СМЕШАННАЯ ПРЯЖА С ЭЛЕМЕНТАРНЫМИ НИТЯМИ С РАЗЛИЧНЫМИ СТЕПЕНЯМИ УСАДКИ ИЗ СЛОЖНЫХ ПОЛИЭФИРОВ Российский патент 2007 года по МПК D04H1/42 D01F6/62 C08G63/85 D04H1/54 C08G63/82 C08K5/5317 

Область техники, к которой относится изобретение

Настоящее изобретение относится к смешанной пряже с элементарными нитями с различными степенями усадки из сложных полиэфиров. Говоря более конкретно, оно относится к смешанной пряже с элементарными нитями с различными степенями усадки из сложных полиэфиров, полученной с использованием полимерных сложных полиэфиров, характеризующихся удовлетворительным цветовым тоном и превосходной формуемостью.

Предшествующий уровень техники

Элементарные нити из сложного полиэфира отличаются превосходными механическими, физическими и химическими характеристиками, и поэтому они широко используются в областях применения элементарных нитей.

Предпринимались попытки при использовании элементарных нитей, полученных из полимерных сложных полиэфиров, изготовить объемную пряжу, и, например, были предложены элементарные нити, характеризующиеся неодинаковыми степенями усадки, располагающиеся в виде элементарных нитей ядра и элементарных нитей оболочки (например, выкладка заявки на патент в Японии HEI №5-209366).

Полимеры, составляющие элементарные нити из сложных полиэфиров, например, полиэтилентерефталат, обычно получают в результате получения сначала этиленгликолевого сложного эфира терефталевой кислоты и/или его низшего полимера, а после этого его нагревания при пониженном давлении в присутствии катализатора полимеризации для проведения реакции до достижения желательной степени полимеризации. Другие сложные полиэфиры получают по сходным способам.

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 элементарных нитей либо формирования неоднородных физических свойств элементарной нити во время стадий формования волокон и вытяжки.

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 выкладку на выдачу патента в Японии 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 полимерных сложных полиэфиров требуется улучшение цветового тона.

В качестве катализаторов получения сложных полиэфиров также были предложены комплексы соединение титана/соединение фосфора (например, смотрите выкладку на выдачу патента в Японии 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.

Смешанная пряжа с элементарными нитями с различными степенями усадки используется в особенности для изготовления одежды, относящейся к предметам роскоши, и поэтому необходимо, чтобы она демонстрировала бы высокое качество и цветовой тон.

Описание изобретения

Первая цель изобретения заключается в решении упомянутых выше проблем предшествующего уровня техники в результате предложения смешанной пряжи с элементарными нитями с различными степенями усадки из сложных полиэфиров, характеризующейся наличием удовлетворительного цветового тона, отсутствием ворсования и высоким качеством. Данная цель достигается при использовании следующей смешанной пряжи с элементарными нитями с различными степенями усадки из сложных полиэфиров.

Смешанная пряжа с элементарными нитями с различными степенями усадки из сложных полиэфиров изобретения представляет собой смешанную пряжу, включающую два различных типа элементарных нитей, характеризующихся различными степенями усадки в кипящей воде, индивидуально включающих полимерный сложный полиэфир в качестве основного компонента,

где полимерный сложный полиэфир представляет собой полимер, полученный в результате 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 в виде соединения титана, содержащий, по меньшей мере, одно соединение, выбираемое из группы, состоящей из:

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

где каждый из R¹, R², R³ и R⁴ независимо представляет собой одно звено, выбираемое 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 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 в виде 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, одно звено, выбираемое из группы -СН₂ и группы -CH₂(Y), где Y представляет собой фенильную группу,

смесь катализатора (1) используют при соотношении концентраций компонентов в смеси, таком, что соотношение (%) М_Тi между миллимолями элемента титана в компоненте в виде соединения титана (А) и количеством молей сложного эфира ароматической двухосновной карбоновой кислоты и соотношение (%) М_р между миллимолями элемента фосфора в компоненте в виде 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 в виде 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 в виде 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 арильную группу, содержащую от 6 до 20 атомов углерода, а p представляет собой целое число, равное 1 либо 2.

Компонент (А) смеси (1) катализатора и компонент (С) продукта реакции (2) катализатора в случае смешанной пряжи с элементарными нитями с различными степенями усадки из сложных полиэфиров 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) катализатора получения смешанной пряжи с элементарными нитями с различными степенями усадки из сложных полиэфиров изобретения соотношение в реакции между компонентом (D) и компонентом (С) предпочтительно находится в диапазоне от 1:1 до 3:1 при расчете через соотношение 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) катализатора получения смешанной пряжи с элементарными нитями с различными степенями усадки из сложных полиэфиров изобретения, предпочтительно выбирают из числа моноалкилфосфатов.

Сложный эфир ароматической двухосновной карбоновой кислоты в смешанной пряже с элементарными нитями с различными степенями усадки из сложных полиэфиров изобретения предпочтительно представляет собой сложный диэфир, полученный в результате переэтерификации между диалкиловым эфиром ароматической двухосновной карбоновой кислоты и алкиленгликолевым сложным эфиром в присутствии катализатора, содержащего соединение титана.

Ароматическую двухосновную карбоновую кислоту в смешанной пряже с элементарными нитями с различными степенями усадки из сложных полиэфиров изобретения предпочтительно выбирают из числа терефталевой кислоты, 1,2-нафталиндикарбоновой кислоты, фталевой кислоты, изофталевой кислоты, дифенилдикарбоновой кислоты и дифеноксиэтандикарбоновой кислоты, а алкиленгликоль предпочтительно выбирают из числа этиленгликоля, бутиленгликоля, триметиленгликоля, пропиленгликоля, неопентилгликоля, гексанметиленгликоля и додеканметиленгликоля.

Второй целью изобретения является предложение, в дополнение к первой цели, смешанной пряжи с элементарными нитями с различными степенями усадки из сложных полиэфиров, характеризующейся превосходной объемностью и создающей ощущение, подобное ощущению от шерсти. Данная цель достигается при использовании следующей смешанной пряжи с элементарными нитями с различными степенями усадки из сложных полиэфиров.

Говоря конкретно, это смешанная пряжа с элементарными нитями с различными степенями усадки из сложных полиэфиров, содержащая в качестве основного компонента полимерный сложный полиэфир, полученный в результате поликонденсации в присутствии упомянутого выше конкретного катализатора, где два различных типа элементарных нитей представляют собой нити пряжи, образованной частично ориентированными волокнами из сложного полиэфира, характеризующиеся степенью усадки в кипящей воде, не превышающей 5%, и элементарную нить из сложного полиэфира, характеризующуюся степенью усадки в кипящей воде, равной 8% либо более.

Третьей целью изобретения является предложение, в дополнение к первой цели, смешанной пряжи из сложных полиэфиров, которая позволяет ткани создавать ощущение роскошной камвольной шерсти и превосходное ощущение эластичности и придает эффект отсутствия блеска. Данная цель достигается при использовании следующей смешанной пряжи с элементарными нитями с различными степенями усадки из сложных полиэфиров.

Говоря конкретно, это смешанная пряжа с элементарными нитями с различными степенями усадки из сложных полиэфиров, содержащая в качестве основного компонента полимерный сложный полиэфир, полученный в результате поликонденсации в присутствии упомянутого выше конкретного катализатора, где обе элементарные нити представляют собой сопряженные элементарные нити со скрытой способностью к образованию извитости, образованные из двух различных сложных полиэфиров, сопряженных по способу с расположением "бок о бок" либо по способу с эксцентричным расположением в структуре ядро-оболочка, степень усадки у элементарных нитей с низкой степенью усадки находится в диапазоне 0,5-8,0%, а степень усадки в кипящей воде для элементарных нитей с высокой степенью усадки, по меньшей мере, равна 10%.

В случае описанной выше смешанной пряжи с элементарными нитями с различными степенями усадки из сложных полиэфиров степень извитости у элементарных нитей с высокой степенью усадки после обработки в кипящей воде предпочтительно, по меньшей мере, равна 1,5%.

Кроме того, в случае описанной выше смешанной пряжи с элементарными нитями с различными степенями усадки из сложных полиэфиров элементарные нити с низкой степенью усадки предпочтительно представляют собой элементарные нити, прием которых производят при скорости приема в диапазоне 2000-4000 м/мин при формовании волокон из расплава и которые подвергают релаксационной тепловой обработке.

Кроме того, в случае описанной выше смешанной пряжи с элементарными нитями с различными степенями усадки из сложных полиэфиров массовый номер элементарной нити у элементарных нитей с высокой степенью усадки предпочтительно превышает соответствующую характеристику элементарных нитей с низкой степенью усадки, при этом массовые номера индивидуальных элементарных нитей у элементарных нитей с низкой степенью усадки и элементарных нитей с высокой степенью усадки находятся в диапазонах 0,05-3,5 дтекс и 0,55-15,0 дтекс, соответственно, а различие в массовых номерах между ними равно 0,5 дтекс либо более.

Наилучший способ реализации изобретения

Существенными признаками смешанной пряжи с элементарными нитями с различными степенями усадки из сложных полиэфиров изобретения являются то, что она состоит из двух элементарных нитей с различными степенями усадки в кипящей воде, причем обе в качестве своего основного компонента содержат полимерный сложный полиэфир, и то, что полимерный сложный полиэфир представляет собой полимер, полученный в результате поликонденсации с участием сложного эфира ароматической двухосновной карбоновой кислоты в присутствии конкретного катализатора, описанного в настоящем документе ниже. Это делает возможным получение смешанной пряжи с элементарными нитями с различными степенями усадки, отличающейся наличием удовлетворительного цветового тона, отсутствием ворсования и высоким качеством. Степени усадки в кипящей воде у двух различных элементарных нитей предпочтительно равны 2% либо более, более предпочтительно находятся в диапазоне 5-50%, а еще более предпочтительно 5-30%. Как это объясняется в настоящем документе далее, для того, чтобы стабильно формировать смешанную пряжу изобретения, в качестве основного компонента содержащую полимерный сложный полиэфир с получением высококачественной смешанной пряжи, которая не подвергается ворсованию и тому подобному, с демонстрацией, таким образом, ощутимого эффекта, две различные элементарные нити, и та, и другая, могут представлять собой сопряженные элементарные нити, полученные из двух различных полимеров.

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

Соединение титана (А) в смеси катализатора поликонденсации (1) содержит, по меньшей мере, одно соединение, выбранное из группы, состоящей из:

(а) алкоксидов титана, имеющих общую формулу (I):

где каждый из R¹, R², R³ и R⁴ независимо представляет собой одно звено, выбранное из числа алкильных групп, содержащих от 1 до 20 атомов углерода, предпочтительно от 1 до 6 атомов углерода, и фенильных групп, m представляет собой целое число в диапазоне 1-4, а предпочтительно 2-4, и если m представляет собой целое число 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 катализатора поликонденсации (1) содержит, по меньшей мере, одно соединение, описываемое следующей общей формулой (III):

где каждый из R⁵, R⁶ и R⁷ независимо представляет собой алкильную группу, содержащую от 1 до атомов углерода, а Х представляет собой, по меньшей мере, одно звено, выбранное из группы -СН₂ и группы -CH₂(Y), где Y представляет собой фенил.

Продукт реакции (2) катализатора поликонденсации представляет собой продукт реакции между компонентом в виде соединения титана (С) и компонентом в виде соединения фосфора (D).

Компонент в виде соединения титана (С) содержит, по меньшей мере, одно соединение, выбранное 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 в виде соединения фосфора (D), содержит, по меньшей мере, одно соединение фосфора, имеющее общую формулу (IV):

где R⁸ представляет собой алкильную группу, содержащую от 1 до 20 атомов углерода, либо арильную группу, содержащую 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 в виде соединения титана (А) и компонента в виде соединения фосфора (В), то тогда алкоксид титана (а), имеющий общую формулу (I), либо продукт реакции (b) между алкоксидом титана (а) и ароматической карбоновой кислотой, имеющий общую формулу (II), либо ее ангидридом, используемые в качестве компонента в виде соединения титана (А), будут характеризоваться высокими растворимостью в полимерных сложных полиэфирах и совместимостью с ними, и поэтому, даже если остаток компонента в виде соединения титана (А) и останется в полимерном сложном полиэфире, полученном в результате проведения поликонденсации, во время формования волокон из расплава в окрестности фильеры не произойдет никакого накопления инородного материала, так что при высокой эффективности формования волокон можно будет получить элементарную нить из сложного полиэфира с удовлетворительным качеством.

В качестве описываемых общей формулой (I) алкоксидов титана (а), используемых в соответствующем изобретению компоненте виде 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 числа 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 полимерному сложному полиэфиру, что обеспечит эффективное предотвращение накопления инородного материала.

Если алкоксид титана (а) либо (с) в компоненте в виде 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 растворить в растворителе, по каплям добавить 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 числа этанола, этиленгликоля, триметиленгликоля, тетраметиленгликоля, бензола и ксилола.

На молярное соотношение в реакции между алкоксидом титана (а) либо (с) и ароматической поливалентной карбоновой кислотой, имеющей общую формулу (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, имеющей общую формулу (II), либо ее ангидридом предпочтительно находится в диапазоне от (2:1) до (2:5).

Продукт реакции (b) либо (d), полученный в результате проведения реакции, можно использовать непосредственно, либо их можно использовать после проведения очистки в результате перекристаллизации с помощью ацетона, метилового спирта и/или этилацетата.

Соединение фосфора (фосфонатное производное), имеющее общую формулу (III), используемое в компоненте в виде соединения фосфора (В) соответствующей изобретению смеси (1) 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 в виде соединения фосфора (В), состоящий из соединения фосфора (фосфонатного производного), описываемого общей формулой (III), то тогда реакция с компонентом в виде 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 в виде соединения титана (А) в способе проведения реакции поликоденсации будет более продолжительным, и в результате может быть использована меньшая доля компонента в виде 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 в виде соединения фосфора (В), состоящий из соединения фосфора, описываемого общей формулой (III), добавить большое количество стабилизатора, то у полученного полимерного сложного полиэфира 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) будут использовать при соотношении концентраций компонентов в смеси, таком, что соотношение (%) М_Тi между миллимолями элемента титана в компоненте в виде соединения титана (А) и количеством молей сложного эфира ароматической двухосновной карбоновой кислоты и соотношение (%) М_р между миллимолями элемента фосфора в компоненте в виде соединения фосфора (В) и количеством молей сложного эфира ароматической двухосновной карбоновой кислоты будут удовлетворять следующим далее соотносительным выражениям (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_Тi будет меньше 1, то тогда цветовой тон полученного полимерного сложного полиэфира может быть желтоватым, в то время как, если оно будет больше 15, то тогда реакционная способность в поликонденсации у катализатора поликонденсации с таким составом будет недостаточной, что сделает получение целевого полимерного сложного полиэфира затруднительным. Диапазон для соотношения М_р/М_Тi, 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_тi) находится в диапазоне от 10 до 100, а предпочтительно от 20 до 70. Если значение (М_р+М_тi) будет меньше 10, то тогда характеристики образования элементарных нитей у полученного полимерного сложного полиэфира, производительность способа формования волокон из расплава и эксплуатационные характеристики полученных элементарных нитей будут неудовлетворительными. Если значение (М_р+М_Ti) будет больше 100, то тогда при использовании полученного полимерного сложного полиэфира для формования волокон из расплава в окрестности фильеры будет наблюдаться накопление инородного материала в небольшой, но существенной степени. Значение М_Ti 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 в виде 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 в виде соединения титана (С) и компонентом в виде соединения фосфора (D) может включать, например, объединение компонентов (С) и (D) и нагревание их в гликоле. Говоря конкретно, нагревание раствора в гликоле, содержащего компонент в виде соединения титана (С) и компонент в виде соединения фосфора (D), будет приводить к помутнению раствора в гликоле с выпадением компонентов (С) и (D) в осадок в виде продуктов реакции. Осадок можно собирать для использования в качестве катализатора для получения полимерного сложного полиэфира.

Гликоль, использованный 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 одновременными объединением компонента в виде соединения титана (С) и соединения фосфора (D) и гликоля и их нагреванием. Однако, поскольку нагревание вызывает протекание реакции между компонентом в виде соединения титана (С) и компонентом в виде 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 обособленные растворы в гликоле компонента в виде соединения титана (С) и компонента в виде соединения фосфора (D), а после этого растворы объединяют и нагревают.

Температура реакции между компонентами (С) и (D) предпочтительно находится в диапазоне от 50°С 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 для компонента в виде соединения титана (С) и компонента в виде 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 при расчете в виде молярного соотношения между атомами фосфора и атомами титана. В пределах данного диапазона компонент в виде соединения фосфора (D) и компонент в виде 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 полимерного сложного полиэфира с удовлетворительным цветовым тоном. В дополнение к этому, практическое отсутствие избыточного соединения фосфора (V), не вступившего в реакцию, в результате обеспечивает достижение высокой производительности без ухудшения реакционной способности при полимеризации с получением сложного полиэфира.

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

где каждый из R¹⁰ и R¹¹ независимо представляет собой, по меньшей мере, одно звено, выбираемое из арильных групп, содержащих от 6 до 12 атомов углерода, полученных из R¹, R², R³ и R⁴ в общей формуле (I), описывающей алкоксид титана компонента в виде соединения титана (С), и R⁸ в общей формуле (IV), описывающей соединение фосфора в компоненте в виде соединения фосфора (D).

Поскольку продукт реакции между соединением титана и соединением фосфора (III) либо (IV), описываемый формулой (V), обладает высокой каталитической активностью, полимерные сложные полиэфиры, полученные 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 (V), 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 его можно использовать в качестве катализатора получения сложного полиэфира непосредственно, без разделения гликоля и выпавшего в осадок продукта реакции (2), полученного 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 и в качестве катализатора использовать продукт, подвергнутый очистке. Структуру катализатора можно подтвердить при использовании метода твердофазного ЯМР и метода количественного анализа содержания металла РМА (рентгеноструктурный микроанализ).

Полимерный сложный полиэфир, используемый в изобретении, получают в результате поликонденсации с участием сложного эфира ароматической двухосновной карболовой кислоты в присутствии катализатора, содержащего упомянутую выше смесь (1) компонента в виде соединения титана (А) и соединения фосфора (фосфонатного производного) (В) и/или продукт реакции (2) между компонентом в виде соединения титана (С) и компонентом в виде соединения фосфора (D). В соответствии с изобретением сложным эфиром ароматической двухосновной карбоновой кислоты предпочтительно является сложный диэфир, образованный из компонента в виде 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 полное 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 полное количество повторяющихся звеньев в сложном полиэфире.

Полимерный сложный полиэфир, используемый в изобретении, также может представлять собой и смешанный сложный полиэфир, полученный 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 полимерных сложных полиэфиров, полученных в результате сополимеризации в качестве смешанных компонентов полифункциональных соединений, таких как тримезиновая кислота, триметилолэтан, триметилолпропан, триметилолметан и пентаэритрит.

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

В соответствии с изобретением используемый полимерный сложный полиэфир предпочтительно представляет собой продукт поликонденсации с участием сложного эфира ароматической двухосновной карбоновой кислоты, образованного из ароматической двухосновной карбоновой кислоты и алифатического гликоля, описанных выше. 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 мелких частиц соединения фосфора, добавляемого во время проведения реакции поликонденсации в качестве фосфорсодержащего стабилизатора.

Кроме того, все количество либо часть компонента в виде 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 между диалкиловым эфиром ароматической двухосновной карбоновой кислоты (образованным в основном из терефталевой кислоты) и этиленгликолем предпочтительно проводить в присутствии компонента в виде 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 в виде соединения титана (С) и упомянутым выше компонентом в виде соединения фосфора (D) и реакцию поликонденсации проводят в их присутствии.

Реакцию переэтерификации обычно будут проводить при обычном давлении, но проведение ее при давлении в диапазоне 0,05-0,20 МПа будет дополнительно стимулировать прохождение реакции, катализируемой действием компонента в виде соединения титана (А), при одновременном, наряду с этим, предотвращении 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, полученного в результате деполимеризации полиалкилентерефталата, либо рекуперированной терефталевой кислоты, полученной в результате его гидролиза. С точки зрения эффективного использования ресурсов предпочтительно использование подвергаемых переработке для вторичного использования сложных полиэфиров, полученных 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, полученный по способу поликонденсации, обычно экструдируют в расплавленном состоянии и охлаждают с получением частиц (крошки).

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 кПа до 200 кПа в атмосфере инертного газа, такого как азот, аргон либо газообразный диоксид углерода.

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

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

Полимерный сложный полиэфир, используемый в изобретении, предпочтительно выбирают из числа полиэтилентерефталата, политриметилентерефталата и политетраметилентерефталата.

Сложный полиэфир, используемый в изобретении, при необходимости может содержать небольшие количества добавок, таких как антиоксиданты, поглотители ультрафиолетовых лучей, антипирены, флуоресцентные осветители, 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 полимерный сложный полиэфир в количестве в диапазоне 0,01-10% (мас.).

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

Если полимерный сложный полиэфир содержит в качестве матирующего средства диоксид титана, то тогда диоксид титана матирующего средства можно удалить из образца полимерного сложного полиэфира для проведения измерений в результате растворения полимерного сложного полиэфира в гексафторизопропаноле, подачи раствора на центрифугирование для выделения 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% (масс.), 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 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 предложении, в дополнение к первой цели, смешанной пряжи с элементарными нитями с различными степенями усадки из сложных полиэфиров, которая характеризуется превосходной объемностью и создает ощущение, подобное ощущению от шерсти. Данная цель достигается при использовании следующей смешанной пряжи с элементарными нитями с различными степенями усадки из сложных полиэфиров.

Говоря конкретно, это смешанная пряжа с элементарными нитями с различными степенями усадки из сложных полиэфиров, содержащая в качестве основного компонента полимерный сложный полиэфир, полученный в результате проведения поликонденсации в присутствии упомянутого выше конкретного катализатора, где элементарные нити с низкой степенью усадки представляют собой нити пряжи, образованной частично ориентированными волокнами из сложного полиэфира, характеризующиеся степенью усадки в кипящей воде, не превышающей 5%, а элементарные нити с высокой степенью усадки представляют собой нити пряжи из сложного полиэфира, характеризующиеся степенью усадки в кипящей воде, равной 8% либо более.

Если две упомянутые выше различные элементарные нити объединить и смешанную пряжу с элементарными нитями с различными степенями усадки, образованную из данных элементарных нитей, использовать для получения ткани, то тогда ткань можно будет подвергнуть обычной релаксационной тепловой обработке для придания ткани превосходной объемности.

Если степень усадки в кипящей воде для элементарных нитей с низкой степенью усадки будет превышать 5%, то тогда элементарные нити с низкой степенью усадки будут иметь тенденцию подвергаться избыточной усадке при тепловой обработке после изготовления ткани, тем самым не позволяя добиться достижения желательной объемности. В качестве элементарных нитей с низкой степенью усадки наиболее предпочтительна саморастягивающаяся пряжа.

С другой стороны, степень усадки в кипящей воде для элементарных нитей с высокой степенью усадки, меньшая 8%, имеет тенденцию приводить в результате к получению меньшего различия для концов элементарных нитей в сравнении с элементарными нитями с низкой степенью усадки, что сделает затруднительным достижение высокой объемности. Однако, если степень усадки в кипящей воде будет чрезмерно велика, то тогда при использовании в тканом материале восстановление после растяжения будет неудовлетворительным, создавая тенденцию к тому, чтобы приводить к получению короблении ("дуг"), и поэтому подходящим верхним пределом являются 25%. Предпочтительным диапазоном для степени усадки в кипящей воде для элементарных нитей с высокой степенью усадки является диапазон 12-20%.

Смешанную пряжу с элементарными нитями с различными степенями усадки из сложных полиэфиров можно получить, например, по способу, описанному ниже.

Элементарные нити с низкой степенью усадки изобретения, то есть нити пряжи, образованной частично ориентированными волокнами из сложных полиэфиров, подвергнутыми релаксационной тепловой обработке, можно получить, например, в результате фиксации нитей пряжи, образованной частично ориентированными волокнами из сложных полиэфиров, полученной при скорости приема 2200-4500 м/мин в течение 0,01-0,30 секунды при подаче с опережением 0,5-5,0% и температуре бесконтактного нагревателя 160-210°С.

Сложным полиэфиром, образующим элементарные нити с высокой степенью усадки, предпочтительно является полиэтилентерефталат, сополимеризованный с изофталевой кислотой (предпочтительна степень сополимеризации на уровне 5-30 мольных процентов в расчете на кислотный компонент). Если использовать такой сложный полиэфир, то тогда элементарные нити с высокой степенью усадки можно получить, например, в результате сначала сматывания не подвергнутых вытяжке элементарных нитей из сложного полиэфира при скорости формования волокон 1000-1500 м/мин, а после этого его вытяжки и термофиксации при степени вытяжки 2,5-3,5 и температуре фиксации 150-180°С. В данном случае относительное удлинение элементарных нитей с высокой степенью усадки предпочтительно находится в диапазоне 45-60%.

Смешанную пряжу с элементарными нитями с различными степенями усадки из сложных полиэфиров предпочтительно получают в результате перепутывания упомянутых выше элементарных нитей с низкой степенью усадки и с высокой степенью усадки. На способ перепутывания особенных ограничений не накладывается, но предпочтительно использование пневмоперепутывания. Пропорция, используемая в данном случае, предпочтительно представляет собой пряжа оболочки, образованная элементарными нитями с высокой степенью усадки: элементарные нити с низкой степенью усадки=от 25:75 до 75:25 (мас.). Способ пневмоперепутывания может представлять собой переплетение либо переработку по технологии Taslan. Полученную в результате перепутывания пряжу по мере надобности можно также подвергнуть дополнительной обработке, включающей крутку либо шлихтование - термофиксацию.

Описанную выше смешанную пряжу с элементарными нитями с различными степенями усадки из сложных полиэфиров можно использовать при ткачестве, например, в качестве пряжи основы и/или утка и подвергать релаксационной тепловой обработке для изготовления тканого материала с превосходной объемностью. Тканый материал также может быть подвергнут и щелочному гидролизу либо после, либо во время релаксационной тепловой обработки. Степень щелочного гидролиза в данном случае может быть надлежащим образом выбрана в диапазоне 5-30% (мас.) в зависимости от целевой объемности.

Третья цель изобретения заключается в предложении, в дополнение к первой цели, смешанной пряжи из сложных полиэфиров, которая позволяет ткани создавать ощущение роскошной камвольной шерсти и превосходное ощущение эластичности и придает эффект отсутствия блеска. Данная цель достигается при использовании следующей смешанной пряжи с элементарными нитями с различными степенями усадки из сложных полиэфиров.

Говоря конкретно, это смешанная пряжа с элементарными нитями с различными степенями усадки из сложных полиэфиров, включающая в качестве основного компонента полимерный сложный полиэфир, полученный в результате проведения поликонденсации в присутствии упомянутого выше конкретного катализатора, где как элементарные нити с высокой степенью усадки, так и элементарные нити с низкой степенью усадки представляют собой сопряженные элементарные нити со скрытой способностью к образованию извитости, образованные из двух различных сложных полиэфиров, сопряженных по способу с расположением "бок о бок" либо по способу с эксцентричным расположением в структуре ядро-оболочка, степень усадки у элементарных нитей с низкой степенью усадки находится в диапазоне 0,5-8,0%, а степень усадки в кипящей воде для элементарных нитей с высокой степенью усадки, по меньшей мере, равна 10%.

В описанной выше смешанной пряже с элементарными нитями с различными степенями усадки из сложных полиэфиров как элементарные нити с высокой степенью усадки, так и элементарные нити с низкой степенью усадки представляют собой сопряженные элементарные нити со скрытой способностью к образованию извитости, образованные из двух различных сложных полиэфиров из числа упомянутых выше конкретных полимерных сложных полиэфиров, сопряженных по способу с расположением "бок о бок" либо по способу с эксцентричным расположением в структуре ядро-оболочка. В данном случае комбинация сложных полиэфиров в сопряженных элементарных нитях может представлять собой комбинацию неодинаковых сложных полиэфиров из числа сложных полиэфиров, упомянутых ниже, или же это может быть комбинация одинаковых сложных полиэфиров с неодинаковыми характеристическими вязкостями.

Элементарными нитями с низкой степенью усадки предпочтительно являются сопряженные элементарные нити, полученные в результате сопряжения полиэтилентерефталатов с неодинаковыми характеристическими вязкостями. Данный тип сопряженной элементарной нити будет позволять получать более мягкую ткань с более бархатно-шелковистым грифом. С точки зрения облегчения обеспечения стабильного изготовления пряжи и проявления скрытой способности к образованию извитости характеристическая вязкость сложного полиэфира, составляющего сопряженную элементарную нить (при проведении измерения при температуре 30°С с использованием растворителя орто-хлорфенола) предпочтительно находится в диапазоне 0,50-1,0 для компонента с низкой степенью усадки и в диапазоне 0,35-0,55 для компонента с высокой степенью усадки при различии между обеими, по меньшей мере, равном 0,15.

С другой стороны, элементарные нити с высокой степенью усадки предпочтительно представляют собой сопряженные элементарные нити, полученные в результате сопряжения полиэтилентерефталата, сополимеризованного с изофталевой кислотой на уровне 8-15 мольных процентов в расчете на полное количество кислотного компонента, и сложного полиэфира, по существу не содержащего сополимеризованного компонента.

Если степень усадки в кипящей воде у элементарных нитей с низкой степенью усадки будет меньше 0,5%, то тогда будет наблюдаться тенденция к тому, что создание ощущения роскошной камвольной шерсти окажется затруднительным. С другой стороны, если степень усадки в кипящей воде будет превышать 8,0%, то тогда разница в степени усадки в сравнении с описанными в настоящем документе далее элементарными нитями с высокой степенью усадки будет меньше, создавая тенденцию к препятствованию создания превосходного ощущения эластичности либо проявлению характеристик эластичности. Степень усадки в кипящей воде для элементарных нитей с низкой степенью усадки предпочтительно находится в диапазоне 2,0-6,0%.

Способ получения элементарных нитей с низкой степенью усадки подробно будет разъяснен далее, но элементарные нити с низкой степенью усадки предпочтительно представляют собой элементарные нити, прием которых при формовании волокон из расплава производят при скорости приема 2000-4000 м/мин и которые подвергают релаксационной тепловой обработке. Использование данного типа сопряженных элементарных нитей будет позволять получать более мягкую ткань, создающую превосходное ощущение роскошной камвольной шерсти и характеризующуюся наличием бархатно-шелковистого грифа.

С другой стороны, если степень усадки в кипящей воде для элементарных нитей с высокой степенью усадки будет меньше 10%, то тогда характеристики эластичности будут иметь тенденцию к ухудшению. В дополнение к этому, отличие в степени усадки от соответствующего параметра для элементарных нитей с низкой степенью усадки будет недостаточным и будет трудно добиться создания превосходного ощущения роскошной камвольной шерсти. Степень усадки в кипящей воде для элементарных нитей с высокой степенью усадки предпочтительно находится в диапазоне 10-50%, а более предпочтительно 10-40%.

Степень извитости у элементарных нитей с высокой степенью усадки после обработки в кипящей воде предпочтительно, по меньшей мере, равна 1,5%. Если степень извитости будет меньше 1,5%, то тогда характеристики эластичности не будут очень высокими, и создать ощущение роскошной камвольной шерсти будет затруднительно.

В описанной выше смешанной пряже с элементарными нитями с различными степенями усадки из сложных полиэфиров элементарные нити с низкой степенью усадки и с высокой степенью усадки перемешивают и перепутывают с получением смешанной пряжи, которую после этого подвергают тепловой обработке таким образом, чтобы элементарные нити с высокой степенью усадки располагались бы в основном в области ядра, а элементарные нити с низкой степенью усадки располагались бы в основном в области оболочки. Различие в степенях усадки для элементарных нитей с низкой степенью усадки и с высокой степенью усадки в областях ядра и оболочки будет в результате приводить к образованию извитости с различными ориентациями и периодами извитости, в то время как различные уровни извитости, проявляющиеся в областях ядра и оболочки смешанной пряжи, будут образовывать двухуровневую структуру извитости. Такая двухуровневая структура извитости будет позволять тканям создавать ощущение роскошной камвольной шерсти при одновременном, наряду с этим, придании и соответствующих характеристик эластичности. Кроме того, было обнаружено, что расположение элементарных нитей с низкой степенью усадки в области оболочки обеспечивает создание в высшей степени превосходного ощущения роскошной камвольной шерсти, не встречавшегося на предшествующем уровне техники.

Массовый номер индивидуальных элементарных нитей у элементарных нитей с низкой степенью усадки предпочтительно находится в диапазоне 0,05-3,5 дтекс, в то время как массовый номер индивидуальных элементарных нитей у элементарных нитей с высокой степенью усадки предпочтительно находится в диапазоне 0,55-15,0 дтекс. Кроме того, массовый номер индивидуальных элементарных нитей у элементарных нитей с низкой степенью усадки предпочтительно меньше массового номера индивидуальных элементарных нитей у элементарных нитей с высокой степенью усадки, при этом разница между ними составляет предпочтительно 0,5 дтекс либо более, а более предпочтительно 1,0 дтекс либо более. Такое различие в массовых номерах будет позволять добиваться образования извитости при неодинаковых величинах извитости, обнаруживаемых в областях ядра и оболочки, с получением отчетливой двухуровневой структуры извитости при одновременном, наряду с этим, придании ткани более бархатно-шелковистого грифа и создании превосходного ощущения роскошной камвольной шерсти.

Описанная выше смешанная пряжа с элементарными нитями с различными степенями усадки из сложных полиэфиров представляет собой смешанную пряжу, полученную в результате перепутывания со смешиванием элементарных нитей с высокой степенью усадки и низкой степенью усадки, но избыточно малое количество переплетений в результате будет приводить к недостаточному перепутыванию между элементарными нитями с высокой степенью усадки и низкой степенью усадки и будет иметь тенденцию к приданию поверхности ткани неприглядного внешнего вида, в то время как избыточно большое количество переплетений будет приводить к уменьшению промежутков между элементарными нитями и к получению недостаточной пухлости ткани, что сделает создание ощущения роскошной камвольной шерсти затруднительным. Количество переплетений предпочтительно находится в диапазоне 10-90/м, а более предпочтительно в диапазоне 15-50/м.

Смешанную пряжу с элементарными нитями с различными степенями усадки из сложных полиэфиров, которую получают в результате перепутывания со смешиванием элементарных нитей с высокой степенью усадки и с низкой степенью усадки, можно получать без обычно используемых стадий ложной крутки. Следовательно, смешанная пряжа изобретения может позволить получить ткань, характеризующуюся наличием так называемого эффекта отсутствия блеска, не демонстрирующую никакого блеска либо глянца, возникающих вследствие деформации поперечных сечений элементарных нитей в результате проведения ложной крутки.

Поэтому никаких особенных ограничений на формы поперечных сечений индивидуальных элементарных нитей для элементарных нитей с низкой степенью усадки и с высокой степенью усадки не накладывается, но для того, чтобы добиться получения эффекта отсутствия блеска, сдавленные и деформированные поперечные сечения, такие как получаемые в случае пряжи ложной крутки, непредпочтительны.

Смешанную пряжу с элементарными нитями с различными степенями усадки из сложных полиэфиров можно получить, например, по следующему способу.

Элементарные нити с низкой степенью усадки получают в результате высушивания двух различных сложных полиэфиров в форме гранул с использованием обычных способов, расплавления их при помощи обычной аппаратуры для формования волокон из расплава, снабженной червячным расплавителем, проведения формования сопряженных волокон по способу с расположением "бок о бок" либо по способу с эксцентричным расположением в структуре ядро-оболочка, охлаждения, добавления подходящего замасливателя и проведения приема при скорости приема 2000-4000 м/мин без вытяжки с получением сопряженных элементарных нитей со скрытой способностью к образованию извитости. Если скорость приема превысит 4000 м/мин, то тогда для сопряженной элементарной нити будет трудно довести степень усадки в кипящей воде до уровня 0,5-8,0% при проведении описанной далее релаксационной тепловой обработки, и будет наблюдаться тенденция к тому, что получение ткани, создающей ощущение роскошной камвольной шерсти, будет более затруднительным. С другой стороны, если скорость приема будет меньше 2000 м/мин, то тогда получаемая сопряженная элементарная нить будет иметь тенденцию к тому, чтобы становиться хрупкой, что в результате приведет к уменьшению удобства в обращении при использовании в смешанной пряже.

В случае сопряженных элементарных нитей со скрытой способностью к образованию извитости, характеризующихся наличием такого различия в степени усадки, условия тепловой обработки сопряженных элементарных нитей, подвергнутых вытяжке при скорости формования волокон в упомянутом выше диапазоне, можно отрегулировать, приведя в соответствие с условиями релаксационной тепловой обработки, для того, чтобы получить элементарные нити с низкой степенью усадки, характеризующиеся степенью усадки в кипящей воде в диапазоне 0,5-8,0%. Например, для получения элементарных нитей с низкой степенью усадки, характеризующихся степенью усадки в кипящей воде в диапазоне 0,5-8,0%, после первого сматывания подвергнутых вытяжке сопряженных элементарных нитей, их можно пропустить через аппаратуру для проведения тепловой обработки, оснащенную нагревателем, расположенным между, по меньшей мере, двумя вращающимися валиками для релаксационной тепловой обработки. Нагреватель предпочтительно относится к бесконтактному типу, установленному на стороне подачи. Степень релаксации в данном случае будет различной в зависимости от скорости формования волокон и тому подобного, но предпочтительно она находится в диапазоне 1-45%, а более предпочтительно в диапазоне 1-10%. Степень релаксации, меньшая 1%, будет иметь тенденцию приводить в результате к получению степени усадки, большей 8%. С другой стороны, степень релаксации, большая 45%, будет в результате приводить к большему количеству подающихся элементарных нитей, наматывающихся на валик, во время проведения релаксационной тепловой обработки.

Температура нагревателя находится в диапазоне предпочтительно 180-280°С, а более предпочтительно 200-260°С. Если температура нагревателя будет меньше 180°С, то тогда степень усадки в кипящей воде будет иметь тенденцию к превышению 10%. Если температура нагревателя будет превышать 280°С, то тогда поблизости от нагревателя будет наблюдаться тенденция к разрыву элементарной нити.

Элементарные нити с высокой степенью усадки можно получить по следующему далее способу. Для двух различных типов гранул сложных полиэфиров проводят формование волокон из расплава при помощи широко известной прядильной фильеры для формования сопряженных волокон и сматывание при 1000-4000 м/мин, а после этого получаемую не подвергнутую вытяжке элементарную нить подвергают вытяжке. Не подвергнутую вытяжке элементарную нить также можно подвергать вытяжке непосредственно сразу после формования волокон, не проводя сначала сматывания.

Вытяжку предпочтительно проводят с предварительным нагреванием в температурном диапазоне 30-100°С, а температура термофиксации находится в диапазоне 140-280°С. Температура предварительного нагревания ниже 30°С будет иметь тенденцию к тому, чтобы в результате привести к получению неоднородной вытяжки и к формированию элементарных нитей, характеризующихся наличием многочисленных неоднородностей по качеству. С другой стороны, температура предварительного нагревания, превышающая 100°С, будет иметь тенденцию к тому, чтобы приводить к возникновению нестабильности при формовании волокон, в том числе к более значительному перемещению элементарной нити на валиках и к повышенным количествам дефектов на элементарных нитях. Температура термофиксации, меньшая 140°С, не будет позволять проводить вытяжку стабильно, создавая тенденцию к возникновению неравномерностей при вытяжке и образованию ворсования либо мест с дефектами окрашивания, в то время как температура термофиксации, превышающая 280°С, будет иметь тенденцию к тому, чтобы приводить к разрыву элементарных нитей во время термофиксации.

Степень вытяжки будет различаться в зависимости от скорости формования волокон, но предпочтительно ее устанавливают такой, чтобы относительное удлинение элементарных нитей с высокой степенью усадки после вытяжки было бы равным 25-65%. Если степень вытяжки установить такой, чтобы относительное удлинение было бы меньше 25%, то тогда в результате вытяжки разрыв элементарных нитей и ворсование будут происходить в большей степени. Наоборот, если степень вытяжки будет установлена такой, что относительное удлинение будет превышать 65%, то тогда в получающихся в результате элементарных нитях с высокой степенью усадки будет наблюдаться больше комплексных нитей, не подвергнутых вытяжке.

Элементарные нити с низкой степенью усадки и элементарные нити с высокой степенью усадки, полученные по способу, описанному выше, могут быть расположены параллельно, и в случае перепутывания со смешиванием для того, чтобы получить соответствующую изобретению смешанную пряжу из сложных полиэфиров, при подаче с опережением 1-5% и при использовании широко известной фильеры, формирующей переплетения, давление воздуха в фильере можно отрегулировать для получения 15-90 переплетений/м.

Для того, чтобы изготовить текстиль, создающий превосходное ощущение роскошной камвольной шерсти, характеризующийся наличием свойства эластичности и эффекта отсутствия блеска, полученную смешанную пряжу с элементарными нитями с различными степенями усадки из сложных полиэфиров можно использовать при ткачестве либо вязании и подвергать обычно используемым стадиям обработки в виде мойки, окрашивания и отделки для получения скрытой способности к образованию извитости.

Примеры

Настоящее изобретение далее будет разъяснено подробно при помощи следующих примеров.

(1) Содержание элемента металла титана, содержание 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 плоского сформованного образца для испытаний. Образец подавали во флуоресцентный рентгеновский анализатор Model 3270E от компании Rigaku Corp. для проведения измерения содержания элемента металла титана и содержания элемента фосфора.

(2) Характеристическая вязкость

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

(3) Объемность

Объемность определяли при измерении качества камвольной шерсти (St) для каждого стандарта и градуировали по шкале с уровнями 1-5.

(4) Ворсование ткани

Степень ворсования оценивали и градуировали по шкале с уровнями 1-5, при этом 5 соответствовало наименьшей степени ворсования.

(5) Свойство глубокого окрашивания

Окрашивание проводили при использовании черного дисперсного красителя в одинаковых условиях, и градуировка базировалась на шкале с уровнями 1-5, основанной на визуальном осмотре, при этом наиболее глубокая окраска соответствовала уровню 5.

Параметры измеряли с использованием следующих далее методов, а характеристическую вязкость измеряли с использованием метода (1) для примеров 4-10 и сравнительных примеров 4-5.

(6) Степень усадки в кипящей воде (%)

Ее измеряли в соответствии с Method 8.18.1 В из JIS L1013.

(7) Степень извитости

Пряжу наматывали на бобину при натяжении 1225/2500 мн ×9(массовый номер в текс (50 мг (массовый номер в денье) и получали пасму, соответствующую приблизительно 3300 дтекс (3000 де). После получения пасмы на один конец пасмы прилагали нагрузку в виде 49/2500 мн ×9 × массовый номер в дтекс + 49/25 мн ×9 × массовый номер в текс (2 мг × массовый номер в денье + 200 мг × массовый номер в денье) и по истечении одной минуты измеряли длину L0 (см). Затем после удаления нагрузки 49/25 мн ×9 × массовый номер в текс (200 мг × массовый номер в денье) в течение 20 минут проводили обработку в кипящей воде при 100°С. После проведения обработки в кипящей воде убирали 49/2500 мн ×9 × массовый номер в текс (2 мг × массовый номер в денье), и пряжу в свободном состоянии в течение 24 часов высушивали в естественных условиях. К высушенному в естественных условиях образцу опять прилагали нагрузку в виде 49/2500 мн ×9 × массовый номер в дтекс + 49/25 мн ×9 × массовый номер в текс (2 мг × массовый номер в денье + 200 мг × массовый номер в денье) и по истечении одной минуты измеряли длину L1 (см). После этого нагрузку 49/25 мн × 9 × массовый номер в текс (200 мг × массовый номер в денье) удаляли и по истечении одной минуты измеряли длину L2, а полную степень извитости рассчитывали по следующей далее формуле. Измерения проводили 10 раз и определяли среднее значение.

Степень извитости (%)=[(L1-L2)/L0]×100

(8) Количество переплетений (/м)

Его измеряли в соответствии c JIS L1013 8.15.

(9) Коэффициент растяжения

Образец для испытаний 5 см × 20 см подвергали воздействию начальной нагрузки 20 г при использовании машины для испытания на растяжение, оснащенного автоматическим записывающим устройством, и образец для испытаний зажимали с выдерживанием расстояния между зажимами 10 см, подвергали растяжению при постоянной нагрузке 1,5 кг и скорости растяжения 30 см/мин, а после этого немедленно проводили восстановление первоначального положения при той же самой скорости и вычерчивали кривую нагрузка-относительное удлинение. Коэффициент растяжения выражали с использованием следующей формулы, где величину растяжения (с точностью до 0,01 см) после растяжения под действием постоянной нагрузки 1,5 кг и непосредственно перед немедленным восстановлением первоначального положения образца при той же самой скорости обозначили в виде L (см).

ST=[L/10]×100(%)

(10) Ощущение роскошной камвольной шерсти и эффект отсутствия блеска

Из смешанной пряжи ткали с получением саржевого переплетения с основой в виде 192 одиночные нити/3,79 см и утком в виде 144 одиночные нити/3,79 см, а после этого окрашивали в голубой цвет, и 5 экспертов проводили оценку ощущения роскошной камвольной шерсти (мягкий бархатно-шелковистый гриф, ощущение пухлости) и эффекта отсутствия блеска. Эффект указывали как хороший либо плохой.

(11) Состояние выпуска полимера

Состояние выпуска полимера наблюдали во время формования волокон при выпуске полимера из фильеры и состояние выпуска градуировали по следующей далее шкале. Наблюдение проводили, начиная со второго дня после начала формования сопряженных волокон.

Уровень 1: Выпускаемая элементарная нить вычерчивала согласованную линию падения при стабильной подаче.

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

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

(12) Число ворсования (/10⁶ м)

После пропускания 250 намотанных на паковки (либо намотанных на шпули) нитей смешанной пряжи 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, и 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 атома 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 этиленгликодя. После достижения 100°С добавляли 34,5 г монолаурилфосфата и смесь нагревали, смешивали и перемешивали до растворения и получали прозрачный раствор. Данный раствор здесь и далее в настоящем изобретении 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 изобретении 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, а после этого его промывали при помощи воды 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. Твердофазный анализ по методу ЯМР позволил получить следующие результаты. Измерения, проведенные по методу 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., как у тетрабутоксида титана, в то время как измерение 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 выдерживания 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°С 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, реакционную смесь суспендировали. 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.

Гранулы использовали в качестве исходного материала для формования волокон при скорости формования волокон 3200 м/мин и получали нити пряжи, образованной частично ориентированными волокнами из сложных полиэфиров, с характеристикой 90 дтекс/24 элементарные нити (массовый номер индивидуальной элементарной нити: 3,8 дтекс), которые подвергали тепловой обработке в течение 0,05 сек при подаче, с опережением 1,5% и температуре фиксации 185°С (пластинчатый нагреватель) и получали элементарные нити оболочки, характеризующиеся степенью усадки в кипящей воде, равной 0%.

Независимо, после получения катализатора по тому же самому способу, что и описанный выше, в качестве исходного материала для формования волокон при скорости формования волокон 1300 м/мин использовали гранулы сложного полиэфира, сополимеризованного с изофталевой кислотой при уровне ее введения 10,0%, (характеристическая вязкость: 0,640) и после первого получения не подвергнутой вытяжке пряжи ее подвергали вытяжке и термофиксации при степени вытяжки 3,2 и температуре фиксации 160°С с получением в качестве элементарных нитей ядра нитей пряжи, независимо подвергнутых вытяжке, с характеристикой 91 дтекс/15 элементарных нитей (массовый номер индивидуальной элементарной нити: 6 дтекс) и степенью усадки в кипящей воде 15%.

После этого в соответствии со способом переработки по технологии Taslan получали подвергнутую пневмоперепутыванию смешанную пряжу со структурой ядро-оболочка при подаче с опережением элементарных нитей с высокой степенью усадки (сторона элементарных нитей ядра) 3% и подаче с опережением элементарных нитей с низкой степенью усадки (сторона элементарных нитей оболочки) 7%, давлении воздуха 784 кПа и скорости 400 м/мин.

Полученную подвергнутую пневмоперепутыванию смешанную пряжу подвергали крутке при 1200 кр./м [15300/(дтекс/1,11)^1/2; дтекс = 1,81] и получали крученую пряжу, предназначенную для использования в качестве основы и утка, при саржевом переплетении 2/2 с плотностью некрашеной ткани 42,2 одиночной нити/см для основы и 21,9 одиночной нити/см для утка. Некрашеную ткань подвергали предварительной релаксации в течение 20 секунд при 100°С, а после этого для релаксации в течение 40 минут использовали дисковый релаксатор при предельной температуре 120°С и после надлежащей усадки основы и утка в результате предварительной фиксации после проведения воздушной сушки ткань подвергали щелочному гидролизу в степени 13% (мас.). Для окрашивания при 135°С в течение 60 минут применяли дисперсный краситель с использованием для отделки сопловой красильной машины. Результаты оценки для полученной окрашенной ткани продемонстрированы в таблице 1. Полученный тканый материал создавал ощущение, подобное ощущению от шерсти.

Сравнительный пример 1

Реализовали ту же самую методику, что и в примере 1, за исключением того, что катализатор поликонденсации заменили на раствор триоксида сурьмы в этиленгликоле с концентрацией 1,3%, загруженное количество составляло 4,83 массовых частей, и дополнительно в качестве стабилизатора проводили загрузку 0,121 части раствора триметилфосфата в этиленгликоле с концентрацией 25% и получали полиэтилентерефталат с характеристической вязкостью 0,630 и сложный полиэфир, полученный в результате его сополимеризации с изофталевой кислотой при уровне ее введения 10,0 мольных процентов. Полимеры использовали для получения смешанной пряжи с элементарными нитями с различными степенями усадки тем же самым способом, что и в примере 1 и получали окрашенную ткань. Результаты оценки продемонстрированы в таблице 1.

Сравнительный пример 2

Реализовали ту же самую методику, что и в примере 1, за исключением того, что для того, чтобы получить полиэтилентерефталат с характеристической вязкостью 0,630 и сложный полиэфир, получаемый в результате его сополимеризации с изофталевой кислотой при уровне ее введения 10,0 мольных процентов, в качестве катализатора поликонденсации использовали один только раствор ТВ, полученный в примере 1, и количество загрузки составляло 1,03 массовых частей. Полимеры использовали для изготовления смешанной пряжи с элементарными нитями с различными степенями усадки тем же самым способом, что и в примере 1, и получали окрашенную ткань. Результаты оценки продемонстрированы в таблице 1.

Таблица 1 Пример 1Сравнительный пример 1Сравнительный пример 2Катализатор полимеризацииTP1-2,0Sb₂O₃Раствор ТВОбъемность4-54-54-5Ворсование53-45Свойство глубокого окрашивания4-542-3

Пример 3

Реализовали ту же самую методику, что и в примере 2, за исключением того, что в качестве соединения титана использовали 0,016 части тримеллитата титана (ТМТ), синтезированного по способу, описанному далее. Результаты оценки для полученной окрашенной ткани продемонстрированы в таблице 2.

Способ синтеза тримеллитата титана:

К раствору тримеллитового ангидрида в этиленгликоле (0,2%) при 1/2-мольном соотношении с тримеллитовым ангидридом добавляли тетрабутоксититан и реакцию проводили в течение 60 минут на воздухе при нормальном давлении, выдерживая температуру, равную 80°С, после чего систему охлаждали до обычной температуры, а полученный катализатор перекристаллизовывали при помощи 10-кратного количества ацетона, а затем осадок отфильтровывали с использованием фильтровальной бумаги и высушивали при 100°С в течение 2 часов до получения целевого соединения.

После загрузки 0,016 части тримелитата титана (ТМТ) 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°С до 240°С, а после этого для завершения реакции переэтерификации добавляли 0,035 массовых частей 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 сложного полиэфира с предельной вязкостью 0,630 и уровнем содержания диэтиленгликоля 1,5% и полимер гранулировали обычным способом.

Гранулы использовали в качестве исходного материала для формования волокон при скорости формования волокон 3200 м/мин и получали нити пряжи, образованной частично ориентированными волокнами из сложных полиэфиров, с характеристикой 90 дтекс/24 элементарные нити (массовый номер индивидуальной элементарной нити: 3,8 дтекс), которые подвергали тепловой обработке в течение 0,05 сек при подаче с опережением 1,5% и температуре фиксации 185°С (пластинчатый нагреватель) и получали элементарные нити с низкой степенью усадки, характеризующиеся степенью усадки в кипящей воде, равной 0%.

Независимо, в качестве исходного материала для формования волокон использовали гранулы сложного полиэфира, сополимеризованного с изофталевой кислотой при уровне ее введения 10,0% (характеристическая вязкость: 0,640) после проведения поликонденсации по тому же самому способу, что и описанный выше, в качестве исходного материала для формирования волокон при скорости 1300 м/мин и после первого получения не подвергнутой вытяжке пряжи ее подвергали вытяжке и термофиксации при степени вытяжки 3,2 и температуре фиксации 160°С с получением элементарных нитей с высокой степенью усадки нитей пряжи, независимо подвергнутых вытяжке, с характеристикой 91 дтекс/15 элементарных нитей (массовый номер индивидуальной элементарной нити: 6 дтекс) и степенью усадки в кипящей воде 15%.

После этого в соответствии со способом переработки по технологии Taslan получали подвергнутую пневмоперепутыванию смешанную пряжу со структурой ядро-оболочка при подаче с опережением элементарных нитей с высокой степенью усадки (сторона элементарных нитей ядра) 3% и подаче с опережением элементарных нитей с низкой степенью усадки (сторона элементарных нитей оболочки) 7%, давлении воздуха 784 кПа и скорости 400 м/мин.

Полученную подвергнутую пневмоперепутыванию смешанную пряжу подвергали крутке при 1200 кр./м [15300/(дтекс/1,11)^1/2; дтекс=1,81] и получали крученую пряжу, предназначенную для использования в качестве основы и утка, при саржевом переплетении 2/2 с плотностью некрашеной ткани 42,2 одиночной нити/см для основы и 21,9 одиночной нити/см для утка. Некрашеную ткань подвергали предварительной релаксации в течение 20 секунд при 100°С, а после этого для релаксации в течение 40 минут использовали дисковый релаксатор при предельной температуре 120°С и после надлежащей усадки основы и утка в результате предварительной фиксации после проведения воздушной сушки ткань подвергали щелочному гидролизу в степени 13% (мас.). Для окрашивания при 135°С в течение 60 минут применяли дисперсный краситель с использованием для отделки сопловой красильной машины. Результаты оценки для полученной окрашенной ткани продемонстрированы в таблице 2. Полученный тканый материал создавал ощущение, подобное ощущению от шерсти.

Таблица 2 Пример 3Сравнительный пример 2Соединение TiТипТМТ-Содержание (% (ммоль.))5-Соединение РТипТЭФА-Содержание (% (ммоль.))30-Соединение SbТип-Sb₂O₃Содержание (% (ммоль.))-31М_р/М_Ti6-М_р+М_Ti (% (ммоль.))35-Объемность4-54-5Ворсование53-4Свойство глубокого окрашивания4-54

Пример 4

Получение соединение титана, соединения фосфора и катализатора и получение олигомера проводили тем же самым способом, что и в примере 1.

После перевода 225 массовых частей полученного олигомера в поликонденсационный реактор в качестве катализатора поликонденсации в него производили загрузку 3,34 массовых частей полученного ранее «катализатора TP1-2,0». После этого для проведения реакции поликонденсации температуру реакции в системе увеличивали от 255°С до 280°С и 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 величины нагрузки на перемешивающую лопасть, и тогда, когда достигали желательной степени полимеризации, реакционную смесь суспендировали. После этого продукт реакции в системе непрерывно экструдировали из выпускного отверстия с получением одиночной нити, а затем охлаждали и резали с получением гранул полиэтилентерефталата с характеристическими вязкостями 0,63, 0,55 и 0,43.

Для получения гранул сложного полиэфира на основе полиэтилентерефталата с характеристической вязкостью 0,63, сополимеризованного с изофталевой кислотой при уровне ее введения 10 мольных процентов в расчете на полное количество кислотного компонента, при переэтерификации и сополимеризации использовали полученный ранее «катализатор ТР1-2,0» при использовании 161 массовой части высокочистой терефталевой кислоты, 18 массовых частей высокочистой изофталевой кислоты и 95 массовых частей этиленгликоля.

Сополимеризованный сложный полиэфир на основе полиэтилентерефталата и упомянутый выше полиэтилентерефталат с характеристической вязкостью 0,43 использовали для формования из расплава элементарных нитей, сопряженных по способу расположения «бок о бок», при массовом соотношении сопряженных элементарных нитей 50/50 (температура формования волокон из расплава: 280°С, разница вязкостей расплавов: 70 Па·сек) и после сматывания при скорости сматывания 1450 м/мин проводили вытяжку и термофиксацию при степени вытяжки 2,4, скорости вытяжки 600 м/мин, температуре вытяжки 90°С и температуре термофиксации 230°С и получали элементарные нити с высокой степенью усадки с характеристикой 110 децитекс/24 элементарные нити.

Независимо, полиэтилентерефталат с характеристической вязкостью 0,630 и полиэтилентерефталат с характеристической вязкостью 0,43 использовали для формования из расплава элементарных нитей, сопряженных по способу расположения «бок о бок», при массовом соотношении сопряженных элементарных нитей 50/50 (температура формования волокон из расплава: 285°С, разница вязкостей расплавов: 70 Па·сек) с последующим сматыванием при скорости сматывания 3000 м/мин и получали сопряженные элементарные нити с характеристикой 70 дтекс/24 элементарные нити. Полученные сопряженные элементарные нити пропускали через бесконтактный щелевой нагреватель, выставленный на 230°С (температура релаксационной тепловой обработки), и подвергали релаксационной тепловой обработке при степени релаксации 3,5% и скорости прохождения 400 м/мин с получением элементарных нитей с низкой степенью усадки, а их комбинировали с элементарными нитями с высокой степенью усадки, подвергали перепутыванию с получением смешанной пряжи при использовании воздушного давления в фильере, формирующей переплетения, 0,2 МПа и сматывали. Полученная смешанная пряжа с характеристикой 183 дтекс/48 элементарных нитей имела 35 переплетений/м.

Ни в каком из случаев формования сопряженных элементарных нитей не было обнаружено накопления инородного материала в окрестности выпускного отверстия фильеры, при этом состояние выпуска полимера было стабильным в течение длительного периода, а полученная смешанная пряжа из сложных полиэфиров демонстрировала превосходное качество при низкой степени ворсования. Степень усадки в кипящей воде для элементарных нитей с низкой степенью усадки и степень усадки в кипящей воде и степень извитости для элементарных нитей с высокой степенью усадки продемонстрированы в таблице 1.

Данную смешанную пряжу использовали при ткачестве, и оценка качества ткани выявила удовлетворительный цветовой тон, превосходные характеристики эластичности и эффект отсутствия блеска, бархатно-шелковистый гриф и подходящую пухлость и превосходное ощущение роскошной камвольной шерсти.

Пример 5

Смешанную пряжу получали по тому же самому способу, что и в примере 4, за исключением того, что температуру термофиксации при изготовлении элементарных нитей с высокой степенью усадки изменили с 230°С на 250°С, а степень релаксации при изготовлении элементарных нитей с низкой степенью усадки изменили с 3,5% на 6%. Результаты оценки продемонстрированы в таблице 3. Цветовой тон полученной ткани был удовлетворительным.

Пример 6

Смешанную пряжу получали по тому же самому способу, что и в примере 4, за исключением того, что температуру термофиксации при изготовлении элементарных нитей с высокой степенью усадки изменили с 230°С на 150°С, а степень релаксации при изготовлении элементарных нитей с низкой степенью усадки изменили с 3,5% на 8%. Результаты оценки продемонстрированы в таблице 3. Цветовой тон полученной ткани был удовлетворительным.

Сравнительный пример 4

Реализовали ту же самую методику, что и в примере 4, за исключением того, что в качестве катализатора полимеризации для получения сложного полиэфира использовали соединение сурьмы. Во время формования волокон имело место значительное накопление инородного материала в окрестности выпускного отверстия фильеры, состояние выпуска полимера характеризовалось наличием значительного количества перекручиваний, закручивании и налипанием к поверхности фильеры, и полученная смешанная пряжа из сложных полиэфиров демонстрировала высокое значение числа ворсования. Цветовой тон ткани был хуже по сравнению с цветовым тоном в примере 4.

Таблица 3  Пример 4Пример 5Пример 6Состояние выпускаЭлементарные нити с высокой степенью усадки111Элементарные нити с низкой степенью усадки111Элементарные нити с низкой степенью усадкиСтепень усадки (%)541Элементарные нити с высокой степенью усадкиСтепень усадки (%)161126Степень извитости (%)3,01,57,9Число ворсования для смешанной пряжи (/10⁶ м)0,10,20,2Степень растяжения231930Ощущение роскошной камвольной шерстиХорошееХорошееХорошееЭффект отсутствия блескаХорошийХорошийХороший

Сравнительный пример 5

После загрузки 0,064 массовых частей 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°С до 240°С, а после этого для завершения реакции переэтерификации добавляли 0,044 массовых частей 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 при завершении реакции в различных точках с желательными степенями полимеризации с получением полиэтилентерефталатов с предельными вязкостями 0,63 и 0,43, каждый из которых гранулировали обычным способом.

После загрузки 0,064 массовых частей моногидрата ацетата кальция в смесь 90 массовых частей диметилтерефталата, 10 массовых частей диметилизофталата и 70 массовых частей этиленгликоля переэтерификацию проводили по способу, описанному выше, и для прохождения реакции полимеризации добавляли триоксид дисурьмы, получая сложный полиэфир на основе полиэтилентерефталата с характеристической вязкостью 0,63, сополимеризованный с изофталевой кислотой при уровне ее введения 10 мольных процентов в расчете на полное количество кислотного компонента, после чего полимер гранулировали обычным способом.

Элементарные нити с высокой степенью усадки получали с использованием гранул полиэтилентерефталата с характеристической вязкостью 0,63 и гранулы сложного полиэфира на основе полиэтилентерефталата, сополимеризованного с изофталевой кислотой. Элементарные нити с низкой степенью усадки также получали с использованием гранул полиэтилентерефталата с характеристической вязкостью 0,63 и гранулы полиэтилентерефталата с характеристической вязкостью 0,43. Данные элементарные нити комбинировали с получением смешанной пряжи.

В ходе всего процесса формования волокон наблюдалось значительное накопление инородного материала в окрестности выпускного отверстия фильеры, состояние выпуска полимера характеризовалось наличием значительных перекручиваний, закручивании и налипанием на поверхности фильеры, и полученная смешанная пряжа из сложных полиэфиров отличалась высоким значением числа ворсования.

Таблица 4  Сравнительный пример 5Соединение TiТип-Содержание (% (ммоль.))-Соединение РТип-Содержание (% (ммоль.))-Соединение SbТипSb₂О₃Содержание (% (ммоль.))31М_р/М_Ti6М_р+M_Ti (% (ммоль.))35Состояние выпускаЭлементарные нити с высокой степенью усадки3Элементарные нити с низкой степенью усадки3Элементарные нити с низкой степенью усадкиСтепень усадки (%)6Элементарные нити с высокой степенью усадкиСтепень усадки (%)15Степень извитости3,0Ворсование для смешанной пряжи (/10⁶ м)2,0Степень растяжения26Ощущение роскошной камвольной шерстиХорошееЭффект отсутствия блескаХороший

Применимость в промышленности

Из смешанной пряжи с элементарными нитями с различными степенями усадки из сложных полиэфиров настоящего изобретения можно получать ткани, отличающиеся объемностью и превосходным цветовым тоном. Ткани характеризуются не только наличием такого превосходного цветового тона, но также и практически отсутствием ворсования и в высшей степени великолепным качеством, и поэтому их можно использовать для целей изготовления роскошных тканей.

Изобретение относится к технологии получения высококачественных смешанных пряж, образованных из элементарных нитей с различными степенями усадки из сложных полиэфиров, характеризующихся хорошим цветовым тоном и отсутствием ворсования и может быть применено в текстильной промышленности. Сложный полиэфир, используемый для производства пряжи, получают при использовании катализатора, содержащего (I) смесь, состоящую из компонента в виде соединения Ti, образованного из одного либо нескольких представителей, выбираемых из числа алкоксидов титана общей формулы (I) и продуктов реакции между данными алкоксидами и карболовыми кислотами общей формулы (II) либо их ангидридами, и компонента в виде соединения фосфора (Р). Последний состоит из соединения общей формулы (III). Или катализатор содержит (2) продукт, полученный в результате проведения реакции между компонентом в виде соединения Ti, образованным из одного либо нескольких представителей, выбираемых из числа алкоксидов титана общей формулы (I), и продуктами реакции между данными алкоксидами и карболовыми кислотами общей формулы (II) либо их ангидридами, и компонентом в виде соединения Р. Последний состоит из соединения общей формулы (IV). 9 з.п. ф-лы, 4 табл.

1. Смешанная пряжа с элементарными нитями с различными степенями усадки из сложных полиэфиров, включающая два различных типа элементарных нитей, характеризующихся различными степенями усадки в кипящей воде, индивидуально включающих полимерный сложный полиэфир в качестве основного компонента, где полимерный сложный полиэфир представляет собой полимер, полученный в результате поликонденсации сложного эфира ароматической двухосновной карбоновой кислоты в присутствии катализатора, данный катализатор содержит смесь (1) или продукт реакции (2), причем смесь (1) представляет собой смесь следующих компонентов (А) и (В):

(А) компонент в виде соединения титана, содержащий, по меньшей мере, одно соединение, выбранное из группы, состоящей из реакционных продуктов алкоксидов титана (а), описываемых следующей общей формулой (I):

где каждый из R¹, R², R³ и R⁴ независимо представляет собой одно звено, выбранное из числа алкильных групп, содержащих от 1 до 20 атомов углерода, и фенильной группы, m представляет собой целое число в диапазоне 1-4, и если m представляет собой целое число 2, 3 либо 4, то тогда две, три либо четыре группы R² и R³ могут быть одинаковыми либо различным, и

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

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

а молярное соотношение в реакции алкоксидов титана (а) к ароматическим поливалентным карбоновым кислотам или их ангидридам составляет от 2:1 до 2:5 и

(B) компонент в виде соединения фосфора, содержащий триэтилфосфонацетат, описываемый следующей общей формулой (III):

смесь катализатора (1) используют при соотношении концентраций компонентов в смеси таком, что соотношение (%) M_Ti между миллимолями элемента титана в компоненте в виде соединения титана (А) и количеством молей сложного эфира ароматической двухосновной карбоновой кислоты и соотношение (%) М_р между миллимолями элемента фосфора в компоненте в виде 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 в виде соединения титана, содержащий, по меньшей мере, одно соединение, выбранное из группы, состоящей из

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

(D) компонент в виде соединения фосфора, содержащий, по меньшей мере, одно соединение фосфора фосфорной кислоты, описываемое следующей общей формулой (IV):

где R⁸ представляет собой алкильные группы, содержащие от 1 до 20 атомов углерода, либо арильную группу, содержащую от 6 до 20 атомов углерода, а молярное соотношение в реакции (P:Ti) компонента (D) и компонента (С) при расчете через соотношение между молями атомов фосфора в компоненте (D) и молями титана в компоненте (С) (P/Ti) составляет от 1:1 до 3:1 и р представляет целое число, равное 1.