, температуру увеличивали до 290°С и в высоком вакууме при давлении, не превышающем 26,67 Па, проводили реакцию поликонденсации с получением полиэтилентерефталата, отличающегося характеристической вязкостью, равной 0,630, и уровнем содержания диэтиленгликоля, равным 1,5%. После этого полученный полиэтилентерефталат гранулировали в соответствии с обычным способом.

Независимо заранее изготовили фильеру, основанную на типе выпускного отверстия, характеризующегося формой выпускного отверстия, продемонстрированной на фиг.4, имеющую 24 группы выпускных отверстий, каждая из которых состояла из формирующего сердцевину круглого выпускного отверстия (b₂ на фиг.4) с радиусом 0,15 мм и формирующих ребра выпускных отверстий с шириной щелей 0,10 мм и длиной 0,88 мм, измеряемой от центра круглого выпускного отверстия до оконечности (а₂ на фиг.4), в количестве, продемонстрированном в таблице 1, и ее вставляли в фильерный комплект и устанавливали в прядильном блоке. Упомянутые выше гранулы полиэтилентерефталата высушивали при 150°С в течение 5 часов и после этого расплавляли при использовании устройства для формования волокон из расплава, оснащенного экструдером червячного типа, вводили в прядильный блок при 295°С и экструдировали из фильеры при скорости выпуска 40 г/мин. После этого с расходом 5 нм³/мин в поток полимера вдували охлаждающий воздух при 25°С из прядильной шахты, относящейся к типу с поперечным обтеканием, с длиной 60 см и с расположением ее вершины на 10 см ниже плоскости выпуска фильеры, проводя охлаждение до отверждения, после чего наносили замасливатель для прядения и при скорости 3000 м/мин проводили наматывание элементарной нити, получая элементарные нити из полиэтилентерефталата, каждая из которых характеризовалась степенью кристалличности, степенью усадки в кипящей воде, количеством ребер и коэффициентом выступания, продемонстрированными в таблице 4. Данную методику формования волокон из расплава непрерывно реализовывали в течение 7 дней.

Полученные элементарные нити из полиэтилентерефталата подавали на машину для проведения вытяжки - ложной крутки SDS-8 от компании Scragg Co. (трехосный дисковый модуль ложной крутки, 216 веретен) для проведения вытяжки - ложной крутки при степени вытяжки 1,65, температуре нагревателя 175°С, числе крутки 3300/м и скорости вытяжки - ложной крутки 600 м/мин, получая подвергнутую вытяжке - ложной крутке пряжу из полиэтилентерефталата с массовым номером 84 дтекс. Числа впитывания (L₀ и L₁₀), грифы ткани, числа разрывов нитей при переработке и числа ворсования при переработке для примеров 1-3 и сравнительного примера 1 обобщенно представлены в таблице 4.

Сравнительный пример 7

После загрузки 0,064 массовой части моногидрата ацетата кальция в смесь 100 массовых частей диметилтерефталата и 70 массовых частей этиленгликоля в пригодном для проведения реакции под давлением реакторе из нержавеющей стали для проведения реакции переэтерификации создавали давление 0,07 МПа при увеличении температуры от 140 до 240°С, а после этого для завершения реакции переэтерификации добавляли 0,044 массовой части водного раствора фосфорной кислоты с концентрацией 56% (мас.).

Затем продукт реакции переводили в полимеризационный реактор в количестве, указанном в таблице, добавляли триоксид дисурьмы, температуру увеличивали до 290°С и в высоком вакууме при давлении, не превышающем 26,67 Па, проводили реакцию поликонденсации с получением полиэтилентерефталата, отличающегося характеристической вязкостью, равной 0,630. После этого полиэтилентерефталат гранулировали в соответствии с обычным способом.

Реализовали ту же самую методику, что и в примере 2, за исключением использования данных гранул полиэтилентерефталата. Результаты продемонстрированы в таблице 4.

Таблица 4 Пример 10Пример 11Пример 12Сравнительный пример 7Соединение TiТипТБТТБТТБТ-Уровень содержания (ммол.%)555-Соединение РТипТЭФАТЭФАТЭФА-Уровень содержания (ммол.%)303030-Соединение SbТип---Sb₂O₃Уровень содержания (ммол.%)---31P/Ti666-Р+Ti (мол.%)353535-Количество ребер3464Коэффициент выступания0,510,480,480,48Степень кристалличности (%)24252520Степень усадки в кипящей воде (%)53525257Число впитывания    L₀ (сек)0000L₁₀ (сек)84611Высота накоплений на фильере по истечении 7 дней формования волокон (мкм)5,43,68,189Число разрывов нитей при прядении в течение 7 дней (%)1,40,32,55,4Число ворсования (/10⁴ м)11031Число разрывов нитей при вытяжке - ложной крутке (%)3,53,94,025,4(L^*-b^*)90969188Аттестация грифа тканиУровень 1Уровень 1Уровень 1Уровень 1

Далее настоящее изобретение будет дополнительно разъяснено при использовании примеров 13-34 и сравнительных примеров 8-11. Параметры в данных примерах и сравнительных примерах измеряли при использовании следующих далее методов.

(1) Форма поперечного сечения элементарных нитей

Площадь (S_A) и диаметр (D_A) поперечного сечения сердцевины и площадь поперечного сечения (S_B) и максимальную длину и максимальную ширину (W_B) ребер определяли с использованием фотографии с увеличением 3000х, сделанной для поперечного сечения элементарной нити до проведения щелочного гидролиза.

(2) Прядомость

Формование волокон непрерывно проводили в течение 8 часов, присваивая оценки «А», если не происходило абсолютно никаких разрывов нитей, «В», если происходил разрыв индивидуальных элементарных нитей (ворсование), и «С», если происходил разрыв пряжи.

(3) Отделение ребер (S)

Количество отделенных ребер определяли с использованием фотографии с увеличением 1000х, сделанной для элементарной нити после проведения обработки в условиях щелочного гидролиза, и степени отделения S (%) ребер в области поверхностного слоя и серединной области комплексной нити рассчитывали при использовании нижеследующей формулы:

S(%) = (количество отделенных ребер/общее количество ребер)×100.

(4) Гриф тканого/трикотажного материала

Объемность, ощущение мягкости и драпируемость для тканого либо трикотажного материала относили к шкале, основанной на общей органолептической оценке, в диапазоне от А (очень хорошо) до Е (плохо).

(5) Параметр совместимости χ

Параметры растворимости δа и δb для сложного полиэфира и соединения, находящегося в состоянии микрофазного разделения со сложным полиэфиром, определяли из их растворимостей в различных растворителях, а χ определяли при использовании нижеследующей формулы:

χ=(V_a/RT)(δa-δb)²,

где V_a представляет собой молярный объем (см³/моль) сложного полиэфира, R представляет собой газовую постоянную (Дж/моль·К), Т представляет собой абсолютную температуру (К), а δа и δb представляют собой параметры растворимости (Дж^1/2/см^3/2) для сложного полиэфира и соединения соответственно.

(6) Высота накоплений на фильере

После проведения формования волокон из расплава при использовании способа и условий, описанных в каждом примере, на поверхность фильеры выдували разделительную смазку, фильеру отсоединяли, не допуская прилипания выпускаемого полимера, и при использовании микроскопа измеряли высоту накоплений на фильере, которые прилипли и скопились в окрестности выпускного отверстия. Измеряли высоты накоплений на фильере для всех выпускных отверстий и регистрировали среднее значение для них.

Примеры 13-21

К перемешиваемой смеси 919 г этиленгликоля и 10 г уксусной кислоты добавляли 71 г тетрабутоксида титана и получали (прозрачный) раствор соединения титана в этиленгликоле. Затем после добавления 34,5 г монолаурилфосфата к нагретым до 100°С и перемешиваемым 656 г этиленгликоля нагревание и перемешивание продолжали до растворения и получали прозрачный раствор.

После этого оба раствора смешивали, проводя перемешивание при 100°С, и после добавления полных количеств перемешивание получающейся в результате смеси продолжали в течение 1 часа при температуре 100°С, получая мутный раствор. Соотношение концентраций компонентов в смеси для двух растворов регулировали, доводя молярное соотношение между атомами фосфора и атомами титана до 2,0. Полученный белый осадок отфильтровывали, а после этого промывали водой и высушивали в качестве катализатора полимеризации.

В реактор, способный вмещать 225 массовых частей олигомера, при перемешивании в атмосфере азота и в условиях поддерживания 255°С и обычного давления при постоянной скорости подавали суспензию, полученную в результате перемешивания 179 массовых частей высокочистой терефталевой кислоты и 95 массовых частей этиленгликоля, и реакцию этерификации проводили до завершения реакции при отгонке из системы образующихся в ходе реакции воды и этиленгликоля. Степень этерификации составляла ≥98%, а степень полимеризации у полученного олигомера была равна приблизительно 5-7.

После переноса 225 массовых частей олигомера, полученного в результате проведения реакции этерификации, в реактор поликонденсации в качестве катализатора поликонденсации производили загрузку полученных ранее 3,34 массовых частей катализатора и сюда же добавляли при перемешивании соединение, предназначенное для микрофазного разделения со сложным полиэфиром, после чего давление дополнительно уменьшали до 1 мм рт.ст. для проведения полимеризации в соответствии с общепринятым способом, описанным далее, и гранулы резали, получая частицы полиэтилентерефталата, отличающиеся характеристической вязкостью 0,63 (здесь и далее в настоящем документе называемые «гранулами полиэтилентерефталата»). Добавленные и смешанные соединения, значения χ для соединений и их добавляемые количества продемонстрированы в таблице 5.

Гранулы полиэтилентерефталата расплавляли и при 275°С выпускали из фильеры, имеющей 24 комплекта выпускных отверстий, имеющих форму, продемонстрированную на фиг.6 В, и в прядильной шахте с поперечным обтеканием проводили охлаждение при одновременном соединении полученных сердцевин и ребер с последующим наматыванием при скорости 1000 м/мин.

Намотанную комплексную нить подвергали термообработке с вытяжкой при степени вытяжки 2,55 с использованием вытяжной машины, оснащенной горячим валиком с температурой 90°С и щелевым нагревателем с температурой 150°С, и получали пряжу с характеристикой 60 дтекс/24 элементарные нити.

Из полученной комплексной нити изготавливали кругловязаный материал 20 класса, кругловязаный материал кипятили в течение 20 минут в водном растворе гидроксида натрия с концентрацией 40 г/литр с целью проведения обработки в условиях щелочного гидролиза.

Прядомость, высота накоплений на фильере, гриф ткани и тому подобное для каждого примера продемонстрированы в таблице 5.

Сравнительные примеры 8, 9

Гранулы полиэтилентерефталата получали по тому же самому способу, что и в примерах 15 и 18, за исключением использования в качестве катализатора полимеризации триоксида сурьмы, и их использовали для получения комплексной нити для сравнительных примеров 8 и 9. Прядомость, высота накоплений на фильере, гриф ткани и тому подобное для каждого примера продемонстрированы в таблице 5.

Примеры 22, 23

В случае примера 22 комплексную нить А, полученную в примере 15, и комплексную нить В с характеристикой 40 дтекс/18 элементарных нитей, полученную в результате расплавления гранул полиэтилентерефталата с выпуском из фильеры, имеющей 18 комплектов плоских выпускных отверстий (L/D=5), наматывания при 1500 м/мин, а после этого вытяжки при температуре предварительного нагрева 90°С и степени вытяжки 2,7 подвергали переплетению при использовании фильеры, формирующей переплетения, при давлении воздуха 1,5 кг/см² и степени подачи с опережением 1,5%, получая смешанную комплексную нить.

Данную смешанную комплексную нить подвергали крутке на установке S300T/M и использовали в качестве пряжи основы и пряжи утка при ткачестве с получением тканого материала «Хабутаэ». После проведения релаксационной обработки ткань подвергали тепловой усадке, а после этого обработке в условиях 20%-ного щелочного гидролиза. Таблица 6 демонстрирует степени усадки и коэффициент смешения для комплексной нити А и комплексной нити В, а также отделение ребер в тканом материале и гриф ткани.

В случае примера 23 гранулы полиэтилентерефталата, отличающиеся характеристической вязкостью, равной 0,64, содержащие в качестве матирующего средства оксид титана в количестве 0,05% (мас.), расплавляли с выпуском при 275°С из фильеры, имеющей 24 комплекта выпускных отверстий, каждое из которых имеет форму, продемонстрированную на фиг.6 В, и в прядильной шахте с поперечным обтеканием проводили охлаждение при одновременном соединении выпускаемых сердцевин и ребер с последующим наматыванием при скорости 2500 м/мин, и после проведения последующей вытяжки при температуре предварительного нагрева 90°С и степени вытяжки 1,8 проводили релаксационную термообработку с использованием бесконтактного нагревателя до температуры 150°С при степени подачи с опережением 2%, получая комплексную нить А с характеристикой 60 дтекс/24 элементарные нити.

Независимо гранулы полиэтилентерефталата расплавляли с выпуском из фильеры, имеющей 18 круглых выпускных отверстий, наматывали при 1500 м/мин и вытягивали при температуре предварительного нагрева 90°С и степени вытяжки 3,0, получая комплексную нить В с характеристикой 40 дтекс/18 элементарных нитей.

Комплексную нить А и комплексную нить В смешивали и использовали при ткачестве и проведении обработки в условиях щелочного гидролиза по тем же самым способам, что и в примере 23.

Таблица 6 демонстрирует степени усадки и коэффициент смешения для комплексной нити А и комплексной нити В, полученных в примерах 22 и 23, а также отделение ребер в получающемся в результате тканом материале и гриф ткани. Коэффициент смешения представляет собой долю комплексной нити А в смешанной нити при расчете на всю смешанную комплексную нить (масса комплексной нити А + масса комплексной нити В).

Таблица 6 Элементарная нить АЭлементарная нить ВОтделение реберГриф тканиСтепень усадки в кипящей воде (%)Степень усадки при сухой термообработке (%)Коэффициент смешения (%)Степень усадки в кипящей воде (%)Область поверхностного слоя (%)Серединная область (%)Пример 2280,56085338ВПример 236-55465237А

Примеры 24-32

После загрузки 0,009 массовой части тетра-н-бутилтитаната (ТБТ) в смесь 100 массовых частей диметилтерефталата и 70 массовых частей этиленгликоля в пригодном для проведения реакции под давлением реакторе из нержавеющей стали для проведения реакции переэтерификации создавали давление 0,07 МПа при увеличении температуры от 140 до 240°С, а после этого для завершения реакции переэтерификации добавляли 0,035 массовой части триэтилфосфоноацетата (ТЭФА). В данном случае М_р/М_Ti=3, М_р+М_тi=35.

Затем продукт реакции переводили в полимеризационный реактор, температуру увеличивали до 290°С и в высоком вакууме при давлении, не превышающем 26,67 Па, проводили реакцию поликонденсации с получением полиэтилентерефталата, отличающегося характеристической вязкостью, равной 0,63, и уровнем содержания диэтиленгликоля, равным 1,5%. После этого полученный полиэтилентерефталат гранулировали в соответствии с обычным способом.

Гранулы полиэтилентерефталата расплавляли и при 275°С выпускали из фильеры, имеющей 24 комплекта выпускных отверстий, имеющих форму, продемонстрированную на фиг.6 В, и в прядильной шахте с поперечным обтеканием проводили охлаждение при одновременном соединении полученных сердцевин и ребер с последующим наматыванием при скорости 1000 м/мин.

Намотанную комплексную нить подвергали термообработке с вытяжкой при степени вытяжки 2,55 с использованием вытяжной машины, оснащенной горячим валиком с температурой 90°С и щелевым нагревателем с температурой 150°С, и получали нить с характеристикой 60 дтекс/24 элементарные нити.

Из полученной комплексной нити изготавливали кругловязаный материал 20 класса и кругловязаный материал кипятили в течение 20 минут в водном растворе гидроксида натрия с концентрацией 40 г/л с целью проведения обработки в условиях щелочного гидролиза.

Прядомость, высота накоплений на фильере, гриф ткани и тому подобное для каждого примера продемонстрированы в таблице 7.

Сравнительные примеры 10, 11

После загрузки 0,064 массовой части моногидрата ацетата кальция в смесь 100 массовых частей диметилтерефталата и 70 массовых частей этиленгликоля в пригодном для проведения реакции под давлением реакторе из нержавеющей стали для проведения реакции переэтерификации создавали давление 0,07 МПа при увеличении температуры от 140 до 240°С, а после этого для завершения реакции переэтерификации добавляли 0,044 массовой части водного раствора фосфорной кислоты с концентрацией 56% (мас.).

Затем продукт реакции переводили в полимеризационный реактор в количестве, указанном в таблице, добавляли триоксид дисурьмы, температуру увеличивали до 290°С и в высоком вакууме при давлении, не превышающем 26,67 Па, проводили реакцию поликонденсации с получением полиэтилентерефталата. Полученный полиэтилентерефталат гранулировали в соответствии с обычным способом.

Комплексную нить получали по тому же самому способу, что и в примерах 26 и 29, за исключением использования упомянутых выше гранул полиэтилентерефталата, и их использовали для сравнительных примеров 10 и 11. Прядомость, высота накоплений на фильере, гриф ткани и тому подобное для каждого примера продемонстрированы в таблице 7.

Примеры 33, 34

В случае примера 33 комплексную нить А, полученную в примере 26, и комплексную нить В с характеристикой 40 дтекс/18 элементарных нитей, полученную в результате расплавления гранул полиэтилентерефталата с выпуском из фильеры, имеющей 18 комплектов плоских выпускных отверстий (L/D=5), наматывания при 1500 м/мин, а после этого вытяжки при температуре предварительного нагрева 90°С и степени вытяжки 2,7, подвергали переплетению при использовании фильеры, формирующей переплетения, при давлении воздуха 1,5 кг/см² и степени подачи с опережением 1,5%, получая смешанную комплексную нить.

Данную смешанную комплексную нить подвергали крутке на установке S300T/M и использовали в качестве пряжи основы и пряжи утка при ткачестве с получением тканого материала «Хабутаэ». После проведения релаксационной обработки ткань подвергали тепловой усадке, а после этого обработке в условиях 20%-ного щелочного гидролиза. Таблица 8 демонстрирует степени усадки и коэффициент смешения для комплексной нити А и комплексной нити В, а также отделение ребер в тканом материале и гриф ткани.

В случае примера 34 гранулы полиэтилентерефталата, отличающиеся характеристической вязкостью, равной 0,64, содержащие в качестве матирующего средства оксид титана в количестве 0,05% (мас.), расплавляли с выпуском при 275°С из фильеры, имеющей 24 комплекта выпускных отверстий, каждое из которых имеет форму, продемонстрированную на фигуре 6 В, и в прядильной шахте с поперечным обтеканием проводили охлаждение при одновременном соединении выпускаемых сердцевин и ребер с последующим наматыванием при скорости 2500 м/мин и после проведения последующей вытяжки при температуре предварительного нагрева 90°С и степени вытяжки 1,8 проводили релаксационную термообработку с использованием бесконтактного нагревателя при температуре 150°С при степени подачи с опережением 2%, получая комплексную нить А с характеристикой 60 дтекс/24 элементарные нити.

Независимо гранулы полиэтилентерефталата расплавляли с выпуском из фильеры, имеющей 18 круглых выпускных отверстий, наматывали при 1500 м/мин и вытягивали при температуре предварительного нагрева 90°С и степени вытяжки 3,0, получая комплексную нить В с характеристикой 40 дтекс/18 элементарных нитей.

Комплексную нить А и комплексную нить В смешивали и использовали при ткачестве и проведении обработки в условиях щелочного гидролиза по тем же самым способам, что и в примере 33.

Таблица 8 демонстрирует степени усадки и коэффициент смешения для комплексной нити А и комплексной нити В, полученных в примерах 33 и 34, а также отделение ребер в получающемся в результате тканом материале и гриф ткани.

Таблица 8 Комплексная нить АКомплексная нить ВОтделение реберГриф тканиСтепень усадки в кипящей воде (%)Степень усадки при сухой термообработке (%)Коэффициент смешения (%)Степень усадки в кипящей воде (%)Область поверхностного слоя (%)Серединная область (%)Пример 338,30,66015,65035ВПример 346,1-4,05416,15639А

Далее настоящее изобретение будет дополнительно разъяснено при использовании примеров 35-40 и сравнительных примеров 12-13. Параметры в данных примерах измеряли при использовании следующих далее методов.

(1) Характеристическая вязкость

Ее измеряли при 35°С при использовании в качестве растворителя орто-хлорфенола.

(2) Состояние выпуска полимера

Состояние выпуска полимера наблюдали во время формования волокон при выпуске полимера из фильеры и состояние выпуска оценивали по следующей далее шкале. Наблюдение проводили, начиная с 1-го часа, 3-го дня и 7-го дня после начала формования сопряженных волокон.

Уровень 1: выпускаемая элементарная нить вычерчивала согласованную линию падения со стабильным ходом.

Уровень 2: небольшие загибания, перекручивания либо закручивания выпускаемой элементарной нити.

Уровень 3: большие загибания, перекручивания либо закручивания выпускаемой элементарной нити. Частичный контакт полимера с поверхностью фильеры, что в результате приводит к частым разрывам элементарных нитей.

(3) Пустотелость (%)

Площадь полой области (А) в поперечном сечении каждого индивидуального волокна и площадь (В), окаймляющую поперечное сечение, измеряли по микрофотографии поперечных сечений волокон из сложных полиэфиров и в качестве пустотелости (%) регистрировали среднее значение для всех поперечных сечений индивидуальных волокон при расчете с использованием нижеследующей формулы:

Пустотелость (%)=А/В×100.

(4) Нерегулярность размеров (U, %)

Ее измеряли при использовании устройства USTER TESTER-4 от компании Zellweger Uster при скорости подачи 400 м/мин.

(5) Число ворсования (/10⁶ м)

После пропускания 250 намотанных на паковки (либо намотанных на шпули) волокон из сложных полиэфиров через сновальную машину, оснащенную детектором ворсования, пряжу подвергали сновке и вытяжке в течение 42 часов при скорости 400 м/мин. Сновальную машину периодически останавливали и визуально подтверждали наличие ворсования, полное подтвержденное число ворсования рассчитывали на 10⁶ м длины одиночной нити и регистрировали как число ворсования.

(6) Пятна от неравномерного окрашивания

Из волокон из сложного полиэфира получали кругловязаный материал длиной 30 см при использовании кругловязальной машины 12 класса, для окрашивания при 100°С в течение 40 минут использовали краситель (Terasil Blue GFL), а равномерность окрашивания аттестовали с использованием нижеследующей шкалы, основанной на проведении визуального осмотра экспертом.

Уровень 1: однородное окрашивание, практическое отсутствие пятен от неравномерного окрашивания.

Уровень 2: некоторое количество полосок либо пятен вследствие неравномерного окрашивания.

Уровень 3: значительное количество полосок либо пятен вследствие неравномерного окрашивания на одной стороне.

(7) Прочность и относительное удлинение

Их измеряли в соответствии с JIS-L1013.

(8) Гриф

Ощущение поскрипывания, ощущение объемности, гибкости и легкости группа из 5 экспертов аттестовала в соответствии с трехуровневой шкалой с очень хорошим (превосходно), хорошим (удовлетворительно) либо плохим (неприемлемо) уровнями с вычислением средних значений.

Пример 35

Получение соединения титана, соединения фосфора и катализатора и получение олигомера осуществляли точно так же, как и в примере 1.

После переноса 225 массовых частей олигомера, полученного в результате проведения реакции этерификации, в реактор поликонденсации в качестве катализатора поликонденсации производили загрузку полученных ранее 3,34 массовых частей «катализатора ТР1-2,0». Для прохождения реакции поликонденсации температуру реакции в системе увеличивали от 255 до 280°С, а давление в реакции постадийно уменьшали от атмосферного давления до 60 Па при удалении из системы воды и этиленгликоля, образованных в ходе реакции, и затем добавляли 0,6% (мас.) С8-20 (среднее значение = 14) алкилсульфоната натрия, а после завершения реакции из выпускного отверстия проводили непрерывное экструдирование продукта реакции в системе в форме одиночной нити, которую охлаждали и резали с получением гранулированных частиц с размером, приблизительно равным 3 мм. Характеристическая вязкость полученного полиэтилентерефталата составляла 0,63.

После высушивания полученных гранул из сложного полиэфира в соответствии с обычным способом их вводили в прядильную машину, снабженную экструдером для расплава (червячным экструдером), и расплавляли, после чего вводили в фильерный комплект, расположенный в прядильном блоке, выдерживаемом при 290°С, и после этого проводили выпуск расплава, а выпускаемые элементарные нити охлаждали до отверждения, после чего перед переплетением и последующим наматыванием при скорости приема 1400 м/мин на них наносили замасливатель. Полученную не подвергнутую вытяжке элементарную нить подвергали вытяжке при температуре валика предварительного нагрева 90°С, температуре нагревателя для термической усадки (бесконтактного типа) 200°С, степени вытяжки 23 и скорости вытяжки 800 м/мин и в заключение формировали переплетение с получением волокон из сложного полиэфира с модифицированным поперечным сечением с характеристикой 83 дтекс/24 элементарные нити при пустотелости, равной 15%. Во время формования волокон в окрестности выпускных отверстий фильеры не зафиксировано никаких накоплений инородного материала, и состояние выпуска полимера оставалось стабильным в течение длительного периода времени.

Полученные элементарные нити использовали в качестве пряжи основы и пряжи утка при ткачестве с получением тканого материала «Хабутаэ», а после этого в соответствии с обычными способами проводили промывку, термическую усадку, щелочной гидролиз (степень гидролиза 15%) и окрашивание, получая окрашенный тканый материал с миткалевым переплетением. Результаты оценок для полученных волокон и тканого материала продемонстрированы в таблице 9.

Сравнительный пример 12

Реализовали ту же самую методику, что и в примере 35, за исключением того, что катализатор поликонденсации заменяли на раствор триоксида сурьмы в этиленгликоле с концентрацией 1,3%, загружаемое количество составляло 4,83 массовой части, и в качестве стабилизатора дополнительно проводили загрузку 0,121 массовой части раствора триметилфосфата в этиленгликоле с концентрацией 25%, получая сложный полиэфир, отличающийся характеристической вязкостью, равной 0,63. Сложный полиэфир подвергали прядению и вытяжке при использовании тех же самых способа и условий, что и в примере 1, и получали волокна из сложного полиэфира с модифицированным поперечным сечением с характеристикой 83 дтекс/24 элементарные нити. Во время формования волокон вокруг выпускных отверстий фильеры отмечалось образование накоплений материала, в то время как среди выпускаемых элементарных нитей также наблюдалось появление загибания, перекручивания либо закручивания. По точно такому же способу, что и в примере 1, получали также и окрашенный тканый материал. Результаты для полученных волокон и ткани продемонстрированы в таблице 9.

Таблица 9 Пример 35Сравнительный пример 12Катализатор поликонденсацииTP1-2,0Sb₂O₃Состояние выпуска полимера (уровень)  По истечении 1 часа формования волокон12По истечении 3 дней формования волокон13По истечении 7 дней формования волокон13Нерегулярность размеров (U, %)  По истечении 1 часа формования волокон0,60,8По истечении 3 дней формования волокон0,51,2По истечении 7 дней формования волокон0,51,8Число ворсования (/10⁶ м)   По истечении 1 часа формования волокон0,061,1По истечении 3 дней формования волокон0,072,5По истечении 7 дней формования волокон0,073,2Пятна от неравномерного окрашивания (уровень)  По истечении 1 часа формования волокон12По истечении 3 дней формования волокон13По истечении 7 дней формования волокон13ГрифПревосходноПревосходноПрочность (сН/дтекс)2,22,1Относительное удлинение (%)3332

Примеры 36-37

Формование и вытяжку волокон проводили в соответствии с теми же самыми способом и условиями, что и в примере 35, за исключением того, что формы поперечных сечений индивидуальных волокон характеризовались значениями, продемонстрированными в таблице 10, для получения волокон из сложного полиэфира с модифицированным поперечным сечением. По точно такому же способу, что и в примере 35, получали также и окрашенные тканые материалы. Грифы для полученных тканых материалов продемонстрированы в таблице 10.

Сравнительный пример 13

Формование и вытяжку волокон проводили в соответствии с теми же самыми способом и условиями, что и в примере 35, за исключением того, что форма поперечного сечения индивидуальных волокон соответствовала круглому поперечному сечению, для получения волокон из сложного полиэфира. По точно такому же способу, что и в примере 35, получали также и окрашенный тканый материал. Гриф для полученного тканого материала продемонстрирован в таблице 10 (не возникало абсолютно никакого ощущения поскрипывания).

Таблица 10 Пример 36Пример 37Сравнительный пример 13L1/L22,00,8-h2/h15,35,3-ГрифПревосходноПревосходноПлохо

Примеры 38-40

Формование и вытяжку волокон проводили в соответствии с теми же самыми способом и условиями, что и в примере 35, за исключением того, что значения пустотелости для волокон представляли собой то, что продемонстрировано в таблице 11, для получения волокон из сложного полиэфира с модифицированным поперечным сечением. По точно такому же способу, что и в примере 35, получали также и окрашенные тканые материалы. Результаты оценок для полученных волокон и тканых материалов продемонстрированы в таблице 11.

Таблица 11 Пример 38Пример 39Пример 40Пустотелость (%)3813Состояние выпуска полимера (уровень)   По истечении 1 часа формования волокон111По истечении 3 дней формования волокон111По истечении 7 дней формования волокон111Нерегулярность размеров(U, %)   По истечении 1 часа формования волокон0,50,40,4По истечении 3 дней формования волокон0,50,30,4По истечении 7 дней формования волокон0,50,40,4Число ворсования (/10⁶ м)   По истечении 1 часа формования волокон0,050,040,05По истечении 3 дней формования волокон0,050,030,04По истечении 7 дней формования волокон0,040,040,05Пятна от неравномерного окрашивания (уровень)   По истечении 1 часа формования волокон111По истечении 3 дней формования волокон111По истечении 7 дней формования волокон111ГрифПревосходноПревосходноПревосходноПрочность (сН/дтекс)2,62,21,8Относительное удлинение393324(%)   

Изобретение относится к технологии получения волокон из сложных полиэфиров с модифицированным поперечным сечением, характеризующихся удовлетворительным цветовым тоном и превосходной формуемостью, и может быть применено в текстильной промышленности. Волокна из сложного полиэфира, характеризующиеся деформированным поперечным сечением, изготавливают из сложного полиэфирного полимера. Полимер получают поликонденсацией сложного эфира ароматической двухосновной карбоновой кислоты в присутствии катализатора, содержащего смесь компонента на основе соединения титана (А) и компонента на основе соединения фосфора (В). (А) включает, по меньшей мере, один алкоксид титана либо продукт реакции между ним и специфической карбоновой кислотой либо ее ангидридом. (В) - соединение общей формулы (III) и/или продукт реакции между компонентом на основе соединения титана (С) и компонентом на основе соединения фосфора (D), описываемым следующей далее общей формулой (IV). Полученные волокна характеризуются подходящим цветовым тоном и превосходным качеством без признаков ворсования. 14 з.п. ф-лы, 9 ил., 11 табл.

1. Волокна из сложного полиэфира с модифицированным поперечным сечением, содержащие в качестве основного компонента сложный полиэфирный полимер и характеризующиеся наличием модифицированного поперечного сечения, где данный сложный полиэфирный полимер получают в результате проведения поликонденсации с участием сложного эфира ароматической двухосновной карбоновой кислоты в присутствии катализатора, данный катализатор содержит, по меньшей мере, один ингредиент, выбираемый из приведенных ниже смеси (1) и продукта реакции (2), смесь (1) представляет собой смесь следующих компонентов (А) и (В):

(А) компонент на основе соединения титана, включающий, по меньшей мере, одно соединение, выбираемое из группы, состоящей из продуктов реакции между алкоксидами титана, описываемыми следующей общей формулой (I):

где каждый из R¹, R², R³ и R⁴ независимо представляет собой одну группу, выбираемую из числа алкильных групп, содержащих от 1 до 20 атомов углерода, и фенильных групп, m представляет собой целое число в диапазоне 1-4, и если m представляет собой целое число, равное 2, 3 либо 4, то тогда две, три либо четыре группы R² и R³ могут быть одинаковыми либо различными, с ароматическими поливалентными карбоновыми кислотами, описываемыми следующей общей формулой (II):

где n представляет собой целое число в диапазоне 2-4, либо их ангидридами, причем молярное соотношение в реакции алкоксидов титана и ароматических поливалентных карбоновых кислот или их ангидридов находится в диапазоне от 2:1 до 2:5; и

(B) компонент на основе соединения фосфора, включающий триэтилфосфоноацетат, описываемый следующей общей формулой (III):

смесь (1) для катализатора используют при соотношении концентраций компонентов в смеси таком, что соотношение (%) М_Ti между миллимолями элемента титана в компоненте на основе соединения титана (А) и количеством молей сложного эфира ароматической двухосновной карбоновой кислоты и соотношение (%) М_р между миллимолями элемента фосфора в компоненте на основе соединения фосфора (В) и количеством молей сложного эфира ароматической двухосновной карбоновой кислоты удовлетворяют следующим далее выражениям (i) и (ii):

а продукт реакции (2) представляет собой продукт реакции между следующими компонентами (С) и (D):

(C) компонент на основе соединения титана, содержащий, по меньшей мере, одно соединение, выбираемое из группы, состоящей из алкоксидов титана, описываемых приведенной выше формулой (I), и

(D) компонент на основе соединения фосфора, содержащий, по меньшей мере, один моноэфир фосфорной кислоты, описываемый следующей общей формулой (IV):

где R⁸ представляет собой алкильную группу, содержащую от 1 до 20 атомов углерода, либо арильную группу, содержащую от 6 до 20 атомов углерода, причем молярное соотношение в реакции между компонентом (D) и компонентом (С) находится в диапазоне от 1:1 до 3:1 в расчете на атомарное соотношение (P/Ti) между атомами фосфора в компоненте (D) и атомами титана в компоненте (С).

где a₁ представляет собой расстояние от центра окружности, вписанной во внутренние стенки поперечного сечения индивидуального волокна, до оконечности ребра, a b₁ представляет собой радиус окружности, вписанной во внутренние стенки поперечного сечения волокна.

где S_A представляет собой площадь поперечного сечения сердцевины, D_A представляет собой диаметр сердцевины, если поперечное сечение представляет собой круг, либо диаметр описанной окружности, если поперечное сечение круг собой не представляет, a S_B, L_B и W_B представляют собой площадь поперечного сечения, максимальную длину и максимальную ширину ребер соответственно.

где V_a представляет собой молярный объем (см³/моль) сложного полиэфира;

R представляет собой газовую постоянную (Дж/моль·К);

Т представляет собой абсолютную температуру (К);

δа и δb представляют собой параметры растворимости (Дж^1/2/см^3/2) для сложного полиэфира и соединения соответственно.

где L1 представляет собой расстояние от точки соединения секции треугольной формы и выступа до оконечности выступа;

L2 представляет собой расстояние от точки соединения секции треугольной формы и выступа до стороны секции треугольной формы, противоположной точке соединения;

hi представляет собой ширину выступа;

h2 представляет собой длину стороны секции треугольной формы, противоположной точке соединения секции треугольной формы и выступа.

где R⁹ представляет собой алкильную группу, содержащую от 3 до 30 атомов углерода, или же арильную либо алкиларильную группу, содержащую от 7 до 40 атомов углерода;

М представляет собой щелочной металл либо щелочноземельный металл.