DE10220380A1

DE10220380A1 - Polyethylennaphthalat-Faser mit hoher Festigkeit

Info

Publication number: DE10220380A1
Application number: DE10220380A
Authority: DE
Inventors: Eun-Lai Cho; Song-Joo Choi; Jong Lee
Original assignee: Hyosung Corp
Current assignee: Hyosung Corp
Priority date: 2001-05-10
Filing date: 2002-05-07
Publication date: 2003-01-09
Anticipated expiration: 2022-05-08
Also published as: TWI222474B; FR2826379B1; JP3655577B2; DE10220380B4; CN1195110C; CN1397669A; US6511747B1; TR200201295A2; JP2002339161A; KR100402839B1; FR2826379A1; KR20020085935A

Abstract

In der vorliegenden Erfindung wird eine Polyethylennaphthalat-Faser mit hoher Festigkeit beschrieben, die eine behandelte Schnur bereitstellt, die hohe Zugfestigkeit und verbesserte Maßbeständigkeit aufweist, und die vorteilhafter Weise als ein faserartiges Verstärkungsmaterial von Gummiwaren, wie z. B. Reifen und Gurte, verwendet werden kann.

Description

GEBIET DER ERFINDUNG

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Polyethylennaphthalat-Faser mit hoher Festigkeit, die für die Verstärkung von Gummiwaren wie z. B. Reifen geeignet ist.

HINTERGRUND DER ERFINDUNG

Ein Polyethylen-2,6-naphthalat weist eine höhere Glasübergangstemperatur, Kristallisationstemperatur, Schmelztemperatur und Schmelzviskosität auf im Vergleich zu einem vergleichbaren Polyethylenterephthalat, und daher wird es üblicherweise bei einer höheren Temperatur als die Spinntemperatur (310 bis 320°C) von einem konventionellen Polyethylenterephthalat gesponnen. Jedoch tritt bei einer hohen Spinntemperatur in gewissem Ausmaß Hitzeabbau auf, was in einer Verminderung der intrinsischen Viskosität resultiert, wodurch es schwierig wird, ein Polyethylen-2,6-naphthalat-Garn herzustellen, das die ursprüngliche hohe Festigkeit aufweist (siehe die japanischen Patentveröffentlichungen Nr. 72-35318, 73-64222 und 75-16739).
Das japanische Patent Nr. 2945130 beschreibt ein Verfahren zur Herstellung von Polyethylennaphthalat-Fasern, die eine hohe Zugfestigkeit und ein hohes Modul aufweisen, indem die Spinngeschwindigkeit und das Spinnverzug-Verhältnis gesteuert werden und die Streckzieh- Temperatur schrittweise verändert wird, statt die Spinntemperatur zu erhöhen. Gemäß diesem Verfahren kann aber kein gleichmäßiges Spinnen durchgeführt werden und das Streckziehverfahren selbst ist schwierig zu steuern, aufgrund einer hohen Streckzieh- Temperatur im ersten Schritt von mehr als 150°C.
Die vorliegenden Erfinder haben sich bemüht, eine verbesserte Polyethylen-2,6-naphthalat- Faser zu entwickeln und haben entdeckt, dass eine Faser mit hoher Festigkeit hergestellt werden kann, indem die Eigenschaften des Polyethylen-2,6-naphthalat-Polymeren selbst und die Streckziehbedingungen gesteuert werden, während eine relativ geringe Spinntemperatur beibehalten wird.

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG

Es ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Polyethylennaphthalat-Faser mit hoher Festigkeit bereitzustellen, die eine hohe Zugfestigkeit und eine verbesserte Maßbeständigkeit aufweist, und die zur Verwendung als eine Verstärkungsschnur geeignet ist.
Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung wird eine Polyethylennaphthalat-Faser bereitgestellt, die durch ein Verfahren hergestellt wird, das die Schritte umfasst:

A) Spinnen aus der Schmelze von einem durch Festphasenpolymerisation hergestellten Polyethylen-2,6- naphthalat-Chip, der aus 95 mol % oder mehr von Ethylen-2,6-naphthalat-Einheiten als die wiederkehrende Einheit zusammengesetzt ist, und einen Mangan-Gehalt von 30 bis 70 ppm, einen Antimon-Gehalt von 180 bis 300 ppm und eine intrinsische Viskosität von 0,90 bis 1,00 aufweist, durch eine Spinndüse bei einem Spinnverzug-Verhältnis im Bereich von 400 bis 900, um ein geschmolzenes gesponnenes Garn zu bilden,
B) rasches Kühlen und Verfestigen des gesponnenen Garns durch Leiten durch eine Erstarrungszone,
C) Abziehen des gefestigten Garns mit einer solchen Geschwindigkeit, dass ein ungestrecktes Garn gebildet wird, das eine Doppelbrechung von 0,005 bis 0,025 aufweist, und
D) Unterziehen des ungestreckten Garns einem mehrstufigen Streckziehverfahren zu einem Gesamt-Ziehverhältnis von 6,5 oder mehr, um eine Faser zu erhalten, worin die Temperatur der zweiten Streckziehstufe im Bereich von 150 bis 180°C gehalten wird; wobei die Faser (1) eine intrinsische Viskosität von 0,70 bis 0,77, (2) eine Zugfestigkeit von wenigstens 9,5 g/d, (3) eine Dehnung von wenigstens 9,5%, (4) eine Doppelbrechung von wenigstens 0,45, (5) eine Dichte von 1,355 bis 1,368, (6) einen Schmelzpunkt von 270 bis 275°C, und (7) eine Schrumpfung von 2 bis 3% aufweist.

KURZE BESCHREIBUNG DER FIGUREN

Die vorstehend aufgeführten und weiteren Gegenstände und Merkmale der vorliegenden Erfindung werden aus der folgenden Beschreibung der Erfindung ersichtlich werden, wenn diese im Zusammenhang mit den beiliegenden Figuren betrachtet wird, in denen:
Fig. 1 zeigt ein schematisches Diagramm von dem Verfahren zur Herstellung von einer Polyethylennaphthalat-Faser gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, und
Fig. 2 stellt ein Diagramm von einem Längsdurchschnitt des Einbaus, der in dem Verfahren, das in Fig. 1 dargestellt ist, verwendet wird, dar. 1 Einbau
2 Düsen
3 Kühlzone
4 gesponnene Garne
L Abzugslänge
5 Ölförderrolle
6 Abzugsrolle
7, 8, 9 und 10 Streckwalzen
11 fertige gestreckte Garne (ursprüngliche Garne)
12 Einbau Gehäuse
13 obere Verteilungsplatte
14a, 14b Förderleitung für das Polymer
15 untere Verteilungsplatte
16 Filtratschicht

AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG

Der Polyethylennaphthalat-Chip, der in der vorliegenden Erfindung eingesetzt wird, enthält wenigstens 95 mol % von Ethylen-2,6-naphthalat-Einheiten als die wiederkehrende Einheit. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist der Polyethylennaphthalat-Chip im Wesentlichen aus Polyethylen-2,6-naphthalat zusammengesetzt.
Der erfindungsgemäße Polyethylennaphthalat-Chip kann aus einem Rohchip, der eine niedrige intrinsische Viskosität (IV) von 0,42 bis 0,50 aufweist, durch Festphasenpolymerisation hergestellt werden, und er weist eine IV von 0,90 bis 1,00 und einen Feuchtigkeitsgehalt von 30 ppm oder weniger auf. Der Rohchip wird hergestellt, indem Naphthalen-2,6- dimethylcarboxylat (NDC) und Ethylenglykol in einem Gewichtsverhältnis von 2,0 bis 2,3 bei einer Temperatur von 190°C in der Schmelze vermischt werden, eine Esteraustauschreaktion durch Erhitzen der geschmolzenen Mischung bei einer Temperatur von 220 bis 230°C für 2 bis 3 Stunden durchgeführt wird, und anschließend die resultierende Mischung einer Kondensation und Polymerisation bei einer Temperatur von 280 bis 290°C für 2 bis 3 Stunden unterworfen wird.
In der Esteraustauschreaktion kann eine Manganverbindung, wie z. B. Manganacetat, als ein Esteraustauschkatalysator in solch einer Menge hinzugefügt werden, dass das Restmangan, das in dem Polymer verbleibt, im Bereich von 30 bis 70 ppm liegt. Wenn die Menge an verwendetem Katalysator einem Restmangangehalt von weniger als 30 ppm entspricht, wird die Reaktionsgeschwindigkeit zu langsam, während bei einem Wert von mehr als 70 ppm die überschüssige Menge von dem Katalysator unerwünschte Wirkungen während dem Spinnen verursacht.
In dem Kondensations- und Polymerisationsschritt kann eine Antimonverbindung, z. B. Antimontrioxid, als ein Polymerisationskatalysator in solch einer Menge hinzugegeben werden, dass das Restantimon, das in dem Polymer verbleibt, im Bereich von 180 bis 300 ppm liegt. Wenn die Menge an verwendetem Katalysator einem Restantimongehalt von weniger 180 ppm entspricht, kann keine beschleunigte Polymerisationsreaktion erreicht werden, während bei einem Wert von mehr als 300 ppm die überschüssige Menge von dem Katalysator unerwünschte Probleme während dem Spinnen und Streckziehen verursacht.
Zusätzlich kann ein wärmebeständiger Stabilisator auf Grundlage von Phosphor, z. B. Trimethylphosphat, in solch einer Menge hinzugefügt werden, dass der Restphosphor, der in dem Polymer zurückbleibt, in dem Bereich von 35 bis 45 ppm liegt und dass das Mangan/Phosphor Gewichtsverhältnis weniger als 2,0 beträgt. In dem Fall, dass das Mangan/Phosphor Gewichtsverhältnis 2 oder mehr beträgt, tritt während der Festphasenpolymerisation übermäßige Oxidation auf, was ein gesponnenes Garn mit schlechten Eigenschaften ergibt.
Fig. 1 stellt ein schematisches Diagramm für das Verfahren zur Herstellung von einer Polyethylennaphthalat-Faser gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung dar.
In Schritt (A) wird Polyethylennaphthalat bei einem Spinnverzug-Verhältnis (die lineare Geschwindigkeit auf der ersten Abzugsrolle/die lineare Geschwindigkeit aus der Düse raus) im Bereich von 400 bis 900 bei einer relativ niedrigen Temperatur im Bereich von 300 bis 318°C aus der Schmelze gesponnen, um ein Abfallen der Viskosität, das durch Wärmeabbau und Hydrolyse verursacht wird, zu verhindern, durch eine Spinndüse, die mit einem Einbau (1) und Düsen (2) ausgestattet ist, um ein geschmolzenes gesponnenes Garn zu bilden.
Wenn das Spinnverzug-Verhältnis unter 400 liegt, wird das gesponnene Garn ungleichmäßig, was zu häufigen Fadenschnitten während dem Strecken führt, während bei einem Verhältnis von mehr als 900 übermäßige Fadenschnitte während dem Spinnen auftreten.
Fig. 2 zeigt ein Diagramm von einem Längsdurchschnitt des Einbaus (2). Bevorzugt wird ein statischer Mischer, der wenigstens 3 Einheiten aufweist, in der Förderleitung (14a) für das Polymer angebracht, um das Polymer gleichmäßig zu vermischen, das durch die untere Verteilungsplatte (15) und Düsen (2) geführt wird, um ein geschmolzenes Garn zu erhalten, das eine gleichmäßige Viskosität aufweist.
In Schritt (B) wird das gesponnene Garn (4), das in Schritt (A) gebildet worden ist, durch eine Erstarrungszone geleitet, die eine Wärmezone (mit einer Abzugslänge L), die direkt unter den Düsen (2) angeordnet ist, und eine Kühlzone (3), die unter der Wärmezone angeordnet ist, umfasst. Die Wärmezone, wobei L bevorzugt zwischen 300 und 500 mm ist, wird bei einer Temperatur von 350 bis 400°C gehalten und ein Kühlluftstrom wird in die Kühlzone eingeführt, um das gesponnene Garn, das eine erhöhte Orientierung und Gleichförmigkeit aufweist, zu quenchen und zu verfestigen. Desweiteren kann das verfestigte gesponnene Garn (4) in einem Anteil von 0,5 bis 1,0% geölt werden, indem es durch eine Ölförderrolle (5) geführt wird.
In Schritt (C) wird das gefestigte Garn mit Hilfe einer Abzugsrolle (6) mit einer Geschwindigkeit in dem Bereich von 300 bis 700 m/min abgezogen, um ein ungestrecktes Garn zu bilden, das eine Doppelbrechung von 0,005 bis 0,025 aufweist. Wenn die Doppelbrechung des ungestreckten Garns unterhalb von 0,005 liegt, so wird das gesponnene Garn ungleichmäßig, während bei einem Wert von mehr als 0,025 eine übermäßige Orientierung auftritt, was die Zugfestigkeit des Garns erniedrigt.
In Schritt (D) wird das Garn, das aus der Abzugsrolle (6) austritt, einem mehrstufigen Streckziehverfahren bis zu einem Gesamtstreckziehverhältnis von 6,5 oder mehr unterzogen, mit einer Reihe von Streckwalzen (7, 8, 9 und 10), um ein fertiges gestrecktes Garn (11) zu bilden. In diesem Verfahren wird die Temperatur bei der zweiten Streckstufe in dem Bereich von 150 bis 180°C gesteuert. Im Besonderen wird das ungestreckte Garn in einem Ausmaß von 1 bis 10% vorgestreckt, und wird dann mit einem ersten Streckziehverhältnis von 5 bis 7 bei einer Temperatur von 130 bis 150°C und einem zweiten Streckziehverhältnis von 1,2 bis 2,0 bei einer Temperatur von 150 bis 180°C gestreckt. In der ersten Streckstufe kann eine Dampfstrahltechnik angewendet werden, um die Gleichförmigkeit des Streckens zu erhöhen. Bei dieser Stufe kann das gestreckte Garn bei einer Temperatur von 220 bis 240°C heiß fixiert werden und in einem Ausmaß von 2 bis 4% gemäß einem üblichen Verfahren entspannt werden.
Die Polyethylennaphthalat-Faser der vorliegenden Erfindung, die nach dem vorstehenden Verfahren hergestellt wurde, hat die kombinierten Eigenschaften von (1) einer intrinsischen Viskosität von 0,70 bis 0,77, (2) einer Zugfestigkeit von wenigstens 9,5 g/d, (3) einer Dehnung von wenigstens 9,5%, (4) einer Doppelbrechung von wenigstens 0,45, (5) einer Dichte von 1,355 bis 1,368, (6) einem Schmelzpunkt von 270 bis 275°C, und (7) einer Schrumpfung von 2 bis 3%.
Die so hergestellte erfindungsgemäße Faser kann durch ein übliches Verfahren in eine behandelte Schnur umgewandelt werden. Zum Beispiel werden zwei Stränge von 1500 denier Faser gefacht und verseilt mit 390 Wicklungen/m (die Standardwindungszahl für eine übliche polyesterbehandelte Schnur), um ein Schnurgarn herzustellen; das Schnurgarn wird einer konventionellen Haftbeschichtung unterzogen (z. B. Isocyanat, Epoxidharz, Parachlorphenol-Harz und Resorcinol-Formalin-Latex (RFL)); es wird getrocknet und gestreckt bei einer Temperatur von 130 bis 160°C für einen Zeitraum von 150 bis 200 Sekunden bei einem Streckverhältnis von 1,0 bis 4,0%; heißfixiert und bei einer Temperatur von 235 bis 245°C für einen Zeitraum von 45 bis 80 Sekunden bei einem Streckverhältnis von 2,0 bis 6,0% gestreckt; das Schnurgarn wird wiederum einer konventionellen Haftbeschichtung unterworfen (z. B. RFL); wird bei einer Temperatur von 140 bis 160°C für einen Zeitraum vom 90 bis 120 Sekunden getrocknet; und anschließend bei einer Temperatur von 235 bis 245°C für einen Zeitraum von 45 bis 80 Sekunden bei einem Streckverhältnis von -4,0 bis 2,0% heißfixiert, um eine behandelte Schnur zu erhalten, die eine gute Maßbeständigkeit aufweist, dargestellt durch die Summe von E_2.25 (Dehnung bei 2,25 g/d Gewicht) und FS (Freie Schrumpfung), die weniger als 4,5% beträgt, und eine Zugfestigkeit von wenigstens 6,8 g/d hat.
Wie vorstehend beschrieben stellt die erfindungsgemäße Polyethylennaphthalat-Faser mit hoher Festigkeit eine behandelte Schnur bereit, die eine hohe Zugfestigkeit und verbesserte Maßbeständigkeit aufweist, und die vorteilhafter Weise als ein faserartiges Verstärkungsmaterial für Gummiwaren wie z. B. Reifen und Gurte verwendet werden kann.
Die folgenden Beispiele werden nur für den Zweck der Darstellung angegeben, und sollen nicht den Bereich der Erfindung einschränken. In den Beispielen und den Vergleichsbeispielen werden die Eigenschaften der hergestellten Garne und der hergestellten behandelten Schnüre gemäß den folgenden Verfahren untersucht.

1. Intrinsische Viskosität (IV)

Es wurden 0,1 g von einer Probe in einer Mischung von Phenol und 1,1,2,3-Tetrachlorethan (60/40 in Gewicht) in einer Konzentration von 0,4 g/100 ml gelöst. Die Lösung wurde in einen Obbelohde-Viskosimeter gegeben und in einem 30°C warmen Wasserbad für 10 Minuten gehalten. Die Fließzeiten der Lösung wie auch die des Lösungsmittels wurden gemessen und RV und IV-Werte wurden auf der Grundlage der folgenden Formeln berechnet:

RV = Fließzeit der Lösung/Fließzeit des Lösungsmittels (1)

IV = R × (RV-1)/C + 3/a × (InRV/C) (2)

worin C die Probenkonzentration ist (g/100 ml).

2. Zugfestigkeit

Die Zugfestigkeit von einer Probe wurde gemäß der ASTM D 885 bestimmt, bei einer Probenlänge von 250 mm, einer Zuggeschwindigkeit von 300 mm/Minute und 80 Wicklungen/m unter einer Standardatmosphäre (20°C, 65% relative Feuchtigkeit), unter Verwendung von einem Instron 5565 (Instron Co., Ltd., USA).

3. Dichte

Die Dichte (p) einer Probe wurde unter Verwendung einer Dichte-Gradienten-Säule mit Xylol/Tetrachlorkohlenstoff bei 23°C bestimmt. Die Gradienten-Säule wurde gemäß der ASTM D 1505 bei einem Dichtebereich von 1,34 bis 1,41 g/cm³ hergestellt und kalibriert.

4. Schrumpfung

Eine Probe wurde unter Standardatmosphäre (20°C, 65% relative Feuchtigkeit) für 24 Stunden gehalten und dann wurde dessen Länge (L₀) bei 0,1 g/d Gewicht gemessen. Alternativ dazu wurde eine Probe in einem Trockenofen bei 150°C unter einer Nichtspannungs-Bedingung für 30 Minuten gehalten und für 4 Stunden draußen gelassen, dann wurde dessen Länge (L) bei 0,1 g/d Gewicht gemessen. Die Schrumpfung (%) wurde aus der folgenden Formel berechnet:

ΔS = (L₀-L)/L₀ × 100 (3)

5. Dehnung bei Lastdichte

Als eine Dehnung bei Lastdichte wurde die Dehnung bei 4,5 g/d Gewicht auf der S-S Zugfestigkeitskurve für eine ursprüngliche Garnprobe gemessen, und die Dehnung bei 2,25 g/d Gewicht für eine behandelte Schnurprobe.

6. Maßbeständigkeit

Die Maßbeständigkeit (%) von einer behandelten Schnur, die mit den Reifenseitenwandeinbuchtungen (SWI) und Reifenhandhabungseigenschaften in Beziehung steht, wird durch das Modul bei einer gegebenen Schrumpfung bestimmt, und die Summe E_2,25 (Dehnung bei 2,25 g/d Gewicht) + FS (Freie Schrumpfung) ist ein guter Indikator für die Maßbeständigkeit von einer behandelten Schnur, die unter einer speziellen Wärmebehandlungsbedingung verarbeitet wurde, und je niedriger die Summe, desto besser ist die Maßbeständigkeit.

7. Doppelbrechung

Die Doppelbrechung einer Probe wurde unter Verwendung von einem Polarisationslichtmikroskop bestimmt, das mit einem Berek Kompensator ausgestattet war.

8. Schmelzpunkt

Eine Probe wurde pulverisiert, und 2 mg des Probenpulvers wurden in ein Gefäß gegeben und versiegelt. Anschließend wurde die Probe mit einer Geschwindigkeit von 20°C pro 1 Minute von Raumtemperatur auf 290°C unter Verwendung von einem Perkin-Elmer DSC erhitzt unter einer Stickstoffatmosphäre, und die Temperatur am maximalen Hitze- Absorptions-Peak wurde als die Schmelztemperatur angesehen.

Beispiel 1

Eine Festphasenpolymerisationsreaktion wurde durchgeführt, um einen Polyethylennaphthalat-Chip zu erhalten, der einen Mangangehalt von 40 ppm, einen Antimongehalt von 220 ppm, eine IV von 9,95, ein Mangan/Phosphor-Gewichtsverhältnis von 1,8, und einen Feuchtigkeitsgehalt von 20 ppm aufweist. Der Chip wurde durch einen Extender geführt und bei 316°C bei einer Geschwindigkeit von 440 g/Minute, und einem Spinnverzug-Verhältnis von 550 aus der Schmelze gesponnen. Vor dem Spinnen aus der Schmelze wurde der Polymerchip gleichförmig in einer Förderleitung für das Polymer vermischt, wobei ein statischer Mischer, der aus 5 Einheiten bestand, verwendet wurde. Anschließend wurden die gesponnenen Garne verfestigt, indem sie sukzessive durch eine 40 cm lange Heizzone geleitet wurde, die bei 370°C gehalten wurde und direkt unter den Düsen angeordnet ist, und durch eine 530 mm lange Kühlzone, wo eine Kühlluft von 20°C mit einer Geschwindigkeit von 0,5 m/Sekunde geblasen wurde (siehe Fig. 1). Die verfestigten Garne wurden geölt und mit einer Geschwindigkeit von 380 m/Minute abgezogen, um ungestreckte Garne zu bilden, die in einem Ausmaß von 5% vorgestreckt wurden und anschließend in zwei Stufen gestreckt wurden. Das erste Streckziehen wurde bei einem Streckziehverhältnis von 5,6 bei 150°C durchgeführt, und das zweite Streckziehen bei einem Streckziehverhältnis von 1,2 über 170°C. Anschließend wurden die Garne bei 230°C heißfixiert, auf 3% entspannt und gewickelt, um 1500 denier fertige gestreckte Garne (ursprüngliche Garne) zu bilden.
Zwei Stränge von den so erhaltenen ursprünglichen Garnen wurden gefacht und verseilt mit 390 Wicklungen/m, um ein Schnurgarn herzustellen. Das Schnurgarn wurde nacheinander in ein Parachlorphenol-Harz und anschließend in RFL getaucht, getrocknet und bei 170°C für 150 Sekunden bei einem Streckverhältnis von 1,5% gestreckt, heißfixiert und bei 240°C für 150 Sekunden bei einem Streckverhältnis von 4,0% gestreckt, in RFL getaucht, bei einer Temperatur von 240°C für einen Zeitraum von 100 Sekunden getrocknet, und anschließend bei einer Temperatur von 240°C für 40 Sekunden bei einem Streckverhältnis von -1,0% heißfixiert, um eine behandelte Schnur zu erhalten. Die Eigenschaften des so erhaltenen gestreckten Garns und der behandelten Schnur wurden untersucht und die Ergebnisse sind in Tabelle 1 dargestellt.

Beispiel 2 bis 5 und Vergleichsbeispiele 1 bis 7

Die Arbeitsweisen von Beispiel 1 wurden wiederholt, außer dass Änderungen bei der IV des Chips, beim Mangan/Phosphor-Gewichtsverhältnis, bei der Spinntemperatur, beim Spinnverzugsverhältnis, bei der Länge oder Temperatur der Heizzone, oder bei der Doppelbrechung des ungestreckten Garns, wie in Tabelle 1 dargestellt, vorgenommen wurden, um verschiedene gestreckte Garne und behandelte Schnüre zu erhalten.
Die Eigenschaften der so erhaltenen gestreckten Garne und behandelten Schnüre wurden bestimmt und die Ergebnisse sind in Tabelle 1 dargestellt.
Wie vorstehend beschrieben kann die Polyethylennaphthalat-Faser mit hoher Festigkeit der vorliegenden Erfindung in eine behandelte Schnur umgewandelt werden, die eine hohe Zugfestigkeit und verbesserte Maßbeständigkeit aufweist und die vorteilhafter Weise als ein faserartiges Verstärkungsmaterial für Gummiwaren wie z. B. Reifen und Gurte verwendet werden kann.
Wenn auch die Ausführungsformen des Gegenstands der Erfindung beschrieben und dargestellt worden sind, ist es selbstverständlich, dass verschiedene Änderungen und Modifikationen durchgeführt werden können, ohne dass vom Erfindungsgedanken der vorliegenden Erfindung abgewichen wird, die nur durch den Bereich der beiliegenden Ansprüche begrenzt werden sollte.

Claims

1. Eine Polyethylennaphthalat-Faser, die durch ein Verfahren hergestellt wird, das die Schritte umfasst:

A) Spinnen aus der Schmelze von einem durch Festphasenpolymerisation hergestellten Polyethylen-2,6-naphthalat-Chip, der aus 95 mol % oder mehr von Ethylen-2,6-naphthalat-Einheiten als die wiederkehrende Einheit zusammengesetzt ist, und einen Mangan-Gehalt von 30 bis 70 ppm, einen Antimon-Gehalt von 180 bis 300 ppm und eine intrinsische Viskosität von 0,90 bis 1,00 aufweist, durch eine Spinndüse bei einem Spinnverzug-Verhältnis im Bereich von 400 bis 900, um ein geschmolzenes gesponnenes Garn zu bilden,

B) rasches Kühlen und Verfestigen des gesponnenen Garns durch Leiten durch eine Erstarrungszone,

C) Abziehen des gefestigten Garns mit einer solchen Geschwindigkeit, dass ein ungestrecktes Garn gebildet wird, das eine Doppelbrechung von 0,005 bis 0,025 aufweist, und

D) Unterziehen des ungestreckten Garns einem mehrstufigen Streckziehverfahren zu einem Gesamt-Ziehverhältnis von 6,5 oder mehr, um eine Faser zu erhalten, worin die Temperatur der zweiten Streckziehstufe im Bereich von 150 bis 180°C gehalten wird; wobei die Faser (1) eine intrinsische Viskosität von 0,70 bis 0,77, (2) eine Zugfestigkeit von wenigstens 9,5 g/d, (3) eine Dehnung von wenigstens 9,5%, (4) eine Doppelbrechung von wenigstens 0,45, (5) eine Dichte von 1,355 bis 1,368, (6) einen Schmelzpunkt von 270 bis 275°C, und (7) eine Schrumpfung von 2 bis 3% aufweist.

2. Die Polyethylennaphthalat-Faser gemäß Anspruch 1, worin der Chip ferner eine Phosphor-Komponente in einer solchen Menge umfasst, dass das Mangan/Phosphor- Gewichtsverhältnis 2,0 oder weniger beträgt.

3. Die Polyethylennaphthalat-Faser gemäß Anspruch 1, worin die Erstarrungszone in Schritt (B) eine Heizzone, die eine Länge von 300 bis 500 mm aufweist und bei einer Temperatur von 350 bis 400°C gehalten wird, und eine Kühlzone, die direkt unter der Heizzone angeordnet ist, umfasst.

4. Eine behandelte Schnur, die durch Fachen und Verseilen von zwei Strängen von der Polyethylennaphthalat-Faser gemäß Anspruch 1, gefolgt von einer Resorcinol- Formalin-Latex Behandlung, hergestellt wird; wobei die Schnur (1) einen Maßbeständigkeits-Index, der durch die Summe von E_2,25 (Dehnung bei 2,25 g/d Gewicht) und FS (Freie Schrumpfung) dargestellt ist, von 4, 5% oder weniger aufweist, und (2) eine Zugfestigkeit von wenigstens 6,8 g/d aufweist.

5. Eine Gummiware, die eine behandelte Schnur gemäß Anspruch 4 umfasst.