DE60029421T2

DE60029421T2 - Verbundstapelfaser und herstellungsverfahren

Info

Publication number: DE60029421T2
Application number: DE60029421T
Authority: DE
Inventors: Yasuhiro Kurashiki-shi TAKEDA; Yoshiyuki Kurashiki-shi ANDO; Yoshikata Kurashiki-shi OHNO
Original assignee: Kuraray Co Ltd
Current assignee: Kuraray Co Ltd
Priority date: 1999-08-09
Filing date: 2000-08-08
Publication date: 2007-03-08
Anticipated expiration: 2020-08-09
Also published as: JP4384383B2; EP1132508A1; US6335092B1; WO2001011124A1; DE60029421D1; EP1132508B1; EP1132508A4

Description

Technisches Gebiet
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Verbundstapelfaser mit einem Querschnitt, bei dem zwei Polymerkomponenten alternierend geschichtet sind. Insbesondere betrifft die vorliegende Erfindung eine Verbundstapelfaser, deren äußere Oberfläche mit einer der Polymerkomponenten, aus denen die Faser besteht, bedeckt ist. Genauer gesagt betrifft die vorliegende Erfindung eine Verbundstapelfaser, die kein Abblättern oder Aufspalten zwischen geschichteten Polymerkomponenten bei der Kardier- oder Nadelstoßbehandlung einer Vliesstoffherstellung bewirken, sondern Rissbildung im umhüllenden Polymer bei dem nachfolgenden Teil- und Aufspaltverfahren durch eine Wasserstrahlbehandlung, eine Polierbehandlung usw. bewirkt und dann Abblättern und Aufspalten zwischen den geschichteten Polymerkomponenten innerhalb der Faser bewirkt, wodurch es möglich wird, eine Faserstruktur zu erhalten, die aus Gruppen von ultrafeinen Fasern der Polymerkomponenten besteht.
Da ein Teil des umhüllenden Polymers der Verbundstapelfaser bei dem Teil- und Aufspaltverfahren zerbrochen wird, was zu der Bildung von ultrafeinen Fasern mit scharfen Kanten führt, zeigt die Faserstruktur eine überlegene Wischleistung, wenn sie beispielsweise als ein Wischer verwendet wird. Da die Faserstruktur ultrafeine Fasern enthält, werden außerdem Kunstleder, Spunlace- und Vliesstoff für sanitäre Anwendung mit weicher Textur und zufrieden stellender Durchlässigkeit erhalten. Da die Faserstruktur aus dicht gepackten Fasern besteht, weist sie darüber hinaus eine gute Wasserabsorption durch Kapillarwirkung auf und zeigt eine überlegene Staubentfernungsleistung, wenn sie als ein Filter, eine Atemmaske usw. verwendet wird. Darüber hinaus besitzen Tücher, die aus geteilten und aufgespaltenen Verbundstapelfasern bestehen, oder Tücher, die durch Teilen und Aufspalten von Verbundstapelfasertüchern erhalten werden, ihren eigenen charakteristischen Glanz auf Grund der flachen, ultrafeinen Fasern, die durch das Aufspalten erzeugt werden.
Hintergrund der Technik
Da es Begrenzungen hinsichtlich der Faserfeinheit auf Grund der erhöhten Anfälligkeit für Reißen während eines direkten Verspinnens gibt, werden ultrafeine Fasern mit einer Einzelfaserfeinheit von 0,1 den oder weniger mit einem gemeinsamen Spinnverfahren hergestellt. Beispiele für den Querschnitt der Verbundfasern zur Erzeugung von ultrafeinen Fasern umfassen: (1) einen mehrschichtigen Querschnitt oder einen blütenblattförmigen Querschnitt, bei dem viele Teile von jeweils zwei Komponenten getrennt und abwechselnd in Schichten angeordnet sind, und (2) einen Inseln-im-Meer-Querschnitt, bei dem eine Komponente in einer anderen Komponente fein dispergiert ist. Bei den ersteren Verbundfasern werden ultrafeine Fasern mit scharfen Kanten und ultrafeine Fasern mit modifizierten Querschnitten durch das Abblättern der Komponenten erzeugt und finden in Abhängigkeit von ihren Formen zahlreiche Anwendungen.
Diese Verbundfasern bestehen typischerweise aus Nylon-6 und Polyethylenterephthalat (PET). Die Verfahren zum Abblättern und Teilen dieser Komponenten schließen (1) ein Verfahren der Trennung durch Schrumpfkräfte der Nylonkomponente, wenn sie mit einer Flüssigkeit behandelt wird, die eine Chemikalie, wie Benzylalkohol, enthält, (2) ein Verfahren der Trennung durch geringfügiges Weglösen der PET-Komponente mit einer wässrigen Alkalilösung, (3) ein Verfahren des Abblätterns durch mehrmaliges Wiederholen von feuchter Wärmebehandlung und Trocknungsbehandlung, (4) ein Verfahren der erzwungenen Trennung durch physikalisches Scheuern oder Schrubben und (5) eine Kombination davon ein.
Hinsichtlich der Produktivität ist es wichtig, die Erzeugung von Staubflocken zu verhindern, die durch Abblättern zwischen den Verbundkomponenten während des Faserherstellungsverfahrens, wie das Streckverfahren, verursacht werden. Deshalb wird bei einer Kombination von beispielsweise Nylon-6 und PET ein PET verwendet, das mit 5-Natriumsulfoisophthalat copolymerisiert ist, um die Haftung zwischen den Komponenten zu verbessern. In einer anderen Ausführungsform wurde vorgeschlagen, das Abblättern während der Faserherstellung zu verhindern, indem die Verbundfaser bei einer so erhöhten Spinngeschwindigkeit versponnen werden, dass PET und Nylon vergleichbares Schrumpfverhalten zeigen.
Abblättern zwischen den Komponenten der Verbundfaser beim Kardierverfahren zur Herstellung von Vliesstoffen oder gesponnenen Garnen aus Stapelfasern tritt jedoch selbst im Fall des Einsetzens der vorstehenden Maßnahmen gegen das Faseraufspalten auf, was zu den Problemen des Aufspaltens der Verbundfaser und der Erzeugung von Nissen führt. Außerdem tritt, wenn das Nadelstoßen durchgeführt wird, um die Fasern zu verwickeln, das Abblättern auf Grund der Schädigung ein, wodurch die Verbundfasern widerstandsfähig gegen die Verwicklung gemacht werden, was dadurch zu dem Problem des Versagens, die Ablösefestigkeit des Vliesstoffes zu erhöhen, führt.
Beispielsweise schlagen die offengelegten japanischen Patentanmeldungen Nrn. 4-308224 und 5-44127 vor, das Abblättern und Aufspalten zwischen den Komponenten während des Kardierverfahrens der unterteilbaren Verbundfaser zu verhindern, indem die Faseroberfläche mit einer der Komponenten, aus denen die Verbundfaser besteht, bedeckt wird.
Jedoch zielen diese bekannten Arbeitsverfahren auf Verbundfasern eines Typs ab, bei dem die Umhüllung der Verbundfasern durch die Behandlung mit einem Lösungsmittel weggelöst wird, nachdem sie zu Stoffen verarbeitet wurden, und offenbaren in keiner Weise eine Verbundstapelfaser mit einer Umhüllung, die während des Kardier- oder Nadelstoßverfahrens nicht zerbrochen wird, sondern bei dem nachfolgenden Teil- und Aufspaltverfahren, wie Wasserstrahlbehandlung usw., zerbrochen wird, wodurch bewirkt wird, dass die Verbundstapelfasern in ultrafeine Fasern unterteilt werden.
Außerdem ist in dem in der offengelegten japanischen Patentanmeldung Nr. 4-308224 beschriebenen Arbeitsverfahren die Ausbeute an ultrafeinen Fasern gering, da ultrafeine Fasern durch Weglösen der Umhüllung erzeugt werden, die aus einer der Komponenten bestehen, welche die andere Komponente einkapselt, was zu dem Problem der schlechten Produktivität der ultrafeinen Fasern führt. Außerdem ist es schwierig, die Dicke der Umhüllung auf einem gewünschten Niveau zu kontrollieren, indem einfach der Anteil der beiden Komponenten verändert wird. Das vorgeschlagene Arbeitsverfahren ist zur Erzeugung von ultrafeinen Fasern geeignet, indem eine der Komponenten mit Lösungsmittel usw. vollständig weggelöst wird. Es ist jedoch nicht geeignet, zu ermöglichen, dass mit einem mechanischen Verarbeitungsverfahren beide Komponenten als ultrafeine Fasern verbleiben, da die Umhüllung bei dem vorgeschlagenen Arbeitsverfahren übermäßig dick ist, wodurch verhindert wird, dass die Verbundfasern angemessen aufspalten.
Die offengelegte japanische Patentanmeldung Nr. 5-44127 offenbart lange Verbundfasern zum Aufbau von vorverdrehten Verbundgarnen und schlägt ein Arbeitsverfahren zur Hemmung der Fibrillierung von Verbundfasern auf Grund der Reibung während eines Vorverdrehungsverfahrens vor, wobei die Oberfläche der langen Verbundfasern, die eine Polyamid-Polyester-Schichtstruktur aufweisen, mit Polyester bedeckt wird. Jedoch wird lediglich beschrieben, dass nach der Verarbeitung des vorverdrehten Verbundgarns zu einem gewebten oder gestrickten Stoff der bedeckende Polyester durch Alkalibehandlung weggelöst wird, wodurch die Verbundkomponenten geteilt werden. Also gibt es keine Beschreibung einer Verbundstapelfaser, die dem Abblättern während der Kardier- und der Nadelstoßbehandlung bei einer Vliesstoffherstellung usw. widersteht, aber durch das nachfolgende mechanische Abblätter- und Teilverfahren, wie Wasserstrahlbehandlung, in ultrafeine Fasern unterteilt wird.
Offenbarung der Erfindung
Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Verbundstapelfaser und ein Herstellungsverfahren dafür bereitzustellen, bei dem es im Wesentlichen kein Auftreten des Abblätterns oder Aufspaltens zwischen den Komponenten, aus denen die Verbundfaser besteht, während des Kardierverfahrens, des Nadelstoßverfahrens usw. bei der Herstellung von Vliesstoffen usw. gibt, sondern das Abblättern und Aufspalten zwischen den Verbundkomponenten lediglich in einem nachfolgenden physikalischen Teilverfahren, wie eine Wasserstrahlbehandlung, eintritt. Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Faserstruktur bereitzustellen, die die vorstehende Verbundstapelfaser enthält und eine überlegene Wischleistung zeigt, wenn sie als ein Wischer verwendet wird. Noch eine weitere Aufgabe ist es, eine Faserstruktur bereitzustellen, die die vorstehende Verbundstapelfaser enthält und eine zufrieden stellende Textur und zufrieden stellende Farbentwicklung zeigt, wenn sie als Kunstleder verwendet wird.
In einem ersten Gesichtspunkt der vorliegenden Erfindung wird nämlich eine Verbundstapelfaser mit einer geschichteten Verbundstruktur bereitgestellt, in welcher eine Polymerkomponente A und eine Polymerkomponente B im Faserquerschnitt alternierend angeordnet sind, wobei die Polymerkomponente B vollständig mit der Polymerkomponente A bedeckt ist, die Polymerkomponente B und ein Teil der Polymerkomponente A, ausgenommen der Teil, der die Haut bildet, eine im wesentlichen flache Form aufweisen, und im Faserquerschnitt die Enden der Polymerkomponente B in Längsrichtung 0,05 bis 1,5 μm innerhalb der Faseroberfläche angeordnet sind und das Gewichtsverhältnis der Polymerkomponente A zu der Polymerkomponente B 90/10 bis 10/90 beträgt.
In einem zweiten Gesichtspunkt der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren zur Herstellung einer vorstehend beschriebenen Verbundstapelfaser mit einer geschichteten Verbundstruktur bereitgestellt, in welcher eine Polymerkomponente A und eine Polymerkomponente B im Faserquerschnitt alternierend angeordnet sind, wobei die Polymerkomponente A und die Polymerkomponente B schmelzgesponnen werden, so dass ein Löslichkeitsparameter, SP-Wert, und eine Schmelzviskosität beim Schmelzspinnen einer jeden Komponente die folgende Gleichung 1 erfüllen ηA – ηB ≤ –200 × (SPA – SPB) 1wobei η_A die Schmelzviskosität (Poise) der Polymerkomponente A beim Schmelzspinnen ist, η_B die Schmelzviskosität (Poise) der Polymerkomponente B beim Schmelzspinnen ist, SP_A der Löslichkeitsparameter der Polymerkomponente A ist und SP_B der Löslichkeitsparameter der Polymerkomponente B ist.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
1 ist eine Querschnittsansicht, die ein Beispiel für die Verbundstapelfaser der vorliegenden Erfindung zeigt;
2a ist eine Querschnittsansicht einer flachen ultrafeinen Faser, die aus der Polymerkomponente A besteht, welche durch Teilen einer Verbundstapelfaser erzeugt wird; und
2b ist eine Querschnittsansicht einer flachen ultrafeinen Faser, die aus der Polymerkomponente B besteht, welche durch Teilen einer Verbundstapelfaser erzeugt wird.
Beste Ausführungsform der Erfindung
Bei der Verbundstapelfaser der vorliegenden Erfindung, wie in 1 gezeigt, ist es beispielsweise wichtig, dass die Polymerkomponente B vollständig mit der Polymerkomponente A bedeckt ist, die über den gesamten Randbereich in jedem Faserquerschnitt vorhanden ist. In dem Fall, dass die Komponente B nicht gänzlich mit der Komponente A bedeckt ist, tritt beim Kardier- oder Nadelstoßverfahren bei der Herstellung eines Vliesstoffs beispielsweise das Abblättern und Aufspalten in der Längsrichtung der Faser an der Grenzfläche zwischen den Verbundkomponenten auf.
Um eine Umhüllung nahe der Faseroberfläche zu erzeugen, ist es notwendig, dass das Gewichtsverhältnis der Komponente A zu der Komponente B im Bereich von 90/10 bis 10/90 und vorzugsweise 85/15 bis 15/85 liegt. In dem Fall, dass das Gewichtsverhältnis der Komponente B weniger als 10% beträgt, wird es schwierig, die Komponente A und die Komponente B in einem Spinnpack alternierend anzuordnen, so dass sich der angezielte Querschnitt bildet. In dem Fall, dass das Gewichtsverhältnis der Komponente B 90% übersteigt, ist es schwierig, den gewünschten Querschnitt zu erhalten, was auf eine geringe Menge der Komponente A zurückzuführen ist, und es wird auch schwierig, die gesamte Faseroberfläche zu bedecken, oder die Dicke der Umhüllung wird übermäßig dünn.
Außerdem zeigen in der vorliegenden Erfindung die Komponente B und die Komponente A, ausgenommen der Teil, der die Haut der Verbundstapelfaser bildet, d. h. die Komponente A, die sandwichartig zwischen zwei Schichten der Komponente B angeordnet ist, im Wesentlichen eine flache Form, wenn der Faserquerschnitt betrachtet wird. Darüber hinaus ist es wichtig, dass im Faserquerschnitt die Enden der Komponente B in Längsrichtung 0,05 bis 1,5 μm, vorzugsweise 0,1 bis 1,0 μm von der Faseroberfläche angeordnet sind, was auf das Vorliegen der Umhüllung zurückzuführen ist, die aus der Komponente A besteht.
In dem Fall, dass die Dicke der Umhüllung aus der Komponente A, die zwischen der Faseroberfläche und der Komponente B erzeugt wurde, weniger als 0,05 μm beträgt, wird die Umhüllung durch Abrieb in den Kardier- und Nadelstoßverfahren zerbrochen, wodurch bewirkt wird, dass die Komponente A und die Komponente B voneinander abblättern und aufspalten, und eine schädliche Wirkung auf die Zuverlässigkeit der Verarbeitung bei der Vliesstoffherstellung hat. Wenn andererseits die Dicke 1,5 μm übersteigt, wird, auch wenn das Abblättern und Aufspalten in den Kardier- und Nadelstoßverfahren angemessen verhindert werden, das Aufspalten der Verbundstapelfaser zu ultrafeinen Fasern bei der nachfolgenden Wasserstrahlverwicklung usw. schwierig.
In der vorliegenden Erfindung werden ultrafeine Fasern, die aus der Komponente A bestehen, und ultrafeine Fasern, die aus der Komponente B bestehen, innerhalb einer Faserstruktur, wie Vliesstoff, die die Verbundstapelfasern enthält, erzeugt, indem mit der Faserstruktur eine Aufspaltverarbeitung unter Verwendung physikalischer Mittel, wie Wasserstrahlverwicklung, duchgeführt wird. Unter Berücksichtigung der Leistung als ein Wischer oder des weichen Gefühls und der Farbentwicklung als ein Kunstleder ist es wichtig, dass sowohl die Komponente A als auch die Komponente B einen flachen Querschnitt aufweisen.
Beispielsweise ist das Handgefühl, wenn ein Kunstleder hoher Qualität, wie ein gerautes Kunstleder mit Wildleder- oder Nubukoberflächenbeschaffenheit, unter Verwendung der Verbundstapelfaser der vorliegenden Erfindung hergestellt wird, desto besser, je dünner die einzelnen Fasern sind. Also wird es bevorzugt, dünnere Fasern als 0,1 dtex zu verwenden, nämlich Fasern mit einem Durchmesser von weniger als etwa 3 μm. Mit anderen Worten, es wird bevorzugt, dass einzelne Fasern der ultrafeinen flachen Fasern, die aus der Komponente A bzw. der Komponente B bestehen, die durch Teilen der Verbundstapelfasern hergestellt werden, eine Dicke in Querrichtung D, angezeigt in den 2a und 2b, von 3 μm oder weniger aufweisen. Wenn die Dicke mehr als 3 μm beträgt, wird das Handgefühl schlecht.
Darüber hinaus ist es im Fall des Kunstleders wichtig, dass die Farbentwicklung zufrieden stellend ist. Um dies zu erreichen, ist es bevorzugt, dass das Verhältnis (L/D: Flachheit) der Länge L in Längsrichtung zu der Dicke D in Querrichtung der flachen ultrafeinen Fasern, wie in den 2a und 2b gezeigt, 2 oder mehr beträgt. In dem Fall, dass das Verhältnis weniger als 2 beträgt, muss eine Färbung unter Verwendung einer großen Menge an Farbstoff durchgeführt werden, was zu hohen Färbekosten führt, da sich die Farbentwicklung nicht verbessert.
Darüber hinaus führen, auch wenn gilt, dass je dünner die Dicke D in der Querrichtung der flachen ultrafeinen Fasern ist, desto besser das Handgefühl ist, und eine hohe Flachheit zu zufrieden stellender Farbentwicklung durch Färben führt, eine übermäßig kleine Dicke D und eine übermäßig kleine Faserfeinheit zu einer schlechten Farbentwicklung. Deshalb wird es bevorzugt, dass die Einzelfaserfeinheit jeder flachen ultrafeinen Faser 0,02 dtex oder mehr beträgt, damit ein gutes Handgefühl und eine zufrieden stellende Farbentwicklung gewährleistet sind. Auch wenn es keine speziellen Begrenzungen hinsichtlich der Obergrenze der Einzelfaserfeinheit gibt, solange sie in dem Bereich liegt, der das Zeigen der Wirkungen als ultrafeine Fasern ermöglicht, beträgt die Obergrenze vorzugsweise 0,6 dtex oder weniger.
Das Teilen und Aufspalten der Verbundstapelfaser der vorliegenden Erfindung wird hauptsächlich durch physikalische Mittel, wie eine Wasserstrahlbehandlung und eine Polierbehandlung, durchgeführt. Das Teilen und Aufspalten tritt leicht an der Spitze von beiden, grob bogenförmigen Enden der Komponente B in Längsrichtung des Querschnitts auf, nämlich an der Position, wo die Umhüllung aus der Komponente A am dünnsten ist. Der Querschnitt der Komponente A, der als Ergebnis des Aufspaltens erzeugt wird, weist die Form des Buchstabens „I" auf, wie in 2a gezeigt, und zwei spitz zulaufende Vorsprünge erstrecken sich von jedem Ende in Längsrichtung in einer grob zur Längsrichtung senkrechten (60–120°) Richtung. Diese spitz zulaufenden Vorsprünge sind Teile der Ümhüllung des Polymers A, die nach dem Aufspalten der Verbundstapelfaser zurückbleiben.
In der vorliegenden Erfindung fungieren diese spitz zulaufenden Vorsprünge als scharfe Kanten und Schmutz usw. kann leicht durch die scharfen Kanten entfernt werden, was zu der günstigen Wischleistung führt, wenn die Faserstruktur als ein Wischer verwendet wird. Außerdem kann die Wischleistung weiter verbessert werden, da der Schmutz direkt in den Zwischenräumen zwischen den flachen ultrafeinen Fasern aus der Komponente A und den flachen ultrafeinen Fasern aus der Komponente B eingefangen wird.
Als Nächstes stellt das Folgende eine Beschreibung des Herstellungsverfahrens für die Verbundstapelfaser der vorliegenden Erfindung bereit.
In der vorliegenden Erfindung werden in Übereinstimmung mit bekannten Verfahren die Polymerkomponente A und die Polymerkomponente B getrennt in jeweiligen Schmelzextrudern geschmolzen, in eine Spinndüse so eingeführt, dass die Komponente A und die Komponente B alternierend angeordnet sind und dann aus der Spinndüse ausgestoßen. Insbesondere in einem Spinnpack werden die Enden der Komponente B, die auf die innere Wandoberfläche des Spinnpacks zeigen, wegen ihrer Oberflächenspannung abgerundet, so dass sich Zwischenräume zwischen der Komponente B und der inneren Wandoberfläche bilden, und als ein Ergebnis davon fließt die Komponente A in die Zwischenräume, wodurch die Verbundstapelfaser der vorliegenden Erfindung erhalten wird, bei der der gesamte Randbereich des Faserquerschnitts mit der Komponente A bedeckt ist.
Um sicherzustellen, dass die Enden der Komponente B abgerundet werden, wie vorstehend beschrieben, müssen die Löslichkeitsparameter (SP-Werte) der Komponenten A und B im Spinnpack und ihre Schmelzviskositäten bei der Spinntemperatur die spezielle Beziehung erfüllen, die durch Gleichung 1 angegeben ist: ηA – ηB ≤ –200 × (SPA – SPB) 1wobei η_A die Schmelzviskosität (Poise) der Komponente A beim Schmelzspinnen ist, η_B die Schmelzviskosität (Poise) der Komponente B beim Schmelzspinnen ist, SP_A der Löslichkeitsparameter der Komponente A ist und SP_B der Löslichkeitsparameter der Komponente B ist.
Die SP-Werte der Komponente A und der Komponente B können in der vorliegenden Erfindung gemäß dem Verfahren berechnet werden, das von P. A. J. Small, J. Appl. Chem., 3, 71 (1953), vorgeschlagen wird.
Im Allgemeinen werden die Enden eines Polymers mit zunehmendem SP-Wert leichter durch seine Oberflächenspannung abgerundet, da die polaren Reste des Polymers so weit weg voneinander wie möglich angeordnet sind. Demgemäß führt ein höherer SP-Wert für die Komponente B als der für die Komponente A zu einer größeren Abrundung der Enden der Komponente B. Dies ermöglicht, dass die Komponente A leicht in die Zwischenräume zwischen der Komponente B und der inneren Wandoberfläche der Spinndüse fließt und den gesamten Randbereich des Faserquerschnitts bedeckt, was es leichter macht, dass sich eine Umhüllung bildet. Jedoch überwindet, selbst wenn der SP-Wert der Komponente B höher als der der Komponente A ist, in dem Fall, dass die Schmelzviskosität der Komponente A bei der Spinntemperatur übermäßig höher als die der Komponente B ist, die Wirkung der Schmelzviskosität die Wirkung des SP-Werts, was bewirkt, dass die Enden der Komponente A leicht abgerundet werden, und es schwierig macht, dass sich die Umhüllung bildet.
Deshalb ist es selbst in dem Fall, dass der SP-Wert der Komponente B höher ist als der der Komponente A, wichtig, dass der Unterschied zwischen der Schmelzviskosität der Komponente A und der der Komponente B nicht das 200-Fache des Unterschieds in den SP-Werten übersteigt.
Außerdem fließt, da eine höhere Schmelzviskosität für die Komponente B als die der Komponente A beim Spinnverfahren zu leichterer Abrundung der Enden der Komponente B führt, die Komponente A leicht in die Zwischenräume zwischen der Komponente B und der inneren Wandoberfläche der Spinndüse und es bildet sich leicht eine Umhüllung, die den gesamten Randbereich des Faserquerschnitts bedeckt. Jedoch überwinden, selbst wenn die Schmelzviskosität der Komponente B höher als die der Komponente A ist, in dem Fall, dass der SP-Wert der Komponente A beim Spinnverfahren übermäßig höher als der der Komponente B ist, die Wirkungen des SP-Werts die Wirkungen der Schmelzviskosität, was bewirkt, dass die Enden der Komponente A leicht abgerundet werden, und es schwierig macht, dass sich die Umhüllung bildet. Also ist es in dem Fall, dass der SP-Wert der Komponente A höher als der der Komponente B ist, wichtig, dass die Schmelzviskosität der Komponente B um das 200-Fache des Unterschieds in den SP-Werten oder mehr größer ist als die der Komponente A.
Wie vorstehend beschrieben wurde, können die Enden der the Komponente B abgerundet werden und die Komponente A kann dazu veranlasst werden, in die Zwischenräume zwischen den Enden der Komponente B und der inneren Wandoberfläche der Spinndüse zu fließen, indem die Ausgewogenheit der SP-Werte oder die Ausgewogenheit der Schmelzviskositäten der Komponente A und der Komponente B so eingestellt werden, dass sie die speziellen Bedingungen erfüllen. In der vorliegenden Erfindung wird es bevorzugt, dass die Zeit, die es von der alternierenden Anordnung der Schmelzkomponenten A und B im Spinnpack dauert, bis die angeordneten Komponenten aus der Düse ausgestoßen werden, länger ist. Wenn nämlich die Zeit bis zum Ausstoßen lang ist, fließt die Komponente A leicht um die Komponente B herum, wodurch die Bildung der Umhüllung durch die Scherwirkungen auf Grund des Kontakts mit der Wandoberfläche der Düse erleichtert wird, während die Komponenten A und B im Spinnpack ruhen. Genauer gesagt ist die Zeit vorzugsweise 1,5- bis 8-mal länger, stärker bevorzugt 2- bis 5-mal länger als die Zeit, die im Allgemeinen bei der Verwendung eines Spinnpacks mit einer Struktur für gewöhnliches Spinnen erforderlich ist. In dem Fall, dass die Zeit weniger als 1,5-mal länger ist, ist es schwierig, die Scherwirkungen zu erhalten, wodurch die Bildung der Umhüllung verhindert wird. In dem Fall, dass die Zeit mehr als 8-mal länger ist, wird die Verweildauer innerhalb des Spinnpacks übermäßig lang und die Polymere A und B werden thermisch abgebaut, was zum Auftreten von Reißen beim Spinnen führt und eine schädliche Wirkung auf die Zuverlässigkeit der Verarbeitung hat.
Nach dem Ausstoß aus der Spinndüse kann die Verbundstapelfaser der vorliegenden Erfindung durch Befolgung von Verfahren, wie Strecken, Kräuseln, Trocknen und Zerschneiden, gemäß bekannten Herstellungsarbeitsverfahren für gesponnene Verbundfasern erhalten werden.
Die Komponenten A und B, aus denen die Verbundstapelfaser der vorliegenden Erfindung besteht, und die Kombination davon können willkürlich gemäß ihrer Anwendung und der erforderlichen Leistung unter Berücksichtigung der Ausgewogenheit der SP-Werte und der Ausgewogenheit der Schmelzviskositäten gewählt werden. In bevorzugten Kombinationen der Komponente A und der Komponente B beträgt der Unterschied der SP-Werte 1 oder mehr. In dem Fall, dass der Unterschied der SP-Werte weniger als 1 beträgt, nimmt die Haftung an aneinander grenzenden Oberflächen wegen der hohen Verträglichkeit zwischen den Polymeren zu. Auch wenn dies für die Zuverlässigkeit der Verarbeitung beim Kardierverfahren und beim Nadelstoßverfahren von Vorteil ist, macht es das nachfolgende Teilen und Aufspalten der Verbundstapelfasern schwierig.
Unter Berücksichtigung dieses Punktes können die Komponenten A und B aus den folgenden Polymeren in Abhängigkeit von ihrem Zweck und ihrer Anwendung gewählt werden: Polyester, wie ein Polymer auf Polyethylenterephthalatbasis und ein Polymer auf Polybutylenterephthalatbasis, Polyolefine, wie Polyethylen und Polypropylen, Polyamide, wie Nylon-6 und Nylon-66, Polymere auf Styrolbasis, Polymere auf Vinylalkoholbasis und Copolymere auf Ethylen-Vinylalkohol-Basis. Diese Polymere können allein oder in Kombination von zwei oder mehreren als jede Polymerkomponente verwendet werden.
Polymere auf Polyethylenterephthalatbasis und/oder Polymere auf Polybutylenterephthalatbasis können ein oder mehrere weitere Dicarbonsäurekomponenten, Oxycarbonsäurekomponenten oder Diolkomponenten als die copolymerisierte Einheit einschließen, falls notwendig. Beispiele für andere Dicarbonsäuren schließen aromatische Dicarbonsäuren, wie Diphenyldicarbonsäure und Naphthalindicarbonsäure; Ester erzeugende Derivate der aromatischen Dicarbonsäuren; Metallsulfonatrest enthaltende aromatische Carbonsäurederivate, wie Dimethyl-5-natriumsulfoisophthalat und Bis(2-hydroxyethyl)-5-natriumsulfoisophthalat; aliphatische Dicarbonsäuren, wie Oxalsäure, Adipinsäure, Sebacinsäure und Dodecandisäure; und Ester erzeugende Derivate der aliphatischen Dicarbonsäuren ein. Beispiele für die Oxycarbonsäurekomponenten schließen p-Oxybenzoesäure, p-β-Oxyethoxybenzoesäure und deren Ester erzeugende Derivate ein. Beispiele für die Diolkomponenten schließen aliphatische Diole, wie Diethylenglykol, 1,3- Propandiol, 1,6-Hexandiol und Neopentylglykol; 1,4-Bis(β-oxyethoxy)benzol; Polyethylenglykol; und Polybutylenglykol ein.
In der vorliegenden Erfindung wird die Verwendung eines Polyesters, wie Polyethylenterephthalat, für die Komponente A und eines Polyamids, wie Nylon-6, für die Komponente B, die jeweils die vorstehende Gleichung 1 für die Ausgewogenheit der SP-Werte und die Ausgewogenheit der Schmelzviskositäten erfüllen, besonders bevorzugt. Da der SP-Wert von Polyethylenterephthalat im Allgemeinen 10,5 beträgt und der SP-Wert von Nylon-6 im Allgemeinen 13,5 beträgt, wird die Gleichung 1 mit diesen Werten zu η_A – η_B ≤ –200 × (10,5 – 13,5) = 600 modifiziert. Also sollten die Polymerisationsgrade der jeweiligen Polymere und die Spinnbedingungen so bestimmt werden, dass der Unterschied der Schmelzviskositäten beider Polymere während des Spinnvorgangs diese Gleichung erfüllt. Beispielsweise kann eine geeignete Kombination von Polyethylenterephthalat mit einer Grenzviskosität [η] von 0,5 bis 0,8 dl/g (gemessen in einem 1:1-Gemisch aus Phenol und 1,1,2,2-Tetrachlorethan bei 30°C) und einer Spinntemperatur von 275 bis 310°C oder Nylon-6 mit einer relativen Viskosität von 1,5 bis 4,0 bezüglich 96%iger Schwefelsäure (gemessen bei 25°C in einer Konzentration von 1 g/100 ml) und einer Spinntemperatur von 235 bis 300°C gewählt werden.
Die Verbundform, die sich im Querschnitt der Verbundstapelfaser der vorliegenden Erfindung zeigt, kann eine mehrschichtige Form oder eine hohle mehrschichtige Form je nach der angestrebten Anwendung und Leistung sein. Bei den Anwedungen als Wischer und Kunstleder wird die mehrschichtige Form bevorzugt, bei der die Schichten der Komponente A und die Schichten der Komponente B alternierend angeordnet sind. Außerdem ist die Faser nicht auf eine Faser mit kreisförmigem Querschnitt begrenzt, sondern kann eine Faser mit modifiziertem Querschnitt sein.
Es gibt keine speziellen Begrenzungen hinsichtlich der Einzelfaserfeinheit der Verbundstapelfaser und sie kann willkürlich je nach der speziellen Anwendung über einen Bereich von beispielsweise 0,5 bis 30 dtex gewählt werden. Außerdem kann auch die Schnittlänge willkürlich über einen Bereich von 1 mm bis 20 cm je nach der Anwendung gewählt werden.
Darüber hinaus können zahlreiche Zusatzstoffe in die Verbundstapelfaser der vorliegenden Erfindung eingearbeitet werden, falls notwendig. Beispiele für Zusatzstoffe schließen ein Katalysator, Verfärbungsschutzmittel, Mittel zur Verbesserung der Hitzebeständigkeit, Flammenhemmstoff, fluoreszierenden Weißmacher, Mattierungsmittel, Farbmittel, Glanzverbesserungsmittel, Antistatikum, Duftstoff, Deodorant, Bakterizid, Mitizid und anorganische feine Teilchen. Außerdem können die Zusatzstoffe zu einer der oder beiden Komponenten A und B zugemischt werden.
Als Nächstes stellt das Folgende eine Erläuterung des Herstellungsverfahrens für die Faserstruktur, die die Verbundstapelfasern der vorliegenden Erfindung enthält, bereit. Im Grunde genommen kann die Faserstruktur mit zahlreichen geeigneten Herstellungsverfahren je nach den physikalischen Eigenschaften, die für jede Anwendung erforderlich sind, hergestellt werden. Beispielsweise kann eine Faserstruktur erhalten werden, indem eine Ausgangsstoffmasse, umfassend 20 Gew.-% oder mehr an Verbundstapelfasern und anderen Fasern, kardiert wird, wodurch ein Vlies hergestellt wird, mit dem dann eine Wasserstrahlbehandlung durchgeführt wird, wodurch die Verbundstapelfasern aufgespalten und verwickelt werden. In einer anderen Ausführungsform kann eine Faserstruktur erhalten werden, indem eine Ausgangstoffmasse, die 20 Gew.-% oder mehr an Verbundstapelfasern enthält, kardiet wird, wodurch ein Vlies hergestellt wird, das dann durch eine Nadelstoßbehandlung verwickelt wird, gefolgt von einer Aufspaltungsbehandlung mit einem physikalischen Verfahren, wie eine Polierbehandlung.
Außerdem kann eine Faserstruktur erhalten werden, indem eine Ausgangsstoffmasse, die 20 Gew.-% oder mehr der Verbundstapelfasern enthält, zu einer Faserfolienform verarbeitet wird, mit der dann eine Aufspaltungs- und Verwicklungsbehandlung durch Wasserstrahl durchgeführt wird. In einer anderen Ausführungsform kann eine Faserstruktur erhalten werden, indem die Faserfolienform durch Nadelstoßen verwickelt und dann mit einem physikalischen Verfahren, wie Polieren, aufgespalten wird. Außerdem kann eine Faserstruktur auch hergestellt werden, indem eine Ausgangsstoffmasse, die 20 Gew.-% oder mehr der Verbundstapelfasern enthält, im Voraus mit einem physikalischen Verfahren aufgespalten wird.
In dem Fall, dass der Verbundstapelfasergehalt der Faserstruktur kleiner als 20 Gew.-% ist, ist es schwierig, die Wirkungen zu erhalten, die durch die scharfe Kante der flachen ultrafeinen Fasern der Komponente A hervorgerufen werden. Deshalb wird beispielsweise die Wischleistung eines Wischers schlecht und eine Folienformstruktur ergibt keinen Glanz auf Grund der flachen Querschnitte.
Fasern, die in Kombination mit der Verbundstapelfaser der vorliegenden Erfindung verwendbar sind, können aus synthetischen Fasern, wie Polyesterfaser, Nylonfaser, Acrylfaser, Polyvinylalkoholfaser, Polyethylenfaser, Polypropylenfaser und Vinylchloridfaser, oder natürlichen Fasern, wie Zellstoff, Baumwolle und Hanf, gewählt werden. Zwei oder mehrere dieser Fasern können verwendet werden.
In der vorliegenden Erfindung kann die Faserstruktur, die die Verbundstapelfasern enthält, mit einer weiteren Faserstruktur, wie gestrickter Stoff oder gewebter Stoff, geschichtet oder damit verwickelt sein. Außerdem können die Verbundstapelfasern aufgespalten werden, indem mit der Faserstruktur eine physikalische Bearbeitung durchgeführt wird, nachdem sie verwickelt wurde.
Auch wenn die vorliegende Erfindung ihre maximale Wirkung in dem Fall zeigt, dass Wasserstrahlverwicklung oder Polierbehandlung als die Verfahren zum Teilen und Aufspalten der Verbundstapelfasern verwendet werden, können das Teilen und Aufspalten mit einer Alkalireduktionsbehandlung durchgeführt werden, wenn die Komponente A Polyester ist.
Die vorstehende Faserstruktur kann in zahlreichen Anwendungen verwendet werden. Beispielsweise wird die so hergestellte Faserstruktur oder eine Faserstruktur, die mit verschiedenen Harzen getränkt ist, als ein Wischer verwendet.
Die Faserstruktur kann gemäß ihrer beabsichtigten Verwendung mit einem geeigneten Verfahren auch zu Kunstleder geformt werden. Beispielsweise wird, nachdem eine Faserstruktur mittels Durchführung des Kardierverfahrens und Nadelstoßverfahrens und dann Aufspalten der Verbundstapelfasern mit einem chemischen Verfahren, wie Alkalireduktion unter Verwendung von wässrigem Natriumhydroxid, hergestellt wurde, die resultierende Faserstruktur mit Polyurethanharz getränkt, gefolgt von Färben der Oberfläche, wodurch Kunstleder erhalten wird.
Folgendes stellt eine ausführliche Erläuterung der vorliegenden Erfindung durch ihre Beispiele bereit. Jedoch ist die vorliegende Erfindung in keiner Weise durch die Beispiele begrenzt.
In den folgenden Beispielen werden die Kombination der Polymere, aus denen die Verbundstapelfasern bestehen, die Dicke der darauf erzeugten Umhüllung, die Flachheit L/D, wobei D die Dicke ist und L die Länge der flachen ultrafeinen Fasern in ihrem Querschnitt ist, die Zuverlässigkeit der Kardierverarbeitung der Verbundstapelfaser, die Zuverlässigkeit der Nadelstoßverarbeitung, die Fähigkeit des Aufspaltens durch Wasserstrahlverwicklung, das Handgefühl des Grundgewebes für Kunstleder und die Farbentwicklung duch Färben gezeigt. Außerdem wurde die Wischleistung des Gewebes, das aus den Verbundstapelfasern hergestellt wurde, bewertet. Außerdem wurde die Grenzviskosität [η] von Polyester bei 30°C in einem 1:1-Lösungsmittel aus Phenol und 1,1,2,2-Tetrachlorethan gemessen und die relative Viskosität von Nylon wurde bei 25°C in einer Konzentration von 1 g/100 ml in 96%iger Schwefelsäure gemessen.
Die Umhüllungsdicke, die Flachheit L/D, die Zuverlässigkeit der Kardierverarbeitung, die Zuverlässigkeit der Nadelstoßverarbeitung, die Fähigkeit der Aufspaltung durch Wasserstrahlverwicklung, die Farbentwicklung durch Färben und die Wischleistung wurden mit den folgenden Verfahren gemessen oder bewertet.
Umhüllungsdicke der Verbundstapelfaser
Eine Testfaser wurde 10 Minuten in ein Heißwasserbad bei 100°C eingetaucht, wobei ihre beiden Enden unter Spannung fixiert waren, wodurch ein Riss an der Grenzfläche zwischen der Komponente A und der Komponente B durch den Unterschied in der Schrumpfung verursacht wurde. Dann wurde der Querschnitt der resultierenden Faser unter einem Rasterelektronenmikroskop betrachtet, um die Umhüllungsdicke zu messen.
Flachheit L/D
Der Querschnitt derselben Probefaser nach der Rissbildung, wie im vorstehenden verwendet, wurde unter einem Rasterelektronenmikroskop betrachtet. In dem Querschnitt wurden die Dicke D und die Länge L der flachen ultrafeinen Faser aus jeder der Komponenten A und B gemessen. Die Flachheit L/D wurde aus den erhaltenen Ergebnissen berechnet.
Einzelfaserfeinheit der flachen ultrafeinen Fasern
Die Feinheit wurde berechnet, indem die Querschnittsfläche (D × L) und die Dichte jeder Polymerkomponente multipliziert wurden.
Verarbeitungszuverlässigkeit der Kardierbehandlung
Ein Vlies wurde hergestellt, indem die Verbundstapelfasern durch eine Miniaturkardiermaschine geleitet wurden, so dass ein Grundgewicht von 50 g/m² erreicht wurde, gefolgt von Betrachtung der An- oder Abwesenheit von Nissen und der seitlichen Oberflächen der Fasern unter einem optichen Mikroskop.
Verarbeitungszuverlässigkeit der Nadelstoßbehandlung
Ein Vlies mit einem Grundgewicht von 180 g/m² wurde mit den Kardier- und Kreuzlegeverfahren hergestellt. Nach dem Nadelstoßen des Vlieses mit 1000 Nadeln pro cm² wurde die Innenseite des Vlieses unter einem Rasterelektronenmikroskop betrachtet, um zu bestimmen, ob das Abblättern und Aufspalten der Verbundstapelfasern aufgetreten war.
Wasserstrahlverwicklung
Ein Vlies mit einem Grundgewicht von 50 g/m² wurde mit der Kardierbehandlung hergestellt. Nach der Durchführung der Wasserstrahlbehandlung bei einem Wasserdruck von 30 bis 60 kg/cm² wurde das Vlies unter einem Rasterelektronenmikroskop betrachtet, um das Auftreten des Abblätterns und Aufspaltens der Verbundstapelfaser zu überprüfen.
Farbentwicklung duch Färben
Die Oberfläche des Vlieses nach der Nadelstoßbehandlung wurde poliert, um die Fasern aufzuspalten, gefolgt von Färben unter den folgenden Bedingungen. Der Kubelka-Munk-Wert K/S wurde aus der Remission des Vlieses bestimmt und auf der Basis der Ergebnisse wurde die Farbentwicklung in die folgenden vier Gütestufen eingeteilt.
Färbebedingungen:

1. Vorfixieren: 170°C
2. Dispersionsfärben: 40 Minuten bei 125°C unter Verwendung eines Dispersionsfarbstoffs (CI Disperse Red 183) behandelt
3. Relaxationsbehandlung: 20 Minuten bei 85°C behandelt
4. Säurefärbung: 40 Minuten bei 98°C unter Verwendung eines Säurefarbstoffs (CI Acid Red 215) behandelt
5. Einseifen: 20 Minuten bei 70°C unter Verwendung von Amyradin D (Daiichi Kogyo Seiyaku Co., Ltd.) behandelt
6. Endfixieren: 160°C

Gütestufen der Farbentwicklung:

A:

Äußerst gut (K/S-Wert: größer als 16)

B:

Gut (K/S-Wert: 14–16)

C:

Mittel (K/S-Wert: 12–14)

D:

Schlecht (K/S-Wert: kleiner als 12)

Handgefühl
Das Handgefühl des Grundstoffs, der gemäß dem vorstehenden Verfahren gefärbt worden war, wurde in die folgenden vier Gütestufen eingeteilt.

A:: Äußerst weich und glatt
B:: Weich und glatt
C:: Etwas hart
D:: Hart und rau

Wischleistung
Ein Kreis mit einem Durchmesser von 2 cm wurde mit im Handel erhältlicher schwarzer Tusche auf eine Glasplatte gezeichnet und trocknen gelassen. Nach dem Trocknen wurde eine Vliesprobe mit 5 × 5 cm auf den Tuschekreis platziert und ein Gewicht von 500 g wurde zusätzlich auf der Vliesprobe platziert. Das Vlies, das mit dem Gewicht belastet war, wurde mit einer festen Geschwindigkeit vor und zurück über die Glasplatte bewegt und der auf das Glas gezeichnete Tuschekreis wurde untersucht, um zu bestimmen, nach wie vielen Zyklen der Kreis verschwunden war.
BEISPIEL 1
Polyethylenterephthalat (SP-Wert = 10,5, [η] = 0,58 dl/g) als die Polymerkomponente A und Nylon-6 (SP-Wert = 13,5, relative Viskosität = 2,45) als die Polymerkomponente B wurden alternierend in elf Schichten bei einem Gewichtsverhältnis (ersteres/letzteres) von 75/25 angeordnet und die angeordneten Komponenten wurden versponnen, indem sie aus einer Düse bei 285°C ausgestoßen wurden. Die scheinbaren relativen Viskositäten beim Spinnen betrugen 1000 Poise bzw. 1200 Poise. Nach dem Spinnen wurde die so gesponnene Faser gestreckt, mechanisch gekräuselt und dann zu einer Länge von 51 mm geschnitten, wodurch Verbundstapelfasern mit der Querschnittsform wie in 1 gezeigt erhalten wurden. Die Einzelfaserfeinheit der resultierenden Verbundstapelfasern betrug 3,3 dtex und die mittlere Dicke der Umhüllung aus der Komponente A, die den Faserrandbereich bedeckte, betrug 0,5 μm, als sie bei fünf Querschnitten gemessen wurde, die in Abständen von 5 mm geschnitten wurden. Ein Vlies, das aus ultrafeinen Fasern bestand, wurde unter Verwendung der Verbundstapelfasern durch die Kardierbehandlung und die Wasserstrahlverwicklung hergestellt. Auch wenn keine Faseraufspaltung nach der Kardierbehandlung beobachtet wurde, wurden die Fasern durch die nachfolgende Wasserstrahlverwicklung aufgspalten.
Die Betrachtung des Querschnitts der resultierenden ultrafeinen Fasern unter einem Rasterelektronenmikroskop zeigte, dass die ultrafeinen Fasern, die aus der Komponente A bestanden, einen I-förmigen Querschnitt hatten und sich die spitz zulaufenden Vorsprünge von beiden Längsenden in einer nahezu senkrechten Richtung zur Längsrichtung erstreckten.
Die Schmutzwischleistung dieses Vlieses war besser als die eines Wischers, der aus im Fachgebiet bekannten Fasern mit rundem Querschnitt hergestellt war.
Ein weiteres Vlies wurde aus den Verbundstapelfasern durch die aufeinander folgenden Behandlungen des Kardierens, Kreuzlegens und Nadelstoßens hergestellt. Es gab keine Probleme bei der Vliesherstellung und die Zuverlässigkeit der Verarbeitung war bei allen Verfahren vorteilhaft. Außerdem wurde kein Faseraufspalten bei der Betrachtung der Innenseite des Vlieses unter einem Rasterelektronenmikroskop bemerkt.
VERGLEICHSBEISPIEL 1
Ausgenommen dass das Gewichtsverhältnis der Komponente A und der Komponente B auf 5/95 verändert wurde, wurden in der gleichen Weise wie in Beispiel 1 Fasern erzeugt. Jedoch wurde die Umhüllung aus der Komponente A nicht am Randbereich der Fasern erzeugt, wodurch sie unzufriedenstellend gemacht wurde. Ein Vlies wurde aus den resultierenden Verbundstapelfasern durch die Kardierbehandlung und die Wasserstrahlbehandlung hergestellt. Ein weiteres Vlies wurde durch die Kardier-, Kreuzlege- und Nadelstoßverfahren hergestellt. In beiden Fällen traten im Kardierverfahren Nissen auf, wodurch die Herstellung von Vliesen, die zur praktischen Anwendung geeignet waren, verhindert wurde. Außerdem zeigte die Betrachtung der Innenseite der Vliese mit einem Rasterelektronenmikroskop, dass ein wesentlicher Teil der Fasern aufgespalten war.
VERGLEICHSBEISPIEL 2
Ausgenommen dass das Gewichtsverhältnis der Komponente A und der Komponente B auf 95/5 verändert wurde, wurden in der gleichen Weise wie in Beispiel 1 Fasern erzeugt. Jedoch enthüllte die Betrachtung des Querschnitts der Verbundstapelfasern, dass die Komponenten sich nicht in elf Schichten angeordnet hatten, wodurch verhindert wurde, dass die angezielten Fasern erhalten wurden.
VERGLEICHSBEISPIEL 3
Polyethylenterephthalat (SP-Wert = 10,5, [η] = 0,55 dl/g) als die Polymerkomponente A und Nylon-6 (SP-Wert = 13,5, relative Viskosität = 3,00) als die Polymerkomponente B wurden alternierend in elf Schichten bei einem Gewichtsverhältnis (ersteres/letzteres) von 90/10 angeordnet und die angeordneten Komponenten wurden versponnen, indem sie aus einer Düse bei 285°C ausgestoßen wurden. Die scheinbaren relativen Viskositäten beim Spinnen betrugen 500 Poise bzw. 2000 Poise. Nach dem Spinnen wurde die so gesponnene Faser gestreckt, mechanisch gekräuselt und dann zu einer Länge von 51 mm geschnitten. Die Einzelfaserfeinheit der resultierenden Verbundstapelfasern betrug 3,3 dtex und die mittlere Dicke der Umhüllung aus der Komponente A, die den Faserrandbereich bedeckte, betrug 2,1 μm, als sie bei fünf Querschnitten gemessen wurde, die in Abständen von 5 mm geschnitten wurden.
Ein Vlies wurde unter Verwendung der Verbundstapelfasern durch die Kardierbehandlung und die Wasserstrahlverwicklung hergestellt. Nach der Kardierbehandlung wurde kein Faseraufspalten beobachtet. Obwohl bei der nachfolgenden Wasserstrahlbehandlung verwickelt wurde, trat wegen der dicken Umhüllung der Komponente A kein Faseraufspalten auf, wodurch kein angezieltes Vlies, das aus ultrafeinen Fasern bestand, erhalten wurde. Außerdem gab es keinen Unterschied in der Wischleistung zwischen dem vorstehend hergestellten Vlies und dem Vlies, das aus im Fachgebiet bekannten Fasern mit rundem Querschnitt hergestellt war.
BEISPIELE 2–6 UND VERGLEICHSBEISPIELE 4–6
Wie in Tabelle 1 aufgeführt, wurden die jeweiligen mehrschichtigen Verbundstapelfasern aus 11 Schichten in der gleichen Weise wie in Beispiel 1 erhalten, ausgenommen dass die Gewichtsverhältnisse der Komponenten (A) und (B), die Kombination der SP-Werte und die Kombination der Schmelzviskositäten verändert wurde. Die jeweiligen Vliese wurden dann in der gleichen Weise wie in Beispiel 1 unter Verwendung der resultierenden Verbundstapelfasern erzeugt. Die Dicke der Umhüllung aus der Komponente A von jeder Verbundstapelfaser und die Ergebnisse der Kardier-, Nadelstoß- und Wasserstrahlverwicklungsbehandlungen jedes Vlieses sind in Tabelle 1 aufgeführt.
Die Betrachtung des Querschnitts mit einem Rasterelektronenmikroskop an den Fasern nach dem Faseraufspalten zeigte, dass die ultrafeinen Fasern der Komponente A der vorliegenden Erfindung einzigartige Querschnittsformen mit Vorsprüngen, die mit Beispiel 1 vergleichbar waren, hatten. Tabelle 1

nein*:: kein Faseraufspalten
ja*:: Faseraufspalten eingetreten

nv*:: kein Umhüllung wurde erzeugt
unm*:: Verarbeitung war unmöglich
nein*:: kein Faseraufspalten

In Vergleichsbeispiel 2 wurde keine 11-schichtige Laminatstruktur erzielt.
BEISPIELE 7–8 und VERGLEICHSBEISPIEL 7
Nach dem Mischen der in Beispiel 2 erhaltenen Verbundstapelfasern mit 1,1 dtex, 51 mm Polyethylenterephthalatfasern mit einem kreisförmigen Querschnitt bei einem Gewichtsverhältnis von 50/50 (Beispiel 7), 20/80 (Beispiel 8) oder 15/85 (Vergleichsbeispiel 7) wurde mit jedem Gemisch die Kardierbehandlung und die Wasserstrahlverwicklung durchgeführt, wodurch ein Vlies mit einem Grundgewicht von 50 g/m² erhalten wurde. Die Wischleistung des Vlieses wurde dann bewertet. Auch wenn die Wischleistung in den Beispielen 7 und 8 zufrieden stellend war, war sie in Vergleichsbeispiel 7 unzureichend.
VERGLEICHSBEISPIEL 8
Nach dem Kardieren von 2,2 dtex, 51 mm Polyethylenterephthalat-Ausgangsfasern mit einem kreisförmigen Querschnitt wurde die Wasserstrahlverwicklung durchgeführt, wodurch ein Vlies mit einem Grundgewicht von 50 g/m² erhalten wurde. Die Wischleistung des resultierenden Vlieses war unzureichend.
VERGLEICHSBEISPIEL 9
Nach dem Kardieren von 1,1 dtex, 51 mm Polyethylenterephthalat-Ausgangsfasern mit einem kreisförmigen Querschnitt wurde die Wasserstrahlverwicklung durchgeführt, wodurch ein Vlies mit einem Grundgewicht von 50 g/m² erhalten wurde. Die Wischleistung des resultierenden Vlieses war unzureichend.
<Bewertung>
Die durch Wasserstrahl verwickelten Vliese, die in den Beispiele 1, 2, 7 und 8 und Vergleichsbeispielen 7–9 erhalten wurden, wurden in der Wischleistung als ein Wischer und der Leistung als ein Grundgewebe für Kunstleder bewertet. Die Ergebnisse sind in Tabelle 2 aufgeführt.
Tabelle 2
Industrielle Anwendbarkeit
Die vorliegende Erfindung stellt eine Verbundstapelfaser bereit, die ihren Randbereich mit einer Polymerkomponente A bedeckt hat, welche dem Faseraufspalten bei den Kardier- und Nadelstoßverfahren bei der Vliestoffherstellung widersteht, sondern die Fasern lediglich durch eine nachfolgende physikalische Behandlung, wie eine Wasserstrahlverwicklung, aufgespalten werden. Die flachen ultrafeinen Fasern, die durch Aufspalten der Verbundstapelfaser erhalten wurden, zeigen zufrieden stellende Wischleistung als ein Ergebnis der scharfen Kantenstruktur und stellen ein Grundtuch für Kunstleder mit ausgezeichnetem Handgefühl und ausgezeichneter Farbentwicklung als ein Ergebnis der speziellen flachen Struktur bereit.

Claims

Verbundstapelfaser mit einer geschichteten Verbundstruktur, in welcher eine Polymerkomponente A und eine Polymerkomponente B im Faserquerschnitt alternierend angeordnet sind, wobei die Polymerkomponente B vollständig mit der Polymerkomponente A bedeckt ist; die Polymerkomponente B und ein Teil der Polymerkomponente A, ausgenommen der Teil, der die Haut bildet, eine im wesentlichen flache Form aufweisen, und im Faserquerschnitt die Enden der Polymerkomponente B in Längsrichtung 0,05 bis 1,5 μm innerhalb der Faseroberfläche angeordnet sind; und das Gewichtsverhältnis der Polymerkomponente A zu der Polymerkomponente B 90/10 bis 10/90 beträgt.
Verbundstapelfaser gemäß Anspruch 1, wobei die Dicke D in Querrichtung von jeweils der Polymerkomponente A und der Polymerkomponente B im Faserquerschnitt 3 μm oder weniger beträgt und das Verhältnis (L/D) der Länge L in Längsrichtung zu der Dicke D 2 oder mehr für jede der Polymerkomponenten A und B beträgt.
Verbundstapelfaser gemäß Anspruch 1 oder Anspruch 2, wobei die Polymerkomponente A Polyester ist und die Polymerkomponente B Polyamid ist.
Verfahren zur Herstellung einer Verbundstapelfaser mit einer geschichteten Verbundstruktur, in welcher eine Polymerkomponente A und eine Polymerkomponente B im Faserquerschnitt alternierend angeordnet sind, wobei die Polymerkomponente B vollständig mit der Polymerkomponente A bedeckt ist; und das Gewichtsverhältnis der Polymerkomponente A zu der Polymerkomponente B 90/10 bis 10/90 beträgt; wobei die Polymerkomponente A und die Polymerkomponente B schmelzgesponnen werden, so dass ein Löslichkeitsparameter, SP-Wert, und eine Schmelzviskosität beim Schmelzspinnen einer jeden Komponente die folgende Gleichung 1 erfüllen: ηA – ηB ≤ –200 × (SPA – SPB) 1wobei η_A die Schmelzviskosität (Poise) der Polymerkomponente A beim Schmelzspinnen ist, η_B die Schmelzviskosität (Poise) der Polymerkomponente B beim Schmelzspinnen ist, SP_A der Löslichkeitsparameter der Polymerkomponente A ist und SP_B der Löslichkeitsparameter der Polymerkomponente B ist.
Vliesfaserstruktur, enthaltend 20 Gew.-% oder mehr der Verbundstapelfaser nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die Polymerkomponente A und die Polymerkomponente B der Verbundstapelfaser an mindestens einem Teil der Grenzfläche zwischen diesen geteilt sind, um eine ultrafeine Faser der Polymerkomponente A mit einer scharfkantigen Struktur zu bilden, und die Fasern, die den Vliesstoff bilden, verwickelt sind.
Faserstruktur gemäß Anspruch 5, wobei die Vliesfaserstruktur ein trockener Vliesstoff oder ein feuchter Vliesstoff ist.
Faserstruktur gemäß Anspruch 5 oder 6, welche mit einem gewebten Stoff oder einem gestrickten Stoff in eine einzelne Struktur verwickelt ist.
Faserstruktur gemäß einem der Ansprüche 4 bis 7 zur Verwendung als Wischer.
Faserstruktur gemäß einem der Ansprüche 4 bis 7 zur Verwendung als Grundgewebe für Kunstleder.