DE69025361T2

DE69025361T2 - Temperaturempfindliche farbwechselnde Verbundfaser

Info

Publication number: DE69025361T2
Application number: DE69025361T
Authority: DE
Inventors: Kenji Hiramatsu; Masao Kawamoto; Tsutomu Kito; Kuniyuki Senga; Kazuhiko Tanaka
Original assignee: Pilot Ink Co Ltd; Kuraray Co Ltd
Current assignee: Pilot Ink Co Ltd; Kuraray Co Ltd
Priority date: 1989-07-25
Filing date: 1990-07-25
Publication date: 1996-06-27
Anticipated expiration: 2010-07-26
Also published as: DE69025361D1; EP0410415A2; EP0410415B1; JP2824130B2; US5153066A; JPH03227402A; EP0410415A3

Description

Gebiet der gewerblichen Anwendung

Die Erfindung betrifft eine temperaturempfindliche farbveränderbare Verbundfaser und insbesondere eine reversibel thermisch farbveränderbare Verbundfaser, die ausgezeichnete Eigenschaften hinsichtlich temperaturempfindlicher Farbveränderbarkeit, Farbleuchtkraft bei der Farbänderung, Waschfestigkeit und Lichtechtheit aufweist.

Stand der Technik

Thermisch reversibel farbveränderbare Fasern, mit thermisch reversibel farbveränderbaren Materialien, die auf den Faseroberflächen anhaften, sind bereits bekannt. Da die auf den Oberflächen anhaftenden thermisch farbveränderbaren Materialien jedoch leicht abzulösen sind, weisen solche Fasern eine schlechte Waschfestigkeit auf und sind in geringem Maße praktisch anwendbar. Inzwischen wurden auch thermisch reversibel farbveränderbare Fasern bekannt, bei denen die faserbildenden Polymeren thermisch reversibel farbveränderbare Materialien enthalten. Diese Fasern leiden jedoch an verschiedenen Problemen vom Gesichtspunkt der Praxis her. D.h. die thermisch reversibel farbveränderbaren Materialien erzielten die Wirkungen zum ersten Mal, wenn die in Kombination verwendeten Pigmente und Verbundmaterialien ihre entsprechenden Leistungen gleichzeitig zum Ausdruck bringen. Bei den bis heute bekannten, thermisch reversibel farbveränderbaren Materialien ist jedoch die Wärmebeständigkeit des thermisch reversibel farbveränderbaren Materials gering, so daß die Verwendung des thermisch farbveränderbaren Materials tatsächlich beschränkt ist, wenn sie in die faserbildenden Polymeren eingearbeitet sind, infolge deren Schmelzpunkt.
Beispielsweise gibt es kein Problem, wenn die thermisch farbveränderbaren Materialien in relativ niedrigschmelzende Polymere, wie Polyethylen und Polypropylen, eingearbeitet werden. Wenn sie in relativ hochschmelzende Polymere, wie Polyester, die in herkömmlicher Kleidung weit verbreitet sind, eingearbeitet werden, verursachen die Verbundmaterialien nichts desto weniger eine Verminderung hinsichtlich der Leistung aufgrund einer Wärme, die es unmöglich macht, daß die thermisch reversibel farbveränderbare Leistung zum Ausdruck kommt.
Als ein Mittel zur Verbesserung solch einer mangelhaften Wärmebeständigkeit, die in thermisch farbveränderbaren Materialien gefunden wird, wurde es vorgeschlagen, die thermisch farbveränderbaren Materialien zu mikroverkapseln. Wenn die mikroverkapselten thermisch farbveränderbaren Materialien jedoch in die Polymeren eingearbeitet werden und in einer üblichen Weise faserisiert werden, wird die Stabilität bei einem Faserisierungsschritt ungenügend. Selbst wenn solche Fasern erhalten werden, sind die in den Faseroberflächenschichten vorhandenen thermisch farbveränderbaren Materialien beschädigt und fallen durch das mit dem praktischen Gebrauch einhergehenden Biegen, Ziehen und Reiben ebenso wie durch Waschen ab und sind schlecht hinsichtlich der Lichtechtheit, was dazu führt, daß die thermisch reversibele Farbveränderbarkeit und Farbherstellbarkeit gerade beim praktischen Gebrauch sich vermindert.
Zusätzlich weisen die mikroverkapselten, thermisch farbveränderbaren Materialien, anders als herkömmliche Pigmente, eine große Teilchengröße (1 bis 30 µm) auf, und sie sind niedrig hinsichtlich der chromatischen Konzentration. Dementsprechend müssen ihre Mengen, um eine gewünschte Konzentration durch bloßes Vermischen zu erhalten, mindestens 10- fach so groß wie die der herkömmlichen Pigmente sein. Die Teilchen der mikroverkapselten, thermisch farbveränderbaren Materialien sind aufgrund ihrer großen Teilchengröße in großem Ausmaß an den Faseroberflächen angeordnet, wodurch die Faseroberflächen ungleichmäßig werden. Solch ungleichmäßige Faseroberflächen lassen Streulichtreflektion zu, die ein Weißfärben-Phänomen des Faseraussehens verursachen.
Mehr noch, wenn die Fasern, die die thermisch farbveränderbaren Materialien in sich enthalten, durch ein gewöhnliches Verfahren, bei dem die Schmelze des die thermisch farbveränderbaren Materialien enthaltenden faserbildenden Polymeren durch ihr Ausströmen aus einer Düse in Luft gesponnen werden, gebildet werden, werden die thermisch farbveränderbaren Materialien in den Faseroberflächen, die zur Farbbildung wichtig sind, durch Verdampfung, Sublimation, Oxidation, etc. unter den Hochtemperaturbedingungen beim Spinnen abgebaut, was zu einer Verminderung hinsichtlich der Farbveränderbarkeit führt.

Aufgaben, deren Lösung sich die Erfindung zum Ziel gemacht hat

Es ist eine erste Aufgabe der Erfindung, eine temperaturempfindliche, farbveränderbare Faser bereitzustellen, die ausgezeichnete reversibele Farbveränderbarkeit und Farbleuchtkraft bei Farbveränderung aufweist.
Eine zweite Aufgabe der Erfindung ist die Bereitstellung einer beständigen, hochpraktikablen temperaturempfindlichen farbveränderbaren Faser, die ausgezeichnet hinsichtlich Waschfestigkeit und Lichtechtheit ist.
Eine weitere Aufgabe der Erfindung ist die Bereitstellung einer temperaturempfindlichen, farbveränderbaren Faser, die im wesentlichen frei von Oberflächenunebenheiten ist und eine geringere Abnahme hinsichtlich der Farbleuchtkraft durch Weißfärben-Phänomen aufweist.
Noch eine weitere Aufgabe der Erfindung ist die Bereitstellung einer temperaturempfindlichen, farbveränderbaren Faser mit einer Struktur, die durch ein Verfahren erhalten werden kann, bei dem es nicht zu irgendwelchen Problemen bei einem Faserherstellungsschritt kommt und das nahezu frei ist von einer Verminderung hinsichtlich des Leistungsvermägens eines thermisch farbveränderbaren Materials unter einer Hochtemperaturatmosphäre bei der Faserherstellung.
Die weiteren Aufgaben der Erfindung werden anhand der folgenden Erläuterung verdeutlicht.

Mittel zur Lösung der Aufgaben

Gemäß den Untersuchungen der genannten Erfinder wurde gefunden, daß die Aufgaben und Vorteile der Erfindung erreicht werden können durch eine temperaturempfindliche, farbveränderbare Verbundfaser, dadurch gekennzeichnet, daß (A) eine thermisch farbveränderbare Polymerphase (Phase A), die im wesentlichen aus einem thermisch farbveränderbaren Material und einem thermoplastischen Polymeren mit einem Schmelzpunkt oder einem Erweichungspunkt von 230ºC oder niedriger zusammengesetzt ist, wobei der Gehalt des thermisch farbveränderbaren Materials 0,5 bis 90 Gew.-% beträgt, und (B) eine Schutzpolymerphase (Phase B), die im wesentlichen aus einem faserbildenden thermoplastischen Polymeren zusammengesetzt ist, miteinander in Kontakt gebracht werden, wobei (i) die Schutzpolymerphase (Phase B) mindestens 60 % der Faseroberfläche einnimmt und (ii) die Schutzpolymerphase (Phase B) 20 bis 95 Gew.%, bezogen auf die Gesamtfaser, einnimmt. Bevorzugte Ausführungsformen sind in den Unteransprüchen definiert.
Die Grundidee der erfindungsgemäßen temperaturempfindlichen farbveränderbaren Faser ist, daß um das thermisch reversibel farbveränderbare Material in die Faser einzuarbeiten, die Verbundfaser aus zwei Phasen zusammengesetzt ist, d.h. der Polymerphase (Phase A), enthaltend das thermisch farbveränderbare Material, und der faserbildenden Polymerphase (Phase B), wobei die Verbundfaser eine solche Struktur aufweist, daß die Phase A soviel wie möglich von der Phase B umgeben ist. Die herkömmlichen Nachteile und Probleme konnten dadurch vollständig gelöst werden.
Die temperaturempfindliche, farbveränderbare Verbundfaser und das Verfahren zur Herstellung derselben gemäß der Erfindung wird nachstehend detailliert erläutert.
Das erfindungsgemäß verwendete thermisch farbveränderbare Material ist an sich bekannt. Es handelt sich um ein Pigment, das eine Farbe durch Temperaturveränderung bildet, verändert oder verliert.
Beispiele für ein solches Material sind ein aus drei Komponenten zusammengesetztes thermisch farbveränderbares Pigment, d.h. eine organische chromatische Elektronendonorverbindung, eine Elektronenakzeptorverbindung und eine Verbindung als ein Reaktionsmedium der vorigen Verbindungen, und ein thermisch farbveränderbares Pigment, bei dem der Harzmischkristall (feste Harzlösung) der obigen drei Komponenten eine Form von feinen Teilchen annimmt.
Bevorzugte thermisch farbveränderbare Materialien werden in den US-PS Nr. 4,028,118 (entsprechend den JP-PS Nrn. 44,706/76, 44,707/76, 44,708/76 und 44,709/76), US-PS Nr. 4,732,810 (entsprechend der JP-PS Nr. 29,398/89) und US- PS Nr. 4,865,648 (entsprechend der JP-A Nr. 264,285/85) beschrieben.
Ein Mechanismus dafür, daß das thermisch farbveränderbare Material die Farbe mit der Wärme ändert, ist nicht zwingend aufgeklärt, aber er wird wie folgt angenommen. Wie vorstehend ausgeführt, setzt sich das thermisch farbveränderbare Material aus den drei Komponenten zusammen, d.h. der organischen, chromatischen Eletronendonorverbindung, bei der es sich um einPigment handelt, das eine Farbe bei Verlust eines Elektrons bildet, der organischen Elektronenakzeptorverbindung, die aus der organischen Verbindung ein Elektron entzieht und dem Reaktionsmedium, das geschmolzen oder verfestigt wird mit einer festen Temperatur als einer Grenze. Bei einer niedrigen Temperatur wird die Elektronenakzeptorverbindung an die organische chromatische Elektronendonorverbindung in dem verfestigten Reaktionsmedium gebunden und entzieht ein Elektron daraus unter Bildung einer Farbe. Bei einer hohen Temperatur unterdessen wird das Reaktionsmedium geschmolzen und die Elektronenakzeptorverbindung gibt das Elektron an die organische chromatische Elektronendonorverbindung zurück und wird von der organischen chromatischen Elektronendonorverbindung abgetrennt, so daß die Farbe verschwindet. Die Farbbildungstemperatur wird in vielen Fällen durch einen Schmelzpunkt des Reaktionsmediums bestimmt.
Bei der organischen chromatischen Elektronendonorverbindung handelt es sich um mindestens eine Verbindung ausgewählt aus Diarylphthaliden, Indolylphthaliden, Polyarylcarbinolen, Leucoauraminen, Acylauraminen, Arylauraminen, Rhodamin B- Lactamen, Indolinen, Spiropyranen und Fluoranen.
Bei der Elektronenakzeptorverbindung handelt es sich um mindestens eine Verbindung ausgewählt aus Phenolverbindungen, Metallsalzen der Phenolverbindungen, aromatischen Carbonsäuren, aliphatischen Carbonsäuren, Metallsalzen von Carbonsäuren, saure Phosphorester, Metallsalze von sauren Phosphorestern und Triazolverbindungen.
Bei den Reaktionsverbindungen handelt es sich um mindestens eine Verbindung ausgewählt aus Alkoholen, Ethern, Ketonen, Estern und Amiden.
Für die Bildung des thermisch farbveränderbaren Materials zu einem Pigment ist es ratsam, daß das Material durch eine bekannte Mikroverkapselungstechnik in eine Mikrokapsel eingeschlossen wird. Eine Teilchengröße der Mikrokapsel beträgt 1 bis 30 µm, vorzugsweise 5 bis 20 µm. Beispiele für die Mikroverkapselungstechnik sind Grenzflächenpolymerisation, insitu-Polymerisation, Härten und Beschichten in einer Flüssigkeit, Phasenabtrennung aus einer wäßrigen Lösung, Phasenabtrennung aus einem organischen Lösungsmittel, Schmelzdispersion und -kühlen, Beschichten durch Suspension im Gas und Sprühtrocknen. Diese können in geeigneter Weise entsprechend der Verwendung ausgewählt werden.
Das thermoplastische Polymere, das die erfindungsgemäße thermisch farbveränderbare Polymerphase (Phase A) bildet, muß einen Schmelzpunkt oder einer Erweichungspunkt von 230ºC oder niedriger aufweisen. Wenn ein Polymer mit einem Schmelzpunkt oder einem Erweichungspunkt von höher als 230ºC verwendet wird und mit dem thermisch farbveränderbaren Material schmelzvermischt wird, wird ein Zersetzungsgas, das als auf die Hitzebeständigkeit zurückzuführen erachtet wird, erzeugt und die Farbveränderbarkeit nimmt ab, wobei es in substantieller Weise erschwert wird, ein gleichmäßiges Gemisch des Polymeren und des thermisch farbveränderbaren Materials bereitzustellen. Der bevorzugte Schmelzpunkt oder Erweichungspunkt des thermoplastischen Polymeren beträgt etwa 120ºC bis 200ºC.
Beispiele für das die Komponente A bildende thermoplastische Polymere sind Polyolefine, wie Hochdruckpolyethylen (HDPE), Mitteldruckpolyethylen (LLDPE), Niederdruckpolyethylen (LDPE), Polypropylen, modifiziertes Polyethylen und modifiziertes Polypropylen und Polyamide, wie Nylon 12, Nylon 11, Nylon 6 und Nylonelastomeres. Sie können ein Homopolymeres, ein Copolymeres oder ein gemischtes Polymeres aus zwei oder mehreren sein.
Gemäß der Erfindung beträgt der Anteil des thermisch farbveränderbaren Materials, das in der thermisch farbveränderbaren Polymerphase (Phase A) enthalten ist, 0,5 bis 90 Gew.-%, vorzugsweise 1 bis 70 Gew.-%, bevorzugter 5 bis 40 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht der thermisch farbveränderbaren Polymerphase (Phase A). Wenn der Anteil des thermisch farbveränderbaren Materials weniger als 0,5 Gew.-% beträgt, ergibt eine Verbundfaser unter Verwendung des obigen Materials keine wünschenswerte Farbveränderbarkeit und eine Farbkonzentration, die es unmöglich macht, eine ausreichende thermische Farbveränderbarkeit zu zeigen. Selbst wenn der Anteil 90 Gew.-% übersteigt, verbessert sich die Farbveränderbarkeit überhaupt nicht und die Fließfähigkeit der thermisch farbveränderbaren Polymerphase vermindert sich in bemerkenswerter Weise, mit dem Ergebnis, daß die Spinnfähigkeit sich extrem verschlechtert und eine Packlebensdauer wird sehr verkürzt durch Filterverstopfen, etc., mit der Folge, daß die Stabilität eines Faserisierungsschrittes abnimmt. Beide Fälle sind somit unerwünscht.
Die erfindungsgemäße Verbundfaser umfaßt die Phase A und die Schutzpolymerphase (Phase B), die im wesentlichen aus dem faserbildenden thermoplastischen Polymeren zusammengesetzt ist. Als das Polymer der Schutzpolymerphase (Phase B) ist irgendein Polymeres geeignet, falls es einen Schmelzpunkt von 120ºC oder höher aufweist und es eine gute Faserisierungsfähigkeit besitzt. In Anbetracht der Hitzebeständigkeit des farbveränderbaren Materials beträgt der Schmelzpunkt bevorzugt 230ºC oder niedriger. Es können jedoch bei einem höheren Schmelzpunkt als dem Vorstehenden Fasern gebildet werden, falls die Struktur in dem Pack in passender Weise angeordnet ist.
Desweiteren ist, da die Schutzpolymerschicht (Phase B) eine wichtige Rolle zum Beibehalten der guten Faserisierungsfähigkeit spielt, ein Polymer mit schlechter Spinnfähigkeit im wesentlichen ungeeignet für den erfindungsgemäßen Zweck.
Falls die Schutzpolymerphase (Phase B) in der erfindungsgemäßen Verbundfaser nur zum Schutze der damit umgebenen Phase A vorhanden ist, wird angenommen, daß als das Polymere der Phase B ein hochtransparentes amorphes Polymere verwendet wird, um die kräftige Farbe des thermisch farbveränderbaren Polymeren zu entwickeln. Tatsächlich jedoch ist das amorphe Polymere als die Phase B hinsichtlich Spinnfähigkeit und Leistungsvermögen der resultierenden Fasern ziemlich unterlegen.
Dementsprechend ist ein kristallines Polymeres, welches gegenüber dem amorphen Polymeren nur wenig hinsichtlich der Transparenz unterlegen, aber hinsichtlich der Spinnfähigkeit und dem Leistungsvermögen der resultierenden Fasern überlegen ist, d.h. ein faserbildendes Polymeres als das Polymere der Phase B, bevorzugt. Als das Polymere der Phase B sind Polyester und Polyamide besonders bevorzugt.
Beispiele für die Polyester sind faserbildende Polyester, die aus aromatischen Dicarbonsäuren wie Terephthalsäure, Isophthalsäure, Naphtalin-2,6-dicarbonsäure, Phthalsäure, α,ß-(4-Carboxyphenoxy)ethan, 4,4'-Dicarboxydiphenyl, 5-Natriumsulfoisophthalsäure, aliphatischen Dicarbonsäuren, wie Adipinsäure und Sebacinsäure und ihre Ester, und Diolen, wie Ethylenglykol, Diethylenglykol, 1,4- Butandiol, 1,6-Hexandiol, Neopentylglykol, Cyclohexan-1,4- dimethanol, Polyethylenglykol und Polytetramethylenglykol gebildet sind. Bevorzugt sind Polyester, worin 60 mol% oder mehr der sich wiederholenden Einheiten Ethylenterephthalateinheiten, Butylenterephthalateinheiten oder Hexamethylenterephthalateinheiten sind. Die Polyester können kleine Mengen an herkömmlichen Additiven, Fluoreszenzaufhellern und Stabilisatoren enthalten.
Beispiele für die Polyamide sind Nylon 6, Nylon 66, Nylon 12 und Polyamid, das aus m-Xylylendiamin und Adipinsäure gebildet ist. Ein Polyamid, das eine kleine Menge einer dritten Komponente enthält, ist geeignet. Naturgemäß können die Polyamide kleine Mengen an Additiven, Fluoreszenzaufhellern und Stabilisatoren enthalten.
Eine Kombination der Polymeren, d.h. Polybutylenterephthalatpolymere als die Polymeren der Phasen A und B, und eine dritte Komponente, die so copolymerisiert wurde, daß der Schmelzpunkt des Polymeren der Phase A niedriger ist als der des Polymeren der Phase B, ist bevorzugt in Hinsicht auf die Faserisierungsfähigkeit (d.h. leichtes Spinnen, Strecken und Falschverzwirnen) und die Eigenschaften (Festigkeit und Dimensionsstabilität) der resultierenden Fasern.
Beispiele für die Copolymerisationskomponente sind Dicarbonsäuren, wie Isophthalsäure, Adipinsäure, Sebacinsäure und Phthalsäure und Diole wie Ethylenglykol, Diethylenglykol, Propylenglykol und Cyclohexandimethanol. Vor allem ist Isophthalsäure am meisten bevorzugt unter dem Aspekt der Eigenschaften der Fasern.
Das als das Polymere der Phase B verwendete Polybutylenterephthalatcopolymere wird unter dem Aspekt eines Schmelzpunktes und einer Glasübergangstemperatur bevorzugt. Beispiele für die Copolymerisationskomponente sind die gleichen wie die für das Polymere der Phase A.
Dementsprechend ist am meisten bevorzugt, daß das Isophthalsäure-copolymeris ierte Polybutylenterephthalat als das Polymere für die Phase A verwendet wird und das Isophthalsäure-copolymerisiertes Polybutylenterephthalat, bei dem der Gehalt an Isophthalsäure niedriger ist als in dem Polymeren der Phase A, als das Polymere der Phase B verwendet wird.
Die erfindungsgemäße temperaturempfindliche, farbveränderbare Verbundfaser ist von solcher Struktur, daß die thermisch farbveränderbare Polymerphase (Phasen A) und die Schutzpolymerphase (Phase B) in Kontakt miteinander gebracht werden, wobei (i) die Schutzpolymerphase (Phase B) mindestens 60 % der Faseroberfläche ausmacht und (ii) die Schutzpolymerphase (Phase B) 20 bis 95 Gew.-%, bezogen auf die Gesamtfaser, ausmacht.
Wenn die Schutzpolymerphase (Phase B) in der Verbundfaser weniger als 60 % der Faseroberfläche ausmacht, können die bevorzugte Farbveränderbarkeit und Farbkonzentration nicht bereitgestellt werden und eine ausreichende thermische Farbveränderbarkeit ist nicht gegeben. Der Grund ist zum gegenwärtigen Zeitpunkt nicht zwingend aufgeklärt, vermutlich ist die Hitzebeständigkeit des thermisch farbveränderbaren Materials in einer Hochtemperaturatmosphäre ein bedeutender Faktor. Es ist bevorzugt, daß die Schutzpolymerphase (Phase B) in der erfindungsgemäßen Verbundfaser mindestens 80 % der Faseroberfläche einnimmt.
Es wird nämlich angenommen, daß, wenn die Phase B weniger als 60 % der Faseroberfläche ausmacht, der Anteil der in dem Faseroberflächenteil vorhandenen thermisch farbveränderbaren Polymerphase (Phase A) zunimmt, und das in dem Faseroberflächenteil vorhandene thermisch farbveränderbare Material abnimmt, so daß das thermisch farbveränderbare Material anfälliger ist durch die Hochtemperaturatmosphäre beeinflußt zu werden und somit die thermische Farbveränderbarkeit durch Luft abgebaut wird. Diese Tatsache kann auch wie folgt festgestellt werden. D.h., wie später in den Vergleichsbeispielen beschrieben wird, wenn die thermisch farbveränderbare Polymerphase (Phase A), die das thermisch farbveränderbare Material enthält und die faserbildende Schutzpolymerphase (Phase B) an das Aufweisen einer solchen Struktur, die zu der erfindungsgemäßen Struktur im Gegensatz steht, angepaßt werden, daß die erstgenannte Polymerphase (Phase A) eine Hülle als die Oberflächenschicht der Faser ist und die letztgenannte Polymerphase (Phase B) ein Kern ist, die Farbbildungsfähigkeit und Farbveränderbarkeit der erhaltenen Verbundfaser überhaupt nicht befriedigend sind.
Da in der erfindungsgemäßen Verbundfaser der Hauptteil der thermisch farbveränderbaren Polymerphase (Phase A), die das thermisch farbveränderbare Material enthält, durch die faserbildende Schutzpolymerphase (Phase B) bedeckt wird und nicht der Faseroberfläche ausgesetzt ist, ist es auf den ersten Blick als unvorteilhaft zu erachten, vom Gesichtspunkt des Aufweisens der Farbbildbarkeit des thermisch farbveränderbaren Materials. Solch ein Nachteil ist aber tatsächlich niemals beobachtet worden und der Mangel an Hitzebeständigkeit des thermisch farbveränderbaren Materials unter der Hochtemperaturatmosphäre kann völlig überwunden werden.
Daneben ist die erfindungsgemäße Verbundfaser sehr ausgezeichnet dahingehend, daß das Leistungsvermögen beim praktischen Gebrauch nicht abnimmt. Während des Langzeitgebrauchs wird nämlich die Faser wiederholt hartem Biegen, Ziehen, Reiben, Waschen, Spülen, etc., unterworfen. Wenn das thermisch farbveränderbare Material in der Faseroberflächenschicht vorhanden ist, wird das farbveränderbare Material, wie oben ausgeführt, unausweichlicherweise beschädigt und fällt ab. Auch ist die Lichtechtheit schlecht. Folglich werden die Farbbildfähigkeit und Farbveränderbarkeit vermindert. Andererseits, da die erfindungsgemäße Verbundfaser eine solche Struktur aufweist, daß die thermisch farbveränderbare Polymerphase (Phase A) im wesentlichen mit der faserbildenden Schutzpolymerphase (Phase B) geschützt ist, sind die oben genannten Nachteile nahezu eliminiert.
Die Struktur der erfindungsgemäßen Verbundfaser, wenn sie als Faser als solche, als gewebte Textilie oder Strickware verwendet wird, trägt nicht nur zum Aufweisen des vorgenannten exzellenten Leistungsvermögens, sondern auch in großartiger Weise zur Stabilität in einem Faserisierungsschritt bei.
Desweiteren besitzt die erfindungsgemäße Verbundfaser die Struktur, daß der Hauptteil der Oberfläche der thermisch farbveränderbaren Polymerphase (Phase A) durch die Schutzpolymerphase (Phase B) umgeben ist, wobei Erhebungen und Vertiefungen in der Oberfläche der Phase A des thermisch farbveränderbaren Materials durch das Schutzpolymere verdeckt werden. Konsequenterweise ist die resultierende Faser im wesentlichen frei von einer unebenen Oberfläche.
Deshalb wird eine Verbundfaser bereitgestellt, die eine leuchtende Farbe bildet, ohne ein sogenanntes Weißfärben- Phänomen, herrührend, daß die unebene Oberfläche Streulichtreflektion verursach,t und selbst bei der Farbbildung eine matte Farbe erhalten wird.
Bei der erfindungsgemäßen Verbundfaser ist es auch wichtig, daß die Schutzpolymerphase (Phase B) 20 bis 95 Gew.-% bezogen auf die Gesamtfaser, darstellt.
Wenn die Schutzpolymerphase (Phase B) mehr als 95 Gew.-% darstellt und die thermisch farbveränderbare Polymerphase (Phase A) weniger als 5 Gew.-% ausmacht, wird es schwierig, diese in einer stabilen Verbundfaserstruktur zu spinnen. Andererseits, wenn die thermisch farbveränderbare Polymerphase (Phase A) mehr als 80 Gew.-% darstellt, vermindern sich die Spinnfähigkeit und Streckfähigkeit der Verbundfaser und die Eigenschaften der resultierenden Faser extrem, selbst wenn die Schutzpolymerphase (Phase B) ausreichende Faserisierungsfähigkeit aufweist und die praktische Anwendbarkeit geht in extremer Weise verloren. Der Grund ist vermutlich, daß, da die die Phase A das thermisch farbveränderbare Material enthält, die thermisch farbveränderbare Polymerphase (Phase A) in bemerkenswerter Weise die Spinnfähigkeit vermindert und sie den Hauptteil der Verbundfaser einnimmt, so daß die Qualitäten der thermisch farbveränderbaren Polymerphase (Phase A) als solche ausgewiesen werden. Folglich beträgt ein Gewichtsverhältnis von der Schutzpolymerphase (Phase B) und der thermisch farbveränderbaren Polymerphase (Phase A) (B):(A)=20:80 bis 95:5, vorzugsweise 25:75 bis 90:10.
Gemäß der Erfindung ist es ratsam, um die Beständigkeit der temperaturempfindlichen Farbveränderbarkeit noch zu verbessern, ein herkömmliches Ultraviolettabsorptionsmittel zu adsorbieren oder zu enthalten. Beispiele für die herkömmlichen Ultraviolettabsorptionsmittel sind Hydroxybenzophenon, Hydroxynaphthophenon, Phenylsalicylat und Benzotriazol. Als ein Absorptionsverfahren gibt es beispielsweise ein einfaches Verfahren, bei dem beim Färben der Fasern 1 bis 10 % owf (weight of the fiber, Gewicht der Faser) des Ultraviolettabsorptionsmittels zu einem Färbebad beim Färben der Faser zugesetzt wird und an der Faser, gleichzeitig während das Färben durchgeführt wird, anhaftet. Es ist jedoch nicht erforderlich, daß die Adsorption gleichzeitig mit dem Färben durchgeführt wird. Ebenfalls verfügbar ist ein Verfahren, bei welchem das Ultraviolettabsorptionsmittel in ein geschmolzenes Polymeres beim Spinnen eingearbeitet wird. Das Ultraviolettabsorptionsmittel kann sowohl der thermisch farbveränderbaren Polymerphase (Phase A) als auch der Schutzpolymerphase (Phase B) oder zu irgendeiner der beiden Phasen zugesetzt werden. Es ist bevorzugt, daß das Ultraviolettabsorptionsmittel in der Schutzpolymerphase (Phase B) enthalten ist. Es ist ratsam, das Ultraviolettabsorptionsmittel in einer Menge von 0,5 bis 5 Gew.-%, bezogen auf die Faser, zu verwenden. Die Verwendung des Ultraviolettabsorptionsmittels verbessert abrupt die Lichtechtheit und Beständigkeit hinsichtlich der temperaturempfindlichen Farbveränderbarkeit. Selbst wenn mit Licht für 20 h unter der Temperaturbedingung von 63ºC durch ein Kohlenstoff-Fadeometer bestrahlt wird, wird die temperaturempfindliche Farbveränderbarkeit von höher als drittem Grad aufrechterhalten.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

Fig. 1 bis 6 sind Diagrammdarstellungen der vertikalen Querschnitte entlang einer longitudinalen Richtung der erfindungsgemäßen Verbundfaser.
Fig.1 ist eine typische Hülle-Kern-Typstruktur.
Fig. 2 ist eine Struktur, bei der einige A-Phasen (Inseln) in einer Matrix einer Phase B vorhanden sind.
Fig. 3 ist eine Dreifachstruktur von B-Phase - A-Phase - B-Phase von der Mitte her.
Fig. 4 ist eine Struktur, bei der ein Teil der Phase A an der Oberfläche in der Phase B ausgesetzt ist und in topfförmiger oder kreisförmiger Form vorliegt.
Fig. 5 ist eine Struktur, bei der die Phase B in verschiedene Blöcke durch die Phase A geteilt ist.
Fig. 6 ist ein Sandwichstruktur.
Von diesen sind die Strukturen in Fig. 1 bis 3, worin die Phase A nicht an der Faseroberfläche exponiert ist, als die erfindungsgemäße Faser bevorzugt, aufgrund des geringen Weißfärbens oder des geringen Abbaus des thermisch farbveränderbaren Materials durch die Hochtemperaturatmosphäre. Insbesondere ist die Struktur in Fig. 1 vorteilhaft vom Gesichtspunkt der Leichtigkeit der Herstellung und der temperaturempfindlichen Farbveränderbarkeit.
Die in den Fig. 1 bis 6 illustrierten vertikalen Querschnittstrukturen der Faser sind vereinfacht, um die Erklärung zu erleichtern. Die Modifikationen und Veränderungen derselben sind naturgemäß in dieser Erfindung miteingeschlossen, solange sie die vorgenannten Charakteristika aufweisen. Weiterhin muß die erfindungsgemäße Verbundfaser nicht notwendigerweise einen kreisförmigen Querschnitt, wie in Fig. 1 bis 6 dargestellt, aufweisen und kann hinsichtlich der Form etwas verändert sein.
Die erfindungsgemäße Verbundfaser hat zweckmäßigerweise 5 Denier oder mehr. Wenn sie weniger als 5 Denier hat, nimmt die Festigkeit der resultierenden Verbundfaser merklich ab und falls die Menge des temperaturempfindlichen farbveränderbaren Materials abnimmt, um die Abnahme hinsichtlich der Festigkeit aufzuhalten, kommt es zum Verlust der Leuchtkraft einer Farbe. Mehr bevorzugt sind 8 Denier oder mehr.
Die erfindungsgemäße Verbundfaser kann durch ein Verfahren zur Herstellung einer Verbundfaser, welches an sich bekannt ist, gebildet werden. D.h., es ist möglich, daß die thermisch farbveränderbare Polymerphase (Phase A) und die Schutzpolymerphase (Phase B) hergestellt werden und zu einer Verbundf aser in einer üblichen Weise geformt werden.
Die Fasern können durch irgendein Verfahren gebildet werden.
Beispiele für das Verfahren sind ein Verfahren, bei dem das Spinnen in einer üblichen Weise mit einer Geschwindigkeit von 2.500 m/min oder weniger durchgeführt wird, gefolgt von Strecken und Hitzebehandlung, ein Verfahren, bei welchem das Spinnen bei einer Geschwindigkeit von 1.500 bis 5.000 m/min durchgeführt wird, gefolgt von Strecken und Falschverzwirnen und ein Verfahren, bei welchem das Spinnen bei einer Geschwindigkeit von 5.000 m/min oder höher durchgeführt wird und das Strecken entsprechend der Verwendung weggelassen wird.
Das in dieser Erfindung verwendete Wort "Faser" beinhaltet Filamente, Kurzfasern, deren gezwirnte, verarbeitete und gesponnenen Garne und gewebte, gewirkte und ungewebte (Vlies-)Textilien, die diese enthalten.
Konkrete Beispiele für Faserprodukte, die die erfindungsgemäße Faser verwenden, sind gestopfte Puppen, Puppenkleider, Puppenhaare, Baumwolle für Christbäume, Pullover, Strickjacken, Westen, Sporthemden, Polohemden, Hemden, T-Shirts, Blusen, Anzug bzw. Kostüm, Blaser, Jacken, Freizeithosen, Röcke, Jersey-Kleidung, Pullover bzw. Trägerkleider, Trainingskleidung, Kinderkleidung, Babykleidung, Studentenuniformen, Arbeitskleidung, Mäntel, Regenmäntel, Roben, Pyjamas, Bademäntel, Unterwäsche, Schwimmanzüge, Ski- Kleidungen, deren Materialien, Socken, Handschuhe, Hals-, Kopf-, Schultertücher, Schals, Hüte, Pantoffeln, Krawatten, Schleier, Embleme, Handtaschen, Beutel, Taschentücher, Handtücher, Decken, Teppiche, Kissen, Moquetten, Bettücher, künstliche Blumen, Stickwaren, Spitzen, Bänder, Vorhänge, Tischdecken, Seile, Segel, Zelte, Schläuche, Helme, Bergsteigerstiefel, Rucksäcke, Rettungsboote, Verpackungsstoffe, Regenschirme, Gürtel, Netze, falsche Schnurrbärte, falsche Augenwimpern, Perücken, Haarteile, Bälle, Gardinen, Wärmedämmungs- bzw. Isolationsmaterialien, Servietten, Windeln bzw. Binden, Lampenschirme, Raumteilerschirme, Schnüre bzw. Saiten, usw.
Die folgenden Beispiele und Vergleichsbeispiele erläutern die erfindungsgemäße Verbundf aser genauer. In den Beispielen sind alle "Teile" "Gew.-Teile", solange nichts anderes genannt ist.
Die Eigenschaften wurden gemäß den folgenden Verfahrensweisen gemessen.
Schmelzpunkt:
Ein Schmelzpunkt eines thermoplastischen Polymeren wurde durch ein Differential-Scanning-Kalorimeter (DSC) bei einer Heizgeschwindigkeit von 10ºC/min gemessen. Eine Temperatur bei der ein Wärmeabsorptionspeak auftrat, wurde als der Schmelzpunkt festgelegt.
Erweichungspunkt:
Ein Erweichungspunkt eines thermoplastischen Polymeren wurde gemäß JIS K 7206-1982 gemessen.
Waschtest-Verfahrensweise:
Ein Waschtest wurde gemäß JIS L0217-103 durchgeführt. D.h., 2 g eines synthetischen Detergens für Kleidung wurde zu 1 l Wasser, das bei 40ºC gehalten wurde, unter Bildung einer Waschflüssigkeit zugesetzt. In die Waschflüssigkeit wurde eine Probe gegeben und erforderlichenfalls ein Beschwerungsmittelstoff, so daß ein Badverhältnis von 1:30 erreicht wurde und der Arbeitsgang wurde gestartet. Nach der Behandlung über 5 min, wurde der Arbeitsgang gestoppt und die Probe und der Beschwerungsmittelstoff wurden mit einer Trockenvorrichtung entwässert.
Anschließend wurde die Waschflüssigkeit durch eine frische Flüssigkeit der obigen Temperaturersetzt. Die Probe und der Beschwerungsmittelstoff wurden bei dem gleichen Badverhältnis für 2 min gewaschen, anschließend entwässert, erneut für 2 min gewaschen und mit Luft getrocknet.

Beisdiel 1

Eine thermisch farbveränderbare Masse, umfassend Kristallviolettlacton, Bisphenol A und Cetylalkohol, wurde in Mikrokapseln mit einer durchschnittlichen Teilchengröße von 4 bis 15 µm durch eine Epoxyharz-Amin-Grenzflächenpolymerisation gebildet. 20 Teile der Mikrokapseln wurden bei 160ºC mit 80 Teilen Späne von HDPE (ACE-Polyethylen F6200V: eine Warenbezeichnung für ein Produkt von Ace Polymer K.K.) mit einem Schmelzpunkt von 140ºC schmelzvermischt. Die Mikrokapseln mit einer durchschnittlichen Teilchengröße von mehr als 15 µm wurden durch einen Filter entfernt und Späne (A), die das thermisch farbveränderbare Material enthielten, wurden erhalten.
Anschließend wurden die Späne (Phase A) und Polybutylenterephthalat (Phase B) (NOVADUR 5008, ein Handelsname für ein Produkt von Mitsubishi Chemical Industries, Ltd: ein Schmelzpunkt von 230ºC) durch getrennte Extruder geschmolzen. Unter Verwendung einer Verbundschmelzvorrichtung wurde ein Hülle-Kern-Verbundgarn, in welchem die Phase A ein Kern war und die Phase B eine Hülle war (die Querschnittsansicht ist in Fig. 1 dargestellt), und ein Verbundverhältnis von Phase A:Phase B 50:50, bezogen auf das Gewicht, war, bei 250 ºC aus 6 Öffnungen gesponnen und mit einer Spinngeschwindigkeit von 800 m/min aufgewickelt, um gesponnenen Filamente von 225 Denier/6 Filamente zu erhalten.
Anschließend wurden die gesponnenen Filamente 2,5-fach gestreckt durch eine herkömmliche Streckmaschine, um ein gestrecktes Garn von 90 Denier/6 Filamente zu erzielen. Dieses gestreckte Garn wurde weiter mit einem regulären Polyestergarn von 75 Denier/24 Filamente bei einem Luftdruck von 4 kg/cm² verflochten, um ein thermisch farbveränderbares gemischtes Garn von 165 Denier/30 Filamente bereitzustellen. Die Garne wurden longitudinal-transversal in eine flache Webware durch eine Webmaschine gewebt. Die flache gewebte Textilie war oberhalb von 40ºC weiß und unterhalb von 40ºC blau und war ausgezeichnet hinsichtlich Farbildungsfähigkeit und Farbveränderbarkeit. Sie zeigte keine weißliche Farbe bei der Farbbildung. Dieses Leistungsvermögen wurde noch nach dem Wiederholen von 50 Waschtests gemäß JIS L0217-103 aufrechterhalten und es wurde eine ausgezeichnete Waschfestigkeit gezeigt.

Beispiele 2 und 3

Beispiel 1 wurde wiederholt, ausgenommen, daß das Polymer in der Hülle durch Nylon 6 (Schmelzpunkt 225ºC) in Beispiel 2 und Polyhexamethylenterephthalat (Schmelzpunkt 149ºC) in Beispiel 3, ersetzt wurde und die Spinntemperatur in Beispiel 3 bei 200ºC lag.
In beiden Beispielen 2 und 3 wurden thermisch farbveränderbare Textilien erhalten, die ausgezeichnet hinsichtlich Farbveränderbarkeit und Farbbildbarkeit waren, die keine weißliche Farbe bei der Farbbildung zeigten und die Waschfestigkeit aufwiesen.

Beispiele 4 und 5

In Beispiel 4 wurde Beispiel 1 wiederholt, ausgenommen, daß 20 Teile des gleichen thermisch farbveränderbaren Materials, wie in Beispiel 1 verwendet, bei 190ºC mit 80 Teilen Spänen von Polypropylen (K-1800, eine Warenbezeichnung für ein Produkt von Chisso Corporation) mit einem Schmelzpunkt von 165 ºC, unter Erhalt von Spänen, die ein farbveränderbares Material enthielten, schmelzvermischt wurden und ein Hülle- Kern-Verbundgarn, in welchem das obige Polymer ein Kern und Polyhexamethylenterephthalat eine Hülle war, wurde bei 200ºC aus 8 Öffnungen herausgestoßen.
In Beispiel 5 wurde Beispiel 4 wiederholt, ausgenommen, daß 10 Teile des gleichen wie in Beispiel 1 verwendeten, thermisch farbveränderbaren Materials bei 170ºC mit 90 Teilen Spänen von Polyhexamethylenterephthalat mit einem Schmelzpunkt von 149ºC unter Erhalt von Spänen, die das farbveränderbare Material enthielten, schmelzvermischt wurde und dieses Polymere wurde zu einem Kern gemacht.
In beiden Beispielen 4 und 5 wurden thermisch farbveränderbare Textilien erhalten, die ausgezeichnet hinsichtlich Farbveränderbarkeit und Farbbildbarkeit waren, die keine weißliche Farbe bei der Farbbildung zeigten und die Waschfestigkeit aufwiesen.

Vergleichsbeispiele 1 und 2

In Vergleichsbeispiel 1 wurde Beispiel 1 wiederholt, ausgenommen, daß die Hülle- und Kernkomponenten umgekehrt angeordnet waren, so daß die thermisch farbveränderbaren, gemischten Spänen (Phase A) eine Hülle waren und Polybutylenterephthalat ein Kern war.
Die Faserisierungsfähigkeit war gut, aber die Farbbildbarkeit war schlecht und es trat eine weißliche Farbe bei der Farbbildung auf.
In Vergleichsbeispiel 2 wurde Beispiel 1 wiederholt, ausgenommen, daß ein Hülle-Kern-Mischungsverhältnis geändert wurde in Kern:Hülle=83:17. Die Garne zerbrachen häufig und die Faserisierungsfähigkeit war schlecht.

Beispiele 6 und 7

Eine thermisch farbveränderbare Masse, umfassend eine Schmelze von 3-Diethylamino-7,8-benzfluoran, Bisphenol A und Stearylalkohol, wurde durch Epoxyharz/Amin-Grenzflächenpolymerisation mikroverkapselt, um ein thermisch farbveränderbares Material mit einer durchschnittlichen Teilchengröße von 2 bis 15 µm zu erzielen.
Anschließend wurden 30 Teile des thermisch farbveränderbaren Materials bei 195ºC mit 70 Teilen Späne eines Polyamidelastomeren (PEBAX 35335N00, eine Warenbezeichnung für ein Produkt von Toray Industries, Inc.) mit einem Schmelzpunkt von 152ºC schmelzvermischt, um die das farbveränderbare Material enthaltende Späne (Phase A) zu erhalten. Danach wurde Beispiel 1 wiederholt, ausgenommen, daß ein Hülle- Kern-Verbundgarn, bei dem die Späne (Phase A) ein Kern war und Nylon 6 (Phase B) eine Hülle war und ein Verbundverhältnis von Hülle:Kern 50:50, bezogen auf das Gewicht, betrug, aus 8 Öffnungen gesponnen wurde und bei einer Spinngeschwindigkeit von 400 m/min aufgewickelt wurde. Die resultierenden Filamente betrugen 90 Denier/6 Filamente.
In Beispiel 7 wurde Beispiel 6 wiederholt, ausgenommen, daß die Querschnittsform wie in Fig. 4 gezeigt war und ein Verbundverhältnis von Phase A:Phase B 40:60, bezogen auf das Gewicht, betrug.
In beiden Beispielen 6 und 7 waren die resultierenden Textilien farblos oberhalb von 50ºC und pinkfarben unterhalb von 50ºC, sie waren ausgezeichnet hinsichtlich Farbveränderbarkeit, Farbbildfähigkeit und Waschfestigkeit und sie zeigten keine weißliche Farbe. Jedoch war die Textilie in Beispiel 7 denen in den vorstehenden Beispielen hinsichtlich Farbbildbarkeit und Farbveränderbarkeit unterlegen und war etwas weißlich bei der Farbbildung.

Beispiele 8 und 9

In Beispiel 8 wurde Beispiel 1 wiederholt, ausgenommen, daß die Querschnittsform wie in Fig. 2 dargestellt war und ein Verbundverhältnis von Phase A: Phase B 20:80 betrug.
In Beispiel 9 wurde Beispiel 1 wiederholt, ausgenommen, daß die Querschnittsform wie in Fig. 3 dargestellt war und ein Verbundverhältnis von Phase A:Phase B 40:60 betrug.
In beiden Beispielen 8 und 9 wurden thermisch farbveränderbare Textilien erhalten, die ausgezeichnet hinsichtlich Farbbildbarkeit, Farbveränderbarkeit und Waschfestigkeit waren und die keine weißliche Farbe bei der Farbbildung zeigten.

Vergleichsbeispiele 3 und 4

In Vergleichsbeispiel 3 wurde nur das gleiche Polypropylen, daß das in Beispiel 4 verwendete thermisch farbveränderbare Material enthielt, faserisiert. Die Spinnfähigkeit war gut, aber die Filamente zerbrachen häufig bei einem Streckschritt. Die Farbbildbarkeit war etwas schlecht und eine matte weißliche Farbe war bei der Farbbildung zu sehen.
In Vergleichsbeispiel 4 wurden 10 Teile des gleichen wie in Beispiel 1 verwendeten thermisch farbveränderbaren Materials mit 90 Teilen herkömmlichen Polyethylenterephthalats mit einem Schmelzpunkt von 258ºC schmelzvermischt. Beim Kneten wurde ein Zersetzungsgas erzeugt und zufriedenstellende Pigment enthaltende Späne konnten nicht erhalten werden.

Beisdiel 10

Beispiel 1 wurde wiederholt, ausgenommen, daß Polyethylenterephthalat (Schmelzpunkt 220ºC), modifiziert mit 15 mol% Isophthalsäure, in einer Hülle verwendet wurde und die Spinntemperatur in 235ºC verändert wurde. Es wurde eine thermisch farbveränderbare Textilie mit guter Faserisierungsfähigkeit und guter Farbbildfähigkeit erhalten, die keine weißliche Farbe bei der Farbbildung zeigte und ausgezeichnete Waschfestigkeit aufwies.

Beisdiel 11

Beispiel 1 wurde wiederholt, ausgenommen, daß Polybutylenterephthalat (Schmelzpunkt 168ºC), modifiziert mit 35 mol% Isophthalsäure, als ein Polymeres für Phase A verwendet wurde, daß Polybutylenterephthalat (Schmelzpunkt 177ºC), modifiziert mit 30 mol% Isophthalsäure, als ein Polymeres für Phase B verwendet wurde und daß die Spinntemperatur in 200ºC verändert wurde. Es wurde eine thermisch farbveränderbare Textilie mit sehr guter Faserisierungsfähigkeit und sehr guter Farbformbarkeit erhalten, die keine weißliche Farbe bei der Farbbildung zeigte und ausgezeichnete Waschfestigkeit aufwies.
Die Herstellungsbedingungen und die Ergebnisse in dem Beispielen und Vergleichsbeispielen sind in Tabelle 1 dargestellt.
In Tabelle 1 bedeutet "sehr gut", "gut", "nicht notwendigerweise gut" und X "schlecht". Tabelle 1 Thermisch farbveränderbare Polymerphase (Phase A) Thermoplatisches Polymeres Schmelzpunkt (ºC) Farbveränderbares Material Menge Schutzpolymerphase (Phase B) A/B-Mischverhältnis Beisp. Polyethylen Polyhexamethylenterphthalat Kristallviolettlacton Bisphenol Cetylalkohol Polybutylenterphthalat Nylon Polyhexamethylenterephthalat Fortsetzung folgt Tabelle 1 (Fortsetzung) Thermisch farbveränderbare Polymerphase (Phase A) Thermoplatisches Polymeres Schmelzpunkt (ºC) Farbveränderbares Material Menge Schutzpolymerphase (Phase B) A/B-Mischverhältnis Vergl.Beisp. Beisp. Polyethylen Kristallviolettlacton 3-diethylamino-7,8-benzfluoran Bisphenol Cetylalkohol Stearylalkohol Polybutylenterphthalat Nylon Fortsetzung folgt Tabelle 1(Fortsetzung) Thermisch farbveränderbare Polymerphase (Phase A) Thermoplatisches Polymeres Schmelzpunkt (ºC) Farbveränderbares Material Menge Schutzpolymerphase (Phase B) A/B-Mischverhältnis Beisp. Vergl.Beisp. Polyethylen Polyhexamethylenterphthalat Kristallviolettlacton Bisphenol Cetylalkohol Polybutylenterphthalat Polyethylenterephthalat modifiziert mit 15 mol% Isophthalsäure Fortsetzung folgt Tabelle 1 (Fortsetzung) Thermisch farbveränderbare Polymerphase (Phase A) Thermoplatisches Polymeres Schmelzpunkt (ºC) Farbveränderbares Material Menge Schutzpolymerphase (Phase B) A/B-Mischverhältnis Beisp. Polybutylenterphthalat modifiziert mit 35 mol% Isophthalsäure Kristallviolettlacton Bisphenol A Cetylalkohol Polybutylenterephthalat modifiziert mit 30 mol% Isophthalsäure Fortsetzung folgt Tabelle 1 (Fortsetzung) Querschnittsansicht Faserisierungsfähigkeit Farbbildbarkeit Farbveränderbarkeit Abwesenheit einer weißlichen Farbe bei der Farbbildung (Glanz) Beständigkeit (Farbbildbarkeit nach 50mal Waschen) Gesamtbewertung Bemerkungen Beisp. Polymerphase A ist ein Kern Fortsetzung folgt Tabelle 1 (Fortsetzung) Querschnittsansicht Faserisierungsfähigkeit Farbbildbarkeit Farbveränderbarkeit Abwesenheit einer weißlichen Farbe bei der Farbbildung (Glanz) Beständigkeit (Farbbildbarkeit nach 50mal Waschen) Gesamtbewertung Bemerkungen Vergl. Beisp. Beisp. Kern/Hülle Polymerphase A ist ein Hülle Ein anteil der Polymerphase B ist niedriger Fortsetzung folgt Tabelle 1 (Fortsetzung) Querschnittsansicht Faserisierungsfähigkeit Farbbildbarkeit Farbveränderbarkeit Abwesenheit einer weißlichen Farbe bei der Farbbildung (Glanz) Beständigkeit (Farbbildbarkeit nach 50mal Waschen) Gesamtbewertung Bemerkungen Beisp. Vergl. Beisp. einfach Feiner Denier ist unmöglich Zersetzung erfolgt in Knetvorrichtung

Beispiele 12 bis 14

Unter Verwendung eines Färbebads, das 3,0 % owf Sumipon UL (Benzotriazoltyp) als Ultraviolettabsorptionsmittel und 0,1 % owf eines gelben Dispersionsfarbstoffs (Kayalon Polyester Gelb YL-SE) enthielt, wurden die Webwaren mit Leinwandbindung wie in Beispielen 1, 4 und 5 bei 100ºC für 30 min unter einer Bedingung eines Badverhältnisses=1:50 gefärbt. Bei all diesen Beispielen enthielten die temperaturempfindlichen farbveränderbaren Fasern etwa 3 %, bezogen auf das Gewicht der Fasern, des ultravioletten Absorptionsmittels.
Als ein Ergebnis waren die resultierenden gefärbten Produkte bei Raumtemperatur gelblich-grün. Wenn die Temperatur auf 40ºC oder höher erhöht wurde, wurden sie gelb. Die Produkte waren somit ausgezeichnet hinsichtlich Farbbildbarkeit und Farbveränderbarkeit, sie zeigten keine weißliche Farbe bei der Farbbildung und wiesen ausgezeichnete Waschfestigkeit auf. Lichtbestrahlung wurde bei 63ºC durch ein Kohlenstoff- Fadeometer zur Untersuchung der Temperaturempfindlichkeit durchgeführt. Als ein Ergebnis wurde selbst nach 20 x (Bestrahlungszeitdauer) die ausgezeichnete Temperaturempfindlichkeit aufrechterhalten.

Wirkungen der Erfindung

Die Erfindung kann eine thermisch farbveränderbare Faser, die ausgezeichnet hinsichtlich Farbveränderbarkeit, Farbformbarkeit, Waschfestigkeit und Lichtechtheit ist und die keine weißliche Farbe bei der Farbbildung zeigt, durch Bilden eines thermoplastischen Polymeren, das eine vorgegebene Menge eines thermisch farbveränderbaren Materials und ein faserbildendes thermoplastisches Polymeres enthält, zu einer Verbundfaser einer speziellen Struktur bereitstellen. Zusätzlich kann die Erfindung durch Zusatz eines Ultraviolettabsorptionsmittels zu der Faser die Lichtechtheit hinsichtlich der Temperaturempfindlichkeit drastisch verbessern.

Claims

1. Temperaturempfindliche, farbveränderbare Verbundfaser, dadurch gekennzeichnet, daß (A) eine thermisch farbveränderbare Polymerphase (Phase A), die im wesentlichen aus einem thermisch farbveränderbaren Material und einem thermoplastischen Polymeren mit einem Schmelzpunkt oder einem Erweichungspunkt von 230ºC oder niedriger zusammengesetzt ist, wobei der Gehalt des thermisch farbveränderbaren Materials 0,5 bis 90 Gew.-% beträgt, und (B) eine Schutzpolymerphase (Phase B), die im wesentlichen aus einem faserbildenden thermoplastischen Polymeren zusammengesetzt ist, miteinander in Kontakt gebracht werden, wobei (i) die Schutzpolymerphase (Phase B) mindestens 60 % der Faseroberfläche ausmacht und (ii) die Schutzpolymerphase (Phase B) 20 bis 95 Gew.%, bezogen auf die Gesamtfaser, ausmacht.

2. Verbundfaser nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Gehalt des thermisch farbveränderbaren Materials in der thermisch farbveränderbaren Polymerphase (Phase A) 1 bis 70 Gew.-% beträgt.

3. Verbundfaser nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Schutzpolymerphase (Phase B) in der Verbundfaser mindestens 80 % der Faseroberfläche ausmacht.

4. Verbundfaser nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Schutzpolymerphase (Phase B) in der Verbundfaser 25 bis 90 Gew.-%, bezogen auf die Gesamtfaser, ausmacht.

5. Verbundfaser nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das thermoplastische Polymere, das die thermisch farbveränderbare Polymerphase (Phase A) bildet, mindestens von einer Art, ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus Polyethylen, Polypropylen, Polyhexamethylenterephthalat, Polybutylenterephthalat, Nylon 6, Nylon 12 oder einem Copolymeren davon, ist.

6. Faser nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens die Schutzpolymerphase (Phase B) ein ultraviolettes Absorptionsmittel enthält.

7. Verbundfaser nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das thermoplastische Polymere, das die Schutzpolymerphase (Phase B) bildet, mindestens von einer Art, ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus Polyethylenterephthalat, Polybutylenterephthalat, Polyhexamethylenterephthalat, Nylon 6, Nylon 66, Nylon 12 und einem Copolymeren davon, ist.

8. Verbundfaser nach einem der Ansprüche 1 bis 7, die eine Hülle-Kernstruktur aufweist, wobei die thermisch farbveränderbare Polymerphase (Phase A) einen Kern bildet und die Schutzpolymerphase (Phase B) eine Hülle bildet.

9. Verbundfaser nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die thermoplastischen Polymeren, die die thermisch farbveränderbare Polymerphase (Phase A) bilden, und die Schutzpolymerphase (Phase B) beide Polybutylenterephthalatpolymere sind und der Schmelzpunkt des thermoplastischen Polymeren, das die thermisch farbveränderbare Polymerphase (Phase A) bildet, niedriger ist als der des thermoplastischen Polymeren, das die Schutzpolymerphase (Phase B) bildet.