DK156734B

DK156734B - Copolyesterbindefibre og fiberblanding indeholdende saadanne fibre

Info

Publication number: DK156734B
Application number: DK483382A
Authority: DK
Inventors: Paul Thigpen Scott
Original assignee: Du Pont
Priority date: 1981-11-03
Filing date: 1982-11-01
Publication date: 1989-09-25
Also published as: DK483382A; AU9005682A; TR21814A; EP0078702A3; ES8401154A1; JPS5887320A; PT75772A; EP0078702A2; IE53619B1; ATE20764T1; KR840002473A; AU548647B2; NO823639L; DK156734C; KR880000289B1; EP0078702B1; HK86887A; DE3272041D1; JPH0255525B2; PT75772B

Description

1 DK 156734 B

0

Den foreliggende opfindelse angâr hidtil ukendte syntetiske copolyesterbindefibre i form af filamenter el-ler stapelfibre, der er anvendelige til termisk sammenbin-ding af andre fibre, f.eks. i en ikke-vævet kontinuerlig 5 filamentplade, der er et ved spinding sammenbundet, kom-mercielt produkt eller stoflignende produkter og i fiber-mâtter.

Til visse anvendelsesformâl blandes syntetiske tekstilfibre med lavere smeltende syntetiske bindefibre, 10 der, nâr de opvarmes rigtigt, bl0dg0res eller smelter, sâ at der fâs en interfibersammenbinding, der stabiliserer den fibr0se struktur. Anvendelsen af copolyesterbindefi-bre i fibermâtter er beskrevet i USA-patentskrifterne nr. 4.129.675 og 4.068.036 og ligeledes i Research Disclosure, 15 september 1975, artikel nr. 13717, side 14. Anvendelsen af copolyesterbindefibre til konsolidering af ikke-vævede ba-ner og plader er beskrevet i USA-patentskrift nr.

3.989.788. Disse copolyesterbindefibre fâr deres sammen-bindingsegenskaber ved erstatning af nogle terephthalat-20 -gentagelsesenheder i poly(ethylenterephthalat) med iso-phthalatenheder.

For at kunne modificere poly(ethylenterephthalat) ved hjælp af copolymérisation til anvendelse i film, folier eller fibre med en 0nsket modificeret termisk re-25 aktion har det været almindelig anset for foretrukket at anvende en disyre-comonomer frem for en glycol-comonomer.

Et eksempel herpâ er f.eks. anvendelsen af isophthalat--copolymerenheder i bindefibre, der er omtalt ovenfor. At anvendelse af disyre-monomer foretrækkes, er ogsâ anf0rt 30 i USA-patentskrift nr. 3.554.976, der beskriver copolyme-re af poly-(ethylenterephthalat) med diethylenglycol (DEG) til film og folier, men som desuden omtaler, at erstatning af nogle af terephthalat-gentagelsesenhederne med en anden disyre giver en 0nskelig ændring af glasover-35 gangstemperaturen kombineret med en minimal smeltepunkts-sænkning. Medtagelse af nogle azelat-enheder giver flere

2 DK 156734B

Ο 0nskelige egenskaber end poly(ethylenterephthalat) modi-ficeret med diethylenglyçol alene. Den kendsgerning, at inan ikke har forstâet, at poly(ethylenterephthalat) in-deholdende en stor mængde diethylenglycol-enheder kunne 5 udnyttes, kommer yderligere til udtryk i USA-patentskrift nr. 4.025.592, der omhandler texturering af garner, hvor diethylenglycol-indholdet er begrænset til mindre end 4 mol% for at undgâ u0nskede virkninger pâ garnets egenskaber.

10 I fransk patentskrift nr. 2.062.183 er der be- skrevet en fremgangsmâde til fremstilling af polyesterfi-bre med h0j affinitet for basiske farvestoffer og for-bedret farvestoflysægthed ved farvning med et basisk far-vestof, og denne fremgangsmâde omfatter spinding af en 15 fiberdannende, modificeret polyester, i hvilken en hoved-part af strukturenhederne hidr0rer fra omsætning af (a), som den sure bestanddel, terephthaïsyre eller en ester deraf med (b), som alkoholbestanddelen, ethylenglycol og, baseret pâ 100 mol ethylenglycol, 5-40 mol diethylengly-20 col, hvorhos en mindre del af strukturenhederne udg0res af organiske radikaler substitueret med mindst en metal-sulfonat-, -sulfinat-, -phosphanat-, -phosphinat- eller -carboxylatgruppe, strækning af de spundne fibre og op-varmning af de strakte fibre ved en temperatur mellem 25 140°C og en temperatur 15°C under smeltepunktet for po- lyesteren (ca. 260°C), idet det mest 0nskelige tempera-turomrâde ligger mellem 170°C og 240°C.

I tysk fremlæggelsesskrift nr. 1.153.897 er der beskrevet anvendelsen af interpolymere opnâet ved poly-30 kondensation af terephthalsyre og/eller et terephthalsy-rederivat, der er transformerbart med OH-grupper, med ethylenglycol og 5-35 mol%, baseret pâ den totale mængde diol, af en mono- eller polysubstitueret aliphatisk eller cycloaliphatisk diol, hvis carbonkæde mellem OH-grup-35 perne indeholder 2-4 C-atomer, til fremstilling af film med god slagsejhed og en lav tendens til krystallisation.

0

DK 156734 B

3

Det er sâledes opfindelsens formâl at angive for-bedrede copolyesterbindefibre i form af filamenter eller stapelfibre, der giver effektiv sainmenbinding over et bredt temperaturinterval, der strækker sig over og under disses 5 smeltepunkter, soin fremstilles ud fra billige, lettilgæn-gelige monomère, og som kan fremstilles ved polymérisation og smeltespinding ved hjælp af konventionelt appara-tur, der er egnet til behandling af poly(ethylenterephtha-lat) .

10 Den foreliggende opfindelse angâr copolyesterbin defibre i form af filamenter eller stapelfibre, i hvilke copolyesteren i det væsentlige bestâr af et terephthalat af ethylen- og diethylenglycol, og molprocenten af diethylen-glycol baseret pâ mol terephthalat ligger i omrâdet fra 25 15 til 35%, og disse bindefibre er ejendommelige ved, at de har en krystallinitet baseret pâ fiberdensitet pâ mindre end 25%, og at copolyesteren har en krystallinsk halv-tid ved 150°C pâ mere end 2 minutter.

Molprocenten af ethylenglycol ligger sâledes pâ 20 75-65%, I den foreliggende opfindelses forstand anvendes "filamenter" om fibre af uendelig længde, medens "stapelfibre" betegnér fibre af endelig længde.

Filamenter og stapelfibre inden for det ovenstâ-25 ende kemiske sammensætningsinterval har vist sig at være i besiddelse af et bredt omrâde af anvendelige sammenbin-dingstemperaturer, der strækker sig over og godt under det krystallinske smeltepunkt. Dette brede omrâde af drifts-temperaturer giver stor anvendelighed med hensyn til en 30 række forskellige oparbejdningsbetingelser og endelige anvendelsesformâl og tillige - i forhold til kendte copo-lyesterbindefibre-nedsat f01somhed over for organiske op-l0sningsmidler og vandige opl0sninger, især ved forh0jede temperaturer, hvilket bevirker, at arbejdsparametre sâsom 35 hastighed, temperatur, masse og tryk bliver mindre kriti-ske.

DK 156734 B

0 4 Pâ grund af copolymervirkningen pâ polymères ev-ne til at krystallisere er fibrene if01ge opfindelsen i det væsentlige amorfe. Deres krystallinitet, der dog al-tid skal være som ovenfor angivet har mindre betydning, 5 hvor bindefibrene skal anvendes ved en temperatur over deres krystallinske smeltepunkt, og som resulterer i, at de smelter. Ved anvendelsesformâl, hvor sammenbinding skal opnâs ved en temperatur under smeltepunktet, almindelig-vis bistâet af tryk, foretrækkes det, at fibrene frem-10 stilles under betingelser, der begrænser deres krystalli-sation, eftersom mere krystallinitet har tendens til at hæve fibrenes bl0dg0rings- eller hæf te temperatur. Fibrene skal som nævnt hâve en krystallinitet pâ mindre end 25%, baseret pâ fiberdensitet, og som beskrevet senere i beskri-15 velsen. Den nævnte mere amorfe natur kan bevares ved, at man undgâr at udsætte fibrene for en temperatur, der lig-ger over ca. 65°C efter smeltespinding og f0r de sammen-bindes. Fibrene if0lge opfindelsen har et acceptabelt lavt krystallinitetsforhold, der tillader dem at blive kruset, 20 hândteret og hæftesammenbundet, om 0nsket, uden at deres krystallinitet 0ges væsentligt.

Fibrene kan anvendes i spunden tilstand (ustrak-te) eller i strakt (strakt eller orienteret) tilstand. Strækning for at nedsætte denier eller for at 0ge orien-25 tering kan ske under passende forholdsregler uden at pâ-. virke fibrenes amorfe natur væsentligt. Under strækning foretrækkes det, at filamenttemperaturen i strækkezonen -holdes under ca. 55°C. Efter krusning skal de t0rres og afspændes i en ovn, hvor temperaturen ikke overstiger 30 65°C. De kan spindes, kruses og eventuelt strækkes ved hjælp af gængs polyesterstapel-fremstillingsanlæg, inklu-sive krusekammer.

Fibrene er i reglen spundet, sammensat til dan-nelse af tow, eventuelt strakt og krympet i tow-form.

35 Towet opskæres til stapel af den 0nskede længde ved gængs stapelôpskæring, under hvilken bindefiberen eventuelt kan 5 Ο skæreblandes med gængs fiberfyld eller stapelfibre (f.eks.

5-35 vægtprocent bindefibre), f.eks. af poly(ethylentereph-thalat). Opfindelsen angâr sâledes ogsâ en fiberblanding egnet til fremstilling af et varme-bundet fiberprodukt, der 5 indeholder fibre af poly(ethylenterephthalat) og fra 5 til 35 vægtprocent bindefibre af den her omhandlede art.

Til anvendelse som kommer.cielt polyesterfiberfyld af poly(ethylenterephthalat) foretrækkes det, at copoly-esterbindefibrene indeholder tilstrækkelig diethylenglycol 10 til, at der opnâs et smeltepunkt pâ mindre end ca. 190°C. Dette kan opnâs med et indhold af diethylenglycol i mol-procent pâ mindst ca. 29%. Bindefibre, der har meget h0je-re smeltepunkter, kræver bindetemperaturer, der er sâ h0je, at de har en skadelig virkning pâ produktfylden.

15 Til trods for fortyndingen af indholdet af aroma- tiske ringe i polymerindholdet, der er fremkaldt af, at ethylenbindinger erstattes med diethylenetherbindinger, kan fibrene spindes, kruses og strækkes i almindelige poly(ethylenterephthalat) produktionsanlæg. Ligeledes kan polymerene 20 polymeriseres i almindelige poly(ethylenterephthalat)an-læg. For at fâ acceptable smeltespindingsdata skal polymerene hâve en viskositetsbr0k.pâ mindst ca. 16 og for-trinsvis mindst ca. 18 med henblik pâ en mere tilfredsstil-lende smelteviskositet.

25

Pr0vemetoder

Procentindholdet af diethylenglycol i polyester-fibre bestemmes ved gaschromatografisk analyse. Diethylen-glycolen fortrænges fra estergrupperne ved at opvarme med 30 2-aminoethanol, der indeholder benzylalkohol som standard.

Reaktionsblandingen fortyndes med isopropylalkohol (2-pro-panol) f0r injektion i en gaschromatograf. Forholdet mel-lem omrâderne med DEG- og benzylalkoholspidser omregnes med en differensfaktor til vægtprocent DEG. Instrumentet 35 kalibreres, og der fremstilles og anvendes standarder, der indeholder kendte DEG-koncentrationer pâ gængs mâde til sâ-

DK 156734 B

0 6 danne analyser.

Fiberdensiteten bestemmes ved hjælp af en 0,90 m h0j almindelig densitetsgradientkolonne, der indeholder en blanding af carbontetrachlorid og n-heptan med densiteter, 5 der stiger lineært fra 1,4250 forneden til 1,300 foroven.

Smâ fiberpr0ver indf0res i gradientkolonnen og fâr lov at falde til ro i et niveau, der svarer til densiteten. Pr0-vens densitet beregnes ud fra dens h0jde i r0ret, der mâles med et katetometer i forhold til h0jden for kalibrerede 10 densitetskugler over og under pr0ven.

Viskositetsbr0ken er forholdet mellem viskosite-ten af en opl0sning af 0,8 g polyester opl0st i 10 ml hexa-fluorisopropanol indeholdende 80 ppm H^SO^ og viskositeten af selve den H^SO^-holdige hexafluorisopropanol, begge mâlt 15 ved 25°C i et kapillar-viskosimeter og udtrykt i de samme enheder.

De anf0rte smeltepunkter er, medmindre andet er anf0rt, opnâet pâ gængs mâde med et differential-varmeana-lysator-(DTA)-apparat.

20 Den metode, der anvendes til at bestemme begyn- delsesbl0dg0ringstemperaturer, ligner den fremgangsmâde, der er beskrevet af Beaman og Cramer i J. Polymer Science 21, side 228 (1956). En flad messingblok opvarmes elektrisk, sâ blokkens temperatur hæves langsomt. Med mellemrum presses 25 fibrene imod blokken i 5 sekunder med en messingvægt pâ 200 g, der har været i stadig kontakt med den opvarmede blok. Fi-berbl0dg0ringstemperaturen tages som blokkens temperatur, nâr fibrene har tendens til at klaebe sammen.

Med hensyn til krystallinitet tages densitet som 30 et mâl herfor: 100% krystallinsk densitet* = 1,455 g/cm^ 3

Amorf polymer " =1,331 g/cm Mâlt densitet = 1,455 C* + (1-C) x 1,331 % krystallinitet udtrykkes som en br0k af 100%'s 35 værdien.

0

7 DK 156734 B

* R.P. de Daubeny, C.W. Bunn og C.J. Brown, Pro-ceedings of th Royal Society, A 226, 531 (1954).

Udstyr til mâling af krystallinsk halv tid er;

Mettler FP-5 Control Unit 5 Mettler FP-52 Hot Stage Furnace

Polariseringsmikroskop

Watson Exposure Meter (fotometer til mikroskop)

Varian A-5 Strip Chart Recorder.

Mettler FP-52 -ovnen monteres pâ bordet pâ pola-10 riseringsmikroskopet. FP-5-kontrolenheden styrer n0je ovnens temperatur. Polariseringsmikroskopet er udstyret med en lyskilde under objektivet og polarisatoren. Mikro-skopet styres med de to polarisatorer krydset, sa at der normalt fâs et m0rkt omrâde. Den optiske f01er pâ Watson 15 eksponeringsmâler indf0res i polariseringsmikroskopet, hvor den erstatter det normalt anvendte objektiv. Resultatet fra eksponeringsmâleren forbindes med "Varian" strimmelre-corderen.

Nâr det drejer sig om mâlinger af krystallinsk 20 halv-tid, indstilles kontrolenheden, sâ ovnen holdes pâ 150°C. For hver pr0ve, der mâles, anbringes et pyrexob-jektglas pâ en varm plade ved en temperatur pâ ca. 40°C over polymerens smeltepunkt. Der anbringes ca. 0,2 g poly-mer (pellet eller fiber) pâ objektglasset ca. 19 mm fra 25 objektglassets kant. Der anbringes et mikrodækglas pâ po-lymeren, og dækglasset presses forsigtigt, indtil polyme-ren danner en ensartet film under dækglasset. Objektglasset med polymeren fjernes derefter og bratk01es straks i vand for at sikre en amorf pr0ve. Efter t0rring indf0res 30 objektglasset i ovnen, og recorderen startes med en ha-stighed pâ 1 cm/min. Skriverens stilling, nâr recorderen startes, og nâr ovnen nâr 150°C, markeres. Den indledende grundliniekurve viser m0rkt felt (ingen lystransmission). Efterhânden som krystallisationen skrider frem, drejer 35 krystallitterne polarisationsplanet, og det derved trans- , mitterede lys er en funktion af krystallisationsgraden.

DK 156734B

8 r; o

Kurven pâ recorderen har en "S"-formet overgang fra ingen transmission til fuld transmission. Den tid, der gâr mel-lem recorderens start og kurvens inflektionspunkt, korri-geret med hensyn til objektglassets opvarmningstid, anta-5 ges som krystallinsk halv-tid.

Opfindelsen vil i det f0lgende blive nærmere be-lyst ved hjælp af eksempler.

Det bemærkes, at det for samtlige bindefibre i-f0lge opfindelsen, der er omhandlet i eksemplerne, gælder, 10 at de har en krystallinitet baseret pâ fiberdensitet pâ min-dre end 25%, og at copolyesteren hver gang har en krystallinsk halv-tid ved 150°C pâ mere end 2 minutter.

Eksempel 1 15 Dette eksempel illustrerer fremstillingen og an- vendeligheden af de foretrukne copolyesterbindefibre if0l-ge opfindelsen indeholdende 29 mol% diethylenglycol.

Ved hjælp af et almindeligt kontinuerligt 3-kar-polymerisationssystem for polyestere koblet til en spinde-20 maskine, freins tilles polymer og smeltespindes til filamen-ter, idet der begyndes med smeltet dimethylteraphthalat og en blanding af ethylenglycol og diethylenglycol. Glycol-blandingen indeholder 22,6 mol% diethylenglycol og 77,4 mol% ethylenglycol. Ingredienserne sammen med mangan- og antimon-25 trioxid som katalysatorer tilf0res kontinuerligt til den f0r-ste beholder, hvor esterudvekslingen udf0res. Katalysator-koncentrationerne justeres, sâ at der fâs 125-140 ppm Mn og 320-350 ppm Sb i polymeren. Molforholdet mellem glycol og dimethylterephthalat er 2:1. Til det flydende produkt i 30 esterudvekslingskarret tilsættes tilstrækkelig phosphorsyre til, at der fâs 50-80 ppm phosphor i polymeren, og en glycol-opslæmning af Ti02, sâ at der fâs 0,3 vægtprocent matterings-middel i polymeren. Blandingen overf0res til det andet kar, hvor temperaturen for0ges, og trykket nedsættes, nâr polyme-35 risationen igangsættes pâ sædvanlig mâde. Overskydende glycol fjernes gennem et vakuumsystem. Polymeren med lav moler 9

0 DK 156734 B

kylvægt overf0res til et tredje kar, hvor temperaturen hæves til 285-290°C, og trykket sænkes til ca. 1 mm kviks0lv. Den sâledes fremstillede polymer har en viskositetsbr0k pâ 5 20,8 + 0,5 og har et diethylenglycolindhold pâ 15,1 + 0,5 vægt- procent (29 mol% baseret pâ terephthalat-enheder).

Polymeren ledes direkte til en almindelig spinde-maskine og smeltespindes ved en dysetemperatur pâ ca. 280°C, bratk01es med luft og ops amies soin fi lamenter med en denier 10 pâ 5 ved en hastighed pâ 1097 meter per. minut.

Disse filamenter oparbejdes yderligere, sâ at der fâs to bindefiberrâmaterialer: et pâ 5 dpf (denier per filament) uden strækning og et pâ ca. 1,5 dpf, der er blevet strakt for at opnâ lavere denier. Begge produkter oparbej- 15 des pâ en almindelig polyesterstapelstrækkemaskine (men uden strækning for den f0rstes vedkommende). Tilstrækkelig mange ender af de spundne filamenter forenes sâ at der fâs et kruset reb-(tow)-denier pâ ca. 1 million, der kruses ved hjælp af en opstæmningskasse. Produktet pâ 5 dfp har ca.

2o 3 krusninger pr. cm, og 1,5 dfp-produktet ca. 3 pr. 9 cm.

Under oparbejdningen hoIdes aile temperaturer i stapelstræk-ningsmaskinen pâ eller under ca. 55°C. Efter krusning luft-t0rres produkterne i en afspændingsovn med en temperatur, der holdes under 65°C. Mâlt ved et strækningsforhold pâ 400%/min 25 er det enkelte filaments trækbrudstyrkeegenskaber:

Begyndelses- Brudfor- dfp modul_ Brudspænding længelse % 5,0 17 1,3 360 30 1,5 28 4,3 42

Fibrene af begge produkter forbliver helt amorfe som det viser sig ved en densitet pâ 1,3532 svarende til en beregnet krystallinitet pâ ca. 18%.

35 Det krusede 5 dfp-filamentreb skærblandes ved et niveau pâ 25 vægtprocent med et i handelen værende polyester-

10 DK 156734 E

0 fiberfyld pâ 5,5 dpf med rundt 14,5% huit filamenttværsnit pâ 5,1 cm opskâret længde, og de blandede fibre oparbejdes pâ garnettmaskine til mâtter der skal sammenbindes enten i ovn eller pâ varmevalse.

5 Anvendelige oparbejdningstemperaturer til varmvalse- binding af fiberfyldet er 121-177°C og til ovnbinding 182-19G°C.

5 dpf-produktet viser sig ogsâ anvendeligt som bin-defiber til blanding med et 15 dpf-fiberfyld af poly(ethylen-terephthalat) til brug som polstermateriale i m0bler.

10 Det strakte 1,5-dfp-produkt blandes med et almin- deligt 1,5 dfp-stapelprodukt af poly(ethylenterephthalat) , der skal anvendes som binder ved fremstillingen af ikke-væve-de sammenbundne plader sâsom dækmateriale til bleer. Stræk-ningen resulterer i en h0jere krympningsspænding end for de 15 ikke-strakte fibre, hvorfor de ustrakte fibre mâ foretrækkes til anvendelsesformai, hvor krympning er u0nsket, f.eks. i fibermâtter, hvor krympning reducerer fylden.

Eksempel 2 20 Dette eksempel er en sammenligning mellem copoly- esterbindefibrene if0lge opfindelsen og fibre (ikke if0lge opfindelsen), der indeholder 17 mol% diethylenglycol.

Der fremstilles polymer i det væsentlige som i eksempel 1, med undtagelse af at glycolblandingen indeholder 25 15,5 mol% diethylenglycol og 84,3 mol% ethylenglycol. Poly- meren har en viskositetsbr0k pâ 20,8 + 0,5 og et diethylen-glycolindhold pâ 9,0 + 0,5 vægtprocent (17 mol% baseret pâ dimethylterephthalat).

Der spindes filamenter af polymeren og de oparbej-30 des i det væsentlige som i eksempel 1 til fibre pâ 5 dfp (u-strakte), Temperaturerne i stapelstrækkemaskinen og afspæn-dingsovnen holdes som f0r for at undgâ væsentlig krystallisa-tion af fibrene under oparbejdning.

Bindeeffektiviteten hos disse 17 mol%'s DEG-fibre 35 sammenlignes med de 29 mol%*s DEG-fibres som de i eksempel 1 i ikke-vævede stoffer. Bindefibrene blandes med kommercielt

il DK 156734 B

0 polyester-5,5-dfp-fiberfyld (Du Pont type 808) i et forhold pâ 25% bindefiber og 75% fiberfyld. Blandingerne oparbejdes pâ en garnettmaskine til ikke-vævede mâtter, der omdannes til sammenbundne ikke-vævede mâtter.ved hjælp af et let près med 5 en opvarmet valse og en kontakttid pâ 8 sekunder. Pr0ver af plader sammenbundet ved forskellige temperaturer pr0ves med hensyn til grabtrækbrudstyrke ved hjælp af pr0ver pâ 2,54 x 15,24 cm med f0lgende resultater: 10 Grabtrækbruds tyrke

Binder Varmval- Stofvægt Brudforlæn- Brudstyrke

Mol% DEG se °C_(g/m2)'_gelse, %_(kg)_ 17 177 115 32 0,5 17 196 128 37 2,0 15 29 126 95 30 0,1 29 155 98 38 2,0 29 177 112 49 2,7

En sammenligning af 2. og 4. Unie viser, at der 20 kræves en, temperatur, der er ca. 40°C h0jere til pr0ven med 17% DEG, for at fâ en stofstyrke, der svarer til pr0ven med 29 mol%.

Ovnbinding med 17 mol% DEG-fibre kræver uforholds- mæssigt h0je temperaturer pâ mere end ca. 225°C.

25

Eksempel 3

Dette eksempel viser de krystallinske egenskaber og temperaturintervallet mellem bl0dg0ringstemperatur og smeltepunkt for fibre, der indeholder forskellige mængder di-30 ethylenglycol.

Copolymere fremstilles pâ sædvanlig mâde af diethyl-englyc-ol, ethylenglycol og dimethylterephthalat. De smelte-spindes og der fremstilles fibre. Diethylenglycolindholdet i polymerene og de tilsvarende fiberegenskaber er vist i ta-35 bel I.

Ο

DK 156734B

12

Tabel I

Mol* Densitet Krystal- T 1/2 Smeltep. B10dg0rings-DEG g/ml llnitet % (min.) °C punkt °C

29 1,3532 18 - 193 105 5 29 1,3532 18 - 190 105 16.9 1,3435 10 - 218 27.1 1,3549 19 4,8 189 26.9 1,3517 17 5,7 192 27,5 1,3527 18 4,0 194 10 23,1 1,3501 15 4,2 197 18.1 1,3433 10 1,6 216 135 11,3 1,3414 8 1,5 231 135 29* 1,3657 28 - 193 160 43 1,3310 0 - 175 85 15 22,9 - - - 115 tk Pr0ve krystal lis eret i kogende vand og t0rret i ovn ved 135°C i en time.

20 Af tabel X fremgâr det, at fibre af polymère, der indeholder mere end 20% diethylenglycol har en halvtidskry-stallisation ved 150°C, der er væsentligt st0rre for fibre, der indeholder mindre end 20% diethylenglycol. Et langsom-mere krystallisationsforhold er særlig gavnlig til binding 25 ved temperaturer under bindefiberens krystallinske smelte-punkt. Det ses ogsâ, at fibrene med mindre end 20% DEG har et smeltepunkt væsentligt over 200°C, hvilket i reglen er u0nsket til brug ved de foreliggende gængse syntetiske fibre.

30 Nâr fibrene med 29% DEG g0res mere krystallinske ved hjælp af opvarmning, fremgâr det, at deres bl0dg0rings-temperatur for0ges betydeligt, hvilket g0r dem mindre attrâ-værdige som bindefibre end de mere araorfe fibre.

35 Ο

13 DK 156734B

Eksempel 4

Dette eksempel illustrerer den st0rre effektivi-tet, der opnâs med en bindefiber ±f0lge opfindelsen over et vist interval bindetemperaturer, saimnenlignet med i.ihande-5 len værende copolyesterbindefibre.

Filamenter smeltespindes og strækkes, sâ at der fâs et denier pr. filament pâ 1,8 pâ i det væsentlige saimtie mâde som beskrevet i eksempel 1 med undtagelse af, at molpro-centen af diethylenglycol i copolyesteren er 26. Filamenter-10 ne kruses og opskæres i 3,8 cm stapelfibre. Filamenterne har et smeltepunkt pâ 186°C.

Disse copolyesterfibre blandes med almindelige stapelfibre pâ 1,5 dfp og 3,8 cm af poly(ethylenterephthalat) i et forhold pâ 25:75 efter vægt og garnetteres til en mâtte 15 der er egnet til at f0de en kardemaskine. Fibrene kardes 2 til flor, der vejer ca. 17,0 g/m . Pr0ver af floret presses derefter ved hjælp af en "Reliant"-model pressevalke ved for- skellige temperaturer, idet der anvendes en opholdstid pâ 2 10 sekunder og et tryk pâ 106 g/cm . De termisk bundne pr0-20 ver afpr0ves derefter for styrke ved hjælp af strimler pâ 2,5 x 17,8 cm i en "Instron" trækbrudstyrkepr0vemaskine.

Der fremstilles og afpr0ves sammenlignelige pr0ver af i handelen værende copolyesterbindefibre af en polymer frem-stillet af ethylenglycol og dimethylisophthalat og dime-25 thylterephthalat i molforholdet 30/70. Dataene er vist i tabel II.

30 35

DK 156734B

Ο 14

Tabel II

_DEG/2G-T* _2 G-I/T**_

Temp. Basisvægt Brudstyrke Basisvægt Brudstyrke °C (g/m2) (g/ cm) (g/m2) (g/cm) 5 140 16 3,6 17 5,4 155 16 5,4 18 14 170 16 8,9 16 29 185 17 29 17 38 200 16 50 16 34 10 215 17 64 17 57

* Smeltepunkt 186°C ** Smeltepunkt 117°C

15 Basisvægt- og brudstyrkeværdieme i tabel II er gennemsnitsværdier. Variansen mellem pr0verne, hvad angâr brudstyrkeværdier ved en givet temperatur, er betydelig min-dre som helhed for DEG-fibre sammenlignet med kontrolfibre til trods for f0rstnævntes h0jere smeltepunkt. For hele det 2q afpr0vede temperaturinterval er gennemsnitsvariansen med hen-syn til brudstyrke for DEG-fibrene + 16% sammenlignet med +24% for kontrolfibrene.

Eksempel 5 25 Dette eksempel er en sammenligning af temperatur- intervallerne mellem begyndelsesbl0dg0ringstemperaturen og smeltepunktet for copolyesterfibre if01ge opfindelsen og nog-le kendte i handelen værende bindefibre af andre syntetiske polymère.

30 De polymère, der afpr0ves, er: copolyesterne if01- ge eksempel 4 indeholdende diethylenglycol og ethylenglycol (DEG-2G-T) i et molprocentforhold pâ 26:74; kontrollen af copolyester if0lge eksempel 4 af ethylenglycol med dime-thylisophthalat og dimethylterephthalat i et molforhold pâ 35 30:70% (I/T); polypropylen; en terephthalatcopolymer af e- thylenglycol og 1,4-bis-hydroxymethylcyclohexan (2G/HPXG-T); 0

15 DK 156734 B

og en copolymer af vinylchlorid og vinylacetat. Resultater-ne er vist i tabel III.

Tabel III

5 _Temp. (°C)_

Begynd. Endelig bl0dg0rinq smeltning DEG/2G-T-copolymer 69 186 2G-DMI/DMT-copolymer 75 117 10 Polypropylen 156 166 2G/HPXG-T-copolymer 82 110

Vinylchlorid/vinylacetat-copolymer 69 135

Disse data fâs med en "Fisher" digitalsmeltepunkts-15 analysator (Model 355). Fiberpr0ven dækkes med et dækglas med en diameter pâ 18 mm, og som vejer 0,13 g. Temperaturen hæves med 25°C pr. minut. Bl0dg0ringspunktet identificeres som den temperatur, ved hvilken pr0ven begynder at vise tegn pâ at flyde, dvs. forandring af kontaktomrâdet med dækpla-20 den. Smeltepunktet identificeres som den temperatur, ved hvilken pr0ven bliver gjort fuldstændig flydende.

Fra tabel III ses det, at forskellen mellem bl0d-g0ringstemperatur og smeltetemperatur for fibrene if0lge op-findelsen (117°C) er betydelig h0jere end for nogen af de an-25 dre pr0ver. Alligevel har fibrene if01ge opfindelsen en bl0d-g0ringstemperatur, der er lige sâ lav som nogle af de andre pr0vers.

Eksempel 6 30 Dette eksempel belyser anvendelsen af kontinuerli- ge bindefilamenter if0lge opfindelsen ved fremstilling af et spindebundet ikke-vævet polyesterpladeprodukt af den type, der er beskrevet i USA patentskrift nr. 3.338.992.

En copolyester if0lge opfindelsen af ethylen- og 35 diethylenglycol med dimethylterephthalat fremstilles inde-holdende 23,9 molprocent DEG og en viskositetsbr0k pâ ca.

0

DK 156734 B

16 20,3. Denne polymer anvendes til at co-spinde bindefila-menter til en spundet bundet plade af kontinuerlige poly--(ethylenterephthalat)filamenter i det væsentlige som beskre-vet i eksempel 19 i USA patentskrift nr. 3.338.992. Poly-5 - (ethylenterephthalatet) har en viskositetsbr0k pâ ca. 24.

Derefter anvendes identiske maskinindstillinger til frexnstilling af et kontrolpladeprodukt, hvor de co-spundne copolyesterbindefilamenter er af en i handelen anvendt co-polymer af poly(ethylenterephthalat)/poly(ethylenisophthalat) 10 i et molforhold pâ 83:17 med en viskositetsbr0k pâ ca. 22.

Der fremstilles pladeprodukter af begge fiberty- 2 per med en basisvægt pâ 17 g/m ). Pladerne fremstilles ved hjælp af en i handelen værende kombination af strâler0r og diffusionsapparat (i det væsentlige som beskrevet i USA pa-15 tentskrift nr. 3.766.606) med en dampkonsolidator og en med luft forhalet sammenhæfter (i det væsentlige som beskrevet i USA patentskrift nr. 3.989.788.).

Poly(ethylenterephthalat)filamenterne spindes gen-nem dyseâbninger med en diameter pâ 0,23 mm og en længde pâ 20 0,30 mm med et polymergenneml0b pâ 0,636 g/min/âbning. Bin- defilamenteme spindes gennem en dyse med âbninger til frem-stilling af symmetriske tredelte filamenter, idet âbningeme bestâr af tre slidser, der skærer hinanden radiait og som er 0,13 mm brede og 0,38 mm lange. Kapillarlængden er 0,18 mm. 25 Copolyesteren spindes med en hastighed pâ 0,75 g/min/âbning. Til sammenbindingen er luftforhalingssammenhæfterens lufttem-peratur 233°C. En sammenligning mellem de to produkters fy-siske egenskaber er anf0rt i tabel IV.

30 35 0

17 DK 156734 B

Tabel IV

4f

Egenskab DEG binder Kendt kontrol

Trækbrudstyrke, g/cm 563 515 5 Brudforlængelse, % 46 40

Initialmodul, g/m2 5,54 5,77

Grabtrækbrudstyrke, kg 4,5 4,1

Tungerivstyrke, kg 0,82 0,73

Trapezrivstyrke, kg 3,1 2,7 10 Sammenbindingslængde, cm 3,7 3,7 T0rvarmekrympning, 170°C, % 0,3 0,3 * Aile værdier er gennemsnit af værdier opnâet i og pâ tværs af maskinens retning.

15 20 25 30 35

Claims

18 DK 156 734 B Patentkrav.

1. Copolyesterbindefibre i form af filamenter el-ler stapelfibre, i hvilke copolyesteren i det væsentlige 5 bestâr af et terephthalat af ethylen- og diethylenglycol, og molprocenten af diethylenglycol baseret pâ mol terephthalat ligger i omrâdet fra 25 til 35%, kendetegnet ved, at bindefibrene har en krystallinitet baseret pâ fiberdensitet pâ mindre end 25%, og at copolyesteren 10 har en krystallinsk halv-tid ved 150°C pâ mere end 2 mi-nutter.

2. Fibre if01ge krav 1, kendetegnet ved en tex-værdi i omrâdet fra ca. 0,11 til ca. 2,2 (fra 15 ça. 1 til ca. 20 denier).

3. Fibre if0lge krav 1 eller 2, kendetegnet ved, at de er krusede og har en længde i udstrakt tilstand i omrâdet fra 2,5 til 12 cm. 20

4. Fibre if01ge ethvert af kravene 1-3, kendetegnet ved, at de har et krystallinsk smeltepunkt pâ under 200°C. 25

5. Fiberblanding egnet til fremstilling af et varme-bundet fiberprodukt, der indeholder fibre af poly-(ethylenterephthalat) og fra 5 til 35 vægtprocent binde-fibre if01ge ethvert af kravene 1-4. 30

6. Blanding if01ge krav 5, kendetegnet ved, at den foreligger i form af en fibermâtte.

7. Blanding if01ge krav 5, kendetegnet ved, at den foreligger i form af en ikke-vævet plade. 35